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高分子化学特色教学改革
高分子化学特色教学改革【1】
摘要：为了提高相关专业学生对高分子化学课程知识的掌握能力，本文结合实际教学经验，针对该课程的特点，从教学内容、教学方式、教学对象以及教学实验拓展创新几个方面探讨了教学改革，突出了课程的特色化、针对性及实用性。
旨在提高教学质量，使同学们对高分子化学有更直接、更深刻的认识。
文中特别强调了研究生教学与本科生教学的区别。
关键词：高分子化学;教学改革;教学质量
高分子化学是高分子专业和材料专业的理科及工科学生的必修课，也是其他化学、化工专业学生的选修课之一，是高分子科学及材料科学的基础，在化学相关专业培养体系中占据相当重要的地位。
所以，很多院校既在本科阶段开设本课程，又在研究生阶段开设相应的必修和选修课程[2]。
高分子化学的主要讲授内容[1]为各种聚合方法的反应机理及其对聚合物结构的影响，以及聚合物的化学改性方法。
课程的目的在于使学生能够通过高分子化学基础知识的学习，指导科研和生产实践活动。
但是由于相对材料领域的其他学科来说，高分子化学还是一门比较年青的科学，许多理论还不太成熟，而且新材料和新的合成方法不断涌现，致使许多学生感觉无所适从，反映该课程涉及的内容太多且难于掌握，在一定程度上影响了学习的兴趣和掌握程度。
为了提高学生学习的兴趣及知识的掌握程度，本人就教学中存在的一些问题进行了思考并且提出了一些个人的解决意见。
下面分别从教学内容、教学方式、教学对象以及教学实验拓展创新几个方面分别阐述。
一、关于教学方式
以往的高分子化学课程多是采用讲授法[3]，这种方法的优点是教师容易控制教学进程，能够使学生在较短时间内系统地掌握科学知识。
但是，如果运用不得当，就会出现教师在讲台上激情澎湃，而学生却听得云里雾里的状况，很可能由于听不懂而失去兴趣。
所以我们根据授课对象的不同，改变不同的授课方式，通过调整教学方式，使难懂的知识变得易于接受，增加学生的学习兴趣。
比如在讲授法的同时适当地加入了讨论教学法、互动教学法等。
其中讨论法教学特别适用于对研究生的教学，让学生以小组为单位，围绕最新的高分子前沿知识，查阅相关资料，并布置课后作业，让学生查找与某一知识点相关的前沿科研成果(如RAFT法在材料制备中的应用)，做成幻灯片，然后在课上以主题讲座的形式向全体同学汇报、讲解，并回答其他同学的问题。
通过主动讲解的方式，把被动思维转化成主动思维。
这样既调动了大家的积极性，同时又丰富了大家的知识，使学生在深刻地掌握高分子学科的相关知识的同时，又锻炼了研究生查阅文献和学术报告的能力。
互动教学法中，我们会让学生提出一些自己感兴趣的高分子相关问题，然后在课堂讲授中予以回答。
比如缓释药剂的释放原理是什么、塑化剂为什么会到饮料中去、饮料瓶是如何成产的等等。
学生提出的往往是生活中遇到的实际问题，将这样的问题放到课堂，可以提高学习兴趣，活跃课堂气氛，加深学生对知识的理解。
二、关于教学内容
高分子化学是一门化学类的专业课程，它不仅需要有机化学、物理化学等基础化学专业背景知识，而且内容丰富、知识点众多，理论体系严谨，实践性强。
在教学过程中存在知识点众多、反应方程式复杂、反应机理抽象深奥等特点，相对较难理解记忆。
尤其是作为选修课的时候，许多同学由于相关的化学背景知识掌握得不扎实，导致难以理解，甚至不理解，造成学习障碍，从而影响学习的兴趣。
因此，如何把复杂的机理，例如配位聚合、开环聚合等，通过通俗易懂的方式将知识点深入浅出地传达给学生，是教学改革的关键问题。
