高分子化學實驗教學改革

曾艷寧 張發愛 劉遠立 黃孝華 劉嬋娟

摘?要：本文介紹了目前《高分子化學實驗》的教學現狀和存在的問題，針對這些問題采取一些切實可行的措施進行改革，具體改革措施包括開設設計型實驗，實驗內容從驗證型到探索型和增加實驗的趣味性和創意性，通過近兩年的改革實踐，取得了初步成果。

關鍵詞：高分子化學實驗;實驗教學;教學改革

高分子化學是桂林理工大學材料科學與工程學院高分子材料科學與工程專業學生的一門核心專業基礎課程。[1-3]本校的高分子化學實驗被單獨列出來成為一門必修的專業基礎課，其本質是以實驗為基礎的自然科學。通過高分子化學實驗課的教授與學習，在實驗過程中培養學生實驗操作的熟練性，通過實驗裝置搭建、實驗現象的觀察和記錄，增強學生動手能力，實驗后期的實驗現象分析和實驗數據的處理都能培養學生解決問題的能力，通過實驗課的學習能使學生對理論知識理解深入，結合理論和實踐最終提高學生的綜合素質和創新能力，同時還能增加師生的互動與交流。高分子化學實驗是基于有機化學合成實驗，他們都具有原理性、概念性、實踐性、操作難度比較大的課程的特點，但是它又不同于有機化學實驗，有自己的特征，比有機化學合成實驗更為復雜，因此想要完全掌握高分子化學實驗中的各種操作技術具有一定的難度。高分子化學實驗課前期準備以及后續處理工作比較繁瑣，譬如單體、引發劑的精制與提純，所得聚合物的除雜與固化，以上這些工作都需要充足的時間來完成。另外，高分子化學實驗操作中涉及到預聚體的制備，同時實驗過程中需要用到大量危險品，因此這門課的教學內容還包括關于危險品的使用注意事項以及反應完畢后廢液的處理等。總之，高分子化學實驗課程對于本科生教學意義重大且課程內容豐富涉及面廣。

1 教學現狀與存在的問題

本校高分子化學實驗課程具體所開設的實驗有：實驗一聚乙烯醇縮甲醛的制備;實驗二甲基丙烯酸甲酯本體聚合及有機玻璃的制備;實驗三醋酸乙烯酯的乳液聚合;實驗四苯乙烯的懸浮聚合;實驗五丙烯酸溶液聚合及高吸水性樹脂的制備和實驗六導電聚苯胺的合成及導電性測試。這六個實驗涉及了高分子化學中重要的四大聚合方法：本體聚合，溶液聚合，乳液聚合和懸浮聚合。作為基礎性的實驗，高分子化學實驗課可以培養學生的基本實驗技能且能熟悉實驗儀器的基本操作，但是目前以典型的驗證型實驗為主，他們只需要按照標準設化的實驗步驟完成實驗即可，學生的動腦思考受到了限制。這樣學生分析問題、解決問題的能力很難得到提升，也不利于學生創新思維的養成及學生的實驗興趣的提高。經初步調研論證，結合本校實際情況，我們確定以16、17級學生作對象，建立高分子化學實驗課程的實踐教學改革的試點，對高分子化學實驗教學模式進行改革探索與實踐。

2 教學改革的實施

（1）開設設計型實驗。科研滲透和促進教學能夠拓展實驗教學的深度和廣度。設計型實驗能調動和發揮學生的主觀能動性。設計性實驗是啟發性最明顯的教學手段，也是實驗教學的以后做最主要發展方向。學生需要根據老師給定實驗項目，自己查閱資料并老師討論設計實驗方案，在老師的指導下完成的實驗教學，如在實驗三的醋酸乙烯酯的乳液聚合，我們可以要求學生先查詢相關資料，主動設計實驗配方，在后期做實驗時學生可以選擇不同的乳化劑和引發劑用量等，聚合條件也可以是改變，最后綜合所有變量探討聚合結果。（2）從驗證型到探索型。目前的高分子化學實驗項目以驗證型實驗為主，驗證型實驗可以幫助學生形成化學概念、理解和鞏固化學知識。但是驗證性實驗將實驗本身處于一種從屬的地位，缺乏系統性、探索性和實用性。因此，需要將部分驗證性實驗改為探索性實驗，這樣學生的研究興趣將會大大激發，學生的科研能力也會慢慢培養起來。從培養學生創新能力的角度來看，探索型實驗具有顯著的優越性。（3）增加高分子化學實驗的趣味性和創意性。大部分學生都認為一般化學實驗都是比較枯燥乏味，對于做實驗總是提不起興趣。特別是高分子化學實驗，化學反應時間長，化學反應過程變化緩慢或者不明顯，因此學生倦怠于實驗過程。這方面，我們在實驗教學中也試圖改進，在實驗之前告訴學生讓他們帶上自己在室外采回一些小標本或準備好自己的小畫片/照片等。在合成聚甲基丙烯酸甲酯的實驗過程中將準備好的小標本或小畫（照）片放到模具中，可以制作得到一個美麗畫框。這樣有藝術的化學實驗使學生的興趣被大大地調動起來。

3 結語

在教學實踐中《高分子化學實驗》的實驗類型的合理設計，可使實驗內容的趣味性提高，通過開展設計型實驗，增加學生實驗的積極性，主動性與創新性，深入理解理論課程中學到內容。綜合實驗的增設，可以使學生在實驗過程中的責任感和綜合分析能力提升，同時創新思維能力和理論知識的應用能力也可以得到增加。此外，在實驗教學的過程中，不僅要給學生傳授傳統的基礎知識，更要注重對學生自主創新能力的培養。

參考文獻：

[1]潘祖仁.高分子化學.化學工業出版社，2011（第五版）.

[2]祖立武，張小舟，王雅珍.高分子化學設計性實驗的教學實踐[J].高師理科學刊，2007（1）：94-95.

[3]蕭闡明.高分子科學基礎實驗的互串互動教學初探[J].高分子通報，2006（1）：70-71.

基金項目：廣西高等教育本科教學改革工程項目（2018JGA180）;廣西研究生教育創新計劃項目（JGY2019094）

作者簡介：曾艷寧（1986-），女，陜西咸陽人，博士，副教授，研究方向：催化烯烴聚合。