開放式研究性高分子實(shí)驗(yàn)教學(xué)的探索與實(shí)踐

胡先海，劉瑾，程從亮，陳建利

（安徽建筑大學(xué)材料與化學(xué)工程學(xué)院，安徽合肥230601）

·化工教改與實(shí)踐·

開放式研究性高分子實(shí)驗(yàn)教學(xué)的探索與實(shí)踐

胡先海，劉瑾，程從亮，陳建利

（安徽建筑大學(xué)材料與化學(xué)工程學(xué)院，安徽合肥230601）

介紹了高分子實(shí)驗(yàn)中探索實(shí)施開放式研究性教學(xué)的意義，高分子實(shí)驗(yàn)教學(xué)中開展開放式研究性教學(xué)的指導(dǎo)思路、程序和形式，并對每種教學(xué)過程進(jìn)行了詳細(xì)介紹。

高分子實(shí)驗(yàn)；開放式研究性教學(xué)；教學(xué)形式

1 開放式研究性高分子實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要意義

開放式研究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式是基于教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中對實(shí)驗(yàn)教學(xué)的研究和實(shí)驗(yàn)的開放有機(jī)結(jié)合，提供探究式、自主式學(xué)習(xí)和教學(xué)環(huán)境，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)、相互合作的團(tuán)隊(duì)精神、創(chuàng)新精神和創(chuàng)造能力的一種教學(xué)方式[1]。在調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性和主動(dòng)性的同時(shí)，提高儀器設(shè)備的使用效率，延伸了實(shí)驗(yàn)室有限的空間和開放時(shí)間[2]。

高分子專業(yè)是在科學(xué)實(shí)驗(yàn)和工程實(shí)踐基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，整體理論體系還不十分明晰，存在很多問題，需要大量的實(shí)驗(yàn)、分析和探討[3]。目前，以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主的高分子實(shí)驗(yàn)教學(xué)，很難激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和研究的熱情，甚至可能使學(xué)生產(chǎn)生消極和惰性情緒，難以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新意識[3]。因此，在高分子實(shí)驗(yàn)教學(xué)中開展開放式研究性的教學(xué)改革，對高分子專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)具有非常重要的意義。

2 開放式研究性高分子實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主要內(nèi)容

改革和重新設(shè)計(jì)教學(xué)方法和方式是開放式研究性教學(xué)法探索改革的重要內(nèi)容。改變傳統(tǒng)的單純“驗(yàn)證性”實(shí)驗(yàn)教學(xué)為“實(shí)驗(yàn)教學(xué)-查閱-資料-創(chuàng)新改進(jìn)-交流-實(shí)踐”的研究性、開放式教學(xué)。主要從4個(gè)方面進(jìn)行探索：

（1）利用研究性“綜合開放實(shí)驗(yàn)”，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力。綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)中教師給出課題，并指導(dǎo)學(xué)生按照計(jì)劃-實(shí)施-評價(jià)的流程展開研究活動(dòng)。在每個(gè)實(shí)驗(yàn)中，力求體現(xiàn)“制備-分析-測試”的綜合思維，培養(yǎng)學(xué)生能從交叉學(xué)科的結(jié)合上解決綜合性問題的能力，使學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛣?chuàng)新意識得到進(jìn)一步的提高。

（2）通過研究性“設(shè)計(jì)性開放實(shí)驗(yàn)”，增加學(xué)生在高分子實(shí)驗(yàn)過程中的自主性，引導(dǎo)學(xué)生提出問題，探索解決問題的方法，然后由學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)原料器材。

（3）通過開發(fā)與生活實(shí)際和工業(yè)生產(chǎn)緊密聯(lián)系的“實(shí)用開放實(shí)驗(yàn)”，使學(xué)生感受到高分子實(shí)驗(yàn)的實(shí)用價(jià)值，從而激發(fā)學(xué)生的專業(yè)興趣和創(chuàng)造性。

（4）利用“自主實(shí)驗(yàn)”，讓一些能自行提出科研創(chuàng)新項(xiàng)目的學(xué)生，在教師的指導(dǎo)下自主開展實(shí)驗(yàn)研究。

3 開放式研究性高分子實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主要模式

開放式研究性高分子實(shí)驗(yàn)教學(xué)不但需要實(shí)驗(yàn)室在時(shí)間、空間的開放，而且還要在項(xiàng)目、試劑、儀器等全方位開放，學(xué)生具有實(shí)驗(yàn)主動(dòng)權(quán)，自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，自主探究科學(xué)問題[4]。開放式研究性高分子實(shí)驗(yàn)教學(xué)的核心是“研究性”，需要教師的研究性教學(xué)和學(xué)生的研究性學(xué)習(xí)相互結(jié)合。開放式研究性高分子實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要模式如圖1。

4 開放式研究性高分子實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主要過程

（1）結(jié)合高分子基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行開放式研究性教學(xué)，挖掘基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)在開放式研究性教學(xué)中的功能和作用，拓寬學(xué)生思路，激發(fā)學(xué)習(xí)高分子專業(yè)興趣，促進(jìn)其對專業(yè)知識的消化、理解和鞏固[3]。全過程分為三個(gè)階段：①通過教師的啟發(fā)指導(dǎo)，將驗(yàn)證式高分子基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)成具有“可探究性”的實(shí)驗(yàn)；②針對實(shí)驗(yàn)問題，收集資料和深入思考，提出解決問題的方案和設(shè)想，通過實(shí)驗(yàn)對提出的問題進(jìn)行驗(yàn)證。整個(gè)過程均由學(xué)生自主完成。教師只作為一個(gè)引導(dǎo)者，真正的探究者是學(xué)生；③實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，全班集體討論后得出結(jié)論，按教師引導(dǎo)的小論文形式寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

