發布時間:2024-03-05 16:20:41
序言:作為思想的載體和知識的探索者,寫作是一種獨特的藝術,我們為您準備了不同風格的5篇高分子化學專業,期待它們能激發您的靈感。
關鍵詞:金屬材料;高分子化學;課程;教學
引言
金屬高分子材料在我們生活中的很多領域都有非常廣泛的應用。發展前景非常好,為了我國高分子化學領域走在世界的前列,作為培養未來研發人才的高校在相關教學過程中需要開拓思路,積極調整課程方案,通過最有效果的教學讓學生成為我國高分子化學領域將來最得力的研發生產人員。
一、理論聯系實際,讓教學貼近科研,靠近生產
學習不是為了學習本身,學以致用才是學習的最終目標。在目前的很多課程設置和教學方案或者授課方法方式上,我們看到的不是學以致用,而是學以致學,為了學習而學習,為了學分而學,為了簡單的成績和通過畢業而學。為了能夠最大程度的讓學生體會到學以致用,每節課都要提前備課,充分準備,把該節課所講內容在目前高分子化學科研、生產領域的應用情況對學生進行詳細的介紹,提高他們對本節課的重視程度。在上課的時候,為了加深他們的印象,會在課文理論知識之外為他們充分準備課堂理論內容相關的科研成果和高分子化學實際生產領域的應用現狀及前景。在可能的情況下,帶領他們參觀科研單位,參觀生產基地,切身感受體會自己所學課程的巨大應用潛力和前景。讓他們不只是理解理論知識,還要緊密的聯系實際的科研和生產,為將來的職業規劃做鋪墊。
二、參與式教學強調學生的參與性與主體性
在課堂教學過程中,提倡參與式的互動式教學。從形式上對以往的授課進行改變,這就需要老師和同學都必須對課本有非常深入的了解,僅僅預習是不夠的。所謂參與式教學就是要讓學生參與到課堂中來,并不是以前老師在講臺上說同學在講臺下聽這種完全沒有交流沒有互動的授課模式。同學要經過對授課內容的了解,經過思考提出自己的問題,老師則通過解答這些問題來有針對性的解決每個同學遇到的問題,讓課堂變得有活力。除此之外課堂還要體現學生的主體性,以學生的視角為主,從學生的問題出發,讓學生主導課堂,讓學生有充分的思考空間,這就需要老師發掘和培養學生獨立思考的能力,才能發揮出參與式教學的特色,否則課堂會陷入一種混亂的狀態,老師既不能主導課堂,學生也沒有學習和思考的動力,那樣不是參與式教學的目標。
三、通過實驗讓理論聯系科研,聯系生產
實驗在高分子化學教學中有非常重要的作用,首先可以通過實驗讓學生對生澀難懂的理論知識有直觀的了解,對于已經學到的理論知識有驗證的過程,也可應通過實驗的動手操作過程增加同學對高分子化學的興趣。除此之外,也能通過復雜的高分子化學實驗來讓學生觀察高分子材料的外觀特征,以及各種物理和化學變化在高分子材料上的感官表現,增加同學對高分子材料的熟悉程度。也可以安排同學進行獨立的實驗設計、實驗實施和實驗總結,提高他們的獨立操作能力,也能最大限度的激發他們的創造力。 教學實驗不應當停留在實驗室,當有些非常復雜的實驗或者對操作技術和實驗設施設備要求比較高,在教學過程中無法進行實際操作的時候,可以通過多媒體技術進行實驗教學。不管是圖片、動畫還是視頻資料,都可以作為多媒體實驗教學的教學工具,這樣不僅可以立體的展現教學內容,還能通過多媒體的表現形式吸引同學的注意力,抓住同學的注意力,為實際的教學工作提供服務。這就需要老師有豐富的教學資源和實際操作技術,最好的情況是老師們可以按照自己的教學需求編制自己的多媒體實驗教學內容,開展多種形式的教學工作。 作為實驗教學,可以適當安排一些開放式實驗教學。讓學生根據自己所學的知識,查閱相關資料自行設計實驗主題,在老師的協助下完善實驗方案,同學之間按照興趣和能力自由分組、自主選擇實驗設備和實驗儀器,在老師的指導下,按照實驗方案獨立完成實驗,并書寫實驗報告,這樣可以通過獨立操作實驗鍛煉學生的獨立思考能力,動手操作能力,實驗組織能力和團隊合作能力。
四結束語
