發布時間：2022-04-12 09:47:27
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的1篇高分子化學論文，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
1應用型人才培養定位下高分子化學實驗教學改革
1.1教學理念上，注重調動學生自身主動性
應用型人才培養的教學理念要求在繼承傳統教學優勢的基礎上，大力創新教育觀念，堅持以學生為本，調動學生主動性［3］。作為一門實踐教學活動，高分子化學實驗教學要取得良好的教學效果，必然要更新教學理念。在應用型人才培養定位下，我們確立了以學生為中心地位，尊重學生意愿，充分發揮學生能動性、積極性和創新性的教學理念。在教學過程中，讓學生占據課堂的主導地位，將教師的被動教變為學生的主動學，教師定位于學生實驗的組織者。教師的主要作用不是講解，而是組織學生主動思考、動手實驗。課堂上，教師不再用權威性的語言告訴學生，什么時候準備實驗，選擇什么樣的試劑，而是把自己融入學生中，和學生一起討論和思考，學生由被動轉為主動，成為實驗教學的中心。鼓勵學生自己制定標準，自己確定實驗步驟，允許按自己設計的預習報告進行實驗，如實記錄實驗現象和實驗數據，自己分析實驗過程中存在的問題及解決辦法。實驗結束，鼓勵學生自己點評，交流實驗過程，總結成功經驗，分析失敗原因。
1．2在教學載體上，為學生提供充實的實驗材料
在教學過程中，教師工作的重點是為學生提供大量的學習資源，使學生處于一種可以選擇的、能滿足他們需求的自由實驗環境。通過開發《高分子化學實驗》課件增設多媒體教學內容，將實驗項目、基本儀器操作使用等制作課件，并將課程資料上網，學生直接申請下載、預約實驗。通過多媒體實驗演示，讓學生在較短的時間內，直觀的掌握更多的實驗內容，節省了課堂時間，提高了授課的實效性，為學生的個性培養和自主學習創造了有利的條件。學生也可自行擬定設計課題，學生自己查閱資料，預約教師進入實驗室進行指導。對學生自己設計的或自帶課題的實驗，只要所設計的實驗方案合理、實驗條件許可，就允許進入實驗室開展實驗，讓學生成為實驗的主人。上述課程改革，《高分子化學實驗》課程已被評為校級精品課程。另一方面，逐漸開放實驗室和儀器設備。常用的玻璃儀器由學生自己保管。大型儀器，如紅外光譜、元素分析、激光粒徑測定儀、X射線衍射儀、掃描電鏡等為學生全部免費開放，學生通過提前預約，可對實驗中制備的化合物隨時進行分析表征。
1．3改革教學內容，增設綜合性和設計性實驗
為了增強學生的實踐能力和獨立思考能力，在教學中注重理論與實踐相結合，結合高分子化學的基本問題，將科研成果轉化為可供學生實驗的教學內容改革教學內容，重新編寫《高分子化學實驗》教學大綱和實驗指導書，刪除了部分內容陳舊的驗證性和基礎性實驗，增設綜合性、探索性和設計性實驗，確保實驗教學內容的先進性、新穎性。通過精選實驗內容使學生加深對所學理論知識的認識，了解高分子化學領域的飛速發展和高分子材料在人們的日常生活和高科技領域中的應用，為學生將來走向工作崗位奠定基礎。在教學內容上，不設置標準答案，挑選應用性和綜合性強的實驗。將傳統的單純“灌注式”理論教學轉變為"教學－文獻查找－文獻綜述－匯報交流－自主實驗"的多環節、多方式、互動性、研究性、開放式教學。如實驗內容上增選“聚乙烯醇的縮醛化制備膠水”的實驗。此實驗應用性很強，讓學生通過實驗親身感受高分子化學的重要意義和實用價值，增強學生實際動手能力。學生在實驗中表現出濃烈的興趣，相互之間探討實驗的工藝過程和應該注意的事項，對制備的膠水質量互相比較并查找原因，收到了良好的教學效果。在"苯乙烯分散聚合的實驗"中，對同一單體選用不同的分散劑，包括有機分散劑、無機分散劑及復合分散劑。通過改變引發劑用量、攪拌速度等，使不同組的學生在不同的聚合條件下進行實驗，然后將實驗結果進行比較、討論和總結。對于設計性和研究性實驗，教師提前一周告知實驗內容，提供部分參考目錄，供學生查閱。學生自己設計出可行性的實驗方案，經教師批準后進行實驗。目前已開設的設計性和研究性實驗都是以高分子領域中的最新研究成果并結合本院教師的科研項目與科研經驗開設的，如"溫度和pH值敏感性水凝膠的制備及對藥物的釋放性能"、"無皂乳液聚合制備核－殼結構聚合物"等。設計性和研究性實驗的開設，能夠充分調動學生的學習積極性，發揮學生的主觀能動性。使學生把自己所學的理論知識、書面知識和科學研究緊密相結合，提高了學生對于科學研究的認識，同時激發和促進了學生的科研興趣。
1．4考核方式上，采取組合式考核，提高實驗教學效果
實驗考核是實驗教學的重要環節，是激勵學生學習和鞏固知識、檢查教學效果、改革教學方法的重要手段。多年來，我校沿襲的高分子化學實驗考核辦法是實驗報告和期末理論筆試各占50%。該考核方法導致學生對實驗預習、實驗操作重視程度不夠，考試前死記理論知識，綜合實踐能力薄弱。在應用型型人才培養的要求下，我們改革了傳統的實驗考核方法，建立了平時成績、實驗操作考核和筆試相結合的新型考核模式，使實驗課的考核和評價能夠更加科學化和合理化。在高分子化學實驗的考核過程中，采取平時考核和實驗考試考核相結合的辦法。平時考核側重于對學生平時學習情況的評價，包括實驗預習、實驗操作、實驗記錄、實驗報告等內容。實驗考試考核既要考查學生的實驗基本操作和綜合運用能力又要檢驗學生掌握的理論知識。考試之前教師設定合理的考核內容，包括在規定時間內完成一個完整的實驗和理論抽查。實驗考試時，將學生每4～5人一組進行分批考試，通過考察學生的基本實驗操作，實驗方案、儀器安裝、結果處理以及產品質量等，考查學生掌握實驗技能情況。實驗結束后，教師根據實驗過程的條理性、實驗操作情況以及實驗結果對學生實驗考試進行評分。操作考試結束后，針對實驗過程中的理論知識隨機抽查3～5個簡答題，考察學生對知識的掌握情況。通過平時考核和實驗考試考核相結合的方式，能科學有效地對學生進行學習效果評定，提高學生學習的積極性。
2結語
經過近幾年的改革與探索，高分子化學實驗教學堅持將知識傳授、能力培養、素質提高協調發展的實驗教學理念，對實驗課程進行了改革和探索，較好的形成了有利于培養學生綜合實踐能力和研究創新思維的實驗教學體系。
作者：李桂英 郭磊 蒙延峰 陳厚 單位：魯東大學
1結合當代大學生成長特點，改進教學方法
1.1網絡書本相結合，充分做好實驗預習工作
隨著網絡技術的發展，學生在網絡上獲取信息的興趣與能力都不斷增強。因此我們將傳統的預習報告與網絡學習相結合，充分幫助學生詳細了解實驗原理和意義，熟悉實驗操作，增強實驗意識。如在每次實驗前，都要求學生利用網絡自主探索該實驗與實際生活的聯系，比如有機玻璃的制備，學生可以了解到有機玻璃目前被廣泛應用于廣告裝潢、銘牌制作上等等，在課堂上與其他同學就相關應用前景進行討論，并將自己的想法融入實驗過程，這增強了學生的主人翁和創新意識。同時，我們在實驗中心網站上制作實驗動畫，展示實驗儀器的使用，實驗裝置的裝搭，幫助學生更直觀的了解實驗過程。并明示一些突發情況的處理方法，做到有備無患，例如在制備尼龍66的實驗中，原料己二胺是強有機堿，強腐蝕性，我們通過動畫的形式告知學生在稱取過程中一定要小心，一旦沾到皮膚，應立即用大量清水沖洗，并用3%的冰醋酸或1%硼酸冷敷傷口。
1.2情景帶入，邊講邊做，讓學生成為實驗主導
實驗課是將理論轉化為實踐，學生應該成為實驗的主導。我們每次實驗開始前都會先創設情境，將現實問題的解決與實驗緊密聯系起來，把照方抓藥的實驗課轉變為學生發現問題、解決問題的實踐課。基于充分的課前預習工作，課程中教師重點強調實驗的重要環節和容易出現的意外事件。學生以小組為單位，每個小組都會接到一個實驗相關的問題，如在苯乙烯的乳液聚合實驗中，向學生提問乳化劑在乳液聚合中的作用等，實驗結束后進行小組討論，分析實驗結果，得出問題答案。實驗過程中有任何問題都可以隨時跟老師交流，學生帶著問題做實驗，在實驗中探尋答案，成為主導，教師從知識“傳教者”變成“軍師”，這樣激發了學生的學習意愿，提高了實驗課的質量。
1.3認真總結實驗報告，強化實驗結果與理論的聯系
在傳統的教學模式中，實驗報告往往流于形式，學生只是簡單記錄實驗過程。我們則要求學生對實驗中遇到的問題進行記錄并查閱資料予以解答，反思實驗課與理論課的聯系，并盡量多的列舉出其他相似的應用，以此鞏固學生的理論知識。
2量化考核標準，激勵學生認真完成實驗的各個環節
實驗期末考核并不能真正說明學生的實驗情況，出勤率、預習報告、實驗操作、實驗報告結果和衛生，也是反映學生學習態度、學習情況的重要指標。因此在實驗考核中綜合了平時成績和考核成績兩部分。出勤率要求學生做到全勤，不遲到、不早退;預習報告要求書寫規范，步驟詳盡;實驗操作要求學生在整個實驗過程中操作規范，認真觀察實驗現象并記錄;實驗報告中實驗現象分析是否客觀，實驗結果是否符合預期，課堂上的思考題是否總結到位等;實驗結束后的值日工作，要求學生檢查關閉儀器，整理教室衛生。期末綜合考核以設計性實驗為主，教師給出一個實驗題目，要求學生提前搜集資料，結合本學期其他實驗的操作方法，在考試現場自行選擇儀器，裝搭實驗裝置，處理實驗結果，教師根據現場操作技能和解決問題的能力等進行評判。
3結語
我們認為高分子化學實驗教學應體現出該學科的應用特點，向學生展示高分子化學與實際生活的緊密聯系，讓他們將理論與實踐結合起來，學以致用。在教學方法上，也應確立學生的主導位置，通過交互式溝通培養學生的主動性。在我們的實踐中，不少學生反映他們對高分子化學有了全新的認識，學習化學知識的興趣也大大提高，實驗技能得到了進一步增強。相較于四大化學，高分子化學實驗仍是一門比較年輕的課程，我們將與時俱進，為更好的開展教學工作努力探索。
作者：張艷 董文佩 張潔 單位：河南師范大學化學化工學院化學實驗教學中心
1培養環保與安全意識的必要性
現在的大學生多數為獨生子女，在成長過程中，父母更多地注重他們的文化課學習，忽略了對其動手能力和責任心的培養；而中小學在這方面的重視程度也不夠，導致部分學生動手能力較差，責任心不強。在實驗過程中一方面表現為緊張、不敢操作；另一方面表現出對有毒有害物質的回收處理認識不夠，沒有環保意識，對水、電、易燃易爆等危險化學品的使用不當，安全意識淡薄。高分子化學實驗過程中，必然要接觸有機溶劑，易燃易爆、有毒有害物質，防火、防爆、防中毒、防止環境污染是學生時刻需要注意的問題。只有具備環保意識和安全意識，在實驗過程中具有強烈的責任心，才能防止環境污染現象的出現和安全事故的發生。高分子化學實驗正是培養學生這兩種意識的有效途徑。因此，我校教師在高分子化學實驗教學中采取了多種方式對學生進行環保與安全意識培養。
2環保意識培養
2.1在實驗教學中培養環保意識
北京的霧霾天氣，使身在其中的人們深切體會到惡劣環境對自身的不利影響。伴隨著工、農業生產的快速發展，大量化學污染物進入生態系統，對全球生態環境造成了嚴重危害，給人類生存帶來巨大威脅。因此，環境問題越來越受到重視，對“三廢”的處理提出了更高的要求。在現有條件下，與高分子化學有關的生產不可能完全避免使用有毒有害物質，因此，對學生進行環保教育至關重要。高分子化學實驗教學是對學生進行環保教育的有效途徑，不僅要培養學生的動手能力、分析和解決問題能力，還要重視傳授環保知識，使學生有機會、有能力利用所學知識，處理實驗中產生的有毒有害物質，主動參與到環境保護工作中，增強學生的環保意識。
2.2加強污染物的回收管理
在高分子化學實驗中，常會用到有毒有害、易燃易爆的試劑，最大限度減少污染物排放是師生共同的責任。實驗教師要對學生實驗過程中產生的廢棄物進行嚴格管理，以增強學生的環保意識。實驗過程中，要求學生將所有有害物質回收到指定的回收瓶中，對不能再利用的廢液進行無害化處理，對能再利用的進行提純、重復使用，減少有害物質排放。如果在實驗過程中有有害氣體生成，則實驗必須在通風櫥中進行，并對有害氣體進行無害化處理后再排放。實驗教師必須對實驗過程進行監控，發現問題及時解決，并提醒全體學生注意。通過一系列的措施，學生的環保意識不斷增強，處理有害物質的能力也不斷提高。
2.3采用小量、半微量實驗
高分子化學實驗使用的很多是易燃和毒性較大的藥品，在實驗過程中可能會產生一些對人體和環境有害的物質，因此，盡可能減少實驗中的“三廢”排放量至關重要。高分子化學基礎實驗旨在培養學生的操作能力和觀察能力，要求實驗現象明顯。實踐證明，采用小量實驗完全可以滿足這兩方面的需要。當學生具備基本操作技能后，復雜合成實驗可以采用半微量法進行。這樣既達到了實驗目的，又節約了藥品，縮短了實驗時間，減少了“三廢”的產生，減輕了對環境的污染。
2.4將環保能力列為考核內容
對學生每次實驗中試劑取用情況、廢棄物回收處理情況、有害氣體處理情況進行記錄，并記入平時成績。在學期中的實驗筆試中加入廢棄化學物品的無害化處理方法內容；在實驗操作考試中，安排廢棄物處理實驗，以抽簽方式確定考題，考試內容有：廢棄單體和聚合物的處理，高濃度有機溶劑的處理，酸、堿廢液的處理，洗滌廢液的處理等。
3安全意識的培養
3.1安全教育貫穿教學始終
首先，在理論教學中進行安全意識教育。比如，講解緒論時，在介紹高分子化合物的合成特點和物理性質后，及時舉例說明一些低燃點常用物質，如烷烴、乙醚、乙醇、丙酮、過氧化物等易燃易爆物質，告知使用時要注意防火、防爆。隨著教學的深入，逐步強化實驗安全教育，介紹常用化合物（如苯、甲苯、二甲苯、硝基苯、甲醛、苯酚等）的毒害性及使用注意事項，為實驗教學做好準備。其次，在實驗教學中加強安全教育。在第一節實驗課上，采用講解、演示等教學方式，專門進行安全教育，強調水、電、易燃易爆物質、有毒有害物質的安全使用和事故處理辦法。隨著實驗的進行，要求學生在每次實驗課之前，必須弄清楚與實驗有關物質的物理性質和注意事項；實驗課中，實驗教師檢查并確認學生的實驗裝置沒有錯誤后，學生方可繼續進行實驗；當學生的實驗裝置或操作方法有誤時，可以請其他組的學生指出并糾正錯誤，以加深學生印象，有效防止類似錯誤的發生。
3.2利用多媒體課件輔助教學
