《高分子物理实验》课程教学大纲
一.课程概况
| 课程代码 | CH020034B | 课程性质 | 独立开设 | |||||||
| 课程名称 | 高分子物理实验 | 学时/学分 | 45/1.5 | |||||||
| 英文名称 | Experiments in Polymer Physics | 考核方式 | 考查 | |||||||
| 先修课程 | 大学物理、物理化学、高分子化学、高分子物理、材料力学 | 大纲执笔人 | 李真 | |||||||
| 适用专业 | 高分子材料与工程专业（工科）本科 | 大纲审核人 |
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| 实验课程指导书 | 高分子基础实验指导书，高分子基础实验课程组编写，港澳宝奥苹果手机，2017 | |||||||||
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课程简介：高分子物理实验，是一门技术基础课，是高分子物理课程的重要组成部分，是专业理论与实际相结合的课程。在高分子材料和工程专业课程体系中起着承前启后的作用。主要是研究聚合物的结构与性能，进行高分子性能测试和结构表征，一方面为高分子结构与性能提供分析和测试实验手段和方法，另一方面为高分子成型加工和材料选用提供依据。是培养高分子材料专业学生动手能力和实践能力的一门综合性很强的实验课程。 | ||||||||||
| 课程目标(Course Objectives, CO) | ||||||||||
| CO1 通过高分子物理实验，学生可以更好理解和领会聚合物结构与性能之间的关系；更好掌握高分子物理理论课程中的相关知识；了解高分子结构与性能的现代分析与表征手段及其选择与运用技术；提高实验的操作技能。 CO2 学生分析问题和解决问题的能力逐步提高；并领会高分子物理实验所研究的问题在工程实践中的地位与作用。 CO3 树立科学的工作态度，提升工程实践能力与解决工程问题，为以后学习和从事专业领域工作打下基础。 | ||||||||||
| 教学方式(Pedagogical Methods,PM) | RPM1.讲授法教学 | 5 学时11.0 % | RPM2.研讨式学习 | 4学时8.9% | ||||||
| □PM3.案例教学 | 学时 % | □PM4.网络教学 | 学时 % | |||||||
| □PM5.角色扮演教学 | 学时 % | RPM6.体验学习 | 36学时80.0% | |||||||
| □PM7.服务学习 | 学时 % | RPM8.自主学习 | 不占用课内学时 0 % | |||||||
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| 考核方式(Evaluation Methods,EM) | □EM1.课堂测试 | % | □EM 2.期中考试 | % | □EM3.期末考试 | % | ||||
| □EM4.作业撰写 | % | REM5.实验报告 | 40% | □EM6.期末报告 | % | |||||
| □EM7.课堂演讲 | % | □EM8.论文撰述 | % | REM9.出勤率 | 10% | |||||
| □EM10.口试 | % | □EM11.设计报告 | % | REM12.预习报告或提问 | 20% | |||||
| REM13实验过程表现 | 30% |
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二、教学内容及安排
| 实验项目编号 | 实验项目名称 | 实 验 教 学 主 要 内 容 | 实验项目学时 | 课程目标 | 教学方式 | 考核方式 |
实验 要求 |
实验 类别 | 实验 类型 |
是否为网络实验教学项目 |
| CH020034B+01* | 实验一 用MS软件构建PE和i-PP分子 | 1.用“分子模拟”软件构建全同立构聚丙烯分子、聚乙烯分子； 2.计算它们的末端的直线距离。 3.思考题 | 4 | CO1 | PM1 PM2 PM6 PM8 | EM9 EM12 EM13 EM5 | 必做 | 专业基础 | 验证 | 否 |
