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高分子化學實驗探究:高分子材料與工程專業高分子化學實驗教學體系的構建與成效
摘要:概述了目前國內高校高分子材料與工程專業高分子化學實驗教學存在的共性問題和關鍵問題。提出了高分子材料與工程專業高分子化學實驗課程由基礎技能實驗,綜合設計實驗,研究創新實驗三個模塊組成的新教學體系,并在每個模塊中引入一些綜合性和應用性的實驗教學內容。實踐證明所構建的實驗教學體系在培養學生的創新意識、應用與實踐能力方面起到了較好的效果。
關鍵詞:高分子材料;高分子化學;實驗教學
高分子化學實驗是高分子化學課程教學的一種最有效的實踐教學形式,它可以幫助和促進學生課堂理論知識的學習與消化,建立和鞏固高分子化學基本概念和理論,獲取高分子化學知識,培養科學素質和操作技能。我國著名化學家戴安邦指出:“只傳授化學知識和技術的化學教育是片面的,的化學教育要求既傳授化學知識和技巧,又訓練科學方法與思維,還培養科學精神和品德,學生在化學實驗中是學習的主體,在教師指導下進行實驗,訓練用實驗解決化學問題,使各項智力皆得到發展”。這番話指出了開設化學實驗課的深刻內涵和重要價值。2004年國家教育部頒布的《普通高等學校本科教學工作水平評估方案》在評估指標的二級指標“實踐教學”中,從“實踐教學內容與體系,綜合性、設計性實驗課的比例及效果,實驗室開放”三個方面明確了實踐教學改革和發展的方向。近幾年高校的化學類實驗教學改革取得了令人矚目的成果。高分子材料科學與工程專業是很多高校在近年來新開設的專業,在實驗教學與改革方面的成果積累較少,尤其高分子化學實驗教學采用陳舊的教學內容和教學方法依然居多。通過調研發現,目前國內高校高分子材料科學與工程專業的高分子化學實驗教學依然不同程度地存在一些問題。
一、高分子化學實驗教學現狀剖析
1.實驗教學體系和內容欠爭理
多數的實驗教學附屬于理論教學,沒有單獨設課和單獨考核,實驗課時相對較少雖然有些高校高分子化學實驗已經獨立設課,但僅作為考查課。實驗教學內容中傳統的、陳舊的實驗較多,而體現現代科學技術發展成果的實驗很少認知性、驗證性實驗所占的比理偏高,培養學生創新能力的綜合性、設計性、應用性和創新性的實驗偏少,而且實驗環節偏重于理論,突出高分子材料應用性特點的實驗太少,不利于培養學生的工程觀念。
2.實驗教學方法單一
學生按照實驗講義預習,然后進實驗室。實驗前教師把實驗目的、實驗原理、儀器使用方法、測試方法、實驗步驟和數據記錄表格及數據處理方法等進行詳細的集中講解。學生只需按教師指導的過程按部就班或者依照講義“照方抓藥”,就可以完成一個實驗。一部分學生糊里糊涂地來到實驗室,只動手不動腦地完成實驗,然后又迷迷糊糊地離開實驗室。實驗的現象和結果沒有給他們留下太深的印象,對學生觀察能力、分析問題和解決問題的能力以及創新意識的培養都很不夠。這種統一模式、統一要求、齊步走的教學方法,一方面造成了學生對教師的過分依賴,另一方面抑制了學生個性思維的發展和創新能力的培養。
3.實驗嫩學手段落后
在現代信息技術迅速發展的今天,雖然網絡技術、多媒體技術等現代教學技術在理論教學中得到了普遍應用,但虛擬、仿真等實驗技術手段未能在實驗教學中推廣應用。這樣對于一些耗費過高、時間過長、毒性過大、危險性過高的實驗,只能低限度地開設,且開設過程中費用大和危險性高,導致學生對此類重要實驗缺乏足夠的認知和感受的機會。
二、新教學模塊的實踐性探索與成效
針對目前國內高校高分子材料科學與工程專業高分子化學實驗教學中存在的一些問題,借鑒其他化學實驗教學改革的成果,提出了基礎技能實驗、綜合設計實驗、研究創新型實驗的三個高分子化學實驗教學模塊體系,并在每個模塊中結合常熟理工學院教師的科研成果引入_些新的實驗教學內容,采用開放式實驗教學方法。通過實驗教學實踐發現新的體系和教學方法在培養學生的創新意識和工程實踐能力方面起到了較好的效果。
1.基礎技能實驗教學模塊
