高分子化學與物理教學的改革與實踐

摘要：《高分子化學與物理》作為非高分子專業(yè)的一門必修課，囊括了《高分子化學》和《高分子物理》兩門課程的內(nèi)容，內(nèi)容抽象，課時較少，給課程講授帶來較大難度。本文對近年來在該門課程內(nèi)容安排、教學手段選擇以及教學模式改革等方面進行介紹，結(jié)合筆者多年講授《高分子化學與物理》教學經(jīng)驗和體會，從如何提高教學效果入手，對講授這門課程所遇到的問題進行分析，并提出了相應(yīng)的解決方法，為非高分子專業(yè)開設(shè)這門課程提供了參考。

關(guān)鍵詞：高分子化學；高分子物理；多媒體教學

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）46-0053-02

隨著高分子材料在日常生活和生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用，高分子科學作為一門交叉學科，滲透到各個領(lǐng)域與學科，企業(yè)和社會對高分子專業(yè)的人才需求越來越大。然而，國內(nèi)開設(shè)高分子專業(yè)的高校畢竟有限，遠遠不能滿足社會的需求。為了滿足社會和企業(yè)對高分子專業(yè)人才的需求，許多非高分子專業(yè)的相關(guān)專業(yè)為了提高學生的綜合能力，滿足社會對高分子專業(yè)人才的需求，開設(shè)一部分高分子方面的專業(yè)課。然而，由于學時有限，非高分子專業(yè)在開設(shè)高分子方面專業(yè)課時，往往將相關(guān)的兩門或多門高分子專業(yè)課糅合在一起，一方面，在不影響其他專業(yè)課學時的同時，使該專業(yè)的學生學習和掌握了一定的高分子方面的知識；另一方面，提高了學生的綜合專業(yè)能力，以滿足社會和企業(yè)的需求。《高分子化學與物理》課程是很多高校的非高分子專業(yè)為了滿足社會需求所開設(shè)的一門綜合性高分子課程，它是將高分子專業(yè)的《高分子化學》與《高分子物理》進行糅合，主要講述高分子的基本理論和應(yīng)用，內(nèi)容比較抽象，概念繁多，課程的學時數(shù)又較少，這使得授課的內(nèi)容和講授方式的選擇尤為重要。通過近五年的不斷改革和實踐，筆者積累了一定的教學經(jīng)驗，取得了較滿意的教學效果，本論文將近年來在高分子化學與物理教學過程的體會與非高分子專業(yè)的教師進行探討。

一、根據(jù)教學對象，安排教學內(nèi)容

《高分子化學與物理》是針對非高分子專業(yè)的本科生開設(shè)的一門高分子課程，非高分子專業(yè)的本科生對高分子方面的知識完全陌生，要使他們在沒有基礎(chǔ)的情況下，理解并掌握比較抽象的鏈段、分子鏈的柔順性、均方末端距、高斯鏈、等效自由連接鏈和液晶等概念，教學的效果很難想象。因此，如何使教學內(nèi)容由簡入難、由相識到陌生、由具體到形象，這就要求教師根據(jù)所講授對象的特點，選定教學內(nèi)容。東北石油大學化學化工學院應(yīng)用化學專業(yè)和化學專業(yè)均開設(shè)了《高分子化學與物理》專業(yè)課，學時數(shù)均為48學時，只有理論，沒有實驗，安排的學期均在大學三年級下學期。由于兩個專業(yè)前期學習的專業(yè)課不同，學生的基礎(chǔ)知識掌握也不盡相同，雖然兩個專業(yè)的學生均學習了《有機化學》、《物理化學》等基礎(chǔ)課程。然而應(yīng)用化學專業(yè)的學生在學習這門課程之前，還學習了《合成材料助劑》、《精細化學品化學》、《水溶性高分子》等專業(yè)課，對高分子的基本概念、合成原理及應(yīng)用有一定的了解。因此，在同時對這兩個專業(yè)講授《高分子化學與物理》時，在課程內(nèi)容的安排上，會存在不同。筆者通過近幾年的教學實踐，將兩專業(yè)的所學《高分子化學與物理》課程進行了較詳細的內(nèi)容區(qū)分，化學專業(yè)的課程內(nèi)容安排傾向于高分子的基本概念、自由基聚合機理、高分子的分子結(jié)構(gòu)和高分子的性能等基本理論以及高分子的發(fā)展前景，而對于陰離子聚合、配位聚合、高分子結(jié)構(gòu)與性能的構(gòu)效關(guān)系只做一般性的介紹。應(yīng)用化學專業(yè)的課程內(nèi)容安排則傾向于逐步聚合、鏈式聚合、共聚合以及聚合物的化學變化，高分子化學結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系，聚合反應(yīng)的動力學，聚合方法等。同時，在教學過程中，課堂講授與學生自學相結(jié)合，對教學內(nèi)容中的重點和難點進行重點講解，通過習題的方式將學生難以理解的內(nèi)容進行系統(tǒng)復(fù)習，加深學生對內(nèi)容的理解。通過對課程系統(tǒng)、有針對性的安排，使具有不同高分子基礎(chǔ)的學生在學習《高分子化學與物理》的過程中，感到輕松、易懂，提高教學效果。