為有效提高教學和安全教育效果，實驗教師還制作了多媒體課件供學生學習。比如基本操作中的“單體的精制”，需根據被精制單體的沸點選擇熱源，要求蒸餾時不能將燒瓶中液體蒸干。由于實驗課時有限，低沸點物質的蒸餾和高沸點物質的蒸餾不能都在課上進行。雖然教師在課上對此進行了多次強調，但還是有很多學生在蒸餾操作中習慣性選擇第一次蒸餾時使用的熱源，而不考慮被蒸餾組分的沸點。還有些學生不知道何時停止蒸餾，往往一直將液體蒸干。利用多媒體輔助教學可以解決以上問題。學生可以在多媒體課件上看到不同熱源的選擇方法和蒸餾過程，也可以看到錯誤操作所造成的危害。通過多媒體輔助教學，學生在這方面犯的錯誤明顯減少了。
3.3將安全意識納入考核范圍
為引起學生對實驗安全性的高度重視，我們將實驗安全內容納入考核范圍，考核內容包括物質的物理、化學性質查閱，實驗裝置的安裝，實驗操作，化學試劑的安全量取，溶劑及產品的回收，實驗結束后水、電關閉。此外，在學期中安排一次實驗筆試考試，考試內容包含安全操作注意事項和違規操作可能產生的后果；學期末安排一次實驗操作考試，考試內容包括實驗裝置的搭建及易燃試劑的安全使用，反應過程中產生的有毒氣體的處理方法等。教師在考前將要制備的目標產物告訴學生，實驗方案和制備過程完全由學生獨自完成，一組學生（20人左右）由兩位教師監考，最后給出操作考試成績。通過以上改革，學生的安全意識普遍增強，實驗教學進行到中期時，已經看不到學生在實驗結束后不切斷電源、用明火提純易燃單體、用過的溶劑不回收等現象了。
4結語
通過在高分子化學實驗教學中進行環保與安全意識培養，學生在實驗過程中的責任心明顯增強，處理問題的能力也顯著提高。然而，為了培養出具有更高素質、更強責任心的人才，高分子化學實驗教學改革還需不斷深入。
作者：張宜欣 劉永紅 古同男 單位：首都醫科大學燕京醫學院
一、導電高分子的發現
導電高分子的發現充滿了戲劇性。1967年，白川英樹的研究生做實驗時錯用了一千倍的催化劑，加上攪拌器湊巧停止，在溶液表面生成了銀色的薄膜狀物。白川英樹以此為切入點，進行了深入細致的研究，終于發現制備膜狀聚乙炔的有效方法。1975年，美國的Macdiarmid教授偶然見到白川英樹的金屬光澤的膜狀聚乙炔后，立即邀請他去美國與Heeger合作研究。后來，三人一起獲得了2000年諾貝爾化學獎，也被傳為佳話。與硝酸纖維素、炭黑增強橡膠等發現一樣，聚乙炔膜的發現也是“偶然的”。這個故事也教育我們合作的重要性“。這是我的idea，說出去會不會被別人學去了？”具有知識保護意識固然重要，合作交流能夠更快、更有效地促進研究的發展，科研中需要有團隊精神。
二、Crothers與尼龍66
深受女士喜愛的尼龍襪無疑是引出縮聚反應的最佳例子。尼龍襪在全美首次發售時，每人限購一雙，500萬雙當天告罄，沒有買到尼龍襪的人在裸腿上畫紋路冒充絲襪。那么引起如此轟動的商品是如何制造出來的？這個問題吊起了學生的胃口，他們對相應的知識特別用心。1928年，杜邦公司成立了基礎化學研究所，Crothers受聘擔任該所的負責人，并決心利用二元醇和二元酸的縮聚來支持當時剛剛提出的高分子學說。在實驗中，同事偶然發現熔融的聚酯可以抽絲，Crothers意識到這是紡絲原料的特性，并展開了大量的研究。克服各種困難后，最終得到了尼龍66纖維。尼龍66的出現不僅有力的支持了高分子學說，也深入改變了人們的生活。尼龍的發現離不開Crothers。同樣讓人稱道的還有杜邦公司，能夠在經濟大蕭條時期拿出一筆巨款支持沒有明確應用目的的基礎研究，需要敏銳的眼光和巨大的勇氣。注重基礎研究，在今天也有著重要的借鑒意義。
三、塑料之父———Baekeland
作為第一種人造聚合物———酚醛樹脂的發明者，Baekeland是一個傳奇人物。他21歲就獲得了博士學位，專利意識非常強。發明Velox相紙后，故意在專利中省略一兩步。結果柯達公司不得不兩次出資購買。在發明酚醛樹脂后，Baekeland及時申請了專利（僅比同行早一天），也得到了塑料之父之稱。Baekeland的幸運和知識產權保護意識讓人感嘆不已。酚醛樹脂的發明也是一個成功的科研案例。Baekeland敏銳地意識到絕緣材料在剛剛興起的電力工業中的巨大市場，將研究目標確定為尋找天然絕緣材料的替代品。他沒有立即進行實驗，先是充分進行了文獻調研。發現早在1872年德國化學家Vaeyer曾把苯酚和甲醛混合產生一種樹脂狀物質，指出在實驗中應防止它的產生。Baekeland反其道而行之，加熱加壓來加快反應，得到琥珀樣的樣品，并最終掌握了酚醛樹脂的制備方法。他于1907年申請了專利，這年也被視為塑料元年。這個故事充分說明了科學研究的選題和文獻調研的重要性，在閱讀文獻時要注意批判性閱讀，不迷信已有的解釋。
四、配位聚合和Ziegler-Natta
1953年Ziegler在用乙基鋁使乙烯加成的一次偶然失敗中發現，鎳會抑制反應進行，其他過渡金屬也有類似作用。他給博士生Breil的論文題目是“系統地實驗整個周期表的元素”來對這一作用進行研究！有趣的是，最終研究得到了一種能使乙烯迅速聚合成為高分子量聚乙烯的催化劑。事實恰好與預料的相反，這充分說明，和預期不同的結果不見得是壞結果！Natta的成功無疑是跟蹤世界研究前沿的結果。他在Ziegler催化劑研究之初就派人過去接受指導。在用改進后的催化劑進行了丙烯聚合后，Natta發現它含有高結晶部分，敏銳地“把新的結晶聚合物的結構歸之于主鏈或至少相當長部分的主鏈上的不對稱碳原子都采取了相同的構型”。Natta文章因未披露催化劑的本質這一關鍵問題，初審被拒稿。而作為編輯的Flory則意識到了文章不尋常的意義，更改了裁決才使得文章得以發表。與Ziegler-Natta的成功相對的是，1943年Fischer希望能找到使乙烯聚合成潤滑油的方法，發現“當三氯化鋁與四氯化鈦并用作催化劑時，液態產物減少而有利于生成固態物”，因此似乎是失望多于希望。另外，Ziegler的學生Wesslan制備聚丙烯后，發現物質的熔點高于聚乙烯，他肯定自己錯了，他不相信支化會提高石蠟烴的熔點。他沒有認識到熔點升高的意義。這兩個故事也從反面再次印證了如何看待實驗中的意外。高分子史上還有更多的歷史故事，如“的確良”（滌綸），田中耕一發現質譜離子化新方法，聚四氟乙烯和高壓聚乙烯的發現等。在高分子化學教學中適當穿插相應的歷史故事，不僅可以增加課堂的趣味性，還有助于學生了解科學家思考問題的方式，學習他們成功的經驗和失敗的教訓，培養學生思考研究的能力。
五、結語
最后要強調的是，故事可以有適當的藝術處理，但不應違背歷史和科學常識。如有文章這樣介紹導電高分子“樓道角落里的一堆既像塑料又閃著銀光的薄膜吸引了艾倫教授的注意了。當他好奇地詢問陪同的白川教授時，對方不以為然地回答：這只是一堆廢品，毫無科學價值”。該描述對百川英樹有失公允，引用后會給學生錯誤的印象。充分利用網絡資源對故事進行甄別，可以避免這種事情的發生。
作者：紀仕辰 沈星燦 單位：廣西師范大學化學與藥學學院 廣西師范大學藥用資源化學與藥物分子工程重點實驗室
一、高分子化學的內涵
1．何為高分子化學
顧名思義，高分子就是相對分子質量很高的分子，它是高分子化合物的簡稱。高分子化合物，又稱聚合物或高聚物，是結構上由重復單元（低分子化合物—單體）連接而成的高相對分子質量化合物。高分子的相對分子質量非常的大，小到幾千，大到幾百萬、上千萬的都有。我們有時將相對分子質量較低的高分子化合物叫低聚物。高分子化學作為化學的一個分支，同樣也是從事制造和研究分子的科學，但其制造和研究的對象都是大分子，即由若干個原子按一定規律重復地連接成具有成千上萬甚至上百萬質量的、最大伸直長度可達毫米量級的長鏈分子，稱為高分子、大分子或聚合物。
2．高相對分子質量與高強度
相對分子質量和物質的性質是密切相關的，是決定物質性質的一個重要因素。只有相對分子質量高的化合物才有一定的機械力學性能，才能作為材料使用。例如乙烷、辛烷、廿烷、聚乙烯、超高分子量聚乙烯，都是直鏈的烷烴化合物，但是分子量變化很大，其機械力學性能因而也有極大的區別。
3．高分子科學的主要內容
既然高分子化學是制造和研究大分子的科學，對大分子的反應和方法的研究，顯然是高分子化學最基本的研究內容。高分子科學不僅是研究化學問題，也是一門系統的科學。高分子科學的主要內容有：如何將低分子化合物連
接成高分子化合物，即聚合反應的研究。高分子化合物的結構與性質關系。不同性質的高分子，其結構必然是不同的。為了得到不同性質的高分子，就要去合成具有特殊結構的高分子。
二、高分子材料化學的應用
材料是人類社會文明發展階段的標志，是人類賴以生存和發展的物質基礎。它是指經過某種加工，具有一定結構、組分和性能，并可應用于一定用途的物質。上世紀半導體硅、高集成芯片、高分子材料的出現和廣泛應用，把人類由工業社會推向信息和知識經濟社會。可以說某一種新材料的問世及其應用，往往會引起人類社會的重大變革，材料是人類文明的重要標志。如果說現在人人離不開高分子材料，家家離不開高分子材料，處處離不開高分子材料，是一點也不過分的。高分子化合物的最主要的應用是以高分子材料的形式出現的，高分子材料包括了塑料、纖維、橡膠三大傳統合成材料，另外許多精細化工材料也都是高分子材料。
第一，塑料：一類是通用塑料，如容器、管道、家具、薄膜、鞋底與泡沫塑料等等；另一類叫工程塑料，其強度大，如汽車零部件、保險杠、洗衣機內的滾筒、電器的外殼等。
第二，纖維：人們開發出聚酯、尼龍、腈綸、維尼綸等高分子化合物，通過不同的加工，生產出了各種纖維制品，極大地滿足著人類的需要。
第三，橡膠：天然橡膠的種類和品質都受到很大的限制，于是科學家們不斷開發出了各種人造橡膠，如丁苯橡膠、丁腈橡膠、乙丙橡膠、氟橡膠、硅橡膠等。
第四，精細化工：比如使得我們的世界變得豐富多彩的各種涂料產品，如家具漆、內外墻乳膠漆、汽車漆、飛機漆等。女孩子用的指甲油，使牙齒變白的增白劑也都是涂料。還有萬能膠、建筑用膠、醫用膠、結構膠等黏合劑，以及各種吸水樹脂等都是高分子產品。三、高分子化學與高科技的結合
當今社會，人們將能源、信息和材料并列為新科技革命的三大支柱，而材料又是能源和信息發展的物質基礎。自從合成有機高分子材料的那一天起，人們始終在不斷地研究、開發性能更優異、應用更廣泛的新型材料，來滿足計算機、光導纖維、激光、生物工程、海洋工程、空間工程和機械工業等尖端技術發展的需要。高分子材料向高性能化、功能化和生物化方向發展，出現了許多產量低、價格高、性能優異的新型高分子材料。
隨著生產和科學技術的發展，許多具有特殊功能的高分子材料也不斷涌現出來，如分離材料、光電材料、磁性材料、生物醫用材料、光敏材料、非線性光學材料等等。功能高分子材料是高分子材料中最活躍的領域，下面簡單介紹特種高分子材料：功能高分子是指當有外部刺激時，能通過化學或物理的方法做出相應反應的高分子材料；高性能高分子則是對外力有特別強的抵抗能力的高分子材料。它們都屬于特種高分子材料的范疇；特種高分子材料是指帶有特殊物理、力學、化學性質和功能的高分子材料，其性能和特征都大大超出了原有通用高分子材料（化學纖維、塑料、橡膠、油漆涂料、粘合劑）的范疇。
第一，力學功能材料：強化功能材料，如超高強材料、高結晶材料等；)彈性功能材料，如熱塑性彈性體等。
第二，化學功能材料：分離功能材料，如分離膜、離子交換樹脂、高分子絡合物等；反應功能材料，如高分子催化劑、高分子試劑；生物功能材料，如固定化酶、生物反應器等。
第三，生物化學功能材料：人工臟器用材料，如人工腎、人工心肺等；高分子藥物，如藥物活性高分子、緩釋性高分子藥物、高分子農藥等；生物分解材料，如可降解性高分子材料等。
可以預計，在今后很長的歷史時期中，特種與功能高分子材料研究將代表了高分子材料發展的主要方向。
四、高分子化學的可持續發展
研究高分子合成材料的環境同化，增加循環使用和再生使用，減少對環境的污染乃至用高分子合成材料治理環境污染，也是21世紀中高分子材料能否得到長足發展的關鍵問題之一。比如利用植物或微生物進行有實用價值的高分子的合成，在環境友好的水或二氧化碳等化學介質中進行化學合成，探索用前面提到的化學或物理合成的方法合成新概念上的可生物降解高分子，以及用合成高分子來處理污水和毒物，研究合成高分子與生態的相互作用，達到高分子材料與生態環境的和諧等。顯然這些都是屬于21世紀應當開展的綠色化學過程和材料的研究范疇。
一、高分子化學的內涵
1．何為高分子化學
顧名思義，高分子就是相對分子質量很高的分子，它是高分子化合物的簡稱。高分子化合物，又稱聚合物或高聚物，是結構上由重復單元（低分子化合物—單體）連接而成的高相對分子質量化合物。高分子的相對分子質量非常的大，小到幾千，大到幾百萬、上千萬的都有。我們有時將相對分子質量較低的高分子化合物叫低聚物。高分子化學作為化學的一個分支，同樣也是從事制造和研究分子的科學，但其制造和研究的對象都是大分子，即由若干個原子按一定規律重復地連接成具有成千上萬甚至上百萬質量的、最大伸直長度可達毫米量級的長鏈分子，稱為高分子、大分子或聚合物。
2．高相對分子質量與高強度
相對分子質量和物質的性質是密切相關的，是決定物質性質的一個重要因素。只有相對分子質量高的化合物才有一定的機械力學性能，才能作為材料使用。例如乙烷、辛烷、廿烷、聚乙烯、超高分子量聚乙烯，都是直鏈的烷烴化合物，但是分子量變化很大，其機械力學性能因而也有極大的區別。
3．高分子科學的主要內容
既然高分子化學是制造和研究大分子的科學，對大分子的反應和方法的研究，顯然是高分子化學最基本的研究內容。高分子科學不僅是研究化學問題，也是一門系統的科學。高分子科學的主要內容有：如何將低分子化合物連
接成高分子化合物，即聚合反應的研究。高分子化合物的結構與性質關系。不同性質的高分子，其結構必然是不同的。為了得到不同性質的高分子，就要去合成具有特殊結構的高分子。
二、高分子材料化學的應用
材料是人類社會文明發展階段的標志，是人類賴以生存和發展的物質基礎。它是指經過某種加工，具有一定結構、組分和性能，并可應用于一定用途的物質。上世紀半導體硅、高集成芯片、高分子材料的出現和廣泛應用，把人類由工業社會推向信息和知識經濟社會。可以說某一種新材料的問世及其應用，往往會引起人類社會的重大變革，材料是人類文明的重要標志。如果說現在人人離不開高分子材料，家家離不開高分子材料，處處離不開高分子材料，是一點也不過分的。高分子化合物的最主要的應用是以高分子材料的形式出現的，高分子材料包括了塑料、纖維、橡膠三大傳統合成材料，另外許多精細化工材料也都是高分子材料。