在实际教学过程中，我们将高分子化学中的反应过程、反应机理、聚合物立体构型等抽象难懂的教学内容，以立体或动画的形式表述出来，实现了聚合反应的“可视化”[4]。
以丙烯的配位聚合为例，我们以三维动画的形式来表述，分子式是三维立体的，反应机理是动画的形式一步一步进行的，生动地向学生讲述了从配位到过渡态再到反应终态的过程，最后还用ChemOffice等专业化学软件绘出彩色立体并可以旋转的聚丙烯旋光异构的结构，直观形象地描绘出难以想象的三维立体结构。
大量三维立体图、动画、视频等多媒体的综合运用，将高分子化学知识形象逼真地显示在荧屏上，从而多方位刺激学生的感官，达到“刺激-反应-强化”式现代教学方式[5]。
这种方式有利于调动学生的学习积极性和提高学习兴趣，加深对知识点的理解，优化教学过程，提高教学质量，提高学生形象思维能力和课堂效率，实现最佳的学习效果。
我们还将高分子教学与网络教学相结合，提供给学生相应的文献检索数据库(如CNKI、ISI等)和高分子领域主流杂志(如Macromolecules、Progress in Polymer Science、Polymer、高分子学报等)，使学生可以在课堂以外有针对性地选择自己感兴趣的内容，进行深入的学习。
尤其对于研究生教学，要强调高分子科学中前沿科学的讲解，注重结合科研的最新成果。
高分子科学本身就是一门年轻的学科，随着时代的不断进步，其内容也在不断地发展与完善。
如自由基活性聚合机理的提出、配位聚合机理的完善、树枝状聚合物的成功合成、活性可控乳液聚合方法、‘click化学’的出现，极大地丰富了高分子化学的内容。
它们不同于经典的高分子化学反应，但又是当今研究的热点。
这些新技术的机理往往还不太成熟，很难在近期内系统写入教科书中。
所以我们在讲解高分子化学的课程中，要在深化基础知识的前提上，将前沿的科研成果作为实例，融合到教学过程中，从而丰富和活化教学内容，使教学内容始终跟上时代的步伐。
总的来讲，学生更爱听一些高分子化学在实际应用方面的知识，所以在讲课中，作者还把自己以前的研究内容，如聚合物纳米微球的聚合方法、聚合物互穿网络、铬系非均相催化乙烯的配位聚合等与所讲知识结合起来，丰富了教学的内容，收到了比较理想的效果。
三、关于教学对象
高分子化学这门课程既对本科生又对研究生开设，但是学习的侧重点会有所不同，所以应采用不同的教学方式，选择不同的教学内容。
对于本科教学，我们要抓住基础知识的讲解。
初窥门径的学习，最重要的是要有直观的认识，要将知识点尽量讲得生动、具体;注重基础理论部分，同时也要注重开放性思维的培养。
对于研究生教学，则应当关注更深层次的理论研究，并将其与所研究课题的内容联系起来，把所学的知识活学活用，理论落实到实际当中去。
在正式讲课前，可以让学生对自己的研究方向、研究内容做一个简短的介绍，了解学生研究课题与高分子相关之处，这样在授课中，对于学生的研究课题有益的地方重点讲解，做到有的放矢。
比如乳液聚合的讲解。
对于本科生，基础地从乳化剂、聚合机理和动力学进行讲解，突出强调了成核机理、聚合场所和乳液聚合的三个阶段这些基础知识点，并以最为常用的醋酸乙烯酯乳液聚合为例(同时还进行了分组实验)，与本体自由基聚合进行对比，让学生形象地认识到乳液聚合的特点，特别是乳液聚合可以同时提高聚合速率和聚合度。
而对于研究生，有些学生已经在本科阶段学习过该课程，而且学生的接受能力也较本科生好，可以在帮学生梳理上述基础知识后，结合乳液聚合的新进展进行讲解。
