《高分子物理》課程教學大綱一、課程基本情況課程代碼：101134123104課程名稱（中/英文）：高分子物理/PolymerPhysics課程類別：專業(yè)必修課程學分：4總學時：64理論學時：64實驗/實踐學時：0適用專業(yè)：高分子材料與工程適用對象：本科先修課程：有機化學、物理化學、高分子化學教學環(huán)境：多媒體教室開課學院：材料科學與工程學院二、課程簡介1.課程任務(wù)與目的《高分子物理》是高分子材料與工程專業(yè)的一門重要專業(yè)必修課程，它是研究聚合物結(jié)構(gòu)與性能之間關(guān)系的一門科學。通過該課程的課堂教學，使學生掌握聚合物的多層次結(jié)構(gòu)、分子運動及主要物理、機械性能的基本概念、理論和研究方法，為高分子材料設(shè)計、改性、加工和應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。該課程的主要目的是通過學習，使學生能夠掌握聚合物結(jié)構(gòu)與分子運動之間的關(guān)系，以及分子運動與聚合物材料性能之間的關(guān)系。在課程的講解過程中，讓學生增強透過現(xiàn)象看本質(zhì)的意識，正確分析事物之間的因果關(guān)系，提升學生發(fā)現(xiàn)和分析問題以及解決問題的能力。介紹高分子材料在社會各個領(lǐng)域的應(yīng)用時，強調(diào)其對社會、環(huán)境和安全的影響，引導學生關(guān)注工程倫理，培養(yǎng)他們的社會責任感和環(huán)保意識。在課堂教學中，展示當代科學家在高分子物理領(lǐng)域的創(chuàng)新成果，如新型高分子材料的研發(fā)、高分子材料在航空航天、醫(yī)療健康等領(lǐng)域的應(yīng)用，以此激發(fā)學生的民族自豪感和工業(yè)強國的追求。通過分析國內(nèi)外在高分子材料領(lǐng)域的技術(shù)差距和面臨的專利壁壘，引導學生認識到科技創(chuàng)新的重要性和緊迫性，激發(fā)他們的居安思危意識和社會責任感。2.對接培養(yǎng)的崗位能力使學生具備從事聚合物成型加工、聚合物改性和模具設(shè)計等工作所需要的專業(yè)理論基礎(chǔ)知識，使學生在高分子材料改性方面具備應(yīng)用相容性理論解決實際問題的能力，在聚合物加工和應(yīng)用方面具備判斷材料結(jié)晶性、流變性、光學性和力學性能的能力。三、課程教學目標1.課程對畢業(yè)要求的支撐[畢業(yè)要求指標點1.1]能夠運用數(shù)學、自然科學、計算、工程科學的基本概念和理論，并對高分子材料、聚合物基復合材料和塑料模具工程領(lǐng)域的工程問題進行正確的表述。[畢業(yè)要求指標點2.2]能基于高分子知識、科學原理和數(shù)學模型方法正確表達高分子材料、聚合物基復合材料或塑料模具相關(guān)復雜工程問題。[畢業(yè)要求指標點2.3]能認識到解決高分子材料、聚合物基復合材料或塑料模具復雜工程問題有多種方案可選擇，會通過文獻研究、比較并尋求可替代的解決方案。并從可持續(xù)發(fā)展的角度分析工程活動過程的影響因素，獲得有效結(jié)論。[畢業(yè)要求指標點4.1]能夠基于科學原理和專業(yè)理論，通過文獻研究或相關(guān)方法，調(diào)研和分析高分子材料、聚合物基復合材料或塑料模具領(lǐng)域復雜工程問題的解決方案。2.課程教學目標對應(yīng)畢業(yè)要求指標點，具體內(nèi)容如下教學目標1.掌握高分子物理基礎(chǔ)知識，能夠基于高分子分子運動基本原理，運用數(shù)學模型方法，正確表達高分子材料結(jié)構(gòu)與性能間的關(guān)系，為解決高分子材料的制備、成型加工、改性和工程應(yīng)用中的復雜工程問題奠定理論基礎(chǔ)。