摘要:由于《高分子化學》課程內容抽象,概念復雜,學生很容易混淆,所以在《高分子化學》課程教學中要采用新的教學方法,提高學生的學習興趣,從而提升教學質量。基于此,本文在分析了《高分子化學》課程特點的基礎上,從四個方面提出了新工科背景下《高分子化學》課程教學的優化策略,以期為《高分子化學》課程教學提供一定的借鑒與參考。
關鍵詞:新工科背景;高分子化學;課程特點
高分子化學是大學高分子相關專業的必修課之一,也是大學多數化工、材料等專業的選修課,其主要講述自由基聚合及離子聚合等的反應機理、熱力學與動力學、分子量及分布等內容。下面,先對其課程特點進行分析。
《高分子化學》課程特點
第一,內容抽象,具有較強的概念性。高分子化學的內容很抽象,離子聚合、自由基聚合的反應機理等是人的肉眼無法看到的,并且機理是基于很多假設與模型提出的,公式的推導也是相同情況。例如,在自由基聚合動力學的研究中,在研究初期就需要提出三個假設、四個條件;并且高分子化學包含很多方程與公式。而在當前的《高分子化學》課程教學中,教師側重于傳授學生知識與訓練學生的推導能力,而沒有過多地結合工業中的實際情況,在一定程度上影響了學生的學習積極性。第二,概念復雜,容易混淆。高分子化學中有著大量的易混淆概念,例如,高分子結構單元、重復單元等;數均分子量、粘均分子量、重均分子量等的定義與區分,大學生在初次接觸這些概念內容時,很容易把概念內容搞混淆。
《高分子化學》課程教學優化
引入領域熱點,拓展學生視野 首先,教師可以讓學生熟悉本領域的8位諾貝爾化學家,了解高分子化學的發展史。如首位引入高分子概念的德國化學家施陶丁格、在齊格勒-納塔催化劑領域做出突出貢獻的齊格勒與納塔;在高分子物理性質及結構方面作出巨大貢獻的FLORY等。其次,當前高分子研究已滲透到生命科學、納米科學等多個領域,在授課過程中,教師可以把近年來高分子領域取得的新技術與新方法適時介紹給學生,例如,由碳原子層構成的石墨烯,是當前世界上最薄、最堅硬的新材料。教師可以通過以上方式引入領域熱點,以有效拓展學生的視野。
理論聯系實踐,凸顯工科特色 具體的實驗課程要在常規理論驗證與基本實驗操作的基礎上,增加短小精焊、趣味性強并且易操作的實驗,同時結合工業生產實際情況,設計綜合實驗。綜合實驗可以模擬生產高分子材料的過程,讓學生在物性表征、高分子合成及材料加工等諸環節親自操作,體驗并深入理解高分子化學知識。實驗設計是把課堂交給學生,讓學生在實驗的設計、實施、觀察及總結的全過程都獨立完成,以充分發揮學生的創造性。此外,學校還可以與化工廠聯合,開展現場教學,使學生對高分子化學有直觀的認識,體會聚合反應工程的實用性與復雜性。這種理論聯系實踐的教學,做到了學以致用,并且使學生走向工作崗位或從事科研工作后可以快速上手。
互動教學,加強引導 在《高分子化學》課程的教學過程中,教師可以采取師生互動教學,以問題的產生與提出開始,啟發引導學生積極思考,使學生養成善于思考的良好學習習慣,也使學生積極參與到教學環節中來,主動探索、求知與創新。每節課教師還可以留部分時間用于課堂討論。在討論中,教師要讓學生各抒己見,充分表達自己的看法與觀點,這樣既能啟發與誘導學生的思維,又能培養學生總結歸納能力與語言表達能力。為使學生學透、學深,做到學以致用,教師可以根據每一章的教學重點,結合科研與工業生產的實際情況提出一些問題,讓學生帶著問題來聽課,在課堂討論環節,回答教師提出的問題,然后教師予以總結。
參與科學研究,培養學生創新能力 在《高分子化學》課程進行過程中,學生對于基礎理論已有了一定的認識,教師可以將他們安排到各個科研課題組,參與科研項目,或讓學生自主選擇感興趣的項目,利用假期及課余時間由教師指導參與科研工作,由學生自主查閱文獻,并進行實驗設計,完成實驗,最后撰寫科研論文。這樣既可以使學生更加牢固地掌握高分子化學知識,還可以培養學生的科研能力。此外,各高校還可以結合學生綜合素質與優秀生培養目標,在教學過程中設計培養方案,把基礎好、具備科研精神的學生選拔進科研小組,從教學難點、疑點問題出發,指導其進行實驗操作,充分發揮其主觀能動性,以培養一批優秀的工科學生。
結束語
《高分子化學》是一門不容易掌握的課程,在教學過程中,教師要不斷探索新的教學模式,采取多種教學手段,充分調動學生的學習積極性,開發其科研潛能,使《高分子化學》課程教學方法日臻完善與成熟,從而取得良好的教學效果。
【本文系2016年江南大學卓越課程建設項目《高分子化學》階段性研究成果】
參考文獻
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(作者單位:江南大學化學與材料工程學院)