МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Саратовский государственный университет имени
Институт химии
УТВЕРЖДАЮ
Проректор по учебно-методической работе СГУ
профессор доктор филологических наук
________________
"___" ______________ 2011 г.
Рабочая программа дисциплины
История науки о полимерах
Направление подготовки
020100 (химия)
Профиль подготовки
Высокомолекулярные соединения
Квалификация (степень) выпускника
Бакалавр
Форма обучения
очная
Саратов,
2011 год
1. Цели освоения дисциплины
Целью преподавания дисциплины «История науки о полимерах» служит формирование у обучающихся компетенций, связанных с пониманием истории развития науки о высокомолекулярных веществах и коллоидах, как неотъемлемой части мировой науки. В процессе обучения студенты знакомятся с биографиями выдающихся учёных-полимерщиков, включая лауреатов Нобелевской премии; изучают обстоятельства, предшествующие прорывам и открытиям в полимерной науке; оценивают вклад в науку о полимерах видных учёных, включая отечественных.
2. Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата
Дисциплина «История науки о полимерах» (Б1.В.2) относится к вариативной части гуманитарного цикла (Б.1) и преподаётся в 6 семестре. Студенты должны обладать базовыми знаниями философии и естественных наук. Предшествующими дисциплинами являются «Философия» (2 семестр), «История» (1 семестр), «Введение в специальность» (1 семестр), «Полимеры в развитии общества» (3 семестр), «Высокомолекулярные соединения» (5 семестр).
Освоение дисциплины необходимо как предшествующее для освоения дисциплины гуманитарного цикла «Химик-полимерщик как творческая личность» (7 семестр), вариативных дисциплин профессионального цикла (Б.3) и выполнения выпускной квалификационной работы (8 семестр).
3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины
В результате освоения дисциплины «История науки о полимерах» формируются компетенции:
ОК-3: знает основные положения и методы социальных, гуманитарных и экономических наук, способен использовать их при решении социальных и профессиональных задач и способен анализировать социально значимые проблемы и процессы;
ОК-6: использует основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применяет методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования;
ОК-13: настойчив в достижении цели с учетом моральных и правовых норм и обязанностей;
ОК-14: умеет работать в коллективе, готов к сотрудничеству с коллегами, способен к разрешению конфликтов и социальной адаптации;
ОК-15: способностью в условиях развития науки и техники к критической переоценке накопленного опыта и творческому анализу своих возможностей.
В процессе изучения дисциплины студент должен
знать:
· биографии выдающихся учёных-полимерщиков,
· перечень основных открытий в полимерной науке,
· обстоятельства совершения этих открытий;
уметь:
· оценивать вклад конкретного учёного в науку;
· анализировать биографии учёных;
· ориентироваться в датах основных событий в полимерной науке;
владеть:
· методологией оценки перспективных научных направлений,
· информацией о нобелевских лауреатах.
4. Структура и содержание дисциплины
Общая трудоёмкость дисциплины «История науки о полимерах» составляет 2 зачётные единицы, 72 часа (36 лекционных, 36 самостоятельная работа).
№ п/п | Раздел дисциплины | Семестр | Неделя семестра | Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоёмкость (в часах) | Формы текущего контроля успеваемости. Формы промежуточной аттестации | ||
Лекции | Самост. работа | Всего | |||||
1 | Введение в курс | 7 | 1–8 | 16 | 16 | 32 | Проверка конспектов лекций. Оценка участия в деловой игре и учебной дискуссии |
2 | Открытия в области синтеза полимеров | 7 | 9–15 | 14 | 14 | 28 | Проверка конспектов лекций. Оценка участия в деловой игре |
3 | Открытия в области исследования свойств полимеров | 7 | 16–18 | 6 | 6 | 12 | Проверка конспектов лекций. Оценка участия в учебной дискуссии |
4 | Зачёт | 7 | 18 | Получение зачёта | |||
Итого | 36 | 36 | 72 |
1. Введение в курс. Происхождение термина «полимер». Трактовка этого понятия в XIX веке. Пьер Бертло и Джон Хайат.
2. Каучук, резина и смолы. Чарльз Гудьир, Лео Бекланд и Самюэль Пиклс. Изобретение вулканизации каучука.
3. Деловая игра: ищем вулканизирующий агент на основе современных представлений.
4. Дискуссии о природе полимерных веществ, о существовании макромолекул. Герман Штаудингер и Герман Марк.
5. Учебная дискуссия: аргументы «за» и «против» длинных молекулярных цепей.
6. Получение искусственных и синтетических полимеров. Уоллес Карозерс и Карл Марвел.
7. Физическая химия полимеров. Особенности полимерных систем, связанные с длинными макромолекулами. Вернер Кун и Пол Флори.
8. Научное творчество Пола Флори. Его биография, многогранность личности и Нобелевская премия.
9. Открытие особых свойств жесткоцепных полимеров. Жидкокристаллическое упорядочение. Флори и . История появления гидродинамического инварианта Цветкова—Кленина.
10. Синтез стереорегулярных полимеров. Карл Циглер, Джулио Натта и их катализатор.
11. Деловая игра: переизобретаем катализатор Циглера—Натта на основе современных представлений.
12. Разворачивание работ по механике полимеров. Вклад отечественных учёных (Александров, Бартенёв, Догадкин, Лазуркин, Каргин, Кобеко, Ребиндер, Слонимский, Соколов).
13. Создание высокопрочных полимерных материалов. АВС-пластики, кевлар.
14. Начало широкого применения полимерных материалов в быту, медицине, других сферах человеческой жизни. Патенты на полимерные материалы.
15. Развитие технологии производства и обработки полимерных материалов. Научная биография и достижения
16. История создания композитных материалов на основе полимерной матрицы.
