邵林軍 齊陳澤

(紹興文理學院 化學化工學院，浙江 紹興312000)

探究式教學法在高分子化學實驗教學中的應(yīng)用

邵林軍 齊陳澤

(紹興文理學院 化學化工學院，浙江 紹興312000)

提出了探究式教學法在高分子化學實驗教學中的應(yīng)用，結(jié)合當前高分子化學產(chǎn)業(yè)實際情況和綠色發(fā)展趨勢設(shè)計實驗，促使學生理解高分子化學實驗的特點及發(fā)展方向并激發(fā)學習積極性，掌握高分子化學基本理論知識和實驗設(shè)計技巧，同時使高分子化學實驗由“驗證式”向“探究式”轉(zhuǎn)換，提高學生的創(chuàng)新能力和綠色意識。

高分子化學實驗教學改革；探究式教學；綠色化學

當今環(huán)境污染問題日趨嚴重，對于化學化工行業(yè)“綠色化”發(fā)展的需求愈發(fā)明確、清晰[1-2]。高分子化學實驗是高分子專業(yè)的一門專業(yè)必修課，在高分子化學教學中占有重要地位，可以有效地訓練學生的基本技能和綜合素質(zhì)。但傳統(tǒng)高分子實驗中的試劑使用量很大，種類較多且大部分試劑都具有毒副作用和較強的揮發(fā)性，對環(huán)境影響很大；同時在教學過程中側(cè)重于實驗技能，對于學生的綠色化學意識、環(huán)保意識和責任意識相對較少。

因此，通過高分子化學實驗的綠色化學教學改革，可以加深學生對理論知識的實踐理解，提高學生的創(chuàng)新意識和綠色意識[3-5]。為此，筆者在從事高分子化學實驗教學中進行了一些有益探索。

一、探究式教學概念

探究式教學，又稱發(fā)現(xiàn)法、研究法，是美國教育學家杜威在20世紀初提出的，他認為科學教育不僅僅要使學生掌握大量的理論知識，更重要的是學會科學研究的過程和方法[6-8]。其實古人在很多年前就提到“授人以魚，不如授人以漁”，已經(jīng)明確表明了學會方法的重要性。

探究式教學方法具體是指從學科研究領(lǐng)域或者從現(xiàn)實社會中選擇和確定一個主題，然后在教學中設(shè)置一個類似于科學研究的問題，以學生為主體，在教師的引導下，學生自覺、主動地探索科學知識，找出解決問題的方法，進行修改和完善，形成自己思想的學習過程。相比于傳統(tǒng)實驗教學方法，嘗試讓學生發(fā)現(xiàn)實驗教學中存在的問題并主動地提出相應(yīng)的解決方法，可以提高學生的參與度和積極性。

探究式教學方法的實施可以促使教師教學方法和學生學習方式的轉(zhuǎn)變，有利于學生創(chuàng)新意識和動手能力的培養(yǎng)。

二、高分子化學實驗教學中存在的問題

傳統(tǒng)高分子化學實驗教學和有機化學實驗等實驗教學一樣，以“驗證式”實驗教學為主。使用的實驗教材，對每一個實驗的目的、原理、操作、注意事項等都有具體描述。課前學生預習翻看一遍，上課時教師講解一遍，最后學生按照教材上操作進行實驗過程“驗證”。學生對教材和教師存在著嚴重的依賴性，而且對實驗課也不重視，認為是理論課的附屬，因此無法充分發(fā)揮實驗課程的作用。

目前高分子化學實驗教學中存在的主要弊端可以歸結(jié)為：第一，“照方抓藥”式傳統(tǒng)教學方法無法有效調(diào)動學生的學習積極性、培養(yǎng)學生的獨立思考能力和創(chuàng)新能力，最終導致學生無法有效地使用這些實驗知識，在大四實習和畢業(yè)論文寫作時就表現(xiàn)出明顯的弱勢；第二，教科書里的方法與現(xiàn)代化工的綠色化、可持續(xù)發(fā)展方向的要求依然跟不上，教材里描寫的原理和方法無法反映當今綠色化學的迫切要求[9-10]，即使是全國廣泛采用的新版教科書，依然沒有及時反映化工技術(shù)發(fā)展的新成果，容易給學生造成“現(xiàn)行技術(shù)就是如此水準”的印象，導致很多學生畢業(yè)后就放棄了本專業(yè)。

