輕化工程專(zhuān)業(yè)的《高分子化學(xué)與物理》課程教學(xué)方法初探

蔡以兵，喬輝，王樹(shù)根，魏取福

摘要：《高分子化學(xué)與物理》是面向江南大學(xué)輕化工程專(zhuān)業(yè)（染整方向）學(xué)生開(kāi)設(shè)的一門(mén)學(xué)科平臺(tái)課，該課程的學(xué)習(xí)對(duì)后續(xù)相關(guān)課程的學(xué)習(xí)、工作實(shí)踐和科學(xué)研究等具有重要的意義。本文結(jié)合專(zhuān)業(yè)學(xué)科特點(diǎn)，探討了在課堂教學(xué)中采取的行之有效的教學(xué)方法。

關(guān)鍵詞：輕化工程；高分子化學(xué)與物理；教學(xué)方法；生產(chǎn)實(shí)踐；科學(xué)研究

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.4？搖 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2013）50-0071-02

一、引言

隨著高分子科學(xué)與技術(shù)的不斷發(fā)展，高分子科學(xué)已滲透于各個(gè)學(xué)科與領(lǐng)域，形成了一個(gè)無(wú)法替代的交叉學(xué)科。對(duì)于江南大學(xué)輕化工程專(zhuān)業(yè)（染整方向）的本科生，要求掌握有關(guān)高分子的基本理論知識(shí)和應(yīng)用技能，開(kāi)設(shè)了《高分子化學(xué)與物理》課程。主要包括高分子化學(xué)和高分子物理兩個(gè)部分，其中高分子化學(xué)部分側(cè)重高分子合成的基本理論知識(shí)，高分子物理部分則側(cè)重于高分子的結(jié)構(gòu)與性能[1-3]。該課程是輕化工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)科平臺(tái)課之一，課程的學(xué)時(shí)數(shù)為48學(xué)時(shí)，在這樣少的學(xué)時(shí)條件下，要使那些對(duì)于高分子完全陌生的學(xué)生理解并掌握高分子的基本概念與原理，合理安排授課內(nèi)容和講授方式是非常重要的。通過(guò)不斷地嘗試和教學(xué)實(shí)踐，作者積累了一定的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，取得了比較滿意的教學(xué)效果。

二、課堂教學(xué)方法嘗試

（一）課堂教學(xué)與專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課相結(jié)合

雖然高分子化學(xué)和物理的基礎(chǔ)知識(shí)所涉及的面較廣，理論性較強(qiáng)，但對(duì)于輕化工程專(zhuān)業(yè)（染整方向）的本科生來(lái)說(shuō)，要求不很深，希望學(xué)生在理解基本概念和掌握基礎(chǔ)理論的基礎(chǔ)上能夠靈活地運(yùn)用，并為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，培養(yǎng)他們分析與解決實(shí)際問(wèn)題的能力。例如在講授逐步聚合反應(yīng)機(jī)理和特點(diǎn)時(shí)，通常會(huì)介紹聚氨酯的合成，概念很抽象，難于理解。可與后續(xù)專(zhuān)業(yè)課《纖維化學(xué)與物理》的內(nèi)容進(jìn)行有效結(jié)合，采用舉例的方法加深學(xué)生的理解，避免死記硬背。例如介紹聚氨酯彈性纖維（俗稱(chēng)“氨綸”），這種纖維織物具有很好的回彈性，穿著時(shí)伸縮自如，增強(qiáng)了舒適感，并能顯現(xiàn)出優(yōu)美的體型和曲線美，可制作各種內(nèi)衣、游泳衣、緊身衣、彈力褲和絲襪等，在日常生活中具有廣泛的應(yīng)用。再如，在講授自由基共聚合時(shí)，就可與《纖維化學(xué)與物理》和《染整工藝原理》課程中腈綸的染色進(jìn)行結(jié)合，均聚聚丙烯腈制得的纖維不易染色，手感及彈性都較差，還常呈現(xiàn)脆性，不適應(yīng)紡織加工和服用的要求，為此聚合時(shí)加入少量第二單體（結(jié)構(gòu)單體，通常選用含酯基的乙烯基單體，可以減弱聚丙烯腈大分子間的作用力，改善纖維的手感和彈性，克服纖維脆性，有利于染料分子進(jìn)入纖維內(nèi)部）和第三單體（染色單體，使纖維引入具有染色性能的基團(tuán)，改善纖維的染色性能，一般選用可離子化的乙烯基單體），一般成纖聚丙烯腈大多采用三元共聚物。從而有利于學(xué)生深入理解自由基共聚合的意義。