第一，塑料：一類是通用塑料，如容器、管道、家具、薄膜、鞋底與泡沫塑料等等；另一類叫工程塑料，其強度大，如汽車零部件、保險杠、洗衣機內的滾筒、電器的外殼等。
第二，纖維：人們開發出聚酯、尼龍、腈綸、維尼綸等高分子化合物，通過不同的加工，生產出了各種纖維制品，極大地滿足著人類的需要。
第三，橡膠：天然橡膠的種類和品質都受到很大的限制，于是科學家們不斷開發出了各種人造橡膠，如丁苯橡膠、丁腈橡膠、乙丙橡膠、氟橡膠、硅橡膠等。
第四，精細化工：比如使得我們的世界變得豐富多彩的各種涂料產品，如家具漆、內外墻乳膠漆、汽車漆、飛機漆等。女孩子用的指甲油，使牙齒變白的增白劑也都是涂料。還有萬能膠、建筑用膠、醫用膠、結構膠等黏合劑，以及各種吸水樹脂等都是高分子產品。
三、高分子化學與高科技的結合
當今社會，人們將能源、信息和材料并列為新科技革命的三大支柱，而材料又是能源和信息發展的物質基礎。自從合成有機高分子材料的那一天起，人們始終在不斷地研究、開發性能更優異、應用更廣泛的新型材料，來滿足計算機、光導纖維、激光、生物工程、海洋工程、空間工程和機械工業等尖端技術發展的需要。高分子材料向高性能化、功能化和生物化方向發展，出現了許多產量低、價格高、性能優異的新型高分子材料。
隨著生產和科學技術的發展，許多具有特殊功能的高分子材料也不斷涌現出來，如分離材料、光電材料、磁性材料、生物醫用材料、光敏材料、非線性光學材料等等。功能高分子材料是高分子材料中最活躍的領域，下面簡單介紹特種高分子材料：功能高分子是指當有外部刺激時，能通過化學或物理的方法做出相應反應的高分子材料；高性能高分子則是對外力有特別強的抵抗能力的高分子材料。它們都屬于特種高分子材料的范疇；特種高分子材料是指帶有特殊物理、力學、化學性質和功能的高分子材料，其性能和特征都大大超出了原有通用高分子材料（化學纖維、塑料、橡膠、油漆涂料、粘合劑）的范疇。
第一，力學功能材料：強化功能材料，如超高強材料、高結晶材料等；)彈性功能材料，如熱塑性彈性體等。
第二，化學功能材料：分離功能材料，如分離膜、離子交換樹脂、高分子絡合物等；反應功能材料，如高分子催化劑、高分子試劑；生物功能材料，如固定化酶、生物反應器等。
第三，生物化學功能材料：人工臟器用材料，如人工腎、人工心肺等；高分子藥物，如藥物活性高分子、緩釋性高分子藥物、高分子農藥等；生物分解材料，如可降解性高分子材料等。
可以預計，在今后很長的歷史時期中，特種與功能高分子材料研究將代表了高分子材料發展的主要方向。
四、高分子化學的可持續發展
研究高分子合成材料的環境同化，增加循環使用和再生使用，減少對環境的污染乃至用高分子合成材料治理環境污染，也是21世紀中高分子材料能否得到長足發展的關鍵問題之一。比如利用植物或微生物進行有實用價值的高分子的合成，在環境友好的水或二氧化碳等化學介質中進行化學合成，探索用前面提到的化學或物理合成的方法合成新概念上的可生物降解高分子，以及用合成高分子來處理污水和毒物，研究合成高分子與生態的相互作用，達到高分子材料與生態環境的和諧等。顯然這些都是屬于21世紀應當開展的綠色化學過程和材料的研究范疇。
為保證實驗的順利進行，我們會讓學生展開“往期問題”討論，將往屆學生實驗室遇到的實驗現象展現給大家：（1）預聚階段產生氣泡，難以排出；（2）澆模時進入氣泡；（3）低溫反應階段出現產品與模脫離的情況；（4）后聚合的高溫反應階段，出現氣泡，甚至爆聚。學生圍繞實驗現象展開討論，討論結束后教師進行總結：（1）預聚反應時，粘度增大，不要劇烈搖晃錐形瓶，否則會造成空氣摻入，形成很多氣泡；（2）澆模速度要慢，讓流體沿器壁緩慢、連續流入模內；（3）預聚時間要足夠長，否則后聚合時因產品收縮率較大，會造成與壁面脫離的情況；（4）低溫反應時間要足夠長，完全消除凝膠效應，否則高溫反應時，會出現氣泡，甚至爆聚。制備“人工琥珀”時，為防止產品產生氣泡，應注意：（1）物件應充分干燥，否則后聚合時會有水氣及氣泡產生，影響產品外觀；（2）物件表面要用單體或預聚物充分浸潤，否則澆模時表面極易殘留氣泡。此外，不要選取膨脹比相差過大的產品，否則高溫處理時會造成產品或模具開裂。為了體現材料的應用性，對該實驗進行了改進，擴展內容為透光率的測定。學生在學習理論知識時，已經知道聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）被稱作有機玻璃，但是到底它的透光率和真的玻璃相比如何呢？帶著這種疑問，學生的學習的主動性提高，學習效果提高，我們的教學效果也可得到大大的提升。為了保證所得透光率數據的可比性，有機玻璃的透光率是使用分光光度計、根據國家標準GB／T2680－94《建筑玻璃———可見光透過比、太陽光直接透射比、太陽能總透射比、紫外線透射比及有關玻璃參數的測定》對“可見光透過比”進行測定的。實驗測得PMMA的透光率大都在86～92％，與市場產品的值所提的高達93％相接近。
個別產品透光率較低，原因主要有：（1）表面收縮造成壁面不平；（2）模具夾層厚度上下不一致；（3）表面硬度不夠，因擦拭造成劃痕。與工業生產相結合，展現材料生產全過程基礎性實驗與工業生產相結合，開設綜合性實驗。綜合實驗要求學生完成從原料準備到產品檢測全過程，提高學生的綜合能力，尤其是工程實踐能力。如“線形酚醛樹脂的制備”實驗項目，根據金光集團酚醛泡沫恒溫板的生產工藝進行了改進，擴展為“發泡用酚醛樹脂的制備及性能檢測”。作為發泡用酚醛樹脂，樹脂合成后，學生不再進行常規的粘度測定和固含量測定，而重點進行發泡起發時間和固化時間測定。在25℃，稱取酚醛樹脂50g，將乳化劑（有機硅泡沫穩定劑）2g和發泡劑（正戊烷）2g加入到酚醛樹脂中，用機械攪拌器攪拌1min，然后加入固化劑（對甲苯磺酸∶磷酸∶水＝5∶3∶2）8g，同時用秒表開始計時，攪拌30s。一般所得酚醛樹脂室溫下發泡起發時間70～200s，固化時間3～10min。普通高化實驗無非就是高分子材料的合成，要求學生掌握高分子材料的合成工藝。該實驗在原有合成實驗基礎上，增加了“泡沫塑料的成型”工藝學的內容，使學生掌握了利用低沸點發泡劑液體蒸發氣化而使聚合物發泡的方法［5］，即物理發泡法。實驗技術講座中對泡沫塑料的發泡方法進行詳細講解，如聚氨酯軟泡沫塑料是采用異氰酸酯與水（或羧基）反應放出CO2氣體的化學發泡法，又如脲甲醛開孔硬質泡沫塑料采用機械發泡法。此外，該生產原有工藝中采用的發泡劑氯氟烴會導致大氣層臭氧層的破壞，對人類生態平衡不利，實驗室工藝中發泡劑改用了生理毒性較小的正戊烷。
與學生創新成果相結合，組建設計性實驗在實驗室開放階段，曾指導學生對“苯乙烯的懸浮聚合”進行改進。實驗教材上選用的分散劑多為聚乙烯醇類的有機分散劑，但是理論上也可用無機分散體系。該實驗要求學生自選分散體系，進行實驗步驟設計，確定實驗所需儀器設備及藥品。學生有選用Mg（OH）2為分散劑的，也有選用聚乙烯醇為分散劑的。當分散介質蒸餾水為100mL，引發劑過氧化二苯甲酰為0．6g，苯乙烯單體為20mL，攪拌速度為250r／min，在85℃反應3h，分散劑用量選用1mol／LMgCl2溶液3mL和1mol／LNaOH溶液6mL或0．3％（wt）聚乙烯醇溶液8mL，所得產品顆粒均勻且直徑較大。前者所得直徑2．0～2．5mm，后者所得直徑3～3．5mm。因為是設計實驗，只要實驗方案切實可行的，都可進入實驗室做實驗，所以學生所選分散劑用量和攪拌速度等都不盡相同。但也恰恰是這種不同，讓學生直觀地認識到懸浮聚合的一些特點：攪拌速度較大時，顆粒粒徑較小；無機分散劑用量過多時，產品的透明度不好；聚合后如不進行表面處理，顆粒表面會殘留有分散劑。增加研究性實驗項目要求每位學生限選一個研究性實驗項目。比如“聚丙烯（PP）／蒙脫土（MMT）納米復合材料的制備及熱性能分析”實驗是根據老師的科研方向提煉出來的實驗項目［6］。教學與科研相結合，用高水平的科研帶動實驗課教學，培養了學生的初步科研能力和創新意識。通過高分子化學理論知識的學習，學生已經知道Ziegler－Natta引發劑的發現在高分子科學的發展史上具有劃時代的意義，但其主要原料三乙基鋁在空氣中能自燃，遇水爆炸，對人體有灼傷作用；TiCl4與水接觸會發生劇烈反應，冒白煙，對呼吸道有刺激作用，而且該引發劑在空氣中放置會失去活性。因此，在引發劑制備及使用時都要采用無水無氧操作，且氮氣必須為高純氮氣。通過該探索實驗，學生很好地掌握了無水無氧操作技術，如雙排管的使用、注射器法和內轉移法移取溶液。為提高復合材料的熱穩定性能，采用化學反應法制備了MgCl2－MMT復合載體型Ziegler－Natta催化劑，通過單體原位插層聚合法有效地制備了剝離型PP／MMT納米復合材料。通過該實驗，學生了解了蒙脫土有機改性的方法，掌握了Ziegler－Natta復合載體催化劑的制備方法，掌握了一種聚合物／無機納米復合材料的制備方法———單體原位插層聚合法，了解了無機材料對高分子材料的改性作用。健全實驗室開放制度配合學生探索性實驗因為課程學時有限，學生有時不能完成高分子材料的性能測試與表征實驗內容。通過開放實驗室，學生一方面可以繼續實驗，另一方面可根據個人興趣，進行探索性實驗。為了方便解決學生疑問，高分子化學實驗室每天安排有老師值班，隨時解答學生疑問。學生探索性實驗已經取得一定成果。如“蒲公英橡膠的制備及物理性能研究”，采用組織破碎機破碎蒲公英植株的根部組織，用環己烷萃取破碎物中膠乳成分，將萃取液與水共沸蒸餾，抽濾后得蒲公英橡膠。粘度法測得蒲公英橡膠的粘均分子量為4．9×105；紅外光譜法測試顯示，所得蒲公英橡膠與天然橡膠的結構相似；差熱－熱重分析法測得蒲公英橡膠失重15％的溫度為271℃，此數值與天然橡膠的測試結果相接近。該項目綜合運用了有機化學、高分子化學和化工原理等課程知識，2011年7月獲得了第十二屆山東省挑戰杯大賽三等獎。學生除了可以當面向老師請教外，還可通過《高分子化學實驗》課程網站、QQ和飛信與指導老師取得聯系。每個老師負責6～8位學生、2～3項探索性實驗項目。
實驗技術講座的開展、綜合性實驗的開設，使學生可以系統地掌握高分子實驗技術、高分子材料的合成及性能表征的方法，完善了學生的知識結構。研究性和探索性實驗項目切實提高了學生的創造性思維及創新能力。工程性實驗項目培養了學生的工程意識，為培養應用型人才提供了新的途徑。開放實驗室為全面提高學生的創新能力、實踐能力提供了有力支持。總之，通過高分子化學實驗教學體系改革，有效提高了學生的創新能力和工程實踐能力。我們將進一步加強實驗教學的研究與探索，不斷進行實驗教學的改革，提高實驗教學水平，為全面培養創新性應用型的高素質人才而努力。我們將從以下幾點繼續努力：（1）深化教學改革，不斷將最新的科研成果應用到教學中；（2）進一步加強實驗教材建設，更新教材內容；（3）加強教學隊伍建設，吸收高學歷高水平的教師加入到實驗課程教學隊伍中；（4）以精品課程建設為契機，完善課程網站建設，增加知識的先進性、全面性、導向性。
作者：王麗梅 單位：德州學院化學系
考試不僅是測定和檢驗學校教學質量最基本、最重要的方式，也是關系教學質量的重要環節。目前，國內工科高校各專業課程考試都存在著一個普遍的問題———考試偏重于理論內容的考核，而輕視學生解決實際問題能力的考查，考試形式集中單一，常常是“一紙考卷定成績”。這種考試模式會導致學生平時不下工夫學習，考前突擊復習，畢業后重理論、輕實踐，綜合素質下降而不能滿足社會的需要。[1，2]因此，對傳統的考試內容和形式進行改革，有意識地激發學生的創新意識、創新精神，加強學生科研能力的培養，調動學生學習的積極性和主動性的考試模式勢在必行。結合學校的考試改革，針對本校高分子類專業的高分子化學課程考試的現狀，提出如何通過課后作業、期中考試、期末考試相結合的形式考核專業理論知識，通過分散考核、課后專題調研報告等方式來考核學生解決實際問題能力，以分散期末考試的壓力，有利于學生對所學知識的鞏固和掌握，達到素質教育的目的。
一、高分子化學課程特點及考試現狀
高分子化學課程是高分子材料以及相關專業的基礎課程，是研究高分子的合成原理及其化學反應的一門科學。通過該課程的課堂教學及與課程配套的實驗課程，使學生掌握高分子的基本概念、合成高分子化合物的基本原理、聚合方法的選擇、控制聚合反應速度和分子量以及分子量分布的方法、高分子化學反應的特征等。該課程需要有機化學、物理化學等為基礎，是后繼的專業課程———聚合物制備工程基礎、聚合物合成原理及工藝學等的必備課程。該課程在整個高分子科學知識體系中起到承前啟后的作用，它的基礎內容如縮聚反應、自由基聚合、共聚合反應、離子聚合、聚合反應實施方法、聚合物的化學變化等對本專業的其他基礎課程———聚合物制備工程基礎、聚合物合成原理及工藝學、高分子前沿、功能高分子等課程奠定理論基礎。[3]由于高分子化學課程本身涉及物理化學、有機化學、化工原理等學科領域，且也是高分子類專業學生接觸的第一門與專業相關的課程，課程內容又涉及大量化學反應，學生對此缺乏直觀的認識，因此單一的講授常常會使學生感覺非常枯燥而難于理解，進而缺乏學習興趣，因此學生普遍感到此課程難學。針對以上問題，結合高分子化學課程省級精品課程建設，我們嘗試進行了一系列教學方法的改革：采用在授課過程中提出一些與科研生產實際相關的問題，引導學生通過運用所學的授課內容相關知識予以解決，激發學生的學習興趣，以此加深學生對授課內容的理解；采用多媒體給學生演示一些實驗、工業生產過程；采用動畫方式向學生展示相關原理，這樣更生動、直觀地將知識傳授給學生，以達到較好的教學效果；對課后的習題分類處理，對難度較大的習題進行課間解答，對于一般難度的則課外解答。但根據多年的授課經驗發現，仍有學生在期末面對考試時，還存在只死記硬背書本內容的現象和“臨時突擊”應付期末考試的現象。考試的目的是通過對課程教學效果的檢測，幫助教師和學生發現課程教學中存在的問題，進而采取適當措施予以改進，不斷提高教學質量。在科技飛速發展的新形勢下，傳統的考試已不能滿足對學生知識掌握程度的評價要求。因此，有必要對考試制度、模式、內容和方法進行改革，使之更科學、合理，并能充分發揮其積極功能。于是，從我校高分子類專業的實際出發，我們提出對高分子化學課程考試進行改革，在課程考試中引入先進理念，注重平時考核，實施全學期分散式考試、動態考核的管理方式。過程中采用“全面性一體化”考試模式。
