浅谈腐蚀与防护专业高分子化学与物理选修课的教学改革

张敬雨，陈 建，林修洲

(四川理工学院 材料科学与工程学院，四川 自贡 643000)

浅谈腐蚀与防护专业高分子化学与物理选修课的教学改革

张敬雨，陈 建，林修洲

(四川理工学院 材料科学与工程学院，四川 自贡 643000)

《高分子化学与物理》是腐蚀与防护专业一门重要的选修课。针对我校腐蚀与防护专业学科特色和学生专业背景，探讨了高分子化学与物理选修课教学过程中存在的问题和不足，提出了选修课的教改措施。通过高分子化学与物理选修课教学内容和教材的合理选择，基于教学-工程案例-实践教学相结合的互动式教学方法，培养学生的学习兴趣和独立自主的科学思维，提高高分子化学选修课的教学质量。

教学改革；高分子化学；实践教学

高分子化学随着高分子科学与技术的不断发展其重要性越来越明显，成为了与无机化学、有机化学、分析化学和物理化学并列的第五大化学[1]。高分子化学和高分子物理作为重要的交叉学科理论课程，主要作为高分子相关专业必修课和选修课面向化学、化学工程、材料科学与工程、生物医学及工程、药学、生物工程等专业学生开设[2]。四川理工学院是四川省乃至西部地区最早开设材料腐蚀与防护专业的高校，该专业是我校材料科学与工程学院一门以腐蚀与防护为特色的专业，在四川乃至整个西部地区享誉盛名，定位准确特色鲜明，为四川国民经济的建设和发展做出了很大贡献的特色专业[3-4]。经过多年的建设，材料腐蚀与防护专业在校生规模位居全国榜首。专业特色课程涉及《金属腐蚀理论与腐蚀控制》、《防腐蚀工程》、《腐蚀试验与监测》等，涵盖了从腐蚀与防护机理到防护应用的相关内容[5]。腐蚀与防护专业与涂料的制备和应用联系紧密，而高分子化学包含了涂料的制备方法和合成机理等相关内容，是一门非常适合腐蚀与防护专业学生的选修课程[6]。该课程的课时数为36学时，随着该专业的学科建设，为了更好的衔接腐蚀与防护专业内容，近两年来逐步加入了一些高分子物理内容，最后把高分子化学和高分子物理合并成《高分子化学与物理》一门选修课程，课时变为48学时。笔者基于近年来的教学经历，就如何完善高分子化学与物理选修课程的教学改革思路及如何提高选修课教学质量来谈几点心得和体会。

1 理论知识与专业特色相结合

材料腐蚀与防护学科交叉性和综合性较强，与学校过程装备与控制(化工机械)、化学工程与工艺，环境工程、安全工程、应用化学等相关专业互相依托，相互促进。而《高分子化学与物理》同样是一门专业内容交叉性较强的课程，作为教师，需要不断提升自身的教学、科研素质，更新教学理念，跟上目前学科形势的发展变化。为了更好的符合腐蚀与防护专业课程的特色和知识背景，授课教材选定了由化学工业出版社出版、魏无际等编写的《高分子化学与物理基础》(第二版)。该教材兼顾了高分子化学和高分子物理内容，高分子化学内容为主，后面衔接部分高分子物理内容，分配较为均衡，注重系统性阐述高分子科学的基本概念、基本知识和基本理论等内容，对于涉及高分子科学前沿性研究和成果只做浅显介绍[7]。

高分子课程的特点是内容丰富，要理解的概念和理论推导较多，需要教师在有限的课时内对教学内容进行梳理和调整，避免学生由于传统灌输式教学而产生的枯燥、厌烦心理[8]。因此，为满足学生专业特色课程的需求，重点讲述高分子的基础概念，抓好逐步聚合和连锁聚合两部分内容，对聚合物的化学反应和高分子材料的基本力学性质做详细讲解，其它章节只做初步了解。教师课下应多收集较为典型的带有腐蚀防护特色的教学案例，结合讲课内容，及时更新教材的教学内容，以聚合反应机理、反应类型和分子量控制、引发方式等为授课主题并结合具体的案例，让学生系统性的理解有关涂料合成方法和应用的专业知识，为今后的工作打下基础[9]。例如以苏通大桥和北京"鸟巢"建筑防腐蚀保护为例，对涉及到防腐环节的防腐蚀设计、防腐涂料的制备和选择、防腐施工工艺和检测等环节做系统性介绍，重点讲述工程采用的防腐涂料种类，引申出工程中使用的富锌底漆、环氧类中间漆、聚氨酯面漆等涂料品种，对几种涂料的制备原理和合成方法做详细讲解，并结合教材中分子量分布、分子量控制等高分子基本概念，提高学生对高分子知识的兴趣，加深对课程内容的理解，以不断更新的工程案例与教材相结合，将学科发展前沿和教师的科研成果融入教学内容，提升该专业选修课的教学效果。