在金屬材料工程專業高分子化學教學改革中,通過理論聯系實際注重學以致用,提高學生對高分子化學課程的興趣和學習積極性,通過參與式教學提高學生在課堂的參與程度并豐富參與方式,還能培養學生發現問題、獨立思考問題和語言表達能力,通過實驗教學培養同學對待科學嚴謹的態度和操作實驗的能力,為我國將來的高分子化學的科研和實際生產培養扎實有用的人才。
參考文獻
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關鍵詞:高分子材料;高分子化學;實驗教學
高分子化學實驗是高分子化學課程教學的一種最有效的實踐教學形式,它可以幫助和促進學生課堂理論知識的學習與消化,建立和鞏固高分子化學基本概念和理論,獲取高分子化學知識,培養科學素質和操作技能。我國著名化學家戴安邦指出:“只傳授化學知識和技術的化學教育是片面的,全面的化學教育要求既傳授化學知識和技巧,又訓練科學方法與思維,還培養科學精神和品德,學生在化學實驗中是學習的主體,在教師指導下進行實驗,訓練用實驗解決化學問題,使各項智力皆得到發展”。這番話指出了開設化學實驗課的深刻內涵和重要價值。2004年國家教育部頒布的《普通高等學校本科教學工作水平評估方案》在評估指標的二級指標“實踐教學”中,從“實踐教學內容與體系,綜合性、設計性實驗課的比例及效果,實驗室開放”三個方面明確了實踐教學改革和發展的方向。近幾年高校的化學類實驗教學改革取得了令人矚目的成果。高分子材料科學與工程專業是很多高校在近年來新開設的專業,在實驗教學與改革方面的成果積累較少,尤其高分子化學實驗教學采用陳舊的教學內容和教學方法依然居多。通過調研發現,目前國內高校高分子材料科學與工程專業的高分子化學實驗教學依然不同程度地存在一些問題。
一、高分子化學實驗教學現狀剖析
1.實驗教學體系和內容欠爭理
多數的實驗教學附屬于理論教學,沒有單獨設課和單獨考核,實驗課時相對較少雖然有些高校高分子化學實驗已經獨立設課,但僅作為考查課。實驗教學內容中傳統的、陳舊的實驗較多,而體現現代科學技術發展成果的實驗很少認知性、驗證性實驗所占的比理偏高,培養學生創新能力的綜合性、設計性、應用性和創新性的實驗偏少,而且實驗環節偏重于理論,突出高分子材料應用性特點的實驗太少,不利于培養學生的工程觀念。
2.實驗教學方法單一
學生按照實驗講義預習,然后進實驗室。實驗前教師把實驗目的、實驗原理、儀器使用方法、測試方法、實驗步驟和數據記錄表格及數據處理方法等進行詳細的集中講解。學生只需按教師指導的過程按部就班或者依照講義“照方抓藥”,就可以完成一個實驗。一部分學生糊里糊涂地來到實驗室,只動手不動腦地完成實驗,然后又迷迷糊糊地離開實驗室。實驗的現象和結果沒有給他們留下太深的印象,對學生觀察能力、分析問題和解決問題的能力以及創新意識的培養都很不夠。這種統一模式、統一要求、齊步走的教學方法,一方面造成了學生對教師的過分依賴,另一方面抑制了學生個性思維的發展和創新能力的培養。
3.實驗嫩學手段落后
在現代信息技術迅速發展的今天,雖然網絡技術、多媒體技術等現代教學技術在理論教學中得到了普遍應用,但虛擬、仿真等實驗技術手段未能在實驗教學中推廣應用。這樣對于一些耗費過高、時間過長、毒性過大、危險性過高的實驗,只能最低限度地開設,且開設過程中費用大和危險性高,導致學生對此類重要實驗缺乏足夠的認知和感受的機會。
二、新教學模塊的實踐性探索與成效
針對目前國內高校高分子材料科學與工程專業高分子化學實驗教學中存在的一些問題,借鑒其他化學實驗教學改革的優秀成果,提出了基礎技能實驗、綜合設計實驗、研究創新型實驗的三個高分子化學實驗教學模塊體系,并在每個模塊中結合常熟理工學院教師的科研成果引入_些新的實驗教學內容,采用開放式實驗教學方法。通過實驗教學實踐發現新的體系和教學方法在培養學生的創新意識和工程實踐能力方面起到了較好的效果。
1.基礎技能實驗教學模塊
基礎技能實驗模塊構建的目的著重建立高分子化學實驗與相關基礎理論知識之間的有機聯系。培養學生的實驗安全意識、清潔衛生習慣和嚴謹的實驗態度。訓練學生掌握熟練規范的實驗操作技能和技巧,為后續的實驗教學模塊的實施打下良好的基礎。
