淺談腐蝕與防護(hù)專業(yè)高分子化學(xué)與物理選修課的教學(xué)改革

張敬雨，陳 建，林修洲

(四川理工學(xué)院 材料科學(xué)與工程學(xué)院，四川 自貢 643000)

淺談腐蝕與防護(hù)專業(yè)高分子化學(xué)與物理選修課的教學(xué)改革

張敬雨，陳 建，林修洲

(四川理工學(xué)院 材料科學(xué)與工程學(xué)院，四川 自貢 643000)

《高分子化學(xué)與物理》是腐蝕與防護(hù)專業(yè)一門(mén)重要的選修課。針對(duì)我校腐蝕與防護(hù)專業(yè)學(xué)科特色和學(xué)生專業(yè)背景，探討了高分子化學(xué)與物理選修課教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題和不足，提出了選修課的教改措施。通過(guò)高分子化學(xué)與物理選修課教學(xué)內(nèi)容和教材的合理選擇，基于教學(xué)-工程案例-實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合的互動(dòng)式教學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和獨(dú)立自主的科學(xué)思維，提高高分子化學(xué)選修課的教學(xué)質(zhì)量。

教學(xué)改革；高分子化學(xué)；實(shí)踐教學(xué)

高分子化學(xué)隨著高分子科學(xué)與技術(shù)的不斷發(fā)展其重要性越來(lái)越明顯，成為了與無(wú)機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)和物理化學(xué)并列的第五大化學(xué)[1]。高分子化學(xué)和高分子物理作為重要的交叉學(xué)科理論課程，主要作為高分子相關(guān)專業(yè)必修課和選修課面向化學(xué)、化學(xué)工程、材料科學(xué)與工程、生物醫(yī)學(xué)及工程、藥學(xué)、生物工程等專業(yè)學(xué)生開(kāi)設(shè)[2]。四川理工學(xué)院是四川省乃至西部地區(qū)最早開(kāi)設(shè)材料腐蝕與防護(hù)專業(yè)的高校，該專業(yè)是我校材料科學(xué)與工程學(xué)院一門(mén)以腐蝕與防護(hù)為特色的專業(yè)，在四川乃至整個(gè)西部地區(qū)享譽(yù)盛名，定位準(zhǔn)確特色鮮明，為四川國(guó)民經(jīng)濟(jì)的建設(shè)和發(fā)展做出了很大貢獻(xiàn)的特色專業(yè)[3-4]。經(jīng)過(guò)多年的建設(shè)，材料腐蝕與防護(hù)專業(yè)在校生規(guī)模位居全國(guó)榜首。專業(yè)特色課程涉及《金屬腐蝕理論與腐蝕控制》、《防腐蝕工程》、《腐蝕試驗(yàn)與監(jiān)測(cè)》等，涵蓋了從腐蝕與防護(hù)機(jī)理到防護(hù)應(yīng)用的相關(guān)內(nèi)容[5]。腐蝕與防護(hù)專業(yè)與涂料的制備和應(yīng)用聯(lián)系緊密，而高分子化學(xué)包含了涂料的制備方法和合成機(jī)理等相關(guān)內(nèi)容，是一門(mén)非常適合腐蝕與防護(hù)專業(yè)學(xué)生的選修課程[6]。該課程的課時(shí)數(shù)為36學(xué)時(shí)，隨著該專業(yè)的學(xué)科建設(shè)，為了更好的銜接腐蝕與防護(hù)專業(yè)內(nèi)容，近兩年來(lái)逐步加入了一些高分子物理內(nèi)容，最后把高分子化學(xué)和高分子物理合并成《高分子化學(xué)與物理》一門(mén)選修課程，課時(shí)變?yōu)?8學(xué)時(shí)。筆者基于近年來(lái)的教學(xué)經(jīng)歷，就如何完善高分子化學(xué)與物理選修課程的教學(xué)改革思路及如何提高選修課教學(xué)質(zhì)量來(lái)談幾點(diǎn)心得和體會(huì)。

