材料科學(xué)與工程專業(yè)高分子物理教學(xué)方法改革與實(shí)踐

鄒威

摘要：材料科學(xué)與工程專業(yè)高分子物理教學(xué)被公認(rèn)為是最難講的課程，其主要的研究?jī)?nèi)容是聚合物。聚合物是一種線性高分子聚合物，是由單體經(jīng)聚合反應(yīng)而成的產(chǎn)物。與此同時(shí)，材料科學(xué)與工程專業(yè)高分子物理教學(xué)是高分子物理教學(xué)中最為基礎(chǔ)的專業(yè)課。鑒于此，文章將主要探討材料科學(xué)與工程專業(yè)高分子物理教學(xué)方法的改革與實(shí)踐，促進(jìn)課程的順利進(jìn)行。

關(guān)鍵詞：材料科學(xué);高分子;物理;教學(xué)方法;改革

一、材料科學(xué)與工程專業(yè)高分子物理教學(xué)的特點(diǎn)分析

材料科學(xué)與工程專業(yè)高分子物理教學(xué)的主要特點(diǎn)主要體現(xiàn)在：一方面，高分子物理教學(xué)中涉及的概念十分的繁雜，而且概念與概念之間容易混淆。例如：在高分子物理教學(xué)中構(gòu)型和構(gòu)像是兩個(gè)重要的物理概念，也是初學(xué)者在學(xué)習(xí)的初期很容易弄混的物理概念。所謂的構(gòu)型主要指的是原子在空間中的幾何排列，這種幾何的排列通常來(lái)說(shuō)是隱性的、是不容易被發(fā)現(xiàn)的，所以要改變?cè)涌臻g中的幾何排列就需要經(jīng)過(guò)化學(xué)鍵的斷裂和重新組合，只有這樣才能實(shí)現(xiàn)構(gòu)型。而高分子物理的構(gòu)像中含有許多的單鍵，并且單鍵可以旋轉(zhuǎn)。當(dāng)然，這也意味著高分子的構(gòu)像可以通過(guò)熱運(yùn)動(dòng)而發(fā)生改變，發(fā)生隨時(shí)的變換。在學(xué)習(xí)的過(guò)程中，初學(xué)者如果對(duì)高分子物理學(xué)還不是很熟悉，就很容易將這兩個(gè)概念弄混，但是，這兩個(gè)概念雖然只有一字之差，意義卻不相同。

另一方面，材料科學(xué)與工程專業(yè)高分子物理教學(xué)中公式眾多，掌握難度高。在高分子物理教學(xué)中，許多的知識(shí)點(diǎn)都是通過(guò)公式的形式展現(xiàn)出來(lái)的。為此，在實(shí)際的學(xué)習(xí)中需要構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行必要的數(shù)學(xué)推導(dǎo)才能順利的解決高分子物理中的問(wèn)題。因此，在高分子物理教學(xué)的過(guò)程中，存在的大量的數(shù)理公式和推導(dǎo)公式，給教師的教學(xué)和學(xué)生的學(xué)習(xí)都帶來(lái)了一定的阻礙。無(wú)論是教師還是學(xué)生如果沒(méi)有熟練的掌握相關(guān)的高分子物理公式就很難掌握高分子物理學(xué)知識(shí)。

二、材料科學(xué)與工程專業(yè)高分子物理教學(xué)方法改革與實(shí)踐

基于高分子物理教學(xué)的難點(diǎn)以及高分子物理課程的特性，筆者經(jīng)過(guò)實(shí)踐，在幫助學(xué)生理解基本概念的同時(shí)，注重培養(yǎng)學(xué)生的分析問(wèn)題和推導(dǎo)問(wèn)題的能力。具體來(lái)說(shuō)，針對(duì)高分子教學(xué)需要做到以下幾點(diǎn)：

首先，需要注重高分子物理教學(xué)中的基本物理概念。高分子物理概念是高分子物理學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，只有幫助學(xué)生掌握了相關(guān)的高分子物理學(xué)的基本概念，才能讓學(xué)生順利的進(jìn)行高分子物理知識(shí)的學(xué)習(xí)。為此，在高分子物理的教學(xué)中，教師需要采用多種教學(xué)方法和教學(xué)工具，用形象化教學(xué)方式幫助學(xué)生了解高分子物理的基本概念。例如：在講解“柔性”概念的時(shí)候，教師不應(yīng)該僵硬的將相關(guān)的知識(shí)概念直接拋給學(xué)生，需要將抽象的知識(shí)點(diǎn)與生活中的具象相結(jié)合。