基礎技能實驗模塊的教學內容設計在課時總量的40%~50%為宜,課時數約30學時,開設8~10個實驗。教學內容設計涉及到高分子化學反應機理,如自由基、陰離子,陽離子等連鎖反應機理,縮聚、基團轉移聚合等逐步反應機理,開環聚合反應機理等。在實驗實施方法方面涉及到本體聚合、溶液聚合、懸浮聚合、乳液聚合、熔融縮聚、界面縮聚等。如設計膨脹計發測定苯乙烯本體聚合動力學實驗,讓學生直觀感受到了誘導期概念、聚合過程體積減小的現象以及聚合物溶液的粘性特征等非常重要的高分子化學理論知識。設計過硫酸鉀引發甲基丙烯酸甲酯自乳化聚合實驗,除讓學生明確了乳液聚合的基本原理外,還了解到了聚合物大分子鏈端基的重要作用。設計己二酰氯和己二胺界面縮聚實驗,讓學生深入理解了界面縮聚的概念和聚合物的可紡成纖性能等主要高分子知識。通過設計一些自由基、陰離子、陽離子等連鎖反應機理的實驗,使學生進一步掌握了活性中心的概念,同時在實驗過程中認知了這些引發劑的活性、安全使用和貯存事項。
2.綜合設計實驗教學模塊
綜合設計實驗教學模塊旨在培養學生較強的實際動手能力,自主設計和分析解決問題的能力。本實驗模塊是實驗教學的較高層次,注重學生實驗的自主設計性和綜合性。
教學內容設計在課時總量的20%~25%為宜,課時數約15學時,開設2~3個實驗。本教學模塊的特點之一是實驗內容的綜合性,可以將同一門課的幾個實驗,或者是幾門課的實驗組合在一起,形成一個大實驗。本教學模塊的特點之二是實驗方案的靈活性和設計性,側重培養學生的自主實驗和學習的意識和良好習慣。例如關于高分子合成實驗先確定好采用的聚合機理和聚合方法,在原材料配方組成、引發劑種類及用量、合成溫度等工藝條件方面給出一個大致的框架,然后讓學生在所給的框架內進行自行設計和實施實驗。譬如懸浮法制備聚苯乙烯珠粒實驗,水的用量范圍為苯乙烯質量的100%~200%、分散劑為磷酸鈣或聚乙烯醇兩種、引發劑過氧化二苯甲酰用量為苯乙烯質量的0.2%~1.0%、反應溫度設定在75℃~85℃范圍等。學生通過自行設計的方案實施實驗獲得了不同的實驗結果,通過對不同組之間實驗結果的綜合分析,找到了影響懸浮法制備聚苯乙烯珠粒的一些因素,激發了學生動手實驗的興趣,發揮了學生自主實驗和學習的主觀能動性。
3.研究創新實驗教學模塊
設置研究創新實驗教學模塊培養學生的科研和創新意識、提高學生的綜合素質和應用開發能力,為實現培養高質量的應用型人才的教育目標提供重要的教學內容實體支撐。
本實驗模塊是實驗教學的最高層次,注重學生實驗的獨立自主陛、綜合性、應用性和創新性,教學內容設計在課時總量的20%~25%為宜,課時數約15學時,開設2~3個實驗。本實驗教學模塊的特點之一是實驗項目的獨立自主性和綜合性。也就是說確定好實驗項目之后,讓學生在實驗教師指導下獨立自主地進行實驗項目方案的調研、設計、實施和結果分析。本實驗教學模塊的特點之二是實驗項目的應用性和創新性,所擬定實驗項目必須關聯生產實踐中的聚合物產品,充分體現實驗項目的應用性。實驗項目設計主要針對這些高分子產品生產實踐中存在的共性問題和關鍵問題的解決來進行設計。通過研究創新實驗的實施,發現學生學習積極性很高,樂此不疲,為培養學生創新意識和展示高分子化學實驗的應用性特征提供了最佳學習平臺,尤其是開發一些聯系生活實際的應用型實驗,可使學生親身感受到高分子化學實驗的實用價值,能強烈激發學生的創造動機。此外,研究創新實驗往往需要多名學生共同完成,有利于培養學生的團隊合作精神。例如,聚氨酯絕緣漆的制備及性能測定實驗,每個學生做一個實驗配方,每5名學生一組,5名學生的實驗結果綜合在一起可以得出高分子樹脂配方組成與漆膜性能之間的關系曲線,以及固化條件與漆膜性能之間的關系曲線。在實驗過程中,5名學生要共同安排實驗方案,盡量保持操作的一致性,最后得出的結果要呈規律性變化。如果有一名學生操作有誤,這個實驗點就會落在規律性以外,影響其他學生對實驗現象的觀察。因此,實施研究創新實驗項目對教師也提出了更高要求。在每次實驗前,教師要指導學生擬定方案,并對可能出現的實驗現象和各種影響因素進行分析,實驗過程中,又有多種意外的實驗現象出現,這勢必要求師生共同分析和討論造成這些現象的原因,幫助學生透過現象深刻理解事物的本質。這樣做需要教師有相當的知識儲備量,并且要求教師也不斷進取,充分體現了教學相長的教育理念。
