论文部分内容阅读
摘 要：高分子化学实验是一门重要的基础实验课。概述了目前国内高校高分子材料与工程专业高分子化学实验教学存在的共性问题和关键问题。文章介绍了对高分子化学实验教学的探索和实践。实践表明，高分子化学实验教学的探索在激发学生兴趣，提高学生的综合实验能力方面已经初见成效。
关键词：高分子化学实验 综合实验 实验教学 教学改革
作者结合民族院校实际情况，结合本课题组科研方向，结合地方能源优势，对本校高分子材料与工程专业的高分子化学实验进行了初步的改革、探索、创新与实践。创建新的实验教学模式，革新实验内容并进行教学实践，取得了较好的教学效果，不仅提高了学生的动手能力与创新能力，更增强了学生对本学科的学习和科研探索的兴趣。
一、高分子化学实验教学现状剖析及存在的问题
1.实验教学体系和教学内容欠合理
大多数的高分子化学实验教学附属于理论教学，仅作为考查课，实验教学内容中传统的、陈旧的实验较多，而体现现代科学技术发展成果的实验很少。验证性、认知性实验所占的比例偏高，培养学生创新能力的应用性、设计性、综合性和创新性的实验偏少，而且实验环节偏重于理论，突出高分子材料应用性特点的实验太少，不利于培养学生的工程概念。
2.实验教学学时安排不够
我院开设的高分子化学实验课主要以合成为主，共计开设了13个实验，其中只涉及自由基聚合、本体聚合、悬浮聚合、乳液聚合、聚合速率测定等综合性实验，这些实验对于学习高分子材料的学生来讲其实有些不够，而且实验课安排在下午5～7 节或者晚上，3个小时的时间也远远不能满足开聚合物合成课的需要，比如甲基丙烯酸甲酯或苯乙烯的悬浮聚合，从反应体系的升温到聚合反应完成就需要3个小时，而除此之外还要搭建反应装置，配制分散剂水溶液，反应后产物的抽滤洗涤，产物的干燥计算产率等工作，所以每次实验都比较匆忙，而且一部分工作只能由老师来完成，比如单体甲基丙烯酸甲酯的纯化，引发剂的纯化及干燥，另外由于对最后产物的干燥时间比较长，计算产率的工作也只能由老师代做这种包办代替的教学方法不能获得实际的教学效果。
3.实验室条件不足
目前，西北民族大学化工学院高分子材料与工程专业每次实验大约有50人，而目前化工学院高分子合成实验室只有一个用来教学，实验室面积不大，缺少白板和投影仪，无法给学生给以影像资料展示，由于合成实验需要的时间比较长这一特殊性，每天授课只能安排一批同时由于资金的短缺无法满足一人一组实验的要求，只能两人一组实验过程中空间小，人数多，就会相互干扰，从而对掌握老师要求的演示操作有一定的困难。
4.实验教学手段落后
在现代信息技术迅速发展的今天，虽然网络技术、多媒体技术等现代教学技术在理论教学中得到了普遍应用，但虚拟、仿真等实验技术手段未能在实验教学中推广应用。这样对于一些耗费过高、时间过长、毒性过大、危险性过高的实验，只能最低限度地开设，且开设过程中费用大和危险性高，导致学生对此类重要实验缺乏足够的认知和感受的机会。
二、高分子化学实验教学改革设想
1.让学生参与实验前的准备工作，珍惜实验教学，提高学生动手能力
实验前期准备工作是实验顺利进行的保证。尤其是高分子化学实验，在实验前有大量实验准备工作，包括实验室仪器设备调试、检修工作；所需玻璃器皿的清洗工作，化学试剂的配制，如单体、引发剂的精制，溶液的配制等。这些工作都由实验老师来承担，学生不了解实验的顺利开展凝聚着实验老师的大量劳动，所以，往往不珍惜实验过程。在已开展高分子化学实验的同学中，我们让学生适当参与实验的准备工作，如玻璃仪器的清洗，做过高分子化学实验的人都知道，残留高分子物质的玻璃仪器难以清洗，同学在清洗玻璃仪器的过程中，既珍惜实验过程，又能初步了解高分子的性质；甲基丙烯酸甲酯单体的蒸馏，在甲基丙烯酸甲酯溶液中往往加入微量的阻聚剂，以避免溶液在储存、运输的过程中发生聚合，所以为了缩短实验时间，提高反应效率，实验前学生在实验老师的指导下采用蒸馏的方式对单体进行提纯，加深理论课程中关于阻聚剂的理解。通过参与实验前的准备工作，同学们懂得实验的成功不仅取决于实验过程，与实验前的准备工作也密不可分，从而更加珍惜实验教学过程，珍惜自己的实验成果。更重要的是，实验的准备工作又加深了对理论知识的理解
