高分子化學課程鏈式教學模式的構想與實踐

摘?要：高分子化學課程內容多、概念抽象、理論性強，導致學生缺乏學習興趣，教學效果欠佳。隨著科技的進步和社會生產力的發展，迫切需要通過改變教學模式以提高教學效果，培養符合時代需求的創新型人才。根據高分子化學課程教學內容的特點，將傳統的講授式教學模式轉變為鏈式教學模式，使教學活動各個環節環環相扣，引導學生輕松、愉快地理解知識和掌握技能，并獲得知識和技能遷移的能力，實現新時代人才培養目標。

關鍵詞：高分子化學；鏈式教學模式；構想；實踐；創新型人才

中圖分類號：G642??文獻標識碼：A

Conception?and?Practice?of

Chain?Teaching?Modein?Polymer?Chemistry?Course

Xiong?Zhu

College?of?Chemistry?and?Chemical?Engineering，Yangtze?Normal?University?Chongqing?408100

Abstract：Polymer?chemistry?curriculum?has?strong?theory，so?many?concepts?and?abstract?principles，which?leads?to?lack?of?interest?in?learning?for?students?and?poor?teaching?effect.With?the?development?of?science?and?technology，and?progress?of?social?productive?forces，it?is?necessary?to?improve?the?teaching?effect?to?cultivate?highquality?innovative?talents?who?meet?the?needs?of?the?times?by?reforming?teaching?mode.According?to?the?characteristics?of?the?curriculum?content，converting?the?traditional?teaching?model?into?the?chain?teaching?model?is?puts?forward，leaves?all?links?interlocked，guides?students?to?understand?the?significance?of?the?knowledge?they?have?learned?and?master?skills?with?ease?and?pleasure，and?helps?they?to?acquire?the?ability?to?transfer?the?knowledge?or?skills，finally，achieves?the?goal?of?talent?training?in?the?new?era.

Keywords：polymer?chemistry；chain?teaching?model；conceive；practice；innovative?talents

德國化學家Staudinger在1922年首次提出高分子的概念，并于1932年出版了劃時代的巨著《高分子有機化合物》，從此高分子科學誕生。高分子材料具有質輕、絕緣、耐腐蝕、力學性能較好、易成型加工等優點，20世紀中葉，高分子化學基礎理論逐漸成熟進而發展成一門學科［1］。新中國成立伊始，為了促進國民經濟發展，保障國家安全，需要培養基礎扎實的高分子化工專業人才，馮新德院士率先于清華大學開設了高分子化學課程。迄今，幾乎所有擁有與化學化工以及材料相關專業的高等院校都開設了高分子化學這門課程［2］。

高分子化學是一門綜合交叉課程，不僅與化學、化工有關，還與物理學聯系緊密，具有理論性強、概念抽象、公式多且推導過程復雜等特點，常常令學生望而生畏，如果采用傳統教學模式，難以激發學生的學習熱情，學生不能將本課程所學知識內化為自身能力，學生的創新素質沒有得到培養，教學效果較差，教學目標達成度低［3］。隨著國民經濟的迅速發展，社會對創新型人才的需求日益增長，傳統的高分子化學教學體系很難適應21世紀新型人才培養的要求，在這種形勢下，迫切需要對高分子化學課程進行教學改革。本文針對高分子化學課程的特點以及目前課堂教學中存在的問題，提出通過將傳統的教學模式轉變為各教學環節環環相扣、鏈接課堂內外的鏈式教學模式［4］。

1?鏈式教學模式的基本原則

傳統教學模式強調教師的主體地位，從而導致學生處于被動狀態，學習熱情低，教學效果差。鏈式教學模式的教學的目標是將知識和技能傳遞給學生，使學生將其內化為自身的素質和能力。學生是教學活動的直接對象，也是具有主觀能動性的獨立個體。然而，由于學生自制力不足、認知水平有限，教學活動順利開展需要教師的引領和指導［5］。鏈式教學模式具有教學環節絲絲入扣、課堂內外有機結合的特點，強調學生在學習活動中的主體地位，明確教師在教學活動中的主導地位，喚起學生的學習熱情，充分發揮學生的學習主動性，激發學生的主動意識、進取精神，倡導自主、合作學習、探究的學習方式，融合傳統教學手段與現代教學技術，利用互聯網使“教”與“學”貫穿課堂內外。

2?高分子化學課程的教學目標

2.1?總體目標

通過高分子化學課程的學習，學生可以理解高分子化學的基本概念和掌握聚合反應原理、聚合反應速率和聚合物分子量的控制方法，培養學生具備選擇合適的聚合反應類型、控制聚合反應條件合成目標聚合物的能力。本課程通過豐富的教學手段，在傳遞知識、技能、情感、態度、價值觀的同時，培養學生的邏輯思維和形象思維能力、空間感知能力、想象力、創造力，提高學生運用數學、物理知識解決實際問題的能力，塑造學生健全的人格，培育出適應現代社會發展需求，具有愛國情懷、科學精神的創新型人才。

