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《涂料配方设计》是应用化工技术专业一门综合性较强的主干专业核心课程,课程承担着培养专业重要技能的任务,担负着为涂料行业培养技术员、实验员、工程师助理、研发工程师等岗位的储备人才的任务。开课时间是大三上学期,以基础化学(无机化学、有机化学、分析化学)、涂料化学、涂料生产、涂料分析与检测、涂料涂装等课程为基础,而后续课程主要是涂料生产综合实训和顶岗实习。教学目标是使学生了解涂料配方中涉及的各种整合前面所学的各种知识、理解涂料配方设计的基本原则和设计理念、具备涂料配方设计的总体思路、掌握溶剂型涂料、水性涂料和粉末涂料的配方设计过程及要点。此外,在该课程中体现了所有专业基础课和专业核心课程的统一,在整个专业课程体系中处于重要的地位,对高素质、高技能人才的培养起着重要的支撑作用。
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涂料配方设计课程标准
一、课程名称
涂料配方设计
二、适用专业
可适用高等职业教育应用化工技术专业(涂料技术方向)。
三、课程性质
“涂料配方设计”课程是高职应用化工技术专业(涂料技术方向)的一门必修课,该课程属于专业核心课程。本课程是为满足涂料研发相关岗位需求而设置的,其目标是为涂料企业培养具有一定创新能力的科技研发人员。主要培养学生分析配方设计的目的与要求、设定配方主要参数、选择合适原材料的能力,能够运用主要参数计算配方组成、设计实验方案的能力,对实验结果进行总结、分析产生的原因并提出解决方案的能力等,以及创新、团队协作等方法、社会能力。主修该课程的学生必须先修“基础化学”“化工基础”“高分子化学与物理”“涂料化学”“涂料生产技术”“涂料分析与检测”“涂料调色”“涂料涂装”等课程。
四、课程设计
本课程依据“课程与能力对接表”中涂料配方设计工作项目设置,打破以知识传授为主要特征的传统学科课程模式,转变为以工作任务为中心组织课程内容,并让学生在完成具体项目的过程中学会完成相应工作任务,并构建相关理论知识,发展职业能力。课程内容突出对学生职业能力的训练,理论知识的选取紧紧围绕工作任务完成的需要来进行,同时又充分考虑学生再学习能力的培养。教学内容单元由10个学习项目组成,每个学习项目又由若干个学习任务组成,每个学习任务对应职业能力标准。
五、课程教学目标
通过本课程的学习,让学生基本上具备分析配方、改进配方、设计配方的能力。主要细分为专业能力目标、方法能力目标和社会能力目标。
(1)理解涂料配方设计的概念、基本原则、总体思路;
(2)能准确分析配方;
(3)能准确实施已有配方;
(4)能理解产品性能要求;
(5)能根据涂料性能要求确定检测标准;
(6)会计算颜基比、颜料体积浓度、固含量等涂料配方主要参数;
(7)能够根据设计目标初步设定配方的主要参数;
(8)了解原材料性质;
(9)能根据设计的目的选择合适的原材料;
(10)能够根据实验目的选择适合的实验方法并设计实验方案;
(11)能进行实验结果分析与总结;
(12)能根据测试结果调整配方;
(13)能根据涂料性能确定施工条件;
(14)能根据施工条件的改变调整配方;
(15)能确定进行中试放大配方。
(1)具有指定完成工作任务的策略能力;
(2)具有再学习能力;
(3)具有查找资料能力;
(4)具有良好的计算机与外语应用能力;
(5)具有较严密的逻辑思维能力;
(6)具有解决问题与创新能力。
(1)具有良好的安全意识;
(2)具有良好的沟通表达能力;
(3)具有良好的团队协作精神;
(4)具有爱岗敬业的职业道德;
(5)具有信息保密意识;
(6)具有自我管理能力;
(7)具有组织管理能力;
(8)具有吃苦耐劳的品质。
六、参考学时与学分
本课程参考学时:80学时。
本课程参考学分:5学分。
七、课程结构
序号
学习任务(单元、模块)
