胡先海，劉瑾，程從亮，陳建利

（安徽建筑大學材料與化學工程學院，安徽合肥230601）

·化工教改與實踐·

開放式研究性高分子實驗教學的探索與實踐

胡先海，劉瑾，程從亮，陳建利

（安徽建筑大學材料與化學工程學院，安徽合肥230601）

介紹了高分子實驗中探索實施開放式研究性教學的意義，高分子實驗教學中開展開放式研究性教學的指導思路、程序和形式，并對每種教學過程進行了詳細介紹。

高分子實驗；開放式研究性教學；教學形式

1 開放式研究性高分子實驗教學的重要意義

開放式研究性實驗教學模式是基于教師在實驗教學過程中對實驗教學的研究和實驗的開放有機結(jié)合，提供探究式、自主式學習和教學環(huán)境，培養(yǎng)學生嚴謹?shù)目茖W作風、相互合作的團隊精神、創(chuàng)新精神和創(chuàng)造能力的一種教學方式[1]。在調(diào)動學生積極性和主動性的同時，提高儀器設(shè)備的使用效率，延伸了實驗室有限的空間和開放時間[2]。

高分子專業(yè)是在科學實驗和工程實踐基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，整體理論體系還不十分明晰，存在很多問題，需要大量的實驗、分析和探討[3]。目前，以驗證性實驗為主的高分子實驗教學，很難激發(fā)學生自主學習和研究的熱情，甚至可能使學生產(chǎn)生消極和惰性情緒，難以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新意識[3]。因此，在高分子實驗教學中開展開放式研究性的教學改革，對高分子專業(yè)學生創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)具有非常重要的意義。

2 開放式研究性高分子實驗教學的主要內(nèi)容

改革和重新設(shè)計教學方法和方式是開放式研究性教學法探索改革的重要內(nèi)容。改變傳統(tǒng)的單純“驗證性”實驗教學為“實驗教學-查閱-資料-創(chuàng)新改進-交流-實踐”的研究性、開放式教學。主要從4個方面進行探索：

（1）利用研究性“綜合開放實驗”，培養(yǎng)學生自主學習和創(chuàng)新能力。綜合實驗教學中教師給出課題，并指導學生按照計劃-實施-評價的流程展開研究活動。在每個實驗中，力求體現(xiàn)“制備-分析-測試”的綜合思維，培養(yǎng)學生能從交叉學科的結(jié)合上解決綜合性問題的能力，使學生實驗?zāi)芰蛣?chuàng)新意識得到進一步的提高。

（2）通過研究性“設(shè)計性開放實驗”，增加學生在高分子實驗過程中的自主性，引導學生提出問題，探索解決問題的方法，然后由學生自行設(shè)計實驗方案，準備實驗原料器材。

（3）通過開發(fā)與生活實際和工業(yè)生產(chǎn)緊密聯(lián)系的“實用開放實驗”，使學生感受到高分子實驗的實用價值，從而激發(fā)學生的專業(yè)興趣和創(chuàng)造性。

（4）利用“自主實驗”，讓一些能自行提出科研創(chuàng)新項目的學生，在教師的指導下自主開展實驗研究。

3 開放式研究性高分子實驗教學的主要模式

開放式研究性高分子實驗教學不但需要實驗室在時間、空間的開放，而且還要在項目、試劑、儀器等全方位開放，學生具有實驗主動權(quán)，自主設(shè)計實驗，自主探究科學問題[4]。開放式研究性高分子實驗教學的核心是“研究性”，需要教師的研究性教學和學生的研究性學習相互結(jié)合。開放式研究性高分子實驗教學主要模式如圖1。

4 開放式研究性高分子實驗教學的主要過程

（1）結(jié)合高分子基礎(chǔ)實驗進行開放式研究性教學，挖掘基礎(chǔ)實驗在開放式研究性教學中的功能和作用，拓寬學生思路，激發(fā)學習高分子專業(yè)興趣，促進其對專業(yè)知識的消化、理解和鞏固[3]。全過程分為三個階段：①通過教師的啟發(fā)指導，將驗證式高分子基礎(chǔ)實驗設(shè)計成具有“可探究性”的實驗；②針對實驗問題，收集資料和深入思考，提出解決問題的方案和設(shè)想，通過實驗對提出的問題進行驗證。整個過程均由學生自主完成。教師只作為一個引導者，真正的探究者是學生；③實驗結(jié)束后，全班集體討論后得出結(jié)論，按教師引導的小論文形式寫出實驗報告。

