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高分子化学实验教学改革分析

摘要:本文介绍了目前《高分子化学实验》的教学现状和存在的问题,针对这些问题采取一些切实可行的措施进行改革,具体改革措施包括开设设计型实验,实验内容从验证型到探索型和增加实验的趣味性和创意性,通过近两年的改革实践,取得了初步成果。

关键词:高分子化学实验;实验教学;教学改革

高分子化学是桂林理工大学材料科学与工程学院高分子材料科学与工程专业学生的一门核心专业基础课程。[1-3]本校的高分子化学实验被单独列出来成为一门必修的专业基础课,其本质是以实验为基础的自然科学。通过高分子化学实验课的教授与学习,在实验过程中培养学生实验操作的熟练性,通过实验装置搭建、实验现象的观察和记录,增强学生动手能力,实验后期的实验现象分析和实验数据的处理都能培养学生解决问题的能力,通过实验课的学习能使学生对理论知识理解深入,结合理论和实践最终提高学生的综合素质和创新能力,同时还能增加师生的互动与交流。高分子化学实验是基于有机化学合成实验,他们都具有原理性、概念性、实践性、操作难度比较大的课程的特点,但是它又不同于有机化学实验,有自己的特征,比有机化学合成实验更为复杂,因此想要完全掌握高分子化学实验中的各种操作技术具有一定的难度。高分子化学实验课前期准备以及后续处理工作比较繁琐,譬如单体、引发剂的精制与提纯,所得聚合物的除杂与固化,以上这些工作都需要充足的时间来完成。另外,高分子化学实验操作中涉及到预聚体的制备,同时实验过程中需要用到大量危险品,因此这门课的教学内容还包括关于危险品的使用注意事项以及反应完毕后废液的处理等。总之,高分子化学实验课程对于本科生教学意义重大且课程内容丰富涉及面广。

1教学现状与存在的问题

本校高分子化学实验课程具体所开设的实验有:实验一聚乙烯醇缩甲醛的制备;实验二甲基丙烯酸甲酯本体聚合及有机玻璃的制备;实验三醋酸乙烯酯的乳液聚合;实验四苯乙烯的悬浮聚合;实验五丙烯酸溶液聚合及高吸水性树脂的制备和实验六导电聚苯胺的合成及导电性测试。这六个实验涉及了高分子化学中重要的四大聚合方法:本体聚合,溶液聚合,乳液聚合和悬浮聚合。作为基础性的实验,高分子化学实验课可以培养学生的基本实验技能且能熟悉实验仪器的基本操作,但是目前以典型的验证型实验为主,他们只需要按照标准设化的实验步骤完成实验即可,学生的动脑思考受到了限制。这样学生分析问题、解决问题的能力很难得到提升,也不利于学生创新思维的养成及学生的实验兴趣的提高。经初步调研论证,结合本校实际情况,我们确定以16、17级学生作对象,建立高分子化学实验课程的实践教学改革的试点,对高分子化学实验教学模式进行改革探索与实践。

2教学改革的实施

(1)开设设计型实验。科研渗透和促进教学能够拓展实验教学的深度和广度。设计型实验能调动和发挥学生的主观能动性。设计性实验是启发性最明显的教学手段,也是实验教学的以后做最主要发展方向。学生需要根据老师给定实验项目,自己查阅资料并老师讨论设计实验方案,在老师的指导下完成的实验教学,如在实验三的醋酸乙烯酯的乳液聚合,我们可以要求学生先查询相关资料,主动设计实验配方,在后期做实验时学生可以选择不同的乳化剂和引发剂用量等,聚合条件也可以是改变,最后综合所有变量探讨聚合结果。(2)从验证型到探索型。目前的高分子化学实验项目以验证型实验为主,验证型实验可以帮助学生形成化学概念、理解和巩固化学知识。但是验证性实验将实验本身处于一种从属的地位,缺乏系统性、探索性和实用性。因此,需要将部分验证性实验改为探索性实验,这样学生的研究兴趣将会大大激发,学生的科研能力也会慢慢培养起来。从培养学生创新能力的角度来看,探索型实验具有显著的优越性。(3)增加高分子化学实验的趣味性和创意性。大部分学生都认为一般化学实验都是比较枯燥乏味,对于做实验总是提不起兴趣。特别是高分子化学实验,化学反应时间长,化学反应过程变化缓慢或者不明显,因此学生倦怠于实验过程。这方面,我们在实验教学中也试图改进,在实验之前告诉学生让他们带上自己在室外采回一些小标本或准备好自己的小画片/照片等。在合成聚甲基丙烯酸甲酯的实验过程中将准备好的小标本或小画(照)片放到模具中,可以制作得到一个美丽画框。这样有艺术的化学实验使学生的兴趣被大大地调动起来。

3结语

在教学实践中《高分子化学实验》的实验类型的合理设计,可使实验内容的趣味性提高,通过开展设计型实验,增加学生实验的积极性,主动性与创新性,深入理解理论课程中学到内容。综合实验的增设,可以使学生在实验过程中的责任感和综合分析能力提升,同时创新思维能力和理论知识的应用能力也可以得到增加。此外,在实验教学的过程中,不仅要给学生传授传统的基础知识,更要注重对学生自主创新能力的培养。

参考文献:

[1]潘祖仁.高分子化学.化学工业出版社,2011(第五版).

[2]祖立武,张小舟,王雅珍.高分子化学设计性实验的教学实践[J].高师理科学刊,2007(1):94-95.

[3]萧阐明.高分子科学基础实验的互串互动教学初探[J].高分子通报,2006(1):70-71.

作者:曾艳宁 张发爱 刘远立 黄孝华 刘婵娟 单位:桂林理工大学材料科学与工程学院

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