2.结合西北民族大学高分子材料与工程专业特点及实际情况，改革优化实验项目，改进验证性实验，增设探索性、设计性实验、验证性实验，能够帮助学生进一步掌握实验程序、有关仪器设备的熟练使用和相关实验内容及结果。但是，传统的验证性实验都是学生在实验教材、实验教师的指导下，提供详细的实验配方、工艺参数的前提下，在有限的时间内使用规定的仪器设备完成实验任务。因此，学生观察同样的实验现象、得到同样的实验结果，多年来学生写出来的实验报告基本上是千篇一律。针对这一现象，我们对传统的验证性实验进行了改进，把高分子实验与艺术相结合，让高分子实验具有美的感觉，使学生觉得做实验是一种乐趣，极大地提高了学生的实验兴趣，充分调动了学生的实验积极性。此外，我们改一些基础性的验证性的实验为探索性、设计性的实验。如在悬浮聚合的实验中，我们选用不同的聚合单体甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯，对同一单体选用不同的分散剂，包括有机分散剂如聚乙烯醇、无极分散剂如无机盐类及复合分散剂，以及改变引发剂用量、改变搅拌速度等，使不同组的学生在不同的聚合条件下进行实验，然后将实验结果进行比较、讨论并进行总结。
3.完善实验考核制度，全面反映学生实验各环节中的表现
我们进一步细化与完善了实验的考核方式，使学生在实验各环节中的表现均得到不同程度的体现。以往我们是这样来评定学生的实验成绩，实验总评成绩包括：出勤占30%；实验报告成绩占40%；期末考试占30%。学生在整个实验过程中的预习、实验装置的安装、实验设备的清洗、实验室的清扫等工作都不能得到体现，缺乏客观、公正、全面的实验考核机制。因此，我们借鉴比较传统的有机化学实验或者无机化学实验的考核机制，将实验成绩的评定细化：预习报告20分，实验着装10分，实验装置20分，操作规范20分，实验结果20分，卫生情况10分。将实验成绩的评定标准公布给学生，加强学生的实验规范观念，从实验预习开始直到实验结束清扫实验室的整个实验过程都能认真完成，从而改善学生不注重实验教学过程的现象，增加了学生的主观能动性。
4.开放实验室，提高实验教学质量
以往实验教学是采用传统管理方式，在规定的实验教学中，分组完成某项实验，实验过程中学生多处于被动地位，往往是按规定的步骤机械地完成实验而未加思考，学生之间在思维敏捷性、动手能力强弱、自学能力优劣等方面都存在差异，这种硬性的实验教学难以启迪学生开发思维。实验室开放后，学生在完成教学大纲内容的前提下，自主选择实验项目，在实验老师和实验教材的指导下独立进行实验。在时间安排上，只要能在教学周期内完成所规定的任务即可。学生可以自由选择适合自己的实验时间。在高分子化学实验课程中设立面向学生的开放实验室，在保证学生实验基本教学的基础上，将实验室定时向学生开放，使学生能够根据自己的实际情况选择合适的课题和时间，可在开放时间做选修实验或科研性实验，主动学习。在开放实验中所做的工作学生可以把它作为毕业论文的素材，这样也能提高本科毕业论文的质量。
三、结论
通过近几年在以上几个方面的不断探索和改革，我院高分子化学实验课程的教学取得了不错的成果，既训练了学生的专业实验技能、综合分析、解决问题的能力，激发了学生的求知欲，又很好地培养了学生的创新思维。但是这方面的研究还有大量工作需要做。目前，我们对高分子化学实验的教学改革仍在不断改进和探索中。希望通过教学实践，探索出更加切实有效的教学方法，努力调动学生的学习积极主动性，使学生在实践中学以致用，充分培养学生的创新能力相信经过以后不断地实践和探索，结合高分子化学实验的绿色化，我们培养出来的学生将会越来越适应社会的需求，合乎社会的发展目标。高分子化学实验改革是深化高校课程改革所迈出的极小的一步。作为教师，应该不断探索，总结经验，为社会培养优秀人才做出自己不懈的努力。
参考文献：
[1] 王素娟. 高分子化学实验教学的初步探索[J]. 高分子通报，2012，1（1）：113-116.
