高分子物理項目化教學(xué)法改革模式的探討

王賀云+魏忠+呂銀+于二雷+陳凱

【摘要】針對傳統(tǒng)高分子物理教學(xué)中存在的問題，提出項目驅(qū)動教學(xué)的改革模式，從課程的設(shè)計主線，課程內(nèi)容中結(jié)合項目研究，多做案例分析，通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，增加師生互動，在實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，結(jié)合項目開展創(chuàng)新性的高分子物理實驗這四個方面提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高應(yīng)用知識的能力，從而提升教學(xué)效果。

【關(guān)鍵詞】高分子物理 項目化教學(xué)法 教學(xué)改革 混合式教學(xué)

【基金項目】本論文由石河子大學(xué)課堂教學(xué)改革項目KG201529及石河子大學(xué)混合式教學(xué)改革專項BL2016006資助。

【中圖分類號】G640 【文獻標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2017）45-0185-01

隨著社會的發(fā)展，合成高分子材料已經(jīng)成為現(xiàn)代文明的重要標(biāo)志之一，現(xiàn)代社會對“基礎(chǔ)扎實，知識面寬，創(chuàng)新能力強，素質(zhì)高”高分子人才的需求越來越旺盛。如何培養(yǎng)適應(yīng)時代需求的人才已經(jīng)成為高分子材料專業(yè)教師迫切需要解決的問題。高分子物理是高分子材料專業(yè)學(xué)生的一門必修課，是以聚合物為研究對象，揭示聚合物結(jié)構(gòu)及其共性分子的運動規(guī)律的一門基礎(chǔ)課程，是聯(lián)系高分子化學(xué)與聚合物加工成型工藝學(xué)的重要橋梁。高分子物理課程特點是概念多，數(shù)學(xué)推導(dǎo)多，理論抽象，知識點之間聯(lián)系薄弱，因此對教師和學(xué)生的知識系統(tǒng)提出了較高的要求。

一、高分子物理教學(xué)中存在問題

高分子物理課程每章內(nèi)容基本遵循材料現(xiàn)象，數(shù)學(xué)模型建立或者理論推導(dǎo)，數(shù)學(xué)模型應(yīng)用或?qū)Σ牧闲阅苡绊戇@幾方面展開，而在學(xué)習(xí)過程中內(nèi)容繁多，概念抽象，而且與實際聯(lián)系較少，造成學(xué)生感覺學(xué)而無用，對課程的學(xué)習(xí)缺乏動力。在教學(xué)模式上，高分子物理教學(xué)，大部分停留在“老師講，學(xué)生聽，課堂加實踐”的傳統(tǒng)教學(xué)模式，教學(xué)質(zhì)量主要取決于教師水平和實踐教學(xué)條件。學(xué)習(xí)高分子課程的主要目的是為了更好的利用高分子材料，以及為特殊的應(yīng)用場合設(shè)計更為有效的高分子材料提供理論依據(jù)的，既為生產(chǎn)服務(wù)的，因此，以實際科研或生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題為例進行分析，更加生動形象。

二、項目驅(qū)動教學(xué)法改革模式在高分子物理課程中的應(yīng)用

項目驅(qū)動教學(xué)是一種以項目為引導(dǎo)，以項目為驅(qū)動的教學(xué)模式，讓學(xué)生在所要完成的項目驅(qū)動下展開教學(xué)活動。

1.“以高分子的鏈結(jié)構(gòu)為中心，建立構(gòu)效關(guān)系”的課程主線

高分子物理課程一個突出特點就是基本概念多，專有名詞多，其中高分子與小分子在性能上的不同主要取決于高分子獨特的長鏈結(jié)構(gòu)，所以本課程我們是通過高分子鏈的基本結(jié)構(gòu)入手，闡明了聚合物的構(gòu)象與熵彈性、聚合物粘彈性、聚合物凝聚態(tài)及聚合物運動學(xué)等相關(guān)內(nèi)容。長鏈高分子是由鏈節(jié)組成，鏈節(jié)之間通過δ單鍵進行連接，δ單鍵的內(nèi)旋轉(zhuǎn)使高分子鏈產(chǎn)生不同的構(gòu)象，高分子鏈的這種結(jié)構(gòu)特點使其具有和小分子不同的性能，構(gòu)象的不同使高分子鏈具有彈性；而聚合物的長鏈結(jié)構(gòu)，在聚合物運動時會表現(xiàn)出運動單元不同的層級，因此展現(xiàn)出粘彈特性；高分子鏈結(jié)構(gòu)決定了分子之間很強的內(nèi)聚能，明顯區(qū)別于小分子之處，因此強的分子間作用力使高分子沒有氣態(tài)，高分子之間強的相互作用力可以通過最新的項目研究成果——利用全范德華力作用原理制備的仿生干型高分子粘結(jié)材料——壁虎膠幫助學(xué)生深刻理解這一概念。

