高分子化學(xué)實驗教學(xué)改革

曾艷寧 張發(fā)愛 劉遠(yuǎn)立 黃孝華 劉嬋娟

摘?要：本文介紹了目前《高分子化學(xué)實驗》的教學(xué)現(xiàn)狀和存在的問題，針對這些問題采取一些切實可行的措施進(jìn)行改革，具體改革措施包括開設(shè)設(shè)計型實驗，實驗內(nèi)容從驗證型到探索型和增加實驗的趣味性和創(chuàng)意性，通過近兩年的改革實踐，取得了初步成果。

關(guān)鍵詞：高分子化學(xué)實驗;實驗教學(xué);教學(xué)改革

高分子化學(xué)是桂林理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院高分子材料科學(xué)與工程專業(yè)學(xué)生的一門核心專業(yè)基礎(chǔ)課程。[1-3]本校的高分子化學(xué)實驗被單獨列出來成為一門必修的專業(yè)基礎(chǔ)課，其本質(zhì)是以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué)。通過高分子化學(xué)實驗課的教授與學(xué)習(xí)，在實驗過程中培養(yǎng)學(xué)生實驗操作的熟練性，通過實驗裝置搭建、實驗現(xiàn)象的觀察和記錄，增強(qiáng)學(xué)生動手能力，實驗后期的實驗現(xiàn)象分析和實驗數(shù)據(jù)的處理都能培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力，通過實驗課的學(xué)習(xí)能使學(xué)生對理論知識理解深入，結(jié)合理論和實踐最終提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力，同時還能增加師生的互動與交流。高分子化學(xué)實驗是基于有機(jī)化學(xué)合成實驗，他們都具有原理性、概念性、實踐性、操作難度比較大的課程的特點，但是它又不同于有機(jī)化學(xué)實驗，有自己的特征，比有機(jī)化學(xué)合成實驗更為復(fù)雜，因此想要完全掌握高分子化學(xué)實驗中的各種操作技術(shù)具有一定的難度。高分子化學(xué)實驗課前期準(zhǔn)備以及后續(xù)處理工作比較繁瑣，譬如單體、引發(fā)劑的精制與提純，所得聚合物的除雜與固化，以上這些工作都需要充足的時間來完成。另外，高分子化學(xué)實驗操作中涉及到預(yù)聚體的制備，同時實驗過程中需要用到大量危險品，因此這門課的教學(xué)內(nèi)容還包括關(guān)于危險品的使用注意事項以及反應(yīng)完畢后廢液的處理等。總之，高分子化學(xué)實驗課程對于本科生教學(xué)意義重大且課程內(nèi)容豐富涉及面廣。

1 教學(xué)現(xiàn)狀與存在的問題

本校高分子化學(xué)實驗課程具體所開設(shè)的實驗有：實驗一聚乙烯醇縮甲醛的制備;實驗二甲基丙烯酸甲酯本體聚合及有機(jī)玻璃的制備;實驗三醋酸乙烯酯的乳液聚合;實驗四苯乙烯的懸浮聚合;實驗五丙烯酸溶液聚合及高吸水性樹脂的制備和實驗六導(dǎo)電聚苯胺的合成及導(dǎo)電性測試。這六個實驗涉及了高分子化學(xué)中重要的四大聚合方法：本體聚合，溶液聚合，乳液聚合和懸浮聚合。作為基礎(chǔ)性的實驗，高分子化學(xué)實驗課可以培養(yǎng)學(xué)生的基本實驗技能且能熟悉實驗儀器的基本操作，但是目前以典型的驗證型實驗為主，他們只需要按照標(biāo)準(zhǔn)設(shè)化的實驗步驟完成實驗即可，學(xué)生的動腦思考受到了限制。這樣學(xué)生分析問題、解決問題的能力很難得到提升，也不利于學(xué)生創(chuàng)新思維的養(yǎng)成及學(xué)生的實驗興趣的提高。經(jīng)初步調(diào)研論證，結(jié)合本校實際情況，我們確定以16、17級學(xué)生作對象，建立高分子化學(xué)實驗課程的實踐教學(xué)改革的試點，對高分子化學(xué)實驗教學(xué)模式進(jìn)行改革探索與實踐。

