以學生為中心的《高分子物理》課程教學改革與探索

季蓉　黃朝瑋　張煥芝

【摘 要】《高分子物理》課程作為高分子材料與工程專業的重要專業基礎課，具有理論層次深、數學推導多和系統性強等特點，授課質量普遍需要提高。本文針對《高分子物理》課程的教學現狀，提出通過互動式教學、將生活和科研實例引入課堂、開展專題學習模式同時采用綜合型考核方式等方式進行課堂教學改革，提高學生的學習興趣，實現以學生為中心，提高教學效果，從而培養高分子材料領域綜合能力強的高素質應用型人才。

【關鍵詞】高分子物理;教學改革;探索

中圖分類號： O63-4 文獻標識碼： A文章編號： 2095-2457（2019）01-0096-002

隨著社會經濟和科學技術的發展，高分子材料逐漸成為現代文明的重要標志之一。特別是近年來大多數普通高校紛紛進行國際專業工程認證，這就要求我們工科高校不斷培養基礎厚、技能強的高素質應用型人才?！陡叻肿游锢怼肥歉叻肿硬牧吓c工程專業非常重要的專業基礎必修課，使學生深入學習高分子材料結構與性能之間的關系規律，為從事和理解高分子材料的合成改性、加工成型及應用奠定了扎實的理論基礎[1]。因此，該課程課堂教學質量的好壞嚴重影響學生對專業知識的掌握和理解程度，對學生自主學習能力和創新意識的培養也影響深遠。但是，《高分子物理》課程的內容抽象，涉及的概念多，數學推導多，理論較深[2-3]。傳統的教學常常采用“一言堂”、“填鴨式”教育，學生的學習積極性不高，學習效果較差。因此，迫切需要改革教育教學方法，以學生為中心，來調動學生的學習主動性和積極性，培養學生的自主學習能力和創新意識，真正培養出滿足社會需求的高分子材料類高素質應用型工程技術人才。本文針對《高分子物理》課程的傳統授課模式、教學方法進行了初步改革和探索，以達到完成課程教學目標、提高學生學習熱情和培養創新意識的目的。

1 互動式教學

互動式教學能夠提高學生的學習注意力，從而積極參與課堂教學內容，成為課堂問題的解答者和講解者，充分吸收、消化課堂內容，實現課堂教學目標[4]。因此，要提高課堂的教學質量，不僅需要任課教師對課堂內容熟練，講解過程風趣幽默;更要求教師適時與學生進行互動，調動學生的學習熱情，積極參與課堂，特別是在講抽象難懂的理論知識時。教學本身就是一個交流的過程，只有在課堂上與學生多溝通多交流，不斷地激發學生的學習興趣，化被動為主動，才能有效地提高教學質量。比如在講到聚合物的玻璃化轉變溫度Tg，熔融溫度Tm，粘流溫度Tf時，教師可以提問讓學生分別說出三個溫度點時高分子鏈的運動特征和影響因素？為什么常溫下天然橡膠是柔軟的彈性材料，-100℃時會變得很硬？從而加深學生對高分子材料結構與性能的理解，提高學習效果。尤其是在當今網絡化信息化快速發展的今天，學生上課的興趣大幅度下降，如何在《高分子物理》課程教學過程中及時有效地進行提問，提高學生的課堂注意力，值得任課老師深思。

2 引用生活與科研實例教學

《高分子物理》作為一門與高分子實際應用緊密結合的應用科學，授課過程既要使學生在課堂學習過程中理解掌握深入、抽象的基礎理論知識，也要使其學會靈活運用理論知識來分析、解決實際問題，這樣才能滿足社會需求的高素質應用型人才的培養目標。因此，在講解《高分子物理》中抽象的理論及概念時，適當列舉生活中的實例，易于學生理解，加深學生的認識。例如，在講高分子材料的蠕變特性時，讓學生們思考牙膏從管口擠出時，直徑是不是脹大了？這是為什么呢？主要是由于牙膏中含有的高分子化合物在牙膏管中呈卷曲狀態，當擠出管口時，受力變為伸展狀態，出來后又變為卷曲狀態，從而使體積變大。這就是高分子材料常有的蠕變現象，其實質就是在應力作用下，聚合物內部分子結構重新調整的過程。這樣，學生就更容易理解接受理論知識，從而提高學生的學習興趣。

另外，隨著高分子材料的快速發展，不斷涌現出新型功能材料、智能材料、液晶材料等領域的最新研究成果，因此，很有必要在課堂教學中針對對應章節的教學內容添加一些科研前沿知識，開拓學生的視野，培養學生的創新意識并提高其學習熱情，也有利于學生更深入地了解高分子材料結構與性能間的關系。例如，在講到液晶高分子時，適時地引入國際上新出現的液晶高分子材料的結構特征和對應的性能變化，從而吸引學生的學習興趣。在講到功能高分子材料時，引入超高分子量聚乙烯或聚四氟乙烯等在人工骨頭、人工關節等領域的應用，進一步講解這些材料的結構特征引起的性能優勢，從而激發學生的學習熱情，加深學生對高分子材料結構與性能的認識。另外，任課教師自己及所在學院的科研工作很可能涵蓋大量高分子物理的理論知識，將身邊老師們自己的最新科研成果引入到課堂教學，結合課堂的基礎理論知識，帶領學生一起分析老師們某一科研課題的研究背景、現狀、出發點、新材料的結構設計制備方法及材料的性能分析、結果如何，從而讓學生真切地了解老師們進行科學研究的思路和方法，感受到理論知識在科研過程的指導意義。這樣有助于開闊學生視野，培養其創新意識，增強對理論知識的學習興趣，同時提高學生自主發現問題、分析問題及解決問題的能力。

