季蓉　黃朝瑋　張煥芝

【摘 要】《高分子物理》課程作為高分子材料與工程專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課，具有理論層次深、數(shù)學(xué)推導(dǎo)多和系統(tǒng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，授課質(zhì)量普遍需要提高。本文針對(duì)《高分子物理》課程的教學(xué)現(xiàn)狀，提出通過(guò)互動(dòng)式教學(xué)、將生活和科研實(shí)例引入課堂、開(kāi)展專題學(xué)習(xí)模式同時(shí)采用綜合型考核方式等方式進(jìn)行課堂教學(xué)改革，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為中心，提高教學(xué)效果，從而培養(yǎng)高分子材料領(lǐng)域綜合能力強(qiáng)的高素質(zhì)應(yīng)用型人才。

【關(guān)鍵詞】高分子物理;教學(xué)改革;探索

中圖分類號(hào)： O63-4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A文章編號(hào)： 2095-2457（2019）01-0096-002

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，高分子材料逐漸成為現(xiàn)代文明的重要標(biāo)志之一。特別是近年來(lái)大多數(shù)普通高校紛紛進(jìn)行國(guó)際專業(yè)工程認(rèn)證，這就要求我們工科高校不斷培養(yǎng)基礎(chǔ)厚、技能強(qiáng)的高素質(zhì)應(yīng)用型人才?！陡叻肿游锢怼肥歉叻肿硬牧吓c工程專業(yè)非常重要的專業(yè)基礎(chǔ)必修課，使學(xué)生深入學(xué)習(xí)高分子材料結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系規(guī)律，為從事和理解高分子材料的合成改性、加工成型及應(yīng)用奠定了扎實(shí)的理論基礎(chǔ)[1]。因此，該課程課堂教學(xué)質(zhì)量的好壞嚴(yán)重影響學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的掌握和理解程度，對(duì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)也影響深遠(yuǎn)。但是，《高分子物理》課程的內(nèi)容抽象，涉及的概念多，數(shù)學(xué)推導(dǎo)多，理論較深[2-3]。傳統(tǒng)的教學(xué)常常采用“一言堂”、“填鴨式”教育，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性不高，學(xué)習(xí)效果較差。因此，迫切需要改革教育教學(xué)方法，以學(xué)生為中心，來(lái)調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新意識(shí)，真正培養(yǎng)出滿足社會(huì)需求的高分子材料類高素質(zhì)應(yīng)用型工程技術(shù)人才。本文針對(duì)《高分子物理》課程的傳統(tǒng)授課模式、教學(xué)方法進(jìn)行了初步改革和探索，以達(dá)到完成課程教學(xué)目標(biāo)、提高學(xué)生學(xué)習(xí)熱情和培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)的目的。

1 互動(dòng)式教學(xué)

互動(dòng)式教學(xué)能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)注意力，從而積極參與課堂教學(xué)內(nèi)容，成為課堂問(wèn)題的解答者和講解者，充分吸收、消化課堂內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)目標(biāo)[4]。因此，要提高課堂的教學(xué)質(zhì)量，不僅需要任課教師對(duì)課堂內(nèi)容熟練，講解過(guò)程風(fēng)趣幽默;更要求教師適時(shí)與學(xué)生進(jìn)行互動(dòng)，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，積極參與課堂，特別是在講抽象難懂的理論知識(shí)時(shí)。教學(xué)本身就是一個(gè)交流的過(guò)程，只有在課堂上與學(xué)生多溝通多交流，不斷地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，化被動(dòng)為主動(dòng)，才能有效地提高教學(xué)質(zhì)量。比如在講到聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg，熔融溫度Tm，粘流溫度Tf時(shí)，教師可以提問(wèn)讓學(xué)生分別說(shuō)出三個(gè)溫度點(diǎn)時(shí)高分子鏈的運(yùn)動(dòng)特征和影響因素？為什么常溫下天然橡膠是柔軟的彈性材料，-100℃時(shí)會(huì)變得很硬？從而加深學(xué)生對(duì)高分子材料結(jié)構(gòu)與性能的理解，提高學(xué)習(xí)效果。尤其是在當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)化信息化快速發(fā)展的今天，學(xué)生上課的興趣大幅度下降，如何在《高分子物理》課程教學(xué)過(guò)程中及時(shí)有效地進(jìn)行提問(wèn)，提高學(xué)生的課堂注意力，值得任課老師深思。

2 引用生活與科研實(shí)例教學(xué)

