材料化學專業高分子化學課程教學改革探索

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2025.12.014

AbstractThe article analyzes the current teaching situation of polymer chemistry courses in the Materials Chemistry major，identifies prominent problems inthe teaching proces，and combines its own teaching experienceand insights to propose targeted teaching reform measures from four aspects： optimizing teaching content， improving teaching methods， strengthening practicalassessment，and enancing students'enthusiasm.Theaimistoimprovethe teaching efectivenesof polymerchemistrycoursesandenable them toplayabeterrole incultivating talents inthematerials chemistrymajor. Keywordspolymer chemistry; reform in education; course content; teaching method

材料化學是一門涉及高分子、金屬、無機非金屬等材料的制備、組成、結構、性質、應用及其相互關系的學科，主要研究材料在制備和使用過程中涉及的化學變化和材料性質的表征測量，從而實現對高分子、金屬、無機非金屬等材料結構和性能的優化，具有交叉學科的特點。高分子化學作為材料化學專業的重要專業課程之一，其研究范疇廣泛，涵蓋高分子化合物的合成路徑、各類化學反應特性、物理化學性質的演變規律、加工成型的工藝方法以及在不同領域的具體應用等多個方面。學好高分子化學課程，有助于學生理解高分子化學在高分子材料設計和制備過程中的重要作用，為今后從事新材料的科研和生產工作奠定堅實的基礎]。

然而，在高分子化學課程的教學中，過度依賴教師的單向知識灌輸，學生的主體地位未能得到充分體現，對其進行深度教學改革，不僅迫在眉睫，而且極具現實意義。

1高分子化學課程教學現狀

1.1教學內容方面

① 知識內容落后。分子化學領域處于快速發展的態勢，新的合成方法如點擊化學、活性自由基聚合等不斷涌現，新型材料如自修復高分子材料、形狀記憶高分子材料等層出不窮，應用領域也在持續拓展。然而，現行教材由于編寫周期較長、更新機制相對滯后，內容難以緊跟行業前沿動態。近年來，隨著全球環保意識的日益增強，生物可降解高分子材料成為研究熱點，其在包裝、農業、醫療等領域展現出巨大的應用潛力。但多數教材中關于此類材料的合成方法、性能特點以及應用案例的介紹極為有限，導致學生所學知識與當下前沿研究和實際應用之間存在明顯差距，使得學生在面對實際工作或進一步深造時，存在知識儲備不足。

② 知識結構銜接不合理。高分子化學課程與材料化學專業的有機化學、物理化學等其他基礎課程密切相關。例如，學習有機化學課程能為學生在學習高分子化學中聚合物的合成部分提供基本的反應原理和方法基礎，物理化學中的熱力學和動力學內容則為學生理解高分子聚合反應的可能性和可行性提供理論支撐。然而，由于缺乏系統性的整合，各課程的教師之間缺乏有效的溝通與協調，各課程之間的知識點未能形成有機的整體，學生在構建知識體系時面臨困難，無法將不同課程的知識融會貫通，影響了其對高分子化學知識的深入理解和應用。

1.2教學方法方面

① 教學方式單一落后。目前，高分子化學課程教學在很大程度上仍以傳統的講授式、填鴨式教學方式為主。教師在課堂上占據主導地位，學生則只能被動地接受知識。這些教學方式未能充分利用和發揮學生的主觀能動性和創造性，無法滿足當前“雙一流\"和新工科建設背景下對學生綜合素質的培養要求。

② 實踐教學環節薄弱。高分子化學根在化學，本質上依然是一門實驗類學科。因此，理論知識與實踐操作的緊密結合對于學生深入理解和掌握知識至關重要。然而，在實際教學中，實踐教學環節卻往往未能得到應有的重視。多數實驗項目為驗證性實驗，旨在通過實驗操作驗證已學的理論知識，學生只需按照既定的實驗步驟進行操作，無須過多地思考和創新。這種實驗模式限制了學生思維的發展，無法充分發揮學生的主觀能動性。由于缺乏設計性和綜合類實驗，學生難以將所學的高分子化學知識進行系統整合和應用，無法培養其解決復雜實際問題的能力，更無法培養學生的創新意識和思維[3。此外，實踐教學的考核方式過于單一，主要以實驗報告的撰寫質量作為評價學生實踐能力的依據，而忽視了學生在實驗過程中的操作技能、團隊協作能力、問題解決能力，不能全面、客觀地反映學生的實踐水平。

