網(wǎng)絡資源基礎上的高分子化學實驗課程教學改革

郭元龍(貴州大學材料與冶金學院，貴州 貴陽 550025)

0 引言

傳統(tǒng)課堂教育已經(jīng)無法適應現(xiàn)代學生學習的需求，網(wǎng)絡教育是將傳統(tǒng)教育和網(wǎng)絡學習優(yōu)勢有機結(jié)合的一種新型教育模式，順應了目前教育變革的發(fā)展方向和發(fā)展目標。本文基于網(wǎng)絡資源的高分子化學實驗課程教學改革進行分析，深入探究現(xiàn)代網(wǎng)絡資源在高分子化學實驗課程教學改革中發(fā)揮的作用。

1 網(wǎng)絡信息資源的概述

1.1 網(wǎng)絡信息資源的定義

信息資源含義狹義層面的理解是文獻資源、數(shù)據(jù)資源，或是各類媒介與形式信息的匯集，囊括文字、聲音、視頻、電子信息以及數(shù)據(jù)庫等相關(guān)方面，這些均是限制在“信息本身”。其二是廣義層面的理解，即指信息活動中各類要素的總體稱呼，不僅囊括不良信息，而且還包括信息有關(guān)的人員、技術(shù)以及設備等相關(guān)資源。另外，伴隨現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展進程的不斷增快，信息資源網(wǎng)絡化已經(jīng)變成社會發(fā)展一大潮流，和以往資源進行比較，其在數(shù)量、架構(gòu)、分布領(lǐng)域、傳播范圍以及載體形態(tài)等多方面均呈現(xiàn)出嶄新的特點。而這部分嶄新特點又賦予現(xiàn)代網(wǎng)絡信息資源全新的內(nèi)涵。網(wǎng)絡信息資源是知識經(jīng)濟時代出現(xiàn)的產(chǎn)物，又稱之為虛擬信息資源，其主要是用數(shù)字化模式進行記錄的，用多媒體模式進行表達，保存在現(xiàn)代網(wǎng)絡計算機各種通訊介質(zhì)上，如磁介質(zhì)和光介質(zhì)。且根據(jù)現(xiàn)代計算機網(wǎng)絡通信模式展開傳遞信息內(nèi)容的聚集。

1.2 網(wǎng)絡信息資源的特點

第一，存儲數(shù)字化的特點。信息資源由原本紙質(zhì)上的文字轉(zhuǎn)變成磁性介質(zhì)上的一種電磁信號或是光介質(zhì)上的一種光信息，能夠保存和傳遞信息，使人們查詢更加便捷，并且保存的信息具有極高密度，容量很大，能夠無損耗被人們重復利用。用數(shù)字化模式存有的信息，不但能夠在計算機內(nèi)部進行高速處理，而且還能夠根據(jù)信息網(wǎng)絡展開遠程傳輸。此外，網(wǎng)絡信息資源表現(xiàn)模式豐富多樣，如：文本、音頻、軟件以及數(shù)據(jù)庫等各種模式，涉及到文化、經(jīng)濟、教育。

第二，傳播模式的動態(tài)性特點。在網(wǎng)絡環(huán)境背景下，信息傳遞與反饋十分迅速快捷，具備動態(tài)性以及實效性等相關(guān)特點。信息在現(xiàn)代網(wǎng)絡中傳播速度極快。

2 高分子化學實驗課程教學改革面臨的問題

2.1 實驗室教學資源不足

目前，各大院校學習高分子專業(yè)的學生很多，但是一般學校能夠用來教授高分子合成實驗的教室卻極少，而且實驗室面積十分狹窄，所以教師只能選擇運用批次教學法。但是因高分子合成實驗要開展很長時間，所以每一天只能安排一批學生進行學習。與此同時，因?qū)嶒灲虒W資金的不足，導致難以充分滿足一人一組展開實驗的要求，為了提高教學資源的利用率只能運用兩人一組的方式。而且，實驗室面積小但學生多，由此就會造成相互影響、相互干擾的情況，進而對掌握化學教師要求的實驗演示操作有極大困難。

2.2 實驗課時安排的較少

各大院校設置的高分子化學實驗課程一般包含四個合成實驗，而這些實驗只涉及到本體、乳液、懸浮聚合以及聚合速率測定等，而以上這部分實驗是無法充分滿足學習高分子材料的現(xiàn)代學生，并且學校往往將化學實驗課設置在下午后幾節(jié)，大約三個小時左右的時間同樣無法充分滿足開聚合物化學合成課的一系列需求。例如：甲基丙烯酸甲酯涉及到的懸浮聚合，從具體反應體系的升溫一直到聚合反應完成，實現(xiàn)整個過程則需要三個小時，并且額外還需要創(chuàng)建反應裝置，還要配置實驗所需要的分散劑水溶液，在實驗反應結(jié)束后實驗設備的抽濾和洗滌，實驗產(chǎn)物的干燥以及計算產(chǎn)率等多項工作[1]。因此，每一次展開實驗均十分匆忙，并且還有一些工作只能由教師自己完成，如引發(fā)劑的純化和干燥等，而且因最后產(chǎn)物需要的干燥時間較長，所以計算產(chǎn)率的工作也需要由授課教師代做，此種包辦代替的教育手段難以獲得良好的教育成效和教育質(zhì)量。

