淺談高分子化學(xué)實驗教學(xué)改革

摘 要：高分子化學(xué)實驗課程是高分子化學(xué)課程教學(xué)的一種最有效的實踐教學(xué)形式。文章針對目前高分子化學(xué)實驗教學(xué)存在的問題，探討了高分子化學(xué)實驗教學(xué)模式的改革。

關(guān)鍵詞：高分子化學(xué) 實驗教學(xué)教改模式設(shè)計性實驗

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A

高分子科學(xué)從20世紀20年代至70年代期間逐漸形成了自己獨特的理論體系、實驗方法和成型加工工藝，并已步入全面成熟階段。近20年來，高分子科學(xué)與生命科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、能源科學(xué)、材料科學(xué)和信息科學(xué)等其他學(xué)科相互結(jié)合、滲透，更顯示出強大的生命力和無限的發(fā)展前景。高分子化學(xué)實驗是高分子材料與工程專業(yè)理論教學(xué)課程的重要部分，通過本課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握高分子化學(xué)的理論知識和高分子化學(xué)實驗的基本操作，擴大學(xué)生的知識面，培養(yǎng)學(xué)生嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度和科學(xué)的思維方法，通過安裝試驗裝置，觀察和記錄實驗現(xiàn)象，分析、討論實驗結(jié)果等過程，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、分析問題和解決問題的能力，以逐步達到獨立完成科研工作的能力，為今后從事高分子科學(xué)領(lǐng)域的各項工作打好基礎(chǔ)。作為一門我院才開設(shè)的新課程，結(jié)合實際情況以及作者自己在高分子化學(xué)實驗中的教學(xué)經(jīng)歷，對該門課程的實驗教學(xué)改革進行了初步的探討。

一、高分子化學(xué)實驗課的特點

實驗教學(xué)相對于理論教學(xué)具有直觀性、實踐性、綜合性、設(shè)計性與創(chuàng)新性，在加強對學(xué)生的素質(zhì)教育與培養(yǎng)創(chuàng)新能力方面有著重要的、不可替代的作用。高分子化學(xué)實驗是一門原理性、概念性、實踐性、操作難度比較大的課程，它以有機化學(xué)合成實驗為基礎(chǔ)，但是又存在不同點。掌握其中的操作技術(shù)也有一定的難度。高分子化學(xué)實驗課前期準備以及后續(xù)處理工作是比較繁瑣的工作，比如單體、引發(fā)劑的純化，聚合物的后處理固化，這些需要足夠的時間來支撐。另外，本門實驗課由于是有機聚合物的合成，實驗過程中由于要用到一些危險品，關(guān)于危險品的使用注意事項以及反應(yīng)完畢后廢液的處理也是實驗要掌握的內(nèi)容。

二、高分子化學(xué)實驗教學(xué)中存在的問題

1 實驗學(xué)時安排不夠

我院開設(shè)的高分子化學(xué)實驗課共計4個合成實驗，其中只涉及本體聚合、懸浮聚合、乳液聚合，聚合速率測定，這些實驗對于學(xué)習(xí)高分子材料的學(xué)生來講其實遠遠不夠，而且實驗課安排在下午5～7節(jié)，3個小時的時間也遠遠不能滿足開聚合物合成課的需要。比如甲基丙烯酸甲酯的懸浮聚合，從反應(yīng)體系的升溫到聚合反應(yīng)完成就需要3個小時，而除此之外還要搭建反應(yīng)裝置，配制分散劑水溶液，反應(yīng)后產(chǎn)物的抽濾、洗滌，產(chǎn)物的干燥、計算產(chǎn)率等工作。所以每次實驗都比較匆忙，而且一部分工作只能由老師來完成，比如單體甲基丙烯酸甲酯的純化，引發(fā)劑的純化及干燥，另外由于對最后產(chǎn)物的干燥時間比較長，計算產(chǎn)率的工作也只能由老師代做。這種包辦代替的教學(xué)方法不能獲得實際的教學(xué)效果。

2 實驗室條件不足

目前材能學(xué)院高分子專業(yè)共四個班，共有近200個學(xué)生，而目前材能學(xué)院高分子合成實驗室只有一個用來教學(xué)，實驗室面積不大，采用批次教學(xué)法，由于合成實驗需要的時間比較長這一特殊性，每天授課只能安排一批。同時由于資金的短缺無法滿足一人一組實驗的要求，只能兩人一組。實驗過程中空間小，人數(shù)多，就會相互干擾，從而對掌握老師要求的演示操作有一定的困難。

3 填鴨式教學(xué)

