开放式研究性高分子实验教学的探索与实践

胡先海，刘瑾，程从亮，陈建利

（安徽建筑大学材料与化学工程学院，安徽合肥230601）

·化工教改与实践·

开放式研究性高分子实验教学的探索与实践

胡先海，刘瑾，程从亮，陈建利

（安徽建筑大学材料与化学工程学院，安徽合肥230601）

介绍了高分子实验中探索实施开放式研究性教学的意义，高分子实验教学中开展开放式研究性教学的指导思路、程序和形式，并对每种教学过程进行了详细介绍。

高分子实验；开放式研究性教学；教学形式

1 开放式研究性高分子实验教学的重要意义

开放式研究性实验教学模式是基于教师在实验教学过程中对实验教学的研究和实验的开放有机结合，提供探究式、自主式学习和教学环境，培养学生严谨的科学作风、相互合作的团队精神、创新精神和创造能力的一种教学方式[1]。在调动学生积极性和主动性的同时，提高仪器设备的使用效率，延伸了实验室有限的空间和开放时间[2]。

高分子专业是在科学实验和工程实践基础上发展起来的，整体理论体系还不十分明晰，存在很多问题，需要大量的实验、分析和探讨[3]。目前，以验证性实验为主的高分子实验教学，很难激发学生自主学习和研究的热情，甚至可能使学生产生消极和惰性情绪，难以培养学生的创新思维和创新意识[3]。因此，在高分子实验教学中开展开放式研究性的教学改革，对高分子专业学生创新意识、创新思维、创新能力和综合素质的培养具有非常重要的意义。

2 开放式研究性高分子实验教学的主要内容

改革和重新设计教学方法和方式是开放式研究性教学法探索改革的重要内容。改变传统的单纯“验证性”实验教学为“实验教学-查阅-资料-创新改进-交流-实践”的研究性、开放式教学。主要从4个方面进行探索：

（1）利用研究性“综合开放实验”，培养学生自主学习和创新能力。综合实验教学中教师给出课题，并指导学生按照计划-实施-评价的流程展开研究活动。在每个实验中，力求体现“制备-分析-测试”的综合思维，培养学生能从交叉学科的结合上解决综合性问题的能力，使学生实验能力和创新意识得到进一步的提高。

（2）通过研究性“设计性开放实验”，增加学生在高分子实验过程中的自主性，引导学生提出问题，探索解决问题的方法，然后由学生自行设计实验方案，准备实验原料器材。

（3）通过开发与生活实际和工业生产紧密联系的“实用开放实验”，使学生感受到高分子实验的实用价值，从而激发学生的专业兴趣和创造性。

（4）利用“自主实验”，让一些能自行提出科研创新项目的学生，在教师的指导下自主开展实验研究。

3 开放式研究性高分子实验教学的主要模式

开放式研究性高分子实验教学不但需要实验室在时间、空间的开放，而且还要在项目、试剂、仪器等全方位开放，学生具有实验主动权，自主设计实验，自主探究科学问题[4]。开放式研究性高分子实验教学的核心是“研究性”，需要教师的研究性教学和学生的研究性学习相互结合。开放式研究性高分子实验教学主要模式如图1。

4 开放式研究性高分子实验教学的主要过程

（1）结合高分子基础实验进行开放式研究性教学，挖掘基础实验在开放式研究性教学中的功能和作用，拓宽学生思路，激发学习高分子专业兴趣，促进其对专业知识的消化、理解和巩固[3]。全过程分为三个阶段：①通过教师的启发指导，将验证式高分子基础实验设计成具有“可探究性”的实验；②针对实验问题，收集资料和深入思考，提出解决问题的方案和设想，通过实验对提出的问题进行验证。整个过程均由学生自主完成。教师只作为一个引导者，真正的探究者是学生；③实验结束后，全班集体讨论后得出结论，按教师引导的小论文形式写出实验报告。