| CH020034B+02* | 实验二 偏光显微镜观察聚合物结晶形态 | 1.偏光显微镜的构造，掌握偏光显微镜的使用； 2.制备两种不同温度条件下结晶的聚丙烯试样； 3.观察记录球晶的大小并分析球晶尺寸的因素因素。 4.思考题 | 3 | CO1 CO2 CO3 | PM1 PM2 PM6 PM8 | EM9 EM12 EM13 EM5 | 必做 | 专业基础 | 验证 | 否 |
| CH020034B+03* | 实验三 粘度法测定高聚物的分子量 | 1.配制聚环氧乙烷的水溶液； 2.测定试样的流出时间； 3.绘制粘度—浓度曲线； 4.外推法得到特性粘数； 5.计算粘均分子量。 6.思考题 | 5 | CO1 CO2 CO3 | PM1 PM2 PM6 PM8 | EM9 EM12 EM13 EM5 | 必做 | 专业基础 | 验证 | 否 |
| CH020034B+04* | 实验四 聚合物的体积电阻系数和表面电阻系数的测定 | 1.测定PVC及的PS体积电阻系数； 2.测定PVC及PS表面电阻系数； 3.分析影响因素。 4.思考题 | 3 | CO1 CO2 CO3 | PM1 PM2 PM6 PM8 | EM9 EM12 EM13 EM5 | 必做 | 专业基础 | 验证 | 否 |
| CH020034B+05* | 实验五 聚合物温度—形变曲线的测定 | 1.热机械分析仪的原理与使用； 2.在同负荷下，利用热机械分析仪测PE及PMMA聚合物的温度—形变曲线； 3.处理数据。 4.思考题 | 4 | CO1 CO2 CO3 | PM1 PM2 PM6 PM8 | EM9 EM12 EM13 EM5 | 必做 | 专业基础 | 验证 | 否 |
| CH020034B+06* | 实验六 电子拉力机 测定聚合物 的应力–应 变曲线
| 1.掌握电子拉力机的使用； 2.制备试样 3.测量试样有效部分的厚度和宽度 4.测试两种不同聚合物的应力-应变曲线及数据处理。 5.思考题 | 4 | CO1 CO2 CO3 | PM1 PM2 PM6 PM8 | EM9 EM12 EM13 EM5 | 必做 | 专业基础 | 验证 | 否 |
| CH020034B+07* | 实验七 示差扫描量测定聚合物的热性能 |
4.思考题 | 4 | CO1 CO2 CO3 | PM1 PM2 PM6 PM8 | EM9 EM12 EM13 EM5 | 必做 | 专业基础 | 验证 | 否 |
| CH020034B+08* | 实验八 毛细管流变仪测定聚乙烯流变性能
| 1.毛细管流变仪的使用； 2.测定聚乙烯3个不同温度时流动速率曲线； 3.绘τ—γ，η—Τ曲线，计算活化能； 4．等速升温测定聚乙烯在恒压条件下的软化点、熔融点和流动点。 5.思考题 | 5 | CO1 CO2 CO3 | PM1 PM2 PM6 PM8 | EM9 EM12 EM13 EM5 | 必做 | 专业基础 | 验证 | 否 |
| CH020034B+09* | 实验九 密度法测定聚乙烯的结晶度 | 1.掌握密度法测定聚合物结晶度的基本原理和方法。 2.用密度法测定聚乙烯的密度,并计算其结晶度 3.思考题 | 4 | CO1 CO2 CO3 | PM1 PM2 PM6 PM8 | EM9 EM12 EM13 EM5 | 必做 | 专业基础 | 验证 | 否 |
| CH020034B+10* | 实验十 聚合物的动态力学扭辫分析 | 1.了解动态力学扭辫分析的基本原理 2.掌握动态力学扭辫仪的使用； 3.通过对聚合物随温度变化的自由衰减振动曲线测定；计算对数减量Δ和相对刚度； 4.分析了解聚合物分子的链运动，确定聚合物的重转变温度范围。 5.思考题 | 4 | CO1 CO2 CO3 | PM1 PM2 PM6 PM8 | EM9 EM12 EM13 EM5 | 必做 | 专业基础 | 验证 | 否 |
| CH020034B+11* | 实验十一 微流变学研究聚合物交联过程粘弹性变化 | 1.了解微流变学的原理； 2.掌握微流变仪表征聚合物粘弹性性质的方法； 3.测定固化剂用量不同时环氧树脂交联过程散射颗粒的运动均方根位移与去相关时间曲线；并获得体系弹性因子, 宏观粘度因子和流动因子随时间变化的曲线。 | 5 | CO1 CO2 CO3 | PM1 PM2 PM6 PM8 | EM9 EM12 EM13 EM5 | 必做 | 专业基础 | 验证 | 否 |
三、实验主要仪器设备
| 序号 | 仪器名称 | 型号 | 规格 | 归属实验室 |