1.3對課程重要性的認識方面

部分學生認為高分子化學課程非專業核心課程，在學習過程中存在積極性不高的情況。同時，部分教師也缺乏對材料化學專業的清晰認識，未能認清該課程在材料化學專業課程體系中的地位和作用。

2高分子化學課程教學改革措施

2.1優化教學內容

① 及時更新教學內容。教師應及時關注高分子化學領域的最新科研成果和應用動態，定期收集和整理相關資料，將與課程內容息息相關的最新研究進展融入教學內容。例如，在講解緒論部分時，教師可引入當下熱門的高分子材料在新能源等新興領域的應用情況，使學生了解高分子化學在解決全球熱點問題方面的重要作用，感受學科的發展活力，使學生認識到高分子化學是一門充滿活力和創新機遇的學科，調動其學習積極性。

② 合理整合課程內容。加強高分子化學與有機化學、物理化學等相關課程之間的溝通與協作，建立課程之間的協同教學機制。高校可組織相關課程教師共同研討課程內容，明確各課程的教學重點和難點，避免不必要的重復講解，注重課程內容的系統性和連貫性，以高分子化學的核心知識為主線，將相關課程的知識有機串聯起來。例如，在講解高分子的結構與性能關系時，緊密結合物理化學中的熱力學和動力學知識，從能量變化、分子運動等微觀角度深入分析高分子結構對其性能的影響機制，幫助學生構建完整的知識體系，提高學生對知識的綜合運用能力。

2.2改進教學方法

問題導向教學法：在教學過程中，教師可精心設計一系列具有啟發性和挑戰性的問題，以問題為線索引導學生進行思考和討論。例如，在預習階段，教師提出“如何通過控制反應條件實現對自由基聚合反應速率和分子量及其分布的調控？”“不同類型的聚合反應方法對引發劑的溶解性有什么要求？\"等問題。鼓勵學生通過自主查閱文獻資料、小組討論的形式進行交流和探討，形成預習報告。這種教學方法能培養學生的自主學習能力、團隊協作能力和解決實際問題的能力，激發學生的創新思維。

案例教學法：引入豐富多樣的實際高分子材料合成和應用案例，將抽象的理論知識與實際生產生活緊密聯系起來。例如，以常見的塑料聚乙烯的合成工藝為例，詳細分析其聚合反應條件的選擇依據、引發劑的種類及作用原理、不同生產工藝對產品性能的影響以及產品性能與結構的內在關系等。引導學生對案例進行深入剖析，提出問題并嘗試解決問題。通過分析實際案例，讓學生切實感受到高分子化學理論知識在實際生產中的具體應用，提高學生運用理論知識解決實際問題的能力。

多媒體教學法：充分利用現代信息技術手段，借助圖片、動畫、視頻等多媒體資源，將抽象、復雜的高分子化學知識直觀化、形象化。例如，通過動畫演示高分子聚合反應的微觀過程，展示分子的運動軌跡、化學鍵的斷裂與形成、聚合物鏈的增長等細節，幫助學生更好地理解復雜的反應機理。利用視頻資料展示高分子材料在實際生產中的工藝流程，如塑料的注塑成型、纖維的紡絲過程等，使學生對高分子材料的加工成型有更直觀的認識。此外，還可以利用虛擬仿真實驗軟件，讓學生在虛擬環境中進行實驗操作，模擬不同實驗條件下的實驗結果，增強學生的實驗操作技能和對實驗原理的理解。

