創(chuàng)新實踐背景下的高分子實驗技術教學改革研究

趙亞奇 馮巧 趙振新 張艷花 李翔

摘 ? 要：應用技術型本科院校采用常規(guī)實驗教學方法進行高分子實驗課程時，學生們存在自主性差，實驗成績較低的不足，為此提出創(chuàng)新實踐背景下的高分子實驗技術教學改革研究，擴充高分子實驗理論知識教學，構建創(chuàng)新實踐背景下的學生合作教學機制，實現實驗理論教學體系的搭建;建立特色的高分子實驗技術教學模式，科學構建高分子實驗教學內容，確定高分子實驗技術教學程序，實現創(chuàng)新實踐背景下的高分子實驗技術教學改革研究，以適用于高分子應用技術型人才的培養(yǎng)。

關鍵詞：創(chuàng)新實踐 ?高分子實驗技術 ?教學改革

中圖分類號：G642.0 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）10（b）-0085-03

我校作為以應用型本科教育為主的本科院校，培養(yǎng)具備較強實踐能力和創(chuàng)新意識的高級應用技術型人才。而采用常規(guī)實驗教學方法對學生進行教學時，教學速度較快，導致學習自主性較差，實驗課程結業(yè)成績較低，不適用于高分子應用技術型人才的培養(yǎng)[1]，為此提出創(chuàng)新實踐背景下的高分子實驗技術教學改革研究。應用型本科院校的新時代學生，處在信息革命高速發(fā)展的浪潮中，面對豐富的社會資源，會在學習上存在自主性差的特點。針對該特點，分析創(chuàng)新實踐實驗教學的特殊性，要求學生掌握高分子實驗必要的基礎知識，提高實驗學習能力，擴充高分子實驗理論知識教學，構建創(chuàng)新實踐背景下的學生合作教學機制。通過建設特色的高分子實驗技術教學模式，科學構建高分子實驗教學內容，確定完整的高分子實驗技術教學程序，完成提出的創(chuàng)新實踐背景下的高分子實驗技術教學改革研究，以期對提高高分子實驗技術教學水平提供參考。

1 ?搭建創(chuàng)新實踐背景下的高分子實驗理論體系

創(chuàng)新實踐背景下的高分子實驗理論體系主要由擴充高分子實驗理論知識教學、構建創(chuàng)新實踐背景下的學生合作教學機制兩部分構成。擴充高分子實驗理論知識教學是幫助學生掌握高分子實驗必要的基礎知識，提高實驗學習能力。構建創(chuàng)新實踐背景下的學生合作教學機制是構建一個學習小組，利用學習小組的合作機制，相互學習，相互討論，相互合作，實現自主學習，自主完成高分子實驗，這個過程教師主要起引導作用。

1.1 擴充高分子實驗理論知識教學

針對創(chuàng)新實踐背景下的學生，理論基礎相對薄弱的缺點，直接進行高分子實驗教學，存在某些知識體系不了解，不清楚的狀態(tài)，很難當場進行消化，下課后課余時間較少，易造成學不懂的情況[2]，為此結合創(chuàng)新實踐的特殊背景，首先要擴充高分子實驗理論知識教學。擴充高分子實驗理論知識教學的主要形式，是在正式進行高分子實驗教學前，廣泛使用我校提供的“學在城建”網絡教學平臺學習相關高分子實驗基礎知識、高分子必修知識。由于不同學習程度的學生，接觸高分子實驗的能力也是不同的，通過復習鞏固相關高分子實驗基礎知識，可以幫助不同學生掌握基礎的高分子知識，以及基礎的高分子實驗知識[3]。高分子實驗基礎知識主要包括實驗室的安全概述、實驗程序、實驗反應裝置、聚合物化學實驗準備工作、聚合物的分離和純化、聚合機理、高分子的化學反應、聚合物的性能評價、實驗設計與數據分析處理等內容[4]。

通過高分子實驗基礎知識的學習，使創(chuàng)新實踐背景下的學生，掌握實驗室安全基本技能，了解危險物品處置原則，能夠快速應對不同事故，并能夠保證自身安全[5]。清楚了解實驗程序和實驗操作規(guī)程，并掌握聚合物的分離和純化、聚合機理、高分子的化學反應、聚合物的性能評價等專業(yè)知識，能夠獨立自主的進行實驗設計與數據分析，能夠對數據做出正確的修正。高分子必修知識主要是幫助創(chuàng)新實踐背景下的學生，正確認識高分子與高分子材料，使創(chuàng)新實踐背景下的學生，清楚連鎖聚合反應，掌握自由基聚合反應（含共聚），能夠分析離子與配位聚合，了解逐步聚合反應、線形縮聚反應、體形縮聚反應、逐步加聚反應。掌握聚合物的化學反應，能夠分析聚合物化學反應的特點及影響因素，了解聚合方法，能夠識別常規(guī)、本體、溶液、懸浮、乳液五種聚合方法及應用[6]。在創(chuàng)新實踐背景下的學生清楚掌握相關高分子實驗基礎知識的情況下，再請學生進駐實驗室，此時減少實驗過程中產生的誤解以及不解。