2.2?具體目標

（1）知識目標：理解并掌握高分子化學的基本概念、分類和命名規則；了解聚合反應常用的引發劑；掌握聚合反應的類型、機理和特征；能夠運用熱力學、動力學方法分析單體進行均聚合、共聚合反應的能力；能夠推導聚合反應動力學方程；掌握共聚物組成曲線隨競聚率的變化以及共聚物組成與轉化率的關系；了解高分子鏈結構、分子運動、聚合物結構與性能的關系；熟悉基本聚合方法的實施和應用；了解聚合物降解的原因及方式；了解高分子科學的發展概況與趨勢。

（2）能力目標：讓學生能夠建立起各學科與高分子化學之間的聯系并熟練運用已學過的知識解決高分子化學學習中遇到的問題，提高知識、技能遷移和綜合運用的能力；具有嚴密的邏輯思維以及歸納與演繹、分析與綜合的能力；學會簡明扼要地表達自己解決問題的思路和步驟的能力；具有一定的想象力和創造力。

（3）素質目標：課程教學過程中注重德育的滲透，使學生樹立正確的人生觀、價值觀、世界觀、榮辱觀；培養學生獨立思考、大膽探索、積極進取的學習態度和意志品質；教給學生正確的思維方法，培養學生理論聯系實際的能力；培養學生嚴謹的科學態度和創新精神。

3?高分子化學課程鏈式教學模式的實施流程

如果說教育改革的理念是教學行為的“靈魂”，那么教學模式的實施流程就是教學行為的“軀體”，是實現教學目標、達成預定教學效果的途徑。高分子化學課程鏈式教學模式的實施流程是鏈式教學模式運用于高分子化學課程教學的具體措施的過程框架，其重要性不言而喻。我們針對高分子化學課程的特點設計了如下圖所示的鏈式教學模式的實施流程：在課前這一環節中，教師利用超星學習通、騰訊課堂、雨課堂、釘釘課堂、中國大學MOOC、微信群、QQ群等平臺在線為學生安排高分子化學課程預習內容并上傳相關學習資源；學生則根據預習要求查閱和整理資料，自主學習，獨立思考，提出問題。在課中這一環節中，教師引入新課，講授課程內容，圍繞教學內容的重難點向學生提問，組織學生合作進行探究式學習，傾聽學生的發言，引導學生觀點碰撞，為學生答疑解惑，評價學生學習過程和學習效果并反饋；學生認真聽課，積極思考，熱烈討論，大膽發言，提出自己的疑問，對學習內容進行總結和反思。在課后這一環節中，教師在線督促學生完成作業，指導學生復習，組織課外活動，帶領學生參與社會實踐活動；學生獨立完成作業，復習授課內容，與他人交流和協作，在課外活動和社會實踐活動中理論聯系實際，從而加深對高分子化學理論知識的理解。

高分子化學課程鏈式教學模式流程圖

4?鏈式教學模式下高分子化學課程采用的教學方法和手段

教學方法是教師將知識和技能傳遞給學生的具體形式，包括講授法、演示法、閱讀指導法、觀察法、實驗法、討論法、練習法、任務驅動法、自主學習法等［6］。以第二章27節［潘祖仁，化學工業出版社（第五版）］為例，在課前環節，教師通過網絡平臺要求學生自主學習并適時給予指導，使學生初步掌握體形縮聚、凝膠化、凝膠點等概念，了解體形縮聚的特征以及凝膠點的預測方法，會推導凝膠點預測公式并能用于計算，在這一環節中教師采用了任務驅動法、自主學習法以及閱讀指導法等教學方法；在課中環節，教師從線形縮聚引入，介紹能夠發生體形縮聚的體系，利用模擬動畫演示苯酚和甲醛發生體形縮聚反應生成酚醛樹脂的過程，播放酚醛樹脂合成實驗視頻，提示學生仔細觀察反應體系黏度突增、氣泡難以上升的狀態并指出這種狀態的出現說明凝膠化現象產生，講解凝膠和溶膠的區別和聯系、熱固性聚合物制品生產過程的兩個階段，組織學生分組討論如何運用Carothers法和Flory統計法預測凝膠點，給出相應習題讓學生練習，在這一環節中教師使用了講授法、演示法、觀察法、討論法、練習法等教學方法；在課后環節，教師針對本節內容發起文獻閱讀交流會，就疑難問題進行探討，帶領學生進入實驗室動手合成酚醛樹脂，加深學生對體型縮聚、凝膠化、凝膠點等概念以及熱固性聚合物制備過程的認識，在這一環節中采用了任務驅動法、閱讀指導法、自主學習法、討論法、實驗法等教學方法。教學手段則是知識、信息的物質載體，傳統教學手段有板書、模型、掛圖、實物、標本等，現代教學手段有投影、錄音、錄像、語言實驗室、計算機多媒體、網站等［7］。高分子化學課程教學過程中運用較多的教學手段有板書、模型、實物、錄像、語言實驗室、計算機多媒體、網站等。隨著現代科技的迅猛發展，多媒體課件已經廣泛用于課堂教學，然而，板書這種傳統的教學手段具有靈活、便捷、可即興創作等優點，更適合展示公式推導過程以及反映教學內容的系統、重點和層次，因此，板書也是高分子化學課程必不可少的教學手段之一。另外，模型有助于學生理解高分子的近程結構，而實物則可以激發學生的學習興趣。在高分子化學鏈式教學模式下，教師靈活運用多種多樣的教學方法和手段，以學生喜聞樂見的方式調動學生的主觀能動性，使其輕松、愉快地完成高分子化學課程的學習任務，同時，邏輯思維能力、想象力、創造力得到充分發展，并養成終身學習的習慣，成為現代社會需要的創新型人才。