基礎技能實驗模塊構建的目的著重建立高分子化學實驗與相關基礎理論知識之間的有機聯系。培養學生的實驗安全意識、清潔衛生習慣和嚴謹的實驗態度。訓練學生掌握熟練規范的實驗操作技能和技巧,為后續的實驗教學模塊的實施打下良好的基礎。
基礎技能實驗模塊的教學內容設計在課時總量的40%～50%為宜,課時數約30學時,開設8～10個實驗。教學內容設計涉及到高分子化學反應機理,如自由基、陰離子,陽離子等連鎖反應機理,縮聚、基團轉移聚合等逐步反應機理,開環聚合反應機理等。在實驗實施方法方面涉及到本體聚合、溶液聚合、懸浮聚合、乳液聚合、熔融縮聚、界面縮聚等。如設計膨脹計發測定苯乙烯本體聚合動力學實驗,讓學生直觀感受到了誘導期概念、聚合過程體積減小的現象以及聚合物溶液的粘性特征等非常重要的高分子化學理論知識。設計過硫酸鉀引發甲基丙烯酸甲酯自乳化聚合實驗,除讓學生明確了乳液聚合的基本原理外,還了解到了聚合物大分子鏈端基的重要作用。設計己二酰氯和己二胺界面縮聚實驗,讓學生深入理解了界面縮聚的概念和聚合物的可紡成纖性能等主要高分子知識。通過設計一些自由基、陰離子、陽離子等連鎖反應機理的實驗,使學生進一步掌握了活性中心的概念,同時在實驗過程中認知了這些引發劑的活性、安全使用和貯存事項。
2.綜合設計實驗教學模塊
綜合設計實驗教學模塊旨在培養學生較強的實際動手能力,自主設計和分析解決問題的能力。本實驗模塊是實驗教學的較高層次,注重學生實驗的自主設計性和綜合性。
教學內容設計在課時總量的20%～25%為宜,課時數約15學時,開設2～3個實驗。本教學模塊的特點之一是實驗內容的綜合性,可以將同一門課的幾個實驗,或者是幾門課的實驗組合在一起,形成一個大實驗。本教學模塊的特點之二是實驗方案的靈活性和設計性,側重培養學生的自主實驗和學習的意識和良好習慣。例如關于高分子合成實驗先確定好采用的聚合機理和聚合方法,在原材料配方組成、引發劑種類及用量、合成溫度等工藝條件方面給出一個大致的框架,然后讓學生在所給的框架內進行自行設計和實施實驗。譬如懸浮法制備聚苯乙烯珠粒實驗,水的用量范圍為苯乙烯質量的～200%、分散劑為磷酸鈣或聚乙烯醇兩種、引發劑過氧化二苯甲酰用量為苯乙烯質量的0.2%～1.0%、反應溫度設定在75℃～85℃范圍等。學生通過自行設計的方案實施實驗獲得了不同的實驗結果,通過對不同組之間實驗結果的綜合分析,找到了影響懸浮法制備聚苯乙烯珠粒的一些因素,激發了學生動手實驗的興趣,發揮了學生自主實驗和學習的主觀能動性。
3.研究創新實驗教學模塊
設置研究創新實驗教學模塊培養學生的科研和創新意識、提高學生的綜合素質和應用開發能力,為實現培養高質量的應用型人才的教育目標提供重要的教學內容實體支撐。
本實驗模塊是實驗教學的較高層次,注重學生實驗的獨立自主陛、綜合性、應用性和創新性,教學內容設計在課時總量的20%～25%為宜,課時數約15學時,開設2～3個實驗。本實驗教學模塊的特點之一是實驗項目的獨立自主性和綜合性。也就是說確定好實驗項目之后,讓學生在實驗教師指導下獨立自主地進行實驗項目方案的調研、設計、實施和結果分析。本實驗教學模塊的特點之二是實驗項目的應用性和創新性,所擬定實驗項目必須關聯生產實踐中的聚合物產品,充分體現實驗項目的應用性。實驗項目設計主要針對這些高分子產品生產實踐中存在的共性問題和關鍵問題的解決來進行設計。通過研究創新實驗的實施,發現學生學習積極性很高,樂此不疲,為培養學生創新意識和展示高分子化學實驗的應用性特征提供了學習平臺,尤其是開發一些聯系生活實際的應用型實驗,可使學生親身感受到高分子化學實驗的實用價值,能強烈激發學生的創造動機。此外,研究創新實驗往往需要多名學生共同完成,有利于培養學生的團隊合作精神。例如,聚氨酯絕緣漆的制備及性能測定實驗,每個學生做一個實驗配方,每5名學生一組,5名學生的實驗結果綜合在一起可以得出高分子樹脂配方組成與漆膜性能之間的關系曲線,以及固化條件與漆膜性能之間的關系曲線。在實驗過程中,5名學生要共同安排實驗方案,盡量保持操作的一致性,得出的結果要呈規律性變化。如果有一名學生操作有誤,這個實驗點就會落在規律性以外,影響其他學生對實驗現象的觀察。因此,實施研究創新實驗項目對教師也提出了更高要求。在每次實驗前,教師要指導學生擬定方案,并對可能出現的實驗現象和各種影響因素進行分析,實驗過程中,又有多種意外的實驗現象出現,這勢必要求師生共同分析和討論造成這些現象的原因,幫助學生透過現象深刻理解事物的本質。這樣做需要教師有相當的知識儲備量,并且要求教師也不斷進取,充分體現了教學相長的教育理念。
