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非高分子专业《高分子化学》课程教学实践与探索

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2019-07-30 10:36:07    来源:    作者:xuekanba

摘要:对非高分子专业的《高分子化学》课程的教学实践进行了总结,论述了从第一堂课、从教材内容合理安排利用、从采取灵活教学方式三个方面入手提高教学质量的方法。

关键词:高分子化学 课程教学  实践与探索

《高分子化学》作为高分子材料科学与工程专业最重要的专业基础课之一,也列入了我校化学工程与工艺、纺织工程的专业选修课。一般安排在三年级上学期。纺织工程当然涉及了高分子合成纤维的内容,我校化学工程与工艺专业下设了精细化工的方向,其中的涂料与胶黏剂的知识也是重点讲解的内容之一。以上知识的学习都需要有高分子化学与物理的知识储备,才能得以顺利进行。高分子学科虽然是一门年轻的学科,但是随着人们对于新材料的需求日益增加,合成出新的有特殊功能的高分子材料意义越来越大。于是《高分子化学》作为一门基础学科,越来越受到大家的重视,已经与传统的四大化学(无机化学,有机化学,分析化学和物理化学)一起形成了新的五大化学,成为了化学、化工、材料等学科的基础课程。

 往往作为必修课的课程会得到学生更多的重视和投入,学习的效果也会较好。而很多学生认为选修课意味着不那么重要,心里上就会产生轻视的情绪,学习的效果自然没有必修课那么好。现实的情况又是学生得知《高分子化学》是高分子专业的课程,认为和本专业没有什么关系或者关系不大,厌学的情绪又会增加一些。并且在学习的过程中往往都会感觉《高分子化学》知识内容概念很多,又很抽象,数学推导也多,又是第一次接触大分子、长链分子的概念,与以前的小分子截然不同,在畏难的心理下更会放弃认真学习本该认真对待花大力气学好的一门重要课程。笔者在多年的教学实践中体会到,要使非本专业的学生更好的学习掌握这门课程,作为教师除了自身对课程理解深刻,认真备课之外,还需要从以下三个方面入手提高教学效果。

1 从第一堂课入手

      一出戏,要演好序幕;一篇乐章,要凑好序曲;第一堂课就像是与人交往时的第一印象,表现好会加分,反之则失分。

1.1 从第一堂课建立良好的师生关系

       良好的师生关系从第一印象开始。很多人求学经历中都有这样的经历,喜欢某个老师会加倍认真的学习,反之会厌恶老师所教的那门课。大学老师一般都不止教一门课,所以《高分子化学》的第一堂课也许并不是你和学生的第一次见面,但是在这门课上还是第一次见。其他课上也许积累了良好的印象,但是这门课上不好也会让之前的成果丧失殆尽。之前如果印象没那么好,那么上好这门课将会是一个很好的弥补机会。如果是你们的第一次见面,应该有个简短的互相认识的过程。教师应该做自我介绍,告诉学生自己的家乡、兴趣特长等等,然后可以随机和两三个同学进行简短的对话,这样往往可以瞬间拉近和一些同学的距离。言谈尽量轻松诙谐,面带微笑,让学生能感受到轻松愉快,没有多少人会喜欢拘泥刻板。要精神饱满,声音洪亮,让学生能感受到你的热情。

1.2 从第一堂课激发学生兴趣

        兴趣是最好的老师。怎样从内容的设计上激发学生的兴趣应该是第一堂课最重要的目标。《高分子化学》[1]绪论1.1部分的内容是高分子科学的建立和发展,可以着重介绍一些与高分子材料发展有关的重要的有趣历史事件,以达到吸引学生的目的。比如“橡胶之父”Goodyear通过长达数年的尝试发现了硫磺固化天然橡胶的例子,直到今天Goodyear已经成为著名的轮胎生产制造商。比如美国人Hyatt在重赏之下发明了人造塑料赛璐珞(celluloid),用此取代了当时非常昂贵的制作台球的材料—象牙,并且一直沿用至今,成为乒乓球、胶片等的主要材料。再如Carothers在Dupont公司最终合成出尼龙66,并成功商业化。不久后生产的尼龙丝袜成为了美国万千女性趋之若鹜的商品。不仅如此,他的研究成果还有力验证并发展了Staudinger的“大分子”学说。高分子学科发展的历史本身就是丰富多彩,引人入胜的。类似的例子还有很多,比如Carothers当年的合作伙伴Flory奠定了高分子溶液理论的基础,Zigler和Natta发明了配位定向聚合技术,Heeger, 白川英树等发现了导电高分子等等。选取一两个历史故事作适当的展开,定能起到吸引学生,激发兴趣的目的。

2 从教材内容合理安排利用入手

      不同专业的学生学习《高分子化学》课程的要求应该是不一样的。以我校化学工程与工艺专业本科生来说,学习这门课程的学时只有32个。他们学习这门课主要是用于后续课程《精细化工工艺学》的学习,而这里涉及的高分子方面的内容主要是涂料和胶黏剂。所以除了讲解《高分子化学》里普遍性的概念、原理、方法之外,还需要针对他们的后续学习有所取舍。根据以上的分析,笔者以教材的第2章缩聚及其他逐步聚合反应、第3章自由基聚合反应、第5章共聚合反应作为主要内容加以讲授,将第4章离子型聚合和配位聚合、第6章聚合物的化学反应作为次要内容。其中教材第2章中缩聚内容比较详实,而其他逐步聚合反应比如说逐步加成聚合制备聚氨酯的内容就很省略,而聚氨酯的内容对于本校精细化工方向的学生来说是比较重要的内容之一,所以这方面需要加强。其他逐步聚合反应像Diels-Alder聚合、氧化偶合聚合就可以如教材一样简略带过即可。第6章聚合物化学反应中聚合物的交联和接枝、大分子的扩链反应应该作为重点,其他的只作简要介绍。这样针对不同的专业合理安排主要内容和次要内容,做到主次分明、有的放矢,能够让学生在短时间里抓住重点,促进吸收,才能改善教学效果。

