高分子專業科研與教學的互相促進探討

廖華勇

(江蘇省環境友好高分子材料重點實驗室，材料科學與工程學院，常州大學，江蘇 常州 213164)

高分子專業科研與教學的互相促進探討

廖華勇

(江蘇省環境友好高分子材料重點實驗室，材料科學與工程學院，常州大學，江蘇 常州 213164)

對于高分子專業，科研與教學是互相促進的關系。將教學與科研有效結合，科研為教學提供了新鮮素材，教學有利于理清科研思路。教師要端正認識，善于用科研經歷和成果深化教學內容。在教學與科研的結合中，教師要注重實踐，及時更新教學內容，力求創新。教師帶領學生在教學和科研的過程中，教師要善于發現問題，要關注學生提出的意見，互相學習，共同進步。

高分子；科研；教學

教研論文[1]論證了在高分子成型加工及流變學中科研與教學的關系，指出科研可以反哺教學，要營造科研氛圍，創造科研條件，教師在科研和教學中要注意學科交叉和融合。其實，科研與教學是互相促進的，離開了科研，教學成了無源之水；教學也有助于理清科研思路，教學過程需要清楚地表達科研方法與成果。

1 端正認識

在高校里，作為教學科研型的教師和科研型的教師不同，前者教學和科研都要完成，而后者可以不做教學工作，專門做科研。可能有的老師不太看重教學，認為是教學影響了科研，不太愿意在教學上花功夫。宋代詩人陸游有句名言："汝果欲學詩,工夫在詩外。"意思是說，你果真要學習寫詩,應該首先在詩歌以外、書本以外多下功夫。教學也是這樣，在教學中，要求教師對教學內容表達清楚，就首先需要教師熟悉教學內容。只有做過科研才能對相關教學內容有深刻的體會。有了相關的科研積累，在上課時就有了生動的案例，就不會照本宣科，就顯然會提高學生學習的興趣，增加信息量，學生能夠學到更多鮮活的知識。例如在高分子物理中講到，高分子材料的松弛行為可以用Maxwell模型進行擬合，即用一個彈簧和一個粘壺串聯構成的模型，如式1所示。

(1)

如果沒有做過這方面的科研，那么在教學中只會按照書本去講述，深度明顯不夠。其實，只用一個簡單的Maxwell模型只能擬合高分子松弛曲線的一小部分，如圖1中的虛線所示。如果要較好地擬合整個松弛曲線，就需要更多的Maxwell模型(不同的彈簧剛度和不同松弛時間的粘壺)并聯起來進行擬合，這就是廣義Maxwell模型，如式2所示[2]：

(2)

對實驗數據擬合所得的曲線如圖1中的實線所示，模型2中N=7，即使用了7個松弛時間參數，它與實驗數據吻合較好。可見科研工作提高了教學的深度。

圖1 40℃的聚二甲基硅氧烷(PDMS)的應力松弛曲線

2 教學和科研并行

在高校里，作為一線專業課教師，要承擔不少教學任務，如專業課的教學，以及實驗、實習、畢業環節等。同時，作為教學研究型教師，還要完成一定量的科研工作，如發表科研文章，申請專利、申請科研課題等。每年學校要對教師進行教學和科研工作進行考核。隨著高層次人才的大量引進，具有海外留學背景和經歷的博士/博士后越來越多，高水平科研成果的大量涌現也推動著高校科研成果的考核要求，如學校將SCI論文進行分區，獎勵也分檔次。在職稱評審中，具有高檔次文章的教師更有競爭力。對于青年教師，既要承擔教學任務，又要進行科學研究，壓力較大。如果能夠同時做到教學和科研兩不誤，則是最好的結果。

常州大學材料學院為本科生開設了一些專業實驗，比如用雙輥開煉機進行聚氯乙烯(PVC)配方及加工條件實驗，這屬于實驗教學，教師掌握了實驗技術后，也可以應用于畢業生的畢業論文(設計)環節，在這個環節中教師和學生一起研究科學技術問題。在畢業論文(設計)過程中，遇到一些科學技術問題，如有關高分子材料的發泡配方及工藝，經過探索，克服困難，解決這些問題，就可能形成新的技術，獲得知識產權。再例如，雙螺桿擠出機和流變儀均可用于教學與科研，在教學過程中也能夠探索科研問題，教學與科研不要孤立看待。教師在指導本科生創新創業實踐中，利用雙螺桿擠出機及流變儀做了聚丙烯(PP)/尼龍6(PA6)共混物的加工、流變實驗，在國際SCI雜志上發表了文章[3]。對于本科生，在科研活動中即使有很小的創新，教師也應該給以鼓勵，激發其進行科研創新的熱情和潛力。