1 理論知識(shí)與專業(yè)特色相結(jié)合

材料腐蝕與防護(hù)學(xué)科交叉性和綜合性較強(qiáng)，與學(xué)校過(guò)程裝備與控制(化工機(jī)械)、化學(xué)工程與工藝，環(huán)境工程、安全工程、應(yīng)用化學(xué)等相關(guān)專業(yè)互相依托，相互促進(jìn)。而《高分子化學(xué)與物理》同樣是一門(mén)專業(yè)內(nèi)容交叉性較強(qiáng)的課程，作為教師，需要不斷提升自身的教學(xué)、科研素質(zhì)，更新教學(xué)理念，跟上目前學(xué)科形勢(shì)的發(fā)展變化。為了更好的符合腐蝕與防護(hù)專業(yè)課程的特色和知識(shí)背景，授課教材選定了由化學(xué)工業(yè)出版社出版、魏無(wú)際等編寫(xiě)的《高分子化學(xué)與物理基礎(chǔ)》(第二版)。該教材兼顧了高分子化學(xué)和高分子物理內(nèi)容，高分子化學(xué)內(nèi)容為主，后面銜接部分高分子物理內(nèi)容，分配較為均衡，注重系統(tǒng)性闡述高分子科學(xué)的基本概念、基本知識(shí)和基本理論等內(nèi)容，對(duì)于涉及高分子科學(xué)前沿性研究和成果只做淺顯介紹[7]。

高分子課程的特點(diǎn)是內(nèi)容豐富，要理解的概念和理論推導(dǎo)較多，需要教師在有限的課時(shí)內(nèi)對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行梳理和調(diào)整，避免學(xué)生由于傳統(tǒng)灌輸式教學(xué)而產(chǎn)生的枯燥、厭煩心理[8]。因此，為滿足學(xué)生專業(yè)特色課程的需求，重點(diǎn)講述高分子的基礎(chǔ)概念，抓好逐步聚合和連鎖聚合兩部分內(nèi)容，對(duì)聚合物的化學(xué)反應(yīng)和高分子材料的基本力學(xué)性質(zhì)做詳細(xì)講解，其它章節(jié)只做初步了解。教師課下應(yīng)多收集較為典型的帶有腐蝕防護(hù)特色的教學(xué)案例，結(jié)合講課內(nèi)容，及時(shí)更新教材的教學(xué)內(nèi)容，以聚合反應(yīng)機(jī)理、反應(yīng)類型和分子量控制、引發(fā)方式等為授課主題并結(jié)合具體的案例，讓學(xué)生系統(tǒng)性的理解有關(guān)涂料合成方法和應(yīng)用的專業(yè)知識(shí)，為今后的工作打下基礎(chǔ)[9]。例如以蘇通大橋和北京"鳥(niǎo)巢"建筑防腐蝕保護(hù)為例，對(duì)涉及到防腐環(huán)節(jié)的防腐蝕設(shè)計(jì)、防腐涂料的制備和選擇、防腐施工工藝和檢測(cè)等環(huán)節(jié)做系統(tǒng)性介紹，重點(diǎn)講述工程采用的防腐涂料種類，引申出工程中使用的富鋅底漆、環(huán)氧類中間漆、聚氨酯面漆等涂料品種，對(duì)幾種涂料的制備原理和合成方法做詳細(xì)講解，并結(jié)合教材中分子量分布、分子量控制等高分子基本概念，提高學(xué)生對(duì)高分子知識(shí)的興趣，加深對(duì)課程內(nèi)容的理解，以不斷更新的工程案例與教材相結(jié)合，將學(xué)科發(fā)展前沿和教師的科研成果融入教學(xué)內(nèi)容，提升該專業(yè)選修課的教學(xué)效果。

2 教學(xué)形式的多樣化

2.1 合理的教學(xué)結(jié)構(gòu)