职业能力
知识、技能、态度要求
教学活动设计
学时
1
涂料配方设计总论
1.能跟踪中试产品在客户处试用情况;
2.能跟踪试生产产品客户试用情况;
3.能总结客户反馈信息;
4.能排查客户问题;
5.能基于客户反馈情况,必要情况下对配方或工艺进行微调;
6.能提出客户投诉处理意见;
7.能准确分析配方。
知识1:理解配方设计的概念;
知识2:熟悉配方设计的基本原则、思路及内容;
知识3:理解配方各参数与涂膜性能的关系;
知识4:熟悉各种形式涂料配方设计的步骤;
技能1:能熟练计算配方的颜基比、颜料体积浓度和固含量;
技能2:能用各参数计算配方组成。
教学活动:
1.课堂讲解配方设计的基本概念等;
2.涂料配方设计六形式案例教学;
3.涂料配方重要参数案例教学。
教学内容:1.涂料配方设计概念、原则、思路、内容;
2.涂料配方设计六种形式;
3.涂料配方相关重要参数与涂膜性能的关系及应用。
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2
实验方案设计
掌握实验设计方法
知识1:了解涂料配方设计中涉及的各种实验方法;
知识2:会正交实验设计方法;
技能:能根据实验目的设计实验方案。
教学活动:
1.课堂对比法讲解各实验方法;
2.重点讲述正交实验方案设计;
3.正交实验法在涂料配方设计中的应用案例教学。
教学内容:
1. 配方设计中涉及的各种实验方法;
2.正交实验设计概念;
3.正交实验设计步骤;
4.正交实验结果解析;
5.正交实验设计在涂料配方设计中的应用。
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3
成膜物质的选择
1.掌握有机合成原理;
2.掌握化工工艺基础知识;
3.掌握高分子基础知识;
4.掌握化工单元操作的知识;
5.了解原材料性质;
6.能进行原材料选型;
7.能进行原材料确认;
8.能进行新原材料替换。
知识1:熟悉涂料用成膜物质的种类和结构;
知识2:理解合成树脂结构与涂膜性能的关系;
知识3:理解树脂溶液、乳液、固体树脂性能指标的含义。
技能1:能设计比较树脂性能实验;
技能2:能根据配方要求选择成膜物质。
教学活动:
1.课堂讲解涂料用成膜物质的种类和结构、选择原则;
2.对比分析合成树脂结构与涂膜性能的关系;
3.成膜物质性能指标解析案例教学。
教学内容:
1.涂料用成膜物质的种类;
2.合成树脂的结构与性能的关系;
3.树脂溶液、乳液、固体树脂性能指标解析;
4.涂料用树脂的选择原则。
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4
颜料的选择
1.了解原材料性质;
2.能进行原材料选型;
3.能进行原材料确认;
4.能进行新原材料替换。
知识1:理解涂料常用颜料性能参数的含义;
知识2:理解颜料与涂膜性能的关系。
技能1:会设计考察颜料性能的实验方案;
技能2:能根据配方要求进行颜料的选择。
教学活动:
1.课堂讲解颜料性能参数的含义;
2.颜料对涂膜性能的影响一体化教学;
3.颜料的选择案例教学。
教学内容:
1.涂料用颜料的种类;
2.颜料的主要性能解析;
3.颜料与涂膜性能的关系;
4.颜料的选择。
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5
溶剂的选择
1.了解原材料性质;
2.能进行原材料选型;
3.能进行原材料确认;
4.能进行新原材料替换。
知识1:了解涂料常用溶剂的种类及溶剂的重要物理化学性质;
知识2:理解溶解度参数和挥发速率的概念;
知识3:了解涂料用溶剂的选择原则。
技能1:会查阅溶剂的基本性能数据;
技能2:会计算混合溶剂的搭配比例;
技能3:能根据涂料体系和使用要求选择适当的溶剂体系。
教学活动:
1.课堂讲解溶剂的种类、性能和选择;
2.溶剂的选择案例教学。