三、探究式教學的實施策略

目前高分子化學實驗主要針對高分子專業(yè)三年級學生進行開課。高分子專業(yè)學生在開展高分子化學實驗時，已經(jīng)經(jīng)過了無機化學、分析化學和有機化學等化學實驗的訓練，具有一定的實驗操作技能，因此完全可以采用要求更高的探究式教學法來完成高分子化學實驗。教師不僅要向?qū)W生詳細地傳授知識(原因與機理)，而且要求學生在探究學習的過程中，實現(xiàn)知識的掌握和科研能力的培養(yǎng)。在實驗過程中，教師根據(jù)教學內(nèi)容、目標和學生實際情況，設(shè)置合適的探究性問題，并根據(jù)這些問題讓學生展開相應(yīng)的實驗探究活動。這些問題的設(shè)置要合適，既有一定的針對性，又要有一定的難度，但是學生通過努力后可以得到解決。

雖然教材上的實驗步驟非常經(jīng)典，但與現(xiàn)實生產(chǎn)特別是“綠色化學”要求存在一定的差距，因此我們在開展高分子化學實驗的探究性實驗時，主要針對教材中實驗方案的“綠色性”展開探究性研究。針對這個問題，要求學生在預習過程中，通過查閱文獻資料，提出實驗中違反“綠色化學”的地方，然后再提出更為合理的實驗方案來解決教材中實驗方案存在的問題，并在教師的指導下改進實驗方案；最后在開展實驗過程中，將學生分成兩個組分別采用改進實驗方案和教材上的實驗方案展開實驗，在實驗中進行比較分析，總結(jié)兩套實驗方案的優(yōu)缺點。

例如，《高分子化學實驗》中的雙酚A環(huán)氧樹脂制備實驗[11]，該實驗主要存在以下三個問題：一，該反應(yīng)用到的化學試劑用量是過量的，完全可以用較少的化學試劑用量來完成整個實驗，但是化學試劑的最終用量需要根據(jù)最后產(chǎn)品的使用量進行倒推設(shè)計；二，在該反應(yīng)中用到苯作為環(huán)氧樹脂的溶劑，而苯是一種劇毒性的試劑，那么有沒有可能選擇一種可以實現(xiàn)相似功能，但是無毒或者低毒性的其他試劑來替代呢？通過查閱資料，甲苯完全可以作為環(huán)氧樹脂的溶劑，而且毒性低的多；三，在黏結(jié)實驗中，教材中采用了揮發(fā)性很強的刺激性劇毒乙二胺作為固化劑，而事實上環(huán)氧樹脂的固化劑很多，目前已經(jīng)有許多低毒甚至無毒的固化劑來替代乙二胺，如多乙烯多胺，而且多乙烯多胺固化后的環(huán)氧樹脂具有更好的黏結(jié)強度。采用探究式教學法，就可以讓學生從這三個角度進入，通過查閱文獻資料設(shè)計更為合理綠色的的實驗方案，還可以進一步根據(jù)實驗結(jié)果寫出科研小論文，接受真正的科研鍛煉，同時，對綠色化學有更深入的理解。

因此，采用探究式教學法不但可以培養(yǎng)學生積極的科學探索精神、合作精神，有利于提高學生的實踐動手能力和創(chuàng)新能力，同時由于學生采用的實驗方案與教材多少會有一些差異，而且實驗方案會有學生心理上一些期待，從而有利于學生學習積極性的提高，更加認真負責的去完成整個實驗過程，避免學生在實驗間隙聊天玩手機等開小差。