2 教學(xué)改革的實施

（1）開設(shè)設(shè)計型實驗?？蒲袧B透和促進(jìn)教學(xué)能夠拓展實驗教學(xué)的深度和廣度。設(shè)計型實驗?zāi)苷{(diào)動和發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性。設(shè)計性實驗是啟發(fā)性最明顯的教學(xué)手段，也是實驗教學(xué)的以后做最主要發(fā)展方向。學(xué)生需要根據(jù)老師給定實驗項目，自己查閱資料并老師討論設(shè)計實驗方案，在老師的指導(dǎo)下完成的實驗教學(xué)，如在實驗三的醋酸乙烯酯的乳液聚合，我們可以要求學(xué)生先查詢相關(guān)資料，主動設(shè)計實驗配方，在后期做實驗時學(xué)生可以選擇不同的乳化劑和引發(fā)劑用量等，聚合條件也可以是改變，最后綜合所有變量探討聚合結(jié)果。（2）從驗證型到探索型。目前的高分子化學(xué)實驗項目以驗證型實驗為主，驗證型實驗可以幫助學(xué)生形成化學(xué)概念、理解和鞏固化學(xué)知識。但是驗證性實驗將實驗本身處于一種從屬的地位，缺乏系統(tǒng)性、探索性和實用性。因此，需要將部分驗證性實驗改為探索性實驗，這樣學(xué)生的研究興趣將會大大激發(fā)，學(xué)生的科研能力也會慢慢培養(yǎng)起來。從培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的角度來看，探索型實驗具有顯著的優(yōu)越性。（3）增加高分子化學(xué)實驗的趣味性和創(chuàng)意性。大部分學(xué)生都認(rèn)為一般化學(xué)實驗都是比較枯燥乏味，對于做實驗總是提不起興趣。特別是高分子化學(xué)實驗，化學(xué)反應(yīng)時間長，化學(xué)反應(yīng)過程變化緩慢或者不明顯，因此學(xué)生倦怠于實驗過程。這方面，我們在實驗教學(xué)中也試圖改進(jìn)，在實驗之前告訴學(xué)生讓他們帶上自己在室外采回一些小標(biāo)本或準(zhǔn)備好自己的小畫片/照片等。在合成聚甲基丙烯酸甲酯的實驗過程中將準(zhǔn)備好的小標(biāo)本或小畫（照）片放到模具中，可以制作得到一個美麗畫框。這樣有藝術(shù)的化學(xué)實驗使學(xué)生的興趣被大大地調(diào)動起來。

3 結(jié)語

在教學(xué)實踐中《高分子化學(xué)實驗》的實驗類型的合理設(shè)計，可使實驗內(nèi)容的趣味性提高，通過開展設(shè)計型實驗，增加學(xué)生實驗的積極性，主動性與創(chuàng)新性，深入理解理論課程中學(xué)到內(nèi)容。綜合實驗的增設(shè)，可以使學(xué)生在實驗過程中的責(zé)任感和綜合分析能力提升，同時創(chuàng)新思維能力和理論知識的應(yīng)用能力也可以得到增加。此外，在實驗教學(xué)的過程中，不僅要給學(xué)生傳授傳統(tǒng)的基礎(chǔ)知識，更要注重對學(xué)生自主創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]潘祖仁.高分子化學(xué).化學(xué)工業(yè)出版社，2011（第五版）.

[2]祖立武，張小舟，王雅珍.高分子化學(xué)設(shè)計性實驗的教學(xué)實踐[J].高師理科學(xué)刊，2007（1）：94-95.

[3]蕭闡明.高分子科學(xué)基礎(chǔ)實驗的互串互動教學(xué)初探[J].高分子通報，2006（1）：70-71.

基金項目：廣西高等教育本科教學(xué)改革工程項目（2018JGA180）;廣西研究生教育創(chuàng)新計劃項目（JGY2019094）

作者簡介：曾艷寧（1986-），女，陜西咸陽人，博士，副教授，研究方向：催化烯烴聚合。