《高分子物理》作為一門與高分子實(shí)際應(yīng)用緊密結(jié)合的應(yīng)用科學(xué)，授課過(guò)程既要使學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)過(guò)程中理解掌握深入、抽象的基礎(chǔ)理論知識(shí)，也要使其學(xué)會(huì)靈活運(yùn)用理論知識(shí)來(lái)分析、解決實(shí)際問(wèn)題，這樣才能滿足社會(huì)需求的高素質(zhì)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)。因此，在講解《高分子物理》中抽象的理論及概念時(shí)，適當(dāng)列舉生活中的實(shí)例，易于學(xué)生理解，加深學(xué)生的認(rèn)識(shí)。例如，在講高分子材料的蠕變特性時(shí)，讓學(xué)生們思考牙膏從管口擠出時(shí)，直徑是不是脹大了？這是為什么呢？主要是由于牙膏中含有的高分子化合物在牙膏管中呈卷曲狀態(tài)，當(dāng)擠出管口時(shí)，受力變?yōu)樯煺範(fàn)顟B(tài)，出來(lái)后又變?yōu)榫砬鸂顟B(tài)，從而使體積變大。這就是高分子材料常有的蠕變現(xiàn)象，其實(shí)質(zhì)就是在應(yīng)力作用下，聚合物內(nèi)部分子結(jié)構(gòu)重新調(diào)整的過(guò)程。這樣，學(xué)生就更容易理解接受理論知識(shí)，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

另外，隨著高分子材料的快速發(fā)展，不斷涌現(xiàn)出新型功能材料、智能材料、液晶材料等領(lǐng)域的最新研究成果，因此，很有必要在課堂教學(xué)中針對(duì)對(duì)應(yīng)章節(jié)的教學(xué)內(nèi)容添加一些科研前沿知識(shí)，開(kāi)拓學(xué)生的視野，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)并提高其學(xué)習(xí)熱情，也有利于學(xué)生更深入地了解高分子材料結(jié)構(gòu)與性能間的關(guān)系。例如，在講到液晶高分子時(shí)，適時(shí)地引入國(guó)際上新出現(xiàn)的液晶高分子材料的結(jié)構(gòu)特征和對(duì)應(yīng)的性能變化，從而吸引學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在講到功能高分子材料時(shí)，引入超高分子量聚乙烯或聚四氟乙烯等在人工骨頭、人工關(guān)節(jié)等領(lǐng)域的應(yīng)用，進(jìn)一步講解這些材料的結(jié)構(gòu)特征引起的性能優(yōu)勢(shì)，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，加深學(xué)生對(duì)高分子材料結(jié)構(gòu)與性能的認(rèn)識(shí)。另外，任課教師自己及所在學(xué)院的科研工作很可能涵蓋大量高分子物理的理論知識(shí)，將身邊老師們自己的最新科研成果引入到課堂教學(xué)，結(jié)合課堂的基礎(chǔ)理論知識(shí)，帶領(lǐng)學(xué)生一起分析老師們某一科研課題的研究背景、現(xiàn)狀、出發(fā)點(diǎn)、新材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)制備方法及材料的性能分析、結(jié)果如何，從而讓學(xué)生真切地了解老師們進(jìn)行科學(xué)研究的思路和方法，感受到理論知識(shí)在科研過(guò)程的指導(dǎo)意義。這樣有助于開(kāi)闊學(xué)生視野，培養(yǎng)其創(chuàng)新意識(shí)，增強(qiáng)對(duì)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)提高學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題及解決問(wèn)題的能力。

3 開(kāi)展主題學(xué)習(xí)式教學(xué)

《高分子物理》課程含有大量的理論模型，理論性強(qiáng)，學(xué)生學(xué)習(xí)起來(lái)枯燥無(wú)味，往往只看結(jié)果，不關(guān)注模型的推理過(guò)程，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)不深入，理解不透徹。通過(guò)主題學(xué)習(xí)活動(dòng)的開(kāi)展，讓學(xué)生帶著具體任務(wù)去查閱資料，通過(guò)資料自己分析問(wèn)題和解決問(wèn)題，利于學(xué)生進(jìn)行自主探索和互動(dòng)協(xié)作的學(xué)習(xí)，可有效培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，在這個(gè)過(guò)程，教師可以不斷引導(dǎo)學(xué)生去自主學(xué)習(xí)。這樣，有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望，提高其自主學(xué)習(xí)能力，培養(yǎng)其團(tuán)隊(duì)合作精神。比如高分子材料有多種結(jié)晶模型，可以讓學(xué)生課后分后查找“某一種高分子材料的結(jié)晶模型是如何建立起來(lái)的”。學(xué)生在收集資料的過(guò)程中，自然會(huì)了解到模型的建立過(guò)程，通過(guò)自己查閱找到問(wèn)題的答案，成就感很強(qiáng)，學(xué)生對(duì)知識(shí)就會(huì)多一些了解，記憶也會(huì)加深一些。