圖1 開放式研究性高分子實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主要模式

（2）通過“綜合開放實(shí)驗(yàn)”和“設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)”進(jìn)行開放式研究性學(xué)習(xí)，拓展學(xué)生的知識面，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維與相互協(xié)作的能力。例如：內(nèi)外墻涂料的制備、聚苯乙烯的制備以及對苯二甲酰氯與己二胺的界面縮合等綜合和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。全班學(xué)生分成若干小組，每組人數(shù)不超過4人。小組中的每個(gè)人任務(wù)明確，共同參與實(shí)驗(yàn)的全過程。全過程分為4個(gè)階段：①根據(jù)選定的實(shí)驗(yàn)，由學(xué)生查閱相關(guān)的文獻(xiàn)和資料，提出設(shè)計(jì)方案。教師與學(xué)生探討方案的可行性，并確定切實(shí)可行的實(shí)驗(yàn)方案；②學(xué)生通過對化學(xué)試劑、儀器、實(shí)驗(yàn)條件和實(shí)驗(yàn)時(shí)間等準(zhǔn)備，為實(shí)驗(yàn)的實(shí)施奠定基礎(chǔ)，使學(xué)生認(rèn)識到實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備的重要性；③若實(shí)驗(yàn)開展過程中遇到問題，可在老師指導(dǎo)下，查找資料，同學(xué)之間討論，實(shí)驗(yàn)重新設(shè)計(jì)和實(shí)施；④小組寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告和總結(jié)，內(nèi)容包括每人分工內(nèi)容、完成情況、解決的問題以及開放式研究性教學(xué)實(shí)驗(yàn)的體會(huì)等。在教師的引導(dǎo)下，每小組推舉一人答辯，所有學(xué)生共同參加討論。

（3）畢業(yè)論文開放式研究性教學(xué)實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立工作的能力和創(chuàng)造力。首先，由教師確定多個(gè)研究方向，學(xué)生選擇，確定課題后，查閱資料文獻(xiàn)，制訂研究計(jì)劃，實(shí)施研究，最終成果以畢業(yè)論文的形式呈現(xiàn)[4]。全過程分為4個(gè)階段：①查閱有關(guān)的文獻(xiàn)和資料，確定研究目標(biāo)、內(nèi)容、解決的主要問題。提出技術(shù)路線、實(shí)驗(yàn)方案，在指導(dǎo)教師引導(dǎo)下，確定實(shí)驗(yàn)方案；②對實(shí)驗(yàn)實(shí)施所需的原料、儀器和實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行充分準(zhǔn)備，確定研究計(jì)劃及預(yù)期進(jìn)展和成果；③實(shí)驗(yàn)實(shí)施過程中，學(xué)生遇到問題，查閱文獻(xiàn)和資料，整理分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，教師參與討論后，重新實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)過程的實(shí)質(zhì)為實(shí)驗(yàn)-分析-再實(shí)驗(yàn)-再分析，直至最終得出結(jié)果；④學(xué)生根據(jù)自己的研究成果在教師引導(dǎo)下撰寫畢業(yè)論文，論文包括研究背景、方法、過程、成果、體會(huì)等內(nèi)容[3]。論文最后由學(xué)院學(xué)位委員會(huì)進(jìn)行評審答辯。

5 結(jié)束語

開放式研究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)是對現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的改革創(chuàng)新。在這個(gè)教學(xué)過程中，學(xué)生自主性準(zhǔn)備及實(shí)驗(yàn)，教師成為學(xué)生自主性實(shí)驗(yàn)和能力培養(yǎng)的設(shè)計(jì)者、組織者、指導(dǎo)者，體現(xiàn)學(xué)生在整個(gè)過程中主體地位和教師的主導(dǎo)作用。學(xué)生在掌握高分子專業(yè)相關(guān)知識和技能的同時(shí)，也獲得較高的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，為培養(yǎng)應(yīng)用型、創(chuàng)新型人才奠定了基礎(chǔ)。

[1]王金發(fā)，何炎明，戚康標(biāo)，等.“開放式、研究性”實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的創(chuàng)立與實(shí)踐[J].高等理科教育，2007（6）：97-100.

[2]宋國利，蓋功琪，蘇冬妹.開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的研究與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2010，29（2）：91-94.

[3]胡先海，劉瑾，朱紹峰，等.高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中開展研究性學(xué)習(xí)的初探[J].合肥師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2009，27（6）：75-77.

[4]易蘭花，丁永蘭，揭嘉，等.分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)開放式教學(xué)模式的研究與實(shí)踐[J].高校實(shí)驗(yàn)室工作研究，2014（4）：17-18.□

Exploration and Practice of Open Research Teaching on Polymer Experiments

HU Xian-hai，LIU Jin，CHENG Cong-liang，CHEN Jian-li
（School ofMaterials and Chemical Engineering，Anhui University ofArchitecture，Hefei 230601，China）

The article describes open research teaching of the significance and role in polymer experiment，then dissertates inquiry learning's guiding ideology，organizational model and teaching process in detail.

polymer experiment；open research teaching；teaching model

10.3969/j.issn.1008-553X.2016.01.027

O63；G642.4

A

1008-553X（2016）01-0094-03

2015-09-07

國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（51573001）；安徽省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（1508085MB36）；安徽省高校省級自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（KJ2014A045）和博士后基金資助項(xiàng)目（2015M571923）

胡先海（1974-），男，博士，副教授，研究方向：高分子光化學(xué)/功能高分子/化學(xué)建材，13956912712，hxyh@ahjzu.edu.cn。