三、結論
基礎技能實驗、綜合設計實驗、研究創新實驗+教學模塊教學的實踐證明教學效果顯著,特別對提高學生綜合實踐能力、激發學生理論課學習興趣、培養學生創新意識和應用開發技能取得了預期效果。基礎技能實驗模塊的教學效果主要體現在實驗現象與相關基礎理論知識之間的有機聯系,高分子化學實驗操作技能和技巧的掌握和規范。綜合設計實驗的教學效果主要體現在學生自主設計和分析解決問題的能力培養。研究創新實驗的教學效果主要體現在學生科研和創新意識的建立,以及學生團隊意識和應用開發能力的培養。
參考文獻:
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關鍵詞:輕化工程;高分子化學與物理;教學方法;生產實踐;科學研究
中圖分類號:G642.4?搖 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)50-0071-02
一、引言
隨著高分子科學與技術的不斷發展,高分子科學已滲透于各個學科與領域,形成了一個無法替代的交叉學科。對于江南大學輕化工程專業(染整方向)的本科生,要求掌握有關高分子的基本理論知識和應用技能,開設了《高分子化學與物理》課程。主要包括高分子化學和高分子物理兩個部分,其中高分子化學部分側重高分子合成的基本理論知識,高分子物理部分則側重于高分子的結構與性能[1-3]。該課程是輕化工程專業的學科平臺課之一,課程的學時數為48學時,在這樣少的學時條件下,要使那些對于高分子完全陌生的學生理解并掌握高分子的基本概念與原理,合理安排授課內容和講授方式是非常重要的。通過不斷地嘗試和教學實踐,作者積累了一定的教學經驗,取得了比較滿意的教學效果。
二、課堂教學方法嘗試
(一)課堂教學與專業基礎課相結合
雖然高分子化學和物理的基礎知識所涉及的面較廣,理論性較強,但對于輕化工程專業(染整方向)的本科生來說,要求不很深,希望學生在理解基本概念和掌握基礎理論的基礎上能夠靈活地運用,并為后續課程的學習打下堅實的基礎,培養他們分析與解決實際問題的能力。例如在講授逐步聚合反應機理和特點時,通常會介紹聚氨酯的合成,概念很抽象,難于理解。可與后續專業課《纖維化學與物理》的內容進行有效結合,采用舉例的方法加深學生的理解,避免死記硬背。例如介紹聚氨酯彈性纖維(俗稱“氨綸”),這種纖維織物具有很好的回彈性,穿著時伸縮自如,增強了舒適感,并能顯現出優美的體型和曲線美,可制作各種內衣、游泳衣、緊身衣、彈力褲和絲襪等,在日常生活中具有廣泛的應用。再如,在講授自由基共聚合時,就可與《纖維化學與物理》和《染整工藝原理》課程中腈綸的染色進行結合,均聚聚丙烯腈制得的纖維不易染色,手感及彈性都較差,還常呈現脆性,不適應紡織加工和服用的要求,為此聚合時加入少量第二單體(結構單體,通常選用含酯基的乙烯基單體,可以減弱聚丙烯腈大分子間的作用力,改善纖維的手感和彈性,克服纖維脆性,有利于染料分子進入纖維內部)和第三單體(染色單體,使纖維引入具有染色性能的基團,改善纖維的染色性能,一般選用可離子化的乙烯基單體),一般成纖聚丙烯腈大多采用三元共聚物。從而有利于學生深入理解自由基共聚合的意義。
(二)課堂教學與生活、生產實踐相結合
理論聯系實際,密切貼近生活。通過大學生工業見習、實習提高輕化工程專業(染整方向)本科生理論知識學習與生產實踐相結合的能力。認識實習的目的在于認識與專業對口的相關生產工藝流程和設備結構、原理等,促進學生在完成業務實習目的的基礎上,實現勞動教育和認識社會教育相結合。因此,我們利用暑假安排學生參與高聚物合成和加工的相關工業見習。生產實習的主要目的是使學生將學習過的專業理論知識具體化并得到鞏固提高,通過深入生產現場進行調查研究,參與生產勞動操作,充當生產一線工人,養成良好的工作作風。這些工作擴大了輕化工程專業(染整方向)學生的知識面,加深了基礎知識的理論。