（支撐畢業(yè)要求指標點1.1）教學目標2.能夠運用高分子物理的基本原理及結(jié)構(gòu)模型，分析高分子材料的制備、成型加工、改性工藝過程和工程應(yīng)用中工藝-結(jié)構(gòu)-性能之間的關(guān)系，識別與判斷影響高分子材料制品質(zhì)量的關(guān)鍵因素和和參數(shù)，為解決高分子材料的制備、加工、改性和工程應(yīng)用等過程中的復雜工程問題提出解決方案，并能夠?qū)Σ煌桨高M行比較、綜合與優(yōu)化。（支撐畢業(yè)要求指標點2.2）教學目標3.能夠應(yīng)用高分子物理的基本原理及結(jié)構(gòu)模型，綜合分析高分子材料制備、成型加工、改性工藝過程和工程應(yīng)用中的復雜工程問題的合理性以及存在的問題，結(jié)合文獻分析獲得有效結(jié)論。（支撐畢業(yè)要求指標點2.3）教學目標4.能夠應(yīng)用高分子物理中的基本原理，判別高分子材料生產(chǎn)與應(yīng)用中的物理化學性能和制品的使用性能，掌握影響高分子材料制品結(jié)構(gòu)特征、理化性能和使用性能等制品質(zhì)量的主要控制因素。（支撐畢業(yè)要求指標點4.1）四、教學課時安排（一）學時分配主題或知識點教學內(nèi)容總學時學時完成課程教學目標講課實驗實踐主題或知識點1高分子的鏈結(jié)構(gòu)88001、3主題或知識點2高分子的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)66001、2、3主題或知識點3高分子的溶液性質(zhì)88002、3主題或知識點4高聚物的分子量和分子量分布66001、2、3主題或知識點5高聚物的分子運動和轉(zhuǎn)變88001、2、3、4主題或知識點6橡膠彈性66003、4主題或知識點7聚合物的粘彈性1010003、4主題或知識點8聚合物的斷裂與屈服66003、4主題或知識點9聚合物的流變性66003、4合計646400五、教學內(nèi)容及教學設(shè)計主題或知識點1高分子的鏈結(jié)構(gòu)1.教學內(nèi)容高分子鏈的近程結(jié)構(gòu)；高分子鏈的遠程結(jié)構(gòu)；高分子鏈的構(gòu)象統(tǒng)計；高分子鏈的柔順性等。在課程的講解過程中，讓學生正確分析事物之間的因果關(guān)系，提升學生發(fā)現(xiàn)和分析問題以及解決問題的能力。2.教學重點結(jié)構(gòu)單元的鏈接方式；高分子鏈的構(gòu)型；共價單鍵的內(nèi)旋轉(zhuǎn)和高分子鏈的柔順性及影響高分子鏈柔順性的因素；高分子柔順性的表征；均方末端距的幾何計算法。均方末端距的統(tǒng)計計算法。3.教學難點共價單鍵的內(nèi)旋轉(zhuǎn)和高分子鏈的柔順性及影響高分子鏈柔順性的因素；高分子柔順性的表征；均方末端距的幾何計算法。4.教學方案設(shè)計（含教學方法、教學手段）采用線上線下混合式教學模式，主要知識點采用多媒體講授，或應(yīng)用線上平臺進行自主學習；課中進行啟發(fā)式教學和問題討論、適時應(yīng)用案例式教學方法。主題或知識點2高分子的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)1.教學內(nèi)容高聚物分子間的作用力；高聚物結(jié)晶的形態(tài)和結(jié)構(gòu)；高聚物的晶態(tài)結(jié)構(gòu)模型。