（二）課堂教學(xué)與生活、生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合

理論聯(lián)系實(shí)際，密切貼近生活。通過(guò)大學(xué)生工業(yè)見(jiàn)習(xí)、實(shí)習(xí)提高輕化工程專(zhuān)業(yè)（染整方向）本科生理論知識(shí)學(xué)習(xí)與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合的能力。認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)的目的在于認(rèn)識(shí)與專(zhuān)業(yè)對(duì)口的相關(guān)生產(chǎn)工藝流程和設(shè)備結(jié)構(gòu)、原理等，促進(jìn)學(xué)生在完成業(yè)務(wù)實(shí)習(xí)目的的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)勞動(dòng)教育和認(rèn)識(shí)社會(huì)教育相結(jié)合。因此，我們利用暑假安排學(xué)生參與高聚物合成和加工的相關(guān)工業(yè)見(jiàn)習(xí)。生產(chǎn)實(shí)習(xí)的主要目的是使學(xué)生將學(xué)習(xí)過(guò)的專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)具體化并得到鞏固提高，通過(guò)深入生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)查研究，參與生產(chǎn)勞動(dòng)操作，充當(dāng)生產(chǎn)一線工人，養(yǎng)成良好的工作作風(fēng)。這些工作擴(kuò)大了輕化工程專(zhuān)業(yè)（染整方向）學(xué)生的知識(shí)面，加深了基礎(chǔ)知識(shí)的理論。

此外，高分子材料已成為現(xiàn)代社會(huì)生活中衣、食、住、行、用各個(gè)方面所不可缺少的材料。日常生活中常見(jiàn)的制品所用的原料很多都是高分子材料，為了幫助學(xué)生認(rèn)知聚合物，在講授聚合物的分類(lèi)和應(yīng)用時(shí)，將具體的生活制品用圖片的形式展示給學(xué)生，可以幫助學(xué)生更形象生動(dòng)地記憶聚合物的名稱(chēng)和具體應(yīng)用。例如可以講解“限塑令”、保鮮膜的質(zhì)量問(wèn)題、汽車(chē)輪胎、電腦外殼、裝修過(guò)程使用的涂料、油漆等，每一個(gè)都與高分子的基礎(chǔ)知識(shí)息息相關(guān)，也是學(xué)生關(guān)心的話題。所以，在教學(xué)過(guò)程中，我們盡量避免單純講授抽象的基本的概念和理論，而是從一些實(shí)際現(xiàn)象引出問(wèn)題，再通過(guò)理論分析加以解釋、歸納，這樣不僅可以引起學(xué)生興趣，重要的是可以加深學(xué)生對(duì)基本理論知識(shí)的理解和掌握，達(dá)到事半功倍的效果。

