高分子化學實驗教學改革與實踐論文

　　高分子化學實驗教學改革與實踐論文【1】

　　摘要：高分子化學實驗課程可以幫助學生接受課堂高分子化學理論學習，鞏固高分子化學基本概念和理論，培養科學素質。

　　文章介紹了嘉興學院對高分子化學實驗教學的改革和實踐，主要通過學生參與實驗前的部分準備工作、調整實驗項目、完善實驗考核制度及建設實驗課程的網站方面進行改革與實踐。

　　通過兩個學期的初步實踐表明，高分子化學實驗教學的改革探索激發了學生的學習興趣，在提高學生的綜合實驗能力方面已初見成效。

　　關鍵詞：高分子化學實驗;改革;實踐

　　高分子化學是嘉興學院材料與紡織工程學院高分子材料科學與工程專業學生的核心基礎課程，它是以實驗為基礎的自然科學。

　　通過實驗課的教學，不僅能加深學生對理論知識的理解，培養學生熟練的實驗操作，還可通過安裝實驗裝置、觀察和記錄實驗現象，培養學生動手能力，進而分析現象、解決問題，最終提高學生的綜合素質和創新能力。

　　由于本專業設立僅有5年時間，高分子化學專業課程的開設也只有短短的3個學年，由于教學經驗有限及實驗室建設的延遲，所開設的實驗一般都是一些典型的驗證性實驗(如甲基丙烯酸甲酯的本體聚合、醋酸乙烯酯的乳液聚合等)，學生往往不用動腦思考，只要按照標準步驟動手完成實驗即可。

　　基礎性的實驗可以培養學生基本的實驗技能和熟悉實驗儀器的操作，但是，往往難以培養學生分析問題、解決問題的能力，更不利于學生創新能力的培養及學生的學習興趣的提高。

　　等到學生到大四做畢業論文時，問題也暴露出來：缺乏思考問題、解決問題的能力，實驗意識沒體現出來。

　　經初步調研論證，結合本校實際情況，我們確定選擇即將開展高分子化學實驗課程的高材09、10級學生作為這次實踐教學改革的試點，有計劃、有步驟地進行高分子化學實驗教學模式的改革探索與實踐。

　　一、讓學生參與實驗前的準備工作，珍惜實驗教學，提高學生動手能力

　　實驗前期準備工作是實驗順利進行的保證。

　　尤其是高分子化學實驗，在實驗前有大量實驗準備工作，包括實驗室儀器設備調試、檢修工作;所需玻璃器皿的清洗工作，化學試劑的配制，如單體、引發劑的精制，溶液的配制等。

　　這些工作都由實驗老師來承擔，學生不了解實驗的順利開展凝聚著實驗老師的大量勞動，所以，往往不珍惜實驗過程。

　　在已開展高分子化學實驗的09級同學中，我們讓學生適當參與實驗的準備工作，如玻璃儀器的清洗，做過高分子化學實驗的人都知道，殘留高分子物質的玻璃儀器難以清洗，同學在清洗玻璃儀器的過程中，既珍惜實驗過程，又能初步了解高分子的性質;甲基丙烯酸甲酯單體的蒸餾，在甲基丙烯酸甲酯溶液中往往加入微量的阻聚劑，以避免溶液在儲存、運輸的過程中發生聚合，所以為了縮短實驗時間，提高反應效率，實驗前學生在實驗老師的指導下采用蒸餾的方式對單體進行提純，加深理論課程中關于阻聚劑的理解。

