張 林
(營口理工學院,遼寧 營口 115000)
高分子物理是一門理論性極強的課程,同時又與實驗教學緊密相連?!陡叻肿游锢韺嶒灐肥歉叻肿游锢磉@門學科的基礎,是高分子材料與工程專業(yè)必修的一門實踐性很強的實驗課[1-2]。通過開展《高分子物理實驗》一方面可以幫助學生強化高分子物理方面的理論知識,進一步了解高分子結構與性能之間的關系,為研究高分子合成、高聚物的結構與性能、高分子加工成型等方面提供一定的理論依據(jù);另一方面可以激發(fā)學生的學習興趣,鍛煉動手能力,熟練掌握操作技能和儀器設備的操作方法,提高發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力,培養(yǎng)學生嚴謹?shù)目蒲袘B(tài)度。
由于最初的高分子物理實驗教學目標較低,實驗條件有限,實驗設備陳舊,所開設的高分子物理實驗通常是經(jīng)典的驗證型實驗,不利于學生學習和掌握最新的實驗技術和研究手段。顯然,傳統(tǒng)教學模式與十八大提出的“全面實施素質(zhì)教育”培養(yǎng)創(chuàng)新人才的教育方針相悖。
為了更好的開設這門課程,提高教學質(zhì)量,結合我校辦學特色及學生特點,我們從教學方式,教學內(nèi)容,考核制度幾個方面進行改革,且取得了階段性的教學成果。幫助學生對這門實驗課的學習從感性認識上升到起理性認知。
高分子物理實驗的本質(zhì)是研究高分子聚合物的結構與性能之間的內(nèi)在聯(lián)系和基本規(guī)律[3]。我校開設的高分子物理實驗中,除了溶脹平衡法測聚合物的交聯(lián)度等少數(shù)實驗外,其余大部分實驗均需依托于大型儀器設備。但是目前大部分高校處于大型儀器設備數(shù)量少且實驗教學課時有限的狀態(tài),因此實驗過程中不能實現(xiàn)每名學生親身學習操作儀器的教學目標。
傳統(tǒng)的《高分子物理實驗》普遍采用“圍觀”的教學方式,多名學生將一名老師和一臺儀器包圍起來聽課。這種“圍觀”教學方式使得老師無法全面維持課堂紀律,易導致學生注意力分散不能掌握課程內(nèi)容,通常教學效果不佳[4]。
為此,我校大力提倡使用現(xiàn)代教育技術如多媒體輔助教學以吸引學生注意力提高學習興趣來提高教學質(zhì)量。
多媒體輔助教學相對于“圍觀”教學方式,其優(yōu)點在于能夠幫助學生對儀器設備和實驗內(nèi)容建立起直觀認識和全面了解,視頻演示帶來的真實感更容易吸引學生的學習興趣,是一種靈活、高效的教學方式。教師可以根據(jù)實際情況的變化,方便快捷的調(diào)整實驗內(nèi)容,且不受實驗條件(比如具有一定危險性,儀器設備數(shù)量不足或受損)的限制,使學生及時了解高分子物理方面相關技術的進步和發(fā)展, 幫助學生增長知識的同時也能拓寬眼界[5]。
高分子物理是一門新興學科,我們有必要把當前的研究進展和階段性研究成果在教學過程中介紹給學生。另外,為了幫助學生將高分子與小分子區(qū)別開來,能夠更加透徹的理解高分子的特性,實驗內(nèi)容的設計上要著重體現(xiàn)學科特點[6,7]。
及時的把科研成果融入到教學內(nèi)容中,是有助于培養(yǎng)適應社會發(fā)展需求的人才,實現(xiàn)了社會需求與人才培養(yǎng)的同步發(fā)展[8]。
以往差示掃描量熱法測聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度時全部選用聚乙烯或聚丙烯為樣品,每組學生得到的DSC曲線幾乎完全相同,以致學生在結果分析時照貓畫虎互相抄襲。為改變這種現(xiàn)狀,我們挑選相關教師課題組所合成出的高分子產(chǎn)品為樣品,為了摸索最佳實驗條件,學生們需查閱文獻了解產(chǎn)品性質(zhì),分析譜圖找出玻璃化溫度、結晶溫度及熔融溫度,學生們參與可整個實驗流程,充分發(fā)揮他們的主觀能動性,幫助他們更加嫻熟的掌握和運用DSC這門技術[9]。
高分子與小分子的區(qū)別在于相對分子質(zhì)量的不同,通常將相對分子質(zhì)量高于約1萬的稱為高分子,相對分子質(zhì)量低于約1000的稱為小分子。較高的相對分子質(zhì)量決定了高分子化合物具有特殊結構。此外,受儀器設備數(shù)量的限制,通常以小組的形式完成高分子物理實驗,每個小組均需按相同的實驗條件進行實驗,實驗結束后依據(jù)得到的實驗數(shù)據(jù)進行處理和討論,在一定程度上限制了學生的創(chuàng)新能力。因此,在保證實驗能夠順利開出的前提,我們依據(jù)高分子物理學科特點,對部分實驗內(nèi)容進行了調(diào)整,每個實驗項目均設定不同的實驗條件并由各個小組分別完成。例如在“高聚物熔融指數(shù)的測定”實驗中,為了幫助學生更進一步了解高聚物的流動性,實驗前讓各個小組分別設計出適用于測定低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯這四種聚合物熔融指數(shù)的實驗方案,實驗結束后共享實驗數(shù)據(jù),并對實驗結果進行分析討論。通過整個實驗流程,學生不僅掌握了熔融指數(shù)儀的操作方法和熔融指數(shù)的測試方法,而且較為全面地了解不同種類高聚物的流動特性[10,11]。
實驗教學與理論教學的不同之處在于它不僅講授理論知識,更注重培養(yǎng)學生觀察能力、發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力,使學生具備獨立設計并完成實驗的能力。因此,實驗考評應貫穿實驗教學的整個過程,對學生進行全面、客觀的考察。為此,我們建立一套符合高分子物理實驗特點,有利于培養(yǎng)學生綜合能力的考評制度[12,13]??己司唧w內(nèi)容包括課前實驗預習,課堂表現(xiàn)及實驗操作,課后實驗報告。在此基礎上我們將實驗前準備工作納入考核范圍,一方面幫助學生全面了解整個實驗流程,珍惜實驗教師的勞動成果,另一方面可以節(jié)省課堂時間提高效率。
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