韓 非，杜江華，劉 瀟，高 心，魏 杰

(北方民族大學 材料科學與工程學院， 寧夏 銀川 750021)

《高分子物理》是研究高分子材料的結(jié)構(gòu)與性能之間關系的一門科學，與高分子材料的分子設計、合成工藝、改性方法、成型工藝、實際應用等都有非常密切的聯(lián)系，是高分子材料與工程及其相關專業(yè)的最重要的，也是必不可少的專業(yè)技術(shù)基礎課之一。是研究聚合物結(jié)構(gòu)與性能之間關系的一門學科， 其主要任務是使學生掌握有關聚合物的多層次結(jié)構(gòu)、分子運動及主要物理、機械性能的基本概念、基本理論和基本研究方法，建立高分子的結(jié)構(gòu)與性能之間關系，為從事高分子設計、改性、加工、應用奠定基礎[1]。針對民族院校學生的專業(yè)基礎相對其他高校學生薄弱的實際狀況，本課程的教學目的是使學生掌握高分子材料結(jié)構(gòu)與性能之間的內(nèi)在聯(lián)系以及高聚物分子運動規(guī)律，為后續(xù)的高聚物成型加工工藝、聚合反應工程等專業(yè)課打下堅實的理論基礎。本課程的主要任務是系統(tǒng)闡述高分子的微觀結(jié)構(gòu)、宏觀性能以及相互聯(lián)系，主要內(nèi)容包括高分子的結(jié)構(gòu)、分子運動和高分子材料的高彈性、粘彈性、流變性、電性能、力學強度和溶液性質(zhì)。增強學生創(chuàng)新實踐意識，對學生進行工程實踐教育[2-4]。

1 民族高校高分子物理課程現(xiàn)狀

目前高校關于高分子物理課程教學中，尤其在我們民族院校不可避免的出現(xiàn)以下兩個問題：

一個方面，高分子物理課程教學課時較少，普遍為80課時及16～32課時的實驗課，而我們民族院校只有64課時理論課時，面對的高分子物理信息量很大，概念、原理性的問題需要較多課時講授，對化學、數(shù)學和物理都需要一定的基礎；并且教學難點很多[5-6]：高分子構(gòu)像的理解以及分布統(tǒng)計、Flory-Huggins似晶格模型的構(gòu)建條件及應用、自由體積理論等。設計的范圍較廣，包括各類學科的交叉，在有限的課時條件下很難完成詳細完整的講解。

另一方面，由于高分子物理課程的理解強調(diào)基本概念、理論以及應用。尤其對于民族高校中部分學生學習基礎薄弱，很難對于概念理論在實際現(xiàn)象解釋中加以利用，如果教師僅僅在課程中以教材為模板，灌輸式的填鴨教學，則只能是機械介紹內(nèi)容，或是在PPT上簡單介紹內(nèi)容，缺乏學生學習主動積極性，也不可能在本課程后續(xù)的學習中獨立思考問題，以基礎概念、理論來解決實際生活中處處可見的高分子問題[7-8]。當然也就談不上對于接下來所學習的課程予以理解貫通。

2 教學改革

面對出現(xiàn)的種種問題，從北方民族大學材料學院高分子專業(yè)14級開始，至今對兩屆學生進行了教學改革，主要分為課程教學改革以及實驗實踐環(huán)節(jié)改革。

2.1 課程教學改革

2.1.1 內(nèi)容改革

對于高分子物理課程主線進行進一步細化，包含結(jié)構(gòu)與性能兩個主要方面。從熟悉的小分子入手，了解小分子與高分子的區(qū)別，從一次、二次到遠程結(jié)構(gòu)，展開高分子的柔順性、鏈段的獨特運動形式后所呈現(xiàn)出的鏈的運動特性以及其熵彈性粘彈性等內(nèi)容。在實際講授過程中，利用生活中高分子的現(xiàn)象，引導學生對于基礎知識的了解，可以采用生活實例，例如在講解高分子溶液具有的粘度以及松弛時間方面，以一杯高分子溶液與一杯水在同時被子彈擊中后所產(chǎn)生不同的運動狀況為例，來了解高分子溶液以及加深對于高分子溶液特用現(xiàn)象的理解。也可以利用形象法，比如高聚物的熔體或是高分子的溶液在攪拌時候，會產(chǎn)生爬桿現(xiàn)象，可用PPT為媒介，演示當把一些線條放入溶液當中，給于一定的攪拌速度，也會產(chǎn)生類似的現(xiàn)象；以此形象法使學生理解高分子的熔體或是高分子溶液依然是由高分子鏈所構(gòu)成，類似于線團。