我们为学生介绍了可控活性乳液聚合，即将可控活性自由基聚合和乳液聚合结合起来，如RAFT乳液聚合、RATRP乳液聚合等;还介绍了以不同材料作为种子，进行的种子乳液聚合制备多种复合材料的方法。
四、关于教学实验拓展创新
高分子化学是高分子科学的基础，是一门以实验为基础的自然科学，但是它的理论部分略显枯燥，让人觉得难以理解，如何把理论与实验相结合，相得益彰，这是我们努力的重点方向。
实验部分不仅可以验证聚合理论，理论的学习最终也是要为实验服务。
合理引导与启发，更能为学生学习后继高分子课程奠定必要的认识基础。
为此，我们在绪论、逐步聚合和连锁聚合等部分的讲述过程中穿插开设了相应的实验。
在课程伊始的绪论部分，我们将PE、PP、尼龙6等聚合物工业原料颗粒带进课堂，让学生对聚合物有一个直观的认识，并分别以果冻和淀粉这两种的食物为例，来区别交联和线性聚合物。
在逐步聚合部分，让学生分组进行了酚醛树脂的制备实验。
以先对简短而又典型的聚合实验，展示缩聚反应的过程，并让不同组，加入不同的苯酚和甲醛配比，来说明凝胶点问题。
在连锁聚合讲述过程中，我们插入了醋酸乙烯酯的乳液聚合，结合乳液聚合特点的讲述，使学生在实践中学习，显得更有效率，印象更加深刻。
我们要不断改进教学方法和教学内容，调动学生的积极性，力求学生能掌握知识要点，让学生学得明白，学得透彻。
使学生在学习高分子化学课程后，能够融会贯通，指导生产实践和科研创新。
参考文献：
[1]潘祖仁.高分子化学[M].第4版.北京：化学工业出版社，2011.
[2]王家喜.高分子化学教学改革初探[J].化学试剂，2009，31(4)，307-309.
[3]刘坤成.从四个基本环节入手提高数学课堂教学实效性[J].新课程(教研)，2010，(6)，163-164.
高分子化学实验教学改革与实践【2】
摘要：高分子化学实验课程可以帮助学生接受课堂高分子化学理论学习，巩固高分子化学基本概念和理论，培养科学素质。
文章介绍了嘉兴学院对高分子化学实验教学的改革和实践，主要通过学生参与实验前的部分准备工作、调整实验项目、完善实验考核制度及建设实验课程的网站方面进行改革与实践。
通过两个学期的初步实践表明，高分子化学实验教学的改革探索激发了学生的学习兴趣，在提高学生的综合实验能力方面已初见成效。
关键词：高分子化学实验;改革;实践
高分子化学是嘉兴学院材料与纺织工程学院高分子材料科学与工程专业学生的核心基础课程，它是以实验为基础的自然科学。
通过实验课的教学，不仅能加深学生对理论知识的理解，培养学生熟练的实验操作，还可通过安装实验装置、观察和记录实验现象，培养学生动手能力，进而分析现象、解决问题，最终提高学生的综合素质和创新能力。
由于本专业设立仅有5年时间，高分子化学专业课程的开设也只有短短的3个学年，由于教学经验有限及实验室建设的延迟，所开设的实验一般都是一些典型的验证性实验(如甲基丙烯酸甲酯的本体聚合、醋酸乙烯酯的乳液聚合等)，学生往往不用动脑思考，只要按照标准步骤动手完成实验即可。
基础性的实验可以培养学生基本的实验技能和熟悉实验仪器的操作，但是，往往难以培养学生分析问题、解决问题的能力，更不利于学生创新能力的培养及学生的学习兴趣的提高。
等到学生到大四做毕业论文时，问题也暴露出来：缺乏思考问题、解决问题的能力，实验意识没体现出来。
经初步调研论证，结合本校实际情况，我们确定选择即将开展高分子化学实验课程的高材09、10级学生作为这次实践教学改革的试点，有计划、有步骤地进行高分子化学实验教学模式的改革探索与实践。
一、让学生参与实验前的准备工作，珍惜实验教学，提高学生动手能力
