《高 分 子 物 理》 概 念 教 學(xué) 初 探

　　摘 要： 《高分子物理》是高分子化學(xué)與物理及材料化學(xué)專業(yè)教學(xué)中的重點(diǎn)及難點(diǎn)，其中的基本概念的教學(xué)占有十分重要的地位。本文作者結(jié)合自己的教學(xué)心得，分析了如何根據(jù)學(xué)科特征選擇教學(xué)方法，對(duì)高分子物理課程中的基本概念進(jìn)行教學(xué)，達(dá)到使學(xué)生深刻理解的目的。
　　關(guān)鍵詞： 高分子物理 概念 教學(xué)方法
　　隨著高分子科學(xué)與技術(shù)不斷發(fā)展，高分子科學(xué)已經(jīng)滲透到各個(gè)領(lǐng)域與學(xué)科，是一個(gè)重要的交叉學(xué)科。高分子物理作為高分子專業(yè)的必修課程，占據(jù)著非常重要的地位。其主要是研究高分子的結(jié)構(gòu)、性能及其相互關(guān)系的學(xué)科，與高分子材料的合成、加工、應(yīng)用等都有著密切的聯(lián)系。本課程的學(xué)習(xí)對(duì)于學(xué)生掌握專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)及技能有著重要的影響。然而高分子物理因概念多、抽象、結(jié)構(gòu)紛繁且性能多變而被視為高分子專業(yè)最難講授和最難學(xué)的專業(yè)課程。不少同學(xué)認(rèn)為高分子物理理論性強(qiáng)、推導(dǎo)多，在課堂教學(xué)中缺乏學(xué)習(xí)興趣。針對(duì)這一問(wèn)題，我對(duì)該課程教學(xué)方法進(jìn)行研究，以增強(qiáng)教學(xué)效果，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。在此過(guò)程中，我總結(jié)出以下心得體會(huì)。
　　1.高分子物理的概念淺析。
　　高分子物理中的概念在給其定義時(shí)，需同時(shí)兼顧兩方面的內(nèi)容，即每一個(gè)概念有它的物理意義，同時(shí)還要兼顧它屬于高分子的范疇這一原則。所以，教師在教學(xué)時(shí)需根據(jù)這一特征，給每一概念一個(gè)準(zhǔn)確的定義。同時(shí)在講解每個(gè)概念時(shí)可應(yīng)根據(jù)每一概念的特征，通過(guò)說(shuō)明、舉例等方法，闡明概念的外延，從而加深學(xué)生對(duì)概念的理解。
　　2.根據(jù)課程的特點(diǎn)進(jìn)行的教學(xué)探索。
　　高分子物理教學(xué)在高分子及材料專業(yè)的本科階段占有十分重要的地位，高分子物理的知識(shí)同時(shí)還是高分子材料流變學(xué)、高分子材料成型加工等課程基礎(chǔ)。對(duì)于碩士階段的學(xué)習(xí)而言，高分子物理基礎(chǔ)知識(shí)，同樣具有十分重要的地位。高分子物理，相對(duì)而言，是一門很年輕的學(xué)科，新知識(shí)大量涌現(xiàn)，在教學(xué)工程中很有必要向?qū)W生傳授本學(xué)科的最新進(jìn)展，引入一些新概念是解決這一問(wèn)題的基本途徑。譬如軟物質(zhì)、亞穩(wěn)態(tài)及單鏈凝聚態(tài)等。
　　3.比較相近概念的異同，從而加深對(duì)概念的理解。
　　高分子物理中的許多概念之間存在著相互依存的關(guān)系，有的概念必須建議在前一概念的基礎(chǔ)之上，有的幾個(gè)概念成為一組，相互之間的區(qū)別微妙，需要認(rèn)真理解，仔細(xì)區(qū)分。
　　高分子的鏈結(jié)構(gòu)一節(jié)，存在大量的概念組，如一級(jí)結(jié)構(gòu)和二級(jí)結(jié)構(gòu)、全同立構(gòu)與間同立構(gòu)、自由旋轉(zhuǎn)鏈與自由結(jié)合鏈等。對(duì)于這些概念組中的概念，必須準(zhǔn)確地給出每個(gè)概念的內(nèi)涵和外延，這樣才能使學(xué)生有正確的理解。在教學(xué)一級(jí)結(jié)構(gòu)與二級(jí)結(jié)構(gòu)時(shí)，學(xué)生感覺(jué)記住這些難度較大，為此，我們可以采用表格的方式，分別列出哪些是一級(jí)結(jié)構(gòu)，哪些是二級(jí)結(jié)構(gòu)，并且，對(duì)作比較的每一條目，都給出一個(gè)例子。如此，學(xué)生就能準(zhǔn)確理解哪些結(jié)構(gòu)應(yīng)歸于一級(jí)結(jié)構(gòu)，哪些歸于二級(jí)結(jié)構(gòu)。
　　4.啟發(fā)、問(wèn)題式教學(xué)法。
　　通過(guò)生活、科研中的案例，教師提出問(wèn)題，啟發(fā)學(xué)生思考，使學(xué)生的注意力集中到對(duì)基本概念的學(xué)習(xí)上，并產(chǎn)生要探求的欲望，明確學(xué)習(xí)目的。
