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高分子化學教學改革探討

發布時間:2022-07-19 09:10:53

開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的1篇高分子化學教學改革探討,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。

高分子化學教學改革探討

高分子化學教學改革探討:高分子化學實驗教學改革與實踐

摘要:高分子化學實驗課程可以幫助學生接受課堂高分子化學理論學習,鞏固高分子化學基本概念和理論,培養科學素質。文章介紹了嘉興學院對高分子化學實驗教學的改革和實踐,主要通過學生參與實驗前的部分準備工作、調整實驗項目、完善實驗考核制度及建設實驗課程的網站方面進行改革與實踐。通過兩個學期的初步實踐表明,高分子化學實驗教學的改革探索激發了學生的學習興趣,在提高學生的綜合實驗能力方面已初見成效。

關鍵詞:高分子化學實驗;改革;實踐

高分子化學是嘉興學院材料與紡織工程學院高分子材料科學與工程專業學生的優秀基礎課程,它是以實驗為基礎的自然科學。通過實驗課的教學,不僅能加深學生對理論知識的理解,培養學生熟練的實驗操作,還可通過安裝實驗裝置、觀察和記錄實驗現象,培養學生動手能力,進而分析現象、解決問題,最終提高學生的綜合素質和創新能力。由于本專業設立僅有5年時間,高分子化學專業課程的開設也只有短短的3個學年,由于教學經驗有限及實驗室建設的延遲,所開設的實驗一般都是一些典型的驗證性實驗(如甲基丙烯酸甲酯的本體聚合、醋酸乙烯酯的乳液聚合等),學生往往不用動腦思考,只要按照標準步驟動手完成實驗即可。基礎性的實驗可以培養學生基本的實驗技能和熟悉實驗儀器的操作,但是,往往難以培養學生分析問題、解決問題的能力,更不利于學生創新能力的培養及學生的學習興趣的提高。等到學生到大四做畢業論文時,問題也暴露出來:缺乏思考問題、解決問題的能力,實驗意識沒體現出來。經初步調研論證,結合本校實際情況,我們確定選擇即將開展高分子化學實驗課程的高材09、10級學生作為這次實踐教學改革的試點,有計劃、有步驟地進行高分子化學實驗教學模式的改革探索與實踐。

一、讓學生參與實驗前的準備工作,珍惜實驗教學,提高學生動手能力

實驗前期準備工作是實驗順利進行的保證。尤其是高分子化學實驗,在實驗前有大量實驗準備工作,包括實驗室儀器設備調試、檢修工作;所需玻璃器皿的清洗工作,化學試劑的配制,如單體、引發劑的精制,溶液的配制等。這些工作都由實驗老師來承擔,學生不了解實驗的順利開展凝聚著實驗老師的大量勞動,所以,往往不珍惜實驗過程。在已開展高分子化學實驗的09級同學中,我們讓學生適當參與實驗的準備工作,如玻璃儀器的清洗,做過高分子化學實驗的人都知道,殘留高分子物質的玻璃儀器難以清洗,同學在清洗玻璃儀器的過程中,既珍惜實驗過程,又能初步了解高分子的性質;甲基丙烯酸甲酯單體的蒸餾,在甲基丙烯酸甲酯溶液中往往加入微量的阻聚劑,以避免溶液在儲存、運輸的過程中發生聚合,所以為了縮短實驗時間,提高反應效率,實驗前學生在實驗老師的指導下采用蒸餾的方式對單體進行提純,加深理論課程中關于阻聚劑的理解。通過參與實驗前的準備工作,同學們懂得實驗的成功不僅取決于實驗過程,與實驗前的準備工作也密不可分,從而更加珍惜實驗教學過程,珍惜自己的實驗成果。更重要的是,實驗的準備工作又加深了對理論知識的理解。