此外,高分子材料已成為現代社會生活中衣、食、住、行、用各個方面所不可缺少的材料。日常生活中常見的制品所用的原料很多都是高分子材料,為了幫助學生認知聚合物,在講授聚合物的分類和應用時,將具體的生活制品用圖片的形式展示給學生,可以幫助學生更形象生動地記憶聚合物的名稱和具體應用。例如可以講解“限塑令”、保鮮膜的質量問題、汽車輪胎、電腦外殼、裝修過程使用的涂料、油漆等,每一個都與高分子的基礎知識息息相關,也是學生關心的話題。所以,在教學過程中,我們盡量避免單純講授抽象的基本的概念和理論,而是從一些實際現象引出問題,再通過理論分析加以解釋、歸納,這樣不僅可以引起學生興趣,重要的是可以加深學生對基本理論知識的理解和掌握,達到事半功倍的效果。
(三)課堂教學與科學研究相結合
江南大學紡織服裝學院是學校“211”工程重點建設學科,形成了紡紗、織布、染整和服裝設計與表演等完整的學科體系,尤其在紡織材料的研究與開發方面具有很強的實力,依托科研背景和科研實力,培養學生的創新能力,促進教學質量的提高。因此,除了教授學生基礎理論知識以外,還可以充分利用學校自身的科研資源優勢,結合學科的發展方向,引導優秀的學生參與前沿的科學研究,激發學生的創新潛能和創造力。如在國家、江蘇省和江南大學等各級大學生創新訓練計劃的支持下,以大三學生作為項目負責人,吸收他們參與到課題研究中,在導師指導下進行自主選題和實驗方案設計,使得學生了解了相關領域的科研動態,將學習的理論知識進行應用,加深了基本概念的掌握與理解,培養了學生的科研興趣,提高了學生將知識轉化為生產力的能力。有效建立了科研與教學協調發展、科研促進教學的機制與體制,對創新型人才的培養起著重要的作用,是提高專業人才培養質量的需要、實現教學創新與培養創新性人才的需要。
例如,在講授高分子溶液時,就可與自身的研究方向進行有效的結合。我們知道生產實踐中可分為濃溶液(如油漆、涂料、膠粘劑、紡絲液、制備復合材料用到的樹脂溶液——電影膠片片基等)和稀溶液(如分子量測定及分子量分布)。而在科學研究中,正是利用高分子的濃溶液(紡絲液)經過靜電紡絲就可制備直徑小于1000nm的纖維(俗稱“納米纖維”),這種纖維因具有較大的比表面積、獨特的網路結構和豐富的孔隙率等優異性能而備受研究人員的關注,可望廣泛應用于過濾和分離材料、防護服、固定酶、生物醫學(如細胞支架、創傷敷料、組織工程、藥物緩釋和DNA傳輸)、電子器械(如傳感器和晶體管)和能源應用(染料敏化太陽能電池、鋰離子電池和生物燃料電池)等,在制作課堂幻燈片時引入直觀的圖片,并加以說明。這些知識的引入可有助于加深學生對基本概念的理解,也拓展了學生對微觀納米材料的認識,提高了學生進一步學習和從事科研工作的興趣。
三、結語
通過近幾年的課堂教學方法改革,提高了學生的學習興趣和對知識的理解,為后續課程的學習奠定了一定的基礎。通過這些措施,更好地培養了學生的創新意識,提高了學生的創新能力,而且該專業的畢業生中有很多人從事與高分子相關的行業,學科交叉特色明顯。本文簡單介紹了江南大學輕化工程專業(染整方向)本科生課程《高分子化學與物理》的教學改革的嘗試,對其他開設輕化工程專業的高校有一定的參考意義。
參考文獻:
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【關鍵詞】高分子化學;能力培養;實踐;實驗教學
《高分子化學實驗》是針對高分子科學相關專業學生編寫的一部教材和參考書。在高校開設《高分子化學實驗》課程,實現了與專業理論基礎課程之間的有機結合,對于鞏固學生理論知識和專業技能,提升學生的實驗水平和科研能力具有重要的意義。本文將圍繞基于實踐能力培養的高分子化學實驗課程教學展開研究。
1.高分子化學實驗教學概述
1.1高分子化學實驗課程的重要性