高分子化學(xué)與物理課程信息量較大[10]，學(xué)生對(duì)于理論知識(shí)尤其是高分子物理內(nèi)容和高分子化學(xué)動(dòng)力學(xué)公式的推導(dǎo)理解存在較大困難，因此在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)注意多種教學(xué)形式相結(jié)合的形式來(lái)提高教學(xué)質(zhì)量。多媒體教學(xué)是一種目前高校普遍采用的教學(xué)手段，在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中，根據(jù)學(xué)生的專業(yè)特色和專業(yè)知識(shí)積累程度的不同，通過(guò)精心的教學(xué)設(shè)計(jì)，合理運(yùn)用PPT、視頻播放和實(shí)物案例等教學(xué)形式，有機(jī)結(jié)合傳統(tǒng)板書(shū)形式的教學(xué)手段，形成較為合理的教學(xué)結(jié)構(gòu)，可以將枯燥乏味的理論知識(shí)和教學(xué)過(guò)程直觀化、形象化、生動(dòng)化地展示給學(xué)生，同時(shí)可以加大教學(xué)信息量，減少板書(shū)量，在有限的時(shí)間內(nèi)講授更多的知識(shí)，使學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容更容易理解，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，從而達(dá)到最佳的教學(xué)效果。例如在講解緒論中高分子分類和命名內(nèi)容時(shí)播放一段介紹"凱夫拉"高分子材料的小視頻，讓學(xué)生迅速、高效的了解凱夫拉商品的命名方式、發(fā)展歷史和產(chǎn)品特性。結(jié)合教材詳細(xì)介紹它的商品命名法、習(xí)慣命名發(fā)、材料的系統(tǒng)命名法以及高分子的結(jié)構(gòu)式、英文縮寫(xiě)和聚合方法等，并發(fā)給學(xué)生一些事先從周邊工廠收集到的芳綸纖維教學(xué)道具以加強(qiáng)教學(xué)效果。

2.2 互動(dòng)式教學(xué)法

互動(dòng)式教學(xué)是一種非常有效的教學(xué)方法，通過(guò)課堂提問(wèn)(每次授課最初5～10分鐘的課堂提問(wèn))和互換講臺(tái)(同學(xué)扮演老師的角色)增加教學(xué)的趣味性和互動(dòng)性。課堂提問(wèn)可事先布置好問(wèn)題，下次課時(shí)利用10分鐘左右的時(shí)間進(jìn)行抽點(diǎn)式提問(wèn)，根據(jù)回答的問(wèn)題進(jìn)行鼓勵(lì)式點(diǎn)評(píng)，以此來(lái)增強(qiáng)學(xué)生的榮譽(yù)感和學(xué)習(xí)主動(dòng)性。例如在講聚合方法內(nèi)容前，讓學(xué)生準(zhǔn)備關(guān)于橡膠方面的內(nèi)容[11]，對(duì)橡膠的歷史、橡膠的組成成分、橡膠填料、橡膠的硫化和橡膠產(chǎn)品種類等進(jìn)行提問(wèn)，并結(jié)合人工合成橡膠的聚合方式和聚合機(jī)理做總結(jié)講解，加深學(xué)生對(duì)該部分教學(xué)內(nèi)容的理解，有效提高教學(xué)效果。此外，對(duì)于連鎖聚合和逐步聚合動(dòng)力學(xué)的推導(dǎo)內(nèi)容，同樣可以采取抽點(diǎn)的形式讓同學(xué)課下準(zhǔn)備后上臺(tái)來(lái)講解。這種做法使得學(xué)生為了在課上講的精彩而在課下仔細(xì)閱讀相關(guān)內(nèi)容，在教師講解該教學(xué)內(nèi)容時(shí)變得容易理解。此外，學(xué)生對(duì)于同學(xué)的講課關(guān)注度通常大于對(duì)教師講課的關(guān)注，偶爾互換下角色，不僅能夠提高課堂的講課效果，還能讓學(xué)生站在教師的角度體會(huì)講課的過(guò)程，增進(jìn)師生之間的理解和感情。

