材料化學(xué)專業(yè)高分子化學(xué)課程教學(xué)改革探索

中圖分類號：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2025.12.014

AbstractThe article analyzes the current teaching situation of polymer chemistry courses in the Materials Chemistry major，identifies prominent problems inthe teaching proces，and combines its own teaching experienceand insights to propose targeted teaching reform measures from four aspects： optimizing teaching content， improving teaching methods， strengthening practicalassessment，and enancing students'enthusiasm.Theaimistoimprovethe teaching efectivenesof polymerchemistrycoursesandenable them toplayabeterrole incultivating talents inthematerials chemistrymajor. Keywordspolymer chemistry; reform in education; course content; teaching method

材料化學(xué)是一門涉及高分子、金屬、無機(jī)非金屬等材料的制備、組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、應(yīng)用及其相互關(guān)系的學(xué)科，主要研究材料在制備和使用過程中涉及的化學(xué)變化和材料性質(zhì)的表征測量，從而實現(xiàn)對高分子、金屬、無機(jī)非金屬等材料結(jié)構(gòu)和性能的優(yōu)化，具有交叉學(xué)科的特點。高分子化學(xué)作為材料化學(xué)專業(yè)的重要專業(yè)課程之一，其研究范疇廣泛，涵蓋高分子化合物的合成路徑、各類化學(xué)反應(yīng)特性、物理化學(xué)性質(zhì)的演變規(guī)律、加工成型的工藝方法以及在不同領(lǐng)域的具體應(yīng)用等多個方面。學(xué)好高分子化學(xué)課程，有助于學(xué)生理解高分子化學(xué)在高分子材料設(shè)計和制備過程中的重要作用，為今后從事新材料的科研和生產(chǎn)工作奠定堅實的基礎(chǔ)]。

然而，在高分子化學(xué)課程的教學(xué)中，過度依賴教師的單向知識灌輸，學(xué)生的主體地位未能得到充分體現(xiàn)，對其進(jìn)行深度教學(xué)改革，不僅迫在眉睫，而且極具現(xiàn)實意義。

1高分子化學(xué)課程教學(xué)現(xiàn)狀

1.1教學(xué)內(nèi)容方面

① 知識內(nèi)容落后。分子化學(xué)領(lǐng)域處于快速發(fā)展的態(tài)勢，新的合成方法如點擊化學(xué)、活性自由基聚合等不斷涌現(xiàn)，新型材料如自修復(fù)高分子材料、形狀記憶高分子材料等層出不窮，應(yīng)用領(lǐng)域也在持續(xù)拓展。然而，現(xiàn)行教材由于編寫周期較長、更新機(jī)制相對滯后，內(nèi)容難以緊跟行業(yè)前沿動態(tài)。近年來，隨著全球環(huán)保意識的日益增強(qiáng)，生物可降解高分子材料成為研究熱點，其在包裝、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療等領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。但多數(shù)教材中關(guān)于此類材料的合成方法、性能特點以及應(yīng)用案例的介紹極為有限，導(dǎo)致學(xué)生所學(xué)知識與當(dāng)下前沿研究和實際應(yīng)用之間存在明顯差距，使得學(xué)生在面對實際工作或進(jìn)一步深造時，存在知識儲備不足。

② 知識結(jié)構(gòu)銜接不合理。高分子化學(xué)課程與材料化學(xué)專業(yè)的有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)等其他基礎(chǔ)課程密切相關(guān)。例如，學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)課程能為學(xué)生在學(xué)習(xí)高分子化學(xué)中聚合物的合成部分提供基本的反應(yīng)原理和方法基礎(chǔ)，物理化學(xué)中的熱力學(xué)和動力學(xué)內(nèi)容則為學(xué)生理解高分子聚合反應(yīng)的可能性和可行性提供理論支撐。然而，由于缺乏系統(tǒng)性的整合，各課程的教師之間缺乏有效的溝通與協(xié)調(diào)，各課程之間的知識點未能形成有機(jī)的整體，學(xué)生在構(gòu)建知識體系時面臨困難，無法將不同課程的知識融會貫通，影響了其對高分子化學(xué)知識的深入理解和應(yīng)用。