二、“全面性一體化”考試模式的總體思路及預期目標
改變專業基礎課只重視理論教學、學生只是機械記憶專業理論課的弊端。通過考試改革使學生更加牢固地掌握本課程所學基礎知識。除期末考試以外，還結合課后作業、期中考試、課后專題調研報告等形式考核專業理論知識，通過分散考核的方式改變學生以往死記硬背、“臨時突擊”的情況，讓學生把工夫下在平時，通過考核方式的改變提高學生學習效果。
1.考核內容更全面、更綜合。除全面考察學生對課程基礎知識、基本理論和基本技能的把握外，在考核內容方面，加重對學生查閱資料能力、運用所學知識分析問題和解決問題綜合能力的考核。以前的課程考試，主要注重考查學生對知識的接收和掌握情況，而往往忽視了對其分析、綜合和運用的能力。考試范圍一般局限于所用教材，考試重點常常在考前由任課教師劃定，結果導致部分學生考前突擊，“臨時抱佛腳”，也使一部分學生產生了考試作弊等僥幸的想法，考試結果學生學習成績優劣難分，不能真實反映學生的學習情況，學和不學一個樣。這嚴重傷害了認真學習的學生的積極性，破壞了學校的考風和學風建設。因此，我們把考核內容的全面化作為考試改革的首要方面。
2.考試形式更豐富、題型更多樣。考試形式的豐富化是促進目前教育思想轉變的有效手段，高分子化學課程內容多，所涉及的知識面廣，用簡單的一張考卷，不論開卷、閉卷都不能檢測出學生對課程知識的真實掌握水平。從新的教育理念出發，結合學校本科生創新實驗計劃的實施，我們采取了一系列靈活多樣的有效形式，如開卷考試與科技小論文形式相結合的方式，口頭報告與課堂討論相結合，模擬操作式考試，等等。盡量避免使用過分偏重于對知識的知與不知的試題，使學生必須經歷一個理解、分析、比較、綜合過程才能得出答案。根據不同類型試題的特點，在兼顧內容的同時，進行合理搭配與組合，盡量減少名詞解釋、填空等客觀題的比例，增加分析、解決實際問題類型的試題比例，最真實地檢測出學生對知識的掌握與應用情況，最大限度地調動學生學習和思考的興趣。另外，提供一部分選做題給學有余力的學生，以保證他們能充分地發揮與展示自己的才華。根據具體的考試內容和目標，靈活地選擇與采用不同類型的試題，充分發揮其最佳測試點。在適當的階段，進行科學而合理的考試，引導并敦促學生不斷努力；通過考試結果的比較、評講而調動學生的積極性、主動性，促進他們對知識的進一步掌握。完善試題庫，推行與實施題庫考試，實現教考分離。高分子化學試題庫基本包括名詞解釋、選擇、寫反應式、簡答、計算、論述等題型，可根據需要利用計算機隨機抽取一套完整的試題，根據實際情況進行適當修改后形成試卷，評卷時可從計算機中輸出相應的標準答案進行評分，再采取集體多人流水作業的形式評卷，以保證考試分數的公平性和準確性。
3.成績構成更多元、成績評定更科學。對學生成績實行綜合評定，將平時的考核、考查和期末考試相結合，改變長期形成的“一考定成敗”的現象，學生的最終成績分成五個部分按如下比例計算：課后作業（15分）、課堂回答問題（5分）、出勤情況（10分）、期中考試（30分）、期末考試（40分），總計100分。充分利用平時考核，提高教育教學效果。評分是考試的最終也是重要的環節，學生的某一次考試得分，只表示他對該課程這個階段知識的掌握程度，并不完全代表其智能水平，故應根據學生的實際情況，結合高分子化學課程的特點、目標、題型采用更加靈活的評分辦法：針對主觀性試題采用等級評分法、模糊評分法，對客觀題型采用準確評分法，再結合學生課堂討論、口頭報告、完成作業等方面綜合評價適當給予必要的權重。對不同層次的學生實施多元化的成績評價模式，把分散式考試、動態考核的管理方式落到實處。
4.考試質量分析與信息反饋。考試質量分析與信息反饋也是促進考試質量提高的重要措施。有必要對考試結果進行科學分析，這樣才能抓好考試工作。充分發揮考試對教學的反饋促進功能，提高教學質量。通過試卷分析獲得的信息，不僅有利于改進教學方法和手段，指導學生正確有效地學習，同時也對提高考試質量大有幫助。因此，閱卷工作的結束，并不意味著考試工作的完成，還有必要對考試作出定性與定量的分析。定性分析包括對試題質量、學習質量、教學質量提出有針對性的改進意見；定量分析要求統計出各個分數段的人數及所占比例，了解考試成績分布是否合理，從中找出學生的薄弱環節，并采取相應的改革措施。認真做好試卷分析工作，及時反饋信息；分析學生掌握知識、創新能力的發展情況；分析學生在新的課程教學理念下的學習情況；分析學生學習態度、方式方法的變化情況；分析我們在教學中的薄弱環節，并提出改進措施，進一步優化高分子化學課堂教學，提高該課程的教學質量。
說明：本計劃和以往考核的區別在于，通過降低期末考試成績比例，將出勤情況、課后作業、課堂回答問題、半期考試等形式具體形成考核點。通過考試內容分段考試的形式，強化學生平時學習。期中考試側重考核學生前半段學習內容，期末考試側重考核學生后半段學習內容，并注重考核前后關聯的綜合內容。
一、高分子化學及相關知識領域簡介
高分子化學是研究高分子化合物合成和反應的一門科學,根據性能的要求、性能和結構的關系,進行高分子的設計和合成,同時為合成預定結構的聚合物,研究聚合原理、聚合方法、尋找引發劑等是分子化學的任務。目前高分子學科正向縱深擴展:在聚合反應、聚合方法方面、有基團轉移聚合、開環移位聚合、微生物方法聚合、天然酶催化聚合;在功能高分子方面,有反應分離膜、液晶態高分子、生物活性高分子、醫用高分子,以及各種具有光學(非線性光學)、電學、磁學性能的聚合物;在天然高分子方面,有天然高分子的構成、改性及作為材料的使用等等。
高分子化學內容包括:
①聚合反應、聚合原理,根據聚合機理和動力學的不同聚合反應分類如下:連鎖聚合和逐步聚合。連鎖聚合包括自由基型聚合(自由基均聚、自由基共聚)、離子型聚合(陰、陽離子聚合,離子型共聚)、配位聚合(屬于離子聚合范疇,大多為陰離子聚合)。逐步聚合包括均聚縮、雜縮聚、共縮聚。
②聚合方法:本體聚合、溶液聚合、懸浮聚合、乳液聚合,逐步聚合及界面縮聚。懸浮乳液聚合只用于自由基型聚合反應,所用引發劑分別是油溶性和水溶性的,本體聚合、溶液聚合只用于自由基、離子型聚合及逐步聚合但水不能作為離子在溶液中聚合的溶劑,界面縮聚只用于逐步聚合,各種聚合方法中,聚合體系的組成配方、各組分作用、聚合過程,體系的粘度、散熱及溫度控制的難易,聚合速度、鏈轉移反應、分子量及其分布等是不同聚合方法主要關注的內容。
③聚合熱力學:單體能否聚合須從熱力學和動力學兩方面考慮,若熱力學上有聚合的可能,再進一步尋找引發劑、溫度等動力學條件解決聚合速度問題。從熱力學角度分析單體聚合的傾向。可通過聚合熱、聚合的上限溫度等的估算和分析。
④聚合物的化學轉變:相似轉變,聚合度變大的轉變(交聯、接枝、嵌段、擴鏈),聚合物降解。
二、高分子化學學習方法
一般而言,對某門課程的學習一方面是各知識單元能否從共同角度去學習和掌握,另一方面是就某一層面、某一角度進行比較和綜合。比較是為了避免知識的割裂和混淆,綜合則有一個學習認識上的上升過程,通過綜合獲得解題能力、獲得該門課的基本思想及一般思考方法。同樣地,高分子化學的各聚合反應也可從幾個共同的方面去學習和掌握:
1.各聚合反應研究的重要的問題、主要的控制目標
對于均聚反應(自由基型或離子型),研究的重要內容是聚合速度、平均分子量、分子量分布。而共聚反應則主要集中在共聚物的組成(平均組成、瞬時組成)、組成分布、序列分布。對于配位聚合主要是立構規整性問題,尋找高效絡合引發體系,合成預定立構規整聚合物是配位聚合的任務。對于縮聚反應,聚合速度、分子量控制是線型縮聚的優秀問題,凝膠點的控制則是體型縮聚的關鍵問題。
2.各聚合應機理及聚合特點
自由基聚合:聚合機理的特征為慢引發、快增長、有終止。活性中心是碳自由基,增長反應、向單體、溶劑、引發劑的鏈轉移反應相互競爭,引發速率最小(Ed=105~150KJ/mol,R1=10-8~10-10mol/L·s),反應為引發控制,Rp比Rt大3~5個數量級,反應達到一定的轉化率(15%~20%)后,由于凝膠效應會產生自動加速現象,并使分子量增加。自由基聚合時,單體一經引發便很快增長成高分子聚合物,不能停留在中間聚合度階段,體系始終由單體、高分子聚合物和微量引發劑組成,并且在不同轉化率下分離得到的聚合物分子量差別不大。
陽離子聚合:聚合機理的特征為快引發(E1=8.4~21KJ/mol)、快增長(Ep=8.4~21KJ/mol,與自由基聚合增長活化能屬同一數量級,由于kt很小、活性種濃度高因而聚合速度要快得多)、易轉移、難終止。活性中心是碳陽離子,碳陽離子不能雙分子終止,因而無自動加速現象。增長、增長鏈的分子內重排(氫轉移聚合或異構化聚合)、鏈轉移、單基終止相互競爭,陽離子聚合反應時向單體的鏈轉移(CM=10-2~10-4)比自由基聚合時(CM=10-4~10-5)要大得多,且真正的動力學終止比較稀少。活性中心碳陽離子總是與反離子形成離子對,離子對的緊密程度對聚合速度、平均分子量會產生影響。
陰離子聚合:聚合機理的特征為快引發、慢增長(較引發慢而言)、難轉移、無終止。活性中心是碳陰離子,碳陰離子增長速率比自由基還快(由于無終止以及陰離子增長種濃度10-3~10-2mol/L比自由基10-9~10-7mol/L大)。引發快于增長,即聚合開始前引發劑已定量離解成活性中心([M]=引發劑濃度),陰離子活性中心幾乎同時增長,增長的幾率相等,所得聚合物接近單分散性。反離子為金屬陽離子,離子對的緊密程度對聚合速度、平均分子量有影響,并影響著鏈節的構型。
配位聚合:先配位形成σ-π鍵,然后單體經四元環插入M—R中間而增長。配位引發劑的作用:一是提供陰離子活性種,二是使單體定位并以一定構型進入增長鏈。引發劑絡合中心構型、單體的配位方式及單體和絡合中心形成中間體的穩定性決定著各聚合物構型及相對含量。逐步聚合:逐步和平衡,反應無特定活性種,任何帶不同官能團的兩組份(單體、低聚物)之間均能縮合(連鎖聚合中,活性中心只與單體作用,單體相互間或與聚合物間均不反應),反應可停留在中等聚合度階段,兩單體非等量或低溫可使縮聚暫停。
3.影響聚合反應的因素及影響規律
不同的聚合反應,其主要的研究內容及控制目標各不相同。了解影響它們的因素及規律,為實驗控制提供依據和指導。
①自由基均聚合
聚合速度(RP):單體濃度、引發劑濃度越大,溫度越高,RP越大。選擇Ed較低的引發劑,可顯著加速反應,引發劑種類的選擇和用量的確定是控制聚合速率的主要因素,聚合溫度則隨引發劑
分解溫度而定。
平均分子量(平均聚合度Xn):引發劑濃度、聚合溫度也是影響Xn的主要因素,但影響方向卻相反,即引發劑濃度越大、溫度越高,Xn越小。鏈轉移反應使分子量減小,由于體系中引發劑濃度很低,向引發劑轉移而引起聚合度降低比較小。通常選擇鏈轉移常數在1左右的化合物作分子量調節劑。
分子量分布:自由基終止方式、凝膠效應對分子量分布均有影響。歧化終止時Xw/Xn=2,偶合終止時Xw/Xn=1.5,有凝膠效應時Xw/Xn=5~10。聚合物微結構及立體構型:自由基聚合分子鏈上取代基的排布是無規則的。
聚合條件的選擇:聚合控制主要借助對聚合條件的選擇,它必須兼顧對聚合速度、平均分子量、分子量分布等方面的影響和效果。自由基均聚時,聚合溫度、引發方式、引發劑種類及用量、溶劑、分子量調節劑都是可供選擇的因素。以溶劑的選擇為例,自由基聚合時,須考慮溶劑對引發劑的誘導分解作用,鏈自由基對溶劑的鏈轉移反應,溶劑對聚合物溶解性能,凝膠效應等的影響,從而兼顧其對聚合速度、分子量、分子量分布的影響。
②自由基共聚
共聚物組成及組成分布與單體組成、轉化率、兩單體的竟聚率有關,根據兩單體競聚率r1、r2的特點及相應的共聚物組成曲線(F1~f1),自由基共聚表現為五種有規律的共聚行為類型。共聚產物是組成不一的共聚物的混合物,存在組成分布的問題。恒比共聚時組成不隨轉化率而變,若單體組成在恒比點附近,轉化率在90%以下組成變化均不大,若配料組成偏離恒比組成,則很難得到組成均一的共聚物。
共聚物微結構及鏈段分布:某一鏈段的幾率隨段長而遞減。聚合度不夠大(<1000)時,聚合物分子的序列分布并不完全相同,聚合度>5000以后聚合物分子的序列分布才比較接近。聚合控制、聚合條件的選擇:利用溫度、溶劑、PH值、鹽類等因素對單體竟聚率的影響,選擇適當的外界條件或選擇一定結構的單體(Q、e值大小)來實現某一類型的共聚行為。通過控制轉化率的一次投料法或補加活潑單體法來達到對共聚物組成的控制。
③陽離子聚合、陰離子聚合
陽或陰離子均聚與自由基聚合一樣,其優秀問題仍然是聚合速度、聚合度、及分子量分布。離子聚合增長活性種為離子,其近旁存在反離子,活性中心與反離子的結合可以是共價鍵、離子對(緊對或松對)、自由離子,并處于平衡,離子的聚合速度是離子對、自由離子共同引發并增長結果,即便少量的自由離子對聚合速度的貢獻比離子對還大。反應介質:溶劑極性、溶劑化能力影響離子對的緊密程度及自由離子的比例,從而影響聚合速度和聚合物的分子量,另一方面,溶劑必須不與反離子反應(在陽離子聚合中)并且在低溫下對聚合物溶解,以保持聚合體系的流動性。
反應溫度:陽離子聚合時溫度對聚合速率的影響比自由基聚合時小,聚合度隨溫度降低而增大。陰離子聚合時,聚合速率隨溫度升高略有增加但并不敏感,溫度的影響頗為復雜。總的來說,離子聚合因引發活化能小,加之為了防止鏈轉移、重排等副反應,反應常在低溫下進行。
④逐步聚合(略)
⑤引發劑、引發劑的選擇
自由基聚合:引發劑有偶氮類(AIBN)、有機過氧類、無機過氧類、氧化還原引發體系(水溶性和油溶性)。引發劑選擇時,首先根據聚合方法選擇引發劑類型,然后根據聚合溫度,選擇活化能、半衰期適當的引發劑。一般選擇半衰期與聚合時間相同數量級的引發劑。
