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高分子化學教學論文范文
論文題目：關于面向“卓越計劃”的高分子化學教學改革研究
摘要：本文闡述了高分子化學課程教學的特點，分析了教學過程中存在的問題。針對這些問題，結合多年的課程教學實踐，開展了面向卓越計劃的高分子化學課程教學改革研究。結果表明，案例教學法、綜合性開放式實驗教學法、互動—探究式教學法、形象化教學法結合多媒體教學等傳統(tǒng)教學方式，可以達到教學相長、理論與實踐相結合的效果，為材料化工類卓越工程師的培養(yǎng)奠定了基礎。
關鍵詞：高分子化學;卓越計劃;教學方法
我校是教育部“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”高校，培養(yǎng)“重基礎、重技術、重能力、高素質”(三重一高)的應用型人才是我校的人才培養(yǎng)目標。人才培養(yǎng)主要體現(xiàn)于專業(yè)課程的教學。因此，面向卓越計劃的課程教學改革是我校教學改革的重點。高分子化學是我校高分子材料與工程、化學工程與工藝等材料化工類專業(yè)的專業(yè)基礎課程，為后續(xù)高分子材料、高分子合成工藝學、聚合反應工程等專業(yè)課程的學習奠定了基礎。因此，面向工程應用的高分子化學課程教學改革研究是材料化工類相關專業(yè)培養(yǎng)卓越工程師的基礎。
一、高分子化學課程教學特點
高分子化學課程主要包括高分子合成和高分子化學反應等內(nèi)容，重點涉及了聚合反應機理及動力學、聚合方法、高分子化學反應規(guī)律等重難點問題，該課程具有內(nèi)容多、概念多、理論新、理解難度大、難以具體感知等特點;同時，高分子化學的許多理論尚不成熟，新方法和新技術不斷涌現(xiàn)[1]。因此許多學生反映這門課程所涉及的許多內(nèi)容較難掌握，學習興趣較低。我們在分析高分子化學課程教學中存在問題的基礎上，積極探索高分子化學在教學上的新模式已勢在必行。
二、在高分子化學課程教學中存在的問題在高分子化學課程傳統(tǒng)教學過程中，發(fā)現(xiàn)存在以下幾個主要問題[2]。
1.教材內(nèi)容不能充分滿足教學要求。
目前國內(nèi)出版的高分子化學教材有許多種，但其內(nèi)容大同小異，其中浙江大學潘祖仁主編的《高分子化學》內(nèi)容較全面，實踐性強，比較適合理工科院校進行教學，因此被國內(nèi)廣大理工科院校所選用。但是，教材中的理論講解和公式推導相對詳細，實用性的案例分析相對較少，不太適合工程應用型人才的培養(yǎng)。
2.實驗類型單一、與工程實踐脫節(jié)且缺乏特色。
高分子化學課程是一門理論與實踐相結合的課程。有效的實驗不但可以驗證理論課所學的知識，而且可以調(diào)動學生的積極性。但在傳統(tǒng)的《高分子化學》實驗課上只開設了少數(shù)幾個驗證性實驗，缺少“三性”實驗;實驗內(nèi)容陳舊，與工程實踐脫節(jié);實驗內(nèi)容完全照搬現(xiàn)有教材，缺乏特色。
3.教學方式單調(diào)，難以調(diào)動學生的積極性。
在高分子化學教學上，主要以“填鴨式”教學為主，即主要是以教師在講臺上講為主。即使有的教師使用了多媒體教學也主要是以文字為主，沒有多少圖片和動畫。而在機理推導中主要是向學生介紹結果，沒有與學生互動式的推導過程，因此教師可能會費很多力氣但卻收效甚微。
三、高分子化學課程教學改革
1.案例教學法———將課堂內(nèi)容與生活實際、工程實踐相結合。
在教學過程中，要不時地將課堂內(nèi)容與生活實際、工程實踐相聯(lián)系。比如講聚合物的命名，內(nèi)容枯燥單調(diào)，如果平鋪直敘未必能引起學生的注意，教學效果也很一般。可以通過觀察衣服的標簽、礦泉水瓶底部的標注，讓學生結合生活中直接接觸到的高分子材料(如衣服面料、礦泉水瓶等材料)，從而認識高分子材料，掌握高分子材料的命名、英文代號、單體和用途。由于課堂時間有限，還可以讓學生利用課余時間去超市、商場和建材市場等，收集所見到的高分子材料的名稱及用途，并了解它們的化學組成。讓教學內(nèi)容貼近生活，使學生覺得學有所用，提高學生的學習興趣。
在講解理論公式之后，精心選取、設計一些工程應用中的實例進行講解輔助教學。在講基團數(shù)比對聚合度的影響時，可設計實例通過對聚合度的要求來計算設計合成高分子材料所需原料的配比。如生產(chǎn)尼龍-66，想獲得Mn=13500的產(chǎn)品，采用己二酸過量的辦法，若使反應程度P=0.994，試求己二胺和己二酸的配料比。首先給學生講明本題是根據(jù)產(chǎn)品分子量的要求來設計原料的配比，是樹脂合成工程師必備的基本技能，具有較強的實用性，一開始就提高學生的學習興趣。然后引導學生畫出尼龍-66的分子結構式，找出結構單元和重復單元，算出結構單元的平均分子量，進而計算得到題目所要求的聚合度Xn，再根據(jù)聚合度Xn和基團數(shù)比r、反應程度P的關系式計算出基團數(shù)比r，最后根據(jù)基團數(shù)比r算出己二胺和己二酸的兩種單體的原料配比。
