高分子化学与物理教学的改革与实践
摘要：《高分子化学与物理》作为非高分子专业的一门必修课，囊括了《高分子化学》和《高分子物理》两门课程的内容，内容抽象，课时较少，给课程讲授带来较大难度。本文对近年来在该门课程内容安排、教学手段选择以及教学模式改革等方面进行介绍，结合笔者多年讲授《高分子化学与物理》教学经验和体会，从如何提高教学效果入手，对讲授这门课程所遇到的问题进行分析，并提出了相应的解决方法，为非高分子专业开设这门课程提供了参考。
关键词：高分子化学；高分子物理；多媒体教学
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）46-0053-02
随着高分子材料在日常生活和生产中的广泛应用，高分子科学作为一门交叉学科，渗透到各个领域与学科，企业和社会对高分子专业的人才需求越来越大。然而，国内开设高分子专业的高校毕竟有限，远远不能满足社会的需求。为了满足社会和企业对高分子专业人才的需求，许多非高分子专业的相关专业为了提高学生的综合能力，满足社会对高分子专业人才的需求，开设一部分高分子方面的专业课。然而，由于学时有限，非高分子专业在开设高分子方面专业课时，往往将相关的两门或多门高分子专业课糅合在一起，一方面，在不影响其他专业课学时的同时，使该专业的学生学习和掌握了一定的高分子方面的知识；另一方面，提高了学生的综合专业能力，以满足社会和企业的需求。《高分子化学与物理》课程是很多高校的非高分子专业为了满足社会需求所开设的一门综合性高分子课程，它是将高分子专业的《高分子化学》与《高分子物理》进行糅合，主要讲述高分子的基本理论和应用，内容比较抽象，概念繁多，课程的学时数又较少，这使得授课的内容和讲授方式的选择尤为重要。通过近五年的不断改革和实践，笔者积累了一定的教学经验，取得了较满意的教学效果，本论文将近年来在高分子化学与物理教学过程的体会与非高分子专业的教师进行探讨。
一、根据教学对象，安排教学内容
《高分子化学与物理》是针对非高分子专业的本科生开设的一门高分子课程，非高分子专业的本科生对高分子方面的知识完全陌生，要使他们在没有基础的情况下，理解并掌握比较抽象的链段、分子链的柔顺性、均方末端距、高斯链、等效自由连接链和液晶等概念，教学的效果很难想象。因此，如何使教学内容由简入难、由相识到陌生、由具体到形象，这就要求教师根据所讲授对象的特点，选定教学内容。东北石油大学化学化工学院应用化学专业和化学专业均开设了《高分子化学与物理》专业课，学时数均为48学时，只有理论，没有实验，安排的学期均在大学三年级下学期。由于两个专业前期学习的专业课不同，学生的基础知识掌握也不尽相同，虽然两个专业的学生均学习了《有机化学》、《物理化学》等基础课程。然而应用化学专业的学生在学习这门课程之前，还学习了《合成材料助剂》、《精细化学品化学》、《水溶性高分子》等专业课，对高分子的基本概念、合成原理及应用有一定的了解。因此，在同时对这两个专业讲授《高分子化学与物理》时，在课程内容的安排上，会存在不同。笔者通过近几年的教学实践，将两专业的所学《高分子化学与物理》课程进行了较详细的内容区分，化学专业的课程内容安排倾向于高分子的基本概念、自由基聚合机理、高分子的分子结构和高分子的性能等基本理论以及高分子的发展前景，而对于阴离子聚合、配位聚合、高分子结构与性能的构效关系只做一般性的介绍。应用化学专业的课程内容安排则倾向于逐步聚合、链式聚合、共聚合以及聚合物的化学变化，高分子化学结构与性能的关系，聚合反应的动力学，聚合方法等。同时，在教学过程中，课堂讲授与学生自学相结合，对教学内容中的重点和难点进行重点讲解，通过习题的方式将学生难以理解的内容进行系统复习，加深学生对内容的理解。通过对课程系统、有针对性的安排，使具有不同高分子基础的学生在学习《高分子化学与物理》的过程中，感到轻松、易懂，提高教学效果。
二、针对抽象内容，合理使用多媒体
《高分子化学与物理》的主要内容不仅包括《高分子化学》中的自由基聚合、逐步聚合、离子聚合、配位聚合以及共聚等聚合反应的机理、过程以及聚合反应的动力学，而且还包括《高分子物理》中的高分子的分子结构、高分子的运动、高分子的力学性能以及高分子的电学热学等性质，概念较多、公式多、内容抽象，尤其是聚合反应的动力学、聚合反应机理以及高分子的结构与各种性能之间的关系，机理的表述和公式的推导繁杂，板书费时费力，仅仅依赖“黑板+粉笔”的教学模式，很难在较少的学时内将这些抽象的重点内容讲解清楚。多媒体辅助教学具有处理信息量大、质量高、共享性好、交互性强等特点，能够形象、直观、生动地将传统教学手段难以表达的抽象教学内容有条理地表现出来，拓宽课堂教学的知识体系，提高教学质量。