陽離子聚合:引發劑有普通質子酸、Lewis酸引發體系、電荷轉移絡合物等。Lewis酸引發體系的引發活性與引發劑、共引發劑的不同組合及配比,主引發劑、共引發劑酸性強弱等有關。
陰離子聚合:引發劑有堿金屬、有機金屬化合物(金屬氨基化合物、金屬烷基化合物)、其它親核試劑。引發劑的活性不同,應與一定活性的單體相匹配而使用。
配位聚合:引發劑有Ziegler-Natta型、π-烯丙基鎳型、烷基鋰類。Ziegler-Natta引發體系由主引發劑(過渡金屬化合物Lewis酸)和共引發劑(主族元素金屬有機化合物)組成,Ziegler-Natta引發體系兩組份的選擇和組合,以及與單體的匹配,對其立構規化能力有很大的影響。聚合物的立構規整度主要決定于過渡金離屬組份,而且,引發劑定向能力與均相表面有關。
4.理論依據及思考方法
上述各類聚合反應有關聚合速度、聚合度、分子量分布;共聚物組成、序列分布;體型縮聚中臨界反應程度等控制目標的影響因素及影響規律都有其動力學上的依據,或者通過概率法、Flory統計法可推導而得出。
①動力學方法
根據聚合機理及各基元反應速率方程,在等活性、穩態等假定和某些特設模型的基礎上,推導出速率方程、共聚物組成方程,并得出濃度因素對聚合速率、共聚物組成的影響;從總表觀速率常數,聚合反應總活化能與各基元反應活化能關系,估算出總的表觀活化能大小,并根據阿氏公式:K=Ae-E/RT,得到溫度對聚合速率的影響規律。
類似地,從動力學鏈長、聚合度概念出發(υ=Rp/RiXn=Rp/(Rt+Rtr)),得出濃度因素、鏈轉移反應對聚合度的影響;從聚合度的綜合活化能及其與基元反應活化能的關系估算出聚合度的綜
合活化能,并得出溫度對聚合率的影響規律。
自由基、離子型連瑣聚合討論中用的是上述思想。
5.聚合動力學實驗方法
自由基聚合時聚合速度的測定用膨脹計法,陰或陽離子聚合由于聚合速度快,聚合速度的測定用毛細管流動法。
摘要:概述了目前國內高校高分子材料與工程專業高分子化學實驗教學存在的共性問題和關鍵問題。提出了高分子材料與工程專業高分子化學實驗課程由基礎技能實驗,綜合設計實驗,研究創新實驗三個模塊組成的新教學體系,并在每個模塊中引入一些綜合性和應用性的實驗教學內容。實踐證明所構建的實驗教學體系在培養學生的創新意識、應用與實踐能力方面起到了較好的效果。
關鍵詞:高分子材料;高分子化學;實驗教學
高分子化學實驗是高分子化學課程教學的一種最有效的實踐教學形式,它可以幫助和促進學生課堂理論知識的學習與消化,建立和鞏固高分子化學基本概念和理論,獲取高分子化學知識,培養科學素質和操作技能。我國著名化學家戴安邦指出:“只傳授化學知識和技術的化學教育是片面的,全面的化學教育要求既傳授化學知識和技巧,又訓練科學方法與思維,還培養科學精神和品德,學生在化學實驗中是學習的主體,在教師指導下進行實驗,訓練用實驗解決化學問題,使各項智力皆得到發展”。這番話指出了開設化學實驗課的深刻內涵和重要價值。2004年國家教育部頒布的《普通高等學校本科教學工作水平評估方案》在評估指標的二級指標“實踐教學”中,從“實踐教學內容與體系,綜合性、設計性實驗課的比例及效果,實驗室開放”三個方面明確了實踐教學改革和發展的方向。近幾年高校的化學類實驗教學改革取得了令人矚目的成果。高分子材料科學與工程專業是很多高校在近年來新開設的專業,在實驗教學與改革方面的成果積累較少,尤其高分子化學實驗教學采用陳舊的教學內容和教學方法依然居多。通過調研發現,目前國內高校高分子材料科學與工程專業的高分子化學實驗教學依然不同程度地存在一些問題。
一、高分子化學實驗教學現狀剖析
1.實驗教學體系和內容欠爭理
多數的實驗教學附屬于理論教學,沒有單獨設課和單獨考核,實驗課時相對較少雖然有些高校高分子化學實驗已經獨立設課,但僅作為考查課。實驗教學內容中傳統的、陳舊的實驗較多,而體現現代科學技術發展成果的實驗很少認知性、驗證性實驗所占的比理偏高,培養學生創新能力的綜合性、設計性、應用性和創新性的實驗偏少,而且實驗環節偏重于理論,突出高分子材料應用性特點的實驗太少,不利于培養學生的工程觀念。
2.實驗教學方法單一
學生按照實驗講義預習,然后進實驗室。實驗前教師把實驗目的、實驗原理、儀器使用方法、測試方法、實驗步驟和數據記錄表格及數據處理方法等進行詳細的集中講解。學生只需按教師指導的過程按部就班或者依照講義“照方抓藥”,就可以完成一個實驗。一部分學生糊里糊涂地來到實驗室,只動手不動腦地完成實驗,然后又迷迷糊糊地離開實驗室。實驗的現象和結果沒有給他們留下太深的印象,對學生觀察能力、分析問題和解決問題的能力以及創新意識的培養都很不夠。這種統一模式、統一要求、齊步走的教學方法,一方面造成了學生對教師的過分依賴,另一方面抑制了學生個性思維的發展和創新能力的培養。
3.實驗嫩學手段落后
在現代信息技術迅速發展的今天,雖然網絡技術、多媒體技術等現代教學技術在理論教學中得到了普遍應用,但虛擬、仿真等實驗技術手段未能在實驗教學中推廣應用。這樣對于一些耗費過高、時間過長、毒性過大、危險性過高的實驗,只能最低限度地開設,且開設過程中費用大和危險性高,導致學生對此類重要實驗缺乏足夠的認知和感受的機會。
二、新教學模塊的實踐性探索與成效
針對目前國內高校高分子材料科學與工程專業高分子化學實驗教學中存在的一些問題,借鑒其他化學實驗教學改革的優秀成果,提出了基礎技能實驗、綜合設計實驗、研究創新型實驗的三個高分子化學實驗教學模塊體系,并在每個模塊中結合常熟理工學院教師的科研成果引入_些新的實驗教學內容,采用開放式實驗教學方法。通過實驗教學實踐發現新的體系和教學方法在培養學生的創新意識和工程實踐能力方面起到了較好的效果。
1.基礎技能實驗教學模塊
基礎技能實驗模塊構建的目的著重建立高分子化學實驗與相關基礎理論知識之間的有機聯系。培養學生的實驗安全意識、清潔衛生習慣和嚴謹的實驗態度。訓練學生掌握熟練規范的實驗操作技能和技巧,為后續的實驗教學模塊的實施打下良好的基礎。
基礎技能實驗模塊的教學內容設計在課時總量的40%～50%為宜,課時數約30學時,開設8～10個實驗。教學內容設計涉及到高分子化學反應機理,如自由基、陰離子,陽離子等連鎖反應機理,縮聚、基團轉移聚合等逐步反應機理,開環聚合反應機理等。在實驗實施方法方面涉及到本體聚合、溶液聚合、懸浮聚合、乳液聚合、熔融縮聚、界面縮聚等。如設計膨脹計發測定苯乙烯本體聚合動力學實驗,讓學生直觀感受到了誘導期概念、聚合過程體積減小的現象以及聚合物溶液的粘性特征等非常重要的高分子化學理論知識。設計過硫酸鉀引發甲基丙烯酸甲酯自乳化聚合實驗,除讓學生明確了乳液聚合的基本原理外,還了解到了聚合物大分子鏈端基的重要作用。設計己二酰氯和己二胺界面縮聚實驗,讓學生深入理解了界面縮聚的概念和聚合物的可紡成纖性能等主要高分子知識。通過設計一些自由基、陰離子、陽離子等連鎖反應機理的實驗,使學生進一步掌握了活性中心的概念,同時在實驗過程中認知了這些引發劑的活性、安全使用和貯存事項。
2.綜合設計實驗教學模塊
綜合設計實驗教學模塊旨在培養學生較強的實際動手能力,自主設計和分析解決問題的能力。本實驗模塊是實驗教學的較高層次,注重學生實驗的自主設計性和綜合性。
教學內容設計在課時總量的20%～25%為宜,課時數約15學時,開設2～3個實驗。本教學模塊的特點之一是實驗內容的綜合性,可以將同一門課的幾個實驗,或者是幾門課的實驗組合在一起,形成一個大實驗。本教學模塊的特點之二是實驗方案的靈活性和設計性,側重培養學生的自主實驗和學習的意識和良好習慣。例如關于高分子合成實驗先確定好采用的聚合機理和聚合方法,在原材料配方組成、引發劑種類及用量、合成溫度等工藝條件方面給出一個大致的框架,然后讓學生在所給的框架內進行自行設計和實施實驗。譬如懸浮法制備聚苯乙烯珠粒實驗,水的用量范圍為苯乙烯質量的100%～200%、分散劑為磷酸鈣或聚乙烯醇兩種、引發劑過氧化二苯甲酰用量為苯乙烯質量的0.2%～1.0%、反應溫度設定在75℃～85℃范圍等。學生通過自行設計的方案實施實驗獲得了不同的實驗結果,通過對不同組之間實驗結果的綜合分析,找到了影響懸浮法制備聚苯乙烯珠粒的一些因素,激發了學生動手實驗的興趣,發揮了學生自主實驗和學習的主觀能動性。
3.研究創新實驗教學模塊
設置研究創新實驗教學模塊培養學生的科研和創新意識、提高學生的綜合素質和應用開發能力,為實現培養高質量的應用型人才的教育目標提供重要的教學內容實體支撐。 本實驗模塊是實驗教學的最高層次,注重學生實驗的獨立自主陛、綜合性、應用性和創新性,教學內容設計在課時總量的20%～25%為宜,課時數約15學時,開設2～3個實驗。本實驗教學模塊的特點之一是實驗項目的獨立自主性和綜合性。也就是說確定好實驗項目之后,讓學生在實驗教師指導下獨立自主地進行實驗項目方案的調研、設計、實施和結果分析。本實驗教學模塊的特點之二是實驗項目的應用性和創新性,所擬定實驗項目必須關聯生產實踐中的聚合物產品,充分體現實驗項目的應用性。實驗項目設計主要針對這些高分子產品生產實踐中存在的共性問題和關鍵問題的解決來進行設計。通過研究創新實驗的實施,發現學生學習積極性很高,樂此不疲,為培養學生創新意識和展示高分子化學實驗的應用性特征提供了最佳學習平臺,尤其是開發一些聯系生活實際的應用型實驗,可使學生親身感受到高分子化學實驗的實用價值,能強烈激發學生的創造動機。此外,研究創新實驗往往需要多名學生共同完成,有利于培養學生的團隊合作精神。例如,聚氨酯絕緣漆的制備及性能測定實驗,每個學生做一個實驗配方,每5名學生一組,5名學生的實驗結果綜合在一起可以得出高分子樹脂配方組成與漆膜性能之間的關系曲線,以及固化條件與漆膜性能之間的關系曲線。在實驗過程中,5名學生要共同安排實驗方案,盡量保持操作的一致性,最后得出的結果要呈規律性變化。如果有一名學生操作有誤,這個實驗點就會落在規律性以外,影響其他學生對實驗現象的觀察。因此,實施研究創新實驗項目對教師也提出了更高要求。在每次實驗前,教師要指導學生擬定方案,并對可能出現的實驗現象和各種影響因素進行分析,實驗過程中,又有多種意外的實驗現象出現,這勢必要求師生共同分析和討論造成這些現象的原因,幫助學生透過現象深刻理解事物的本質。這樣做需要教師有相當的知識儲備量,并且要求教師也不斷進取,充分體現了教學相長的教育理念。
三、結論
基礎技能實驗、綜合設計實驗、研究創新實驗+教學模塊教學的實踐證明教學效果顯著,特別對提高學生綜合實踐能力、激發學生理論課學習興趣、培養學生創新意識和應用開發技能取得了預期效果。基礎技能實驗模塊的教學效果主要體現在實驗現象與相關基礎理論知識之間的有機聯系,高分子化學實驗操作技能和技巧的掌握和規范。綜合設計實驗的教學效果主要體現在學生自主設計和分析解決問題的能力培養。研究創新實驗的教學效果主要體現在學生科研和創新意識的建立,以及學生團隊意識和應用開發能力的培養。
[摘要]高分子化學課程是高分子材料與化工專業的專業基礎課，涵蓋內容多，需要合理安排教學，運用其他課程知識，用學生容易接受的實例解釋理論問題，能夠增強學生學習的興趣，達到較好的講授效果。
[關鍵詞]高分子化學；教學；實例
高分子化學課程是高分子材料與化工專業的專業基礎課，是研究高分子化合物的合成原理和化學反應的科學。學生應具備一定的無機化學、有機化學、物理化學和概率論與數理統計知識才能學好該課程。國內高校多采用潘祖仁先生主編的部級優秀教材高分子化學[1-2]，對這門課的掌握程度，影響后續課程的學習。因此學生一般比較重視[3]。但對于初學者來說，認為該課程的內容較多，比較分散，系統性不強，有些知識點理解不透。
1高分子化學的課程特點
高分子化學主要介紹高分子的合成原理及高分子的化學反應，合成原理以聚合反應動力學為主線，衍生到聚合速率和分子量，而這二個指標正是工業生產控制的主要工藝參數，再通過聚合理論方程，討論溫度、介質、單體、引發劑等對聚合的影響。對于連鎖聚合，每一種聚合機理都有特殊的引發體系，因此引發劑或引發體系也是高分子化學的重點內容之一。最后一章，聚合物的化學反應，主要介紹聚合物化學反應特征、聚合物的基團反應及接枝、擴鏈、交聯、降解和老化，提出促使降解或防止老化的途徑。有學者總結高分子化學課程有“五多”的特點，即內容多、概念多、頭緒多、關系多和數學推導多[4]。該課程專業理論性強，概念復雜，抽象難懂，一定程度上影響了學生的學習興趣[5]。
2課程知識點淺析
該課程序論中，除了介紹高分子化合物的基本概念、命名、發展歷程及結構方面的基本知識外，重點介紹分子量。高分子的分子量大且具有一定的分布是高分子化合物的主要特點，其作為材料的力學性能主要由分子量及其分布決定。該部分內容介紹，需使學生明白高分子的分子量與小分子的相對分子質量的區別。縮合和逐步聚合反應中，首先通過二種雙官能團單體參與的線形縮聚過程示例，第一步反應，得到二聚體，第二步反應可以得到三聚體、四聚體，此時體系中含有一、二、三、四聚體的分子，第三步聚合，體系中可能含有八、七、六、五、四等聚體，假若反應就此終結，體系中產物的聚合度不同，由此使同學們很容易理解聚合反應得到的產物即聚合物，分子量存在一定的分布。同時自然引入官能團等活性概念，才能從紛亂的聚合反應中抽取出本質特征，用一個速率常數描述同種官能團的反應特征。在課程體系中，活性中心等活性概念是高分子化學的基本思想，因此要借助實驗數據進行例證，分子碰撞理論進行闡釋。還需要明晰N0和N的含義。有二個相同的羥基，肯定體系中存在另一個分子含有二個羧基，因此平均每個分子鏈含有一種基團；對于均縮聚，更是如此。這點一定讓同學理解，因為后面的理論方程推導要不斷用到。另外，反應程度p是一個非常重要的概念和度量，定義為參與反應的基團數(N0－N)占起始基團數N0的分數[2]，代表某種基團的轉化率，反映了聚合反應的反應進程。縮聚反應中產物分子量分布，Flory利用統計法，根據等活性概念假設，以雙官能團單體均縮聚為例，形成x-聚體每個鍵的成鍵幾率為p，分子末端一個不成鍵幾率為(1-p)，推導了線形縮聚的分子量分布關系[2]。實質上，每一個鍵的成鍵幾率不同，按照反應程度概念，應該是隨著聚合度增大，p增大，為了處理簡便，等同化，根據乘法原理，即得x-聚體的數量分布函數。后面自由基聚合、共聚合、離子聚合和配位聚合，都屬于連鎖或鏈式聚合機理，聚合一般都包含鏈引發、鏈增長、鏈終止和鏈轉移幾個基元反應。首先，要有活性中心的形成，進行鏈引發反應；正是根據其活性中心的不同，將其分為以上自由基聚合、離子聚合等。