2 教学形式的多样化

2.1 合理的教学结构

高分子化学与物理课程信息量较大[10]，学生对于理论知识尤其是高分子物理内容和高分子化学动力学公式的推导理解存在较大困难，因此在教学过程中应注意多种教学形式相结合的形式来提高教学质量。多媒体教学是一种目前高校普遍采用的教学手段，在整个教学过程中，根据学生的专业特色和专业知识积累程度的不同，通过精心的教学设计，合理运用PPT、视频播放和实物案例等教学形式，有机结合传统板书形式的教学手段，形成较为合理的教学结构，可以将枯燥乏味的理论知识和教学过程直观化、形象化、生动化地展示给学生，同时可以加大教学信息量，减少板书量，在有限的时间内讲授更多的知识，使学生对所学内容更容易理解，充分调动学生学习的积极性，从而达到最佳的教学效果。例如在讲解绪论中高分子分类和命名内容时播放一段介绍"凯夫拉"高分子材料的小视频，让学生迅速、高效的了解凯夫拉商品的命名方式、发展历史和产品特性。结合教材详细介绍它的商品命名法、习惯命名发、材料的系统命名法以及高分子的结构式、英文缩写和聚合方法等，并发给学生一些事先从周边工厂收集到的芳纶纤维教学道具以加强教学效果。

2.2 互动式教学法

互动式教学是一种非常有效的教学方法，通过课堂提问(每次授课最初5～10分钟的课堂提问)和互换讲台(同学扮演老师的角色)增加教学的趣味性和互动性。课堂提问可事先布置好问题，下次课时利用10分钟左右的时间进行抽点式提问，根据回答的问题进行鼓励式点评，以此来增强学生的荣誉感和学习主动性。例如在讲聚合方法内容前，让学生准备关于橡胶方面的内容[11]，对橡胶的历史、橡胶的组成成分、橡胶填料、橡胶的硫化和橡胶产品种类等进行提问，并结合人工合成橡胶的聚合方式和聚合机理做总结讲解，加深学生对该部分教学内容的理解，有效提高教学效果。此外，对于连锁聚合和逐步聚合动力学的推导内容，同样可以采取抽点的形式让同学课下准备后上台来讲解。这种做法使得学生为了在课上讲的精彩而在课下仔细阅读相关内容，在教师讲解该教学内容时变得容易理解。此外，学生对于同学的讲课关注度通常大于对教师讲课的关注，偶尔互换下角色，不仅能够提高课堂的讲课效果，还能让学生站在教师的角度体会讲课的过程，增进师生之间的理解和感情。

2.3 教学和实训平台相结合

针对腐蚀与防护专业学生的教学目的，有必要增加高分子化学与物理的实践教学环节。课堂教学和现场实习相结合的实践教学课程方式能够使得理论教学内容现实化，让学生更好的掌握高分子内容，增强学生的兴趣，培养他们的动手能力和实验技能。学院已经建立了腐蚀与防护实训平台，常用的工程涂料种类齐全，在亲自动手合成涂料的过程中，对喷砂处理、刷涂和喷涂方式和涂料成分等环节有更加直观的了解。通过普林斯顿电化学工作站、高温特殊腐蚀介质模拟装置、盐雾试验箱等手段加强对涂料检测和失效的理解；通过橡胶混炼机和橡胶硫化的演示操作让学生了解橡胶(生胶)与各种配合剂混合的加工工艺，清楚橡胶变"熟"的过程，加强交联、体型结构大分子等概念的理解。理论教学内容和实践环节的结合会显著提高该专业选修课的教学质量。

