高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革研究
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摘要:本文介紹了目前《高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)》的教學(xué)現(xiàn)狀和存在的問(wèn)題，針對(duì)這些問(wèn)題采取一些切實(shí)可行的措施進(jìn)行改革，具體改革措施包括開設(shè)設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容從驗(yàn)證型到探索型和增加實(shí)驗(yàn)的趣味性和創(chuàng)意性，通過(guò)近兩年的改革實(shí)踐，取得了初步成果。
關(guān)鍵詞:高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn);實(shí)驗(yàn)教學(xué);教學(xué)改革
高分子化學(xué)是桂林理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院高分子材料科學(xué)與工程專業(yè)學(xué)生的一門核心專業(yè)基礎(chǔ)課程。［1-3］本校的高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)被單獨(dú)列出來(lái)成為一門必修的專業(yè)基礎(chǔ)課，其本質(zhì)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)。通過(guò)高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)課的教授與學(xué)習(xí)，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作的熟練性，通過(guò)實(shí)驗(yàn)裝置搭建、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察和記錄，增強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手能力，實(shí)驗(yàn)后期的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理都能培養(yǎng)學(xué)生解決問(wèn)題的能力，通過(guò)實(shí)驗(yàn)課的學(xué)習(xí)能使學(xué)生對(duì)理論知識(shí)理解深入，結(jié)合理論和實(shí)踐最終提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力，同時(shí)還能增加師生的互動(dòng)與交流。高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)是基于有機(jī)化學(xué)合成實(shí)驗(yàn)，他們都具有原理性、概念性、實(shí)踐性、操作難度比較大的課程的特點(diǎn)，但是它又不同于有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)，有自己的特征，比有機(jī)化學(xué)合成實(shí)驗(yàn)更為復(fù)雜，因此想要完全掌握高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的各種操作技術(shù)具有一定的難度。高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)課前期準(zhǔn)備以及后續(xù)處理工作比較繁瑣，譬如單體、引發(fā)劑的精制與提純，所得聚合物的除雜與固化，以上這些工作都需要充足的時(shí)間來(lái)完成。另外，高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作中涉及到預(yù)聚體的制備，同時(shí)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需要用到大量危險(xiǎn)品，因此這門課的教學(xué)內(nèi)容還包括關(guān)于危險(xiǎn)品的使用注意事項(xiàng)以及反應(yīng)完畢后廢液的處理等?？傊?，高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程對(duì)于本科生教學(xué)意義重大且課程內(nèi)容豐富涉及面廣。
1教學(xué)現(xiàn)狀與存在的問(wèn)題
本校高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程具體所開設(shè)的實(shí)驗(yàn)有:實(shí)驗(yàn)一聚乙烯醇縮甲醛的制備;實(shí)驗(yàn)二甲基丙烯酸甲酯本體聚合及有機(jī)玻璃的制備;實(shí)驗(yàn)三醋酸乙烯酯的乳液聚合;實(shí)驗(yàn)四苯乙烯的懸浮聚合;實(shí)驗(yàn)五丙烯酸溶液聚合及高吸水性樹脂的制備和實(shí)驗(yàn)六導(dǎo)電聚苯胺的合成及導(dǎo)電性測(cè)試。這六個(gè)實(shí)驗(yàn)涉及了高分子化學(xué)中重要的四大聚合方法:本體聚合，溶液聚合，乳液聚合和懸浮聚合。作為基礎(chǔ)性的實(shí)驗(yàn)，高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)課可以培養(yǎng)學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)技能且能熟悉實(shí)驗(yàn)儀器的基本操作，但是目前以典型的驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)為主，他們只需要按照標(biāo)準(zhǔn)設(shè)化的實(shí)驗(yàn)步驟完成實(shí)驗(yàn)即可，學(xué)生的動(dòng)腦思考受到了限制。這樣學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力很難得到提升，也不利于學(xué)生創(chuàng)新思維的養(yǎng)成及學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣的提高。經(jīng)初步調(diào)研論證，結(jié)合本校實(shí)際情況，我們確定以16、17級(jí)學(xué)生作對(duì)象，建立高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的實(shí)踐教學(xué)改革的試點(diǎn)，對(duì)高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式進(jìn)行改革探索與實(shí)踐。
