基于创新意识培养的《现代高分子科学》课程教学改革与实践

张跃飞　戴益民

摘 要 《现代高分子科学》是我校化学专业硕士研究生的一门重要的学位课，是一门将《高分子化学》与《高分子物理》的基本原理和方法结合在一起的综合性高分子课程，主要讲述高分子的基本合成方法、理论及加工成型原理和应用。本文介绍了我校《现代高分子科学》课程教学内容和教学方法的改革，为了适应我校的特色，增强学生的创新能力及适应社会的能力，在本课程的教学过程中，将高分子的基本合成原理及加工方法与生产实践相结合，对于培养综合素质较高的复合型、创新型人才具有重要的意义。

关键词 现代高分子科学 创新意识 教学改革

中图分类号：TQ311 文献标识码：A

随着科学技术的不断进步，越来越多的领域中都采用高分子材料来取代原来的金属和无机非金属材料，使得高分子材料在工业、军事及人们的衣食住行等领域都受到了广泛的应用。而高分子材料的制备及加工成型离不开高分子科学的基本原理和方法，因此，高分子科学成为目前化学领域最热门的学科方向之一。高分子科学作为一门将化学、材料结合在一起的交叉学科，渗透到各个学科和行业。随着高性能高分子材料的不断开发，高分子材料在各种不同领域的应用也越来越广泛，生产企业及社会对高分子学科方向的高素质复合型人才的需求也越来越大。《现代高分子科学》是我校化学专业硕士研究生的一门重要的专业学位必修课程，是一门将《高分子化学》与《高分子物理》的基本原理和方法结合在一起的综合性高分子课程，主要内容包括高分子合成的基本理论和方法、聚合反应机理以及高分子材料加工的基本原理及应用等，其中以高分子化学的讲授为主。课程内容多、理论性强、抽象概念和数学推导繁多，且仍处于不断丰富和发展中，致使理论教学面临严峻挑战。

近年来，科技的发展促使新型的高性能高分子材料不断出现，产品更新换代速率加快，要求从事高分子学科的技术人员具备更强的综合能力及较高的创新性思想。因此在本课程的理论教学中，继续采用传统的高分子科学教学体系，很难适应现代社会发展对复合型、创新性人才培养的要求。在这种形势下，必须对高分子科学的教学内容进行改革，加强对学生创新能力以及分析和解决实际问题能力的培养，才能适应社会发展对人才培养的需要，达到培养高素质创新型人才的目的。本文介绍了我校在《现代高分子科学》教学内容和教学方法等方面的具体改革措施，根据我校化学专业的特点确定教学内容，并结合高分子学科领域最新科研进展及工业生产实际讲授高分子的基本合成方法、反应机理及加工成型的基本原理和应用，其目的是使学生牢固掌握并灵活运用高分子科学的基本原理和方法，为在高分子材料相关领域从事研发和解决实际工程问题奠定坚实的基础。

1根据专业特点，合理安排教学内容

现代高分子科学的主要内容涵盖了高分子化学以及高分子物理的重要知识点，包括高分子的合成方法、反应机理、聚合物的结晶及力学性能等。概念多，公式多，反应机理及动力学模型多，内容抽象，再加上课堂教学总学时偏少，要将所有重要知识点讲清讲透的难度非常大。因此，在教学过程中如何根据本校化学专业的特点合理安排课程内容成为本课程教学改革要解决的首要问题。对于课程的重点、难点及成熟理论可适当详细讲解，而对于聚合实施方法等相对容易的内容，则可以让学生自学，从而可以实现在有限的时间内把重点、难点内容讲深讲透的目的，增强教学效果。例如，在高分子化学的内容中，缩聚和自由基聚合是两大类聚合反应的代表，同时也是后续一些专业选修课程的理论基础，因此对其这两类聚合反应的机理及反应动力学可进行重点讲解。另外，也可重点介绍与我校化学专业精细化工研究方向关系密切的知识点，例如定向配位聚合、连锁聚合中的阴离子聚合等。

2实行互动式、形象化教学，提高学习兴趣

现代高分子科学是在有机化学的基础上紧密结合数学、物理等学科的一门理论性学科。同时，它也是一门实践性非常强的学科，其内容包括许多合成反应机理和反应动力学模型。在学习过程中，同学们普遍表示很难理解那些比较枯燥的推理过程。因此，在教学过程中如何提高同学们的学习兴趣，增强其求知欲，变被动学习为主动学习，是在课程教学过程中需要解决的重要问题之一。