3 開展主題學習式教學

《高分子物理》課程含有大量的理論模型，理論性強，學生學習起來枯燥無味，往往只看結果，不關注模型的推理過程，導致學生學習不深入，理解不透徹。通過主題學習活動的開展，讓學生帶著具體任務去查閱資料，通過資料自己分析問題和解決問題，利于學生進行自主探索和互動協作的學習，可有效培養學生分析問題和解決問題的能力，在這個過程，教師可以不斷引導學生去自主學習。這樣，有助于激發學生的學習欲望，提高其自主學習能力，培養其團隊合作精神。比如高分子材料有多種結晶模型，可以讓學生課后分后查找“某一種高分子材料的結晶模型是如何建立起來的”。學生在收集資料的過程中，自然會了解到模型的建立過程，通過自己查閱找到問題的答案，成就感很強，學生對知識就會多一些了解，記憶也會加深一些。

再如“kevlar纖維是怎樣發現和生產出來的？”，讓學生通過自己查閱資料理解液晶高分子的結構特征和性能優勢。這種專題作業，學生查找的答案五花八門，有許多是道聽途說。但是通過這個過程，可以顯著提高學生的學習興趣，拉近學生與知識的距離。再經過老師進一步的詳細講解，學生可以更好的理解和認識理論模型，對于模型的意義也能體會的更加深刻。最后，為了讓學生深刻理解高分子材料中結構決定性能的理論奧妙，可以設置一定的專題作業如：“選擇一種高分子材料并設計加工路線，滿足自行車內胎的使用需求”;“哪種材料可以用作編織袋的纖維，該纖維適合的加工工藝包括哪些工序，為什么”。這樣，同學即使只看題目，也會在腦海中思考一下，哪種材料合適呢，是什么原因呢？當發現結果和自己的想法不同后，就會去尋找原因進行分析，該過程已經是“結構與性能”關系的分析和運用了。這樣的專題作業沒有標準的答案，學生需要查閱大量參考資料才能找到一定的答案，學生也不確定答案的準確性高低;在課堂和大家一起深入討論分析時，學生會不斷分析自己的不足之處，試著去找到準確的答案。在這個過程中，學生自己對問題進行了剖析，并利用學到的理論自己解決問題，在解決問題的過程中自然會加深對經典理論的理解，這會使學生充滿自豪感和成就感，這樣，就逐漸變成了自覺、主動學習，實現了以學生為中心的教育理念。

4 建立綜合考核機制

傳統的《高分子物理》課程考核主要以期末考試作為考核方式，易于考察學生對知識點的掌握程度。但該方式很難體現對學生自主學習、創新意識等綜合能力的考核。因此，在信息化高速發展的今天，開展多元化、過程性及綜合性的考核方式，突出對學生綜合技能的考察顯得尤為重要。因此，進行教學方式改革的同時，必然要對考核方式同時進行改革。要衡量學生在互動式教學、專題學習等過程的總體表現，我們可以采用綜合考核方式，如出勤和課堂互動占10%，作業占10%，專題討論占10%，PPT展示占10%，復雜工程問題解答報告占10%，期末考試成績占50%。這樣的考核方式包含了對學生學習自主性、課堂認真學習程度、創新能力的評價，有助于提高學生平時的學習積極性，讓學生真正參與到課堂中來，自主學習，這樣的考核才能真實反映學生靈活運用理論知識的能力，是提高課堂學習效果、培養學生創新思維和自主學習能力等方面綜合素質的有效方法。

5 結語

《高分子物理》是高分子材料與工程專業的重要專業基礎課，為學生在高分子材料制備、改性、加工及應用等領域工作提供了良好的知識基礎，具有較強的理論性和應用指導性。通過不斷改進教學方法和學生綜合能力的考核，提高學生學習主動性，積極參與到課堂中來，培養學生的自主學習能力和創新思維，有效提高課堂教學效果，從而培養高分子材料領域綜合能力強的高素質應用型人才。

【參考文獻】

[1]鄭玉嬰，李寶銘.針對《高分子物理》教學改革的幾點探究.廣州化工，2016，44（17）：210-212.

[2]翟蘭蘭，鄒超，李鐘玉，劉若望.高分子物理的立體化教學改革.大學教育，2017，8：91-92.

[3]邱海霞.任務型專題教學在高分子物理中的實踐.高分子通報.2016，7：91-94.

[4]黃增芳，馬軍現，王可，王悅輝，王毅.高分子物理課程中的互動式教學探索和實踐.廣州化工，2015，43（13）：196-197.