2教學(xué)改革的實(shí)施
(1)開設(shè)設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)?？蒲袧B透和促進(jìn)教學(xué)能夠拓展實(shí)驗(yàn)教學(xué)的深度和廣度。設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)?zāi)苷{(diào)動(dòng)和發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是啟發(fā)性最明顯的教學(xué)手段，也是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的以后做最主要發(fā)展方向。學(xué)生需要根據(jù)老師給定實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，自己查閱資料并老師討論設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，在老師的指導(dǎo)下完成的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，如在實(shí)驗(yàn)三的醋酸乙烯酯的乳液聚合，我們可以要求學(xué)生先查詢相關(guān)資料，主動(dòng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)配方，在后期做實(shí)驗(yàn)時(shí)學(xué)生可以選擇不同的乳化劑和引發(fā)劑用量等，聚合條件也可以是改變，最后綜合所有變量探討聚合結(jié)果。(2)從驗(yàn)證型到探索型。目前的高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目以驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)為主，驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)可以幫助學(xué)生形成化學(xué)概念、理解和鞏固化學(xué)知識(shí)。但是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)將實(shí)驗(yàn)本身處于一種從屬的地位，缺乏系統(tǒng)性、探索性和實(shí)用性。因此，需要將部分驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)改為探索性實(shí)驗(yàn)，這樣學(xué)生的研究興趣將會(huì)大大激發(fā)，學(xué)生的科研能力也會(huì)慢慢培養(yǎng)起來(lái)。從培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的角度來(lái)看，探索型實(shí)驗(yàn)具有顯著的優(yōu)越性。(3)增加高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)的趣味性和創(chuàng)意性。大部分學(xué)生都認(rèn)為一般化學(xué)實(shí)驗(yàn)都是比較枯燥乏味，對(duì)于做實(shí)驗(yàn)總是提不起興趣。特別是高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)，化學(xué)反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，化學(xué)反應(yīng)過(guò)程變化緩慢或者不明顯，因此學(xué)生倦怠于實(shí)驗(yàn)過(guò)程。這方面，我們?cè)趯?shí)驗(yàn)教學(xué)中也試圖改進(jìn)，在實(shí)驗(yàn)之前告訴學(xué)生讓他們帶上自己在室外采回一些小標(biāo)本或準(zhǔn)備好自己的小畫片/照片等。在合成聚甲基丙烯酸甲酯的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中將準(zhǔn)備好的小標(biāo)本或小畫(照)片放到模具中，可以制作得到一個(gè)美麗畫框。這樣有藝術(shù)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)使學(xué)生的興趣被大大地調(diào)動(dòng)起來(lái)。
3結(jié)語(yǔ)
在教學(xué)實(shí)踐中《高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)》的實(shí)驗(yàn)類型的合理設(shè)計(jì)，可使實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的趣味性提高，通過(guò)開展設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)，增加學(xué)生實(shí)驗(yàn)的積極性，主動(dòng)性與創(chuàng)新性，深入理解理論課程中學(xué)到內(nèi)容。綜合實(shí)驗(yàn)的增設(shè)，可以使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的責(zé)任感和綜合分析能力提升，同時(shí)創(chuàng)新思維能力和理論知識(shí)的應(yīng)用能力也可以得到增加。此外，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過(guò)程中，不僅要給學(xué)生傳授傳統(tǒng)的基礎(chǔ)知識(shí)，更要注重對(duì)學(xué)生自主創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
參考文獻(xiàn):
［1］潘祖仁．高分子化學(xué)．化學(xué)工業(yè)出版社，2011(第五版)．
［2］祖立武，張小舟，王雅珍．高分子化學(xué)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)實(shí)踐［J］．高師理科學(xué)刊，2007(1):94-95．
［3］蕭闡明．高分子科學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的互串互動(dòng)教學(xué)初探［J］．高分子通報(bào)，2006(1):70-71．
作者：曾艷寧 張發(fā)愛 劉遠(yuǎn)立 黃孝華 劉嬋娟 單位：桂林理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院