2.3 傳統(tǒng)填鴨式教學嚴重

現(xiàn)如今，各大院校運用的實驗教育方式是將驗證性實驗作為主導，又稱之為指導性實驗[2]。在化學實驗開始之前，任課教師與學生已掌握實驗的最后結(jié)果，只是根據(jù)設定好的實驗操作步驟展開一些重復模仿的工作。但是，驗證性實驗可以協(xié)助學生全面掌握實驗整體程序、了解相關(guān)儀器設備的使用以及實驗內(nèi)容和實驗結(jié)果。然而，對啟發(fā)學生創(chuàng)新思維及培育學生創(chuàng)造意識產(chǎn)生不利影響，更嚴重還會導致一些學生形成惰性心理。此種驗證性實驗，將學生放置在被動位置，無法激發(fā)與發(fā)揮學生具有的主觀能動性。并且，此種實驗教育手段已經(jīng)難以滿足現(xiàn)代社會對人才培育提出的一系列需求。所以，在現(xiàn)代科學技術(shù)快速發(fā)展的背景下，必須對高分子化學實驗課程展開變革創(chuàng)新，以此適應當前社會對高品質(zhì)化學人才的需求。

3 基于網(wǎng)絡資源的高分子化學實驗課程教學改革路徑

3.1 科學應用化學軟件，充實教育過程

現(xiàn)如今，在教育教學中經(jīng)常使用的化學軟件有ChemWindow以及ChemSketch等相關(guān)軟件，以上這些化學軟件不但可以繪制出各種聚合反應對應的化學公程式，而且還具備極為強大且實用的三維分子模型功能，特別是ChemBioOff ice這一化學軟件[3]。將這個化學軟件作為案例，在高分子化實驗課程教學過程中可以根據(jù)組件Chem3D創(chuàng)建三維模型使學生對高分子具體構(gòu)想展開動態(tài)化呈現(xiàn)，讓學生可以更加清晰、明確認識到“構(gòu)象”形成的原因。譬如，可根據(jù)Chem3D中具有的rotate工具，使分子三維模型將特定化學鍵作為中心來仿照由單鍵內(nèi)旋轉(zhuǎn)而形成的空間位置變換，使學生可以形象、直觀、具體了解構(gòu)象這一定義，并且延伸到構(gòu)象和高分子鏈柔順性相互間的關(guān)系。除此之外，還可運用相關(guān)工具在Chem3D中建立具備指定重復架構(gòu)單元數(shù)量對應的高分子，以此詳細觀察不同重復單元架構(gòu)能夠?qū)Ψ肿渔湗?gòu)象產(chǎn)生的直接影響。另外，這些化學軟件不但可以呈現(xiàn)課堂教育動態(tài)以及模擬，其還具有諸多化學儀器設計模板，不但可以使高分子化學實驗課堂教育更加生動形象，而且還能夠讓學生在開展實驗之前對相關(guān)實驗裝置和設備有一定的了解。如：ChemWindow這一軟件就具有實驗玻璃儀器模板，此模板提供許多圖形文件，主要囊括冷凝管、防濺球以及旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀等相關(guān)玻璃儀器以及設備。運用這一模板能夠輕松拼接實驗裝置，使學生在具體實驗環(huán)節(jié)開展前，就能對實驗中所需要用到的玻璃儀器和其裝備方法有一定了解，進而為高分子實驗的有序?qū)嵤┑於ɡ喂袒A。

3.2 合理使用網(wǎng)絡資源，提升預判能力

高分子化學是將天然高分子以及合成高分子作為主要研究對象，是探討單體和高分子相互間、高分子內(nèi)部化學結(jié)構(gòu)、聚集態(tài)等和物理性能相互間聯(lián)系的一門學科，存有信息量龐大、涉及面積寬泛等多種特點。在目前信息化發(fā)展時代下，科學合理運用各種網(wǎng)絡資源不但可以讓抽象難懂的概念變得更加具體形象，而且還有助于學生進一步理解與掌握高分子合成與表征的方法。在日常教學中，最常使用的網(wǎng)絡化學資源有日本SDBS、中國科學院化學數(shù)據(jù)庫以及RSCB蛋白數(shù)據(jù)庫等[4]。

3.3 依靠專業(yè)分析軟件，增強實驗效果

在高分子化學實驗教育教學進程中，學生一般在得到諸多實驗數(shù)據(jù)后，不知道怎樣應用，無法精準地對實驗數(shù)據(jù)展開全面分析。追根溯源，主要是由于兩方面，一方面是學生未能理解透徹實驗原理，另一方面是學生不善于使用數(shù)據(jù)分析工具[5]。所以，在高分子化學實驗課程教育教學進程中，可以運用Origin與SPPS等相關(guān)專業(yè)數(shù)據(jù)處理分析軟件，不但可以提升數(shù)據(jù)分析的科學性與精準度，而且還可以提高學生們的分析能力，進而為其日后從事有關(guān)工作奠定能力基礎。眾所皆知，Origin這一數(shù)據(jù)分析軟件是由美國某一公司研發(fā)的，現(xiàn)階段已經(jīng)在化學和化工領(lǐng)域獲得大范圍運用，在分析化學以及化工原理等諸多化學實驗教育教學中也得到廣泛使用。而且，學生根據(jù)運用專業(yè)分析軟件能夠充分了解高分子化學實驗數(shù)據(jù)整個分析過程，如此不但能夠讓學生熟練掌握各種實驗的基礎解析原理，而且還能在極大程度上提高學生對數(shù)據(jù)信息的分析能力以及分析精準度，從而充分激發(fā)學生學習高分子化學知識的自主性和積極性。

4 結(jié)語

綜上所述，網(wǎng)絡資源在高分子化學課程教學中占據(jù)的地位越來越重要，網(wǎng)絡資源的使用成效和水平會對高分子化學實驗課程的開展產(chǎn)生直接影響，唯有對網(wǎng)絡資源展開合理應用，才可以充分發(fā)揮網(wǎng)絡資源的優(yōu)勢和價值，從而真正有效推動高分子化學實驗課程教學的不斷變革。