高分子物理項目化教學法改革模式的探討

王賀云+魏忠+呂銀+于二雷+陳凱

【摘要】針對傳統高分子物理教學中存在的問題，提出項目驅動教學的改革模式，從課程的設計主線，課程內容中結合項目研究，多做案例分析，通過網絡教學平臺，增加師生互動，在實踐教學環節，結合項目開展創新性的高分子物理實驗這四個方面提升學生學習興趣，提高應用知識的能力，從而提升教學效果。

【關鍵詞】高分子物理 項目化教學法 教學改革 混合式教學

【基金項目】本論文由石河子大學課堂教學改革項目KG201529及石河子大學混合式教學改革專項BL2016006資助。

【中圖分類號】G640 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2017）45-0185-01

隨著社會的發展，合成高分子材料已經成為現代文明的重要標志之一，現代社會對“基礎扎實，知識面寬，創新能力強，素質高”高分子人才的需求越來越旺盛。如何培養適應時代需求的人才已經成為高分子材料專業教師迫切需要解決的問題。高分子物理是高分子材料專業學生的一門必修課，是以聚合物為研究對象，揭示聚合物結構及其共性分子的運動規律的一門基礎課程，是聯系高分子化學與聚合物加工成型工藝學的重要橋梁。高分子物理課程特點是概念多，數學推導多，理論抽象，知識點之間聯系薄弱，因此對教師和學生的知識系統提出了較高的要求。

一、高分子物理教學中存在問題

高分子物理課程每章內容基本遵循材料現象，數學模型建立或者理論推導，數學模型應用或對材料性能影響這幾方面展開，而在學習過程中內容繁多，概念抽象，而且與實際聯系較少，造成學生感覺學而無用，對課程的學習缺乏動力。在教學模式上，高分子物理教學，大部分停留在“老師講，學生聽，課堂加實踐”的傳統教學模式，教學質量主要取決于教師水平和實踐教學條件。學習高分子課程的主要目的是為了更好的利用高分子材料，以及為特殊的應用場合設計更為有效的高分子材料提供理論依據的，既為生產服務的，因此，以實際科研或生產中出現的問題為例進行分析，更加生動形象。

二、項目驅動教學法改革模式在高分子物理課程中的應用

項目驅動教學是一種以項目為引導，以項目為驅動的教學模式，讓學生在所要完成的項目驅動下展開教學活動。

1.“以高分子的鏈結構為中心，建立構效關系”的課程主線

高分子物理課程一個突出特點就是基本概念多，專有名詞多，其中高分子與小分子在性能上的不同主要取決于高分子獨特的長鏈結構，所以本課程我們是通過高分子鏈的基本結構入手，闡明了聚合物的構象與熵彈性、聚合物粘彈性、聚合物凝聚態及聚合物運動學等相關內容。長鏈高分子是由鏈節組成，鏈節之間通過δ單鍵進行連接，δ單鍵的內旋轉使高分子鏈產生不同的構象，高分子鏈的這種結構特點使其具有和小分子不同的性能，構象的不同使高分子鏈具有彈性；而聚合物的長鏈結構，在聚合物運動時會表現出運動單元不同的層級，因此展現出粘彈特性；高分子鏈結構決定了分子之間很強的內聚能，明顯區別于小分子之處，因此強的分子間作用力使高分子沒有氣態，高分子之間強的相互作用力可以通過最新的項目研究成果——利用全范德華力作用原理制備的仿生干型高分子粘結材料——壁虎膠幫助學生深刻理解這一概念。

2.結合項目研究，多做案例分析

雖然本課程的學習重點是高分子物理的基本概念和基本規律，正確地理解和掌握高聚物結構和性能之間的關系，但是學習本課程的目的是為分析和解決高分子材料的科研和生產中的問題提供堅實的理論基礎。因此，以生產實例或者項目實施過程中出現的有趣現象為例進行理論的講解，會更加貼近實際，生動形象。比如在講玻璃化轉變溫度這個概念的時候，可以介紹天然橡膠在常溫下是柔軟的彈性材料，但是在-100℃時卻會變成堅硬的固體材料，雖然在這個過程中天然橡膠的化學結構沒有發生變化，但是由于在不同的溫度下材料處于不同的運動狀態，因此使材料呈現出不同的力學性能。

3.開展網絡平臺教學活動，增強師生互動

基于網絡在線的教學模式已經成為大學基礎教學改革的主要手段，根據在線教學+課堂教學的混合式教學模式，針對教學內容、課后習題和教學評價方式進行綜合設計，營造“學生主體，老師主導”的學習氛圍。通過共享網絡平臺，學生可以在課內外學習教師制作的翻轉課件，提交作業，完成測試，進行自主練習，查看成績和老師的反饋，共享學習筆記等資料，參與論壇中的課程討論，通過博客與同學共享任務文件，在博客、微課或論壇中評論同學的作業，回答學生問題。在平臺搭建師生項目聯系網，由本專業老師提供相關科研小課題，感興趣的同學可以通過SRP、挑戰杯、全國大學生創新創業計劃和互聯網+項目的形式進行項目申報參與到科研中來，學生興趣與參與度較高，通過實際參與，激發學生的學習樂趣，提供學生思索和尋求答案的空間。

4.開設結合項目的創新型高分子物理實驗

高分子物理實驗是培養學生綜合應用各種實驗儀器與操作能力的重要環節，因此在實驗內容的設計上，既要考慮理論課程的知識結構、重難點，又要貫徹落實課程及專業的培養目標，在有限的教學時間里將課程理論-實際性能的關系充分展示，讓學生在實驗過程中將所學理論與實踐相結合，加深對理論的認識。在實驗教學儀器方面，既要考慮理論在實際中的“可視性”，又要兼顧學科前沿的發展現狀，既有簡單易操作的儀器，也要增加大型先進的測試儀器，培養學生的興趣，堅定其專業思想。結合課程主要四大塊內容：“1.晶體結構-各種結晶形態-結晶模型-結晶度的測定；2.分子量和分子量分布，各種平均分子量和分子量分布的測定方法和適用范圍；3.分子運動的特點（運動單元的多重性，時間依賴性和溫度依賴性）-與材料性能關系-各種研究方法；4.高分子溶液溶解過程特點-Flory格子理論-混合熱、混合熵及混合自由能的計算-兩種相分離和相平衡現象”。

面向未來的教學改革需要現代化的教學思想，需要前瞻性的教學理念。這些教學理念包括從專業教育向綜合素質教育，從重知識傳授向能力培養轉變，從封閉式學校教育模式向開放型的產學研三結合的教育模式的轉變，從標準化培養模式向個性化、選擇性培養模式轉變，從維持性學習向創新性學習的轉變。項目驅動教學法在提高學生理論與實踐的綜合應用能力和分析解決問題能力、學生綜合素質方面有良好的導向作用，因此，以項目為引導，以任務為驅動的教學方法對專業課程的學習是一個很好的方法。

參考文獻：

[1]朱平平， 何平笙， 楊海洋. 淺談高分子物理課程的教學方法[J]. 高分子通報，2007 （8）：55-58.

[2]余若冰，徐世愛，張德震. 高分子物理教學幾點思考和體會[J]. 化工高等教育，2014（3）：93-95.endprint