高聚物的非晶態(tài)結(jié)構(gòu)模型；高聚物的結(jié)晶過程；結(jié)晶對高聚物性能的影響；結(jié)晶熱力學；高聚物的取向；高聚物的液晶態(tài)結(jié)構(gòu)；通過介紹凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)與其形成條件的關(guān)系，理解外部條件對事物內(nèi)部結(jié)構(gòu)的影響。2.教學重點內(nèi)聚能密度；高聚物結(jié)晶的形態(tài)和結(jié)構(gòu)；高聚物的非晶態(tài)結(jié)構(gòu)模型；高聚物的結(jié)晶過程；結(jié)晶對高聚物性能的影響；有關(guān)結(jié)構(gòu)模型；結(jié)晶熱力學和高聚物取向。3.教學難點結(jié)晶對高聚物性能的影響；結(jié)晶熱力學。4.教學方案設(shè)計（含教學方法、教學手段）采用線上線下混合式教學模式，主要知識點采用多媒體講授，或應(yīng)用線上平臺進行自主學習；課中進行啟發(fā)式教學和問題討論、適時應(yīng)用案例式教學方法。主題或知識點3高分子溶液1.教學內(nèi)容高聚物的溶解過程；柔性鏈高分子稀溶液的熱力學性質(zhì)；高分子溶液的相平衡；高分子的濃溶液；介紹Flory的主要事跡，學習科學家的獻身精神。2.教學重點非晶態(tài)高聚物的融脹和溶解及結(jié)晶高聚物的溶解；溶劑的選擇；交聯(lián)高聚物的溶脹；增塑原理及增塑劑選擇；Flory溫度；有關(guān)溶液及稀溶液理論及溶度參數(shù)與高分子在溶液中的形態(tài)關(guān)系。3.教學難點溶劑的選擇；Flory溫度；有關(guān)溶液及稀溶液理論。4.教學方案設(shè)計（含教學方法、教學手段）采用線上線下混合式教學模式，主要知識點采用多媒體講授，或應(yīng)用線上平臺進行自主學習；課中進行啟發(fā)式教學和問題討論、適時應(yīng)用案例式教學方法。主題或知識點4高聚物的分子量和分子量分布1.教學內(nèi)容聚合物分子量的表示方式；測定高聚物分子量的方法；分子量分布寬度的表征，測定高聚物分子量分布的方法；介紹量變和質(zhì)變的關(guān)系，理解學習分子量及其分布的重要性。2.教學重點聚合物分子量的表示方式；測定高聚物分子量的方法；分子量分布寬度的表征，測定高聚物分子量分布的方法。3.教學難點測定高聚物分子量的方法；測定高聚物分子量分布的方法。4.教學方案設(shè)計（含教學方法、教學手段）采用線上線下混合式教學模式，主要知識點采用多媒體講授，或應(yīng)用線上平臺進行自主學習；課中進行啟發(fā)式教學和問題討論、適時應(yīng)用案例式教學方法。主題或知識點5聚合物的分子運動和轉(zhuǎn)變1.教學內(nèi)容高聚物的分子熱運動特點；高聚物的力學狀態(tài)；玻璃化轉(zhuǎn)變理論，影響玻璃化溫度的因素；聚合物的結(jié)晶與熔融；結(jié)晶的條件，影響熔點的因素等；介紹多尺度相關(guān)概念，拓寬學生的思維。2.教學重點高聚物的分子熱運動特點；高聚物的力學狀態(tài)；玻璃化轉(zhuǎn)變理論，影響玻璃化溫度的因素；聚合物結(jié)晶的條件；熔融熱力學，影響熔點的因素等。3.教學難點玻璃化轉(zhuǎn)變理論；熔融熱力學。4.教學方案設(shè)計（含教學方法、教學手段）采用線上線下混合式教學模式，主要知識點采用多媒體講授，或應(yīng)用線上平臺進行自主學習；課中進行啟發(fā)式教學和問題討論、適時應(yīng)用案例式教學方法；引入課程思政元素，介紹在學習和工作中解決問題要抓住問題的關(guān)鍵。主題或知識點6橡膠彈性1.教學內(nèi)容橡膠彈性的特點；橡膠彈性的熱力學分析；影響橡膠彈性的因素；橡膠彈性的統(tǒng)計理論；熱塑性彈性體的結(jié)構(gòu)特征及分類；通過介紹汽車輪胎的熱量變化，強調(diào)學習要理論聯(lián)系實際，把學到的知識應(yīng)用的實際當中。