目前,各類高校均有開設《高分子化學實驗》課程,該課程多針對年紀較高的本科生開設。《高分子化學實驗》是一門具有較強的實踐性的課程,而各類高分子化學實驗則是該課程開設的實踐基礎。
通過開設該課程,可以培育材料化學、高分子材料與工程專業等專業學生的實踐能力,使學生能夠掌握實驗技能和研究方法,更對培養學生創新精神具有關鍵作用。
1.2當前高分子化學實驗課程教學現狀
目前,國內許多高校《高分子化學實驗》課程教學中,普遍存在實驗教學缺乏獨立性和主動性,對理論教學依附性太強,且實踐教學所占比重低于理論教學。具體體現如下幾個方面:
其一,從教學內容來看,理論驗證性實驗較多,而創新型實驗、設計型實驗以及綜合型實驗較少。
其二,從實驗設置上來看,大多選擇陳舊、老套的實驗,缺乏現代實驗。
其三,從實驗教學方式上來看,學生進行的實驗項目,多為固定的,學生只需按照實驗步驟進行反復實驗論證,這種實驗教學方式對扎實學生理論知識,培養學生試驗基本技能具有一定的積極作用,但不利于調動學生興趣和激發學生的探索精神,難以使學生通過培養實踐能力提升科研能力、解決問題能力和創新能力。
總之,學生通過課程學習能夠掌握基本的理論知識和技能,實驗操作也較為規范。但存在自主性較差,缺乏知識技能向科研創新能力的轉化能力,不能將理論學習與實際應用有機結合。因此,如何在《高分子化學實驗》課程中培養學生的創造性、主動性和探索性已成為《高分子化學實驗》課程的重要研究課題。下文將基于實踐能力培養對《高分子化學實驗》課程教學進行探討。
2. 基于實踐能力培養的高分子化學實驗課程教學策略研究
2.1學理念上,注重調動學生自身主動性與探索精神
高校應用型人才培養理念下,要求專業課程教學必須實現繼承傳統教學優勢基礎上的創新,必須堅持以學生為本,發揮學生的自主性和積極性。《高分子化學實驗》作為一門實踐性較強的課程,必須堅持學生為本、發揮學生創新性、積極性和主動性的教育理念。
首先,堅持學生主導地位,教師定位于實驗指導者角色。在高分子化學實驗中,教師的關鍵作用在于組織學生進行思考和實踐。課堂中,教師將自身學生之中,與學生共同思考,讓學生成為課堂的主人,便被動為主動。
其次,實驗標準及預習報告設計由學生獨立進行。高分子實驗中,應鼓勵學生制定標準。同時,實驗前容許學生自主確定實驗步驟和預習報告設計。實驗中要求學生詳細記錄實驗中遇到的現象和實驗數據,并獨立對實驗中出現的問題等進行分析,碳素解決方法。實驗后對本次實驗進行點評,總結成功的經驗,分析失敗的原因。
2.2改革教學內容,增設綜合性和設計性實驗
教學中,為提升學生實踐能力,應強調理論知識與實踐技能的有機結合。具體如下:
首先,重編《高分子化學實驗》教學大綱及參考書。在新版教學大綱和參考書中引入科研成果,改革實驗教學內容。同時,應增設設計性實驗、探索性實驗和綜合性實驗,保證教學內容與時俱進,與科研前沿的保持一致。
其次,挑選應用性和綜合性強的實驗。教學中,應多安排應用性和綜合性強的實驗,使學生通過親自參加實驗,明確高分子化學實驗的重要性所在,并通過參與實驗實踐獲得動手能力和實驗技能的提升。
第三,引入研究性和設計性實驗。教師應提前告知學生本課程設計的實驗內容和實驗參考目錄。學生可以獨立選擇實驗項目并設計對應的實驗可行性方案,經教師批準后方可進行實驗。通過引入研究性、設計性實驗,可以有效地調動起學生的主動性,激發學生積極進行學習。
2.3健全實驗室開放制度配合學生探索性實驗
課程學時有限,而實驗室是學生《高分子化學實驗》課程的重要補充。因此,高校應通過健全實驗室開放制度,為學生提供更多的機會進行高分子材料的性能測試與表征等實驗內容。一方面,通過開放實驗室學生可以依據興趣進行探索性實驗,也可以方便學生之間進行討論,互助答疑。《高分子化學實驗》教師可以適當安排學生分組負責2-3項探索性實驗,并可建立對應的課題組群組或網站,為學生與學生之間、學生與教師之間針對探索性項目進行交流。
3.結語