二、結合嘉興學院高分子材料與工程專業特點及實際情況,改革優化實驗項目,著重培養學生思考問題、解決問題的能力及團隊精神

高分子化學是一門以實驗為基礎的自然科學。傳統的實驗課程內容主要是驗證性實驗。通過無機及分析化學、有機化學及物理化學的基礎實驗,已使學生掌握了基本儀器設備的使用和相關實驗操作。因此,在專業高分子化學實驗中,過多地開設驗證性實驗,不利于學生思考問題和解決問題能力的培養,不利于創新能力的培養。因此,必須對高分子化學實驗項目進行改革,主要包括:①基礎實驗項目的改進,鞏固及培養學生的基礎理論與操作技能。如聚甲基丙烯酸甲酯的制備,學生可根據興趣選擇懸浮聚合或本體聚合,確定實驗所需儀器設備及藥品。在實驗過程中,不同聚合方法有不同的實驗步驟及注意事項。如,本體聚合分為三階段進行,不同階段溫度不同,關鍵在于第一階段轉化率的控制,避免出現爆聚,反應時間相對較長,最終的實驗產品為板材;而懸浮聚合實質也是本體聚合,但由于分散介質的加入可以很好地進行傳質和傳熱,避免爆聚現象的發生,攪拌速度是控制實驗成敗的關鍵,聚合時間相對較短,最終的實驗產品為球狀小珠。同學之間對各自的實驗現象、產品外觀、產品性狀等進行熱烈討論,從而加深對于聚合方法的理解。②強化設計性、綜合性實驗,培養和提高學生的綜合素質及創新能力。開設具有工程特色的綜合性實驗項目,如聚醋酸乙烯酯乳液聚合實驗,擴展為一組設計性、綜合性實驗:從單體精制、引發劑精制、乳化劑的選擇與用量、到動態光散射法測定乳膠粒尺寸、穩定性的測定,最后在將其配制成乳膠漆,測定涂層性能與乳膠粒尺寸之間的關系。學生通過對整個材料制備及使用過程的全程跟蹤,掌握結構、性能與合成之間密切聯系,充分發揮學生的主動性、積極性、創造性,提高學生的工程能力,有利于引導學生參加大學生創新性實驗的科學研究,培養學生的工程觀念。③適當增加科研性實驗項目,培養學生的團隊精神,增強對本專業的了解與熱愛。為進一步激發學生的創新能力及參與科研的積極性,浙江省設立了大學生科技創新項目,嘉興學院每年也設立大學生研究訓練(SRT)計劃,本專業大部分09級的學生都參與到科研性實驗項目研究中。學生們呈現出前所未有的申報熱情,他們自愿組成實驗小組、每組成員3~5人,分工明確,團結合作。如作者本人就指導了一項浙江省大學生科技創新項目的研究,團隊負責人由08級同學擔任,主要成員為09級同學。項目開展之初,主要由08級同學設計并實驗,09級同學從旁學習并輔助完成實驗,項目進行中期,09級同學已掌握實驗方法與手段,具備獨立完成實驗能力,08級同學的主要精力可放在考研復習上面,順利完成新老接替的工作,培養了學生的團隊精神。同時,學生更多地接觸到高新技術和應用技術,開闊思路與視野,增強他們對于本專業的了解與熱愛。

④增加經典驗證性實驗的趣味性,提高學生的學習興趣。很多同學剛上大學的時候,嚴重缺乏對高分子材料科學與工程專業的了解,因此對于學習沒有興趣,甚至有些學生想要轉專業。為了培養學生的專業素養,提高學生的學習興趣,我們將一些經典的驗證性實驗與我們日常生活密切聯系起來,增加實驗的趣味性和實用性。如,制備有機玻璃板前,讓學生們準備一些干花、干樹葉或大頭貼,在注模過程中放入其中,等產品成型后,美感十足的玻璃板就制成了,學生們非常有成就感,同時提高了對于高分子化學實驗的興趣。

三、完善實驗考核制度,全面反映學生實驗各環節中的表現

我們進一步細化與完善了實驗的考核方式,使學生在實驗各環節中的表現均得到不同程度的體現。以往我們只根據學生的實驗報告來評定學生的實驗成績,學生在整個實驗過程中的預習、實驗裝置的安裝、實驗設備的清洗、實驗室的清掃等工作都不能得到體現,缺乏客觀、公正、全面的實驗考核機制。因此,我們借鑒比較傳統的有機化學實驗的考核機制,將實驗成績的評定細化:預習報告20分,實驗著裝10分,實驗裝置20分,操作規范20分,實驗結果20分,衛生情況10分。將實驗成績的評定標準公布給學生,加強學生的實驗規范觀念,從實驗預習開始直到實驗結束清掃實驗室的整個實驗過程都能認真完成,從而改善學生不注重實驗教學過程的現象,增加了學生的主觀能動性。

四、建設實驗課程網站,有助于學生的課前預習,提高學生學習的自主性

在以往的實驗教學前,教師要詳細地講解實驗原理、方法、步驟、儀器使用、數據記錄、數據處理及實驗注意事項等,甚至要把實驗從頭到尾演示一遍,讓學生看得清清楚楚,學生完全不用預習實驗,也不用思考問題,這樣就造成了學生對于實驗教學的忽視。在理論教學中,多采用先進的多媒體教學手段,但在嘉興學院大部分實驗教學中,還沒有利用多媒體的教學模式。而多媒體的生動性、可重復性可以讓學生直觀感受實驗操作,可以很好地進行實驗的預習。因此,我們正逐步建設高分子化學實驗課程網站,初步將實驗課的教學大綱、講義等內容放到網站上。編制實驗教學課件,如實驗過程所涉及的基本儀器、基本操作、基本裝置、注意事項等。實驗課程網站的建成,方便學生的課前預習,提高學生學習的自主性。為了進一步完善課程網站的建設,我們還擬采用Flash演示等手段,幫助學生掌握實驗步驟,了解注意事項。目前,實驗課程網絡的正在逐步建設與完善中。

高分子化學教學改革探討:科學發展觀與高分子化學教學改革初探

摘 要:高分子化學是綜合了物理化學,數學,有機化學等相關課程知識于一體的專業基礎性課程,涉及的知識面較廣,教學難度與學生的接受難度都比較大。同時高分子化學也是一個較為年輕的學科,有許多東西還在不斷的完善當中,并沒有徹底定性。如果可以幫助學生更加深入的認識到科學發展觀與高分子化學之間的聯系,對于提高學生的學習積極性,悟性以及對于深入的學習與探討都有較高的幫助。本文就意在闡明如何將科學發展觀與高分子化學有機的結合在一起,達到更好的教學目的。