　　通過參與實驗前的準備工作，同學們懂得實驗的成功不僅取決于實驗過程，與實驗前的準備工作也密不可分，從而更加珍惜實驗教學過程，珍惜自己的實驗成果。

　　更重要的是，實驗的準備工作又加深了對理論知識的理解。

　　二、結合嘉興學院高分子材料與工程專業特點及實際情況，改革優化實驗項目，著重培養學生思考問題、解決問題的能力及團隊精神

　　高分子化學是一門以實驗為基礎的自然科學。

　　傳統的實驗課程內容主要是驗證性實驗。

　　通過無機及分析化學、有機化學及物理化學的基礎實驗，已使學生掌握了基本儀器設備的使用和相關實驗操作。

　　因此，在專業高分子化學實驗中，過多地開設驗證性實驗，不利于學生思考問題和解決問題能力的培養，不利于創新能力的培養。

　　因此，必須對高分子化學實驗項目進行改革，主要包括：①基礎實驗項目的改進，鞏固及培養學生的基礎理論與操作技能。

　　如聚甲基丙烯酸甲酯的制備，學生可根據興趣選擇懸浮聚合或本體聚合，確定實驗所需儀器設備及藥品。

　　在實驗過程中，不同聚合方法有不同的實驗步驟及注意事項。

　　如，本體聚合分為三階段進行，不同階段溫度不同，關鍵在于第一階段轉化率的控制，避免出現爆聚，反應時間相對較長，最終的實驗產品為板材;而懸浮聚合實質也是本體聚合，但由于分散介質的加入可以很好地進行傳質和傳熱，避免爆聚現象的發生，攪拌速度是控制實驗成敗的關鍵，聚合時間相對較短，最終的實驗產品為球狀小珠。

　　同學之間對各自的實驗現象、產品外觀、產品性狀等進行熱烈討論，從而加深對于聚合方法的理解。

　　②強化設計性、綜合性實驗，培養和提高學生的綜合素質及創新能力。

　　開設具有工程特色的綜合性實驗項目，如聚醋酸乙烯酯乳液聚合實驗，擴展為一組設計性、綜合性實驗：從單體精制、引發劑精制、乳化劑的選擇與用量、到動態光散射法測定乳膠粒尺寸、穩定性的測定，最后在將其配制成乳膠漆，測定涂層性能與乳膠粒尺寸之間的關系。

　　學生通過對整個材料制備及使用過程的全程跟蹤，掌握結構、性能與合成之間密切聯系，充分發揮學生的主動性、積極性、創造性，提高學生的工程能力，有利于引導學生參加大學生創新性實驗的科學研究，培養學生的工程觀念。

　　③適當增加科研性實驗項目，培養學生的團隊精神，增強對本專業的了解與熱愛。

　　為進一步激發學生的創新能力及參與科研的積極性，浙江省設立了大學生科技創新項目，嘉興學院每年也設立大學生研究訓練(SRT)計劃，本專業大部分09級的學生都參與到科研性實驗項目研究中。

　　學生們呈現出前所未有的申報熱情，他們自愿組成實驗小組、每組成員3~5人，分工明確，團結合作。

　　如作者本人就指導了一項浙江省大學生科技創新項目的研究，團隊負責人由08級同學擔任，主要成員為09級同學。

　　項目開展之初，主要由08級同學設計并實驗，09級同學從旁學習并輔助完成實驗，項目進行中期，09級同學已掌握實驗方法與手段，具備獨立完成實驗能力，08級同學的主要精力可放在考研復習上面，順利完成新老接替的工作，培養了學生的團隊精神。

　　同時，學生更多地接觸到高新技術和應用技術，開闊思路與視野，增強他們對于本專業的了解與熱愛。

　　④增加經典驗證性實驗的趣味性，提高學生的學習興趣。

　　很多同學剛上大學的時候，嚴重缺乏對高分子材料科學與工程專業的了解，因此對于學習沒有興趣，甚至有些學生想要轉專業。

　　為了培養學生的專業素養，提高學生的學習興趣，我們將一些經典的驗證性實驗與我們日常生活密切聯系起來，增加實驗的趣味性和實用性。

　　如，制備有機玻璃板前，讓學生們準備一些干花、干樹葉或大頭貼，在注模過程中放入其中，等產品成型后，美感十足的玻璃板就制成了，學生們非常有成就感，同時提高了對于高分子化學實驗的興趣。