三、結論
基礎技能實驗、綜合設計實驗、研究創新實驗+教學模塊教學的實踐證明教學效果顯著,特別對提高學生綜合實踐能力、激發學生理論課學習興趣、培養學生創新意識和應用開發技能取得了預期效果。基礎技能實驗模塊的教學效果主要體現在實驗現象與相關基礎理論知識之間的有機聯系,高分子化學實驗操作技能和技巧的掌握和規范。綜合設計實驗的教學效果主要體現在學生自主設計和分析解決問題的能力培養。研究創新實驗的教學效果主要體現在學生科研和創新意識的建立,以及學生團隊意識和應用開發能力的培養。
高分子化學實驗探究:高分子化學實驗教學方法論文
1結合當代大學生成長特點，改進教學方法
1.1網絡書本相結合，充分做好實驗預習工作
隨著網絡技術的發展，學生在網絡上獲取信息的興趣與能力都不斷增強。因此我們將傳統的預習報告與網絡學習相結合，充分幫助學生詳細了解實驗原理和意義，熟悉實驗操作，增強實驗意識。如在每次實驗前，都要求學生利用網絡自主探索該實驗與實際生活的聯系，比如有機玻璃的制備，學生可以了解到有機玻璃目前被廣泛應用于廣告裝潢、銘牌制作上等等，在課堂上與其他同學就相關應用前景進行討論，并將自己的想法融入實驗過程，這增強了學生的主人翁和創新意識。同時，我們在實驗中心網站上制作實驗動畫，展示實驗儀器的使用，實驗裝置的裝搭，幫助學生更直觀的了解實驗過程。并明示一些突發情況的處理方法，做到有備無患，例如在制備尼龍66的實驗中，原料己二胺是強有機堿，強腐蝕性，我們通過動畫的形式告知學生在稱取過程中一定要小心，一旦沾到皮膚，應立即用大量清水沖洗，并用3%的冰醋酸或1%硼酸冷敷傷口。
1.2情景帶入，邊講邊做，讓學生成為實驗主導
實驗課是將理論轉化為實踐，學生應該成為實驗的主導。我們每次實驗開始前都會先創設情境，將現實問題的解決與實驗緊密聯系起來，把照方抓藥的實驗課轉變為學生發現問題、解決問題的實踐課?；诔浞值恼n前預習工作，課程中教師重點強調實驗的重要環節和容易出現的意外事件。學生以小組為單位，每個小組都會接到一個實驗相關的問題，如在苯乙烯的乳液聚合實驗中，向學生提問乳化劑在乳液聚合中的作用等，實驗結束后進行小組討論，分析實驗結果，得出問題答案。實驗過程中有任何問題都可以隨時跟老師交流，學生帶著問題做實驗，在實驗中探尋答案，成為主導，教師從知識“傳教者”變成“軍師”，這樣激發了學生的學習意愿，提高了實驗課的質量。
1.3認真總結實驗報告，強化實驗結果與理論的聯系
在傳統的教學模式中，實驗報告往往流于形式，學生只是簡單記錄實驗過程。我們則要求學生對實驗中遇到的問題進行記錄并查閱資料予以解答，反思實驗課與理論課的聯系，并盡量多的列舉出其他相似的應用，以此鞏固學生的理論知識。
2量化考核標準，激勵學生認真完成實驗的各個環節
實驗期末考核并不能真正說明學生的實驗情況，出勤率、預習報告、實驗操作、實驗報告結果和衛生，也是反映學生學習態度、學習情況的重要指標。因此在實驗考核中綜合了平時成績和考核成績兩部分。出勤率要求學生做到全勤，不遲到、不早退;預習報告要求書寫規范，步驟詳盡;實驗操作要求學生在整個實驗過程中操作規范，認真觀察實驗現象并記錄;實驗報告中實驗現象分析是否客觀，實驗結果是否符合預期，課堂上的思考題是否總結到位等;實驗結束后的值日工作，要求學生檢查關閉儀器，整理教室衛生。期末綜合考核以設計性實驗為主，教師給出一個實驗題目，要求學生提前搜集資料，結合本學期其他實驗的操作方法，在考試現場自行選擇儀器，裝搭實驗裝置，處理實驗結果，教師根據現場操作技能和解決問題的能力等進行評判。