2.3強化實踐考核

優化實驗課程設置：增加綜合性和設計性實驗項目在實驗課程中的比重。綜合性實驗要求學生綜合運用多章節多學科的理論知識和實踐基礎，解決一個較為復雜的實際問題。例如，當前國家大力發展新能源汽車工業，高分子材料的廣泛應用可降低新能源汽車的成本，減輕汽車重量，降低耗電量，因此可設置“新能源汽車用高分子材料的合成與性能測試”綜合性實驗，要求學生根據所學的高分子化學知識，結合當前汽車行業的實際需求，設計合成一種高強度、高韌性、質輕的高分子材料。要完成該類綜合性實驗，學生需要自主查閱科學文獻、產業圖文資料，設計實驗方案進行實驗操作，并對所合成材料的結構和性能進行表征和測試等，從而實現從提出問題一查閱資料一設計方案一踐行實驗一解決問題的全鏈條科研實踐訓練，提升學生運用知識解決實際問題的能力。

建立校企合作實踐基地：高校應積極與專業方向密切相關的高分子材料企業建立合作關系，聘請企業導師，共建實踐教學基地。通過企業導師和合作企業的資源，讓學生有機會深入生產一線，了解高分子材料的實際生產工藝、質量控制體系以及產品研發流程，從而拓寬學生視野，增強學生的工程實踐能力和未來就業競爭力。

完善實踐教學考核方式：高校應建立多元化的實踐教學考核體系，全面、客觀地評價學生的實踐能力。考核內容不僅應包括實驗報告的撰寫質量，還應綜合考慮學生的實驗預習情況、實驗操作技能、數據分析能力、團隊協作能力以及在實驗過程中發現問題和解決問題的能力等多個方面。例如，在實驗預習環節，通過提問、小測驗等方式考查學生對實驗原理、實驗步驟的掌握程度；在實驗操作過程中，觀察學生的操作規范性、熟練程度以及對突發問題的處理能力；在數據分析環節，評估學生對實驗數據的處理和分析能力，是否能夠運用合適的方法對數據進行統計和解讀；在團隊協作方面，評價學生在小組實驗中的溝通協作能力、任務分配合理性等。通過多元化的考核方式，激勵學生全面提升自身的實踐能力。

2.4提高學生學習積極性

在課程教學伊始，教師可通過生動有趣的方式向學生介紹高分子化學在日常生活、高新技術領域的廣泛應用。例如，展示智能手機屏幕所采用的高分子材料，講解其具備的高透明度、良好的柔韌性和耐磨性能等，以及這些性能如何滿足智能手機的使用需求。介紹航空航天領域使用的高性能復合材料，如碳纖維增強高分子復合材料，闡述其輕質、高強度、耐高溫等優異性能在航空航天器結構設計中的關鍵作用。通過這些具體實例，讓學生切實感受到高分子化學與其生活息息相關，認識到高分子化學在推動科技進步和社會發展中的重要地位，從而激發學生對高分子化學的學習興趣，使學生主動參與課程學習。

學生應深入了解高分子化學課程在材料化學專業人才培養方案中的核心地位和重要作用，以及與未來職業發展的緊密聯系。學校可聘請相關企業的高級專業技術人才作為企業導師、邀請優秀校友開展專業行業講座，介紹高分子化學知識在材料產業中的應用和發展前景，將學生的學習目標與專業的培養要求和產業的發展需求緊密聯系，從而增強學生對材料化學專業和高分子化學課程的認同感和學習動力。

3結語

針對當前高分子化學課程在教學中存在的突出問題，通過全面優化教學內容、大力改進教學方法以及切實提高學生學習積極性等一系列系統且有效的改革措施，有望顯著提高教學效果，更好地培養材料化學專業學生的創新能力和工程實踐能力。高分子化學課程的教學改革需要不斷推進、不斷總結經驗教訓，持續改善教學方法和教學內容，緊密跟蹤材料化學專業的發展趨勢、產業現狀和國家社會對材料類人才的需求變化，確保課程教學改革始終朝著正確的方向推進，為培養適應新時代新工科建設要求的材料類專業人才提供更好的保障。

參考文獻

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