2.教學重點橡膠彈性的特點；橡膠彈性的熱力學分析；影響橡膠彈性的因素；熱塑性彈性體材料。3.教學難點橡膠彈性的熱力學分析；影響橡膠彈性的因素。4.教學方案設(shè)計（含教學方法、教學手段）采用線上線下混合式教學模式，主要知識點采用多媒體講授，或應(yīng)用線上平臺進行自主學習；課中進行啟發(fā)式教學和問題討論、適時應(yīng)用案例式教學方法。主題或知識點7聚合物的粘彈性1.教學內(nèi)容蠕變、應(yīng)力松弛、滯后與內(nèi)耗等力學松弛現(xiàn)象；描述粘彈性的力學模型；粘彈性的溫度依賴性及時溫等效原理；Boltzmann疊加原理；介紹時間空間的聯(lián)系，觸發(fā)學生對相對論了解的興趣。2.教學重點蠕變、應(yīng)力松弛、滯后與內(nèi)耗等基本概念；描述粘彈性的力學模型；粘彈性的溫度依賴性及時溫等效原理；Boltzmann疊加原理。3.教學難點描述粘彈性的力學模型；粘彈性的溫度依賴性及時溫等效原理；Boltzmann疊加原理。4.教學方案設(shè)計（含教學方法、教學手段）采用線上線下混合式教學模式，主要知識點采用多媒體講授，或應(yīng)用線上平臺進行自主學習；課中進行啟發(fā)式教學和問題討論、適時應(yīng)用案例式教學方法。主題或知識點8聚合物的屈服和斷裂1.教學內(nèi)容聚合物的應(yīng)力-應(yīng)變行為；脆-韌轉(zhuǎn)變點、屈服的方式；剪切帶、銀紋；聚合物的斷裂與強度；聚合物的增強與增韌等；通過講解高分子材料強度和韌性的關(guān)系，介紹矛盾的統(tǒng)一性。2.教學重點聚合物的應(yīng)力-應(yīng)變行為；脆-韌轉(zhuǎn)變點、屈服的方式；剪切帶、銀紋；聚合物的斷裂與強度；聚合物的增強與增韌等。3.教學難點聚合物的應(yīng)力-應(yīng)變行為；脆-韌轉(zhuǎn)變點、屈服的方式。4.教學方案設(shè)計（含教學方法、教學手段）采用線上線下混合式教學模式，主要知識點采用多媒體講授，或應(yīng)用線上平臺進行自主學習；課中進行啟發(fā)式教學和問題討論、適時應(yīng)用案例式教學方法。主題或知識點9聚合物的流變性1.教學內(nèi)容非牛頓流體的分類；聚合物熔體剪切粘度的影響因素；纏結(jié)理論解釋聚合物的流動曲線；聚合物熔體流動過程中的彈性表現(xiàn)等；介紹偉大科學家牛頓的事跡，激發(fā)學生的追求真理的熱情。2.教學重點非牛頓流體的分類，聚合物熔體剪切粘度的影響因素，纏結(jié)理論解釋聚合物的流動曲線，聚合物熔體流動過程中的彈性表現(xiàn)等。3.教學難點聚合物熔體剪切粘度的影響因素；聚合物熔體流動過程中的彈性表現(xiàn)。4.教學方案設(shè)計（含教學方法、教學手段）采用線上線下混合式教學模式，主要知識點采用多媒體講授，或應(yīng)用線上平臺進行自主學習；課中進行啟發(fā)式教學和問題討論、適時應(yīng)用案例式教學方法。六、學生成績評定1.課程考核方式及比例本課程考核學生獲取知識的能力、應(yīng)用所學知識分析問題和解決問題能力、實踐動手能力和創(chuàng)新能力等；考核方式采用出勤、作業(yè)評測、課堂表現(xiàn)、平時階段測驗等多種形式、多個階段等全過程的考核，使學生成績評定更加合理多樣，優(yōu)化課程評價體系，進一步提升本課程教學效果。學生成績評定表考核方式平時成績期中考試期末考試出勤作業(yè)課堂表現(xiàn)階段測驗答辯項目小論文其他√√√√成績比例%10101010602.