情境教学法在《高分子物理》授课中的应用*

刘艳辉，左继成，贺　燕，门　爽，周金华

(沈阳理工大学材料科学与工程学院，辽宁　沈阳　110168)



情境教学法在《高分子物理》授课中的应用*

刘艳辉，左继成，贺燕，门爽，周金华

(沈阳理工大学材料科学与工程学院，辽宁沈阳110168)

以提高学生学习高分物理这门专业基础课的学习能力为目标，针对目前高分子材料专业学生在学《高分子物理》这门课时遇到的问题，如知识内容抽象、难懂，教学方式枯燥等提出了情境教学法。根据教学经验，阐述情境教学法在高分子物理教学中的优势，通过广泛接触式情境教学、简易实验式情境教学、多媒体模拟式情境教学三个方面介绍了情境教学模式的实施内容和措施，使学生的学习积极性和学习效率得以提高，取得较好效果。

情境教学法；高分子物理；教学研究；学习兴趣；学习能力

如今，一系列的问题日益加剧了教育行业招生就业的紧迫性：如延迟退休政策的推出；产能过剩的局面扩展到了新兴产业；进入到调整期的房地产行业对经济产生的负面影响；经济下行压力日益增大。如今，大多工科院校陆续制定了以培养工程实践人才为导向的教学计划。我国也出台了相应的政策，如《国务院办公厅关于深化高等学校创新创业教育改革的实施意见》(国办发[2015]36号)、《国务院关于进一步做好新形势下就业创业工作的意见》(国发[2015]23号)。

但在原来工科学校本科教育中的精英化教育模式向大众化工程教育模式转型过程中的一系列问题越发明显：学生基本功偏弱，原只靠老师讲授条件下的教学模式无法适应专业教学的需要；实践教学中专业实验课程学时少，多为验证性实验，各个教学单元连接不够紧密等[1]

本着以“提高学生学习高分子物理能力”为目标，教学团队成员在日常学习、生活、培训和教学中注意积累经验，经多次教研活动讨论，提出了以情境教学法提高学生学习高分子物理学习能力的见解。

1　情境教学法的内涵及其在高分子物理学习中的积极作用

情境教学法是指在教学过程中，教师有目的地引入或创设具有一定情绪色彩的、以形象为主体的生动具体的场景，以引起学生一定的态度体验，从而帮助学生理解教材，并使学生的心理机能能得到发展的教学方法。情境教学法的核心在于激发学生的情感[2-4]。

情境教学，是在对社会和生活进一步提炼和加工后才影响于学生的，具有丰富的教学内容，并能在高分子分子物理教学中起到积极的作用。教师通过大量的情境再现，使学生身历其境，可加深学生对高分子物理知识点及这门学科主线“结构决定性能，性能是结构的反映，高分子材料的性能通过分子运动来实现”的理解和运用，同时能起到理论联系实际，提高学生对这门课的学习兴趣，扩展学生思维的作用。和传统的“填鸭式”枯燥的教学相比，情境教学法给学生留下深刻的印象，对高分子物理的知识理解更通透、更形象生动、更便于记忆。

2　以提高能力为宗旨的高分子物理情境教学

2.1广泛接触式情境教学

这种模式基于学生身边常用的高分子材料生活用品，如方便面的外包装袋、带包装的电池、眼镜的镜片等等。在讲述相应的知识时就可以先提出问题，然后将这些高分子材料相应的性质加以运用提醒。如讲到应力集中知识点前可先提出问题“为什么食品外包装袋加工成锯齿形？”在讲解关于取向与解取向理论时，提出电池的外包装PVC热收缩包装膜特点：强度高，透明性好，防水防潮，防污染，绝缘性好，如何通过取向与解取向理论实现其功能化？”讲述结晶度对高聚物的光学性能影响时，可提出“分子越规整，高聚物越易于结晶，对绝大多数高分子材料来讲，结晶度高的材料透明度也大这句话是否正确？”经学生讨论思考后，说明聚碳酸酯PC即镜片这种材料的分子链规整性差，几乎不结晶，透明性好，而聚乙烯分子链规整，淬冷的条件下结晶度依然很高的问题。

2.2简易实验式情境教学

简易实验式情境教学形式要求教师课前充分备课，设计好课堂内容。相应的高分子物理知识点尽量和一些典型高分子材料相联系。例如讲解典型高聚物流体流动中的弹性表现时，对于韦森堡效应，可以现场搅动鸡蛋和水，通过观察现象的不同，引出高聚物流体的爬杆现象，说明对聚合物熔体或浓溶液进行搅拌时，受到法相应力的作用，流体会沿轴上升，发生包轴或爬杆现象。这种现象是聚合物具有弹性的原因[5]，而小分子液体没有此现象。