2.綜合性開放式實驗教學法。
高分子化學課程是一門理論與實踐相結合的課程，是有效實驗必不可少的。但傳統(tǒng)的《高分子化學》實驗課只開設了少數(shù)幾個驗證性實驗(如：甲基丙烯酸甲酯的本體聚合、醋酸乙烯酯的溶液聚合、苯乙烯的懸浮聚合等)，缺少“三性”實驗，與工程實踐嚴重脫節(jié)，并缺乏自身特色。因此，在開設《高分子化學》課程的同時，開設《涂料化學與配方設計原理》等專業(yè)課程，再采用綜合實驗教學法，將樹脂合成、涂料或膠黏劑配制等企業(yè)研發(fā)內(nèi)容引入高分子化學實驗課程中，讓學生在實驗室完成配方設計、樹脂合成及性能檢測、涂料(或膠黏劑)配制及其性能檢測。綜合實驗項目設計如表1所示。
綜合實驗與傳統(tǒng)的驗證性實驗相比，實驗工作量較大，需要的課時較多。而高分子化學實驗課時有限，因此可采用課堂實驗教學和課外開放實驗相結合的方式。即由學生選修一定量的實驗項目，在教師的指導下采取自主實驗的方式按要求完成。
3.互動—探究式教學。
互動—探究式教學是根據(jù)授課計劃，適時選擇一些章節(jié)的知識(例如重要縮聚物和其他逐步聚合物、可控“/ 活性”自由基聚合、乳液聚合技術進展等知識點)，要求學生組成課程小組，通過課外查閱文獻資料，寫出小論文并制作PPT，各組選派代表在課堂上進行匯報和討論。通過這種教學模式，培養(yǎng)學生收集資料、分析、歸納、總結和匯報的能力。針對聚合方法這一章內(nèi)容的實驗特性，還可采用實驗—互動—探究式教學相結合的方式。在理論課講解之前，可布置這樣的任務：比較自由基聚合四種實施方法(本體聚合、溶液聚合、懸浮聚合和乳液聚合)的配方組成、聚合場所、聚合機理、生產(chǎn)特征和產(chǎn)物特性的異同。讓學生以5個人為一組，通過查閱相關書籍和文獻資料，開展乙烯基單體(如甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯等)的本體聚合、溶液聚合、懸浮聚合和乳液聚合實驗，讓學生通過實驗來總結歸納得到該問題的答案。相對于平鋪直述的介紹，這種通過實驗—互動—探究式教學相結合的方式獲取的知識更牢固。
4.形象化教學。
高分子化學的一些理論和概念比較抽象，形象化的語言可以幫助學生理解抽象的理論。高分子的分子量分布具有多分散性，這一概念往往難以理解，但可以從統(tǒng)計的角度來解釋。比如用兩個班級學生的平均年齡來比喻平均分子量，即使兩個班級學生的平均年齡相同，其年齡段分布也不一定相同。在講解數(shù)均分子量和重均分子量的時候，可以用小學數(shù)學中的數(shù)量百分數(shù)和質量百分數(shù)來講解它們的區(qū)別。還可以將活性陰離子聚合比喻為“共同富裕”(所有活性鏈同時產(chǎn)生，同時增長)，將自由基聚合比喻為“有條件的先富裕(形成高分子鏈)，最后達到共同富裕(所有活性種基本都形成高分子鏈)。在比較逐步聚合和連鎖聚合的時候，可將引發(fā)劑的作用比作爆竹的引信，一旦引信被點燃，爆竹會在引信燃盡后爆炸。只要引發(fā)劑一分解產(chǎn)生活性種，烯烴的聚合反應也會在瞬間進行，生成一個聚合物分子。通過形象化的比喻，可使學生加深對高分子概念的理解。
不同的課程或同一課程的不同內(nèi)容，特點不同，教學方法就不一樣[5]。以上所講述的案例教學法、綜合性開放式實驗教學法、互動—探究式教學法、形象化教學法等不是孤立的，而是相互聯(lián)系的，將它們結合多媒體教學等傳統(tǒng)教學方式，綜合應用到高分子化學各個部分的教學中，將達到教學相長、理論與實踐相結合的效果，為材料化工類“卓越工程師”的培養(yǎng)奠定了基礎。
參考文獻：
[1]劉巍，王靜。高分子化學特色教學改革研究[J].教育教學論壇，2014，(3 )：32-34.
[2]西鵬。互動式、開放性教學模式在高分子化學教學中的應用[J].高分子通報，2012，(6 )：111-116.
[3]楊喜平，張玉軍，苗永霞�；�———探究式教學法研究及其效果分析[J].河南教育(高教)，2013，(8 )：36-37.
[4]高建綱，張澤，宋慶平，丁玉潔，李慶海，林英�！陡叻肿踊瘜W》形象化教學體系的設計與實踐[J]. 高分子通報，2013，(2)：94-98.
[5]孟志芬。提高非高分子專業(yè)高分子化學教學效果的探討[J].高分子通報，2012，(5 )：111-115.
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