3 注重實踐，更新知識

因為高分子專業是典型的工科專業，高分子成型加工涉及到各種塑料機械，如擠出機、注射機、開煉機、密煉機等，作為教師必須熟悉這些設備和機械的操作。即使做流變學的模型分析，也需要用一些設備制備材料，用流變儀進行測試。測試過程最好要教師親自完成，因為在測試過程中，需要判斷實驗是否正常，數據是否合理。不能全部丟給學生去做，因為學生經驗和理論不足，獲得的數據可能有疑問。可以教給學生方法，做的時候教師要在一旁指導，必要時教師要自己做實驗。偉人說：自己動手，豐衣足食。這里也可以說，只有自己動手，才能發現真理，取得教學和科研成果。

在教學與科研中，教學和科研相互融合，相互促進。有個詞叫做"教學相長"，在教學中發現不足，發現問題，在科研中分析和解決問題。教學內容其實也來源于科研，教科書集成了眾多科學研究的分析和結論，而有的結論只是暫時是對的，還要繼續接受實踐的檢驗。在流變學教科書中，認為第二法向應力差是負值[4]，但更加嚴謹的表達是，對于大多數材料，第二法向應力差為負值[5]。實踐(實驗)檢驗著理論(教學內容)，理論是為實踐服務的。即使對于同一門課程，教學內容不應該是一成不變的，因為知識在不斷更新。例如第二版《塑料成型模具》[6]中講述了鑲嵌結構模具，而在第三版教材[7]中則幾乎不再提及這部分內容，這是由于科學技術的進步，產生了更高級的模具加工切割技術，如電火花加工，之前較為困難的整體式模具的加工到現在已經不再是難題了，因此教材相應做了修改。

對于教學與科研，如果教師不能站的更高，就不能看得更遠。有專家講到，要做到將一個復雜的問題用簡短的語言敘述清楚。在教學科研實踐中，可能會出現這樣的情況：教師在某個小問題上不熟悉，學生卻知道，他會提醒老師，幫助老師，這正是教學相長。在教學、科研的過程中，老師和學生一起進步成長。如果有時候學生的表現比老師更好，老師也不應該感到慚愧，這正是青出于藍而勝于藍，學生超過老師很正常，也促使老師繼續學習和進步。

4 結束語

教學與科研互相關聯，不宜分割。科研工作和科研成果為教學提供了新鮮生動的素材，而在教學中也需要隨時關注可能產生的科學問題。科學技術在更新發展，教學內容也要不斷更新，以適應最新科研進展。在高校，教學與科研有機結合，增強了教師的科研水平和教學技能，也提高了學生的學習興趣和能力。

[1] 廖華勇.高分子成型加工及流變學科研與教學[J].教育教學論壇，2016，(44):236-237.

[2] Baumgaertel M, Winter HH. Determination of discrete relaxation and retardation times spectra from dynamic mechanical data[J].Rheol Acta,1989,28:511-519.

[3] Liao Huayong, Zheng Luyao, Hu Yongbing,et al.Dynamic rheological behavior of reactively compatibilized polypropylene/polyamide 6 blending melts[J].Journal of Applied Polymer Science, 2015，132, 42091-42098.

[4] 吳其曄.巫靜安.高分子材料流變學[M].北京：高等教育出版社，2002.

[5] Ferry J D. Viscoelastic properties of polymers(Third edition)[M].New York: John Wiley & Sons Inc,1980:28.

[6] 申開智.塑料成型模[M].2版.北京：中國輕工業出版社，2006.

[7] 申開智.塑料成型模具[M].3版.北京：中國輕工業出版社，2013.

2017-09-26

常州大學教改項目基金資助項目(No.GJY14020052)，江蘇省教育科學“十二五”規劃課題(No.D/2015/01/37)

廖華勇，博士，常州大學材料學院副教授，研究方向：高分子材料改性及流變學。

G642.0

A

1008-021X(2017)22-0142-02

(本文文獻格式：廖華勇.高分子專業科研與教學的互相促進探討[J].山東化工，2017，46(22)：142-143.)