3 科研素质的培养

腐蚀与防护专业的学生毕业后通常从事工程第一线或者涂料研发的工作。在工作中往往会遇到各种施工和实际问题，学会敏锐的抓住实际生产问题，运用科学的思维考虑问题，通过科学的手段解决问题是该专业学生需要掌握的科研工作技能。在高分子选修课的教学过程中，可以通过一些工程实例，结合教师自身的科研项目，向学生灌输科学研究的思路，学会运用科学的手段来解决今后工作和研究中遇到的实际问题。例如列举一些工程案例，让学生提交一篇小论文(设计)，对教师提出的案例中存在的问题做出调查并提出解决方案。通过小论文或小设计环节，不仅培养了学生的科研兴趣，同时也完成了大部分课程成绩的考核。比如以某跨海大桥工程中桥梁防腐蚀施工为例，让学生查阅文献资料，了解桥梁工程中通常采用的防腐蚀手段以及所用的防腐涂料种类，每种涂料的优缺点，然后通过综合比较和思考，运用自己所学的专业知识，最后对该工程提出自己的施工方案，并简要说明理由。在整个小论文(设计)过程中，不仅锻炼了学生的科研技能和独立思考问题的能力，同时提高了选修课的教学效果和教学质量。

4 结语

高分子化学与物理选修课是一门交叉性课程，与腐蚀与防护专业相关课程联系紧密，涉及内容较多，需要教师持续更新教学内容与之相适应，提高自身的知识层面，不断探究相应的教学方法和教学手段，培养学生的学习兴趣、自主学习能力和科学意识，提高选修课的教学质量。

[1] 潘祖仁. 高分子化学(第五版)[M].北京: 化学工业出版社, 2011:1-4.

[2] 武照强. 《高分子化学与物理》课程教学初探[J].山东化工, 2014(01):123-124.

[3] 龚 敏,孙 山,谢 华. 地方院校工程教育综合改革探索与实践-以四川理工学院为例[J]. 重庆科技学院学报(社会科学版), 2012(13):169-171.

[4] 龚 敏,张 婷,孙 山. 我国高等工程教育:现状、问题与思路[J]. 黑龙江教育(高教研究与评估), 2010(12):1-3.

[5] 龚 敏. 金属腐蚀理论及腐蚀控制[M]. 北京: 化学工业出版社, 2009:2-5.

[6] 张 涛,翟 燕. 高分子材料与工程专业应用型人才培养模式的教学改革与探索[J]. 山东化工, 2016(10):115-117.

[7] 魏无际, 俞 强, 崔益华主编. 高分子化学与物理基础[M]. 北京: 化学工业出版社, 2011:1-4.

[8] 徐晓冬. 非高分子专业《高分子化学与物理》教学中的几点体会[J]. 高分子通报, 2010(05):74-78.

[9] 黄海霞. 应用化学专业《高分子化学与物理》课程教学探索[J]. 广州化工, 2013(12):240-241.

[10] 朱国全, 谭洪生, 董抒华, 等. 《功能高分子材料》教学的一点心得[J]. 山东化工, 2017(01):115-117.

[11] 沈 梅, 王洪振, 辛振祥. 《橡胶工厂与工艺设计》课程教学改革的研究与实践[J]. 山东化工, 2015(17):139-140.

(本文文献格式：张敬雨，陈 建，林修洲.浅谈腐蚀与防护专业高分子化学与物理选修课的教学改革[J].山东化工，2017，46(06)：134-135，137.)

Exploration on Teaching Reform of Polymer Chemistry and Physics Elective Course for Corrosion and Protection Majored Students

ZhangJingyu，ChenJian，LinXiuzhou

(College of Materials Science and Engineering, Sichuan University of Science and Engineering, Zigong 643000, China)

"Polymer Chemistry and Physics" is an important elective course of materials corrosion and protection professional. The paper introduces some problems in the teaching process of Polymer Chemistry, which are on the basis of the characteristics of material chemistry specialty and students' knowledge background in our university. And the teaching reform ideas and methods are considered to start from the selection of teaching content, interactive and heuristic teaching methods, and curriculum evaluation. Through Class teaching - Engineering case - Practical teaching, the learning interest of students is cultivated, the learning activity and independence are reinforced, and the teaching level of polymer chemistry elective course is improved.

educational reform; polymer chemistry; practical teaching

2017-02-16

国家自然科学基金项目(51572177)；四川理工学院教改项目(JG-1422、JG-1154)；教育部高等学校“本科专业综合改革试点”项目(ZG0454)

张敬雨(1980—)，河北唐山人，讲师，硕士研究生，主要从事高分子、碳纳米材料的教学与研究。

G642.0

A

1008-021X(2017)06-0134-02