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高分子物理的立体化教学改革

翟兰兰邹超李钟玉刘若望

（温州大学化学与材料工程学院,浙江温州325027）

［摘要］个体的认知规律和高分子物理的课程具有一定的特点,高校要对高分子物理进行立体化教学改革,可以采用课堂教学为主,课下交流、科研训练、工厂实习为辅的教学手段,全方位、立体化地推动高分子物理教学质量的提高,让学生在这些多形式多层次的学习中加深巩固对高分子物理知识的理解.

［关键词］高分子物理；立体化教学；教学质量

［中图分类号］Ｇ６４２.0［文献标识码］A［文章编号］2095-3437（2017）08-0091-02

高分子物理是一个多门类的交叉学科,具有概念多、公式繁杂、知识点零碎、数学推导繁多的特点.[1][2][3]这些繁杂的概念、公式和理论造成了高分子物理课程教材讲述的抽象性[4],导致了学生还未上高分子物理这门课,就产生了其难懂、难学等先入为主的恐惧、厌倦心理,于是在今后的学习过程中便渐渐地失去学习兴趣和信心.在实际学习的过程中,基础差的学生总觉得课程内容繁杂、毫无规律,学习起来比较费力；而且高分子物理中化学、物理、数学知识相互穿插,内容复杂,导致基础较好的学生听讲也会有一定难度,课后看书不顺畅.以上原因使学生怀疑自身的学习能力,产生较大的学习压力,甚至会有厌学的情绪,削弱学习积极性,对此课程难以入门.

由于高分子物理内容庞杂、晦涩难懂,主讲教师为了让学生在有限的课时内掌握繁多复杂的知识点,往往以讲解为主,采用“满堂灌”的传统教学模式,导致学生被动地听讲,学生求知、学习主动性和知识掌握程度偏低,课堂上出现少部分人注意力不集中,玩手机、打瞌睡等现象,无法积极主动地参与到课堂学习中来.课下学生想自己学习,但是手头上掌握的资源有限；而看教材复习,又有一定难度.

因此,高校有必要进行高分子物理的立体化教学改革,采用以课堂教学为主,以网络、文献阅读、课下交流、科研训练、工厂实习实践为辅的教学手段,全方位、立体化地推动高分子物理教学质量的提高.通过课程的立体化教学改革,引发学生进行自主性和探究性学习,发展了学生能力,使学生掌握高分子物理的基础和理论,并具有一定的创新思维,更重要的是,激发了学生学习高分子物理的浓厚兴趣,调动了学生学习高分子物理的主动性和积极性.

一、理论结合实践讲授

高分子物理的最大特点是实践早于理论,它当中的很多理论知识都是先观察到某种实验现象,然后为了合理解释这个实验现象而建立起来的.[5]因此,在讲授高分子物理时要理论与实践相结合,把实际生活中遇到的实例引入理论知识中,用理论解释实践,用实践验证理论,丰富学生的知识面,加深对内容的理解.此外穿插与时俱进,生动丰富的生产生活中的具体实例来说明问题.例如联系实际生活中的高分子材料,如饮料瓶、眼镜、手机壳等,让学生观察分析这些高分子材料的原料、外观和性能特点.再例如讲到蠕变时,把增塑的聚氯乙烯做成的雨衣挂在墙上越来越长这一现象作为例子,来直观地认识蠕变.各种包装的边缘有一小缺口,课堂现场撕开解释应力集中问题.课堂上通过分析这些日常生活中常见的实例,让学生明确学习目的,做到既减轻学生负担、又学到应学的理论知识,让学生逐渐体会到所学理论有用武之地,既培养了学生的兴趣,又提高了学生的自主学习意识.

二、穿插介绍最新研究进展

近些年高分子科学领域发展迅猛,每年都有大量的学术论文公开发表,这些科学研究都和高分子物理有关.灵活运用高分子领域的科研成果,必将大大丰富和生动教学内容,使教学内容始终能跟上时代的步伐.因此,不能完全局限于教科书上的知识,可以在授课时穿插介绍一些最新的研究进展.例如,在教学过程中可以对壁虎脚趾、荷叶和鲨鱼皮微观结构的研究和应用进行有趣的介绍,激发学生学习高分子物理的积极性和主动性.此外,这些学术论文在内容上围绕“结构与性能关系”的主线进行介绍,可以进一步加强学生对结构与性能之间关系的理解,把握二者之间的内在联系及其基本规律,做到 “强调高分子结构,重视高分子运动机制,抓住高分子性能与结构和运动之间关系”.这样有利于学生理解高分子科学基本物理问题,也拓宽了学生的视野.