目前采用的實驗教學(xué)方法是以驗證性實驗為主，也稱為指導(dǎo)性實驗。在實驗開始前，教師和學(xué)生已經(jīng)知道實驗的結(jié)果，僅僅是按照已經(jīng)規(guī)定好的實驗操作步驟做一些重復(fù)性的工作。驗證性實驗，能夠幫助學(xué)生進一步掌握實驗程序、有關(guān)儀器設(shè)備的熟練使用和相關(guān)實驗內(nèi)容及結(jié)果。但是，不利于啟發(fā)學(xué)生的思維和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)，甚至可能使部分學(xué)生產(chǎn)生惰性。學(xué)生是被動式，不能調(diào)動和發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性。這種實驗教學(xué)方式已滿足不了當今對人才培養(yǎng)的要求，因此，必須對實驗課進行改革。

三、高分子化學(xué)實驗教學(xué)改革的方向

1 讓學(xué)生參與實驗前的準備工作

實驗前期準備工作是保證實驗順利進行的保證。實驗前期準備工作首先要教師自己認真鉆研實驗教材，掌握正確的實驗操作，預(yù)做實驗從而驗證實驗指導(dǎo)書中的配方是否正確。除此之外，還需要進行實驗室儀器設(shè)備的調(diào)試，檢修工作；所需要的玻璃器皿的清洗工作，化學(xué)試劑的配制等工作。只有這樣，才能保證實驗課有條不紊地進行。

通過讓學(xué)生參與實驗的準備工作，可以讓同學(xué)們懂得每做一個實驗不僅要花費很多財力物力，而且要付出辛苦的勞動，讓每一個同學(xué)更加珍惜實驗教學(xué)，從而提高學(xué)習(xí)的積極性。重要的是，實驗的準備工作鍛煉了和培養(yǎng)了學(xué)生的動手能力，如減壓蒸餾的操作，重結(jié)晶提純引發(fā)劑，溶液的配制等。當然，做這些的前提條件是要對實驗學(xué)時重新安排。

2 增加實驗的趣味性和創(chuàng)意性

很多學(xué)生都覺得做化學(xué)實驗比較枯燥，特別是高分子科學(xué)實驗，實驗時間比較長，過程變化慢，學(xué)生難以產(chǎn)生興趣。我們可以嘗試在這方面加以改進，在實驗前讓他們?nèi)嶒炇彝饷娌苫匾恍┚赖臉淙~或準備幾張自己的小畫片、小照片，實驗合成出聚甲基丙烯酸甲酯低聚體后加入少量顏料，調(diào)成一定顏色的透明漿料，然后讓學(xué)生將準備好的樹葉或小畫(照)片放到模具中，倒入預(yù)聚合產(chǎn)物進行灌漿、加熱后聚合處理，脫模后就得到一個自制的美麗畫框。這樣就可以使學(xué)生對實驗有了美的感覺，覺得做實驗是一種樂趣了。

3 開設(shè)設(shè)計性實驗

實驗教學(xué)以往都是以驗證性實驗為主，也稱為指導(dǎo)性實驗。在實驗開始前，教師和學(xué)生已經(jīng)知道實驗的結(jié)果，僅僅是按照已經(jīng)規(guī)定好的實驗操作步驟做一些重復(fù)性的工作。驗證性實驗，能夠幫助學(xué)生進一步掌握實驗程序、有關(guān)儀器設(shè)備的熟練使用和相關(guān)實驗內(nèi)容及結(jié)果。但是，不利于啟發(fā)學(xué)生的思維和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)，甚至可能使部分學(xué)生產(chǎn)生惰性。學(xué)生是被動式，不能調(diào)動和發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性。因此，必須對實驗課進行改革，而設(shè)計性實驗是培養(yǎng)學(xué)生綜合能力的一條有效的途徑。設(shè)計性實驗是啟發(fā)性教學(xué)手段之一，也是實驗教學(xué)的發(fā)展方向，是指學(xué)生根據(jù)老師給定實驗項目的實驗?zāi)康?、要求和實驗條件，自己設(shè)計實驗方案，在老師的指導(dǎo)下以學(xué)生為主加以實現(xiàn)的實驗。

4 開發(fā)應(yīng)用型實驗

高分子科學(xué)實驗為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神提供了最佳環(huán)境，尤其是開發(fā)一些能聯(lián)系實際生活的應(yīng)用型實驗，可使學(xué)生親身感受到高分子科學(xué)實驗的實用價值，能強烈激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造動機。

參考文獻

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(文字編輯、責(zé)任校對：賈俊蘭)