1.2教學(xué)方法方面

① 教學(xué)方式單一落后。目前，高分子化學(xué)課程教學(xué)在很大程度上仍以傳統(tǒng)的講授式、填鴨式教學(xué)方式為主。教師在課堂上占據(jù)主導(dǎo)地位，學(xué)生則只能被動地接受知識。這些教學(xué)方式未能充分利用和發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性和創(chuàng)造性，無法滿足當(dāng)前“雙一流\"和新工科建設(shè)背景下對學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)要求。

② 實踐教學(xué)環(huán)節(jié)薄弱。高分子化學(xué)根在化學(xué)，本質(zhì)上依然是一門實驗類學(xué)科。因此，理論知識與實踐操作的緊密結(jié)合對于學(xué)生深入理解和掌握知識至關(guān)重要。然而，在實際教學(xué)中，實踐教學(xué)環(huán)節(jié)卻往往未能得到應(yīng)有的重視。多數(shù)實驗項目為驗證性實驗，旨在通過實驗操作驗證已學(xué)的理論知識，學(xué)生只需按照既定的實驗步驟進(jìn)行操作，無須過多地思考和創(chuàng)新。這種實驗?zāi)Ｊ较拗屏藢W(xué)生思維的發(fā)展，無法充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性。由于缺乏設(shè)計性和綜合類實驗，學(xué)生難以將所學(xué)的高分子化學(xué)知識進(jìn)行系統(tǒng)整合和應(yīng)用，無法培養(yǎng)其解決復(fù)雜實際問題的能力，更無法培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和思維[3。此外，實踐教學(xué)的考核方式過于單一，主要以實驗報告的撰寫質(zhì)量作為評價學(xué)生實踐能力的依據(jù)，而忽視了學(xué)生在實驗過程中的操作技能、團(tuán)隊協(xié)作能力、問題解決能力，不能全面、客觀地反映學(xué)生的實踐水平。

1.3對課程重要性的認(rèn)識方面

部分學(xué)生認(rèn)為高分子化學(xué)課程非專業(yè)核心課程，在學(xué)習(xí)過程中存在積極性不高的情況。同時，部分教師也缺乏對材料化學(xué)專業(yè)的清晰認(rèn)識，未能認(rèn)清該課程在材料化學(xué)專業(yè)課程體系中的地位和作用。

2高分子化學(xué)課程教學(xué)改革措施

2.1優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

① 及時更新教學(xué)內(nèi)容。教師應(yīng)及時關(guān)注高分子化學(xué)領(lǐng)域的最新科研成果和應(yīng)用動態(tài)，定期收集和整理相關(guān)資料，將與課程內(nèi)容息息相關(guān)的最新研究進(jìn)展融入教學(xué)內(nèi)容。例如，在講解緒論部分時，教師可引入當(dāng)下熱門的高分子材料在新能源等新興領(lǐng)域的應(yīng)用情況，使學(xué)生了解高分子化學(xué)在解決全球熱點問題方面的重要作用，感受學(xué)科的發(fā)展活力，使學(xué)生認(rèn)識到高分子化學(xué)是一門充滿活力和創(chuàng)新機(jī)遇的學(xué)科，調(diào)動其學(xué)習(xí)積極性。

② 合理整合課程內(nèi)容。加強(qiáng)高分子化學(xué)與有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)等相關(guān)課程之間的溝通與協(xié)作，建立課程之間的協(xié)同教學(xué)機(jī)制。高?？山M織相關(guān)課程教師共同研討課程內(nèi)容，明確各課程的教學(xué)重點和難點，避免不必要的重復(fù)講解，注重課程內(nèi)容的系統(tǒng)性和連貫性，以高分子化學(xué)的核心知識為主線，將相關(guān)課程的知識有機(jī)串聯(lián)起來。例如，在講解高分子的結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系時，緊密結(jié)合物理化學(xué)中的熱力學(xué)和動力學(xué)知識，從能量變化、分子運動等微觀角度深入分析高分子結(jié)構(gòu)對其性能的影響機(jī)制，幫助學(xué)生構(gòu)建完整的知識體系，提高學(xué)生對知識的綜合運用能力。