“兴趣是学习最好的老师”。只有当学生带着浓厚的兴趣去学习，才会使“要我学”变为“我要学”，学生才会主动探索看上去比较枯燥理论的内在联系和思考所遇到的问题[4-5]。把枯燥的理论与丰富多彩的图片以及直观生动的动画或视频结合在一起，有利于激发学生的求知欲望和学习兴趣。例如，在讲解“绪论”部分时，首先让大家介绍一下平时的衣食住行中与高分子有关的物质，简单介绍其特点及对人类生活及国民经济的影响，并准备一些相关产品的图片，如汽车轮胎、碳酸饮料瓶、微波炉餐具等，让同学们对高分子及其应用有初步了解，激发同学们的学习兴趣。

另外，为了进一步提高课堂教学效果以及学生的学习效率，可以采用一些比较具体、形象的内容来代替平淡的文字描述。例如，可以采用成语典故“成也萧何，败也萧何”来介绍聚合实施方法，以本体聚合为基础，比较各种不同聚合实施方法的优缺点。本体聚合的最大问题是在反应后期体系粘度会快速增加，导致反应釜内的聚合热难以排出，从而出现自动加速效应，易引起爆聚等问题；而在溶液聚合中，通过添加一定量的溶剂来解决体系粘度大和聚合热难以排出的问题。但加入溶剂也会带来一些新的问题，例如由于反应物浓度降低而引起聚合速率下降、聚合效率降低，而且溶剂的回收也会造成生产成本的增加，那么这个溶剂就是所谓的“萧何”。引入类似的典故，可以将书本中某些枯燥乏味的反应机理等内容转变为能引起学生兴趣的内容，进一步加深学生对重点和难点内容的理解。

3结合学科最新进展，穿插介紹高分子科学研究的热门领域

在课堂教学中，不仅要把书本上的知识传授给学生，还要让学生了解和掌握本学科的发展动向及趋势。因此，任课教师必须不断更新自己的知识，密切追踪本学科的世界前沿，掌握其最新发展动向，从而在课堂教学的过程中穿插介绍高分子科学领域的热门方向，激发学生进一步学习的热情。例如，在介绍定向配位聚合的相关内容时，可介绍由于定向聚合催化剂而获得诺贝尔化学奖的科学家齐格纳、纳塔发现定向聚合的过程。然后可进一步引深介绍由于发现导电高分子而于2000年获得诺贝尔化学奖的白川英树、黑格尔以及狄米德。并结合近年刚获得诺贝尔化学奖的超分子化学，介绍目前高分子领域发展的新方向，比如超分子与高分子的自组装、艺术性高分子等，让学生对本学科领域的前沿和热门领域有一个初步的了解，扩大学生的视野和知识面，提高其综合能力。

4结束语

在课堂教学改革中，对教学内容和教学方法的改革是其中最重要的手段之一。现代高分子科学课程作为我校化学专业研究生一门非常重要的必修学位课，其理论性非常强，包含许多非常抽象且难以理解的概念，因此，任课教师需要不断优化课堂教学内容，结合多种教学手段，从而提高课堂教学的生动性和交互性，将学生的被动学习变为主动学习，为真正培养高素质的复合型、创新型人才奠定坚实的基础。

基金项目：长沙理工大学研究生教研教改项目（编号：JG2015YB11，JG2014ZD04）。

作者简介：张跃飞（1974-），男，湖南邵东人，博士，教授，主要从事高分子科学相关课程的教学及高性能高分子材料的研究。

参考文献

[1] 张安强，刘海敏，王炼石.具有工科特色的《高分子化学》课程教学改革初探[J].高分子通报，2012，（12）：91-94.

[2] 郝智，伍玉娇，罗筑，黄彩娟.高分子化学课程教学改革与实践初探[J].高分子通报，2012（5）：116-118.

[3] 徐晓东.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（5）：74-78.

[4] 王国建.在《高分子化学》课程中开展互动式教学的实践与探索[J].高分子通报，2007，（1）：62-65.

[5] 刘巍，王静.高分子化学特色教学改革研究[J].教育教学论坛，2014，（3）：32-34.