材料科學與工程專業(yè)高分子物理教學方法探討

閻杰 等

摘要：高分子物理作為工科院校材料科學與工程專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課，存在內(nèi)容復雜、概念抽象等難點。如何有效地通過短學時講授，使得學生對知識掌握到最好的效果，成為任課教師關(guān)注的目標。本文針對高分子物理課程的基本特點，探討了高分子物理的教學方法，對分子物理課程的教學方法進行了深入而細致的研究，并已經(jīng)應(yīng)用于教學研究，取得了不錯的效果。

關(guān)鍵詞：高分子物理 教學方法 教學研究

0 引言

高分子物理是高等工科院校材料科學與工程、高分子材料、材料物理與化學等專業(yè)及相關(guān)專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。高分子物理研究的核心內(nèi)容是研究高分子材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系，并且通過分子運動很好的將結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系聯(lián)系起來。因此高分子物理是貫穿于高分子材料的設(shè)計、改性、加工與應(yīng)用方面的一門實用的課程，對學生深入掌握專業(yè)知識有深遠影響。然而高分子物理是一門最難講授和學習的專業(yè)課之一，具有概念多、抽象、結(jié)構(gòu)紛繁且性能多變等特點，導致不少同學認為高分子物理理論性強、推導多，在課堂教學中逐漸缺乏學習興趣。基于這種情況，本人結(jié)合教學過程中的相關(guān)經(jīng)驗，重新對該課程的教學方法做了分析研究。在實際課程的授課過程中，教師要不斷提高該課程教學的針對性，在把握課程特點的基礎(chǔ)上，充分發(fā)揮學生學習的主動性，并引入新的教學技術(shù)手段，豐富教學內(nèi)容，從而切實的增強教學效果，調(diào)動學生的學習積極性，達到了很好的教學目的。

1 明確課程的重點，加強同其他任課教師的聯(lián)系與溝通

高分子物理研究的對象，主要是高分子化合物，其中涉及到的不少內(nèi)容，相對復雜，一些概念、定理非常難理解，對于一些基礎(chǔ)較差的學生來說，是有一定難度的。高分子物理課程，同其他的一些學科，例如物理學、材料學、光學、電學等，有著比較緊密的聯(lián)系，學生在學習高分子物理課程的過程中，要求具備一定其他學科的專業(yè)基礎(chǔ)知識，但是，在實際學習過程中，由于不同的學科之間，課程的學習進度存在較大差距，導致學生的一些交叉學科知識無法深入的理解掌握。高分子物理是一門基于數(shù)學、物理和化學等課程的課程，因此應(yīng)該與這些相關(guān)課程的授課教師，建立經(jīng)常性的互動溝通機制。遇到問題時，要實際反饋，并尋找合適的解決辦法。例如：物理化學是高分子物理課程的重要基礎(chǔ)課程，學生在物理化學課程中學習到的吉布斯自由能、熵變、焓變等內(nèi)容都要在高分子物理課程中“聚合物溶液”這個章節(jié)進行應(yīng)用與延伸。如果化學系相關(guān)老師在向?qū)W生傳授這些內(nèi)容時能夠提及其在高分子物理中的應(yīng)用，那么學生在高分子物理課程的學習過程中對一些名詞不會感到那么生疏，從而對其所學的知識就會更感興趣。從而更應(yīng)該重視這些基礎(chǔ)課程的學習，為高分子物理課程的學習打下良好基礎(chǔ)。

2 把握高分子物理課程的主線

高分子物理主要是討論高分子的結(jié)構(gòu)與性能間關(guān)系的科學，它涉及高分子的結(jié)構(gòu)、分子運動、性能三大方面。其中，分子運動是紐帶，承前啟后的將高分子物理課程串接成一條主線。本教學所采用的金日光主編的高分子物理，結(jié)構(gòu)安排合理，內(nèi)容清晰。前四章主要講述高分子的結(jié)構(gòu)，第五章講述高分子的分子運動，第六章之后開始分別講述高分子的性質(zhì)。內(nèi)容安排極其合理，有效地通過分子運動將高分子的結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系清晰的表達出來。如結(jié)構(gòu)包含高分子鏈結(jié)構(gòu)、聚集態(tài)結(jié)構(gòu)、高分子溶液，性能包括高分子的粘彈性、力學性能、電學性能，分子運動則包含高分子的三種狀態(tài)及各種松弛轉(zhuǎn)變。溫度、時間等作為松弛轉(zhuǎn)變的外部條件分別對應(yīng)著高分子的熱轉(zhuǎn)變和力學松弛。這就使得在授課過程中，沿著一條主線，把高分子物理清晰的展示給同學們，使得學生在理解過程中能夠清晰準確的掌握本課程，提高教學效率。