課程教學目標與考核方式評價權(quán)重本課程教學目標與考核方式評價權(quán)重如表所示：課程教學目標與考核方式評價權(quán)重表課程教學目標支撐畢業(yè)要求指標點考核評價方式權(quán)重（%）過程性考核期末考試合計出勤及課堂表現(xiàn)作業(yè)階段測驗教學目標1指標點1.1312915教學目標2指標點2.25321222教學目標3指標點2.38442440教學目標4指標點4.14221523合計20101060100 3.成績評價標準平時成績評定及考核標準考核環(huán)節(jié)考核結(jié)果及標準評估項目及權(quán)重優(yōu)秀（90~100分）良好（80~89分）中等（70~79分）及格（60~69分）不及格（<60分）出勤及課堂表現(xiàn)（20%）無遲到、早退、曠課現(xiàn)象。積極參加課堂討論，并有自己獨到的見解，能夠準確回答問題，并有自己獨到的見解偶爾有遲到、早退現(xiàn)象。較為積極參加課堂討論，能夠準確回答問題，并提出自己的見解有遲到、早退現(xiàn)象。能夠主動參加課堂討論，能夠回答問題有遲到、早退、偶爾有曠課現(xiàn)象。參與課堂討論，基本能回答相關(guān)問題遲到、早退、曠課較多。不能有效參加課堂討論，回答不出所有問題作業(yè)（10%）能夠獨立完成作業(yè)，作業(yè)完成質(zhì)量優(yōu)秀，能夠靈活運用所學知識和理論解決問題，并獲得正確結(jié)論能夠獨立完成作業(yè)，完成質(zhì)量較高，能夠運用所學知識和理論解決問題，并獲得正確結(jié)論能夠獨立完成作業(yè)，完成質(zhì)量符合要求，能夠運用所學知識和理論解決問題，并獲得有效結(jié)論基本能夠獨立完成作業(yè)，部分題目解答存在抄襲現(xiàn)象，運用所學知識和理論解決問題的能力基本符合要求不能獨立完成作業(yè)，存在明顯抄襲現(xiàn)象，不具備運用所學知識和理論解決問題的能力階段測驗（10%）完成所有階段測驗，根據(jù)參考答案評分，總評成績?yōu)閮?yōu)秀完成所有階段測驗，根據(jù)參考答案評定分，總評成績?yōu)閮?yōu)良完成所有階段測驗，根據(jù)參考答案評分，總評成績?yōu)橹械韧瓿伤须A段測驗，根據(jù)參考答案評分，總評成績?yōu)榧案駴]有完成階段測試，根據(jù)參考答案評分，總評成績不及格課程教學目標評價標準考核環(huán)節(jié)考核結(jié)果及標準評估項目及權(quán)重優(yōu)（90-100）良（80-89）中（70-79）及格（60-69）不及格（0-59）教學目標1能夠熟練掌握高分子物理基礎(chǔ)知識，基于高分子分子運動基本原理，熟練運用數(shù)學模型方法，準確表達高分子材料結(jié)構(gòu)與性能間的關(guān)系，為解決高分子材料的制備、成型加工、改性和工程應(yīng)用中的復雜工程問題奠定扎實的理論基礎(chǔ)。能夠準確掌握高分子物理基礎(chǔ)知識，基于高分子分子運動基本原理，正確運用數(shù)學模型方法，準確表達高分子材料結(jié)構(gòu)與性能間的關(guān)系，為解決高分子材料的制備、成型加工、改性和工程應(yīng)用中的復雜工程問題奠定良好的理論基礎(chǔ)。能夠掌握高分子物理基礎(chǔ)知識，基于高分子分子運動基本原理，運用數(shù)學模型方法，準確表達高分子材料結(jié)構(gòu)與性能間的關(guān)系，為解決高分子材料的制備、成型加工、改性和工程應(yīng)用中的復雜工程問題奠定理論基礎(chǔ)?；灸軌蛘莆崭叻肿游锢砘A(chǔ)知識，基于高分子分子運動基本原理，基本能夠運用數(shù)學模型方法，準確表達高分子材料結(jié)構(gòu)與性能間的關(guān)系，為解決高分子材料的制備、成型加工、改性和工程應(yīng)用中的復雜工程問題奠定一定的理論基礎(chǔ)。