基于創新意識培養的《現代高分子科學》課程教學改革與實踐

張躍飛　戴益民

摘 要 《現代高分子科學》是我校化學專業碩士研究生的一門重要的學位課，是一門將《高分子化學》與《高分子物理》的基本原理和方法結合在一起的綜合性高分子課程，主要講述高分子的基本合成方法、理論及加工成型原理和應用。本文介紹了我校《現代高分子科學》課程教學內容和教學方法的改革，為了適應我校的特色，增強學生的創新能力及適應社會的能力，在本課程的教學過程中，將高分子的基本合成原理及加工方法與生產實踐相結合，對于培養綜合素質較高的復合型、創新型人才具有重要的意義。

關鍵詞 現代高分子科學 創新意識 教學改革

中圖分類號：TQ311 文獻標識碼：A

隨著科學技術的不斷進步，越來越多的領域中都采用高分子材料來取代原來的金屬和無機非金屬材料，使得高分子材料在工業、軍事及人們的衣食住行等領域都受到了廣泛的應用。而高分子材料的制備及加工成型離不開高分子科學的基本原理和方法，因此，高分子科學成為目前化學領域最熱門的學科方向之一。高分子科學作為一門將化學、材料結合在一起的交叉學科，滲透到各個學科和行業。隨著高性能高分子材料的不斷開發，高分子材料在各種不同領域的應用也越來越廣泛，生產企業及社會對高分子學科方向的高素質復合型人才的需求也越來越大。《現代高分子科學》是我校化學專業碩士研究生的一門重要的專業學位必修課程，是一門將《高分子化學》與《高分子物理》的基本原理和方法結合在一起的綜合性高分子課程，主要內容包括高分子合成的基本理論和方法、聚合反應機理以及高分子材料加工的基本原理及應用等，其中以高分子化學的講授為主。課程內容多、理論性強、抽象概念和數學推導繁多，且仍處于不斷豐富和發展中，致使理論教學面臨嚴峻挑戰。

近年來，科技的發展促使新型的高性能高分子材料不斷出現，產品更新換代速率加快，要求從事高分子學科的技術人員具備更強的綜合能力及較高的創新性思想。因此在本課程的理論教學中，繼續采用傳統的高分子科學教學體系，很難適應現代社會發展對復合型、創新性人才培養的要求。在這種形勢下，必須對高分子科學的教學內容進行改革，加強對學生創新能力以及分析和解決實際問題能力的培養，才能適應社會發展對人才培養的需要，達到培養高素質創新型人才的目的。本文介紹了我校在《現代高分子科學》教學內容和教學方法等方面的具體改革措施，根據我校化學專業的特點確定教學內容，并結合高分子學科領域最新科研進展及工業生產實際講授高分子的基本合成方法、反應機理及加工成型的基本原理和應用，其目的是使學生牢固掌握并靈活運用高分子科學的基本原理和方法，為在高分子材料相關領域從事研發和解決實際工程問題奠定堅實的基礎。

1根據專業特點，合理安排教學內容

現代高分子科學的主要內容涵蓋了高分子化學以及高分子物理的重要知識點，包括高分子的合成方法、反應機理、聚合物的結晶及力學性能等。概念多，公式多，反應機理及動力學模型多，內容抽象，再加上課堂教學總學時偏少，要將所有重要知識點講清講透的難度非常大。因此，在教學過程中如何根據本校化學專業的特點合理安排課程內容成為本課程教學改革要解決的首要問題。對于課程的重點、難點及成熟理論可適當詳細講解，而對于聚合實施方法等相對容易的內容，則可以讓學生自學，從而可以實現在有限的時間內把重點、難點內容講深講透的目的，增強教學效果。例如，在高分子化學的內容中，縮聚和自由基聚合是兩大類聚合反應的代表，同時也是后續一些專業選修課程的理論基礎，因此對其這兩類聚合反應的機理及反應動力學可進行重點講解。另外，也可重點介紹與我校化學專業精細化工研究方向關系密切的知識點，例如定向配位聚合、連鎖聚合中的陰離子聚合等。

2實行互動式、形象化教學，提高學習興趣

現代高分子科學是在有機化學的基礎上緊密結合數學、物理等學科的一門理論性學科。同時，它也是一門實踐性非常強的學科，其內容包括許多合成反應機理和反應動力學模型。在學習過程中，同學們普遍表示很難理解那些比較枯燥的推理過程。因此，在教學過程中如何提高同學們的學習興趣，增強其求知欲，變被動學習為主動學習，是在課程教學過程中需要解決的重要問題之一。