2.3 教學(xué)和實(shí)訓(xùn)平臺(tái)相結(jié)合

針對(duì)腐蝕與防護(hù)專業(yè)學(xué)生的教學(xué)目的，有必要增加高分子化學(xué)與物理的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。課堂教學(xué)和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)相結(jié)合的實(shí)踐教學(xué)課程方式能夠使得理論教學(xué)內(nèi)容現(xiàn)實(shí)化，讓學(xué)生更好的掌握高分子內(nèi)容，增強(qiáng)學(xué)生的興趣，培養(yǎng)他們的動(dòng)手能力和實(shí)驗(yàn)技能。學(xué)院已經(jīng)建立了腐蝕與防護(hù)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，常用的工程涂料種類齊全，在親自動(dòng)手合成涂料的過(guò)程中，對(duì)噴砂處理、刷涂和噴涂方式和涂料成分等環(huán)節(jié)有更加直觀的了解。通過(guò)普林斯頓電化學(xué)工作站、高溫特殊腐蝕介質(zhì)模擬裝置、鹽霧試驗(yàn)箱等手段加強(qiáng)對(duì)涂料檢測(cè)和失效的理解；通過(guò)橡膠混煉機(jī)和橡膠硫化的演示操作讓學(xué)生了解橡膠(生膠)與各種配合劑混合的加工工藝，清楚橡膠變"熟"的過(guò)程，加強(qiáng)交聯(lián)、體型結(jié)構(gòu)大分子等概念的理解。理論教學(xué)內(nèi)容和實(shí)踐環(huán)節(jié)的結(jié)合會(huì)顯著提高該專業(yè)選修課的教學(xué)質(zhì)量。

3 科研素質(zhì)的培養(yǎng)

腐蝕與防護(hù)專業(yè)的學(xué)生畢業(yè)后通常從事工程第一線或者涂料研發(fā)的工作。在工作中往往會(huì)遇到各種施工和實(shí)際問(wèn)題，學(xué)會(huì)敏銳的抓住實(shí)際生產(chǎn)問(wèn)題，運(yùn)用科學(xué)的思維考慮問(wèn)題，通過(guò)科學(xué)的手段解決問(wèn)題是該專業(yè)學(xué)生需要掌握的科研工作技能。在高分子選修課的教學(xué)過(guò)程中，可以通過(guò)一些工程實(shí)例，結(jié)合教師自身的科研項(xiàng)目，向?qū)W生灌輸科學(xué)研究的思路，學(xué)會(huì)運(yùn)用科學(xué)的手段來(lái)解決今后工作和研究中遇到的實(shí)際問(wèn)題。例如列舉一些工程案例，讓學(xué)生提交一篇小論文(設(shè)計(jì))，對(duì)教師提出的案例中存在的問(wèn)題做出調(diào)查并提出解決方案。通過(guò)小論文或小設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，不僅培養(yǎng)了學(xué)生的科研興趣，同時(shí)也完成了大部分課程成績(jī)的考核。比如以某跨海大橋工程中橋梁防腐蝕施工為例，讓學(xué)生查閱文獻(xiàn)資料，了解橋梁工程中通常采用的防腐蝕手段以及所用的防腐涂料種類，每種涂料的優(yōu)缺點(diǎn)，然后通過(guò)綜合比較和思考，運(yùn)用自己所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，最后對(duì)該工程提出自己的施工方案，并簡(jiǎn)要說(shuō)明理由。在整個(gè)小論文(設(shè)計(jì))過(guò)程中，不僅鍛煉了學(xué)生的科研技能和獨(dú)立思考問(wèn)題的能力，同時(shí)提高了選修課的教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量。

4 結(jié)語(yǔ)

高分子化學(xué)與物理選修課是一門(mén)交叉性課程，與腐蝕與防護(hù)專業(yè)相關(guān)課程聯(lián)系緊密，涉及內(nèi)容較多，需要教師持續(xù)更新教學(xué)內(nèi)容與之相適應(yīng)，提高自身的知識(shí)層面，不斷探究相應(yīng)的教學(xué)方法和教學(xué)手段，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、自主學(xué)習(xí)能力和科學(xué)意識(shí)，提高選修課的教學(xué)質(zhì)量。

[1] 潘祖仁. 高分子化學(xué)(第五版)[M].北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 2011:1-4.