不能夠掌握高分子物理基礎(chǔ)知識，基于高分子分子運動基本原理，不能運用數(shù)學模型方法，準確表達高分子材料結(jié)構(gòu)與性能間的關(guān)系，為解決高分子材料的制備、成型加工、改性和工程應(yīng)用中的復雜工程問題奠定理論基礎(chǔ)。教學目標2能夠熟練運用高分子物理的基本原理及結(jié)構(gòu)模型，分析高分子材料的制備、成型加工、改性工藝過程和工程應(yīng)用中工藝-結(jié)構(gòu)-性能之間的關(guān)系，識別與判斷影響高分子材料制品質(zhì)量的關(guān)鍵因素和和參數(shù)，為解決高分子材料的制備、加工、改性和工程應(yīng)用等過程中的復雜工程問題提出優(yōu)異的解決方案，并能夠?qū)Σ煌桨高M行比較、綜合與優(yōu)化。能夠準確運用高分子物理的基本原理及結(jié)構(gòu)模型，分析高分子材料的制備、成型加工、改性工藝過程和工程應(yīng)用中工藝-結(jié)構(gòu)-性能之間的關(guān)系，識別與判斷影響高分子材料制品質(zhì)量的關(guān)鍵因素和和參數(shù)，為解決高分子材料的制備、加工、改性和工程應(yīng)用等過程中的復雜工程問題提出良好的解決方案，并能夠?qū)Σ煌桨高M行比較、綜合與優(yōu)化。能夠運用高分子物理的基本原理及結(jié)構(gòu)模型，分析高分子材料的制備、成型加工、改性工藝過程和工程應(yīng)用中工藝-結(jié)構(gòu)-性能之間的關(guān)系，識別與判斷影響高分子材料制品質(zhì)量的關(guān)鍵因素和和參數(shù)，為解決高分子材料的制備、加工、改性和工程應(yīng)用等過程中的復雜工程問題提出可行的解決方案，并能夠?qū)Σ煌桨高M行比較、綜合與優(yōu)化。基本能夠運用高分子物理的基本原理及結(jié)構(gòu)模型，分析高分子材料的制備、成型加工、改性工藝過程和工程應(yīng)用中工藝-結(jié)構(gòu)-性能之間的關(guān)系，識別與判斷影響高分子材料制品質(zhì)量的關(guān)鍵因素和和參數(shù)，為解決高分子材料的制備、加工、改性和工程應(yīng)用等過程中的復雜工程問題提出解決方案，并能夠?qū)Σ煌桨高M行比較、綜合與優(yōu)化。不能夠運用高分子物理的基本原理及結(jié)構(gòu)模型，分析高分子材料的制備、成型加工、改性工藝過程和工程應(yīng)用中工藝-結(jié)構(gòu)-性能之間的關(guān)系，不能識別與判斷影響高分子材料制品質(zhì)量的關(guān)鍵因素和和參數(shù)，不能為解決高分子材料的制備、加工、改性和工程應(yīng)用等過程中的復雜工程問題提出解決方案，并對不同方案進行比較、綜合與優(yōu)化。教學目標3能夠熟練應(yīng)用高分子物理的基本原理及結(jié)構(gòu)模型，綜合分析高分子材料制備、成型加工、改性工藝過程和工程應(yīng)用中的復雜工程問題的合理性以及存在的問題，結(jié)合文獻分析獲得有效結(jié)論。能夠準確應(yīng)用高分子物理的基本原理及結(jié)構(gòu)模型，綜合分析高分子材料制備、成型加工、改性工藝過程和工程應(yīng)用中的復雜工程問題的合理性以及存在的問題，結(jié)合文獻分析獲得較為有效結(jié)論。能夠應(yīng)用高分子物理的基本原理及結(jié)構(gòu)模型，綜合分析高分子材料制備、成型加工、改性工藝過程和工程應(yīng)用中的復雜工程問題的合理性以及存在的問題，結(jié)合文獻分析獲得合理結(jié)論?；灸軌驊?yīng)用高分子物理的基本原理及結(jié)構(gòu)模型，綜合分析高分子材料制備、成型加工、改性工藝過程和工程應(yīng)用中的復雜工程問題的合理性以及存在的問題，結(jié)合文獻分析獲得結(jié)論。