圖1 開放式研究性高分子實驗教學的主要模式

（2）通過“綜合開放實驗”和“設(shè)計性實驗”進行開放式研究性學習，拓展學生的知識面，培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維與相互協(xié)作的能力。例如：內(nèi)外墻涂料的制備、聚苯乙烯的制備以及對苯二甲酰氯與己二胺的界面縮合等綜合和設(shè)計性實驗。全班學生分成若干小組，每組人數(shù)不超過4人。小組中的每個人任務(wù)明確，共同參與實驗的全過程。全過程分為4個階段：①根據(jù)選定的實驗，由學生查閱相關(guān)的文獻和資料，提出設(shè)計方案。教師與學生探討方案的可行性，并確定切實可行的實驗方案；②學生通過對化學試劑、儀器、實驗條件和實驗時間等準備，為實驗的實施奠定基礎(chǔ)，使學生認識到實驗準備的重要性；③若實驗開展過程中遇到問題，可在老師指導下，查找資料，同學之間討論，實驗重新設(shè)計和實施；④小組寫出實驗報告和總結(jié)，內(nèi)容包括每人分工內(nèi)容、完成情況、解決的問題以及開放式研究性教學實驗的體會等。在教師的引導下，每小組推舉一人答辯，所有學生共同參加討論。

（3）畢業(yè)論文開放式研究性教學實驗，培養(yǎng)學生獨立工作的能力和創(chuàng)造力。首先，由教師確定多個研究方向，學生選擇，確定課題后，查閱資料文獻，制訂研究計劃，實施研究，最終成果以畢業(yè)論文的形式呈現(xiàn)[4]。全過程分為4個階段：①查閱有關(guān)的文獻和資料，確定研究目標、內(nèi)容、解決的主要問題。提出技術(shù)路線、實驗方案，在指導教師引導下，確定實驗方案；②對實驗實施所需的原料、儀器和實驗條件進行充分準備，確定研究計劃及預期進展和成果；③實驗實施過程中，學生遇到問題，查閱文獻和資料，整理分析實驗數(shù)據(jù)，教師參與討論后，重新實驗。實驗過程的實質(zhì)為實驗-分析-再實驗-再分析，直至最終得出結(jié)果；④學生根據(jù)自己的研究成果在教師引導下撰寫畢業(yè)論文，論文包括研究背景、方法、過程、成果、體會等內(nèi)容[3]。論文最后由學院學位委員會進行評審答辯。

5 結(jié)束語

開放式研究性實驗教學是對現(xiàn)有實驗教學模式的改革創(chuàng)新。在這個教學過程中，學生自主性準備及實驗，教師成為學生自主性實驗和能力培養(yǎng)的設(shè)計者、組織者、指導者，體現(xiàn)學生在整個過程中主體地位和教師的主導作用。學生在掌握高分子專業(yè)相關(guān)知識和技能的同時，也獲得較高的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，為培養(yǎng)應(yīng)用型、創(chuàng)新型人才奠定了基礎(chǔ)。

[1]王金發(fā)，何炎明，戚康標，等.“開放式、研究性”實驗教學模式的創(chuàng)立與實踐[J].高等理科教育，2007（6）：97-100.

[2]宋國利，蓋功琪，蘇冬妹.開放式實驗教學模式的研究與實踐[J].實驗室研究與探索，2010，29（2）：91-94.

[3]胡先海，劉瑾，朱紹峰，等.高分子化學實驗教學中開展研究性學習的初探[J].合肥師范學院學報，2009，27（6）：75-77.

[4]易蘭花，丁永蘭，揭嘉，等.分析化學實驗開放式教學模式的研究與實踐[J].高校實驗室工作研究，2014（4）：17-18.□

Exploration and Practice of Open Research Teaching on Polymer Experiments

HU Xian-hai，LIU Jin，CHENG Cong-liang，CHEN Jian-li
（School ofMaterials and Chemical Engineering，Anhui University ofArchitecture，Hefei 230601，China）

The article describes open research teaching of the significance and role in polymer experiment，then dissertates inquiry learning's guiding ideology，organizational model and teaching process in detail.

polymer experiment；open research teaching；teaching model

10.3969/j.issn.1008-553X.2016.01.027

O63；G642.4

A

1008-553X（2016）01-0094-03

2015-09-07

國家自然科學基金資助項目（51573001）；安徽省自然科學基金資助項目（1508085MB36）；安徽省高校省級自然科學基金資助項目（KJ2014A045）和博士后基金資助項目（2015M571923）

胡先海（1974-），男，博士，副教授，研究方向：高分子光化學/功能高分子/化學建材，13956912712，hxyh@ahjzu.edu.cn。