高分子化学实验教学改革实践与大学生创新能力的培养

Ａｐ ｒ ．， ２０１ ３
第２ ９卷
第 ２期
Ｖ０ １ ． ２ ９ Ｎｏ ． ２
高 分 子化 学 实 验 教 学 改 革 实践 与 大学 生
创 新 能 力的培 养
沈 清 明 卢 晓 梅 宇 文 力 辉
（ １南京 邮电大学材料科学 与工程学院 ，江苏南京 ２ １ ０ ０ ２ ３
为促进 高 水 平 创 新 人 才 的培 养 ， 学 生 在 完 成 高 分 子化 学实 验 的基 础 课 程 内 容 之后 ， 还 可 进 行 探 索 性、 综合 性 更 高 的开 放 性 实 验 内容 ． 选择一些实用 、 与 日常生活 相关 的实 验 ， 如 以“ 植 物 型 软质 聚 氨 酯泡
实验项 目， 使 得 学 生 能 够 系 统 地 了解 不 同实 验 方 法 的制备 过 程 ， 掌 握多 种 甲基 丙 烯 酸 甲酯 聚合 的方 法 ， 并 观察 不 同实 验 方 法 的实 验 现 象 ， 从 而 加 深 对 知 识 的直观 感知 ， 结 合 实验 现象 加 深 对 实 验 原 理 和 方 法
生创新 能力 培养 ．
通 过增加 实 用性 实 验 ， 让 学 生 按 照一 定 命 题 ， 如
“ 制 备 软质／ 硬质 聚氨酯 泡 沫塑料 ” ， 设计 合 成不 同密 度 的软 质和 硬 质 聚 氨 酯 泡 沫 塑 料 ， 了解 聚 氨 酯 泡 沫 塑料 发 泡 的原 理 ． 对 比软 硬 泡 沫使 用 原 料 的不 同 ， 合
综合 技 能 ． 开 放性 实验 不 仅 在实 验 内容 上 开放 ， 而 且 在 时间上 开放 ， 让 学 生 在 实 验 设 计 和准 备 中拥 有更
高分 子材 料 的合 成 、 性能与表征方法． 当然 ， 要 保 证
综 合 性实 验顺 利完 成 ， 学 生必 须 查 阅相 关 书籍 ， 详 细 地 了解 材料 制 备 与 表征 方 法 ， 这 就 对 学 生 文 献 检 索 能力 提 出要 求 ， 让 学 生 自己体 会 知识 的获 得过 程 ． 在 丰富 实验教 学 内涵 ， 提高 实 验 教学 层 次 的同 时 ， 使 学 生 的综 合素 质进 一步 提 高 ． 通 过 实验 ， 学 生 不 仅要 了
２南 京 工 业 大 学 先进 材 料研 究院 ，江 苏 南 京 ２ １ １ ８ ０ ０ ）
［ 摘
探讨．
要］ 高分子化 学实验是 高分子化 学课程教 学的重要环节和 实践教 学形式． 本文分 男 １ Ｉ 在 高分子化 学 实验教
学方法 、 教 学内容 、 成绩考核 方法三个方面对如何深化高分子化学 实验教学改革与促进大 学生创新能力的培养进行 了 【 关键词 ］ 高分子化学 ； 实验教 学； 教学改革 ； 实践 ； 创 新能力
实验 ， 譬 如安 排 “ 正丁基 锂 引发 的 阴离 子 聚合 ” 和“ 原 子 转移 自由基 聚 合 ” 实验 内容 ． 实 验结 束 后 ， 要 求 学 生 以论 文形 式 完 成 实 验 报 告 ， 并 认 真 分 析 讨 论 实 验 结果 ， 分 析 实 验成 败 的关 键 ． 通过 实 验 内容 和科 研 紧
来． 因此 ， 如 何 更 好 地 提 高 实 验 过 程 中学 生 的 主 动 性、 探 索性 和创 造 性 ， 培养 学 生 的创 新 意识 和 综合 素 质， 是 目前 亟 待解 决 的 问题 ． 本 文重 点 讨论 了本科 高
分 子化 学实 验教 学 中 的实践 教 学 改 革 与大 学 生 科研
［ 作者简 介］沈清明（ １ ９ ８ ０一） ， 男， 江苏省建湖人 ， 南京 邮电大学材料科学与工程 学院副教授 ， 博士， 研究方 向 ： 纳 米材料及
其光电应用．
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２ ８ —
容 设计 ， 避 免重复性 实验 ， 并 尽 可 能 减 少 验 证 性 实 验， 提高 设计 性 、 综合性实验学时 ， 培 养 学 生 创 新 思 维 和能力 ． 在设 计 验证 性 实 验 教学 内容 时 ， 重点 让 学