实验前期准备工作是实验顺利进行的保证。
尤其是高分子化学实验，在实验前有大量实验准备工作，包括实验室仪器设备调试、检修工作;所需玻璃器皿的清洗工作，化学试剂的配制，如单体、引发剂的精制，溶液的配制等。
这些工作都由实验老师来承担，学生不了解实验的顺利开展凝聚着实验老师的大量劳动，所以，往往不珍惜实验过程。
在已开展高分子化学实验的09级同学中，我们让学生适当参与实验的准备工作，如玻璃仪器的清洗，做过高分子化学实验的人都知道，残留高分子物质的玻璃仪器难以清洗，同学在清洗玻璃仪器的过程中，既珍惜实验过程，又能初步了解高分子的性质;甲基丙烯酸甲酯单体的蒸馏，在甲基丙烯酸甲酯溶液中往往加入微量的阻聚剂，以避免溶液在储存、运输的过程中发生聚合，所以为了缩短实验时间，提高反应效率，实验前学生在实验老师的指导下采用蒸馏的方式对单体进行提纯，加深理论课程中关于阻聚剂的理解。
通过参与实验前的准备工作，同学们懂得实验的成功不仅取决于实验过程，与实验前的准备工作也密不可分，从而更加珍惜实验教学过程，珍惜自己的实验成果。
更重要的是，实验的准备工作又加深了对理论知识的理解。
二、结合嘉兴学院高分子材料与工程专业特点及实际情况，改革优化实验项目，着重培养学生思考问题、解决问题的能力及团队精神
高分子化学是一门以实验为基础的自然科学。
传统的实验课程内容主要是验证性实验。
通过无机及分析化学、有机化学及物理化学的基础实验，已使学生掌握了基本仪器设备的使用和相关实验操作。
因此，在专业高分子化学实验中，过多地开设验证性实验，不利于学生思考问题和解决问题能力的培养，不利于创新能力的培养。
因此，必须对高分子化学实验项目进行改革，主要包括：①基础实验项目的改进，巩固及培养学生的基础理论与操作技能。
如聚甲基丙烯酸甲酯的制备，学生可根据兴趣选择悬浮聚合或本体聚合，确定实验所需仪器设备及药品。
在实验过程中，不同聚合方法有不同的实验步骤及注意事项。
如，本体聚合分为三阶段进行，不同阶段温度不同，关键在于第一阶段转化率的控制，避免出现爆聚，反应时间相对较长，最终的实验产品为板材;而悬浮聚合实质也是本体聚合，但由于分散介质的加入可以很好地进行传质和传热，避免爆聚现象的发生，搅拌速度是控制实验成败的关键，聚合时间相对较短，最终的实验产品为球状小珠。
同学之间对各自的实验现象、产品外观、产品性状等进行热烈讨论，从而加深对于聚合方法的理解。
②强化设计性、综合性实验，培养和提高学生的综合素质及创新能力。
开设具有工程特色的综合性实验项目，如聚醋酸乙烯酯乳液聚合实验，扩展为一组设计性、综合性实验：从单体精制、引发剂精制、乳化剂的选择与用量、到动态光散射法测定乳胶粒尺寸、稳定性的测定，最后在将其配制成乳胶漆，测定涂层性能与乳胶粒尺寸之间的关系。
学生通过对整个材料制备及使用过程的全程跟踪，掌握结构、性能与合成之间密切联系，充分发挥学生的主动性、积极性、创造性，提高学生的工程能力，有利于引导学生参加大学生创新性实验的科学研究，培养学生的工程观念。
③适当增加科研性实验项目，培养学生的团队精神，增强对本专业的了解与热爱。
为进一步激发学生的创新能力及参与科研的积极性，浙江省设立了大学生科技创新项目，嘉兴学院每年也设立大学生研究训练(SRT)计划，本专业大部分09级的学生都参与到科研性实验项目研究中。
学生们呈现出前所未有的申报热情，他们自愿组成实验小组、每组成员3~5人，分工明确，团结合作。
如作者本人就指导了一项浙江省大学生科技创新项目的研究，团队负责人由08级同学担任，主要成员为09级同学。