三、引导学生检索阅读国内外相关文献

在此基础上,学校要逐渐引导学生通过学习检索、阅读大量高分子材料学科的国内外文献资料,从国内外各种文献资料和最新科研成果中汲取营养,并课下采用网络比如群、微信群等形式进行积极研讨,逐步培养学生的创新意识.同时通过学习研究内容和具体实验操作,让学生思考这部分内容和高分子物理的哪个知识点有联系,从而巩固专业知识,培养科研兴趣,促进学生将所学知识融会贯通,也为本科毕业论文奠定一定的基础.

课堂非常重要,然而时间毕竟是有限的,教师应成为知识的组织者,构建立体化教学资源,除了课堂教学,还要充分利用网络、科研训练和工厂实习实践,为学生提供一种学习空间多维化、学习资源多样化、课外自主开放的学习环境.

四、建立网络教学平台

学校要建立网络教学平台,及时补充新的教学内容以及学科最新研究进展,拓宽知识的广度和深度.创建网上交流学习区,以留言的方式互相交流学习心得,解答疑难.开设和工厂实际相连的案例专区,介绍工厂中遇到的生产问题和面临的难题以及如何利用高分子物理知识解决的事例.向学生提供本学科学术领域的学术期刊、科研机构、科研动态、高分子相关的网站,丰富教学内容,实现师生实时交流,增加学生学习兴趣,适合学生自主学习,提高学生学习的交互性和探索性,启发学生的创新思维.另外,网络平台还可以对学生的学习成长过程进行详细的记录,包括什么时间在线,进行了什么内容的学习和探索,完成了哪些学习任务,有何种进步等.

五、鼓励和指导学生参加科研实践活动

此外,教师要课外鼓励和指导学生参加开展形式多样的科研实践活动,参与教师科研课题,以解决科研项目中遇到的问题为导向设立学习目标,学习高分子的研究方法.由此不仅可以巩固理论的教学效果,最大限度地调动学生的思维,而且可以引导学生生动活泼地学习,融会贯通地掌握知识,培养发现问题、分析问题、解决问题的能力. 例如参加教师的热性能的课题,可能会使用到示差扫描量热仪和热失重分析仪等仪器,要求学生首先了解仪器的工作原理,在做实验和测试的过程中,不仅懂得如何做而且为什么这样做,学会设计实验方法,独立完成操作过程,达到培养学生运用理论知识进行实践操作的技能.

六、开拓实习实践基地

最后,学校要积极开拓生产实习实践基地,组织学生到高分子相关的工厂实地学习,使学生对高分子材料的制备、表征及性能测试有具体、直观的认识,了解高分子材料的生产工艺流程、技术指标、生产设备及操作条件、产品质量检测等.学生通过发现存在的问题,提出自己的见解,培养和提高独立分析、解决问题的能力.例如参观纤维生产车间时,可以联系生产工艺中纤维取向与衣服弹性之间的关系.纤维在较高温度下牵伸,可以获得整链取向；在很短的时间内用热空气和水蒸气很快地吹一下,使链段解取向以获得弹性,而未经热处理的纤维在受热时就会变形.这样,可以把枯燥的概念和生产的实际产品联系起来.

七、结语

教师在高分子物理课程中采用立体化教学,将课堂、网络、科研训练和工厂实习实践结合起来,可以在有限的时间内传授大量的知识和信息,使枯燥的理论内容生动起来,让学生化被动学习为主动学习,激发学生学习兴趣, 为学生以后的科研、毕业论文打下良好的基础,同时也为学生顺利走上工作岗位打好基础.

［参考文献］

［1］刘括,班建峰,梁春杰,顾运琼,谭明雄.高分子物理教学改革的研究［J］.广州化工,2014（18）：208-209.

［2］贺燕,刘艳辉,周金华.高分子物理教学改革与实践［J］. 牡丹江师范学院学报（自然科学版）,2011（2）：63-64.

［3］翟震,郗向丽,李海梅,等．《高分子物理》教学改革的几点探讨［J］．河南教育学院学报,2002（1）：15-16．

［4］孙树林,吴广峰.《高分子物理》课程教学的几点思考［J］．广州化工,2012（15）：240-241.

［5］徐世爱,余若冰.在高分子物理教学中培养学生的创新思维［J］.化工高等教育,2007（6）：4-6.

［责任编辑：刘凤华］

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