[2] 武照強(qiáng). 《高分子化學(xué)與物理》課程教學(xué)初探[J].山東化工, 2014(01):123-124.

[3] 龔 敏,孫 山,謝 華. 地方院校工程教育綜合改革探索與實(shí)踐-以四川理工學(xué)院為例[J]. 重慶科技學(xué)院學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版), 2012(13):169-171.

[4] 龔 敏,張 婷,孫 山. 我國(guó)高等工程教育:現(xiàn)狀、問(wèn)題與思路[J]. 黑龍江教育(高教研究與評(píng)估), 2010(12):1-3.

[5] 龔 敏. 金屬腐蝕理論及腐蝕控制[M]. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 2009:2-5.

[6] 張 濤,翟 燕. 高分子材料與工程專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式的教學(xué)改革與探索[J]. 山東化工, 2016(10):115-117.

[7] 魏無(wú)際, 俞 強(qiáng), 崔益華主編. 高分子化學(xué)與物理基礎(chǔ)[M]. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 2011:1-4.

[8] 徐曉冬. 非高分子專業(yè)《高分子化學(xué)與物理》教學(xué)中的幾點(diǎn)體會(huì)[J]. 高分子通報(bào), 2010(05):74-78.

[9] 黃海霞. 應(yīng)用化學(xué)專業(yè)《高分子化學(xué)與物理》課程教學(xué)探索[J]. 廣州化工, 2013(12):240-241.

[10] 朱國(guó)全, 譚洪生, 董抒華, 等. 《功能高分子材料》教學(xué)的一點(diǎn)心得[J]. 山東化工, 2017(01):115-117.

[11] 沈 梅, 王洪振, 辛振祥. 《橡膠工廠與工藝設(shè)計(jì)》課程教學(xué)改革的研究與實(shí)踐[J]. 山東化工, 2015(17):139-140.

(本文文獻(xiàn)格式：張敬雨，陳 建，林修洲.淺談腐蝕與防護(hù)專業(yè)高分子化學(xué)與物理選修課的教學(xué)改革[J].山東化工，2017，46(06)：134-135，137.)

Exploration on Teaching Reform of Polymer Chemistry and Physics Elective Course for Corrosion and Protection Majored Students

ZhangJingyu，ChenJian，LinXiuzhou

(College of Materials Science and Engineering, Sichuan University of Science and Engineering, Zigong 643000, China)

"Polymer Chemistry and Physics" is an important elective course of materials corrosion and protection professional. The paper introduces some problems in the teaching process of Polymer Chemistry, which are on the basis of the characteristics of material chemistry specialty and students' knowledge background in our university. And the teaching reform ideas and methods are considered to start from the selection of teaching content, interactive and heuristic teaching methods, and curriculum evaluation. Through Class teaching - Engineering case - Practical teaching, the learning interest of students is cultivated, the learning activity and independence are reinforced, and the teaching level of polymer chemistry elective course is improved.

educational reform; polymer chemistry; practical teaching

2017-02-16

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51572177)；四川理工學(xué)院教改項(xiàng)目(JG-1422、JG-1154)；教育部高等學(xué)校“本科專業(yè)綜合改革試點(diǎn)”項(xiàng)目(ZG0454)

張敬雨(1980—)，河北唐山人，講師，碩士研究生，主要從事高分子、碳納米材料的教學(xué)與研究。

G642.0

A

1008-021X(2017)06-0134-02