（三）課堂教學(xué)與科學(xué)研究相結(jié)合

江南大學(xué)紡織服裝學(xué)院是學(xué)校“211”工程重點(diǎn)建設(shè)學(xué)科，形成了紡紗、織布、染整和服裝設(shè)計(jì)與表演等完整的學(xué)科體系，尤其在紡織材料的研究與開(kāi)發(fā)方面具有很強(qiáng)的實(shí)力，依托科研背景和科研實(shí)力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的提高。因此，除了教授學(xué)生基礎(chǔ)理論知識(shí)以外，還可以充分利用學(xué)校自身的科研資源優(yōu)勢(shì)，結(jié)合學(xué)科的發(fā)展方向，引導(dǎo)優(yōu)秀的學(xué)生參與前沿的科學(xué)研究，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新潛能和創(chuàng)造力。如在國(guó)家、江蘇省和江南大學(xué)等各級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃的支持下，以大三學(xué)生作為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，吸收他們參與到課題研究中，在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行自主選題和實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，使得學(xué)生了解了相關(guān)領(lǐng)域的科研動(dòng)態(tài)，將學(xué)習(xí)的理論知識(shí)進(jìn)行應(yīng)用，加深了基本概念的掌握與理解，培養(yǎng)了學(xué)生的科研興趣，提高了學(xué)生將知識(shí)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的能力。有效建立了科研與教學(xué)協(xié)調(diào)發(fā)展、科研促進(jìn)教學(xué)的機(jī)制與體制，對(duì)創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)起著重要的作用，是提高專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量的需要、實(shí)現(xiàn)教學(xué)創(chuàng)新與培養(yǎng)創(chuàng)新性人才的需要。

例如，在講授高分子溶液時(shí)，就可與自身的研究方向進(jìn)行有效的結(jié)合。我們知道生產(chǎn)實(shí)踐中可分為濃溶液（如油漆、涂料、膠粘劑、紡絲液、制備復(fù)合材料用到的樹(shù)脂溶液——電影膠片片基等）和稀溶液（如分子量測(cè)定及分子量分布）。而在科學(xué)研究中，正是利用高分子的濃溶液（紡絲液）經(jīng)過(guò)靜電紡絲就可制備直徑小于1000nm的纖維（俗稱(chēng)“納米纖維”），這種纖維因具有較大的比表面積、獨(dú)特的網(wǎng)路結(jié)構(gòu)和豐富的孔隙率等優(yōu)異性能而備受研究人員的關(guān)注，可望廣泛應(yīng)用于過(guò)濾和分離材料、防護(hù)服、固定酶、生物醫(yī)學(xué)（如細(xì)胞支架、創(chuàng)傷敷料、組織工程、藥物緩釋和DNA傳輸）、電子器械（如傳感器和晶體管）和能源應(yīng)用（染料敏化太陽(yáng)能電池、鋰離子電池和生物燃料電池）等，在制作課堂幻燈片時(shí)引入直觀的圖片，并加以說(shuō)明。這些知識(shí)的引入可有助于加深學(xué)生對(duì)基本概念的理解，也拓展了學(xué)生對(duì)微觀納米材料的認(rèn)識(shí)，提高了學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)和從事科研工作的興趣。

三、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)近幾年的課堂教學(xué)方法改革，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和對(duì)知識(shí)的理解，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)奠定了一定的基礎(chǔ)。通過(guò)這些措施，更好地培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，提高了學(xué)生的創(chuàng)新能力，而且該專(zhuān)業(yè)的畢業(yè)生中有很多人從事與高分子相關(guān)的行業(yè)，學(xué)科交叉特色明顯。本文簡(jiǎn)單介紹了江南大學(xué)輕化工程專(zhuān)業(yè)（染整方向）本科生課程《高分子化學(xué)與物理》的教學(xué)改革的嘗試，對(duì)其他開(kāi)設(shè)輕化工程專(zhuān)業(yè)的高校有一定的參考意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐曉冬.非高分子專(zhuān)業(yè)《高分子化學(xué)與物理》教學(xué)中的幾點(diǎn)體會(huì)[J].高分子通報(bào)，2010，（5）：74-78.

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[3]胡建設(shè)，周愛(ài)娟，王宏光.高分子化學(xué)與物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)探索與實(shí)踐[J].高分子通報(bào)，2010，（5）：70-73.