“興趣是學習最好的老師”。只有當學生帶著濃厚的興趣去學習，才會使“要我學”變為“我要學”，學生才會主動探索看上去比較枯燥理論的內在聯系和思考所遇到的問題[4-5]。把枯燥的理論與豐富多彩的圖片以及直觀生動的動畫或視頻結合在一起，有利于激發學生的求知欲望和學習興趣。例如，在講解“緒論”部分時，首先讓大家介紹一下平時的衣食住行中與高分子有關的物質，簡單介紹其特點及對人類生活及國民經濟的影響，并準備一些相關產品的圖片，如汽車輪胎、碳酸飲料瓶、微波爐餐具等，讓同學們對高分子及其應用有初步了解，激發同學們的學習興趣。

另外，為了進一步提高課堂教學效果以及學生的學習效率，可以采用一些比較具體、形象的內容來代替平淡的文字描述。例如，可以采用成語典故“成也蕭何，敗也蕭何”來介紹聚合實施方法，以本體聚合為基礎，比較各種不同聚合實施方法的優缺點。本體聚合的最大問題是在反應后期體系粘度會快速增加，導致反應釜內的聚合熱難以排出，從而出現自動加速效應，易引起爆聚等問題；而在溶液聚合中，通過添加一定量的溶劑來解決體系粘度大和聚合熱難以排出的問題。但加入溶劑也會帶來一些新的問題，例如由于反應物濃度降低而引起聚合速率下降、聚合效率降低，而且溶劑的回收也會造成生產成本的增加，那么這個溶劑就是所謂的“蕭何”。引入類似的典故，可以將書本中某些枯燥乏味的反應機理等內容轉變為能引起學生興趣的內容，進一步加深學生對重點和難點內容的理解。

3結合學科最新進展，穿插介紹高分子科學研究的熱門領域

在課堂教學中，不僅要把書本上的知識傳授給學生，還要讓學生了解和掌握本學科的發展動向及趨勢。因此，任課教師必須不斷更新自己的知識，密切追蹤本學科的世界前沿，掌握其最新發展動向，從而在課堂教學的過程中穿插介紹高分子科學領域的熱門方向，激發學生進一步學習的熱情。例如，在介紹定向配位聚合的相關內容時，可介紹由于定向聚合催化劑而獲得諾貝爾化學獎的科學家齊格納、納塔發現定向聚合的過程。然后可進一步引深介紹由于發現導電高分子而于2000年獲得諾貝爾化學獎的白川英樹、黑格爾以及狄米德。并結合近年剛獲得諾貝爾化學獎的超分子化學，介紹目前高分子領域發展的新方向，比如超分子與高分子的自組裝、藝術性高分子等，讓學生對本學科領域的前沿和熱門領域有一個初步的了解，擴大學生的視野和知識面，提高其綜合能力。

4結束語

在課堂教學改革中，對教學內容和教學方法的改革是其中最重要的手段之一。現代高分子科學課程作為我校化學專業研究生一門非常重要的必修學位課，其理論性非常強，包含許多非常抽象且難以理解的概念，因此，任課教師需要不斷優化課堂教學內容，結合多種教學手段，從而提高課堂教學的生動性和交互性，將學生的被動學習變為主動學習，為真正培養高素質的復合型、創新型人才奠定堅實的基礎。

基金項目：長沙理工大學研究生教研教改項目（編號：JG2015YB11，JG2014ZD04）。

作者簡介：張躍飛（1974-），男，湖南邵東人，博士，教授，主要從事高分子科學相關課程的教學及高性能高分子材料的研究。

參考文獻

[1] 張安強，劉海敏，王煉石.具有工科特色的《高分子化學》課程教學改革初探[J].高分子通報，2012，（12）：91-94.

[2] 郝智，伍玉嬌，羅筑，黃彩娟.高分子化學課程教學改革與實踐初探[J].高分子通報，2012（5）：116-118.

[3] 徐曉東.非高分子專業《高分子化學與物理》教學中的幾點體會[J].高分子通報，2010（5）：74-78.

[4] 王國建.在《高分子化學》課程中開展互動式教學的實踐與探索[J].高分子通報，2007，（1）：62-65.

[5] 劉巍，王靜.高分子化學特色教學改革研究[J].教育教學論壇，2014，（3）：32-34.