图1 开放式研究性高分子实验教学的主要模式

（2）通过“综合开放实验”和“设计性实验”进行开放式研究性学习，拓展学生的知识面，培养学生创新思维与相互协作的能力。例如：内外墙涂料的制备、聚苯乙烯的制备以及对苯二甲酰氯与己二胺的界面缩合等综合和设计性实验。全班学生分成若干小组，每组人数不超过4人。小组中的每个人任务明确，共同参与实验的全过程。全过程分为4个阶段：①根据选定的实验，由学生查阅相关的文献和资料，提出设计方案。教师与学生探讨方案的可行性，并确定切实可行的实验方案；②学生通过对化学试剂、仪器、实验条件和实验时间等准备，为实验的实施奠定基础，使学生认识到实验准备的重要性；③若实验开展过程中遇到问题，可在老师指导下，查找资料，同学之间讨论，实验重新设计和实施；④小组写出实验报告和总结，内容包括每人分工内容、完成情况、解决的问题以及开放式研究性教学实验的体会等。在教师的引导下，每小组推举一人答辩，所有学生共同参加讨论。

（3）毕业论文开放式研究性教学实验，培养学生独立工作的能力和创造力。首先，由教师确定多个研究方向，学生选择，确定课题后，查阅资料文献，制订研究计划，实施研究，最终成果以毕业论文的形式呈现[4]。全过程分为4个阶段：①查阅有关的文献和资料，确定研究目标、内容、解决的主要问题。提出技术路线、实验方案，在指导教师引导下，确定实验方案；②对实验实施所需的原料、仪器和实验条件进行充分准备，确定研究计划及预期进展和成果；③实验实施过程中，学生遇到问题，查阅文献和资料，整理分析实验数据，教师参与讨论后，重新实验。实验过程的实质为实验-分析-再实验-再分析，直至最终得出结果；④学生根据自己的研究成果在教师引导下撰写毕业论文，论文包括研究背景、方法、过程、成果、体会等内容[3]。论文最后由学院学位委员会进行评审答辩。

5 结束语

开放式研究性实验教学是对现有实验教学模式的改革创新。在这个教学过程中，学生自主性准备及实验，教师成为学生自主性实验和能力培养的设计者、组织者、指导者，体现学生在整个过程中主体地位和教师的主导作用。学生在掌握高分子专业相关知识和技能的同时，也获得较高的创新意识和创新能力，为培养应用型、创新型人才奠定了基础。

[1]王金发，何炎明，戚康标，等.“开放式、研究性”实验教学模式的创立与实践[J].高等理科教育，2007（6）：97-100.

[2]宋国利，盖功琪，苏冬妹.开放式实验教学模式的研究与实践[J].实验室研究与探索，2010，29（2）：91-94.

[3]胡先海，刘瑾，朱绍峰，等.高分子化学实验教学中开展研究性学习的初探[J].合肥师范学院学报，2009，27（6）：75-77.

[4]易兰花，丁永兰，揭嘉，等.分析化学实验开放式教学模式的研究与实践[J].高校实验室工作研究，2014（4）：17-18.□

Exploration and Practice of Open Research Teaching on Polymer Experiments

HU Xian-hai，LIU Jin，CHENG Cong-liang，CHEN Jian-li
（School ofMaterials and Chemical Engineering，Anhui University ofArchitecture，Hefei 230601，China）

The article describes open research teaching of the significance and role in polymer experiment，then dissertates inquiry learning's guiding ideology，organizational model and teaching process in detail.

polymer experiment；open research teaching；teaching model

10.3969/j.issn.1008-553X.2016.01.027

O63；G642.4

A

1008-553X（2016）01-0094-03

2015-09-07

国家自然科学基金资助项目（51573001）；安徽省自然科学基金资助项目（1508085MB36）；安徽省高校省级自然科学基金资助项目（KJ2014A045）和博士后基金资助项目（2015M571923）

胡先海（1974-），男，博士，副教授，研究方向：高分子光化学/功能高分子/化学建材，13956912712，hxyh@ahjzu.edu.cn。