關鍵詞:科學發展觀;高分子化學;結合創新

在新課改不斷深化的大背景下,教育工作者在不斷的摸索不斷的尋找著更好的教育學生的方式,希望借此來提高學生的成績。強灌硬輸很明顯不是最好的方法,那么以引導為主,激發學生自主學習,自主探究的教學方式就隨之而來,加之以理論與實踐的結合。就是我們今天要探究的這種將科學發展觀與高分子化學教學結合在一起的化學教育的初步改革。我們要做到將可持續發展觀與課堂還有高分子化學有機的拆分再結合在一起,成功完成這一改革初探。

一、何為科學發展觀以及如何應用在教學中

由中央在2003年7月28日的講話中提出‘堅持以人為本,樹立全面協調可持續的發展觀,促進社會經濟和人的全面發展’。概括起來就是四點:

1、以人為本的發展觀

2、全面發展觀

3、協調發展觀

4、可持續發展觀

如何將這四點有機的結合在高分子化學的教學中是重中之重。首先堅持以人為本的發展觀,做到因材施教,以學生為基礎采取多元化,多種樣式的教學模式。從不同學生的心理角度出發找到可以激起他們學習興趣的突破口,以這個突破口為起點做出針對每名學生讓他們可以學的懂學的明白的教學方案。

其次堅持全面發展。在高分子化學這個領域有很多問題其實還沒有一個全世界統一的口徑,統一的看法。相對應的高分子化學本身也是個涵蓋知識面很廣的一個學科。每名學生在學科方面都會有自己的長處或者是自己的短板。對于自己喜歡和自己學的會的領域就會越來越喜歡,越來越愛學。而對于自己在高分子化學這一領域的短板的內容就會逐漸的從學不會,到不愛學,再到最后的放棄。而結合科學發展觀我們要做的就是讓每個學生對高分子化學這一學科的每一個小知識領域都產生都興趣,做到不放棄任何一個地方。最后成為一個高分子化學的高手。再就是協調發展觀,勞逸結合,豐富多彩的課堂才會激起學生的學期興趣,而興趣反而是最好的老師。而最后的可持續發展觀對應了前面三點,在前面三點都做到了以后可以成功的激起學生的學習興趣,對未知的主動求知的欲望,這些不會隨著時間的改變而消散,只會隨著時間的推移而因為越學越明白產生對高分子化學的無限熱愛,良性循環就此展開。

二、在課堂上的具體應用

1、溫故而知新可以為師矣

孔圣人的這句話很好的詮釋了復習這一環節在學習生活中的重要性。那么是給學生留任務在課后復習呢還是課堂上給出一部分時間復習呢?前者對于當代的學生來說顯得略微的有些不現實,至少在一部分學生的身上這是根本不可能出現的事情。那么就要著重是后者身上下功夫。可以在剛上課的時候抽出幾分鐘的時間,把上一節課的知識點與本節課要講的知識點結合在一起向學生提問。這樣有了新知識的加入既不會讓學過的知識點略顯枯燥同時也在無意識中將要學習的新東西在學生的心里打下了問號。對于未知的東西誰都是有一顆好奇心的,學生帶著這一份好奇心去參加這一節課,必然就不會放過任何的一個講課細節,因為他們要‘解密’!這樣就可以使課堂變得生動而又有效率。

2、針對每名學生做出一份教學的計劃

每個學生都會有自己擅長的在高分子化學中的領域,而作為教育工作者要做的就是將整個高分子化學劃分為幾個領域,找出每名學生所最擅長的領域,在每節課給他的任務中略微的摻雜一些別的領域的知識點。以此逐步滲透,將學生在以前并不擅長的知識領域滲透到他擅長的領域中,逐漸的就可以做到掌握高分子化學的全部領域。

3、授之以魚不如授之以漁

要激起學生的學習激情與探知興趣,讓現代教育中普遍存在的被動教授知識變為主動的求索知識。而有了這樣的一個態度就可以在以后的學習生活中做到可持續發展,在學生正確的找到了一種可以成功完成一科目學到十分優秀的方法后,以后是不會輕易放棄與遺忘這種方式的。主動勾起學生求知的欲望。關于高分子化學的教學過程中學生提出的問題不要給他做最全面的解答。只要給出一部分的答案另一部分或者說是具體細致的答案讓學生自己去尋找,自己慢慢尋找到的過程會讓學生自己知道怎么去尋找知識,這是很關鍵的一點。

三、結束語

如何將科學發展觀與高分子化學有機的結合是新興教學方式中很有意義的一種。結合科學發展觀中的四個關鍵點堅持以人為本,全面發展,協調發展,可持續發展。當教育工作者與學生都能找準自己的角色融入到這四點中的時候,那么課堂將會變的很活躍,學生的思維也會對應發散,有自主的求知意識,并且會潛移默化的影響以后的學習和生活中去。