理设 计 配方 ， 制备 高密 度 泡 沫 、 中密度 泡 沫 和低 密度 泡沫 塑料 ， 并 分析 影 响泡 沫 材料 性 能 的工艺 因素 ． 由
外， 在 高分 子 化 学 实 验设 置 中 ， 现代 实 验 少 ， 不 能 反
二、 改革 实 验 内容 ， 改进 教 学方 法
１ ． 教 学观 念 上 。 从 注 重 实 验 技 能 的培 养 转 向 注
重 实践 能力 和创 新能 力的培 养
针 对 目前高 分子 化学 实 验 所 存在 的验 证性 实 验 过多 ， 设计性 、 综合性实验较少 的问题 ， 优 化 课 程 内
一
出实验 方 案 ， 进行讲 述 ， 并 与 老 师 探 讨 细 化 实 验 方
案， 老 师确 认 实验 的可行 性 后 ， 学生 方 可进 人 实验 室
聚合 或悬 浮 聚 合 、 Ｐ ＭＭＡ 的 红 外 测 试 、 粘 度 法 测 定 Ｐ ＭＭＡ分 子质 量 、 Ｐ ＭＭＡ热 重一 差热 曲线 的测 定 ． 通 过综 合实 验 ， 可 以帮 助 学 生 系统 地 掌握 原 料 的准 备 、
的 必要 性
高分 子化 学 实 验 课 程 作 为材 料 化 学 、 高 分 子 材 料与 工程 专业 及相 关领 域 的 高年 级 本科 生 的专业 基 础课 ， 是 一 门实践性 很 强 的 自然 科 学 ， 与 之相 配 套 的 高分 子化 学 实 验 是 这 门 学 科 的实 践 基 础 ． 高分 子 化 学 实验 教学 的改革 对 系统 地 掌 握 实验 技 能 和研 究 方 法 以及 培养 具有创 新 精 神 和实 践 能力 的新 世纪 化 工 人才将 起 到举 足轻 重 的作 用． 然而 ， 从 总 体 上讲 ， 由
的理解 ．
密结 合 ， 让学 生 尽早 了解 学科 发展 前 沿 ， 培养 学 生科 研 的兴趣 、 科学 素养 和初 步科 研能 力．
４ ． 在创 新 能力培 养上 ， 开 设 开放 性 实 验 ， 增 加 科 研 性 项 目实验
２ ． 教学 方 法 上 ， 从 验 证 性 实验 转 化 为 综 合 设 计 型 实验 ， 扩大 学 生的 知识 面 。 培 养 学 生 的探 索 能力 和 综 合分 析能 力
生通 过不 同的 实 验 ， 加 强 对 课 堂 教 学 中的 一 些 基 础 及重 点 内容 的理解 ． 对 部 分 基础 实 验项 目进 行 革新 ， 如 甲基丙 烯 酸 甲酯 的 制 备 实 验 ， 通 过 一 系 列 甲基 丙 烯酸 甲酯 的 “ 本 体 聚合 ” 、 “ 悬浮聚合” 或“ 分 散 聚合 ”
激发 了学 生 的学 习积 极性 ， 使 学 生会 动脑 筋 、 勤 于 思
解 聚合 物 的合 成 条 件 ， 而且 要 掌 握 合 成 的聚 合 物 其
性 能 如何 ， 合 成 条件 的变化 对其 性 能的影 响等 ． ３ ． 教 学 内容 上 ， 开 发 一 些 联 系 生 活 实 际 的 应 用
进行 实 验 ． 为 了激 励学 生 主 动学 习 ， 还 可让 学 生担 当 实验 中部分 内容 的试 讲 工作 ． 在 实 验操 作 中 ， 采取 学 生 自己讲解 、 演示 实验 中部 分 主要 内容 ， 其 它 同学 评 判、 讨论 ， 老 师 最 后 总 结 的方 法 ， 锻炼 和 提 高 学 生 的
［ 中 图分 类 号 ］ Ｇ ６ ４ ２ ． ３ ［ 文 献标 识 码 ］ Ａ ［ 文章 编 号 ］ １ ６ ７ １— １ ６ ９ ６ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ２— ０ ０ ２ ８— ０ ３
一
、
深 化 高 分 子 化 学 实 验 教 学 改 革
实 验项 目的 内 容 是 固 定 的 ， 学 生 实 验 时 只需 按 实 验 教材“ 照方抓 药 ” ， 难 以激 发 学 生 对 实 验 的浓 厚 兴 趣 和探索 精神 ， 更 难 以 培养 学 生 创 新 能 力 和 解 决 问题