3 使用板書與多媒體相結(jié)合的授課方式

隨著多媒體技術(shù)的發(fā)展，高分子物理的教學也越來越多的采用了多媒體教學。高分子物理課件將構(gòu)型與構(gòu)象的區(qū)別、高分子的分子運動方式、高分子材料的高彈性和粘彈性、聚合物的強度與破壞等教學內(nèi)容制作成動畫或視頻教材，吸引學生的注意力和興趣，使教學中的重點與難點迎刃而解?？梢哉f，隨著智能手機的普及，很多學生開始把一些教師的講課視頻，上傳到網(wǎng)絡(luò)上，然后通過智能手機，實現(xiàn)隨時聽課，這些新的通訊技術(shù)和信息傳播媒介，提高了學生學習的靈活性，增加了課堂的知識量，豐富了教學內(nèi)容。但是完全的課件教學也會存在一些弊端，會使得學生失去了思考的主動性，教學過程快，學生理解吃力。因此，高分子物理課程應(yīng)采用多媒體課件教學為主、板書為輔的方式進行教學，在使用板書的過程中，學生和教師之間可以進行深入的溝通，教師答疑解惑，提高授課的實際效率。

4 講授與答疑相結(jié)合，激發(fā)學生的積極性

能否喚起學生對課程內(nèi)容的興趣是能否獲得良好的教學效果的重要參考之一。不論老師講授多么精彩，多么清晰，如果學生沒有真正參與進來，最多只能算是老師的精彩表演課。高分子物理課程的學習，就其自身而然，是比較空洞并且復雜的一門課程，所以教師應(yīng)該有針對性的提高授課的靈活性，打開學生們的思路，用豐富多彩的授課模式，提高學生學習的熱情和積極性。相關(guān)專業(yè)的一些討論活動、學術(shù)交流、科學知識普及等，都可以融入課程的教學中去。對于復雜的問題，教師最需要做的，就是啟發(fā)學生思考，使學生的注意力集中到對基本概念的學習上，產(chǎn)生強烈的求知欲。例如在講授聚合物高彈性能時，學生對這個概念并不十分感興趣。本人首先請學生們思考這樣一個問題，同學們在高分子化學課程里面就會經(jīng)常聽到順丁橡膠，是一種常見的橡膠制品。有同學聽說過反丁橡膠嗎？每次問到這里，教室里就會一片安靜，學生肯定會覺得可納悶并陷入思索，教師引導學生比較反式聚丁二烯和順式聚丁二烯的分子結(jié)構(gòu)特征，就很容易明白反式聚丁二烯不能用作橡膠的原因。為此，在高分子物理教學中，以采用啟發(fā)、互動的方式引起學生的興趣。即使學生的回答不夠準確，也要發(fā)現(xiàn)其中正確的部分，并給予肯定，使學生獲得成功的感覺，從而提高上課的興趣。

5 引入科研內(nèi)容，以科研促進教學

高分子物理學和材料科學，是比較前沿的科學技術(shù)，在當前我國的科學技術(shù)研究領(lǐng)域，例如，在一些技術(shù)型企業(yè)的科研過程中，其相關(guān)專業(yè)人才和實驗人員，可以和學校之間進行相互協(xié)調(diào)溝通，充分發(fā)揮教學、科研之間的相互促進作用。學生在學校學習期間，接觸的理論知識偏多，而缺乏實際的動手實踐能力，這兩種學科是實踐性很強的學科，需要學生掌握大量的實驗技巧，而企業(yè)的科學研究實驗室，可以為學生提供良好的實習場所。在親自動手參與的過程中，學生可以檢驗自己所學的理論知識，并在實際操作過程中，提高實驗控制標準，切實增強個人的科研能力。

6 鼓勵學生成立學習小組，發(fā)揮學生之間相互監(jiān)督、鼓勵的作用

在大學校園里面，學習興趣小組如今已經(jīng)不多見，但是，由于材料學和高分子物理學等專業(yè)知識，相對難懂難學，如果沒有相應(yīng)的學習監(jiān)督、鼓勵措施，很難保證學生在課下有足夠的學習時間。而通過組織一些學習興趣小組，可以讓小組成員之間相互監(jiān)督，一些學習成績較好的同學，可以向大家介紹和分享學習經(jīng)驗，并且?guī)椭恍┗A(chǔ)較差的同學，這樣學習小組內(nèi)部成員，相互監(jiān)督，有利于共同提高。教師在布置作業(yè)后，不少同學不能及時完成，而在這方面，教師可以把檢查作業(yè)這一任務(wù)，分配給學習小組組長，發(fā)揮學生的自我管理功能，這樣也可以提高學生的責任意識。

7 結(jié)束語

通過上述分析可以知道，在當前高分子物理教學過程中，教師不能總是按照舊的教學方法，而是要從專業(yè)的基本情況出發(fā)，充分考慮學生學習的難點，在豐富教學活動的內(nèi)容，提高相關(guān)學科之間的溝通交流，讓學生理解清楚交叉學科的知識，通過不斷探索和創(chuàng)新教學方法，就一定能完成好高分子物理課的教學工作。另外，高分子物理是一門學科新、發(fā)展快的學科，它是起步晚，它是20世紀20年代才發(fā)展起來的，但是發(fā)展特別迅速的一門新興學科，高分子的發(fā)展使得人類又進步到了一個新的時代。隨著科學技術(shù)迅猛發(fā)展，包括高分子物理理論也在不斷發(fā)展和完善這就要求教師關(guān)注學科的發(fā)展，不斷更新高分子物理理論的教學內(nèi)容，跟上學科發(fā)展的步伐。

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