有關其機理及分子結構的形成，與有機化學中的空間位阻效應、共軛效應有關。聚合動力學與物理化學知識有關，需要同學學前不妨復習下以前學過的有關內容。對于自由基聚合，介紹其英文詞匯為Radical，含有“激進、活潑”之意，故可以作為活性中心，故教材中一般用R?表示，黑點代表單電子。聚合物中單元結構主要在鏈增長階段完成，故鏈增長過程直接影響聚合物分子結構。①鍵接結構。增長過程中，結構單元間的連接存在“頭—尾”、“頭—頭”(或“尾—尾”)兩種可能形式，一般以頭－尾結構為主。原因是以尾－尾連接，活化能大。列舉生活中的實例，如小轎車、“和諧號”動車車頭，都采用流線型，頭部體積較小，阻力較小。微觀上的化學反應也遵循同樣道理。②立體構型。自由基上C為SP2雜化，與單體作用時既可從上方也可從下方進行作用，自由基聚合物分子鏈上取代基在空間的排布是無規的，但從空間位阻考慮，無規結構中，間同結構略占優勢。③幾何構型。雙烯類單體，還存在幾何異構，傾向于形成反式結構，都可以根據空間位阻進行解釋。這樣同學就容易理解高分子結構比較復雜的特性。另外自由基聚合的引發效率，主要是①誘導分解。誘導分解實際上是自由基向引發劑的轉移反應，也就是說，自由基誘使引發劑分解，消耗掉引發劑，作無用功，故使引發效率降低。②籠蔽效應，主要指溶液聚合中，引發劑分子處于溶劑的包圍中而不能發揮作用，可以想象，引發劑分子周圍存在一層層的溶劑分子和單體分子相隔的球形包圍圈(好像籠子一樣)，初級自由基遇到單體，直接作用，形成單體自由基，若遇到溶劑分子，不能作用，被彈回，有可能與下一個初級自由基結合，甚至與溶劑分子結合，使引發劑分子白白消耗，引發效率降低，稱為籠蔽效應。由此派生出單體的活性與濃度、體系粘度和引發劑濃度，都影響引發效率，使同學將知識學通、學活。自由基共聚合中，關于鏈自由基的活性，一般認為帶有共軛取代基的鏈自由基穩定，同學不易理解，以射擊為例，若自由基上存在共軛基團，單電子不再歸屬于某個原子，離域程度大，行蹤不定，這樣用槍瞄準難度增加。單體相當于槍，就不易和它反應，故該類自由基活性差。
若鏈自由基帶有非共軛取代基，其單電子位置固定，活動空間小，容易瞄準擊中，即容易和單體發生反應，該類自由基活性高。烯類單體的離子聚合中，單體適宜于進行陽離子聚合還是陰離子聚合，主要取決于單體的結構，考慮取代基的誘導效應和工軛效應。帶有π-π共軛體系的單體都能進行陰離子聚合。如果取代基具有吸電子性質，更易進行陰離子聚合。因為吸電子基降低雙鍵上電子云密度，有利于陰離子進攻，并使形成的碳陰離子的電子云密度分散而穩定。而具有推電子取代基的烯類單體可進行陽離子聚合，因為推電子取代基增大了雙鍵上電子云密度，有利于陽離子進攻，并使形成的碳陽離子的正電性降低而穩定。苯乙烯，丁二烯等含有共軛體系的單體，由于其π電子云的流動性強，易誘導極化，能進行陽離子、陰離子或自由基聚合。陰離子的活性聚合在理論上和實際應用中具有重要意義，要讓學生明白活性聚合的原因、應用價值。配位聚合，要重新復習下無機化學中的配合物知識，其引發體系中，過渡金屬為中心原子，它提供空軌道，烯類單體作為配體在空軌道上活化、按照一定的方向或方式進行配位、插入到增長鏈中，因此所得產物立構規整度一般較高。聚合物的化學反應，是聚合物改性、擴大聚合物品種的手段之一。接枝、交聯等使聚合物分子量增大，降解、老化使聚合物分子量降低。用鮮活的實例向同學介紹，這樣學生學習時不覺得生硬，便于接受。
3結語
作為一名高校教師，能夠將復雜的原理講解得淺顯易懂，抽象的理論能夠結合現實生活具體化、簡單化，語言生動，課堂氣氛活躍，學生對所講內容有強烈的興趣，這門課程的授課質量才有保證。
作者：廖肅然；遲長龍 單位：河南工程學院
摘要：
實驗教學是培養復合型創新人才的重要實踐環節，《高分子化學綜合實驗》是高分子材料科學與工程專業本科生的專業基礎課之一。本文針對目前高分子化學實驗教學體系中存在的問題探討了教學改革的途徑：通過開展多層次的教學內容，引入綜合型、設計型和趣味型實驗，結合現代教育技術，靈活應用互動式教學模式，引導學生對高分子科學的科研興趣，發揮學生的主觀能動性，并樹立嚴謹的科學態度，培養其獨立的思辨能力和創新能力。
關鍵詞：
高分子化學實驗；教學改革；創新能力
高分子化學是高分子學科的重要領域之一，是以實驗為基礎的自然學科［1，2］。《高分子化學綜合實驗》是我校《高分子化學》精品課程建設中重要的實踐性教學環節，是高分子材料科學與工程專業和材料化學專業本科生的專業基礎課之一。實驗教學的目的是促進學生理解和掌握高分子化學理論知識并將其應用于實踐，從而增強動手能力以及分析問題、解決問題的能力［3～6］。我校的《高分子化學綜合實驗》課程已開展多年，課程中開設了一系列具有代表性的實驗，但在實踐過程中也逐漸暴露出了一些問題，譬如，實驗教學體系還不夠系統，實驗課內容中的驗證型實驗較多，難以提高學生的思辨能力和創新能力，教學方法和手段還不夠多樣化，不利于提高學生的學習積極性和增強教學效果。為提高教學質量，培養具有創新意識和創造能力的復合型人才，推進廣東省精品開放課程———《高分子化學》的建設，對《高分子化學綜合實驗》教學體系進行改革勢在必行。改革后的《高分子化學綜合實驗》除了能使學生在有限的實踐過程中有效鞏固本學科的理論知識，掌握基本實驗技能，還應提高其自身軟實力，通過實驗課的開展引導學生對科研探索產生興趣，發揮其主觀能動性形成創新思維，同時增強其發現問題和解決問題的能力。為建立這樣一套科學的《高分子化學綜合實驗》教學體系，應始終貫徹以學生為本的教學理念，從教學內容、教學方式、教學模式三方面系統開展教學改革。
1教學內容層次化：合理配置驗證型、趣味型、綜合型、設計型實驗
傳統的高分子化學實驗教學項目以驗證型實驗為主，實驗教材中寫明實驗目的、實驗原理、實驗注意事項等，教師在課前進行講解，課堂上學生依據講義中的操作流程進行實驗，并通過實驗結果驗證高分子化學的理論知識。目前，《高分子化學綜合實驗》中已開展的驗證型實驗包括引發劑分解速率的測定、膨脹計法測定自由基聚合動力學。盡管在進行驗證型實驗的過程中學生的基本操作技能得到了訓練，但是因為實驗結果是明確的，實驗留給學生思考和發揮創造力的余地非常有限［7，8］。為提高學生的工程素養和創新能力，應以充分調動學生主觀能動性為突破口，調整高分子化學實驗課的內容，引入設計型、綜合型、趣味型實驗項目，使教學內容更加層次化、系統化。
（1）設計型實驗的實施過程中，教師預先給定學生實驗設計要求，學生據此查閱相關文獻和資料，自主設計實驗方案并獨立完成實驗，通過觀察實驗現象分析實驗成功和失敗的原因以及影響實驗結果的各種因素，由此讓學生得到科學的思維訓練。例如，苯乙烯的懸浮聚合可以作為驗證型實驗，預先給定實驗條件，讓學生“照方抓藥”地進行實驗，也可以作為設計型實驗開展，不設定實驗條件，只提出實驗產物的設計要求———制備顆粒均勻、大小適中的聚苯乙烯粒子，讓學生從配方（包括分散劑類型與用量、單體和水的比例等）、反應溫度和攪拌策略等方面入手設計實驗方案，最終獨立完成實驗并評價產品是否達到要求。讓學生們始終帶著“如何實現設計要求”的問題，進行“調研設計實驗分析總結”的訓練過程，通過這種鍛煉能夠充分發揮他們的主觀能動性，大大提高其分析問題和解決問題的能力。下圖是兩組學生采用懸浮聚合所制備出的聚苯乙烯粒子，圖1（a）顯示顆粒直徑在1．5mm～4mm之間，若增加有機分散劑聚乙烯醇的使用量還可以制備直徑更小、粒徑分布更均勻的聚苯乙烯粒子，如圖1（b）所示。
（2）綜合型實驗的內容和過程較為復雜，涵蓋了不同的知識點，開展此類實驗能夠鍛煉學生綜合運用所學知識和實驗技術的能力，并有利于學生建立正確的科研思維和培養嚴謹的科研態度。譬如，以苯乙烯懸浮聚合為優秀內容，可以從產品設計的角度出發，采用“原料精制單體聚合產品性能檢測”的思路將其擴展為綜合實驗內容。在苯乙烯懸浮聚合之前引入“苯乙烯單體和引發劑的精制”的實驗內容，可以使學生鞏固洗滌、萃取、蒸餾、結晶等基本實驗操作。將苯乙烯懸浮聚合延伸到聚合物的下游應用，如交聯聚苯乙烯粒子（聚苯乙烯離子交換樹脂骨架）的制備與性能的研究，可以使學生體驗一個較為完整的功能高分子材料合成的全過程。考慮到實驗的難度和復雜度，該實驗著重考察交聯劑的用量對交聯密度的影響。由于交聯劑／單體摩爾比對產物的交聯密度有影響，粒子最終會表現出不同的溶脹性。通過測定其在良溶劑中的溶脹度，學生可以非常直觀地獲得配方設計對聚合產物性能影響的相關知識。以苯乙烯懸浮聚合為優秀內容，經過一系列擴展后建立的綜合型實驗涉及原料的提純、聚合反應、聚合物的改性以及性能評價的內容，該綜合實驗具有很好的系統性和延續性，既能全面提升學生的實驗技能又能培養學生全局思考實驗問題的能力，具有重要的教學實踐意義。
（3）興趣是最好的教師，采用有趣的與日常生活密切相關的實驗項目，做到趣味性與知識性、實用性結合，寓教于樂激發學生們的興趣，可以顯著提高教學成效。例如，在高分子化學實驗內容中引入甲基丙烯酸甲酯的本體聚合（有機玻璃的制備）實驗，學生可以自制有機玻璃相框或有機玻璃墜，將心愛的相片、小掛件、干花鑲嵌在自己合成出的有機玻璃中。為了讓有機玻璃制品更美觀，還可以加入不同的著色劑，制備顏色各異的有機玻璃制品，實驗過程因此而變得充滿樂趣。學生們對該實驗表現出了極大的興趣。為了制備出合乎自己心意的“作品”，學生們會自發對反應條件進行優化，密切觀察實驗現象，防止聚合時產生氣泡或溫度失控發生爆聚而制備出失敗的產品。在后期的熱處理過程中，有部分學生很急切地盼望看到“作品”，在課余時間也會來實驗室查看熱處理過程是否已經完成。由于上課人數較多，實驗課都是分批次進行的，通過對比可以發現后批次進行該實驗的學生會比第一批學生準備更充分，制備出更多美觀和特別的“作品”，這也反映了學生們對實驗有濃厚的興趣，融入了更多的設計理念，有助于激發學生的創新意識。圖2展示的是學生通過本體聚合制作的成功、失敗或有缺陷的有機玻璃制品。
2教學方式多樣化：應用多媒體、虛擬化、網絡教學等現代教育技術
高分子化學實驗的教學普遍采用的是“言傳身教”的方式，學生需要在有限的學時內掌握實驗要領，這種單一的教學方式會限制教學質量的提升。借力于現代教育技術，普及視頻教學、虛擬化教學、教學網站的應用能豐富教學方式，提高學生們的學習興趣與學習效率，強化教學效果。
（1）視頻教學：相對于文字講義、口頭講解的方式，視頻演示的優勢在于能夠使學生對高分子化學實驗有一個初步的感性認識，預先從心理層面接受實驗內容和掌握實驗方法，提高實驗成功率，增加教學質量。譬如，根據高分子化學實驗教學大綱，可以將甲基丙烯酸甲酯本體聚合、發泡聚氨酯的制備等教學內容拍攝成教學錄像，向學生演示基本實驗流程，突出實驗操作中的要點、難點、注意事項等，讓學生對實驗流程和儀器設備的使用方法獲得直觀地認識。須注意的是，教學視頻雖然能再現實驗過程，但不能替代學生親自動手操作的環節，所謂“會看不一定會做”，只有實踐才能讓學生真正掌握實驗技巧。
（2）虛擬化教學：對于一些受限于實驗條件難以開展的實驗教學項目（如原子轉移自由基聚合）或具有一定危險性的實驗項目（如高溫、高壓聚合等）可以應用虛擬化教學方式，通過模擬仿真實驗過程，演示實驗現象，穿插操作要點和注意事項等，讓學生開拓眼界，學習更多的實驗技術和研究方法。原子轉移自由基聚合是“活性”自由基聚合的一種，因為具有巨大的應用前景而受到廣發關注，引入“ATRP的動力學研究”的實驗內容有助于學生們掌握“活性”自由基聚合的原理和特點。盡管如此，在本科實驗教學過程中開展ATRP實驗項目難度很大。ATRP通常以亞銅／胺絡合物作為催化組分，由于聚合所采用的催化劑量很少，即使存在微量的氧氣就能大大降低催化劑的活性，導致聚合難以進行。因而，除氧的效率對于聚合的成敗十分關鍵。首先，聚合之前須對反應溶液以及反應釜預先除氧，加料和取樣時也應避免引入空氣，這對學生們的操作技術要求很高，相對于普通自由基聚合，該聚合方法的成功率大大降低，實踐教學效果難以收到理想效果。其次，通入反應體系中的惰性氣體須預先經過除氧柱才能使用，并且該除氧柱中的填料事先必須活化（用H2或CO還原），該活化過程危險性極高，存在潛在的安全隱患，因而“ATRP的動力學研究”不適合納入本科生的實踐教學。采用仿真技術將“ATRP的動力學研究”制作成虛擬的演示實驗，則能有效地化解以上問題。根據實驗流程可以將“ATRP的動力學研究”的演示實驗分解為惰性氣體凈化、反應器和反應混合物的除氧、聚合反應（包括引發、增長、終止）、取樣和干燥稱量等步驟，可有效促進學生們對ATRP原理的理解。此外，聚合過程中ATRP催化劑的顏色會發生變化，因而該仿真實驗具有良好的指示性和演示度。
（3）實驗教學網站：建設專門的實驗教學網站，上傳課件、講義和教學視頻，方便學生有效利用課余時間進行預習，有助于提高學習效率。此外，還可以通過網站開辟答疑專區，促進教師和學生們之間或者不同班級、不同專業的學生們之間的交流，營造良好的學習氣氛，互相促進和互相提高。總之，一切教學方式都應以提高學生自主學習效率，激發學生學習興趣，提高教學效果為宗旨。
3教學模式人性化：靈活應用互動式教學
傳統的高分子化學實驗課主要采用教師預先講授繼而學生動手實踐的教學模式，無法達到現代教育以樹立學生創新意識和培養學生創新能力為宗旨的教學要求，而采用互動式教學模式能活躍課堂氣氛和促進師生之間的交流，是適應當代教學需求的一種教學模式。例如，在實驗課堂中，授課教師可以隨機抽取平時已經做過的實驗考察學生的掌握情況。問題歸納法也是互動式教學方式的一種。在批改完實驗報告之后，教師可組織學生們進行歸納和總結，分析各個實驗成功和失敗的原因，讓他們對實驗現象和結果分析得更為透徹，提升學習積極性。互動式教學過程中師生互為主體，學生發言可以幫助自己整理思路，強化對實驗項目所涉及知識要點的理解以及對實驗技術的掌握。若遇到學生對實驗結果存在疑問，想通過再一次的實踐驗證自己推斷的情況，授課教師應預留時間和提供實驗場所、試劑、器材等，有效組織二次課堂的方式，用開放和包容的心態為學生開啟探求真理的大門。