高分子化學教學改革探討:高分子化學課程教學改革與實踐

摘 要: 本文通過對高分子化學教學中的難點進行分析,對高分子化學課程教學方法和教學手段提出幾點建議,以開拓學生思路,激發學習興趣,增強教學效果。

關鍵詞: 高分子化學 教學改革 教學實踐

高分子化學是材料化學、應用化學及其相關專業的專業基礎課,與四大化學并列,已成為第五大化學。能否學好該課程直接關系到高分子物理、材料合成與加工學等后續課程的學習,學好并熟練運用課程的專業思想和思維方法,在學生將來的科研和工作中將發揮直接或間接的作用。鑒于高分子化學這門課程的重要性,如何深入進行教學改革,如何利用有限的教學時間和教學資源有效地將高分子化學專業知識傳授給學生,并能夠指導實踐應用,就成為眾多教學工作者的共同目標。

一、高分子化學教學的主要難點

(一)高分子化學的發展歷史較短,許多理論尚不成熟,隨著新的聚合方法和新的合成技術不斷涌現,對傳統的高分子化學概念提出了挑戰,并極大地豐富了高分子化學的內容。

由于課時及其他客觀原因的限制,教師往往把所有內容全部灌輸給學生,“填鴨式”的教學模式會使學生產生乏味厭學的情緒,學生易出現“被動學”、“死記硬背式學”等問題[1]。

(二)高分子化學理論性強,學生理解困難,適時恰當地采用多媒體教學能使抽象的教學內容具體化、清晰化。

從學生反饋的信息來看,普遍認為教師在使用多媒體授課時只是展示根據書本內容制作的幻燈片,有些幻燈片重點不突出,且沒有深入聯系到實際生活和生產的經驗,不能完全激發學生對高分子化學學習的專業自豪感;又加之教師授課時缺乏與學生互動交流,課堂氣氛不活躍,出現來不及記筆記、不利于學生復習等情況,久而久之,就會影響學習的主動性和興趣性,達不到理想的教學效果。

二、高分子化學的教學實踐與探索

(一)講解重點突出,創新教學內容。

教師在選好教材、消化、吸收和融合教材內容的基礎上,要處理好“干”與“枝”的關系,在課程內容方面做到重點突出、主次分明。在授課時要避免將教材內容“填鴨式”灌輸給學生,應有針對性、側重點講解,少講精講[2]。如限于課時緊等原因,在講解聚合方法時,由于此部分內容多數比較簡單易懂,可以略講。但對于自由基聚合反應要重點講解,讓學生對自由基聚合的機理、聚合速率、動力學鏈長、聚合度和聚合度分布等重要知識點要深入地理解并能加以靈活運用,這樣可以有重點地完善學生的知識結構,滿足實踐應用的需求。同時,要不斷更新、創新教學內容。在教學中,教師可以及時地在傳統教材內容的基礎上補充近年發展起來的前沿科學技術和研究方法,也要關注國內外重要期刊上的最新報道,在課堂上結合國內外的最新研究進行講解與介紹,并推薦一些期刊、數據庫和書籍給學生,引導學生根據自己興趣自由地學習,擴大學生的知識面,建立知識結構,引導學生探索高分子化學領域。

(二)加強師生互動教學,發揮主觀能動性。[3]

在教學中,互動式教學能有效地改變“老師主動講,學生被動聽”的“一言堂”式的教學模式。教師要多與學生眼神交流,用情緒感染學生,引導學生“多想善思”,講課時語言要清晰流暢,抑揚頓挫,引導學生“勤學好問”。重要的是,在講課時可穿插有關高分子的小知識、小故事,盡量將生活中常見實例與理論知識相聯系,努力為學生營造生動活潑的課堂文化氛圍,使學生自覺、主動地接受知識。如:在講到聚酰胺、聚酯時聯系到我們日常穿衣用合成纖維的尼龍、滌綸,學生戴的隱形眼鏡、普通眼鏡的樹脂鏡片都是特殊的高分子材料。聯系生活中的常見實例有利于學生更深刻地掌握課程內容。在課堂上,多采用啟發性的多種教學方法,合理安排課堂反復提問、反復練習、反復分組討論等互動式教學,加深學生對所學知識的理解,提高教學質量。

(三)多渠道聯系實踐,培養自主學習能力。

隨著如今高分子材料發展的迅猛,教材的教學內容已遠遠不能滿足現代教學的需要,在課堂教學中應把高分子化學領域最新的科技動態、學術前沿有機地滲透到課堂內容當中,給學生多介紹一些近年來高分子化學的最新成果、最新理論,開闊學生的視野。如醫用上介入診療的各種高分子管材、可降解的手術傷口縫合線、有機高分子發光二級管用于手機、數碼相機顯示和照明等。針對學生在高分子課堂教學中討論比較感興趣的話題,或者是高分子化學前沿領域的新方法、新技術等,可鼓勵學生到圖書館和互聯網上查找資料,撰寫小論文,制作幻燈片,并在課堂上為大家作知識講座,營造合作探究、自主學習的氛圍。同時,也可關注網絡上以高分子為主題的論壇,通過與網上的專家、學者的交流,調動學生探知高分子知識和應用領域的興趣,培養主動學習的能力,激發研究興趣。