四、探究式教學的考核方式

實驗的考核方式對學生的學習積極性具有非常重要的影響。傳統(tǒng)實驗考核主要分為兩塊：平時成績(40%)，主要包括實驗預習(10%)和實驗操作(30%)；實驗報告成績(60%)，主要包括考核實驗結(jié)果(20%)和實驗報告(40%)[12]。但探究式教學法由于采用了超越教材的實驗方案，因此要求考核的重點和考核面都有所改變。比如，預習設(shè)計實驗時，學生需要大量的時間查閱資料來尋找實驗中有違“綠色化學”的地方，并設(shè)計合適的實驗方案；完成實驗后，學生需要對實驗結(jié)果進行詳細的對比分析討論，總結(jié)傳統(tǒng)和改進后實驗方案的優(yōu)缺點，并寫出自己的實驗心得。

這兩部分內(nèi)容在以前的實驗考核中比例很少，甚至沒有，但探究式教學法中這兩塊內(nèi)容可以在很大程度上反映學生的主動性和創(chuàng)新性，因此這兩塊內(nèi)容在最后成績中所占的比重需要大幅提高。為此，我們將實驗預習的考核比例提高到20%；作為探究性實驗，實驗結(jié)果往往具有不確定性，因此實驗結(jié)果比例降為10%，而傳統(tǒng)和對比實驗結(jié)果的分析討論是探究式實驗教學的重要組成部分，是在實驗報告中一起上交完成，因此實驗報告的比例提高到50%，其中實驗對比分析討論部分為20%，其他實驗報告部分為30%，促使學生認真地對實驗結(jié)果進行分析總結(jié)。

五、結(jié)語

采用探究式教學方法，通過設(shè)置合理的實驗目標，在教師的指導下，讓學生積極地設(shè)計合理的實驗方案并實施，可以促使學生更為專注認真地去完成實驗，提高學生的學習主動性和積極性，鍛煉學生分析問題和解決問題的能力，取得了良好的教學效果。

[1]王婷婷.如何在高校開展綠色化學教學的探索與分析[J].科學導報，2015(10):15.

[2]翟翠萍，劉學軍，陳欣.高等學校綠色化學教學內(nèi)容與教學方法的探討[J].化工時刊，2015，29(5):39-41.

[3]馮?？?高分子化學實驗教學改革之探新[J].廣州化工，2013，41(9):243-244.

[4]周美云，譚紹早.高分子化學實驗教學改革的幾點建議[J].廣東化工，2012，4(39):223.

[5]王麗梅.基于創(chuàng)新性應(yīng)用型人才培養(yǎng)的實驗教學方法研究[J].實驗技術(shù)與管理，2014，31(1):19-21.

[6]楊喜平，曹曉雨，閆向陽，等.物理化學實驗的科學探究式教學研究[J].廣州化工，2012，40(14)：214-215.

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[10]楊冬梅，王軍.物理化學實驗教學的綠色化改革[J].大學教育，2016(1)：90-92.

[11]何衛(wèi)東，金邦坤，郭麗萍.高分子化學實驗[M].第二版.安徽合肥：中國科學技術(shù)大學出版社，2012：126-127.

[12]邵林軍，齊陳澤.深化有機化學實驗教學改革促進優(yōu)秀人才培養(yǎng)[J].紹興文理學院學報，2011，31(9):80-82+88.

(責任編輯 王海雷)

Application of Inquiry-based Teaching in Polymer Experimental Teaching

Shao Linjun Qi Chenze

(School of Chemistry and Chemical Engineering, Shaoxing University, Shaoxing, Zhejiang 312000)

This paper presents the application of inquiry-based teaching in polymer experiment. Based on the current polymer chemistry and green development, the experiments were improved to help students understand the characteristics of polymer experiment and its development trend, and master polymer basic theoretical knowledge and experimental design skills. The improvement of polymer experiment could also transform the polymer experiment from “verification” to “inquiry”, thereby enhancing the innovation ability and green consciousness of students.

polymer chemistry experiment; teaching reform; inquiry-based teaching; green chemistry

10.16169/j.issn.1008-293x.j.2017.10.001

G642.423

A

1008-293X(2017)10-0001-04

2016-02-13

紹興市高等教育內(nèi)涵建設(shè)項目(紹市教高〔2015〕133-138)

邵林軍(1982- )，男，浙江新昌人，博士，紹興文理學院化學化工學院講師，研究方向：高分子材料制備和性能研究。