1.2 構建創(chuàng)新實踐背景下的學生合作教學機制

為促進創(chuàng)新實踐背景下的學生學習進步，構建創(chuàng)新實踐背景下的學生合作教學機制。構建創(chuàng)新實踐背景下的學生合作教學機制是通過我?！皩W在城建”平臺構建班級層次的群聊，并根據學生興趣愛好進行小組分配，構建多個學習小組[7]。通過構建學習小組的形式，討論學習、實驗過程中的不解與自己感興趣的問題，促進學生高分子實驗能力整體提高。對于例如甲基丙烯酸甲酯的本體聚合及三棱鏡的制備、旋轉流變儀測定聚合物濃溶液的流變性能曲線等大規(guī)模高分子實驗課程，需要多人合作完成。通過不同人的綜合操作，實現高分子實驗業(yè)務能力的提升。在課堂上可以通過小組學習的方式實現相互討論，在下課期間，小組成員若有什么問題，也可通過群聊進行討論，由學生提出的問題更具有代表性，若多少人不能通過討論，查詢書籍等學習方法解決，這時任課教師進行指導，原則上引導學生自我學習，自我提問。教師主要起引導作用。

2 ?確定高分子實驗技術教學程序

高分子實驗技術教學程序主要由建立特色的高分子實驗技術教學模式和科學構建高分子實驗教學內容兩部分組成。建立特色的高分子實驗技術教學模式是以因材施教為實驗教學基本原則，針對部分學生主動性差的特點，建設高分子實驗自由機制?？茖W構建高分子實驗教學內容，注重基礎性高分子實驗，提高綜合實驗數量，培養(yǎng)學生自主實驗能力。

2.1 建立特色的高分子實驗技術教學模式

構建特色的高分子實驗技術教學模式主要是針對應用型本科院校的學生制定的，由于人才培養(yǎng)方案改革的需要，在注重實踐學時的基礎上，理論學時數有所降低，而對于學習主動性較差的學生，容易落下課程，因此構建特色的高分子實驗技術教學模式，確定高分子實驗室技術教學因材施教的原則。構建特色的高分子實驗技術教學模式主要是采用高分子實驗自由機制。高分子實驗自由機制，十分有利于開展因材施教，且能解決新時代背景下的學生時間的不足，如該周進行“偏光顯微鏡觀察聚合物的結晶形態(tài)”的實驗教學，學生可在該周合理時間段進行網上學習，學習達標后可進行實踐操作，讓教師根據上課人的接受能力和基礎知識掌握情況，進行因材施教。另外，如若指學校近期無該實驗安排，或者實驗課程時間已過，學生想重新操作一遍或者補一遍實驗，此時需要預約實驗，預約實驗有自己獨立完成和有教師陪同完成兩種，有教師陪同的情況下可以進行高分子相關實驗的探討，無教師陪同的情況下更加鍛煉自己獨立完成實驗的能力，提高自己的操作水平。