4小結
高分子化學實驗教學改革是一項系統工程，應始終以學生為本，從教學內容、教學方式、教學模式三方面進行，改革后的高分子化學實驗教學除了應該促進學生掌握基礎知識，提高實驗技能之外，更要發揮學生的主觀能動性，引導其產生科研興趣，樹立創新意識和培養創新能力。改革過程中教育者應明確改革目標，不斷修正或改變教學方法，為培養高層次的創新人才不斷努力。
作者:趙穎 羅美香 蔣智杰 姜蕾 張安強 吳水珠 單位:華南理工大學材料科學與工程學院
人類從一開始即與高分子有密切關系，自然界的動植物包括人體本身，就是以高分子為主要成分而構成的，這些高分子早已被用作原料來制造生產工具和生活資料。人類的主要食物如淀粉、蛋白質等，也都是高分子。只是到了工業上大量合成高分子并得到重要應用以后，這些人工合成的化合物，才取得高分子化合物這個名稱。但提到合成高分子材料（聚合物）的應用與發展，人們在想到它們極大地方便我們的生活的同時，很多人會想到“白色污染”，甚至將水污染、大氣污染等各種環境問題的產生怪罪于高分子，這說明他們對高分子并不十分了解。當今高分子的功用無處不在，而人們認識高分子時，往往忽略了它帶給人類生活的巨大變化和種種利益，不了解它為人類文明做出的貢獻是巨大的。
一、高分子化學的內涵
1．何為高分子化學
顧名思義，高分子就是相對分子質量很高的分子，它是高分子化合物的簡稱。高分子化合物，又稱聚合物或高聚物，是結構上由重復單元（低分子化合物—單體）連接而成的高相對分子質量化合物。高分子的相對分子質量非常的大，小到幾千，大到幾百萬、上千萬的都有。我們有時將相對分子質量較低的高分子化合物叫低聚物。高分子化學作為化學的一個分支，同樣也是從事制造和研究分子的科學，但其制造和研究的對象都是大分子，即由若干個原子按一定規律重復地連接成具有成千上萬甚至上百萬質量的、最大伸直長度可達毫米量級的長鏈分子，稱為高分子、大分子或聚合物。
2．高相對分子質量與高強度
相對分子質量和物質的性質是密切相關的，是決定物質性質的一個重要因素。只有相對分子質量高的化合物才有一定的機械力學性能，才能作為材料使用。例如乙烷、辛烷、廿烷、聚乙烯、超高分子量聚乙烯，都是直鏈的烷烴化合物，但是分子量變化很大，其機械力學性能因而也有極大的區別。
3．高分子科學的主要內容
既然高分子化學是制造和研究大分子的科學，對大分子的反應和方法的研究，顯然是高分子化學最基本的研究內容。高分子科學不僅是研究化學問題，也是一門系統的科學。高分子科學的主要內容有：如何將低分子化合物連接成高分子化合物，即聚合反應的研究。高分子化合物的結構與性質關系。不同性質的高分子，其結構必然是不同的。為了得到不同性質的高分子，就要去合成具有特殊結構的高分子。
二、高分子材料化學的應用
材料是人類社會文明發展階段的標志，是人類賴以生存和發展的物質基礎。它是指經過某種加工，具有一定結構、組分和性能，并可應用于一定用途的物質。上世紀半導體硅、高集成芯片、高分子材料的出現和廣泛應用，把人類由工業社會推向信息和知識社會。可以說某一種新材料的問世及其應用，往往會引起人類社會的重大變革，材料是人類文明的重要標志。如果說現在人人離不開高分子材料，家家離不開高分子材料，處處離不開高分子材料，是一點也不過分的。高分子化合物的最主要的應用是以高分子材料的形式出現的，高分子材料包括了塑料、纖維、橡膠三大傳統合成材料，另外許多精細化工材料也都是高分子材料。
第一，塑料：一類是通用塑料，如容器、管道、家具、薄膜、鞋底與泡沫塑料等等；另一類叫工程塑料，其強度大，如汽車零部件、保險杠、洗衣機內的滾筒、電器的外殼等。
第二，纖維：人們開發出聚酯、尼龍、腈綸、維尼綸等高分子化合物，通過不同的加工，生產出了各種纖維制品，極大地滿足著人類的需要。
第三，橡膠：天然橡膠的種類和品質都受到很大的限制，于是科學家們不斷開發出了各種人造橡膠，如丁苯橡膠、丁腈橡膠、乙丙橡膠、氟橡膠、硅橡膠等。
第四，精細化工：比如使得我們的世界變得豐富多彩的各種涂料產品，如家具漆、內外墻乳膠漆、汽車漆、飛機漆等。女孩子用的指甲油，使牙齒變白的增白劑也都是涂料。還有萬能膠、建筑用膠、醫用膠、結構膠等黏合劑，以及各種吸水樹脂等都是高分子產品。
摘 要 高分子化學中融入了大量的無機化學知識，在高分子化學教學中，適當的引入無機化學中的相關知識，將有助于學生更好的學習高分子化學知識。文章根據教學實踐，介紹了無機化學知識在自由基聚合、離子聚合以及平衡縮聚中的運用情況，取得了較好的教學效果。
關鍵詞 高分子化學 無機化學 高職院校 教學
“高分子化學”是高分子學科一門重要的專業必修課，是繼無機化學、有機化學、分析化學和物理化學之后新開設的一門科學，主要研究高分子化合物的合成原理及其化學反應，該課程的學習為學好后繼專業課程奠定了基礎。然而，“高分子化學”由于內容抽象、概念多、公式復雜等特點，使得很多學生特別是高職院校的學生在學習該門課程時信心不足。因此，為了培養學生學習該課程的積極性和主動性，增加該課程學習的趣味性，提高該課程學習的質量，很多一線教師開始探索該課程的教學方法。其中，陳靜、王小龍、何冰晶等①②③④認為，教學中不能孤立的去講授該課程，應注重加強高分子化學知識和有機化學知識的有效銜接，取得了很好的教學效果。然而，筆者在教學中發現，對于高職院校的學生來說，無機化學知識在高分子化學學習中同樣具有舉足輕重的地位。文章Y合作者多年的教學實踐和心得，分析了無機化學知識在高分子化學教學中的運用情況，既提高了教學效果，又達到了溫故而知新的目的。
1 自由基聚合
自由基聚合反應是連鎖聚合反應中最重要、最典型的一種聚合反應，生活中約60%高分子材料，都是按自由基聚合反應合成的，如：PE、PP、PVC、PMMA、ABS、SBS、SBR、丁氰膠、丁苯膠等。自由基聚合反應是單體借助于光、熱、輻射、引發劑等的作用，使單體分子活化為活性自由基，再與單體分子連鎖聚合形成高聚物的化學反應，聚合過程見圖1，也就是說，要想使單體小分子轉變成高聚物，活性自由基是貫穿著整個自由基聚合反應的主線，然而，什么是自由基？自由基是怎么產生的？自由基的活性以及自由基的化學反應等問題是教學中的一個難點，學生只有掌握了自由基方面的內容，才能更好的學習接下來自由基聚合機理的問題。因此，教師上課時必須首先講自由基知識。
自由基，化學上也稱為“游離基”，是指化合物的分子在光、熱等外界條件下，共價鍵發生斷裂而形成的具有不成對電子的原子或基團。授課時，應結合無機化學知識系統的復習共價鍵的相關知識。共價鍵概念最早是由美國化學家路易斯提出的，通常是指兩個原子通過共用電子對形成的化學鍵，而這兩種原子的電負性一般相差不大。共價鍵可以是單鍵，也可以是雙鍵和三鍵，根據共價鍵的極性情況，又可以把共價鍵分成極性共價鍵和非極性共價鍵，極性共價鍵通常是由不同原子組成的，非極性共價鍵通常是由同種原子組成的。當學生充分了解了共價鍵的相關知識后，再進一步講清楚共價鍵是如何斷裂形成自由基的。共價鍵在不同的外界條件下發生斷裂的方式不同，如圖2。通常共價鍵在光、熱等的條件下易發生均裂，形成的兩個原子各帶有一個未成對電子，叫做自由基；在極性溶劑或者催化劑作用下易發生異裂，產生了帶有不同種電荷的離子。至此，學生便了解了自由基是什么，自由基是如何產生的問題。
然而，對于一個小分子來說，共價鍵通常有很多個，在形成自由基的時候究竟是哪一條鍵發生斷裂呢？即影響共價鍵斷裂的因素是什么？此時，教師又可以展開講授共價鍵斷裂的因素有哪些。如此講解，幫助學生揭開了自由基神秘的面紗，從根本上解決了學生的疑慮，對接下來的學習更有信心。
在講授自由基聚合反應時，必須要講到它的引發體系，其中引發劑是最常用的引發方式，要重點講解。常用的引發劑主要有偶氮雙腈類、有機過氧類、無機過氧類和氧化―還原類引發劑。對于前三種引發劑，其共價鍵的斷裂通常發生在C-N、O-O鍵之間，因為相對于C-C、C-H鍵的鍵能，C-N、O-O鍵的鍵能要低很多，也就是說共價鍵的鍵能越小越易斷裂，越易形成自由基。然而，含有弱鍵的引發劑通常要在較高的溫度下才能分解成自由基，若是聚合反應要求的溫度較低該怎么辦呢？此時可以在過氧化物類引發劑里加入還原劑，便成了氧化―還原引發體系，這里面除了有共價鍵方面的知識外，還涉及到無機化學里面的氧化還原反應的相關知識。如過氧化氫和亞鐵離子氧化―還原引發劑引發的方式見圖3，過氧化氫是氧化劑，具有氧化性，亞鐵離子是還原劑，具有還原性，兩者發生了氧化還原反應。
亞鐵離子把自己的一個電子給了過氧化氫，形成了氫氧根離子，本身化合價升高變成了正三價鐵離子。然而，在講授過硫酸鹽和亞鐵離子引發體系的時候，如圖4，該引發體系產生了一個帶負電荷的硫酸根自由基，這和大多數學生一貫認為自由基應該是電中性的認識是不吻合的，因此這里要結合以上自由基的知識進行拓展。自由基可以是電中性的，也可以是帶電的離子，判斷某種物質是不是自由基，關鍵是看是否存在不成對的電子。
2 離子聚合
離子聚合是另一種重要的連鎖聚合方式。由于反應活性種所帶電荷的不同，離子聚合可以分為陽離子聚合、陰離子聚合和配位離子聚合。⑤和自由基聚合反應不同，離子聚合對體系中的水、空氣及雜質等非常敏感，且通常在低溫下進行，給科學實驗和工業生產增加了難度。然而，離子聚合反應在高分子合成的理論研究上和工業生產上同樣具有著重要的地位，有些重要的聚合物只能使用離子聚合的方式進行合成，如熱塑性彈性體SBS、聚甲醛、丁基橡膠等。因此，離子聚合也要詳細講解。
2.1 陽離子聚合
當烯類單體雙鍵上帶有推電子取代基或者具有共軛效應的基團時，該單體具有富電子性質，易被陽離子進攻，發生陽離子聚合。在講到陽離子聚合時，陽離子引發劑既是重點，也是難點，必須好好講。常見的陽離子引發劑通常是親電試劑，即電子接受體，被稱為廣義上的“酸”。當讓學生回顧“酸”的知識的時候，多數學生一臉茫然，可能是對之前所學的酸的概念記得不是很清楚了。因此，這里必須要先幫助學生回顧無機化學中酸的知識。酸堿質子理論認為，凡是能給出H+的物質都是酸，如HClO4、H2SO4 HCl、H3PO4等，這些酸在溶液中會離解成質子氫，從而引發單體聚合。但是質子酸反離子親核能力較強，在聚合過程中容易和活性中心結合導致反應提前結束，一般不能得到高聚物。酸堿電子理論認為，酸是任何可以接受電子對的分子或離子，由于該理論是美國化學家G.N.Lewis提出的，將此類酸稱為Lewis酸，如BF3、TiCl4、SnCl4、AlCl3等。Lewis酸中除了少數能單獨引發聚合外，大多數Lewis酸需要和能夠提供質子或者碳陽離子的物質一同引發聚合，稱為助引發劑，如水、醇、氫鹵酸等。BF3和助引發劑水的作用如圖5，可以看出BF3中的B的空軌道接受了水的OH中的O提供的孤對電子而形成的離子對。當講清楚酸的相關知識后再學習陽離子聚合引發體系內容，學生會更容易接受。
摘要：《高分子化學與物理》是輕化工程專業（染整方向）開設的重要學科平臺課，該課程的學習對后續相關課程的學習、創新能力的培養、畢業論文的開展和科學研究工作等方面具有重要的意義。因此本文結合專業學科特點，通過轉變《高分子化學與物理》課程的教學理念、完善教學方法與手段，激發學生學習興趣、培養創新意識、提高動手能力和提升科學情操，使得該專業的畢業生在社會發展和科學研究中施展才華和作用。
關鍵詞：高分子化學與物理;教學改革;科學研究;創新能力培養
一、《高分子化學與物理》課程特點
經過高分子科學與技術的快速發展，高分子的理論發展與應用已經滲透到物理學、化學、材料學、生物學等各個學科與領域，具有鮮明的學科交叉特色。高分子化學與物理的研究成果已經進入了我們日常生活的每個方面[1-6]。作為一門多學科交叉、實用性很強的學科，高分子對各個工業部門和科技領域的滲透作用已成為不爭的事實，所以在現行中國高等教育的本科專業中，如化學、應用化學、材料化學、材料物理、復合材料、輕化工程、包裝工程、紡織工程、生物工程和環境工程等許多非高分子專業都將高分子相關知識作為必修課和選修課。
非本專業《高分子化學與物理》教學的側重點在于闡述現代高分子科學已成熟的基本概念、基本知識、基本原理和基本測試方法，對涉及高分子科學研究前沿的理論、測試方法以及高分子的新產品介紹等內容點到為止，該課程的學習為輕化工程專業學生開啟了一扇通往高分子科學的窗戶，引導學生了解高分子化學在高分子學科中的地位，通曉課程的主要研究對象和研究內容，為后續專業基礎課的學習和高分子在染整中的應用奠定基礎[1，2]。通過多年的教學實踐證實，對于輕化工程專業（染整方向）的本科生來說，《高分子化學與物理》課程教學呈現以下幾方面的特點。
（一）基礎課程，銜接不夠
對于輕化工程專業（染整方向）的本科生，高分子的學習顯得尤為重要，一方面后續課程（如《纖維化學與物理》、《染整工藝原理》和《染料化學》等）的學習必須以高分子為學科背景，另一方面大學生的生產實習、創新學分實驗、創新訓練計劃和本科畢業論文等實踐性環節的開展也必須要有高分子基礎，因此為了讓染整方向的本科生了解和掌握高分子的基本理論知識和應用，開設了《高分子化學與物理》學科平臺課程。該課程的學習必須以《有機化學》、《物理化學》和《無機化學》的課程學習為基礎，但江南大學輕化工程專業將《高分子化學與物理》課程設置在大二下學期，《物理化學》等課程也在此學期開設，因此課程開設時間過早，缺乏基礎課程的知識，建議在大三上學期開設，以期獲得較好的教學效果。
（二）內容多、學時少，課時緊張