2.2改進(jìn)教學(xué)方法

問題導(dǎo)向教學(xué)法：在教學(xué)過程中，教師可精心設(shè)計一系列具有啟發(fā)性和挑戰(zhàn)性的問題，以問題為線索引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考和討論。例如，在預(yù)習(xí)階段，教師提出“如何通過控制反應(yīng)條件實現(xiàn)對自由基聚合反應(yīng)速率和分子量及其分布的調(diào)控？”“不同類型的聚合反應(yīng)方法對引發(fā)劑的溶解性有什么要求？\"等問題。鼓勵學(xué)生通過自主查閱文獻(xiàn)資料、小組討論的形式進(jìn)行交流和探討，形成預(yù)習(xí)報告。這種教學(xué)方法能培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、團(tuán)隊協(xié)作能力和解決實際問題的能力，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維。

案例教學(xué)法：引入豐富多樣的實際高分子材料合成和應(yīng)用案例，將抽象的理論知識與實際生產(chǎn)生活緊密聯(lián)系起來。例如，以常見的塑料聚乙烯的合成工藝為例，詳細(xì)分析其聚合反應(yīng)條件的選擇依據(jù)、引發(fā)劑的種類及作用原理、不同生產(chǎn)工藝對產(chǎn)品性能的影響以及產(chǎn)品性能與結(jié)構(gòu)的內(nèi)在關(guān)系等。引導(dǎo)學(xué)生對案例進(jìn)行深入剖析，提出問題并嘗試解決問題。通過分析實際案例，讓學(xué)生切實感受到高分子化學(xué)理論知識在實際生產(chǎn)中的具體應(yīng)用，提高學(xué)生運用理論知識解決實際問題的能力。

多媒體教學(xué)法：充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)手段，借助圖片、動畫、視頻等多媒體資源，將抽象、復(fù)雜的高分子化學(xué)知識直觀化、形象化。例如，通過動畫演示高分子聚合反應(yīng)的微觀過程，展示分子的運動軌跡、化學(xué)鍵的斷裂與形成、聚合物鏈的增長等細(xì)節(jié)，幫助學(xué)生更好地理解復(fù)雜的反應(yīng)機(jī)理。利用視頻資料展示高分子材料在實際生產(chǎn)中的工藝流程，如塑料的注塑成型、纖維的紡絲過程等，使學(xué)生對高分子材料的加工成型有更直觀的認(rèn)識。此外，還可以利用虛擬仿真實驗軟件，讓學(xué)生在虛擬環(huán)境中進(jìn)行實驗操作，模擬不同實驗條件下的實驗結(jié)果，增強(qiáng)學(xué)生的實驗操作技能和對實驗原理的理解。

2.3強(qiáng)化實踐考核

優(yōu)化實驗課程設(shè)置：增加綜合性和設(shè)計性實驗項目在實驗課程中的比重。綜合性實驗要求學(xué)生綜合運用多章節(jié)多學(xué)科的理論知識和實踐基礎(chǔ)，解決一個較為復(fù)雜的實際問題。例如，當(dāng)前國家大力發(fā)展新能源汽車工業(yè)，高分子材料的廣泛應(yīng)用可降低新能源汽車的成本，減輕汽車重量，降低耗電量，因此可設(shè)置“新能源汽車用高分子材料的合成與性能測試”綜合性實驗，要求學(xué)生根據(jù)所學(xué)的高分子化學(xué)知識，結(jié)合當(dāng)前汽車行業(yè)的實際需求，設(shè)計合成一種高強(qiáng)度、高韌性、質(zhì)輕的高分子材料。要完成該類綜合性實驗，學(xué)生需要自主查閱科學(xué)文獻(xiàn)、產(chǎn)業(yè)圖文資料，設(shè)計實驗方案進(jìn)行實驗操作，并對所合成材料的結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行表征和測試等，從而實現(xiàn)從提出問題一查閱資料一設(shè)計方案一踐行實驗一解決問題的全鏈條科研實踐訓(xùn)練，提升學(xué)生運用知識解決實際問題的能力。