关键词：高分子化学实验 综合实验 实验教学 教学改革
作者结合民族院校实际情况，结合本课题组科研方向，结合地方能源优势，对本校高分子材料与工程专业的高分子化学实验进行了初步的改革、探索、创新与实践。创建新的实验教学模式，革新实验内容并进行教学实践，取得了较好的教学效果，不仅提高了学生的动手能力与创新能力，更增强了学生对本学科的学习和科研探索的兴趣。
一、高分子化学实验教学现状剖析及存在的问题
1.实验教学体系和教学内容欠合理
大多数的高分子化学实验教学附属于理论教学，仅作为考查课，实验教学内容中传统的、陈旧的实验较多，而体现现代科学技术发展成果的实验很少。验证性、认知性实验所占的比例偏高，培养学生创新能力的应用性、设计性、综合性和创新性的实验偏少，而且实验环节偏重于理论，突出高分子材料应用性特点的实验太少，不利于培养学生的工程概念。
2.实验教学学时安排不够
我院开设的高分子化学实验课主要以合成为主，共计开设了13个实验，其中只涉及自由基聚合、本体聚合、悬浮聚合、乳液聚合、聚合速率测定等综合性实验，这些实验对于学习高分子材料的学生来讲其实有些不够，而且实验课安排在下午5～7 节或者晚上，3个小时的时间也远远不能满足开聚合物合成课的需要，比如甲基丙烯酸甲酯或苯乙烯的悬浮聚合，从反应体系的升温到聚合反应完成就需要3个小时，而除此之外还要搭建反应装置，配制分散剂水溶液，反应后产物的抽滤洗涤，产物的干燥计算产率等工作，所以每次实验都比较匆忙，而且一部分工作只能由老师来完成，比如单体甲基丙烯酸甲酯的纯化，引发剂的纯化及干燥，另外由于对最后产物的干燥时间比较长，计算产率的工作也只能由老师代做这种包办代替的教学方法不能获得实际的教学效果。
3.实验室条件不足
目前，西北民族大学化工学院高分子材料与工程专业每次实验大约有50人，而目前化工学院高分子合成实验室只有一个用来教学，实验室面积不大，缺少白板和投影仪，无法给学生给以影像资料展示，由于合成实验需要的时间比较长这一特殊性，每天授课只能安排一批同时由于资金的短缺无法满足一人一组实验的要求，只能两人一组实验过程中空间小，人数多，就会相互干扰，从而对掌握老师要求的演示操作有一定的困难。
4.实验教学手段落后
在现代信息技术迅速发展的今天，虽然网络技术、多媒体技术等现代教学技术在理论教学中得到了普遍应用，但虚拟、仿真等实验技术手段未能在实验教学中推广应用。这样对于一些耗费过高、时间过长、毒性过大、危险性过高的实验，只能最低限度地开设，且开设过程中费用大和危险性高，导致学生对此类重要实验缺乏足够的认知和感受的机会。
二、高分子化学实验教学改革设想
1.让学生参与实验前的准备工作，珍惜实验教学，提高学生动手能力
实验前期准备工作是实验顺利进行的保证。尤其是高分子化学实验，在实验前有大量实验准备工作，包括实验室仪器设备调试、检修工作；所需玻璃器皿的清洗工作，化学试剂的配制，如单体、引发剂的精制，溶液的配制等。这些工作都由实验老师来承担，学生不了解实验的顺利开展凝聚着实验老师的大量劳动，所以，往往不珍惜实验过程。在已开展高分子化学实验的同学中，我们让学生适当参与实验的准备工作，如玻璃仪器的清洗，做过高分子化学实验的人都知道，残留高分子物质的玻璃仪器难以清洗，同学在清洗玻璃仪器的过程中，既珍惜实验过程，又能初步了解高分子的性质；甲基丙烯酸甲酯单体的蒸馏，在甲基丙烯酸甲酯溶液中往往加入微量的阻聚剂，以避免溶液在储存、运输的过程中发生聚合，所以为了缩短实验时间，提高反应效率，实验前学生在实验老师的指导下采用蒸馏的方式对单体进行提纯，加深理论课程中关于阻聚剂的理解。通过参与实验前的准备工作，同学们懂得实验的成功不仅取决于实验过程，与实验前的准备工作也密不可分，从而更加珍惜实验教学过程，珍惜自己的实验成果。更重要的是，实验的准备工作又加深了对理论知识的理解