二、針對抽象內(nèi)容，合理使用多媒體

《高分子化學與物理》的主要內(nèi)容不僅包括《高分子化學》中的自由基聚合、逐步聚合、離子聚合、配位聚合以及共聚等聚合反應(yīng)的機理、過程以及聚合反應(yīng)的動力學，而且還包括《高分子物理》中的高分子的分子結(jié)構(gòu)、高分子的運動、高分子的力學性能以及高分子的電學熱學等性質(zhì)，概念較多、公式多、內(nèi)容抽象，尤其是聚合反應(yīng)的動力學、聚合反應(yīng)機理以及高分子的結(jié)構(gòu)與各種性能之間的關(guān)系，機理的表述和公式的推導繁雜，板書費時費力，僅僅依賴“黑板+粉筆”的教學模式，很難在較少的學時內(nèi)將這些抽象的重點內(nèi)容講解清楚。多媒體輔助教學具有處理信息量大、質(zhì)量高、共享性好、交互性強等特點，能夠形象、直觀、生動地將傳統(tǒng)教學手段難以表達的抽象教學內(nèi)容有條理地表現(xiàn)出來，拓寬課堂教學的知識體系，提高教學質(zhì)量。如《高分子化學》中的自由基聚合反應(yīng)機理和聚合反應(yīng)動力學理論性強，該理論是建立在增長鏈自由基等活性假定、穩(wěn)態(tài)假設(shè)和聚合總速率等于鏈增長速率三個基本假設(shè)的基礎(chǔ)上，內(nèi)容抽象；又如鏈段、分子鏈的柔順性、高斯鏈以及均方末端距等概念，對非高分子專業(yè)的學生，很難在短時間內(nèi)理解掌握，使用多媒體可將這些抽象枯燥乏味的理論知識直觀和形象化，利用多媒體中的動畫過程將這些抽象的理論過程生動地展示給學生，使學生在較少的學時內(nèi)更快地理解所學的內(nèi)容，加大教學信息量，同時能夠充分調(diào)動學生學習的積極性。然而，《高分子化學與物理》課程中概念抽象、公式繁多，多媒體課件雖然能將抽象的內(nèi)容具體化，但是多媒體顯示過快，學生很難在短時間內(nèi)真正對多媒體中顯示的概念和公式充分地理解掌握，這樣會使學生失去學習的興趣。因此，針對這門課，不能完全使用多媒體教學，應(yīng)該將多媒體教學與板書教學相結(jié)合，聚合反應(yīng)動力學公式的推導用板書一步一步進行推導，多媒體可將板書推導過程進行復(fù)習或重復(fù)演示，這樣學生可以在板書推導過程動腦思考跟上老師的思路，同時多媒體使學生對老師板書教學過程沒有真正理解掌握的內(nèi)容進一步復(fù)習鞏固，從而提高教學質(zhì)量。

三、講授與答疑相結(jié)合，發(fā)揮學生的主動性

《高分子化學與物理》是一門抽象、枯燥的課程。課堂是教學過程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在講授的過程中，如何調(diào)動學生學習的主動性使學生將枯燥的理論教學與實際生活相結(jié)合呢？在《高分子化學與物理》的講授過程中，尤其要時刻注意教學的趣味性。如何將高分子材料的力學性能、各種彈性數(shù)學模型、高分子的溶解過程以及高分子的電學、熱學和光學性質(zhì)等抽象的理論在較短的時間內(nèi)讓學生真正的理解掌握呢？教學的方式或方法非常重要，教師可以結(jié)合日常生活中的例子，通過多媒體動畫或?qū)嶒炑菔菊故窘o學生，使學生在學習抽象理論的同時，了解這些理論在實際生產(chǎn)和生活的應(yīng)用。如在講授彈性數(shù)學模型時，可通過彈簧的形變過程形象地展示給學生，也可以利用彈性橡膠在受外力作用時的形變過程將這些模型展示給學生，激發(fā)學生的興趣。當然，僅僅依賴課堂的講授是遠遠不夠的，由于大學教師上課結(jié)束后，與學生交流很少，學生對課堂中的一些重點和難點仍百思不得其解，這些會影響他們學習的興趣、熱情甚至信心。因此，教師應(yīng)針對課程內(nèi)容，適當?shù)亟Y(jié)合實際，留出一部分答疑時間，與學生交流，了解學生學習過程存在的問題，及時解決學生學習過程的難點，讓學生產(chǎn)生學習的興趣。《高分子化學與物理》規(guī)定的講課課時非常有限，然而課程內(nèi)容繁多，理論性又強，要想使學生真正掌握這門課程，教師就必須在以課堂教學為主的同時，安排適當?shù)拇鹨蓵r間，及時解決學生學習過程中存在的問題，激發(fā)學生學習的興趣。東北石油大學的應(yīng)用化學和化學專業(yè)開設(shè)《高分子化學與物理》這門課程時，任課教師通過課上講授和課下答疑相結(jié)合的教學模式，使抽象、難懂的理論知識變得易懂，學生學習的主動性大大提高，也大大提高了教學質(zhì)量。

《高分子化學與物理》是一門概念抽象、理論性強的課程，作為東北石油大學應(yīng)用化學和化學專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，講授這門課程的教師通過多年不斷的探索，采用多媒體與板書相結(jié)合、講授與答疑相結(jié)合的教學方法，大大調(diào)動了學生學習的興趣，使非高分專業(yè)的學生能在沒有高分子專業(yè)基礎(chǔ)的條件下，能很好地理解和掌握高分子專業(yè)知識，提高了教學的質(zhì)量。同時，講授該課程的教師從課程教授對象、課程內(nèi)容、講課方式以及師生互動等多方面進行了總結(jié)，只有認真做好每一個環(huán)節(jié)，合理地運用多媒體教學手段，不斷提高自身的素質(zhì)和專業(yè)知識，才能提高教學質(zhì)量，成為一名合格的專業(yè)教師。

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作者簡介：李鋒（1978-），男，山東省濱州人，東北石油大學化學化工學院高分子材料與工程系，副教授，主要研究方向：多相催化和高分子合成。

基金項目：黑龍江省高等教育學會高等教育科學研究“十二五”規(guī)劃課題，項目編號為HGJXH B2110155