《高分子化學與物理》課程主要包括高分子化學和高分子物理兩個部分，其中高分子化學部分包括高分子科學的發展歷史、發展趨勢，基本概念、分類與命名、基本原理、高分子合成反應與方法等，涉及逐步聚合、自由基聚合、離子聚合、配位聚合和共聚合等;高分子物理部分則側重于高分子的結構（如鏈結構、聚集態結構等）、分子運動、力學狀態與轉變，物理性能等。對于高分子專業的本科階段，通常會開設《高分子化學》和《高分子物理》兩門課程，分別在32至48學時不等;而對于輕化工程專業，只開設了《高分子化學與物理》一門課程，48學時，相對來說內容多、課時少。在這樣的情況下，教學活動的有效開展、課程體系的完善、講授內容的連貫與取舍等都顯得非常重要，對任課老師是一種不小的挑戰。
（三）注重理論，缺乏實踐
《高分子化學與物理》是一門以實驗為基礎的自然科學，但輕化工程專業只開設理論學習課程，沒有相關實驗課程。為了使學生能夠更好地掌握課程學習內容，同時培養學生的動手能力和分析、解決問題能力，提高學生的實驗技能，相應的實驗課程的開設顯得非常迫切，能夠讓所學知識與理論在實驗中得到驗證，注重理論與實踐的結合，讓學生從最初的原料出發，選擇合適的聚合方法與聚合反應，得到在實際生活中真正用得上的高分子產品。
二、教學改革舉措
針對輕化工程專業《高分子化學與物理》的課程特點，結合本校的實際情況，要求學生在理解基本概念和掌握基礎理論的基礎上能夠了解高分子的應用，重點培養他們的實踐與創新能力，作者經過幾年的教學實踐和摸索，總結了幾點教學改革舉措。
（一）規劃本科培養方案，合理調整課程設置
目前我校輕化工程專業的課程設置還存在一定的問題，建議對本科培養方案進行修改，在《高分子化學與物理》授課前完成《有機化學》、《物理化學》和《無機化學》等基礎課程的學習，這樣才能提高學生的學習效率，增強他們的學習興趣，便于更好地掌握相關理論與知識。
（二）多媒體資源課件與傳統板書有效結合
多媒體課件具有豐富表現力、良好交互性和極大共享性等特點，它可以將枯燥乏味的理論知識直觀化和形象化，能夠充分調動和發揮學生學習的積極性和主動性。但在運用多媒體教學的同時也出現了諸如教師幾乎不寫板書，學生不記筆記等問題，嚴重影響了教與學的質量。建議對任課教師的教學大綱、考核方式、教學難點與重點等相關教學文件進行監督，要求授課過程中課件放映與傳統板書相結合，將學生上課情況、學生主動參與積極性、平時作業等與學生的最終成績掛鉤，進行綜合評定。
（三）增設實驗課程，提高學生實踐能力
《高分子化學與物理》是一門理論與實踐相結合的課程，實驗課是對理論課學習的有效補充，通過直觀的現象和結果驗證理論學習的真實性，幫助學生理解所學理論知識，因此實驗課的教學顯得尤為重要，建議在輕化工程專業開設實驗課程，但涉及的實驗眾多，要求任課老師充分考慮實驗的可操作性、重復性和可行性等方面，認真編寫實驗講義。此外，學校和學院應重視實驗室配套設施建設，突破實驗教學完全依附于理論課程教學的傳統框架，增加啟發式實驗和創新性實驗所占比例額，注重驗證性實驗、啟發式實驗和創新性實驗有效結合，開動學生的思維，發揮學生的潛質，提高學生的創新意識。
（四）理論聯系實際，注重啟發式教學
《高分子化學與物理》是一門相對來說比較抽象、枯燥的課程，但它也是一門應用性很強的課程，高分子材料用途廣泛，遍及現代社會生活中衣、食、住、行、用等各個方面，因而在課程講授時注重理論聯系實際，將抽象的概論、理論與實際應用有機結合，將對課堂教學效果起到重要的促進作用。
三、創新能力的培養
（一）培養方案中開設新生研討課和專業導論課
為了提高學生對專業的認同感以及學生的學習興趣和熱情，可以嘗試在本科培養方案中針對大學新生開設新生研討課和專業導論課，以趣味講座和座談的方式進行專業介紹，了解專業背景，告知學生輕化工程這個專業是以化學與高分子為學科背景的，加強學科平臺課程的學習至關重要。
（二）實施學生雙導師制
全面推進學生雙導師制是確保創新型人才培養的重要手段，企業導師和校內導師組成課程小組，共同確定課程教學大綱、教學內容、教材及承擔教學任務，使專業理論課程與行業實際需求緊密結合。
（三）強化實驗課程學習和創新能力培養
實驗課程采用自主設計實驗，在實驗大綱的規范下完成實驗要求，將驗證性實驗、啟發式實驗和創新性實驗有機結合。在國家大學生創新創業計劃項目、江蘇省大學生創新創業計劃項目和江南大學大學生創新訓練計劃項目等資助下，實現學生創新訓練的全參與和全覆蓋，指導教師從選題開始就應該注重基礎理論知識在創新實驗中的應用，達到學以致用的目標。
（四）強化學生的畢業論文（設計）指導
畢業論文（設計）是學生畢業離校前最后一個實踐性環節，也是所學基礎理論知識得到充分應用的關鍵環節，因此可以從課題的選擇、采取的技術路線、擬采用的研究方法和達到的預期目標等方面進行合理規劃與設計，充分發揮學生所學知識與理論的應用，提升學生運用知識的綜合能力，強化學生的專業基礎。同時，輕化工程專業的畢業生中從事與高分子相關行業的人數眾多，學科交叉特色鮮明，為學生的出國深造、攻讀研究生和就業奠定堅實的高分子基礎。
四、結語
根據國內外行業需求和自身特色，通過教學改革與實踐，圍繞復合型、創新型染整專業技術人才的培養目標，通過理論與實踐相結合、教學和科研相結合、校內與校外相結合、科學素養與人文情懷相結合的人才培養模式，注重理論知識的傳授與學生創新能力的培養相結合，全面提高和調動學生的學習積極性和學習興趣，為學生的學習與工作奠定堅實的基礎。
摘 要： 《高分子化學與物理基礎》是高分子材料與工程、生物功能材料等專業的專業基礎課，也是材料化學、應用化學等專業的選修課。本文針對本校高分子化學與物理在生物功能材料專業教學中體現的學時少、教學內容廣等特點，探討如何提高該學科的教學質量，激發學生的探知欲望、強化學生的創新意識和能力等問題，提出合理安排教學內容、理論聯系實際、多種教學方法相結合、網絡教學方法的運用、開展互動式教學等具體措施，提高教學效率。
關鍵詞： 高分子化學 高分子物理 生物功能材料 教學探索
高分子化學和高分子物理是高分子科學相關專業的專業基礎課。在專業課程設計中，一般兩門課程獨立設置，其中各占有48到72學時不等。我校的生物功能材料專業開設了高分子方面的課程，其中高分子化學與物理是該專業的專業基礎課。根據該專業特點，生物功能材料涉及領域較廣，從無機陶瓷材料到有機高分子材料都有涉及。該專業學生只需掌握有關高分子化學和高分子物理的基本理論知識和應用技能，因此我們開設了高分子化學與物理課程，所設學時為56學時，開設時間安排在二年級下學期，為三年級開設《高分子材料化學》等課程打下一定基礎。該課程內容涉及高分子材料的合成與實施方法，高分子材料的結構、性能、成型加工及其應用，是一門多學科交叉、實用性很強的學科。根據該課程具有涵蓋內容廣，物理化學和有機化學知識運用較多等特點，這樣有限的課時設置就給授課帶來了一定困難，導致學生在理解和應用本課程知識方面具有一定難度。另外，我校該專業物理化學課程設置在二年級下學期和三年級上學期，其中物理化學反應動力學部分講授時間較晚，這也給高分子化學與物理的授課帶來了一定困難。那么如何在有限的學時內系統地講授高分子學科基礎知識，是本文需要重點探討的問題。
1.選擇教材，合理安排教學內容
受授課學時的限制，我們選用的教材是化學工業出版社出版的《高分子化學與物理基礎》，由魏無際等主編。該教材系統地闡述高分子化學與物理的基本概念、基本知識、基本原理和基本測試方法，教材內容全面，難度適中，比較適合生物功能材料專業的教學要求。針對課時較少的現狀，我們對教學內容進行了合理安排。對于高分子化學部分，重點講解高分子的基礎概念、縮聚和逐步聚合、自由基聚合、聚合方法、陰離子聚合等內容，自由基共聚合、陽離子聚合、配位聚合等可較簡單講解，聚合物的化學反應章節主要由學生自學。這樣既保證了學生能夠掌握高分子化學的基本概念及反應，又沒有因為課程過難給學生造成學習困難。對課程中的某些內容，例如聚合動力學的推導，在物理化學中化學動力學部分還沒講解的情況下，我們在教學中不要求學生記住所有推導和公式，僅提出聚合動力學基本知識，引導學生自己進行動力學推導。對于高分子物理部分，我們重點講解高分子的結構、高分子的分子運動、力學狀態及其轉變，簡單講解高分子固體的基本力學性質、高分子溶液的基本性質章節，對高分子電學、熱學和光學的基本性質章節主要由學生自學。這樣課程的安排，重點講解能夠加強學生對高分子學科基本知識的掌握；簡單講解能夠擴大學生的知識面、引導有科研需求的學生課下加強該部分內容的掌握；自學部分主要為了深化學生對高分子學科知識的理解。重點講解、簡單講解與學生自學相結合的教學方法，突出了本課程重點、拓寬了學生知識面，克服了高分子學科教學中內容多、概念多、數學推導多等難于克服的難點。
2.理論聯系實際，提高學生學習興趣
高分子化合物廣泛存在于日常生活中，如穿著用的化學纖維、自然界存在的棉、麻、絲綢等，食品行業中的蛋白質、淀粉、纖維素，建筑行業中用的涂料、各種高分子管材、膠黏劑、有機玻璃，行駛工具中應用的橡膠、工程塑料、增強纖維等。高分子科學在人們的日常衣、食、住、行中發揮著極其重要的作用，其是一門應用基礎型的學科。高分子化學與物理的教學，單純的講解很難引起學生的學習興趣，教學效果不顯著。為提高學生學習興趣，我們在講解基本知識的同時，注重理論和實際相結合，列舉了大量實例。例如講解縮聚反應時，對滌綸、尼龍等一些重要的縮聚物的生產原理進行了重點講解，對聚乳酸生物材料進行了系列概述，包括其生產方法、原理和應用等；自由基共聚合部分，講到聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS樹脂）、丁苯橡膠（SBR橡膠）等一些著名共聚物和常見聚烯烴產品及它們的制備原理、主要性能和用途。其中舉例聚四氟乙烯（PTFE）用于流量泵、反應釜內襯和攪拌棒外面涂層，聚氯乙烯（PVC）用于各種集成吊頂和各種垃圾袋等。在高分子發展史中，講授諾貝爾獎成果和獲得者的發明典故，例如電高分子的發現、齊格勒-納塔催化劑的發展，以增強課堂的趣味性；講述了第二次世界大戰期間高分子的發展典故。此外，讓學生翻看塑料水杯的材質、衣服標簽讓學生認識各種標志上一些材質的名稱，指出我們的水杯、服裝由哪些合成高分子構成，并討論目前常用的化學纖維名稱和聚合原理；通過舉例講解方式，激發學生自主學習興趣。
3.多媒體與板書教學方法相結合，提高教學質量
高分子化學與物理基礎課程知識面廣，其涵蓋了高分子化學、高分子物理、高分子加工等方面內容。該課程教學信息量大、理論性強，學生理解相對比較困難。因此，我們在教學過程中注意多種教學形式相結合，提高教學質量。課堂主要采用多媒體教學方式，同時輔以板書講解，取得了不錯的教學效果。利用多媒體教學方法既能夠將理論的知識直觀體現出來，又能夠將難于理解的教學內容形象地展示出來，這樣可以使學生更容易理解所學內容。例如，在講解配位聚合時，利用動畫演示雙金屬活性中心機理和單金屬活性中心機理中單體分子的插入過程與鏈增長過程；自由基聚合實施方法中，利用制作動畫模擬懸浮聚合和乳液聚合過程中單體的分散過程，高分子物理中拉伸對高分子結晶形態的影響、動態黏彈性模型，等等。通過多媒體的運用，可以使抽象的教學內容具體化，有效提高學生學習的趣味性。多媒體課件也會存在一些缺陷，比如講課節奏過快，學生難以吸收；教師過于關注幻燈片屏幕，減少了和學生的交流互動，等等。在實際教學過程中，還應注意和板書的有效結合，對重點知識內容采用板書的形式進行講解，取得了不錯的效果。
4.網絡教學方法的運用
針對多媒體教學存在講課節奏過快，學生難以吸收等缺陷和板書教學進度緩慢等特點，對重要章節，我們采取課堂與課下網絡教學相配合的方法。網絡教學在原來多媒體教學基礎上，對教學過程和教學內容提供了全面支持。目前學校構建了一個比較完整的網上教學支撐環境，提供多媒體錄播室進行教學視頻的錄制，最后把課件與錄制視頻統一上傳到網絡教學平臺。網絡教學有許多傳統學習方法無可比擬的優點，例如學生學習自主性增強，真正發揮學習的主觀能動性，學生學習在時間和空間上少了許多限制，學習的探究性更加深入。另外，網絡背景下學生在獲取不同的資源時可以進行比較，相互之間取長補短，知識面更廣。隨著現在網絡技術的發展，學生可以在宿舍、教室和學校多媒體教室通過網絡對課堂內容進行學習。網絡教學方法的運用，大大彌補了課堂多媒體課件存在一些不足，大大提高了教學效率。
5.開展互動式教學，發揮學生的學習主動性
教學是教師和學生的共同行為，學生是課堂的主體，教師是學生學習知識的引導者。目前高校教學方式偏重以教師“教”為主，忽視了學生“學習”的主動性，學生始終處于“被動學習”地位。這樣的“被動學習”，導致學生具有學習壓力大、心理負擔重等特點。針對這一現狀，我們采取課堂互動的教學方式，包括師生提問、討論和學生上講臺相結合的方式進行教學活動，取得了一定效果。比如在下課前教師先提出下一節課的預習內容，提出一些討論問題，例如在講述縮聚反應時，提出不同聚合時間獲得聚合物分子量是否相同、什么樣的單體能夠發生縮聚反應、什么樣的單體能夠獲得支化的高分子等問題。讓學生通過查閱資料，自己尋找答案，并在下次課堂上讓學生進行討論，然后教師補充。這樣既提高了學生的學習思考能力，又增強了學生的學習主動性，提高了學習興趣。另外，我校為農業院校，雖然學習《高分子化學與物理課程基礎》課程的學生是非農業專業，但是部分學生畢業后或許從事涉農相關服務業。考慮到此種情況，我們在授課內容安排上，對目前農業應用的高分子材料和高分子在農業方面的潛在應用進行了討論，給他們提供了創造性思維。比如在講自由基聚合章節時，我們就對強吸水樹脂的制備現狀和發展前景，主要針對其在農業生產中的應用進行了講述，對高分子薄膜在農業中的應用及帶來的“白色污染”與應對措施進行了討論。通過這樣的討論，我們鍛煉了學生分析思考問題的能力，這為學生工作與科學研究的創新思維形成打下了基礎，提高了學生的學習積極性和學習興趣，加深了對本課程的理解。
6.結語
通過對本校生物功能材料專業《高分子化學與物理基礎》課程教學中的一些課程設計特點、面臨的問題及目前采取的措施進行了總結。《高分子化學與物理基礎》雖然是一門專業基礎課，但其理論性強、概念抽象難懂，如何讓學生在掌握該課程基本理論的同時，調動學生的學習積極性，培養學生的自主學習能力和創新意識，是教學工作中需要不斷探索的問題。我們將在總結已有教學經驗的基礎上，繼續對本課程教學方法的改善與創新進行探索，以提高該課程的教學質量。