教学内容:
1.涂料常用溶剂的种类;
2.溶剂的重要物理化学性质;
3.计算混合溶剂的组成;
4.溶剂体系的选择。
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6
助剂的选择
1.了解原材料性质;
2.能进行原材料选型;
3.能进行原材料确认;
4.能进行新原材料替换。
知识1:了解涂料用助剂的种类;
知识2:理解助剂的作用机理及助剂的“正负效应”;
知识3:了解助剂的开发技术;
技能1:能判断由助剂的不当使用引起的配方问题;
技能2:能根据涂料及涂膜性能要求选择适合助剂体系;
技能3:能初步确定助剂的用量范围。
教学活动:
1.课堂讲解涂料用助剂的种类、作用机理;
2.助剂的正负效应、开发技术案例教学;
3.助剂的选择实验。
教学内容:
1.涂料用助剂的种类、作用机理;
2.涂料用助剂与涂膜性能的关系;
3.涂料用助剂的选择与搭配;
4.涂料用助剂的用量确定。
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7
溶剂型涂料配方设计
1.能接收工程师配方;
2.能按配方投料;
3.能按工艺程序操作(分散、研磨等);
4.能按工艺要求制板;
5.能按产品技术标准检测;
6.能记录实验过程及结果;
7.能与工程师沟通下一步实验方案;
8.能提交实验记录;
9.能登记每天工作情况及样板标识;
10.能设计配方(包括工艺)、进行原材料选型、进行配方测试、进行实验结果分析与总结。
知识1:了解溶剂型涂料的种类和基本组成;
知识2:理解溶剂型涂料各组成成分与涂料及涂膜性能的关系;
技能1:能解析不同类型的溶剂型涂料;
技能2:能根据性能要求改进溶剂型涂料的配方;
技能3:能根据性能要求进行溶剂型涂料的配方设计。
教学活动:
1.课堂讲授溶剂型涂料种类及配方组成;
2.溶剂型涂料配方解析案例教学;
3.溶剂型涂料配方设计实验教学。
教学内容:
1.溶剂型塑胶涂料的性能、组成及配方改进与设计;
2.溶剂型金属涂料的性能及组成及配方改进与设计;
3.溶剂型木器涂料的性能及组成及配方改进与设计。
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8
水性涂料配方设计
1.能接收工程师配方;
2.能按配方投料;
3.能按工艺程序操作(分散、研磨等);
4.能按工艺要求制板;
5.能按产品技术标准检测;
6.能记录实验过程及结果;
7.能与工程师沟通下一步实验方案;
8.能提交实验记录;
9.能登记每天工作情况及样板标识;
10.能设计配方(包括工艺)、进行原材料选型、进行配方测试、进行实验结果分析与总结。
知识1:了解水性木器漆、乳胶漆的种类和基本组成;
知识2:理解水性木器漆、乳胶漆组成成分与涂料及涂膜性能的关系;
技能1:能够解析不同类型的水性木器漆和乳胶漆;
技能2:能根据性能要求改进水性木器漆和乳胶漆的配方;
技能3:能根据性能要求进行水性木器漆和乳胶漆的配方设计。
教学活动:
1.课堂讲授水性木器漆和乳胶漆的种类及配方组成;
2.水性木器漆和乳胶漆配方解析案例教学;
3.水性木器漆和乳胶漆配方设计实验教学。
教学内容:
1.水性木器漆的种类、性能、组成;
2.水性木器漆的配方改进与设计;
3.乳胶漆的种类、性能、组成;
4.乳胶漆的配方改进与设计。
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9
粉末涂料配方设计
1.能接收工程师配方;
2.能按配方投料;
3.能按工艺程序操作(分散、研磨等);
4.能按工艺要求制板;
5.能按产品技术标准检测;
6.能记录实验过程及结果;
7.能与工程师沟通下一步实验方案;
8.能提交实验记录;
9.能登记每天工作情况及样板标识;
10.能设计配方(包括工艺)、进行原材料选型、进行配方测试、进行实验结果分析与总结。