项目开展之初，主要由08级同学设计并实验，09级同学从旁学习并辅助完成实验，项目进行中期，09级同学已掌握实验方法与手段，具备独立完成实验能力，08级同学的主要精力可放在考研复习上面，顺利完成新老接替的工作，培养了学生的团队精神。
同时，学生更多地接触到高新技术和应用技术，开阔思路与视野，增强他们对于本专业的了解与热爱。
④增加经典验证性实验的趣味性，提高学生的学习兴趣。
很多同学刚上大学的时候，严重缺乏对高分子材料科学与工程专业的了解，因此对于学习没有兴趣，甚至有些学生想要转专业。
为了培养学生的专业素养，提高学生的学习兴趣，我们将一些经典的验证性实验与我们日常生活密切联系起来，增加实验的趣味性和实用性。
如，制备有机玻璃板前，让学生们准备一些干花、干树叶或大头贴，在注模过程中放入其中，等产品成型后，美感十足的玻璃板就制成了，学生们非常有成就感，同时提高了对于高分子化学实验的兴趣。
三、完善实验考核制度，全面反映学生实验各环节中的表现
我们进一步细化与完善了实验的考核方式，使学生在实验各环节中的表现均得到不同程度的体现。
以往我们只根据学生的实验报告来评定学生的实验成绩，学生在整个实验过程中的预习、实验装置的安装、实验设备的清洗、实验室的清扫等工作都不能得到体现，缺乏客观、公正、全面的实验考核机制。
因此，我们借鉴比较传统的有机化学实验的考核机制，将实验成绩的评定细化：预习报告20分，实验着装10分，实验装置20分，操作规范20分，实验结果20分，卫生情况10分。
将实验成绩的评定标准公布给学生，加强学生的实验规范观念，从实验预习开始直到实验结束清扫实验室的整个实验过程都能认真完成，从而改善学生不注重实验教学过程的现象，增加了学生的主观能动性。
四、建设实验课程网站，有助于学生的课前预习，提高学生学习的自主性
在以往的实验教学前，教师要详细地讲解实验原理、方法、步骤、仪器使用、数据记录、数据处理及实验注意事项等，甚至要把实验从头到尾演示一遍，让学生看得清清楚楚，学生完全不用预习实验，也不用思考问题，这样就造成了学生对于实验教学的忽视。
在理论教学中，多采用先进的多媒体教学手段，但在嘉兴学院大部分实验教学中，还没有利用多媒体的教学模式。
而多媒体的生动性、可重复性可以让学生直观感受实验操作，可以很好地进行实验的预习。
因此，我们正逐步建设高分子化学实验课程网站，初步将实验课的教学大纲、讲义等内容放到网站上。
编制实验教学课件，如实验过程所涉及的基本仪器、基本操作、基本装置、注意事项等。
实验课程网站的建成，方便学生的课前预习，提高学生学习的自主性。
为了进一步完善课程网站的建设，我们还拟采用Flash演示等手段，帮助学生掌握实验步骤，了解注意事项。
目前，实验课程网络的正在逐步建设与完善中。
参考文献：
[1]余兆菊.高分子化学实验教学的探索[J].实验科学与技术，2010，(8)：118-119.
[2]宋丽娜.浅谈高分子化学实验教学改革[J].广东工业大学学报(社会科学版)，2009，(9)：233-234.
[3]祖立武，张小舟，王雅珍.高分子化学设计性实验的教学实践[J].高师理科学刊，2007，(27)：94-96.
[4]张巧玲，刘有智，杜栓丽，王香梅.高分子实验教学改革的几点探索[J].高分子通报，2010，(7)：107-110.
[5]张晓云.提高高分子化学实验效果的尝试[J].高分子通报，2007，(10)：62-64.
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