2.结合西北民族大学高分子材料与工程专业特点及实际情况，改革优化实验项目，改进验证性实验，增设探索性、设计性实验、验证性实验，能够帮助学生进一步掌握实验程序、有关仪器设备的熟练使用和相关实验内容及结果。但是，传统的验证性实验都是学生在实验教材、实验教师的指导下，提供详细的实验配方、工艺参数的前提下，在有限的时间内使用规定的仪器设备完成实验任务。因此，学生观察同样的实验现象、得到同样的实验结果，多年来学生写出来的实验报告基本上是千篇一律。针对这一现象，我们对传统的验证性实验进行了改进，把高分子实验与艺术相结合，让高分子实验具有美的感觉，使学生觉得做实验是一种乐趣，极大地提高了学生的实验兴趣，充分调动了学生的实验积极性。此外，我们改一些基础性的验证性的实验为探索性、设计性的实验。如在悬浮聚合的实验中，我们选用不同的聚合单体甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯，对同一单体选用不同的分散剂，包括有机分散剂如聚乙烯醇、无极分散剂如无机盐类及复合分散剂，以及改变引发剂用量、改变搅拌速度等，使不同组的学生在不同的聚合条件下进行实验，然后将实验结果进行比较、讨论并进行总结。
3.完善实验考核制度，全面反映学生实验各环节中的表现
我们进一步细化与完善了实验的考核方式，使学生在实验各环节中的表现均得到不同程度的体现。以往我们是这样来评定学生的实验成绩，实验总评成绩包括：出勤占30%；实验报告成绩占40%；期末考试占30%。学生在整个实验过程中的预习、实验装置的安装、实验设备的清洗、实验室的清扫等工作都不能得到体现，缺乏客观、公正、全面的实验考核机制。因此，我们借鉴比较传统的有机化学实验或者无机化学实验的考核机制，将实验成绩的评定细化：预习报告20分，实验着装10分，实验装置20分，操作规范20分，实验结果20分，卫生情况10分。将实验成绩的评定标准公布给学生，加强学生的实验规范观念，从实验预习开始直到实验结束清扫实验室的整个实验过程都能认真完成，从而改善学生不注重实验教学过程的现象，增加了学生的主观能动性。
4.开放实验室，提高实验教学质量
以往实验教学是采用传统管理方式，在规定的实验教学中，分组完成某项实验，实验过程中学生多处于被动地位，往往是按规定的步骤机械地完成实验而未加思考，学生之间在思维敏捷性、动手能力强弱、自学能力优劣等方面都存在差异，这种硬性的实验教学难以启迪学生开发思维。实验室开放后，学生在完成教学大纲内容的前提下，自主选择实验项目，在实验老师和实验教材的指导下独立进行实验。在时间安排上，只要能在教学周期内完成所规定的任务即可。学生可以自由选择适合自己的实验时间。在高分子化学实验课程中设立面向学生的开放实验室，在保证学生实验基本教学的基础上，将实验室定时向学生开放，使学生能够根据自己的实际情况选择合适的课题和时间，可在开放时间做选修实验或科研性实验，主动学习。在开放实验中所做的工作学生可以把它作为毕业论文的素材，这样也能提高本科毕业论文的质量。
三、结论
通过近几年在以上几个方面的不断探索和改革，我院高分子化学实验课程的教学取得了不错的成果，既训练了学生的专业实验技能、综合分析、解决问题的能力，激发了学生的求知欲，又很好地培养了学生的创新思维。但是这方面的研究还有大量工作需要做。目前，我们对高分子化学实验的教学改革仍在不断改进和探索中。希望通过教学实践，探索出更加切实有效的教学方法，努力调动学生的学习积极主动性，使学生在实践中学以致用，充分培养学生的创新能力相信经过以后不断地实践和探索，结合高分子化学实验的绿色化，我们培养出来的学生将会越来越适应社会的需求，合乎社会的发展目标。高分子化学实验改革是深化高校课程改革所迈出的极小的一步。作为教师，应该不断探索，总结经验，为社会培养优秀人才做出自己不懈的努力。
参考文献：
[1] 王素娟. 高分子化学实验教学的初步探索[J]. 高分子通报，2012，1（1）：113-116.