建立校企合作實踐基地：高校應(yīng)積極與專業(yè)方向密切相關(guān)的高分子材料企業(yè)建立合作關(guān)系，聘請企業(yè)導(dǎo)師，共建實踐教學(xué)基地。通過企業(yè)導(dǎo)師和合作企業(yè)的資源，讓學(xué)生有機(jī)會深入生產(chǎn)一線，了解高分子材料的實際生產(chǎn)工藝、質(zhì)量控制體系以及產(chǎn)品研發(fā)流程，從而拓寬學(xué)生視野，增強(qiáng)學(xué)生的工程實踐能力和未來就業(yè)競爭力。

完善實踐教學(xué)考核方式：高校應(yīng)建立多元化的實踐教學(xué)考核體系，全面、客觀地評價學(xué)生的實踐能力?？己藘?nèi)容不僅應(yīng)包括實驗報告的撰寫質(zhì)量，還應(yīng)綜合考慮學(xué)生的實驗預(yù)習(xí)情況、實驗操作技能、數(shù)據(jù)分析能力、團(tuán)隊協(xié)作能力以及在實驗過程中發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力等多個方面。例如，在實驗預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)，通過提問、小測驗等方式考查學(xué)生對實驗原理、實驗步驟的掌握程度；在實驗操作過程中，觀察學(xué)生的操作規(guī)范性、熟練程度以及對突發(fā)問題的處理能力；在數(shù)據(jù)分析環(huán)節(jié)，評估學(xué)生對實驗數(shù)據(jù)的處理和分析能力，是否能夠運用合適的方法對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計和解讀；在團(tuán)隊協(xié)作方面，評價學(xué)生在小組實驗中的溝通協(xié)作能力、任務(wù)分配合理性等。通過多元化的考核方式，激勵學(xué)生全面提升自身的實踐能力。

2.4提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性

在課程教學(xué)伊始，教師可通過生動有趣的方式向?qū)W生介紹高分子化學(xué)在日常生活、高新技術(shù)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。例如，展示智能手機(jī)屏幕所采用的高分子材料，講解其具備的高透明度、良好的柔韌性和耐磨性能等，以及這些性能如何滿足智能手機(jī)的使用需求。介紹航空航天領(lǐng)域使用的高性能復(fù)合材料，如碳纖維增強(qiáng)高分子復(fù)合材料，闡述其輕質(zhì)、高強(qiáng)度、耐高溫等優(yōu)異性能在航空航天器結(jié)構(gòu)設(shè)計中的關(guān)鍵作用。通過這些具體實例，讓學(xué)生切實感受到高分子化學(xué)與其生活息息相關(guān)，認(rèn)識到高分子化學(xué)在推動科技進(jìn)步和社會發(fā)展中的重要地位，從而激發(fā)學(xué)生對高分子化學(xué)的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生主動參與課程學(xué)習(xí)。

學(xué)生應(yīng)深入了解高分子化學(xué)課程在材料化學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)方案中的核心地位和重要作用，以及與未來職業(yè)發(fā)展的緊密聯(lián)系。學(xué)?？善刚埾嚓P(guān)企業(yè)的高級專業(yè)技術(shù)人才作為企業(yè)導(dǎo)師、邀請優(yōu)秀校友開展專業(yè)行業(yè)講座，介紹高分子化學(xué)知識在材料產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用和發(fā)展前景，將學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)與專業(yè)的培養(yǎng)要求和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求緊密聯(lián)系，從而增強(qiáng)學(xué)生對材料化學(xué)專業(yè)和高分子化學(xué)課程的認(rèn)同感和學(xué)習(xí)動力。

3結(jié)語

針對當(dāng)前高分子化學(xué)課程在教學(xué)中存在的突出問題，通過全面優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、大力改進(jìn)教學(xué)方法以及切實提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性等一系列系統(tǒng)且有效的改革措施，有望顯著提高教學(xué)效果，更好地培養(yǎng)材料化學(xué)專業(yè)學(xué)生的創(chuàng)新能力和工程實踐能力。高分子化學(xué)課程的教學(xué)改革需要不斷推進(jìn)、不斷總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)，持續(xù)改善教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容，緊密跟蹤材料化學(xué)專業(yè)的發(fā)展趨勢、產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀和國家社會對材料類人才的需求變化，確保課程教學(xué)改革始終朝著正確的方向推進(jìn)，為培養(yǎng)適應(yīng)新時代新工科建設(shè)要求的材料類專業(yè)人才提供更好的保障。

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