增 设 一 些前 沿 性 实验 ， 根 据 目前 高分 子 化学 的发展 ， 结 合 目前科 研 领 域 中一 些 经 典 、 实 用 的高 分 子 化 学 研 究方 法 ， 利 用 学校 的科 研 优 势 ， 以科 学研 究 渗 透和 促 进 实验 教学 ， 拓展 实验 教 学 的深 度 和广 度． 努力 筛 选 科研 内容 ， 安排 目前 科 研 领 域 相 关 的 一 些 设 计 性
于长期 以来 的学 科设 置 状 况 以及 现 实教 学 情 况下 的
的能 力． 尽 管 学 生 的基础 技 能 与基 础 知识 扎 实 ， 操作
规范 ， 但 是 自主 学 习意识 不 强 ， 缺 乏将 知 识技 能 转 化
为科 研创新 的 能力 和实 践 应 用 的 能 力 ， 学 生 难 以把 高分 子 化 学 的基 本 理 论 与 实 际 应 用 有 机 地 联 系 起
映 当代高 分子 化学学 科 的发展 ； 教学 方 式封 闭 ， 每个
［ 基 金 项 目 ］江 苏 省 高 校 自然 科 学 基 金项 目 （ 项 目编 号 ： １ １ Ｋ Ｊ Ｂ １ ５ ０ ０ １ １ ） 、 南 京邮 电大学引进人 才启动 基金项 目（ 项 目编号 ： Ｎ Ｙ ２ １ １ ０ ２ ４ ） 、 南 京 邮 电 大学 教改 项 目（ 项 目编 号 ： Ｊ Ｇ ０ ３ ０ １ ２ Ｊ Ｘ １ ７ ） ． ［ 收 稿 日期 ］２ ０ １ ２—１ ２— ２ ０
２ ０ １ ３年 ４月
江苏 教育 学 院学报 （自然科 学）
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｊ ｉ ａ ｎ ｇ ｓ ｕ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｅ ｄ ｕ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ（ Ｎ ａ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ｓ ）
大 的 自由空 间． 学 生 可 以 随 时 到实 验 室 了解 实 验 仪 器及 药 品的 种类 、 数量 ， 熟悉仪器的使用方法 ， 增 加 实验设 计 方 案 的 可行 性 ． 这 不 仅 可 以扩 大 学 生 的 知 识面 ， 增 长 学生 动 手能 力 和解 决 实 际 问题 能 力 ， 同时
学时 限制 等原 因 ， 目前 在 国 内的许 多大 专 院校 中 ， 关
创 新 能力相 结合 的培 养模 式进行 了探 讨 ．
பைடு நூலகம்
于 高分子 化 学 实 验 的课 程 建 设 仍 然 显 得 较 为 薄 弱 ．
实 验教学 缺乏 独立 性 、 主 动性 ， 往往 被 视 为理 论课 的 依 附教 学 ， 实验课 时不足 ； 验 证 理 论 的 实 验 内容 偏 多， 设计 型 、 综 合 型 和 创 新 型 实 验 所 占 比重 不 大． 另
沫 制备 ” 和“ 高 吸水 性高 分子 材料 ” 为题 ， 由学 生设 计
通 过增加 综 合 性 实 验 ， 将 现 有 高 分 子 化 学 实 验 与材 料性 能 测 试 表 征 实 验 项 目进 行 优 化 整 合 ， 形 成 系 列综 合 性 实 验 ． 如 聚 甲基 丙 烯 酸 甲酯 （ Ｐ ＭＭ Ａ） 综 合 性实 验包 括单 体 精 制 、 催 化剂 精 制 、 Ｐ ＭＭ Ａ 本 体
型实验， 可 使学 生亲 身 感 受到 化 学 实验 的 实 用价 值 ， 激 发 学生 的创造 力
考， 并 运用 自己所 学 的知 识 进 行 联 想 、 启迪思维 ， 使 自己的综 合分 析 能力 得 到 全 面 发 展 ， 培 养 学 生 的探 索 精神 、 创 新 精 神． 此外 ， 通 过 学 校 的本 科 生 科 研 创 新 项 目， 吸 收 部 分 学 生 参 与 教 师 承 担 的各 类 科 研 课 题， 融 入课 题 组 ， 进行科研课题研究 ， 以科 研 促 进 学