3結語
我們認為高分子化學實驗教學應體現出該學科的應用特點，向學生展示高分子化學與實際生活的緊密聯系，讓他們將理論與實踐結合起來，學以致用。在教學方法上，也應確立學生的主導位置，通過交互式溝通培養學生的主動性。在我們的實踐中，不少學生反映他們對高分子化學有了全新的認識，學習化學知識的興趣也大大提高，實驗技能得到了進一步增強。相較于四大化學，高分子化學實驗仍是一門比較年輕的課程，我們將與時俱進，為更好的開展教學工作努力探索。
作者：張艷 董文佩 張潔 單位：河南師范大學化學化工學院化學實驗教學中心
高分子化學實驗探究:高分子化學實驗教學改革探究
高分子化學實驗作為高分子材料與工程專業的專業基礎實驗課程，其有效實施不僅有助于學生掌握高分子化學的基礎理論知識，而且有助于學生掌握基本的實驗操作技能，培養學生的動手能力和創新意識，進而提高學生的專業學習熱情［2－3］。然而，按傳統的實驗教學模式開設的高分子化學實驗項目多是一些驗證性實驗，往往采用“填鴨式”灌輸教學方式，教學內容標準化、模式化，教學方法單一，學生多是被動接受，缺乏主動思考和分析，不利于學生創新能力培養，也就不能培養出社會需要的高素質應用型創新人才［4］。為實現在高分子化學實驗教學中對學生實踐能力和創新能力的培養，現有的實驗教學內容和教學模式亟需進行改革。本文圍繞培養適應社會發展需求的高素質應用型創新人才的目標，在保留基本實驗項目的基礎上，革新實驗內容，創建新的實驗教學模式，進行了高分子化學實驗教學改革的初步探索。
1健全師資隊伍保障機制
教師是應用型創新人才培養的踐行者，教師知識水平、業務能力、對實驗教學重視程度直接決定實驗教學效果。然而，由于長期以來形成的實驗指導教師是“教輔人員”的錯誤導向，實驗師資隊伍普遍存在年齡高、學歷層次低、培訓機會少等問題，使得實驗教學水平無法得到有效提高。近年來，學院對實驗教學給予了極大重視，進行了重大調整，將一些高學歷的年輕教師補充到實驗教學隊伍中，形成了“老中青”相結合的實驗教學隊伍。老教師將豐富的教學經驗傳授給年輕教師，年輕教師將新的想法和研究項目融入實驗教學，凝練出新的實驗教學項目。學院非常重視“雙師型”教師隊伍的培養，選派教師利用寒暑假時間到企業鍛煉，了解行業發展動態，以便教師將企業所見所聞融入實驗教學。學院還采取相應措施鼓勵教師參與實驗教學改革，從而使近幾年實驗教學水平有了大幅提升。
2多手段結合，改進教學方法
我們改進了僅在實驗室內講解的傳統授課模式，采取實驗室外精講與實驗室內泛講相結合的方式進行。在實驗項目開始前一星期，教師利用多媒體等輔助教學手段在理論課教室對實驗進行較為詳細的講解，播放實驗教學短片進行實驗演示，使學生對實驗步驟、實驗重點及注意事項等有較充分的認識。同時圍繞實驗項目提出一些問題，引導學生思考，讓學生利用實驗開始前的一個星期時間通過到圖書館或利用網絡查閱文獻資料尋找問題答案。在實驗室的泛講階段圍繞問題提問學生，并進行解析。由于實驗開始前學生利用多種途徑對實驗進行了充分的預習和思考，避免了傳統教學模式中學生僅看實驗教材進行預習的單一模式，使學生能夠更的預習實驗，有助于學生更好的開展實驗。為培養學生的創新能力，積極鼓勵學生提出自己的實驗方案，經與老師探討實施。由于減少了在實驗室內的集中講解時間，學生可以在有限的實驗學時內進行更多的實驗操作，充分鍛煉動手能力。做實驗期間，不要求學生象在理論課堂一樣鴉雀無聲，允許學生充分討論，鼓勵他們提不同意見，進行交流互動。教師積極和學生交談，傾聽他們對實驗的建議和感受，形成良好的互動氛圍。通過互動交流，極大的提高了學生的實驗主動性與積極性。
3激發學習熱情，改進實驗教學內容