(四)選擇合適的教學內容,不斷完善多媒體教學。

1.適時使用拿來主義,做到因材施教。

教學是一個個性化的過程,不同的教師有著不同的授課思路、方式與方法。一般來說,可以借助別人的課件作為啟發自己的思路,但是,這種“拿來主義”絕不應成為主要依賴的對象。由于學生的層次不同、專業不同、對知識的接受能力不同,教學過程中好的方法可以借鑒,但重要的是要根據學生的需求、教材體系、自己的教學經驗、教學思想使用自主開發的課件。尤其是在課件中更應該增加一些理論聯系實際的例子,比如聚合物合成工藝和聚合物應用等實踐應用方面的內容。

2.將多媒體教學與傳統教學手段相結合。

多媒體教學具有傳統教學手段不可比擬的優勢,能更直觀、更形象和生動地傳導高分子化學的魅力,并能有效地擴充知識的廣度和提高課堂的利用率。特別是需要向學生演示情景的內容,采用多媒體教學就更有優越性。如在講解乳液聚合機理這一節,采用了動畫方式形象演示了膠束成核的機理和乳液聚合過程的三個階段,幫助學生理解,印象深刻。但是先進的教學手段并不一定能達到良好的教學效果,關鍵在于多媒體技術如何與傳統的教學手段相結合,從而實現它應有的價值。如在高分子化學的課堂授課中,講述自由基共聚理論推導公式時,就應該采用黑板板書的方式一步步進行推導,同時采用啟發式方法調動學生積極性,促進學生主動學習和思考。

3.采用多種手段完善多媒體教學。

采用多媒體教學,教學信息量大,進度快,學生在課堂上有效掌握大量的理論難度較大,因此要做好課后輔助工作。不斷完善網絡教學平臺,將多媒體課件、課后復習材料、教學重點、習題題庫及小知識、小貼士等內容在學校的教學網絡中充實完善,這樣既有利于學生課后復習,又能加深學生對所學知識的掌握和應用。另外,還可利用各種化學軟件、網絡資源和視頻等多種手段展示各種反應模型,特別是一些三維立體模型,啟發學生思考,激發學習興趣。在教學中逐步滲透雙語教學,可以有意識地把新出現的專業詞匯和標題用英文書寫,能有效提高和豐富學生的專業詞匯量,對收集到的專業文章,采用多媒體的形式講解,又可以提高學生的專業閱讀水平,這樣,能幫助學生提高對專業英語的學習興趣,為今后的畢業論文撰寫及工作實踐打下堅實的基礎。

三、結語

高分子化學課程教學改革是一項系統的工程,總結近幾年來的教學實踐,筆者認為,以人文本,轉變觀念,因材施教是探索高分子化學課程的有效途徑,合理有效地利用多媒體,不斷完善網絡教學平臺,逐步滲透英語教學是實踐高分子化學課程教學的有效手段,而創新教學內容、加強互動教學,培養學生學習的主觀能動性是搞好高分子化學教學的前提條件。我們將不斷地繼續深入研究與探索,使高分子化學的教學不斷適應新形勢發展的要求,為培養高分子領域優秀人才作出不懈努力。

高分子化學教學改革探討:工科院校高分子化學教學改革的探索與創新

摘 要: 高分子化學是高分子材料專業重要的專業基礎課。本文針對高分子化學課程的特點,從五個方面對高分子課程教學進行初步探索,包括教學結合科研,合理有效利用多媒體,開展師生互動教學,聯系實驗與生產實踐等方面進行探討。

關鍵詞: 高分子化學 教學改革 教學創新

高分子化學是高分子專業理工科學生的必修課,也是高分子科學及材料科學的理論基礎,在高等學校化學相關專業占有較大比重,與無機化學、有機化學、物理化學和分析化學并列成為第五大化學。因此,如何利用有限的教學時間和教學資源有效地將高分子化學專業知識傳授給學生,并能夠指導實踐應用,已成為眾多教學工作者的共同目標。作為一名高分子化學的教師,筆者在講授高分子化學課程中,對課堂教學方式與方法,多媒體教學手段,實驗教學,以及與生產生活的結合等方面進行了探討和思考。

1.教學與科研講解相結合

高分子化學是一門年輕的學科,發展歷史較短,許多理論尚不成熟。隨著時代的不斷進步,新的聚合方法和新的合成技術不斷涌現,對傳統的高分子化學概念提出了挑戰,同時也導致高分子化學教材的更新不能與科技同步。因此,在教學中,教師可以及時在傳統教材內容的基礎上補充近年發展的關于高分子化學的前沿科學技術和研究方法,結合國內外科研的最新研究成果和動向進行介紹與講解,使教學內容始終跟上時代的步伐,開闊學生的視野,激發他們對高分子化學課程學習的熱情。教師還可以推薦一些期刊、數據庫和書籍,引導學生根據自己的興趣自主學習,擴大學生的知識面,積極探索高分子化學的新領域。此外,在課堂上,對本專業老師的研究項目及最新研究成果進行介紹,如在配位聚合的講解中,筆者就結合自己的研究方向,講解通過開環易位聚合及非環二烯烴易位聚合方法合成不同拓撲結構的可降解聚合物用于納米材料和生物醫藥。同學們對高分子化學的某些知識有了更深的了解,從而調動了學習和科研的積極性、主動性[1]。