　　三、完善實驗考核制度，全面反映學生實驗各環節中的表現

　　我們進一步細化與完善了實驗的考核方式，使學生在實驗各環節中的表現均得到不同程度的體現。

　　以往我們只根據學生的實驗報告來評定學生的實驗成績，學生在整個實驗過程中的預習、實驗裝置的安裝、實驗設備的清洗、實驗室的清掃等工作都不能得到體現，缺乏客觀、公正、全面的實驗考核機制。

　　因此，我們借鑒比較傳統的有機化學實驗的考核機制，將實驗成績的評定細化：預習報告20分，實驗著裝10分，實驗裝置20分，操作規范20分，實驗結果20分，衛生情況10分。

　　將實驗成績的評定標準公布給學生，加強學生的實驗規范觀念，從實驗預習開始直到實驗結束清掃實驗室的整個實驗過程都能認真完成，從而改善學生不注重實驗教學過程的現象，增加了學生的主觀能動性。

　　四、建設實驗課程網站，有助于學生的課前預習，提高學生學習的自主性

　　在以往的實驗教學前，教師要詳細地講解實驗原理、方法、步驟、儀器使用、數據記錄、數據處理及實驗注意事項等，甚至要把實驗從頭到尾演示一遍，讓學生看得清清楚楚，學生完全不用預習實驗，也不用思考問題，這樣就造成了學生對于實驗教學的忽視。

　　在理論教學中，多采用先進的多媒體教學手段，但在嘉興學院大部分實驗教學中，還沒有利用多媒體的教學模式。

　　而多媒體的生動性、可重復性可以讓學生直觀感受實驗操作，可以很好地進行實驗的預習。

　　因此，我們正逐步建設高分子化學實驗課程網站，初步將實驗課的教學大綱、講義等內容放到網站上。

　　編制實驗教學課件，如實驗過程所涉及的基本儀器、基本操作、基本裝置、注意事項等。

　　實驗課程網站的建成，方便學生的課前預習，提高學生學習的自主性。

　　為了進一步完善課程網站的建設，我們還擬采用Flash演示等手段，幫助學生掌握實驗步驟，了解注意事項。

　　目前，實驗課程網絡的正在逐步建設與完善中。

　　參考文獻：

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　　[5]張曉云.提高高分子化學實驗效果的嘗試[J].高分子通報，2007，(10)：62-64.

　　高分子化學實驗教學改革的論文【2】

　　摘 要：高分子化學實驗是一門重要的基礎實驗課。

　　概述了目前國內高校高分子材料與工程專業高分子化學實驗教學存在的共性問題和關鍵問題。

　　文章介紹了對高分子化學實驗教學的探索和實踐。

　　實踐表明，高分子化學實驗教學的探索在激發學生興趣，提高學生的綜合實驗能力方面已經初見成效。

　　關鍵詞：高分子化學實驗 綜合實驗 實驗教學 教學改革

　　作者結合民族院校實際情況，結合本課題組科研方向，結合地方能源優勢，對本校高分子材料與工程專業的高分子化學實驗進行了初步的改革、探索、創新與實踐。

　　創建新的實驗教學模式，革新實驗內容并進行教學實踐，取得了較好的教學效果，不僅提高了學生的動手能力與創新能力，更增強了學生對本學科的學習和科研探索的興趣。

　　一、高分子化學實驗教學現狀剖析及存在的問題

　　1.實驗教學體系和教學內容欠合理

　　大多數的高分子化學實驗教學附屬于理論教學，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。

　　驗證性、認知性實驗所占的比例偏高，培養學生創新能力的應用性、設計性、綜合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概念。