傳統的高分子化學實驗項目主要是驗證性實驗，學生按照實驗教材規定的實驗步驟進行操作。雖然通過驗證性實驗能使學生掌握實驗設備和儀器的安裝與使用，動手能力得到了鍛煉，所學的理論知識得到了鞏固，但由于學生按固定的實驗模式進行實驗，在一定程度上限制了學生主觀能動性的發揮，也不利于學生創新能力的培養［5］。為使學生能夠通過實驗鞏固理論知識，我們保留了部分基本的實驗項目，但對實驗步驟進行了適當的設計。如在甲基丙烯酸甲酯的本體聚合(有機玻璃的制備)實驗中，我們提前讓學生準備一些卡片、植物標本等，在預聚物制備完成后將準備好的標本放入模具，然后澆鑄成模，繼續進行后續實驗，最終得到嵌有標本的有機玻璃制品。通過這一實驗，學生不僅鞏固了所學的本體聚合理論知識，而且得到了有紀念意義的制品。在標本選擇準備階段，學生圍繞何種樣品能夠加入預聚物中作為標本進行了深入的思考，在發揮學生主觀能動性的同時也培養了其分析問題的能力。在乙酸乙烯酯的乳液聚合實驗(白乳膠的制備)中，不同的小組選擇不同的實驗原料配比進行實驗，反應結束后，讓學生用自制的白乳膠進行木板粘合，直接檢驗所合成產品的應用性能，然后不同小組進行比較，得出的原料配比，并圍繞結論進行討論分析。學生通過這一實驗不僅鞏固了理論知識，也與實際應用接軌，激發了學習興趣和積極性，使得學生感覺到實驗不再枯燥，起到了事半功倍的效果。隨著科技的發展，高分子學科領域不斷有新的研究成果出現，并被廣泛應用。因此，為使學生能更好的了解學科發展，并掌握相應的實驗技能，需要將較為成熟的新技術補充到實驗內容中。譬如可逆加成－斷裂鏈轉移聚合作為“活性”自由基聚合的一種，由于其適用單體范圍廣、反應條件溫和不受聚合實施方法限制等優點，自1998年提出以來已成為高分子合成研究領域最活躍的方向之一，并且今后還會繼續發展［6］。我們將“苯乙烯的可逆加成－斷裂鏈轉移聚合”實驗加入到高分子化學實驗中。學生在該實驗進行時表現出了極大的學習熱情，同時也了解了可逆加成－斷裂鏈轉移聚合的特點和基本操作方法，為今后可能從事該領域的相關研究奠定了基礎。
4細化考核方式，多方位評價學習效果
客觀、、科學的評定實驗成績對于評價學習效果、調動學生的積極性和主動性具有顯著的促進作用。我們改變了以往僅依靠實驗報告進行成績評定的模式，細化考核方式，由平時成績和期末考試成績組成實驗總成績。平時成績包括考勤、實驗預習、實驗操作、實驗現象/數據記錄、實驗結果討論與分析、思考題回答情況等，逐項評分，不單純注重實驗結果，更注重實驗態度、過程、實驗結果的分析和討論。期末考試采取實際操作和口試相結合的方法進行，均從試題庫中抽題作答。
5結語
本次實驗教學改革，打破了傳統的實驗教學模式，優化了實驗教學內容，強化了實驗教師隊伍建設，細化了考核方式，極大的調動了學生的學習積極性和主動性，增強了實驗操作技能，提高了動手能力、分析問題和解決問題能力，培養學生的創新意識。高分子化學實驗教學改革任重道遠，為培養適應社會發展的應用型創新人才，需要我們與時俱進，在今后的教學實踐中繼續努力探索，更好的開展實驗教學工作。
作者：李光 陶發榮 王利平 鄧愛霞 單位：聊城大學材料科學與工程學院
高分子化學實驗探究:基于實踐能力培養的高分子化學實驗課程教學研究
【摘 要】 在分析高分子化學實驗課程的重要性及當前高分子化學實驗課程教學現狀基礎上，本文主要從教學理念、教學內容、實驗室開放制度建設三個方面對基于實踐能力培養的高分子化學實驗課程教學進行研究，希望對提升高分子化學實驗課程教學有所幫助。
【關鍵詞】高分子化學;能力培養;實踐;實驗教學
《高分子化學實驗》是針對高分子科學相關專業學生編寫的一部教材和參考書。在高校開設《高分子化學實驗》課程，實現了與專業理論基礎課程之間的有機結合，對于鞏固學生理論知識和專業技能，提升學生的實驗水平和科研能力具有重要的意義。本文將圍繞基于實踐能力培養的高分子化學實驗課程教學展開研究。
1.高分子化學實驗教學概述
1.1高分子化學實驗課程的重要性
目前，各類高校均有開設《高分子化學實驗》課程，該課程多針對年紀較高的本科生開設?！陡叻肿踊瘜W實驗》是一門具有較強的實踐性的課程，而各類高分子化學實驗則是該課程開設的實踐基礎。
通過開設該課程，可以培育材料化學、高分子材料與工程專業等專業學生的實踐能力，使學生能夠掌握實驗技能和研究方法，更對培養學生創新精神具有關鍵作用。