2.多媒體和板書授課相結合

高分子化學中聚合反應機理與動力學理論比較抽象,難以理解[2]。多媒體教學作為一種當前基本普及的教學手段,可以實現傳統教學無法實現的動態與三維效果,將高分子化學中微觀反應歷程形象逼真地顯示在屏幕上,大大增加單位時間內學生掌握知識的數量。此外,對于工科院校高分子材料專業的學生,畢業以后多數去工業研究部門或工廠工作,除了要掌握理論知識外,還要將理論與實際相結合。因此,在高分子化學的講授中應加入一些聚合物生產工藝部分的內容,對于這些內容的講解,都涉及生產流程,應用Flash作出動態的流程圖,幫助學生了解實際的生產過程,為以后的工作打下基礎。然而,先進的教學手段不等于能達到良好的教學效果,關鍵在于多媒體技術如何與傳統的教學手段相結合,從而實現它應有的價值。講授中發現,有很多需要理論推導的公式,例如自由基聚合中關于聚合動力學公式的推導,通過多媒體與板書相結合進行講解,學生能夠更容易理解和掌握。首先利用板書對相關公式進行詳細推導,一步一步地傳授給學生,然后與多媒體結合講解,并進行歸納和總結,這樣可以將結果表示得更清晰明確,更有助于加深學生對公式的記憶。

3.探究式與啟發式教學相結合

高等教育的任務不僅是傳授知識,而且要教給學生學習知識的方法,讓學生積極思考,充分發揮想象,勇于探索和創新,培養自學能力。教學是教師和學生的雙邊共同活動,在教學時,教師應經常向學生闡明“弟子不必不如師,師不必賢于弟子”的道理,引導學生自由發表觀點,從而拓寬學生思路,變被動學習為主動學習,培養他們的語言表達能力和歸納總結能力。在課堂上,教師采用講授、提問、練習、討論相結合的互動式教學啟發學生,學生積極參與。這樣不僅活躍了課堂氣氛,而且學生感到上課很輕松,漸漸對該課程感興趣,從而促進對知識的理解和探索。如教師可以在課堂上就某一主題或知識點專門進行討論,大家暢所欲言、各抒己見,培養發散思維能力。此外,還可以讓學生走上講臺,參與到教學工作中。例如在講到連鎖聚合反應時,科研將學生分成小組,各自選擇一種聚合反應,學生通過查閱文獻,制作多媒體在課堂進行講解,其他同學向其小組成員提問。通過文獻調研、講解、回答問題,鍛煉學生學習的主觀能動性與綜合能力,對學生基本的科研能力進行培養,老師也能從學生圖文并茂、生動形象地演講中獲得很多新的知識[3]。

4.理論知識與實驗教學相結合

化學是一門以實驗為基礎的科學,在化學教學中,實驗占有十分重要的地位。高分子化學實驗是高分子化學理論教學課程的重要組成部分,也是工科學生理論聯系實際的紐帶。實驗教學不僅能使學生更好地理解課程中的理論知識,而且對提高學生學習本課程的積極性,培養學生的思維能力,操作能力,觀察和解決實際問題的能力也有著極其重要的作用。高分子化學重點講述聚合反應的機理和實施方法,其實驗結果往往得到的是一些聚合物產品。我們可以選擇一些和學生平時生活、學習關系緊密的實驗內容來做。比如,以前我們開設了“聚甲基丙烯酸甲酯的制備”實驗,目的是讓學生了解和掌握自由基聚合反應的原理及反應條件對產物性能的影響,在實驗中發現,學生的積極性并不高。學生反映不了解聚甲基丙烯酸甲酯是什么東西。為此,我們將這個實驗換成“聚乙醇縮甲醛的制備”這個實驗,同學們的興趣一下子提高了許多。因為他們了解到這就是平時用的膠水,在實驗過程中尤其積極認真。很多同學還帶著空瓶子,做完實驗將自己制得的樣品帶回去。這雖然是一個實驗的調整和改變,但是通過這些,不僅使學生進一步學習和掌握了高分子化學的相關理論知識和高分子化學實驗的基本操作,提高了學生做實驗的積極性和主動性,而且使學生深刻認識到了高分子化學是一個和人們的日常生產生活息息相關的學科,激發了他們對該專業的熱愛[4]。

5.高分子化學與社會生活相結合

以塑料、橡膠、纖維、涂料等為代表的高分子材料與人類社會的生產實踐密切相關,且已經深入到日常生活的各個方面。然而,目前許多高校在講授時,對基礎理論方面的介紹非常系統、深入,但在高分子的應用和日常生活的聯系方面相對弱一些。因此,教師在進行理論教學的同時,應結合高分子的特點,注重積極聯系實際的生活和應用,在傳授學生理論知識的同時,還要培養其對身邊各種聚合物的認知能力。例如,在第一次上課時,可以介紹身邊的高分子材料,看到保鮮膜就知道是聚乙烯,看到一次性飯盒知道是發泡聚苯乙烯,看到塑料杯子、盆子就知道是聚丙烯等,掌握一些基本的生活技能。此外,有些高分子材料還能很好地引出課程內容。比如女生都非常熟悉的尼龍襪就是縮聚反應的典型代表――尼龍。此外,還可以提示學生在買鞋的時候,如果售貨員告訴是聚氨酯材料的,你就可以知道并不是天然的“皮”,而是人工通過縮聚反應合成的高分子材料。在教學過程中,還應當密切結合社會熱點與時事。如當前我們國家面臨大量廢棄塑料難以降解造成嚴重的白色污染問題、2010年上海市靜安區“11.15”重大火災等,培養學生社會的責任心、思考能力和研究能力[5]。