2.2 科學構建高分子實驗教學內容

科學構建高分子實驗教學內容，是本著高分子實驗室技術教學原則，依托建立的特色高分子實驗室技術教學模式進行選定的。常規(guī)的高分子實驗教學內容，不適合創(chuàng)新實踐背景下的學生進行操作學習，部分實驗直接操作存在接受緩慢的現象。為此構建創(chuàng)新實踐背景下的高分子實驗教學內容。以高分子實驗中常見的“丙烯腈的水溶液聚合”實驗為例，該實驗通常只針對丙烯腈的水想沉淀聚合，一般要求了解丙烯腈水溶液聚合的基本原理及實施方法，了解配方中各組分的作用及其對水溶液聚合的影響。丙烯腈的聚合反應體系一般包括：聚合單體（丙烯腈和乙烯基共聚單體）、引發(fā)劑、反應介質和分散劑（或乳化劑）4個基本組分。根據丙烯腈單體或聚丙烯腈聚合物與反應介質的相溶性，反應體系呈現均相或兩相，甚至多相，分別稱為均相聚合或非均相聚合，前者稱為均相溶液聚合，后者包括水相沉淀聚合、混合溶劑沉淀聚合和水相懸浮聚合[8]。在實驗中，分別讓學生們采用不同聚合方法進行對比研究，根據基礎聚合理論，對丙烯腈的非均相溶液聚合原理進行分析，結合不同的實驗現象及實驗結果，真正理解不同實驗方法的機理特征，并利用掃描電子顯微鏡與多晶聚合物的X射線衍射觀察、分析聚合物形態(tài)。通過對高分子化學反應的熟悉，進行聚丙烯腈的堿法水解反應實驗，并針對創(chuàng)新實踐背景下的學生構建稀溶液黏度法測定聚丙烯腈的分子量、光散射法測定聚合物的重均分子量及分子尺寸等綜合性實驗?；趧?chuàng)新實踐背景下的高分子實驗理論體系的搭建，以及確定高分子實驗技術教學程序，實現創(chuàng)新實踐背景下的高分子實驗技術教學改革研究。

3 ?采用合理的高分子實驗考核程序

采用創(chuàng)新實踐的高分子實驗教學方法，在進行實驗成績考核時，采用“線上+線下”混合教學模式，在學校已有的“學在城建”平臺上設置不同的教學內容和教學環(huán)節(jié)，進行基礎的高分子知識和實驗知識學習。首先，一些傳統(tǒng)的教學內容如ppt課件、電子教案、復習資料等都可以上傳到平臺上，讓學生進行自主預習實驗內容。然后，通過上傳講解視頻和相關基礎知識測驗考核學生的實驗預習情況。最后，通過最終的實驗操作及實驗報告撰寫，考核學生的最終實驗成績。進行實驗報告撰寫時，同學們可以利用手機拍照記錄有效的實驗現象，達到有圖可依。在進行最終實驗成績考核時，可以通過設置相關任務點及分值占比對其進行測評，包括訪問次數、教學資料閱讀情況、視頻閱讀情況、基礎知識測驗情況、實驗操作及實驗報告撰寫情況等。采用這種高分子實驗考核程序，相比于常規(guī)教學方法考核模式，將會有效提高高分子實驗成績，適用于高分子應用技術型人才的培養(yǎng)。

4 ?結語

本文提出了創(chuàng)新實踐背景下的高分子實驗技術教學改革研究，基于創(chuàng)新實踐背景下的高分子實驗理論體系的搭建，以及確定高分子實驗技術教學程序和實驗考核程序，實現創(chuàng)新實踐背景下的高分子實驗技術教學改革研究，以期為高分子實驗教學提供理論依據。

致謝

感謝河南城建學院高等教育教學改革研究與實踐項目“綜合性實驗的資源化建設及實施應用”資助。

參考文獻

[1] 張興宏， 曾素林， 張瀅瀅， 等. 《高分子化學實驗》課程交互式教學改革及其效果的調查研究[J]. 高分子通報， 2016（4）：104-108.

[2] 楊正民， 謝兵. 中等職業(yè)教育基于創(chuàng)新實踐的專業(yè)教學改革——以江蘇省建筑裝飾專業(yè)教學改革為例[J]. 職教論壇， 2016（35）： 73-76.

[3] 趙穎， 羅美香， 張安強， 等. 工程教育專業(yè)認證背景下《高分子化學綜合實驗》中的互動式教學模式的構建[J]. 高分子通報， 2018（5）： 99-104.

[4] 朱利平， 唐安琪， 吳子良， 等. 《高分子物理實驗》的組合化教學實踐[J]. 高分子通報， 2017（12）： 65-69.

[5] 吳翠玲， 陳珺， 錢浩， 等. 基于視頻輔助的“翻轉課”技術在高分子化學實驗課程中的應用[J]. 高分子通報， 2016（6）： 84-89.

[6] 蔣姍， 楊燕， 丁永紅，等. 基于專業(yè)認證的“高分子材料與工程專業(yè)實驗”課程教學改革[J]. 高分子通報， 2017（5）： 76-80.

[7] 孫濤， 曹廣益， 朱新堅. PEMFC電化學建模及其PID控制[J]. 計算機仿真， 2006， 23（6）： 236-238.

[8] 趙亞奇， 杜玲枝， 王成國，等. 非均相聚合工藝制備高分子量聚丙烯腈的研究進展[J].化工新型材料，2013，41（1）： 22-24.