《高分子化學實驗》教學改革初探

韓順玉 姜男哲

摘 要：傳統(tǒng)的《高分子化學實驗》教學，從內(nèi)容設置和教學方法等方面，已經(jīng)不能適應于當前本科生教學的要求，該文從實驗教學內(nèi)容的改革、教學方法的改進等方面介紹了自己的經(jīng)驗，通過教學改革、時間和探索，形成了一套有利于相關專業(yè)實驗教學的科學、合理、有效的高分子化學實驗的教學方法。對培養(yǎng)和提高學生的科研能力創(chuàng)新能力，強化學生的綜合素質(zhì)和就業(yè)競爭力都有明顯效果。

關鍵詞：高分子化學實驗 實驗教學 教學改革 能力培養(yǎng)

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）07（a）-0155-02

材料之于現(xiàn)代人類活動是必不可缺的，《高分子化學實驗》是材料學相關專業(yè)學生必不可缺的是專業(yè)實驗課程，通過該課程可以進一步強化學生對《高分子化學》課程中理論知識的理解，實現(xiàn)了理論與實際的有機結合，鞏固和加強基礎理論和基本技能。通過幾年的教學實踐發(fā)現(xiàn)，由于傳統(tǒng)的實驗都是學生按照實驗指導書的步驟操作，只要按照講義“照本宣科”，很多學生并不能主動去理解實驗的目的和意義，只是完成任務，實驗的現(xiàn)象、結果以及操作過程等，并沒有給學生留下深刻記憶，這對學生的觀察能力、分析問題和解決問題的能力，乃至創(chuàng)新能力的培養(yǎng)都是十分不利的。所以作為教育工作者應該認識到“授人以魚不如授人以漁”，對于實驗課程，不能讓學生簡單的重復操作指南，更應該調(diào)動他們的學習積極性，提高學生的學習品質(zhì)。這樣就要求教師要對《高分子化學實驗》課程進行改革和創(chuàng)新，不僅是從教學內(nèi)容上，教學方法和手段也要更新升級。結合該專業(yè)的教學體驗，做了一些嘗試，取得了一定效果。

1 優(yōu)化課程內(nèi)容，增強實驗教學趣味

高分子化學的基礎實驗對于剛接觸的學生來說非常陌生的、全新的。通過基礎性實驗可以使學生對實驗室儀器設備的使用和基本實驗操作技術的掌握，具有很好幫助作用，使學生將理論知識從書本落實到實際，增強理論知識的直觀認識。但是單純的驗證性實驗只是讓學生“看”不能“記”，降低了學生的學習積極性和主動性。因此，必須對基礎驗證性實驗進行改革，使其成為綜合性、設計性的實驗，同時要注意內(nèi)容設計的趣味性和生動性。

例如：很多學校都開設了“聚甲基丙烯酸甲酯合成（PMMA）”的實驗[1]，傳統(tǒng)的教學方法，就是讓學生預習實驗指南，按照步驟操作做出結果即止，在實驗的過程中不重視實驗現(xiàn)象和過程的描述與分析，只考慮是否產(chǎn)出產(chǎn)品，學生很難引起興趣。調(diào)整了實驗內(nèi)容，通過加入小昆蟲等形成“人工琥珀”、制作特定形狀的模具和定制預想的展示框等，調(diào)動學生進行實驗的積極性。同時啟發(fā)學生進行思考，通過查閱相關文獻，比較自由基聚合以及離子聚合等機理的不同，在實驗過程中掌握相關的合成原理、方法和工藝。在教學過程中，將往屆學生遇到的問題在實驗室投影儀中播放，如：各反應階段氣泡的形成及處理、影響等，讓學生產(chǎn)生對照，并進行思考，采取相應的解決措施。學生和老師圍繞實驗產(chǎn)生的現(xiàn)象和問題進行討論，討論結束后老師進行總結，加深印象，并且對此次學生的實驗過程進行影像存檔。