教學方法的改革是高校教育改革的重要組成部分。創新精神與實踐能力的培養是一個長期的過程,需要對教學過程中的各個環節認真研究,層層貫徹。隨著教學改革的不斷深入,我們將繼續探索,總結經驗教訓,為培養優秀的應用型創新人才作出不懈努力。

高分子化學教學改革探討:高分子化學特色教學改革研究

摘要:為了提高相關專業學生對高分子化學課程知識的掌握能力,本文結合實際教學經驗,針對該課程的特點,從教學內容、教學方式、教學對象以及教學實驗拓展創新幾個方面探討了教學改革,突出了課程的特色化、針對性及實用性。旨在提高教學質量,使同學們對高分子化學有更直接、更深刻的認識。文中特別強調了研究生教學與本科生教學的區別。

關鍵詞:高分子化學;教學改革;教學質量

高分子化學是高分子專業和材料專業的理科及工科學生的必修課,也是其他化學、化工專業學生的選修課之一,是高分子科學及材料科學的基礎,在化學相關專業培養體系中占據相當重要的地位。所以,很多院校既在本科階段開設本課程,又在研究生階段開設相應的必修和選修課程[2]。高分子化學的主要講授內容[1]為各種聚合方法的反應機理及其對聚合物結構的影響,以及聚合物的化學改性方法。課程的目的在于使學生能夠通過高分子化學基礎知識的學習,指導科研和生產實踐活動。但是由于相對材料領域的其他學科來說,高分子化學還是一門比較年青的科學,許多理論還不太成熟,而且新材料和新的合成方法不斷涌現,致使許多學生感覺無所適從,反映該課程涉及的內容太多且難于掌握,在一定程度上影響了學習的興趣和掌握程度。為了提高學生學習的興趣及知識的掌握程度,本人就教學中存在的一些問題進行了思考并且提出了一些個人的解決意見。下面分別從教學內容、教學方式、教學對象以及教學實驗拓展創新幾個方面分別闡述。

一、關于教學方式

以往的高分子化學課程多是采用講授法[3],這種方法的優點是教師容易控制教學進程,能夠使學生在較短時間內系統地掌握科學知識。但是,如果運用不得當,就會出現教師在講臺上激情澎湃,而學生卻聽得云里霧里的狀況,很可能由于聽不懂而失去興趣。所以我們根據授課對象的不同,改變不同的授課方式,通過調整教學方式,使難懂的知識變得易于接受,增加學生的學習興趣。比如在講授法的同時適當地加入了討論教學法、互動教學法等。其中討論法教學特別適用于對研究生的教學,讓學生以小組為單位,圍繞最新的高分子前沿知識,查閱相關資料,并布置課后作業,讓學生查找與某一知識點相關的前沿科研成果(如RAFT法在材料制備中的應用),做成幻燈片,然后在課上以主題講座的形式向全體同學匯報、講解,并回答其他同學的問題。通過主動講解的方式,把被動思維轉化成主動思維。這樣既調動了大家的積極性,同時又豐富了大家的知識,使學生在深刻地掌握高分子學科的相關知識的同時,又鍛煉了研究生查閱文獻和學術報告的能力。互動教學法中,我們會讓學生提出一些自己感興趣的高分子相關問題,然后在課堂講授中予以回答。比如緩釋藥劑的釋放原理是什么、塑化劑為什么會到飲料中去、飲料瓶是如何成產的等等。學生提出的往往是生活中遇到的實際問題,將這樣的問題放到課堂,可以提高學習興趣,活躍課堂氣氛,加深學生對知識的理解。