　　在柔性鏈及剛性鏈的教學(xué)時(shí)，我們注意到，柔性與剛性只是相對(duì)而言，比如常溫下的橡膠在低溫時(shí)變成堅(jiān)硬的物質(zhì)，從而失去高彈性，即從柔性變成剛性。從而培養(yǎng)學(xué)生辯證地看待問(wèn)題的能力。此時(shí)，要求學(xué)生舉出生活中接觸到的聚合物的相似的例子，從而引起他們的興趣，加深他們的印象。
　　5.逆引式教學(xué)法。
　　在高分子物理課程的講授中，傳統(tǒng)的做法是先講解概念，再聯(lián)系生活或生產(chǎn)實(shí)例，介紹其應(yīng)用。為消除課堂中理論學(xué)習(xí)的沉悶感，我們采用逆向引導(dǎo)的方式，先引出實(shí)例，羅列現(xiàn)象，讓學(xué)生從現(xiàn)象中提煉、發(fā)掘和驗(yàn)證高分子物理的理論、概念。
　　時(shí)溫等效原理是高分子物理中的一個(gè)重要原理，如果按照傳統(tǒng)的教學(xué)方法講解，就算對(duì)教材上的每一句話逐句講解，效果也不好。為此，我們?cè)谶@個(gè)概念的教學(xué)中，先讓學(xué)生思考高分子的松弛行為，以橡膠為例，要得到低至某一很低的溫度時(shí)天然橡膠的應(yīng)力松弛行為，由于溫度太低，松弛進(jìn)行得很慢，要得到完整的數(shù)據(jù)可能需要幾個(gè)世紀(jì)，那么如何解決這個(gè)問(wèn)題呢？這時(shí)時(shí)溫等效原理便派上了用場(chǎng)。如此一來(lái)，激發(fā)了學(xué)生的求職欲望，對(duì)這個(gè)概念的教學(xué)效果也會(huì)起到促進(jìn)作用。
　　6.弄清每個(gè)概念的適用范圍。
　　高分子物理是一門相對(duì)說(shuō)來(lái)較為年輕的學(xué)科，許多基本問(wèn)題還沒(méi)有搞得很清楚，一些基本概念還有待進(jìn)一步澄清，這是講授專業(yè)課普遍遇到的問(wèn)題。例如，在聚合物結(jié)晶模型中，每個(gè)模型的提出都有其研究背景，都能解釋一些特定的現(xiàn)象，然而，幾乎每個(gè)模型都有它不能說(shuō)明的問(wèn)題。對(duì)于每一個(gè)概念都要講清它提出的背景，講清它的適用范圍。舉例是一種很好的方法。
　　7.有效利用多媒體資源。
　　現(xiàn)代高校教學(xué)已經(jīng)擺脫了黑板加粉筆的傳統(tǒng)方式，多媒體教學(xué)手段的采用，不僅大大節(jié)省了板書時(shí)間，還使課堂教學(xué)生動(dòng)起來(lái)。高分子物理中大量概念的教學(xué)，如果配合使用多媒體動(dòng)畫，就會(huì)收到事半功倍的效果。例如，銀紋與裂紋、冷拉等概念，配合多媒體會(huì)加深學(xué)生對(duì)概念的理解。
　　8.采用互動(dòng)式教學(xué)法，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。
　　如果一味采用灌輸?shù)姆绞剑蜁?huì)極大地挫傷學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。為此，在高分子物理教學(xué)中，可以采用啟發(fā)、互動(dòng)的方式引起學(xué)生的興趣。即使學(xué)生的回答不夠準(zhǔn)確，也要發(fā)現(xiàn)其中正確的部分，并給予肯定，使學(xué)生獲得成功的感覺(jué)。例如，學(xué)生在觀察某一聚合物的熔點(diǎn)時(shí)，給出的答案是100℃，應(yīng)該指出，聚合物的熔點(diǎn)是一個(gè)溫度范圍，一般是指一個(gè)熔限，這樣理解才是正確的。此時(shí)繼續(xù)啟發(fā)學(xué)生，既然是一個(gè)范圍，那么究竟是指開(kāi)始熔化的溫度、熔化完全的溫度還是這二者的平均值呢？這樣學(xué)生會(huì)給出以上三種答案，不必急于指出何者為正確。然后通個(gè)比較幾個(gè)具體的例子說(shuō)明，一般而言，聚合物的熔點(diǎn)是指聚合物完全熔化的溫度。
　　9.對(duì)于難度較大的概念，采用類比的方法教學(xué)。
　　高分子物理中的概念，有許多高度抽象，理解難度較大，不妨采用類比的方法，使學(xué)生已有的知識(shí)得到順利遷移，從而輕松地學(xué)到新知識(shí)。例如，聚合物的應(yīng)力松弛及蠕變。這兩個(gè)基本概念可以認(rèn)為是從兩個(gè)方面來(lái)描述同一個(gè)問(wèn)題。學(xué)生已經(jīng)學(xué)過(guò)的物質(zhì)知識(shí)中，光的波粒二象性正好與此類似，都是從兩個(gè)方面來(lái)看待同一種想象。于是，學(xué)生對(duì)于聚合物的盈利松弛與蠕變理解起來(lái)也就沒(méi)那么困難。
　　高分子物理中繁多而復(fù)雜的概念，其教學(xué)方法的合理選取，對(duì)于教學(xué)效果具有重要的作用。對(duì)于不同的概念，在教學(xué)過(guò)程中須根據(jù)概念的特點(diǎn)、難易程度及學(xué)生已有的基礎(chǔ)來(lái)選擇教學(xué)方法。
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