如《高分子化学》中的自由基聚合反应机理和聚合反应动力学理论性强，该理论是建立在增长链自由基等活性假定、稳态假设和聚合总速率等于链增长速率三个基本假设的基础上，内容抽象；又如链段、分子链的柔顺性、高斯链以及均方末端距等概念，对非高分子专业的学生，很难在短时间内理解掌握，使用多媒体可将这些抽象枯燥乏味的理论知识直观和形象化，利用多媒体中的动画过程将这些抽象的理论过程生动地展示给学生，使学生在较少的学时内更快地理解所学的内容，加大教学信息量，同时能够充分调动学生学习的积极性。然而，《高分子化学与物理》课程中概念抽象、公式繁多，多媒体课件虽然能将抽象的内容具体化，但是多媒体显示过快，学生很难在短时间内真正对多媒体中显示的概念和公式充分地理解掌握，这样会使学生失去学习的兴趣。因此，针对这门课，不能完全使用多媒体教学，应该将多媒体教学与板书教学相结合，聚合反应动力学公式的推导用板书一步一步进行推导，多媒体可将板书推导过程进行复习或重复演示，这样学生可以在板书推导过程动脑思考跟上老师的思路，同时多媒体使学生对老师板书教学过程没有真正理解掌握的内容进一步复习巩固，从而提高教学质量。
三、讲授与答疑相结合，发挥学生的主动性
《高分子化学与物理》是一门抽象、枯燥的课程。课堂是教学过程的关键环节，在讲授的过程中，如何调动学生学习的主动性使学生将枯燥的理论教学与实际生活相结合呢？在《高分子化学与物理》的讲授过程中，尤其要时刻注意教学的趣味性。如何将高分子材料的力学性能、各种弹性数学模型、高分子的溶解过程以及高分子的电学、热学和光学性质等抽象的理论在较短的时间内让学生真正的理解掌握呢？教学的方式或方法非常重要，教师可以结合日常生活中的例子，通过多媒体动画或实验演示展示给学生，使学生在学习抽象理论的同时，了解这些理论在实际生产和生活的应用。如在讲授弹性数学模型时，可通过弹簧的形变过程形象地展示给学生，也可以利用弹性橡胶在受外力作用时的形变过程将这些模型展示给学生，激发学生的兴趣。当然，仅仅依赖课堂的讲授是远远不够的，由于大学教师上课结束后，与学生交流很少，学生对课堂中的一些重点和难点仍百思不得其解，这些会影响他们学习的兴趣、热情甚至信心。因此，教师应针对课程内容，适当地结合实际，留出一部分答疑时间，与学生交流，了解学生学习过程存在的问题，及时解决学生学习过程的难点，让学生产生学习的兴趣。《高分子化学与物理》规定的讲课课时非常有限，然而课程内容繁多，理论性又强，要想使学生真正掌握这门课程，教师就必须在以课堂教学为主的同时，安排适当的答疑时间，及时解决学生学习过程中存在的问题，激发学生学习的兴趣。东北石油大学的应用化学和化学专业开设《高分子化学与物理》这门课程时，任课教师通过课上讲授和课下答疑相结合的教学模式，使抽象、难懂的理论知识变得易懂，学生学习的主动性大大提高，也大大提高了教学质量。
《高分子化学与物理》是一门概念抽象、理论性强的课程，作为东北石油大学应用化学和化学专业的一门重要的专业基础课，讲授这门课程的教师通过多年不断的探索，采用多媒体与板书相结合、讲授与答疑相结合的教学方法，大大调动了学生学习的兴趣，使非高分专业的学生能在没有高分子专业基础的条件下，能很好地理解和掌握高分子专业知识，提高了教学的质量。同时，讲授该课程的教师从课程教授对象、课程内容、讲课方式以及师生互动等多方面进行了总结，只有认真做好每一个环节，合理地运用多媒体教学手段，不断提高自身的素质和专业知识，才能提高教学质量，成为一名合格的专业教师。
参考文献：
[1]张镭.高分子化学教学的改革与探索[J].高分子材料科学与工程，2002，18（3）：202-203.
[2]张小冉，祖立武，王雅珍.高分子化学课堂教学中多媒体的应用[J].高师理科学刊，2007，27（1）：99-101.
[3]徐晓东.非高分子专业《高分子化学与物理》教学中的几点体会[J].高分子通报，2010，（05）：74-78.
[4]高建纲，宋庆平，丁玉洁等.工科非本专业《高分子化学》课程的教学探讨[J].高分子通报，2009，（05）：63-66.
[5]刘兆丽，曹亚峰，谭凤芝.非高分子专业高分子化学与物理教学的几点探索[J].科教导刊，2013，（02）：82-83.
[6]于淑娟.高分子化学教学改革的实践与探索[J].广西师范学院学报，2009，26（3）：123-125.
作者简介：李锋（1978-），男，山东省滨州人，东北石油大学化学化工学院高分子材料与工程系，副教授，主要研究方向：多相催化和高分子合成。
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