總之,基于實踐能力培養的《高分子化學實驗》課程教學研究是當前高校高分子相關專業教學的重要研究課題。在明確《高分子化學實驗》課程重要性的基礎上,立足當前高校《高分子化學實驗》的教學現狀,從教學理念、教學內容、實驗室開放制度等多層面入手,有助于培養學生的實踐能力,提升學生的實驗技能和科研能力。
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【作者簡介】
關鍵詞:高分子化學實驗教學;“主體”意識;教學效果
中圖分類號:G642.4文獻標識碼:A文章編號:1672-1101(2011)03-0085-03
高分子化學實驗課是許多院校高分子及相關專業學生的必修課[1]。高分子化學實驗不僅驗證高分子化學有關的聚合理論,如果合理引導與啟發,更能為學生學習后繼高分子相關課程奠定必要的認識基礎。如何通過高分子化學實驗來培養學生對本專業的興趣,提高學生的高分子專業素養,是高分子專業教學工作者不斷探索的重點。以前的一些教學改革的研究,大多側重于對教學方式和實驗內容進行改進,比如微型化實驗探索[2] 、采用多媒體進行實驗教學[3]、開設研究性實驗[4-5]等等,很少涉及到學生主人翁精神的培養。本文綜合前人的研究,從學生“主體”意識的培養、實驗內容的設置以及教師隊伍的素質三個方面來論述如何提高高分子化學實驗教學效果,與同行商榷。
一、讓學生自覺成為實驗主體,從源頭提高學生學習興趣
高分子化學的基礎實驗對初入門的學生仍舊是全新的,通常實驗都是學生按照實驗講義預習,講義中十分詳細地寫著有關的實驗配方和操作工藝,學生只要依照講義“照方抓藥”即可,同樣配方的實驗,觀察同樣的實驗現象、得到同樣的實驗結果。一部分學生糊里糊涂只動手不動腦地完成實驗。實驗的現象和結果沒有給他們留下太深的印象,對學生觀察能力、分析問題和解決問題的能力以及創新意識的培養作用不大,甚至實驗的基本目的也難以在學生頭腦中留下深刻印象。有的學生甚至會產生惰性,對實驗采取敷衍的態度。因此,提高學生對高分子實驗的學習興趣,變“他要我學”為“我要學”,激發學生去了解、學習、探索高分子化學的學科領域。
21世紀的大學生,大多是“90”后,個性張揚、自我另類。要想培養這樣的學生從了解高分子化學基礎理論――了解高分子材料的應用――熱愛高分子化學學科――學習高分子化學的主動性――對高分子化學實驗產生濃厚的學習興趣很不容易,因此,必須從源頭開始引導。
(一)開展實驗動員
在學生開始做高分子實驗以前,專門安排一定的時間進行高分子實驗的動員會。借助現代教學手段,把實驗視頻、動畫、圖片、圖表和實物投影等有機地結合起來,形象生動,讓學生對高分子實驗有一個感官上愉悅的認識,從而對自己動手做實驗產生期待。
(二)提高對實驗預習的要求
通常實驗都是學生按照實驗講義預習,很多時候學生只是充當 “復印機”,將講義中有關的實驗配方和操作工藝照抄照搬到實驗預習報告上。至于實驗的機理是什么,涉及到哪些高分子化學理論,實驗中所用到的藥品哪些是中間體,哪些是引發劑,哪些是分散劑和乳化劑,為什么用這種中間體、引發劑、分散劑,實驗采用哪一種實施方法,還可以有哪些方法等等,大部分學生感到茫然無措。因此,在實驗開始前要求學生預習實驗內容,通過自己的思考,運用所學理論知識或搜集的信息、文獻資料寫出實驗預習報告。這樣寫出來的預習報告每一本都不一樣,學生就會有一種創造“自己的”實驗的感覺。
(三)保證學生單獨完成實驗
實驗時,要求學生按自己設計的預習報告進行實驗探索,如實記錄實驗現象和有關實驗數據,對照假設分析歸納,完善實驗報告。在條件允許情況下,應盡量安排學生一人一組進行實驗,并且每人保管一套實驗儀器。學生在實驗室擁有自己的實驗臺和實驗儀器,很符合“90后”自我的特點,能夠激發學生的責任心,大大提高學生的主人翁精神。
(四)總結評價
實驗結束后,教師先對實驗情況進行分類點評,有代表性的交流實驗探索過程,總結成功經驗,分析失敗原因。最后教師對本堂實驗課進行較為全面的評價,并對實驗效果比較好的同學給予肯定,推廣經驗。自己的努力得到老師積極地評價后,學生對實驗的興趣自然就會大增。