5?鏈式教學模式下高分子化學課程教學內容的選擇

在傳統的教學模式中，高分子化學課程的教學內容幾乎就是教材上的知識點，學生難以窺探到知識的發現過程，不能把握知識點之間的內在聯系，不了解知識的運用場景［8］。在鏈式教學模式下，高分子化學課程教學內容以教材為中心，輔以相關專著、期刊論文、學位論文、專利等，穿插高分子科學家發現知識的小故事、高分子科學的發展歷史及前沿研究領域，激發學生的好奇心、求知欲，引領學生沿著科學家的足跡探究真理，厘清知識點的來龍去脈以及知識點之間的關聯，訓練學生的邏輯思維、發散思維，培養學生的想象力、創造力，教會學生如何學習，讓學生為終身學習打下堅實的基礎。比如，在講第一章1.1節時，教師可將施陶丁格提出“高分子”概念的科學故事分享給學生；在講第一章1.2節時，教師可向學生介紹高分子科學的發展歷史；在講第三章3.12節時，為了幫助學生理解假穩態階段自由基壽命、鏈增長、鏈終止速率常數測定原理，教師可把《Introduction?to?Polymer?Chemistry》《Polymer?Chemistry》《Polymer?Chemistry》《Textbook?of?Polymer?Science》《高分子化學叢書——自由基聚合》等專著以及《Radical?Lifetimes?in?Atom?Transfer?Radical?Polymerization：A?Monte?Carlo?and?Deterministic?Investigation》《Radical?Polymerization?Kinetics?in?Systems?with?Transfer?Reactions?Studied?by?PulsedLaserPolymerization?and?Online?EPRDetection》等期刊論文推薦給學生。

6?鏈式教學模式下高分子化學課程評價標準

傳統課程評價標準難以準確評價學生實際學習效果，有必要針對鏈式教學模式的特點設計一套能及時反映學生學習效果、體現能力培養目標的評價體系。如下表所示，此課程評價標準包括平時、期中、期末三部分成績，權重分別為40%、20%、40%，評價指標有以下十項：資料收集與整理、資料學習、課堂討論、作業、課外活動、社會實踐、小論文、期中考試筆試、期末考試口試、期末考試筆試。該評價體系注重激發學生學習興趣，強調能力培養，加強平時學習效果的考核，弱化筆試，評價指標豐富、多元，對學生的學習效果進行多角度、全方位的評價，重視學生終身學習習慣的養成，關注學生后繼發展潛力，以過程性評價追蹤學生的學習情況，及時調整教學策略，實現教學效果的最優化。

結語

現代社會需要高素質創新型人才，而傳統“以教師講授為主，學生被動接受”的教學模式有礙于學生創新能力的培養。由于高分子化學課程內容繁多、抽象、理論性強，導致學生缺乏學習熱情，教學效果較差，學生知識吸收率低、創新素質難以得到提升，因此，將鏈式教學模式引入高分子化學課程教學中，激發學生學習熱情，培養學生創造力，轉變“灌輸”為主的教學方式，對于實現高等教育人才培養目標意義重大。在鏈式教學模式下，設計了高分子化學課程教學活動實施流程，豐富了教學方法和手段，拓展和補充了教學內容，構建了能夠全面評價學生學習效果的課程評價標準體系，知識傳授與能力培養并重，著力培養符合時代需求的創新型人才。

參考文獻：

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［2］張曉云，孫曉麗.高分子化學教學中科學發展史教育的功效［J］.廣州化工，2015，43（11）：237238+240.

［3］李繼航，張強.高分子化學教學中的互動式教學的應用探索［J］.山東化工，2020，49（24）：159160.

［4］劉長玲，宋巖，佀慶波.基于課程群建設下的高分子化學教學改革探索［J］.廣東化工，2022，47（24）：139+140.

［5］郭霖.高分子化學創新教學與一流課程建設［J］.大學化學，2021，36（12）：3244.

［6］王宇會.基于OBE理念的工程測量課程教學改革與實踐［J］.大學教育，2021（4）：1820.

［7］陳家欣.用多媒體教學與傳統教學兼容的手段進行圖學教學［J］.電腦知識與技術，2019，15（35）：150151.

［8］郝智，伍玉嬌，羅筑，等.高分子化學課程教學改革與實踐初探［J］.高分子通報，2012（5）：116118.

作者簡介：熊竹（1982—?），女，漢族，重慶永川人，博士，講師，主要從事功能高分子材料的研發工作。