2.1.2

方法改革高分子物理課程內(nèi)容較多，所涵蓋的知識面很廣，包括四大基礎化學以及高分子化學，部分章節(jié)還需要高等數(shù)學以及大學物理的基礎性知識。而民族高校中部分學生基礎薄弱，在大學學習期間又缺乏自管能力，導致在講解中困難重重。因此，我們結(jié)合民族院校實際情況，對于班級學生進行分組討論式的互動教學，把不同學習成績，學習程度的學生分成一個個學習小組，對于出現(xiàn)的概念讓組內(nèi)成員先進行總結(jié)以及擴展理解，之后鄰近小組互相提問以及解答，以此提高學生學習積極性。例如，高分子聚合物在成型加工過程多以熔體形式進行，其中包括以下溫度：脆性溫度、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、熔限、粘流轉(zhuǎn)變溫度以及分解溫度。在理解各個溫度基本概念的基礎上，分小組找出其中的規(guī)律，尤其是結(jié)構(gòu)因素和環(huán)境因素改變的情況下，各個溫度的改變形式。通過小組作業(yè)，既能夠加強學生對于本課程的理解，而且對于后續(xù)課程(類似橡膠成型工藝以及塑料成型工藝)的課程設計中的分工合作，都能起到積極推動的作用。

2.2 實踐教學改革

北方民族大學材料科學與工程學院高分子專業(yè)于2006年招生，是國內(nèi)成立較晚的高分子專業(yè)，在高分子物理實踐教學改革起步較晚。但面對我國工業(yè)化的高速發(fā)展，對于專業(yè)工程技術(shù)人才的需求，如何改革高分子物理實驗以及相對應的實踐改革，是放在我們民族高校面前的急需解決的問題。面對民族高校學生學科基礎差異性較大，整體培養(yǎng)目標人群為少數(shù)民族地區(qū)的學生，在經(jīng)過近十年的教學嘗試，我們在三個方面期許對高分子物理進行實踐教學改革：

(1)教學課程中的理論聯(lián)系實際，例如在講授玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)之后，實驗課程中會安排大家了解差式掃描量熱器(DSC)的原理及實際操作，要求學生掌握利用DSC測試Tg的具體應用，同時要求學生自己利用教材知識，自己學習自由體積理論，并利用其設計實驗測試聚合物的Tg。這樣既調(diào)動了學生的學習積極性，還能夠深刻廣泛的掌握所學習的知識。

(2)實驗課。我們由于辦學時間短，在不斷滿足學生實驗需求的下，逐漸完善教學體系，主要包含表1實驗內(nèi)容[9]。

表1 高分子物理實驗

(3)實踐實習。從專業(yè)設置之初，學院領導及相關教師就達成一致，高分子專業(yè)的學生在學習相關基礎理論知識的同時，一定不忘走出學校，在工廠企業(yè)的實際設備、問題中回顧自己、檢視自己是否合格的完成了學習。例如我們在講授聚合物的靜態(tài)力學行為內(nèi)容中，對于蠕變的學習很多學生缺乏實際認識，我們便與周邊的乳膠手套生產(chǎn)企業(yè)進行互助合作，與學生深入工廠，與工程師面對面進行溝通，了解蠕變性能對于制品的影響，以此加深學生對于所學知識的理解。

3 結(jié)語

民族高校高分子物理課程的學習，在與其他高校相比有他的特殊性，我們面對的學生以及學生通過四年的本科學習對于社會的貢獻均不一樣，在這樣的前提下，我們希望通過一系列課程、一系列改革對于學生在高分子物理的學習中能夠真正做到學以致用。

[1] 彭桂榮，李青松，李青山，等. 《高分子物理》教學中的幾點體會[J].高分子通報,2007 (8):60-63.

[2] 雅 菁，劉志鋒，辛 穎，等．材料類專業(yè)實驗中心建設與實驗教學改革的探索與實踐[J]． 實驗室科學，2009(1):27-30．

[3] 何 峰，馮小平，謝峻林．材料專業(yè)設計性實驗教學改革與實踐[J]． 實驗室科學，2012( 2):9-12．

[4] 劉仿軍，鄢國平，喻湘華，等．高分子材料與工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式研究與實踐[J]．武漢工程大學學報，2009，31(6):88-91.

[5] 金日光,華幼卿.高分子物理[M].北京:化學工業(yè)出版社,2007.

[6] 何曼君,張紅東,陳維孝,等.高分子物理[JM]上海:復旦大學出版社,2007.

[7] 馬德柱,何平笙,徐種德.高聚物的結(jié)構(gòu)與性能[M].2版.北京:科學出版社,1995.

[8] 梁紅波，鐘 衛(wèi)，熊 磊．高分子物理課程的教學體會[J]． 高教論壇，2009(1):80-81．

[9] 李 谷，符若文.高分子物理實驗[M].北京：化工工業(yè)出版社，2014.