因此,讓學生成為高分子化學實驗的主體,使學生對高分子化學實驗產生濃厚的學習興趣,對學生觀察能力、分析問題和解決問題的能力以及創新意識的培養都很有益處。
二、設置合理的實驗內容
高分子化學實驗不僅可以驗證高分子化學有關的聚合理論,合理引導與啟發學生學習積極性,更能為學生學習后繼高分子課程奠定必要的認識基礎。但是,學生完成大量的基礎化學實驗后,常見的高分子合成實驗,由于缺乏新的操作和技能,加之聚合反應耗時較長,如自由基溶液聚合搭好裝置,加料后通常反應3小時以上,學生在等待的過程中覺得沒意思,不利于啟發學生的思維和創新意識,不利于調動和發揮學生的主觀能動性。因此,合理設置高分子實驗的內容是維持學生興趣的另一個重要方面。
(一)合理的實驗體系的安排
對于高分子化學專業的新生來說,高分子實驗起著聯系理論和實際生產的橋梁的作用。本著這一宗旨,在課程的設計上,既要注重基礎,又要有所提高和創新。在本學院的課程體系中,既包含了驗證性質的高分子基礎實驗,又包括了提高層次的高分子綜合實驗課,還開設研究性質的設計性實驗。有利于學生循序漸進,逐漸提高學生的實驗能力。
(二)豐富的實驗內容
常見的高分子基礎實驗都是學生依照講義上的實驗內容進行,照單下藥,同樣配方的實驗,觀察同樣的實驗現象、得到同樣的實驗結果,這不利于提高學生的積極性,甚至于部分性急的學生不耐煩,創造條件導致實驗失敗。因此,用研究性實驗替代基礎驗證性實驗是一個很好的方法。讓學生把基礎實驗做成研究性實驗,即同時做實驗的同學分別完成不同配方的實驗,然后對實驗結果進行比較分析。一方面,由于實驗條件的變化會產生不同的結果,引發了學生的好奇心,他們在實驗過程中能夠應用已學理論知識對實驗現象分析,對實驗結果預測,可以幫助學生更深入的理解理論知識;另一方面,幾個學生進行不同實驗條件的探索、對比和總結,可以提高他們的協作精神,培養學生分析問題的能力和科學研究的探索精神。
(三)增加實驗的趣味性和創意性
很多學生都覺得做化學實驗比較枯燥,特別是高分子化學實驗,實驗時間比較長,過程變化慢,學生難以產生興趣。可以嘗試在這方面加以改進,在實驗前讓學生準備一些精美的樹葉或準備幾張自己的小畫片、小照片,實驗合成出聚甲基丙烯酸甲酯低聚體后加入少量顏料,調成一定顏色的透明漿料,然后讓學生將準備好的樹葉或小畫(照)片放到模具中,倒人預聚合產物進行灌漿、加熱后聚合處理,脫模后就得到一個自制的美麗畫框。這樣就可以使學生對實驗有了美的感覺,覺得做實驗是一種樂趣了。
三、提高教師隊伍的專業素養
一個好的專業教師必須具備很多優秀的品質,但是專業素養無疑是其中最重要的品質,因此提高高分子化學實驗教學效果,需要提高教師隊伍的專業素養。
(一)提高教師的專業素養
開展研究性基礎實驗以及研究性實驗,需要學生查閱大量的文獻資料,然后擬出實驗方案,根據方案進行實驗。這就對教師的知識背景有更高的要求。一方面需要實驗技能和教學經驗豐富的教授等高職稱的教師進實驗室擔任學生實驗的指導教師,提高指導層次;另一方面也需要較低職稱的教師了解高分子實驗的發展現狀和趨勢,提升自身實驗素養,提高教學效果。
(二)改進教學方法
在實驗教學手段上可以采用多媒體、網絡等先進手段代替傳統的黑板教學,讓學生更有效地利用資源,充分提高實驗教學的效果。在學生做實驗的過程中,教師應該融入到學生中間去,進行一對一的指導,這樣不僅有利于教師了解學生的實驗情況,更有利于增進學生和教師之間的關系,提高學生的實驗興趣和積極性。
教師深入研究高分子化學實驗,廣泛聯想,積極引導,不斷豐富實驗的內涵,會極大地激發學生的學習興趣與學習潛能,收到事半功倍的學習效果。
因此,讓學生自覺地成為實驗主體,合理地設置高分子化學實驗的內容,以及提升教師隊伍的專業素養,對于提高高分子化學實驗的教學效果有很大的促進作用。
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