| 1 | 偏光显微镜 | 不做要求 | 满足实验要求 | 高分子物理实验室 |
| 2 | 超级恒温水浴 | 不做要求 | 满足实验要求 | 高分子物理实验室 |
| 3 | 高阻计 | 不做要求 | 满足实验要求 | 高分子物理实验室 |
| 4 | 热机械分析仪 | 不做要求 | 满足实验要求 | 高分子物理实验室 |
| 5 | 毛细管流变仪 | 不做要求 | 满足实验要求 | 高分子物理实验室 |
| 6 | 电子拉力试验机 | 不做要求 | 满足实验要求 | 高分子物理实验室 |
| 7 | 差示扫描量分析仪 | 不做要求 | 满足实验要求 | 高分子物理实验室 |
| 8 | 计算机 | 不做要求 | 满足实验要求 | 计算化学实验室 |
| 9 | 动态力学扭辫仪 | 不做要求 | 满足实验要求 | 高分子物理实验室 |
| 10 | 光学微流变仪 | 不做要求 | 满足实验要求 | 高分子物理实验室 |
四、实验指导书具体要求
实验指导书应与实验课程教学大纲相配套。指导书除有实验目的、实验原理、实验内容栏目，还应有实验预习要求、实验的组织运行栏目。为学生实验前预习提供了方向，学生可据此对理论教材等相关内容进行复习，对实验进行预习，理论与实验内容的有机结合会，学生可更好掌握实验的重点。
课程成绩评定
内容分解
| 序号 | 观测点（权重） | 细化的观测点 | 权重 |
| 1 | 考勤（10%） | 迟到或早退时间 | 1 |
| 2 | 预习部分 （20%） | 实验名称 | 0.1 |
| 实验目的 | 0.2 | ||
| 实验仪器 | 0.1 | ||
| 实验原理 | 0.3 | ||
| 实验内容与步骤 | 0.3 | ||
| 3 | 实验过程 （30%） | 能相互协作积极参与实验的全过程 | 0.4 |
| 无因不规范操作而导致的错误发生能 | 0.2 | ||
| 数据记录真实、清楚， | 0.2 | ||
| 实验结束后仪器台面整洁。 | 0.2 | ||
| 4 | 实验报告（40%）
| 格式正确 | 0.4-0.5 |
| 数据处理 | 0.2-0.3 | ||
| 结果与分析 | 0.1-0.2 | ||
| 思考题 | 0.05-0.1 |
（二）评分标准
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| 序号 | 内 容 | 要 求 | 记分 |
| 考勤（10%） | 1 | 考勤 | 按时到指定实验室，指导教师根据迟到分钟按百分制扣分 | 100 |
| 预习部分 （20%） | 2 | 实验名称 | 正确无误 | 10 |
| 3 | 实验目的 | 目的明确、清晰 | 20 | |
| 4 | 实验仪器 | 仪器名称、型号规格记录完整正确 | 10 | |
| 5 | 实验原理 | 叙述简洁完整，依据正确，简明扼要，重点突出 | 30 | |
| 6 | 实验内容与步骤 | 内容清楚，步骤简洁明确，顺序正确 | 30 | |
| 实验过程 （30%） | 7 | 实验操作与数据记录 | 能积极参与实验的全过程，数据记录真实、清楚，无因不规范操作而导致的错误发生，实验结束后仪器台面整洁。 | 100 |
| 实验报告（40%）
| 8 | 格式正确 | 实验报告的结构完整无明显错误 | 40-50 |
| 数据处理 | 按实验要求处理数据与原始数据相符，数据处理的主要过程完整 | 20-30 | ||
| 结果与分析 | 有明确的结果或结论报告，对结果进行了分析 结果或结论报告的形式正确无误，分析简洁、明确、合理，语言组织恰当 | 10-20 | ||
| 思考题 | 答案正确与否 | 5-10 | ||
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注;；观测点可以以百分制或等同于百分制的方式进行计分；每一实验项目原则上按观测点所占权重计算该实验项目的成绩，以百分制计分。但授课教师也可根据所授实验项目特点进行权重调整，但必须在成绩评定时注明。全部实验项目成绩平均值记为课程成绩。
参考资料
1．《高分子物理实验》，何平笙，杨海洋编，中国科学技术大学出版出版社，2002.4
2．《高分子物理实验》，邵毓芳，嵇根定，南京大学出版社，1998.8
3．《高分子基础实验》，王建国，肖丽编，同济大学出版社，1999.4
