地方性應用型工科院校高分子物理課程教學改革探索

丁亮?倉輝

摘 要：本文結合地方應用型工科院校高分子物理教學的現(xiàn)狀，分析了該課程教學過程中存在的問題，從合理利用教學方法、注重理論聯(lián)系實際、激發(fā)學生學習興趣、提高學生的應用實踐能力等方面對高分子物理的教學改革進行實踐與探索，以促進培養(yǎng)具有地方特色的高分子材料與工程領域的應用型專業(yè)技術人才。

關鍵詞：高分子物理;工科特色;教學改革

高分子物理是高分子專業(yè)理科和工科學生必修的一門重要專業(yè)基礎課，聯(lián)系高分子化學和高分子成型加工的重要橋梁。通過分子運動構揭示聚合物微觀結構和宏觀性能之間的基本規(guī)律和內在聯(lián)系，重點闡述高分子鏈結構和凝聚態(tài)結構;高分子溶液性質;聚合物的分子運動、玻璃化轉變、結晶-熔融轉變以及橡膠的力學性能等，為高分子材料的合成、加工、性能測試、材料開發(fā)等提供理論依據(jù)[1]。由于高分子物理課程內容龐雜，涉及的概念多且抽象、對數(shù)學和物理知識的要求比較高，對學生來說具有較高的學習難度。講授該課程時，在注重基礎理論知識的同時還要注重學生實踐能力的培養(yǎng)，讓學生通過實驗、實踐加深對理論的認識、理解和掌握。因此，不斷強化課程教學模式的改革具有十分重要的意義。

1 我校高分子物理課程的教學現(xiàn)狀

鹽城工學院是一所省屬地方性應用型本科工科院校，高分子物理是我校材料科學與工程學院高分子材料與工程專業(yè)學生的必修類專業(yè)基礎課。針對高分子物理具有“教學內容多、概念抽象、公式推導繁瑣”等特點，結合我校學生相較于重點院校學生基礎知識略顯薄弱的特性，首先，教材選擇了由華幼卿、金日光主編的第四版《高分子物理》。該教材內容詳實豐富又不失簡練，實踐性強，符合在教學中強化重點及概念，適當弱化非核心內容和公式推倒過程的特點，因此更適合于用作工科普通高等院校高分子類專業(yè)本科教材[2]。其次，課程設置88個總學時，其中實驗課程32學時，且為單獨授課。采用多媒體教學方式講授理論知識，期末通過閉卷考試的方式考核學生，平時成績包括作業(yè)、課堂回答及考勤記錄，但所占比例不超過30%。在整個教學過程中，采取強化平時學習和討論，適當弱化考試等措施，以獲得良好的學習效果。

2 精選教學內容，突出重點，弱化非核心知識

高分子物理內容雜且零散、概念多且系統(tǒng)性較差，在授課時應牢牢把握結構是性能的基礎、性能是結構的反應、分子運動是聯(lián)系結構與性能的橋梁這一主線。只有將結構的基礎掌握好、結構和性能的關系對應好，分析高分子材料性能的準確程度才會大大提高。因此，在第一節(jié)課時就應該利用多媒體教學手段給學生演示內容框架圖，將課程的主線理順。同時，各章節(jié)的內容也應具備條理化，讓學生清楚地認識該課程的學習目的和意義。為了適應應用型本科教學的要求，注重培養(yǎng)學生實際應用、分析和解決問題的能力，在教學中突出基礎理論的梳理和應用，對每個知識點的講解要語言簡潔、嚴謹、準確，并結合一些形象生動的例子，使學生易于理解和掌握[3]。例如高分子學說的確立及與小分子的比較可以追溯到上世紀Staudinger提出高分子的概念以及隨后與有機化學家持續(xù)數(shù)十年的激烈論戰(zhàn)開始，并最終通過實驗結果取得勝利，確立了高分子學說。而對于理論性過強及繁瑣的數(shù)學公式推導如高分子稀溶液的晶格模型、高分子鏈的構象統(tǒng)計、橡膠彈性的統(tǒng)計理論等進行簡化。總之，在講授時始終堅持重點突出的原則，強化核心內容，并協(xié)調好各部分內容間的關系。