比如可以將高分子鏈比作是鋼絲，鋼絲的長(zhǎng)度決定了其是否容易發(fā)生變形，通常情況下，長(zhǎng)的鋼絲很容易發(fā)生變形，而斷的鋼絲則不容易發(fā)生變形。也就是說(shuō)，長(zhǎng)的鋼絲具有一定的柔性。為此，在高分子的實(shí)際教學(xué)中，對(duì)于比較容易混淆的概念，需要列出相同的概念組進(jìn)行詳細(xì)的辨析和說(shuō)明。在分析與比較中，學(xué)生就可以對(duì)不同的高分子物理概念具有清晰的辨別，也可以在學(xué)習(xí)中提升學(xué)生學(xué)習(xí)效率。

其次，在材料科學(xué)與工程專業(yè)高分子物理教學(xué)中，需要精選一個(gè)比較完整的數(shù)學(xué)推導(dǎo)教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生對(duì)整個(gè)推導(dǎo)的過(guò)程有一個(gè)清晰的認(rèn)識(shí)。在高分子的教學(xué)過(guò)程中，存在著眾多的數(shù)理公式和相應(yīng)的推導(dǎo)公式，在有限的教學(xué)時(shí)間內(nèi)，教師很難對(duì)所有的數(shù)理公式進(jìn)行推導(dǎo)。為此，需要選擇一個(gè)完整的數(shù)學(xué)推導(dǎo)過(guò)程，讓學(xué)生對(duì)整個(gè)推導(dǎo)的過(guò)程有一個(gè)大概的了解，在日后的學(xué)習(xí)中，可以舉一反一對(duì)其他的數(shù)理公式進(jìn)行自主推導(dǎo)。這樣一方面，可以減輕教師的教學(xué)負(fù)擔(dān)，讓教師將更多的時(shí)間放在知識(shí)點(diǎn)的講解上、放在知識(shí)點(diǎn)的歸納、總結(jié)、辨析上。

另一方面，學(xué)生也可以對(duì)數(shù)理公式有更為深刻的理解，對(duì)高分子物理聚合物的宏觀結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和變化規(guī)律有一個(gè)整體的掌握，減少學(xué)生學(xué)習(xí)中的死記硬背。此外，在教學(xué)的過(guò)程中，教師雖然很難在一節(jié)課上將所學(xué)的高分子物理數(shù)理公式都進(jìn)行推導(dǎo)，但是教師可以在課下的時(shí)候?qū)⒅匾摹㈥P(guān)鍵的數(shù)理公式的推導(dǎo)工程進(jìn)行相關(guān)的總結(jié)，然后將推導(dǎo)過(guò)程通過(guò)多媒體課件進(jìn)行演示。并將相關(guān)的課件內(nèi)容拷貝給學(xué)生，這樣感興趣的學(xué)生就可以在課件完成數(shù)學(xué)推導(dǎo)，對(duì)不理解的推導(dǎo)過(guò)程也可以與教師進(jìn)行及時(shí)的溝通。通常來(lái)說(shuō)，這種教學(xué)方法、教學(xué)模式學(xué)生的收獲更大。

最后，在材料科學(xué)與工程專業(yè)高分子物理教學(xué)中，教師需要圍繞課本的教學(xué)主線安排教學(xué)內(nèi)容。高分子物理的課本是高分子教學(xué)的基礎(chǔ)和依據(jù)，同時(shí)高分子課本都是經(jīng)過(guò)科學(xué)的規(guī)劃的，是在對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)接受程度進(jìn)行系統(tǒng)排列的。為此，教師在高分子物理知識(shí)講解的時(shí)候需要以課本為基礎(chǔ)，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)?shù)陌才?，本著“難易結(jié)合，理解為主”的原則對(duì)高分子物理知識(shí)進(jìn)行逐步講解，激發(fā)學(xué)生的知識(shí)探索欲，促進(jìn)教學(xué)內(nèi)容形成一個(gè)有機(jī)的整體，保障高分子物理教學(xué)的連貫性。

三、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在材料科學(xué)與工程專業(yè)高分子物理教學(xué)中需要對(duì)高分子物理的教學(xué)特點(diǎn)有一個(gè)充分的認(rèn)識(shí)，進(jìn)而可以在高分子教學(xué)中采用適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法，進(jìn)行高分子物理科學(xué)的實(shí)踐教學(xué)。

參考文獻(xiàn)：

[1]張煥芝. 高分子物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的改革和探索[J]. 科技信息， 2013（17）：311-311.

[2]唐萍， 王艷色， 張春慶. 高分子材料專業(yè)連續(xù)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)踐與探索[J]. 實(shí)驗(yàn)室科學(xué)， 2017（4）.

[3]李樹材， 曾威. 借鑒國(guó)外經(jīng)驗(yàn)改革高紛子材料與工程專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的探索[J]. 中國(guó)輕工教育， 2009（1）：72-73.

[4]程文喜[1]， 陳金身[1]， 苗蔚[1]， et al. 高分子材料科學(xué)與工程專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與探索[J]. 廣州化工， 2015（11）：206-207.