1.2當前高分子化學實驗課程教學現狀
目前，國內許多高?！陡叻肿踊瘜W實驗》課程教學中，普遍存在實驗教學缺乏獨立性和主動性，對理論教學依附性太強，且實踐教學所占比重低于理論教學。具體體現如下幾個方面：
其一，從教學內容來看，理論驗證性實驗較多，而創新型實驗、設計型實驗以及綜合型實驗較少。
其二，從實驗設置上來看，大多選擇陳舊、老套的實驗，缺乏現代實驗。
其三，從實驗教學方式上來看，學生進行的實驗項目，多為固定的，學生只需按照實驗步驟進行反復實驗論證，這種實驗教學方式對扎實學生理論知識，培養學生試驗基本技能具有一定的積極作用，但不利于調動學生興趣和激發學生的探索精神，難以使學生通過培養實踐能力提升科研能力、解決問題能力和創新能力。
總之，學生通過課程學習能夠掌握基本的理論知識和技能，實驗操作也較為規范。但存在自主性較差，缺乏知識技能向科研創新能力的轉化能力，不能將理論學習與實際應用有機結合。因此，如何在《高分子化學實驗》課程中培養學生的創造性、主動性和探索性已成為《高分子化學實驗》課程的重要研究課題。下文將基于實踐能力培養對《高分子化學實驗》課程教學進行探討。
2. 基于實踐能力培養的高分子化學實驗課程教學策略研究
2.1學理念上，注重調動學生自身主動性與探索精神
高校應用型人才培養理念下，要求專業課程教學必須實現繼承傳統教學優勢基礎上的創新，必須堅持以學生為本，發揮學生的自主性和積極性。《高分子化學實驗》作為一門實踐性較強的課程，必須堅持學生為本、發揮學生創新性、積極性和主動性的教育理念。
首先，堅持學生主導地位，教師定位于實驗指導者角色。在高分子化學實驗中，教師的關鍵作用在于組織學生進行思考和實踐。課堂中，教師將自身學生之中，與學生共同思考，讓學生成為課堂的主人，便被動為主動。
其次，實驗標準及預習報告設計由學生獨立進行。高分子實驗中，應鼓勵學生制定標準。同時，實驗前容許學生自主確定實驗步驟和預習報告設計。實驗中要求學生詳細記錄實驗中遇到的現象和實驗數據，并獨立對實驗中出現的問題等進行分析，碳素解決方法。實驗后對本次實驗進行點評，總結成功的經驗，分析失敗的原因。
2.2改革教學內容，增設綜合性和設計性實驗
教學中，為提升學生實踐能力，應強調理論知識與實踐技能的有機結合。具體如下：
首先，重編《高分子化學實驗》教學大綱及參考書。在新版教學大綱和參考書中引入科研成果，改革實驗教學內容。同時，應增設設計性實驗、探索性實驗和綜合性實驗，保障教學內容與時俱進，與科研前沿的保持一致。
其次，挑選應用性和綜合性強的實驗。教學中，應多安排應用性和綜合性強的實驗，使學生通過親自參加實驗，明確高分子化學實驗的重要性所在，并通過參與實驗實踐獲得動手能力和實驗技能的提升。
第三，引入研究性和設計性實驗。教師應提前告知學生本課程設計的實驗內容和實驗參考目錄。學生可以獨立選擇實驗項目并設計對應的實驗可行性方案，經教師批準后方可進行實驗。通過引入研究性、設計性實驗，可以有效地調動起學生的主動性，激發學生積極進行學習。
2.3健全實驗室開放制度配合學生探索性實驗
課程學時有限，而實驗室是學生《高分子化學實驗》課程的重要補充。因此，高校應通過健全實驗室開放制度，為學生提供更多的機會進行高分子材料的性能測試與表征等實驗內容。一方面，通過開放實驗室學生可以依據興趣進行探索性實驗，也可以方便學生之間進行討論，互助答疑。《高分子化學實驗》教師可以適當安排學生分組負責2-3項探索性實驗，并可建立對應的課題組群組或網站，為學生與學生之間、學生與教師之間針對探索性項目進行交流。
3.結語
總之，基于實踐能力培養的《高分子化學實驗》課程教學研究是當前高校高分子相關專業教學的重要研究課題。在明確《高分子化學實驗》課程重要性的基礎上，立足當前高?！陡叻肿踊瘜W實驗》的教學現狀，從教學理念、教學內容、實驗室開放制度等多層面入手，有助于培養學生的實踐能力，提升學生的實驗技能和科研能力。
高分子化學實驗探究:高分子化學實驗教學改革與實踐