二、關于教學內容

高分子化學是一門化學類的專業課程,它不僅需要有機化學、物理化學等基礎化學專業背景知識,而且內容豐富、知識點眾多,理論體系嚴謹,實踐性強。在教學過程中存在知識點眾多、反應方程式復雜、反應機理抽象深奧等特點,相對較難理解記憶。尤其是作為選修課的時候,許多同學由于相關的化學背景知識掌握得不扎實,導致難以理解,甚至不理解,造成學習障礙,從而影響學習的興趣。因此,如何把復雜的機理,例如配位聚合、開環聚合等,通過通俗易懂的方式將知識點深入淺出地傳達給學生,是教學改革的關鍵問題。在實際教學過程中,我們將高分子化學中的反應過程、反應機理、聚合物立體構型等抽象難懂的教學內容,以立體或動畫的形式表述出來,實現了聚合反應的“可視化”[4]。以丙烯的配位聚合為例,我們以三維動畫的形式來表述,分子式是三維立體的,反應機理是動畫的形式一步一步進行的,生動地向學生講述了從配位到過渡態再到反應終態的過程,最后還用ChemOffice等專業化學軟件繪出彩色立體并可以旋轉的聚丙烯旋光異構的結構,直觀形象地描繪出難以想象的三維立體結構。大量三維立體圖、動畫、視頻等多媒體的綜合運用,將高分子化學知識形象逼真地顯示在熒屏上,從而多方位刺激學生的感官,達到“刺激-反應-強化”式現代教學方式[5]。這種方式有利于調動學生的學習積極性和提高學習興趣,加深對知識點的理解,優化教學過程,提高教學質量,提高學生形象思維能力和課堂效率,實現最佳的學習效果。我們還將高分子教學與網絡教學相結合,提供給學生相應的文獻檢索數據庫(如CNKI、ISI等)和高分子領域主流雜志(如Macromolecules、Progress in Polymer Science、Polymer、高分子學報等),使學生可以在課堂以外有針對性地選擇自己感興趣的內容,進行深入的學習。尤其對于研究生教學,要強調高分子科學中前沿科學的講解,注重結合科研的最新成果。高分子科學本身就是一門年輕的學科,隨著時代的不斷進步,其內容也在不斷地發展與完善。如自由基活性聚合機理的提出、配位聚合機理的完善、樹枝狀聚合物的成功合成、活性可控乳液聚合方法、‘click化學’的出現,極大地豐富了高分子化學的內容。它們不同于經典的高分子化學反應,但又是當今研究的熱點。這些新技術的機理往往還不太成熟,很難在近期內系統寫入教科書中。所以我們在講解高分子化學的課程中,要在深化基礎知識的前提上,將前沿的科研成果作為實例,融合到教學過程中,從而豐富和活化教學內容,使教學內容始終跟上時代的步伐。總的來講,學生更愛聽一些高分子化學在實際應用方面的知識,所以在講課中,作者還把自己以前的研究內容,如聚合物納米微球的聚合方法、聚合物互穿網絡、鉻系非均相催化乙烯的配位聚合等與所講知識結合起來,豐富了教學的內容,收到了比較理想的效果。

三、關于教學對象

高分子化學這門課程既對本科生又對研究生開設,但是學習的側重點會有所不同,所以應采用不同的教學方式,選擇不同的教學內容。對于本科教學,我們要抓住基礎知識的講解。初窺門徑的學習,最重要的是要有直觀的認識,要將知識點盡量講得生動、具體;注重基礎理論部分,同時也要注重開放性思維的培養。對于研究生教學,則應當關注更深層次的理論研究,并將其與所研究課題的內容聯系起來,把所學的知識活學活用,理論落實到實際當中去。在正式講課前,可以讓學生對自己的研究方向、研究內容做一個簡短的介紹,了解學生研究課題與高分子相關之處,這樣在授課中,對于學生的研究課題有益的地方重點講解,做到有的放矢。比如乳液聚合的講解。對于本科生,基礎地從乳化劑、聚合機理和動力學進行講解,突出強調了成核機理、聚合場所和乳液聚合的三個階段這些基礎知識點,并以最為常用的醋酸乙烯酯乳液聚合為例(同時還進行了分組實驗),與本體自由基聚合進行對比,讓學生形象地認識到乳液聚合的特點,特別是乳液聚合可以同時提高聚合速率和聚合度。而對于研究生,有些學生已經在本科階段學習過該課程,而且學生的接受能力也較本科生好,可以在幫學生梳理上述基礎知識后,結合乳液聚合的新進展進行講解。我們為學生介紹了可控活性乳液聚合,即將可控活性自由基聚合和乳液聚合結合起來,如RAFT乳液聚合、RATRP乳液聚合等;還介紹了以不同材料作為種子,進行的種子乳液聚合制備多種復合材料的方法。

四、關于教學實驗拓展創新

高分子化學是高分子科學的基礎,是一門以實驗為基礎的自然科學,但是它的理論部分略顯枯燥,讓人覺得難以理解,如何把理論與實驗相結合,相得益彰,這是我們努力的重點方向。實驗部分不僅可以驗證聚合理論,理論的學習最終也是要為實驗服務。合理引導與啟發,更能為學生學習后繼高分子課程奠定必要的認識基礎。為此,我們在緒論、逐步聚合和連鎖聚合等部分的講述過程中穿插開設了相應的實驗。在課程伊始的緒論部分,我們將PE、PP、尼龍6等聚合物工業原料顆粒帶進課堂,讓學生對聚合物有一個直觀的認識,并分別以果凍和淀粉這兩種的食物為例,來區別交聯和線性聚合物。在逐步聚合部分,讓學生分組進行了酚醛樹脂的制備實驗。以先對簡短而又典型的聚合實驗,展示縮聚反應的過程,并讓不同組,加入不同的苯酚和甲醛配比,來說明凝膠點問題。在連鎖聚合講述過程中,我們插入了醋酸乙烯酯的乳液聚合,結合乳液聚合特點的講述,使學生在實踐中學習,顯得更有效率,印象更加深刻。

我們要不斷改進教學方法和教學內容,調動學生的積極性,力求學生能掌握知識要點,讓學生學得明白,學得透徹。使學生在學習高分子化學課程后,能夠融會貫通,指導生產實踐和科研創新。

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