　　2.實驗教學學時安排不夠

　　我院開設的高分子化學實驗課主要以合成為主，共計開設了13個實驗，其中只涉及自由基聚合、本體聚合、懸浮聚合、乳液聚合、聚合速率測定等綜合性實驗，這些實驗對于學習高分子材料的學生來講其實有些不夠，而且實驗課安排在下午5～7 節或者晚上，3個小時的時間也遠遠不能滿足開聚合物合成課的需要，比如甲基丙烯酸甲酯或苯乙烯的懸浮聚合，從反應體系的升溫到聚合反應完成就需要3個小時，而除此之外還要搭建反應裝置，配制分散劑水溶液，反應后產物的抽濾洗滌，產物的干燥計算產率等工作。

　　所以每次實驗都比較匆忙，而且一部分工作只能由老師來完成，比如單體甲基丙烯酸甲酯的純化，引發劑的純化及干燥，另外由于對最后產物的干燥時間比較長，計算產率的工作也只能由老師代做這種包辦代替的教學方法不能獲得實際的教學效果。

　　3.實驗室條件不足

　　目前，西北民族大學化工學院高分子材料與工程專業每次實驗大約有50人，而目前化工學院高分子合成實驗室只有一個用來教學，實驗室面積不大，缺少白板和投影儀，無法給學生給以影像資料展示，由于合成實驗需要的時間比較長這一特殊性，每天授課只能安排一批同時由于資金的短缺無法滿足一人一組實驗的要求，只能兩人一組實驗過程中空間小，人數多，就會相互干擾，從而對掌握老師要求的演示操作有一定的困難。

　　4.實驗教學手段落后

　　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、高分子化學實驗教學改革設想

　　1.讓學生參與實驗前的準備工作，珍惜實驗教學，提高學生動手能力

　　實驗前期準備工作是實驗順利進行的保證。

　　尤其是高分子化學實驗，在實驗前有大量實驗準備工作，包括實驗室儀器設備調試、檢修工作;所需玻璃器皿的清洗工作，化學試劑的配制，如單體、引發劑的精制，溶液的配制等。

　　這些工作都由實驗老師來承擔，學生不了解實驗的順利開展凝聚著實驗老師的大量勞動，所以，往往不珍惜實驗過程。

　　在已開展高分子化學實驗的同學中，我們讓學生適當參與實驗的準備工作，如玻璃儀器的清洗，做過高分子化學實驗的人都知道，殘留高分子物質的玻璃儀器難以清洗，同學在清洗玻璃儀器的過程中，既珍惜實驗過程，又能初步了解高分子的性質;甲基丙烯酸甲酯單體的蒸餾，在甲基丙烯酸甲酯溶液中往往加入微量的阻聚劑，以避免溶液在儲存、運輸的過程中發生聚合，所以為了縮短實驗時間，提高反應效率，實驗前學生在實驗老師的指導下采用蒸餾的方式對單體進行提純，加深理論課程中關于阻聚劑的理解。

　　通過參與實驗前的準備工作，同學們懂得實驗的成功不僅取決于實驗過程，與實驗前的準備工作也密不可分，從而更加珍惜實驗教學過程，珍惜自己的實驗成果。

　　更重要的是，實驗的準備工作又加深了對理論知識的理解

　　2.結合西北民族大學高分子材料與工程專業特點及實際情況，改革優化實驗項目，改進驗證性實驗，增設探索性、設計性實驗、驗證性實驗，能夠幫助學生進一步掌握實驗程序、有關儀器設備的熟練使用和相關實驗內容及結果。

　　但是，傳統的驗證性實驗都是學生在實驗教材、實驗教師的指導下，提供詳細的實驗配方、工藝參數的前提下，在有限的時間內使用規定的儀器設備完成實驗任務。

　　因此，學生觀察同樣的實驗現象、得到同樣的實驗結果，多年來學生寫出來的實驗報告基本上是千篇一律。

　　針對這一現象，我們對傳統的驗證性實驗進行了改進，把高分子實驗與藝術相結合，讓高分子實驗具有美的感覺，使學生覺得做實驗是一種樂趣，極大地提高了學生的實驗興趣，充分調動了學生的實驗積極性。