摘要：高分子化學實驗課程可以幫助學生接受課堂高分子化學理論學習，鞏固高分子化學基本概念和理論，培養科學素質。文章介紹了嘉興學院對高分子化學實驗教學的改革和實踐，主要通過學生參與實驗前的部分準備工作、調整實驗項目、完善實驗考核制度及建設實驗課程的網站方面進行改革與實踐。通過兩個學期的初步實踐表明，高分子化學實驗教學的改革探索激發了學生的學習興趣，在提高學生的綜合實驗能力方面已初見成效。
關鍵詞：高分子化學實驗；改革；實踐
高分子化學是嘉興學院材料與紡織工程學院高分子材料科學與工程專業學生的核心基礎課程，它是以實驗為基礎的自然科學。通過實驗課的教學，不僅能加深學生對理論知識的理解，培養學生熟練的實驗操作，還可通過安裝實驗裝置、觀察和記錄實驗現象，培養學生動手能力，進而分析現象、解決問題，最終提高學生的綜合素質和創新能力。由于本專業設立僅有5年時間，高分子化學專業課程的開設也只有短短的3個學年，由于教學經驗有限及實驗室建設的延遲，所開設的實驗一般都是一些典型的驗證性實驗（如甲基丙烯酸甲酯的本體聚合、醋酸乙烯酯的乳液聚合等），學生往往不用動腦思考，只要按照標準步驟動手完成實驗即可?；A性的實驗可以培養學生基本的實驗技能和熟悉實驗儀器的操作，但是，往往難以培養學生分析問題、解決問題的能力，更不利于學生創新能力的培養及學生的學習興趣的提高。等到學生到大四做畢業論文時，問題也暴露出來：缺乏思考問題、解決問題的能力，實驗意識沒體現出來。經初步調研論證，結合本校實際情況，我們確定選擇即將開展高分子化學實驗課程的高材09、10級學生作為這次實踐教學改革的試點，有計劃、有步驟地進行高分子化學實驗教學模式的改革探索與實踐。
一、讓學生參與實驗前的準備工作，珍惜實驗教學，提高學生動手能力
實驗前期準備工作是實驗順利進行的保障。尤其是高分子化學實驗，在實驗前有大量實驗準備工作，包括實驗室儀器設備調試、檢修工作；所需玻璃器皿的清洗工作，化學試劑的配制，如單體、引發劑的精制，溶液的配制等。這些工作都由實驗老師來承擔，學生不了解實驗的順利開展凝聚著實驗老師的大量勞動，所以，往往不珍惜實驗過程。在已開展高分子化學實驗的09級同學中，我們讓學生適當參與實驗的準備工作，如玻璃儀器的清洗，做過高分子化學實驗的人都知道，殘留高分子物質的玻璃儀器難以清洗，同學在清洗玻璃儀器的過程中，既珍惜實驗過程，又能初步了解高分子的性質；甲基丙烯酸甲酯單體的蒸餾，在甲基丙烯酸甲酯溶液中往往加入微量的阻聚劑，以避免溶液在儲存、運輸的過程中發生聚合，所以為了縮短實驗時間，提高反應效率，實驗前學生在實驗老師的指導下采用蒸餾的方式對單體進行提純，加深理論課程中關于阻聚劑的理解。通過參與實驗前的準備工作，同學們懂得實驗的成功不僅取決于實驗過程，與實驗前的準備工作也密不可分，從而更加珍惜實驗教學過程，珍惜自己的實驗成果。更重要的是，實驗的準備工作又加深了對理論知識的理解。
二、結合嘉興學院高分子材料與工程專業特點及實際情況，改革優化實驗項目，著重培養學生思考問題、解決問題的能力及團隊精神
高分子化學是一門以實驗為基礎的自然科學。傳統的實驗課程內容主要是驗證性實驗。通過無機及分析化學、有機化學及物理化學的基礎實驗，已使學生掌握了基本儀器設備的使用和相關實驗操作。因此，在專業高分子化學實驗中，過多地開設驗證性實驗，不利于學生思考問題和解決問題能力的培養，不利于創新能力的培養。因此，必須對高分子化學實驗項目進行改革，主要包括：①基礎實驗項目的改進，鞏固及培養學生的基礎理論與操作技能。如聚甲基丙烯酸甲酯的制備，學生可根據興趣選擇懸浮聚合或本體聚合，確定實驗所需儀器設備及藥品。在實驗過程中，不同聚合方法有不同的實驗步驟及注意事項。如，本體聚合分為三階段進行，不同階段溫度不同，關鍵在于及時階段轉化率的控制，避免出現爆聚，反應時間相對較長，最終的實驗產品為板材；而懸浮聚合實質也是本體聚合，但由于分散介質的加入可以很好地進行傳質和傳熱，避免爆聚現象的發生，攪拌速度是控制實驗成敗的關鍵，聚合時間相對較短，最終的實驗產品為球狀小珠。