3 加強互動教學，活躍課堂，發(fā)揮主觀能動性

在教學中，互動式教學能有效改變“老師講、學生聽”的填鴨式教學模式。每章節(jié)的內容從預先設計好的問題的提出開始，課堂上還要經常使用問號，引起學生的注意，不斷地引導學生“多想善思”、“勤學好問”，誘導和激發(fā)學生的創(chuàng)新欲望。在課堂教學中，還要經常穿插有關高分子的小知識、小故事，盡量將生活中常見的實例與理論知識相聯(lián)系營造生動活潑的課堂氛圍，使學生能夠積極主動地接受知識。例如在講解構型、構造和構象時，可以先讓學生看兩種性能截然不同但化學組成完全相同的聚1，4-丁二烯，一是硬塑料，一是橡膠彈性體。讓學生思考化學組成相同性能卻有如此大差別的原因，帶著問題學習并最終解除心中的疑惑。更重要的是，在課堂教學中，留有一定比例的學時用于課堂討論。例如，在講授高分子溶液時，可以與小分子溶液進行對比，讓學生利用所學知識與查閱文獻，以小組為單位，圍繞兩者之間的差異展開討論，充分調動學生的積極性;還可以讓學生走上講臺匯報講解，由教師最后總結。這不僅可以誘導和啟發(fā)學生思維，變被動學習為主動學習，還可以培養(yǎng)他們的語言表達能力和歸納總結能力。

4 理論聯(lián)系實際，強化實驗，提高動手能力

高分子物理是一門實驗性學科，其最大特點是實踐早于理論，很多理論知識都是由于先觀察到某種實驗現(xiàn)象而建立起來的，因此講授時一定要理論與實踐相結合。例如，學生可以收集生活中的一些高分子材料如塑料瓶、塑料袋、保鮮膜、涂料、橡膠管、化纖、人造革等，查找得到這些高分子材料的原料，分析某種高分子材料只能用某種原料制得的原因。很多同學在了解這些信息后，對生活中常見高分子材料制品的生產原料判斷準確，取得了很好的學習效果。另外，針對課堂理論教學中的一些重要的且學生必須掌握的知識點，在實驗教學中安排相應的實驗，幫助學生更好地理解和掌握相關內容，提高學生的實踐動手能力。為了使高分子物理實驗課程教學內容與培養(yǎng)應用型本科專業(yè)人才目標相符合，結合我院現(xiàn)有的儀器設備，對該實驗課程進行優(yōu)化，選擇幾個代表性的、偏重學生實際動手能力培養(yǎng)的實驗，例如粘度法測定聚合物的黏均分子量、熱塑性塑料熔體流動速率的測定、偏光顯微鏡法觀察聚合物球晶結構等，力求每個學生都能動手做實驗，使學生在實驗方法和實驗技能上得到全面均衡的訓練，更能有效地將理論教學與實驗教學有機結合，進一步提升教學效果[4]。

5 注重實踐教學，因材施教，凸顯工科特色

實踐教學貫穿始終，除了常規(guī)理論性課程實驗教學外，還包括實習。安排學生去高分子生產企業(yè)實習，實地了解各類高分子材料的制備方法、工藝流程、性能檢測等，為學生今后從事相關工作打下良好基礎。企業(yè)也派遣經驗豐富的專業(yè)技術人員實地講解，為學生掌握相關的工業(yè)應用技術創(chuàng)造良好的條件。真正將課堂理論知識和實際工業(yè)應用相結合，突出了工科教學理論和實踐相結合的特點[5]。此外，我院實行導師責任制，即從二年級開始，學生根據(jù)感興趣的研究方向與專業(yè)教師進行雙選，最終進入教師課題組。學生利用課余時間和假期在教師的指導下參加專業(yè)科學研究工作。由學生自己查閱文獻，完成相關實驗設計和實驗過程，學生更加深入、靈活地掌握了高分子的相關知識，也對其科研能力進行訓練，并強化了學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，為進一步培養(yǎng)高素質、創(chuàng)新應用型人才奠定了良好基礎。

6 結束語

總之，經過長期的探索、實踐和總結，形成了形式多樣、成效顯著、有利于培養(yǎng)具有工科特色學生的高分子物理課程教學新方法，為高分子行業(yè)輸送具有應用和創(chuàng)新能力的高分子材料工程師打下堅實的基礎。

參考文獻

[1]王德海，楊晉濤.高分子物理課程知識體系的構建創(chuàng)新[J].高分子通報，2012，11：101–103.

[2]華幼卿，金日光.高分子物理（第四版）[M].北京：化學工業(yè)出版社，2013.

[3]姚輝梅，劉小英.地方應用型本科院?！陡叻肿游锢怼氛n程教學改革的探索[J].廣州化工，2014，42（24）：192–194.

[4]高分子物理實驗教學改革研究[J].高等教育，2018，6：183.

[5]葛鑫，刑瑞光，布林朝克，等.立足應用型人才培養(yǎng)的《高分子物理》教學改革探索[J].教育教學論壇，2018，45：143–144.