应用注射器模拟磨具的磨口，现场观察挤出的常温处于流动态的高聚物尺寸，说明挤出物胀大现象，加快挤出速度，出现不稳定性流动，例如波浪形、不稳定破裂等。

2.3多媒体模拟式情境教学

在高分子物理中，有很多概念、理论生涩、难懂，既是课堂的难点又是重点内容，是后续高分子材料的性能学习的基础。如今，学生基本上是人手一个手提电脑，故可以利用多媒体计算机模拟式情境教学加速学习的进度，提高教学效果。这种模式要求学生课前在相应的平台下载教师做好的flash动画或高分子材料专业常用软件，如Macromedia Flash MX、Chem 3D、Materials Studio Modeling等。上课时，一人一机或两人一机，构建简单聚合物模型，近距离观察体验使相应的难点内容深入浅出。例如，在讲解构象的概念及影响大分子链柔顺性的因素时，老师可以先借助实物模型讲解，然后，让学生点击老师做好的flash动画进行深入了解，先分别观看局部的2个4个C-C键绕着键轴旋转的情况，在联想分子量高达104～106甚至更大的分子链的单键内旋转情况，从而导出高分子链在熔体中或是溶液中的形态为无规线团态[6-7]。另外，由高聚物内旋转过程中，相邻的碳原子上取代基在空间中的距离变化，又可以引出四方面问题：一是范德华体积及排斥区域问题；二是内旋转过程中能量的变化；三是在晶体中，一些常见的高聚物如聚丙烯、聚四氟乙烯等是螺旋形构象，而聚乙烯是平面锯齿形构象；四是影响分子链柔顺性的因素。上述的问题仅凭借静态二维平面图很难讲清楚，而这种近距离的演示模式弥补了二维图形的缺陷，事实证明，三维描述内旋转过程能够很大程度上降低学生们理解的难度，提高学生们学习兴趣和学习效果[8-9]。

在讲解影响分子链柔顺性的因素时，可先给出聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚丙烯氰、聚氯乙烯、聚丁二烯、聚乙炔等高聚物，让学生讨论分析柔顺性的大小。然后利用“Materials Studio Modeling”软件来构建上述碳原子数相等的聚合物。通过宏观观测末端距离的大小，判断自己得出的结论是否正确。同样在讲解分子的构型时可用上述软件构建全同、间同、无规立构聚丙烯分子模型，比较其规整性。

多媒体模拟式情境教学使学生以前，只能靠想象理解的微观分子运动联系宏观结构和性能的关系，可以直接、栩栩如生展现，有用实体分子模型和图片根本达不到的效果[1]。

3　结　语

情境教学以学生为主角，注重学生和教师间的互动，能使学生清楚地认识到高分子物理相应的理论、概念在实际生活中的用处，能够应用相应的理论解释生活中常见的现象及工厂实践中的问题，增进学生学习兴趣和动力，同时也会恰当地掌握特定含义和意义，增加学生学习的能力。

[1]刘艳辉,贺燕,门爽.面向工程实践的高分子专业工作室教学模式构建[J].牡丹江师范学院学报,2012(3):63-66.

[2]赵慧杰,苏玉成.物理情境教学法的理论与实践探究[J].教学与管理:理论版, 2015(10):105-107.

[3]戎科军,李静.浅谈情境教学法在美术基础课教学中的运用[J].商情,2009(1): 122-122.

[4]林秋帆.浅谈农村中学语文情境教学的创设[J].南方论刊, 2013(A01):63-65.

[5]金日光,华幼卿.高分子物理.2版[M].北京:化学工业出版社,2006:275-279.

[6]公茂利,林秀玲.多媒体辅助高分子物理的典型教学过程分析[J].高分子通报, 2009(7):61-65.

[7]殷勤俭,周歌,何波兵,等.高分子科学实验教学改革初探[J].高分子通报,2007(7): 65-68.

[8]贺燕,刘艳辉,周金华.高分子物理教学改革与实践[J].牡丹江师范学院学报, 2011(2):63-64.

[9]公茂利,林秀玲.多媒体辅助高分子物理的典型教学过程分析[J].高分子通报, 2009(7):61-65.

Construction in the Course of Polymer Physics by Situational Teaching Method*

LIU Yan-hui, ZUO Ji-cheng, HE Yan, MEN Shuang, ZHOU Jin-hua

(College of Material Science and Engineering, Shenyang Ligong University, Liaoning Shenyang 110168, China)

The situational teaching method was constructed to improve to increase students’ enthusiasm and study efficiency. Series of problems in the teaching ofPolymerPhysicswere discussed, such as the knowledge was too abstract or obscure to understand, the content was too obscure to arouse the students’ enthusiasm. The content and measure of the situational teaching method were introduced through concrete three cases of widely contact situation teaching, sample experiment situation teaching and multimedia simulation situation teaching. Students’ enthusiasm was greatly increased and study efficiency was obtained.

situational teaching method;PolymerPhysics; teaching research; learning interest;learning ability

辽宁省科技厅资助项目(2015004001)；沈阳市科技局资助项目(F15-199-1-18)。

刘艳辉(1974-)，女，博士研究生，主要从事高分子物理教学和功能高分子材料研究工作。

O63

A

1001-9677(2016)016-0204-02