2 改善教學方法，提高實驗教學效果

在以往的實驗課教學中，只是按照傳統(tǒng)做法，讓學生自己先預習，然后來到實驗室以后進行簡單說明，再讓學生操作。學生很難形成直觀有效理解。近幾年，借助于該專業(yè)的仿真實訓平臺，采取了一些改革手段。每次實驗開課之前，首現(xiàn)開設了“高分子化學實驗技術講座”，在仿真實驗室，將高分子化學實驗涉及的原料制備與精制、各種玻璃儀器和設備的使用、成套裝置的安裝過程、高分子化學幾種聚合方法以及一些基本的材料性能測試過程，都通過仿真系統(tǒng)給學生展示，這樣就能給學生奠定一個比較好的實驗知識基礎，保證了學生從高分子化學理論課過渡到實驗課的知識結構的銜接性和完整性、針對性。同時，在指導學生實驗過程中，注意積累材料。例如：每屆學生做實驗，在實驗過程中都會出現(xiàn)各種各樣的問題，一方面要在實驗報告中體現(xiàn)；另外要及時保存影像，通過對比，總結出規(guī)律，使學生能夠對實驗現(xiàn)象更加深印象。高分子化學作為材料學等相關專業(yè)的基礎課，為后續(xù)的課程奠定了理論基礎，而高分子化學實驗則是驗證這一理論基礎必不可缺的一環(huán)。后續(xù)課程的許多理論由于反應周期過長等原因，學生很難通過在實驗室做實驗來進行驗證和理解，沒有感性認識。對此，在高分子化學實驗過程中合理引導學生對后續(xù)的課程開展感性認識，如：高分子流體的粘彈性、分級試驗、結構和性能的關系等。由于實驗時間有限，采取多種形式加深學生在高分子化學實驗中的收獲，例如：對于自選項目，建議兩組學生一組做乳液聚合實驗；另一組做反向乳液實驗，兩組同時進行，互相觀察實驗現(xiàn)象，分析問題解決問題，共同分享實驗成果，可以共同形成兩份實驗報告，這樣就提高了學生的實驗能力，增加了他們的實驗收獲。在專業(yè)的實習基地中包括一家塑料薄膜加工企業(yè)，在進行高分子化學實驗的過程中，聯(lián)系企業(yè)帶領學生入場參觀，對整個企業(yè)的生產(chǎn)加工過程進行學習，這樣就可以使學生對大規(guī)模的高分子材料實驗加工過程有直觀認識，并且回到學校實驗室后通過實驗進行基本的驗證，對相關的現(xiàn)象進行分析，鞏固了理論知識，調(diào)動了學生積極性。

3 科研促進教學，培養(yǎng)學生科研能力

在高分子化學實驗的教學過程中，除了優(yōu)化實驗教學內(nèi)容、改革教學方法以外，還要注重學生綜合能力的培養(yǎng)，這其中對于理工科學生來說無論是就業(yè)還是繼續(xù)深造，科研能力的培養(yǎng)是非常重要的。在高分子化學實驗教學過程中，建議專業(yè)的教師利用自身的實驗研究課題、實驗室儀器和氛圍，吸引學生參與到教師的科研項目中，一方面給研究團隊注入了新鮮的血液；另一方面可以使學生在濃厚的學術氛圍中得到熏陶和能力提升。學生通過參與到教師的科研項目中，可以進一步將基礎實驗加以提升，不僅對合成、結構分析等進一步深入，同時可以提高科技文獻的閱讀綜合分析能力、科技論文的書寫水平提高等；通過參與到科研項目中，提高了學生的學習積極性，使學生學到的實驗知識和技能得到了用武之地，使學生由被動學習變?yōu)橹鲃訉W習，讓自身潛能得到了發(fā)揮。以教學與科研互動為教學模式，講課內(nèi)教學和課外教學形成有機的互動，形成了實驗教學與教師科研的相得益彰，提高了科研儀器設備的使用效率，科研儀器為教學服務得到了大大提升，實現(xiàn)了實驗室的科學合理的開放，提升了實驗資源的共享，進一步能夠開設源于科研項目的設計性實驗，存進學生科研能力的培養(yǎng)。通過幾年的實踐，該專業(yè)學生中很多通過參與教師的科研項目，從而衍生出自身的一些課題想法，在教師的指導下，參與到校內(nèi)外組織的“挑戰(zhàn)杯”“創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目”等競賽，多名學生取得了好成績，同時通過此舉，很多學生發(fā)表了具有自己思路的論文，有部分學生的實驗性論文在教師的指導下發(fā)表到了SCI、EI以及核心期刊上，這對學生的就業(yè)以及深造都提供了很好助力。

幾年的高分子化學實驗教學改革，為今后的實驗教學積累了一定經(jīng)驗，同時也取得了階段性的進展，學者們將繼續(xù)深入研究高分子化學實驗，積極探索本科實驗教學方法，面向社會需求，不斷豐富實驗的內(nèi)涵，調(diào)動學生學習的積極性和主動性，在提高學生綜合能力的同時，注意可持續(xù)發(fā)展，走出不斷創(chuàng)新之路，為培養(yǎng)能夠服務于地方經(jīng)濟建設的實用型畢業(yè)生做出努力。

參考文獻

[1] 張春慶.高分子化學與物理實驗[M].大連：大連理工大學出版社，2014.