同學之間對各自的實驗現象、產品外觀、產品性狀等進行熱烈討論，從而加深對于聚合方法的理解。②強化設計性、綜合性實驗，培養和提高學生的綜合素質及創新能力。開設具有工程特色的綜合性實驗項目，如聚醋酸乙烯酯乳液聚合實驗，擴展為一組設計性、綜合性實驗：從單體精制、引發劑精制、乳化劑的選擇與用量、到動態光散射法測定乳膠粒尺寸、穩定性的測定，在將其配制成乳膠漆，測定涂層性能與乳膠粒尺寸之間的關系。學生通過對整個材料制備及使用過程的全程跟蹤，掌握結構、性能與合成之間密切聯系，充分發揮學生的主動性、積極性、創造性，提高學生的工程能力，有利于引導學生參加大學生創新性實驗的科學研究，培養學生的工程觀念。③適當增加科研性實驗項目，培養學生的團隊精神，增強對本專業的了解與熱愛。為進一步激發學生的創新能力及參與科研的積極性，浙江省設立了大學生科技創新項目，嘉興學院每年也設立大學生研究訓練（SRT）計劃，本專業大部分09級的學生都參與到科研性實驗項目研究中。學生們呈現出前所未有的申報熱情，他們自愿組成實驗小組、每組成員3~5人，分工明確，團結合作。如作者本人就指導了一項浙江省大學生科技創新項目的研究，團隊負責人由08級同學擔任，主要成員為09級同學。項目開展之初，主要由08級同學設計并實驗，09級同學從旁學習并輔助完成實驗，項目進行中期，09級同學已掌握實驗方法與手段，具備獨立完成實驗能力，08級同學的主要精力可放在考研復習上面，順利完成新老接替的工作，培養了學生的團隊精神。同時，學生更多地接觸到高新技術和應用技術，開闊思路與視野，增強他們對于本專業的了解與熱愛。
④增加經典驗證性實驗的趣味性，提高學生的學習興趣。很多同學剛上大學的時候，嚴重缺乏對高分子材料科學與工程專業的了解，因此對于學習沒有興趣，甚至有些學生想要轉專業。為了培養學生的專業素養，提高學生的學習興趣，我們將一些經典的驗證性實驗與我們日常生活密切聯系起來，增加實驗的趣味性和實用性。如，制備有機玻璃板前，讓學生們準備一些干花、干樹葉或大頭貼，在注模過程中放入其中，等產品成型后，美感十足的玻璃板就制成了，學生們非常有成就感，同時提高了對于高分子化學實驗的興趣。
三、完善實驗考核制度，反映學生實驗各環節中的表現
我們進一步細化與完善了實驗的考核方式，使學生在實驗各環節中的表現均得到不同程度的體現。以往我們只根據學生的實驗報告來評定學生的實驗成績，學生在整個實驗過程中的預習、實驗裝置的安裝、實驗設備的清洗、實驗室的清掃等工作都不能得到體現，缺乏客觀、公正、的實驗考核機制。因此，我們借鑒比較傳統的有機化學實驗的考核機制，將實驗成績的評定細化：預習報告20分，實驗著裝10分，實驗裝置20分，操作規范20分，實驗結果20分，衛生情況10分。將實驗成績的評定標準公布給學生，加強學生的實驗規范觀念，從實驗預習開始直到實驗結束清掃實驗室的整個實驗過程都能認真完成，從而改善學生不注重實驗教學過程的現象，增加了學生的主觀能動性。
四、建設實驗課程網站，有助于學生的課前預習，提高學生學習的自主性
在以往的實驗教學前，教師要詳細地講解實驗原理、方法、步驟、儀器使用、數據記錄、數據處理及實驗注意事項等，甚至要把實驗從頭到尾演示一遍，讓學生看得清清楚楚，學生不用預習實驗，也不用思考問題，這樣就造成了學生對于實驗教學的忽視。在理論教學中，多采用先進的多媒體教學手段，但在嘉興學院大部分實驗教學中，還沒有利用多媒體的教學模式。而多媒體的生動性、可重復性可以讓學生直觀感受實驗操作，可以很好地進行實驗的預習。因此，我們正逐步建設高分子化學實驗課程網站，初步將實驗課的教學大綱、講義等內容放到網站上。編制實驗教學課件，如實驗過程所涉及的基本儀器、基本操作、基本裝置、注意事項等。實驗課程網站的建成，方便學生的課前預習，提高學生學習的自主性。為了進一步完善課程網站的建設，我們還擬采用Flash演示等手段，幫助學生掌握實驗步驟，了解注意事項。目前，實驗課程網絡的正在逐步建設與完善中。