知识1:了解粉末涂料的种类和基本组成;
知识2:理解粉末涂料组成成分与涂料及涂膜性能的关系;
技能1:能够解析不同类型的粉末涂料;
技能2:能根据性能要求改进粉末涂料的配方;
技能3:能根据性能要求进行粉末涂料的配方设计。
教学活动:
1.课堂讲授粉末涂料的种类及配方组成;
2. 粉末涂料配方解析案例教学;
3. 粉末涂料配方设计实验教学。
教学内容:
1. 粉末涂料的种类、性能、组成;
2. 聚酯粉末涂料的配方改进与设计;
3. 环氧粉末涂料的配方改进与设计;
4. 聚酯/环氧粉末涂料的配方改进与设计;
5. 其他粉末涂料的配方改进与设计。
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10
其他涂料配方设计
1.能接收工程师配方;
2.能按配方投料;
3.能按工艺程序操作(分散、研磨等);
4.能按工艺要求制板;
5.能按产品技术标准检测;
6.能记录实验过程及结果;
7.能与工程师沟通下一步实验方案;
8.能提交实验记录;
9.能登记每天工作情况及样板标识;
10.能设计配方(包括工艺)、进行原材料选型、进行配方测试、进行实验结果分析与总结。
知识1:了解防腐涂料、艺术涂料的种类和基本组成;
知识2:理解防腐涂料、艺术涂料组成成分与涂料及涂膜性能的关系;
技能1:能够解析不同类型的防腐涂料、艺术涂料;
技能2:能根据性能要求改进防腐涂料、艺术涂料的配方。
教学活动:
1.课堂讲授防腐涂料、艺术涂料的种类及配方组成;
2. 防腐涂料、艺术涂料的配方解析案例教学;
3. 防腐涂料、艺术涂料配方设计实验教学。
教学内容:
1. 防腐涂料的种类、性能、组成;
2. 防腐涂料的配方改进与设计;
3. 艺术涂料的种类、性能、组成;
4. 艺术涂料的配方改进与设计。
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合计
80
八、资源开发与利用
(一)教材编写与使用
教材编写要求知识、技能体系的模块化、单元化,每个单元以典型项目,案例为载体,以“基于工作项目(任务)”来设计单元内容,列出每个学习任务对应的职业能力,以培养学生专业能力、社会能力和方法能力为目标,编写以学生为主体,教、学、做一体化的教材。
(二)数字化资源开发与利用
为了方便学生学习,开发一系列的数字化资源,包括教学PPT、教学视频、教学案例视频、企业典型案例库,以一系列的数字化资源为基础,构建网络课程、精品资源共享课程和精品视频公开课程。
九、教学建议
(一)教学方法
本课程主要采用的教学方法是讲授法、讨论法、任务驱动法、练习法、案例教学法、启发教学法、实验法等。在各个环节的教学中,可采用多种教学方法相结合的方式。
本课程的教学手段包括面对面的讲授及通过网络教学平台、微信、QQ等信息手段的课下辅导。
(二)教学条件
理论课在多媒体课室进行,要求有电脑、多媒体设备;实验课、一体化课在实验室进行,要求有必备的实验设备及耗材。
十、教学评价(200字以内)
本课程的教学评价包括过程性评价和终结性评价。过程性评价占30%,包括学生学习态度的评价、课堂表现的评价、完成作业的评价,教师可以按照各自不同的情况确定各过程性评价的比例。终结性评价包括涂料产品设计和期末考试两部分,其中涂料产品设计占30%,期末考试占40%。涂料产品设计的考核,即对学生自己设计配方、生产出的产品进行性能、成本的综合评价。期末考试,即按照课程知识和技能点权重编写相关试题,可根据各自不同情况变化题型,考试采用闭卷形式,考试时间120分钟。
(撰稿人:姜佳丽、周强、邓昕)
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暂未设置教学指导
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暂未设置教材信息