情境教學法在《高分子物理》授課中的應用*

劉艷輝，左繼成，賀　燕，門　爽，周金華

(沈陽理工大學材料科學與工程學院，遼寧　沈陽　110168)

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情境教學法在《高分子物理》授課中的應用*

劉艷輝，左繼成，賀燕，門爽，周金華

(沈陽理工大學材料科學與工程學院，遼寧沈陽110168)

以提高學生學習高分物理這門專業(yè)基礎課的學習能力為目標，針對目前高分子材料專業(yè)學生在學《高分子物理》這門課時遇到的問題，如知識內容抽象、難懂，教學方式枯燥等提出了情境教學法。根據(jù)教學經(jīng)驗，闡述情境教學法在高分子物理教學中的優(yōu)勢，通過廣泛接觸式情境教學、簡易實驗式情境教學、多媒體模擬式情境教學三個方面介紹了情境教學模式的實施內容和措施，使學生的學習積極性和學習效率得以提高，取得較好效果。

情境教學法；高分子物理；教學研究；學習興趣；學習能力

如今，一系列的問題日益加劇了教育行業(yè)招生就業(yè)的緊迫性：如延遲退休政策的推出；產(chǎn)能過剩的局面擴展到了新興產(chǎn)業(yè)；進入到調整期的房地產(chǎn)行業(yè)對經(jīng)濟產(chǎn)生的負面影響；經(jīng)濟下行壓力日益增大。如今，大多工科院校陸續(xù)制定了以培養(yǎng)工程實踐人才為導向的教學計劃。我國也出臺了相應的政策，如《國務院辦公廳關于深化高等學校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革的實施意見》(國辦發(fā)[2015]36號)、《國務院關于進一步做好新形勢下就業(yè)創(chuàng)業(yè)工作的意見》(國發(fā)[2015]23號)。

但在原來工科學校本科教育中的精英化教育模式向大眾化工程教育模式轉型過程中的一系列問題越發(fā)明顯：學生基本功偏弱，原只靠老師講授條件下的教學模式無法適應專業(yè)教學的需要；實踐教學中專業(yè)實驗課程學時少，多為驗證性實驗，各個教學單元連接不夠緊密等[1]

本著以“提高學生學習高分子物理能力”為目標，教學團隊成員在日常學習、生活、培訓和教學中注意積累經(jīng)驗，經(jīng)多次教研活動討論，提出了以情境教學法提高學生學習高分子物理學習能力的見解。

1　情境教學法的內涵及其在高分子物理學習中的積極作用

情境教學法是指在教學過程中，教師有目的地引入或創(chuàng)設具有一定情緒色彩的、以形象為主體的生動具體的場景，以引起學生一定的態(tài)度體驗，從而幫助學生理解教材，并使學生的心理機能能得到發(fā)展的教學方法。情境教學法的核心在于激發(fā)學生的情感[2-4]。

情境教學，是在對社會和生活進一步提煉和加工后才影響于學生的，具有豐富的教學內容，并能在高分子分子物理教學中起到積極的作用。教師通過大量的情境再現(xiàn)，使學生身歷其境，可加深學生對高分子物理知識點及這門學科主線“結構決定性能，性能是結構的反映，高分子材料的性能通過分子運動來實現(xiàn)”的理解和運用，同時能起到理論聯(lián)系實際，提高學生對這門課的學習興趣，擴展學生思維的作用。和傳統(tǒng)的“填鴨式”枯燥的教學相比，情境教學法給學生留下深刻的印象，對高分子物理的知識理解更通透、更形象生動、更便于記憶。

2　以提高能力為宗旨的高分子物理情境教學

2.1廣泛接觸式情境教學

這種模式基于學生身邊常用的高分子材料生活用品，如方便面的外包裝袋、帶包裝的電池、眼鏡的鏡片等等。在講述相應的知識時就可以先提出問題，然后將這些高分子材料相應的性質加以運用提醒。如講到應力集中知識點前可先提出問題“為什么食品外包裝袋加工成鋸齒形？”在講解關于取向與解取向理論時，提出電池的外包裝PVC熱收縮包裝膜特點：強度高，透明性好，防水防潮，防污染，絕緣性好，如何通過取向與解取向理論實現(xiàn)其功能化？”講述結晶度對高聚物的光學性能影響時，可提出“分子越規(guī)整，高聚物越易于結晶，對絕大多數(shù)高分子材料來講，結晶度高的材料透明度也大這句話是否正確？”經(jīng)學生討論思考后，說明聚碳酸酯PC即鏡片這種材料的分子鏈規(guī)整性差，幾乎不結晶，透明性好，而聚乙烯分子鏈規(guī)整，淬冷的條件下結晶度依然很高的問題。

2.2簡易實驗式情境教學

簡易實驗式情境教學形式要求教師課前充分備課，設計好課堂內容。相應的高分子物理知識點盡量和一些典型高分子材料相聯(lián)系。例如講解典型高聚物流體流動中的彈性表現(xiàn)時，對于韋森堡效應，可以現(xiàn)場攪動雞蛋和水，通過觀察現(xiàn)象的不同，引出高聚物流體的爬桿現(xiàn)象，說明對聚合物熔體或濃溶液進行攪拌時，受到法相應力的作用，流體會沿軸上升，發(fā)生包軸或爬桿現(xiàn)象。這種現(xiàn)象是聚合物具有彈性的原因[5]，而小分子液體沒有此現(xiàn)象。