　　此外，我們改一些基礎性的驗證性的實驗為探索性、設計性的實驗。

　　如在懸浮聚合的實驗中，我們選用不同的聚合單體甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯，對同一單體選用不同的分散劑，包括有機分散劑如聚乙烯醇、無極分散劑如無機鹽類及復合分散劑，以及改變引發劑用量、改變攪拌速度等，使不同組的學生在不同的聚合條件下進行實驗，然后將實驗結果進行比較、討論并進行總結。

　　3.完善實驗考核制度，全面反映學生實驗各環節中的表現

　　我們進一步細化與完善了實驗的考核方式，使學生在實驗各環節中的表現均得到不同程度的體現。

　　以往我們是這樣來評定學生的實驗成績，實驗總評成績包括：出勤占30%;實驗報告成績占40%;期末考試占30%。

　　學生在整個實驗過程中的預習、實驗裝置的安裝、實驗設備的清洗、實驗室的清掃等工作都不能得到體現，缺乏客觀、公正、全面的實驗考核機制。

　　因此，我們借鑒比較傳統的有機化學實驗或者無機化學實驗的考核機制，將實驗成績的評定細化：預習報告20分，實驗著裝10分，實驗裝置20分，操作規范20分，實驗結果20分，衛生情況10分。

　　將實驗成績的評定標準公布給學生，加強學生的實驗規范觀念，從實驗預習開始直到實驗結束清掃實驗室的整個實驗過程都能認真完成，從而改善學生不注重實驗教學過程的現象，增加了學生的主觀能動性。

　　4.開放實驗室，提高實驗教學質量

　　以往實驗教學是采用傳統管理方式，在規定的實驗教學中，分組完成某項實驗，實驗過程中學生多處于被動地位，往往是按規定的步驟機械地完成實驗而未加思考，學生之間在思維敏捷性、動手能力強弱、自學能力優劣等方面都存在差異，這種硬性的實驗教學難以啟迪學生開發思維。

　　實驗室開放后，學生在完成教學大綱內容的前提下，自主選擇實驗項目，在實驗老師和實驗教材的指導下獨立進行實驗。

　　在時間安排上，只要能在教學周期內完成所規定的任務即可。

　　學生可以自由選擇適合自己的實驗時間。

　　在高分子化學實驗課程中設立面向學生的開放實驗室，在保證學生實驗基本教學的基礎上，將實驗室定時向學生開放，使學生能夠根據自己的實際情況選擇合適的課題和時間，可在開放時間做選修實驗或科研性實驗，主動學習。

　　在開放實驗中所做的工作學生可以把它作為畢業論文的素材，這樣也能提高本科畢業論文的質量。

　　三、結論

　　通過近幾年在以上幾個方面的不斷探索和改革，我院高分子化學實驗課程的教學取得了不錯的成果，既訓練了學生的專業實驗技能、綜合分析、解決問題的能力，激發了學生的求知欲，又很好地培養了學生的創新思維。

　　但是這方面的研究還有大量工作需要做。

　　目前，我們對高分子化學實驗的教學改革仍在不斷改進和探索中。

　　希望通過教學實踐，探索出更加切實有效的教學方法，努力調動學生的學習積極主動性，使學生在實踐中學以致用，充分培養學生的創新能力相信經過以后不斷地實踐和探索，結合高分子化學實驗的綠色化，我們培養出來的學生將會越來越適應社會的需求，合乎社會的發展目標。

　　高分子化學實驗改革是深化高校課程改革所邁出的極小的一步。

　　作為教師，應該不斷探索，總結經驗，為社會培養優秀人才做出自己不懈的努力。

　　參考文獻：

　　[1] 王素娟. 高分子化學實驗教學的初步探索[J]. 高分子通報，2012，1(1)：113-116.

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