淺談高分子化學實驗教學改革

摘 要：高分子化學實驗課程是高分子化學課程教學的一種最有效的實踐教學形式。文章針對目前高分子化學實驗教學存在的問題，探討了高分子化學實驗教學模式的改革。

關鍵詞：高分子化學 實驗教學教改模式設計性實驗

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A

高分子科學從20世紀20年代至70年代期間逐漸形成了自己獨特的理論體系、實驗方法和成型加工工藝，并已步入全面成熟階段。近20年來，高分子科學與生命科學、環境科學、能源科學、材料科學和信息科學等其他學科相互結合、滲透，更顯示出強大的生命力和無限的發展前景。高分子化學實驗是高分子材料與工程專業理論教學課程的重要部分，通過本課程的學習使學生學習和掌握高分子化學的理論知識和高分子化學實驗的基本操作，擴大學生的知識面，培養學生嚴謹的科學態度和科學的思維方法，通過安裝試驗裝置，觀察和記錄實驗現象，分析、討論實驗結果等過程，培養學生的動手能力、分析問題和解決問題的能力，以逐步達到獨立完成科研工作的能力，為今后從事高分子科學領域的各項工作打好基礎。作為一門我院才開設的新課程，結合實際情況以及作者自己在高分子化學實驗中的教學經歷，對該門課程的實驗教學改革進行了初步的探討。

一、高分子化學實驗課的特點

實驗教學相對于理論教學具有直觀性、實踐性、綜合性、設計性與創新性，在加強對學生的素質教育與培養創新能力方面有著重要的、不可替代的作用。高分子化學實驗是一門原理性、概念性、實踐性、操作難度比較大的課程，它以有機化學合成實驗為基礎，但是又存在不同點。掌握其中的操作技術也有一定的難度。高分子化學實驗課前期準備以及后續處理工作是比較繁瑣的工作，比如單體、引發劑的純化，聚合物的后處理固化，這些需要足夠的時間來支撐。另外，本門實驗課由于是有機聚合物的合成，實驗過程中由于要用到一些危險品，關于危險品的使用注意事項以及反應完畢后廢液的處理也是實驗要掌握的內容。

二、高分子化學實驗教學中存在的問題

1 實驗學時安排不夠

我院開設的高分子化學實驗課共計4個合成實驗，其中只涉及本體聚合、懸浮聚合、乳液聚合，聚合速率測定，這些實驗對于學習高分子材料的學生來講其實遠遠不夠，而且實驗課安排在下午5～7節，3個小時的時間也遠遠不能滿足開聚合物合成課的需要。比如甲基丙烯酸甲酯的懸浮聚合，從反應體系的升溫到聚合反應完成就需要3個小時，而除此之外還要搭建反應裝置，配制分散劑水溶液，反應后產物的抽濾、洗滌，產物的干燥、計算產率等工作。所以每次實驗都比較匆忙，而且一部分工作只能由老師來完成，比如單體甲基丙烯酸甲酯的純化，引發劑的純化及干燥，另外由于對最后產物的干燥時間比較長，計算產率的工作也只能由老師代做。這種包辦代替的教學方法不能獲得實際的教學效果。

2 實驗室條件不足

目前材能學院高分子專業共四個班，共有近200個學生，而目前材能學院高分子合成實驗室只有一個用來教學，實驗室面積不大，采用批次教學法，由于合成實驗需要的時間比較長這一特殊性，每天授課只能安排一批。同時由于資金的短缺無法滿足一人一組實驗的要求，只能兩人一組。實驗過程中空間小，人數多，就會相互干擾，從而對掌握老師要求的演示操作有一定的困難。

3 填鴨式教學

目前采用的實驗教學方法是以驗證性實驗為主，也稱為指導性實驗。在實驗開始前，教師和學生已經知道實驗的結果，僅僅是按照已經規定好的實驗操作步驟做一些重復性的工作。驗證性實驗，能夠幫助學生進一步掌握實驗程序、有關儀器設備的熟練使用和相關實驗內容及結果。但是，不利于啟發學生的思維和創新意識的培養，甚至可能使部分學生產生惰性。學生是被動式，不能調動和發揮學生的主觀能動性。這種實驗教學方式已滿足不了當今對人才培養的要求，因此，必須對實驗課進行改革。

三、高分子化學實驗教學改革的方向

1 讓學生參與實驗前的準備工作

實驗前期準備工作是保證實驗順利進行的保證。實驗前期準備工作首先要教師自己認真鉆研實驗教材，掌握正確的實驗操作，預做實驗從而驗證實驗指導書中的配方是否正確。除此之外，還需要進行實驗室儀器設備的調試，檢修工作；所需要的玻璃器皿的清洗工作，化學試劑的配制等工作。只有這樣，才能保證實驗課有條不紊地進行。

通過讓學生參與實驗的準備工作，可以讓同學們懂得每做一個實驗不僅要花費很多財力物力，而且要付出辛苦的勞動，讓每一個同學更加珍惜實驗教學，從而提高學習的積極性。重要的是，實驗的準備工作鍛煉了和培養了學生的動手能力，如減壓蒸餾的操作，重結晶提純引發劑，溶液的配制等。當然，做這些的前提條件是要對實驗學時重新安排。

2 增加實驗的趣味性和創意性

很多學生都覺得做化學實驗比較枯燥，特別是高分子科學實驗，實驗時間比較長，過程變化慢，學生難以產生興趣。我們可以嘗試在這方面加以改進，在實驗前讓他們去實驗室外面采回一些精美的樹葉或準備幾張自己的小畫片、小照片，實驗合成出聚甲基丙烯酸甲酯低聚體后加入少量顏料，調成一定顏色的透明漿料，然后讓學生將準備好的樹葉或小畫(照)片放到模具中，倒入預聚合產物進行灌漿、加熱后聚合處理，脫模后就得到一個自制的美麗畫框。這樣就可以使學生對實驗有了美的感覺，覺得做實驗是一種樂趣了。

3 開設設計性實驗

實驗教學以往都是以驗證性實驗為主，也稱為指導性實驗。在實驗開始前，教師和學生已經知道實驗的結果，僅僅是按照已經規定好的實驗操作步驟做一些重復性的工作。驗證性實驗，能夠幫助學生進一步掌握實驗程序、有關儀器設備的熟練使用和相關實驗內容及結果。但是，不利于啟發學生的思維和創新意識的培養，甚至可能使部分學生產生惰性。學生是被動式，不能調動和發揮學生的主觀能動性。因此，必須對實驗課進行改革，而設計性實驗是培養學生綜合能力的一條有效的途徑。設計性實驗是啟發性教學手段之一，也是實驗教學的發展方向，是指學生根據老師給定實驗項目的實驗目的、要求和實驗條件，自己設計實驗方案，在老師的指導下以學生為主加以實現的實驗。

4 開發應用型實驗

高分子科學實驗為培養學生的創新精神提供了最佳環境，尤其是開發一些能聯系實際生活的應用型實驗，可使學生親身感受到高分子科學實驗的實用價值，能強烈激發學生的創造動機。

參考文獻

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(文字編輯、責任校對：賈俊蘭)