再如“kevlar纖維是怎樣發(fā)現(xiàn)和生產(chǎn)出來(lái)的？”，讓學(xué)生通過(guò)自己查閱資料理解液晶高分子的結(jié)構(gòu)特征和性能優(yōu)勢(shì)。這種專題作業(yè)，學(xué)生查找的答案五花八門，有許多是道聽(tīng)途說(shuō)。但是通過(guò)這個(gè)過(guò)程，可以顯著提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，拉近學(xué)生與知識(shí)的距離。再經(jīng)過(guò)老師進(jìn)一步的詳細(xì)講解，學(xué)生可以更好的理解和認(rèn)識(shí)理論模型，對(duì)于模型的意義也能體會(huì)的更加深刻。最后，為了讓學(xué)生深刻理解高分子材料中結(jié)構(gòu)決定性能的理論奧妙，可以設(shè)置一定的專題作業(yè)如：“選擇一種高分子材料并設(shè)計(jì)加工路線，滿足自行車內(nèi)胎的使用需求”;“哪種材料可以用作編織袋的纖維，該纖維適合的加工工藝包括哪些工序，為什么”。這樣，同學(xué)即使只看題目，也會(huì)在腦海中思考一下，哪種材料合適呢，是什么原因呢？當(dāng)發(fā)現(xiàn)結(jié)果和自己的想法不同后，就會(huì)去尋找原因進(jìn)行分析，該過(guò)程已經(jīng)是“結(jié)構(gòu)與性能”關(guān)系的分析和運(yùn)用了。這樣的專題作業(yè)沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)的答案，學(xué)生需要查閱大量參考資料才能找到一定的答案，學(xué)生也不確定答案的準(zhǔn)確性高低;在課堂和大家一起深入討論分析時(shí)，學(xué)生會(huì)不斷分析自己的不足之處，試著去找到準(zhǔn)確的答案。在這個(gè)過(guò)程中，學(xué)生自己對(duì)問(wèn)題進(jìn)行了剖析，并利用學(xué)到的理論自己解決問(wèn)題，在解決問(wèn)題的過(guò)程中自然會(huì)加深對(duì)經(jīng)典理論的理解，這會(huì)使學(xué)生充滿自豪感和成就感，這樣，就逐漸變成了自覺(jué)、主動(dòng)學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)了以學(xué)生為中心的教育理念。

4 建立綜合考核機(jī)制

傳統(tǒng)的《高分子物理》課程考核主要以期末考試作為考核方式，易于考察學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握程度。但該方式很難體現(xiàn)對(duì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、創(chuàng)新意識(shí)等綜合能力的考核。因此，在信息化高速發(fā)展的今天，開(kāi)展多元化、過(guò)程性及綜合性的考核方式，突出對(duì)學(xué)生綜合技能的考察顯得尤為重要。因此，進(jìn)行教學(xué)方式改革的同時(shí)，必然要對(duì)考核方式同時(shí)進(jìn)行改革。要衡量學(xué)生在互動(dòng)式教學(xué)、專題學(xué)習(xí)等過(guò)程的總體表現(xiàn)，我們可以采用綜合考核方式，如出勤和課堂互動(dòng)占10%，作業(yè)占10%，專題討論占10%，PPT展示占10%，復(fù)雜工程問(wèn)題解答報(bào)告占10%，期末考試成績(jī)占50%。這樣的考核方式包含了對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)自主性、課堂認(rèn)真學(xué)習(xí)程度、創(chuàng)新能力的評(píng)價(jià)，有助于提高學(xué)生平時(shí)的學(xué)習(xí)積極性，讓學(xué)生真正參與到課堂中來(lái)，自主學(xué)習(xí)，這樣的考核才能真實(shí)反映學(xué)生靈活運(yùn)用理論知識(shí)的能力，是提高課堂學(xué)習(xí)效果、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和自主學(xué)習(xí)能力等方面綜合素質(zhì)的有效方法。

5 結(jié)語(yǔ)

《高分子物理》是高分子材料與工程專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課，為學(xué)生在高分子材料制備、改性、加工及應(yīng)用等領(lǐng)域工作提供了良好的知識(shí)基礎(chǔ)，具有較強(qiáng)的理論性和應(yīng)用指導(dǎo)性。通過(guò)不斷改進(jìn)教學(xué)方法和學(xué)生綜合能力的考核，提高學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性，積極參與到課堂中來(lái)，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新思維，有效提高課堂教學(xué)效果，從而培養(yǎng)高分子材料領(lǐng)域綜合能力強(qiáng)的高素質(zhì)應(yīng)用型人才。

【參考文獻(xiàn)】

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