2.結(jié)合項目研究，多做案例分析

雖然本課程的學(xué)習(xí)重點是高分子物理的基本概念和基本規(guī)律，正確地理解和掌握高聚物結(jié)構(gòu)和性能之間的關(guān)系，但是學(xué)習(xí)本課程的目的是為分析和解決高分子材料的科研和生產(chǎn)中的問題提供堅實的理論基礎(chǔ)。因此，以生產(chǎn)實例或者項目實施過程中出現(xiàn)的有趣現(xiàn)象為例進行理論的講解，會更加貼近實際，生動形象。比如在講玻璃化轉(zhuǎn)變溫度這個概念的時候，可以介紹天然橡膠在常溫下是柔軟的彈性材料，但是在-100℃時卻會變成堅硬的固體材料，雖然在這個過程中天然橡膠的化學(xué)結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生變化，但是由于在不同的溫度下材料處于不同的運動狀態(tài)，因此使材料呈現(xiàn)出不同的力學(xué)性能。

3.開展網(wǎng)絡(luò)平臺教學(xué)活動，增強師生互動

基于網(wǎng)絡(luò)在線的教學(xué)模式已經(jīng)成為大學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)改革的主要手段，根據(jù)在線教學(xué)+課堂教學(xué)的混合式教學(xué)模式，針對教學(xué)內(nèi)容、課后習(xí)題和教學(xué)評價方式進行綜合設(shè)計，營造“學(xué)生主體，老師主導(dǎo)”的學(xué)習(xí)氛圍。通過共享網(wǎng)絡(luò)平臺，學(xué)生可以在課內(nèi)外學(xué)習(xí)教師制作的翻轉(zhuǎn)課件，提交作業(yè)，完成測試，進行自主練習(xí)，查看成績和老師的反饋，共享學(xué)習(xí)筆記等資料，參與論壇中的課程討論，通過博客與同學(xué)共享任務(wù)文件，在博客、微課或論壇中評論同學(xué)的作業(yè)，回答學(xué)生問題。在平臺搭建師生項目聯(lián)系網(wǎng)，由本專業(yè)老師提供相關(guān)科研小課題，感興趣的同學(xué)可以通過SRP、挑戰(zhàn)杯、全國大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計劃和互聯(lián)網(wǎng)+項目的形式進行項目申報參與到科研中來，學(xué)生興趣與參與度較高，通過實際參與，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)樂趣，提供學(xué)生思索和尋求答案的空間。

4.開設(shè)結(jié)合項目的創(chuàng)新型高分子物理實驗

高分子物理實驗是培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用各種實驗儀器與操作能力的重要環(huán)節(jié)，因此在實驗內(nèi)容的設(shè)計上，既要考慮理論課程的知識結(jié)構(gòu)、重難點，又要貫徹落實課程及專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)，在有限的教學(xué)時間里將課程理論-實際性能的關(guān)系充分展示，讓學(xué)生在實驗過程中將所學(xué)理論與實踐相結(jié)合，加深對理論的認識。在實驗教學(xué)儀器方面，既要考慮理論在實際中的“可視性”，又要兼顧學(xué)科前沿的發(fā)展現(xiàn)狀，既有簡單易操作的儀器，也要增加大型先進的測試儀器，培養(yǎng)學(xué)生的興趣，堅定其專業(yè)思想。結(jié)合課程主要四大塊內(nèi)容：“1.晶體結(jié)構(gòu)-各種結(jié)晶形態(tài)-結(jié)晶模型-結(jié)晶度的測定；2.分子量和分子量分布，各種平均分子量和分子量分布的測定方法和適用范圍；3.分子運動的特點（運動單元的多重性，時間依賴性和溫度依賴性）-與材料性能關(guān)系-各種研究方法；4.高分子溶液溶解過程特點-Flory格子理論-混合熱、混合熵及混合自由能的計算-兩種相分離和相平衡現(xiàn)象”。

面向未來的教學(xué)改革需要現(xiàn)代化的教學(xué)思想，需要前瞻性的教學(xué)理念。這些教學(xué)理念包括從專業(yè)教育向綜合素質(zhì)教育，從重知識傳授向能力培養(yǎng)轉(zhuǎn)變，從封閉式學(xué)校教育模式向開放型的產(chǎn)學(xué)研三結(jié)合的教育模式的轉(zhuǎn)變，從標(biāo)準(zhǔn)化培養(yǎng)模式向個性化、選擇性培養(yǎng)模式轉(zhuǎn)變，從維持性學(xué)習(xí)向創(chuàng)新性學(xué)習(xí)的轉(zhuǎn)變。項目驅(qū)動教學(xué)法在提高學(xué)生理論與實踐的綜合應(yīng)用能力和分析解決問題能力、學(xué)生綜合素質(zhì)方面有良好的導(dǎo)向作用，因此，以項目為引導(dǎo)，以任務(wù)為驅(qū)動的教學(xué)方法對專業(yè)課程的學(xué)習(xí)是一個很好的方法。

參考文獻：

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