3 从采取灵活教学方式入手

      如果把教学活动比喻成讲故事,那么除了故事本身要精彩之外,讲故事的人当然特别重要。有人会把一个好故事讲坏,也有人能把一个差故事讲好,这其中的秘诀就是讲故事的方法是否得当。讲故事的方法就好比教学方式,好的教学方式当然也极其重要。

3.1 运用合理的类比解释抽象概念

        众所周知《高分子化学》中抽象概念繁多[2],对于首次接受高分子长链概念的学生来讲,理解这些概念比较困难,导致了很多学生学习效果不佳。如果在讲解这些抽象概念的时候不照本宣科,采用合理的类比会有助于他们理解,更好的学习这门课程。《高分子化学》中分子量、平均分子量、分子量分布都是要求熟练掌握的基本概念。分子量、平均分子量容易理解,但是分子量分布对于第一次接触高分子概念的同学则比较困难。可以拿贫富差距来类比说明分子量分布的概念。某个地区的平均工资比如说是3000元/月,那么这个地区的每个人是否都是3000/月呢?学生很容易回答不可能,因为有贫富差距。那么某种高分子物质的平均分子量是5000,由于分子链有长有短,也有“贫富差距”,所以不是每根分子链分子量都是5000。衡量贫富差距的基尼系数就好比衡量我们的分子量分布大小的多分散性系数。理想社会的基尼系数不能太大,而多分散性系数则有时大有时小,和不同的聚合机理、聚合方法等有关。这样把一个枯燥抽象的分子量分布和当前大家普遍关注的贫富差距联系起来,既形象又具体,相信同学会记忆深刻,过“耳”不忘。讲到逐步聚合与连锁(自由基)聚合的区别时,前者的分子量是逐步增长的,而后者分子量瞬时就达到很大,同学也不好理解。可以将逐步聚合分子量的增长比作爬山,而自由基聚合分子量增长可以比作从山顶掉下来。再比如用珍珠项链比喻高分子链,珍珠比喻为链节,串线比为共价键[2]。好的教师应该掌握好的传播技巧和手段,把复杂抽象的问题简单通俗化应该可以很好的加强教学效果。

3.2 合理运用多媒体教学,加强互动式教学[3]

        多媒体教学在各级教学活动中的应用已日益频繁。可以运用的多媒体手段很多,制作幻灯片,flash动画,视频等,只有合理运用“图、文、声、像”才能为教学带来便利,运用不合理有时反而会带来不利影响。要想合理运用多媒体教学,首先要明确多媒体只是增强教学效果的方法之一,不能全盘否定传统教学模式。并且,如果仅仅把多媒体教学等同于在课堂上播放幻灯片,那么教学效  果甚至不如传统教学模式。其二,幻灯片的制作要简洁明快,条理清晰。每张幻灯片上字数不宜过多。字数太多学生看得太累,也掌握不了重点,还会影响他们记笔记。第三,幻灯片张数也不能太多。张数太多切换幻灯片的速度就太快,会给人眼花缭乱的感觉,不利于学生集中精力。总之,利于幻灯片要把握好幻灯片的制作,放映的速度,才能更好的为教学服务。

        现代的多媒体教学方式并不能完全代替传统教学模式。因为教学过程不是简单的老师在上面讲,学生在下面听的过程,还需要在课堂上有交流,沟通。

因此,互动式教学就显得非常的重要。互动的方式之一可以让学生上台讲解次要的章节。比如可以选取《高分子化学》第6章聚合物的化学反应中的第二节聚合物的官能团反应作为让学生主讲的内容。为了取得更好的互动效果,要对学生的准备过程进行辅导和督促。对于非高分子专业的《高分子化学》课程的学习,由于内容多,课时少,难度大,需要及时了解学生的掌握情况。通过传统的布置课后作业,课后批改作业的方式会比较慢。可以采取部分基础概念随堂考查的方法来了解学生对主要内容的掌握程度,而一些需要比较长时间思考和总结的题目,可以通过布置课后作业的方法来解决。这样不仅可以让学生集中主要的时间和精力来对付比较难的问题,也可以及时了解学生对基础知识的掌握情况。

教学实践是一个不断摸索着前进的过程。只有在熟练掌握课程内容,并做到融会贯通的基础上,时刻替学生着想,了解学生的接受能力和乐于接受的方法,才能把课越上越好。

作者简介:柯勇(1977年)男,湖北人,汉族,学历:本科 ,研究方向:高分子材料。

参考文献

[1]   魏无际,俞强,崔益华等.高分子化学与物理基础[M].北京:化学工业出版社,2008.

[2]   陈传祥.金属材料工程专业高分子化学教学改革探索[J].化工高等教育,2007,24(2):37-38.

[3]   范丽娟,程丝.高分子化学选修课的教学实践与探讨[J].化工高等教育,2009,26(4):73-76,92.