17. Появление нанотехнологий, их перспективы. Роль полимеров в структуре наноматериалов.
18. Дискуссия о будущем полимерной науки.
5. Образовательные технологии
Традиционные образовательные технологии: чтение лекций, консультирование студентов, индивидуальная беседа со студентом и т. п.
Технологии, основанные на современных информационных средствах и методах научно-технического творчества: деловые игры, учебные дискуссии.
6. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины
Самостоятельная работа студентов заключается в знакомстве с основной и дополнительной рекомендуемой литературой, подготовке к учебным дискуссиям, поиске информации в сети Интернет, написании рефератов. Она может протекать в Научной библиотеке и дома.
Вопросы к курсу
Когда и кем впервые был использован термин «полимер»? Как трактовали это понятие в XIX веке? Назовите научные достижения Пьера Бертло и Джона Хайата.
Когда впервые европейцы познакомились с каучуком? Как его применяли, какие отмечались недостатки натурального каучука? Как возникла проблема вулканизации каучука? Как Чарльз Гудьир открыл процесс превращения каучука в резину? Как на практике применялись смолы? Каковы их виды? Что вы знаете о трудах Лео Бекланда и Самюэля Пиклса?
Почему в 20-х годах XX века возникла дискуссия о природе полимерных веществ, о существовании макромолекул? Какова роль Германа Штаудингера и Германа Марка в утверждении концепции о строении полимеров из длинных макромолекул? Какие доводы приводили их научные противники? Благодаря каким экспериментам существование макромолекул было окончательно доказано?
Когда и при каких обстоятельствах были получены первые искусственные и синтетические полимеры? Назовите их. Охарактеризуйте труды Уоллеса Карозерса и Карла Марвела.
Как развивалась физическая химия полимеров после устверждения концепции о длинных макромолекулах? Каковы особенности полимерных систем, связанные с длинными макромолекулами? Каков вклад Вернера Куна и Пола Флори в статистическую физику и термодинамику полимеров?
Расскажите о научном творчестве американского учёного Пола Флори. Что в его биографии кажется вам наиболее замечательным? Раскройте многогранность личности Флори. За что и когда он получил Нобелевскую премию?
Когда и кем были открыты особые свойства жесткоцепных полимеров? История появления термина «жидкокристаллическое упорядочение». Расскажите о работах П. Флори и в этой области. Каковы история и обстоятельства появления гидродинамического инварианта Цветкова—Кленина для жесткоцепных полимеров?
Как возникло представление о стереорегулярных полимерах? Какие их ценные свойства вы знаете? Почему встала задача их синтеза? Как справились с нею Карл Циглер и Джулио Натта? Назовите состав и принцип действия их катализатора.
Каким образом можно переизобрести катализатор Циглера—Натта на основе современных представлений в органической химии?
Когда развернулись работы по механике полимеров? Какой вклад в эту область отечественных учёных — Александрова, Бартенёва, Догадкина, Лазуркина, Каргина, Кобеко, Ребиндера, Слонимского, Соколова? Назовите их достижения.
Как появились высокопрочные полимерные материалы? Расскажите об АВС-пластиках и кевларе. Каковы области их применения и общемировое производство?
Когда началось широкое применение полимерных материалов в быту, медицине и других сферах человеческой жизни? Какова роль патентов на полимерные материалы?
Что вы знаете о Юрии Константиновиче Сударушкине — профессоре СГУ в 1995–2005 гг? Каков его вклад в развитие технологии производства и обработки полимерных материалов? Расскажите о патентах , о созданных им установках для сушки, смешивания, переработки различных полимерных материалов.
Почему на основе полимерной матрицы удобно создавать композитные материалы? Расскажите об истории их создания, об основных достижениях в этой области. Где находят своё применение полимерные композиты?
Как и когда появились нанотехнологии, каково их современное состояние и перспективы? Какова роль полимеров в структуре наноматериалов?
Как вам видится будущее полимерной науки?
Контрольная работа № 1
1. Нарисуйте ось времени XX и начала XXI веков и отметьте на ней периоды развития полимерной науки и поворотные моменты.
2. Выберите одно из ключевых событий в истории полимерной науки и представьте себе, что оно не имело места. Какие это могло бы иметь последствия? Чего также не произошло бы, что не появилось бы, как бы это повлияло на жизнь людей?
3. Опишите последствия одного из крупных изобретений в области полимеров.
7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
При чтении лекций используются плакаты и схемы по теме занятий.
1. Бескова возможно творческое мышление? — М.: Директмедиа Паблишинг, 2008. — 323 с.
2. Кашапов творческого мышления профессионала. — М.: ПЕР СЭ, 2006. — 688 с.
1. де Серьёзное творческое мышление. — М.: Попурри, 2005. — 416 с.
2. Развивайте интеллект. Упражнения для развития творческого мышления, памяти, сообразительности и интеллекта. — М.: АСТ, Астрель, 2005. — 144 с.
3. Кутнякова гениев. Творческие методики развития личности. — М.: Феникс, 2008. — 352 с.
химические журналы: http://www. abc. chemistry. /current/default. htm
книги по химии: http://www. knigka. info/category/himikal/
базы данных: http://www. ineos. *****/rus/home. html
8. Материально-техническое обеспечение дисциплины
Учебная аудитория для чтения лекций, проведения деловых игр и учебных дискуссий; мультимедийный проектор для демонстрации иллюстрационного материала; кафедральная библиотека с научной литературой.
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и Примерной ООП ВПО по направлению и профилю подготовки 020100 — Химия.
Автор: канд. хим. наук доцент
Программа одобрена на заседании базовой кафедры полимеров 14 апреля 2011 года, протокол
Зав. базовой кафедрой полимеров, д. х.н.
Директор Института химии, д. х.н. профессор