應用注射器模擬磨具的磨口，現(xiàn)場觀察擠出的常溫處于流動態(tài)的高聚物尺寸，說明擠出物脹大現(xiàn)象，加快擠出速度，出現(xiàn)不穩(wěn)定性流動，例如波浪形、不穩(wěn)定破裂等。

2.3多媒體模擬式情境教學

在高分子物理中，有很多概念、理論生澀、難懂，既是課堂的難點又是重點內容，是后續(xù)高分子材料的性能學習的基礎。如今，學生基本上是人手一個手提電腦，故可以利用多媒體計算機模擬式情境教學加速學習的進度，提高教學效果。這種模式要求學生課前在相應的平臺下載教師做好的flash動畫或高分子材料專業(yè)常用軟件，如Macromedia Flash MX、Chem 3D、Materials Studio Modeling等。上課時，一人一機或兩人一機，構建簡單聚合物模型，近距離觀察體驗使相應的難點內容深入淺出。例如，在講解構象的概念及影響大分子鏈柔順性的因素時，老師可以先借助實物模型講解，然后，讓學生點擊老師做好的flash動畫進行深入了解，先分別觀看局部的2個4個C-C鍵繞著鍵軸旋轉的情況，在聯(lián)想分子量高達104～106甚至更大的分子鏈的單鍵內旋轉情況，從而導出高分子鏈在熔體中或是溶液中的形態(tài)為無規(guī)線團態(tài)[6-7]。另外，由高聚物內旋轉過程中，相鄰的碳原子上取代基在空間中的距離變化，又可以引出四方面問題：一是范德華體積及排斥區(qū)域問題；二是內旋轉過程中能量的變化；三是在晶體中，一些常見的高聚物如聚丙烯、聚四氟乙烯等是螺旋形構象，而聚乙烯是平面鋸齒形構象；四是影響分子鏈柔順性的因素。上述的問題僅憑借靜態(tài)二維平面圖很難講清楚，而這種近距離的演示模式彌補了二維圖形的缺陷，事實證明，三維描述內旋轉過程能夠很大程度上降低學生們理解的難度，提高學生們學習興趣和學習效果[8-9]。

在講解影響分子鏈柔順性的因素時，可先給出聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚丙烯氰、聚氯乙烯、聚丁二烯、聚乙炔等高聚物，讓學生討論分析柔順性的大小。然后利用“Materials Studio Modeling”軟件來構建上述碳原子數(shù)相等的聚合物。通過宏觀觀測末端距離的大小，判斷自己得出的結論是否正確。同樣在講解分子的構型時可用上述軟件構建全同、間同、無規(guī)立構聚丙烯分子模型，比較其規(guī)整性。

多媒體模擬式情境教學使學生以前，只能靠想象理解的微觀分子運動聯(lián)系宏觀結構和性能的關系，可以直接、栩栩如生展現(xiàn)，有用實體分子模型和圖片根本達不到的效果[1]。

3　結　語

情境教學以學生為主角，注重學生和教師間的互動，能使學生清楚地認識到高分子物理相應的理論、概念在實際生活中的用處，能夠應用相應的理論解釋生活中常見的現(xiàn)象及工廠實踐中的問題，增進學生學習興趣和動力，同時也會恰當?shù)卣莆仗囟êx和意義，增加學生學習的能力。

[1]劉艷輝,賀燕,門爽.面向工程實踐的高分子專業(yè)工作室教學模式構建[J].牡丹江師范學院學報,2012(3):63-66.

[2]趙慧杰,蘇玉成.物理情境教學法的理論與實踐探究[J].教學與管理:理論版, 2015(10):105-107.

[3]戎科軍,李靜.淺談情境教學法在美術基礎課教學中的運用[J].商情,2009(1): 122-122.

[4]林秋帆.淺談農村中學語文情境教學的創(chuàng)設[J].南方論刊, 2013(A01):63-65.

[5]金日光,華幼卿.高分子物理.2版[M].北京:化學工業(yè)出版社,2006:275-279.

[6]公茂利,林秀玲.多媒體輔助高分子物理的典型教學過程分析[J].高分子通報, 2009(7):61-65.

[7]殷勤儉,周歌,何波兵,等.高分子科學實驗教學改革初探[J].高分子通報,2007(7): 65-68.

[8]賀燕,劉艷輝,周金華.高分子物理教學改革與實踐[J].牡丹江師范學院學報, 2011(2):63-64.

[9]公茂利,林秀玲.多媒體輔助高分子物理的典型教學過程分析[J].高分子通報, 2009(7):61-65.

Construction in the Course of Polymer Physics by Situational Teaching Method*

LIU Yan-hui, ZUO Ji-cheng, HE Yan, MEN Shuang, ZHOU Jin-hua

(College of Material Science and Engineering, Shenyang Ligong University, Liaoning Shenyang 110168, China)

The situational teaching method was constructed to improve to increase students’ enthusiasm and study efficiency. Series of problems in the teaching ofPolymerPhysicswere discussed, such as the knowledge was too abstract or obscure to understand, the content was too obscure to arouse the students’ enthusiasm. The content and measure of the situational teaching method were introduced through concrete three cases of widely contact situation teaching, sample experiment situation teaching and multimedia simulation situation teaching. Students’ enthusiasm was greatly increased and study efficiency was obtained.

situational teaching method;PolymerPhysics; teaching research; learning interest;learning ability

遼寧省科技廳資助項目(2015004001)；沈陽市科技局資助項目(F15-199-1-18)。

劉艷輝(1974-)，女，博士研究生，主要從事高分子物理教學和功能高分子材料研究工作。

O63

A

1001-9677(2016)016-0204-02