科研項目與化學(xué)實驗教學(xué)模式分析

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[摘要]高分子化學(xué)實驗是高分子教學(xué)和科研的重要組成部分，是培養(yǎng)高分子化學(xué)創(chuàng)新型人才的重要教學(xué)環(huán)節(jié)。針對傳統(tǒng)高分子化學(xué)實驗教學(xué)內(nèi)容陳舊、程序化和難以調(diào)動學(xué)生積極性等問題，提出了將科研項目融入高分子化學(xué)實驗課堂中的教學(xué)模式。通過將科研項目與高分子化學(xué)實驗相結(jié)合，能夠鍛煉學(xué)生的動手實踐能力，并有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力，更有效地發(fā)揮實驗教學(xué)在高校人才培養(yǎng)上的作用。

[關(guān)鍵詞]高分子化學(xué)實驗；科研項目；人才培養(yǎng)

隨著高分子科學(xué)的發(fā)展，高分子材料已滲透到日常生活和工業(yè)的各個部門，新的高分子聚合反應(yīng)、聚合方法和新的高分子材料層出不窮。高分子化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，是學(xué)生深入理解高分子化學(xué)理論課程和進(jìn)行高分子化學(xué)材料研究的必備課程，對加強(qiáng)學(xué)生的實踐動手能力與創(chuàng)新能力培養(yǎng)等方面有著重要的作用[1-3]。傳統(tǒng)的高分子化學(xué)實驗教學(xué)模式基本是教師講解、學(xué)生操作、學(xué)生提交實驗報告、教師評分等。這種教學(xué)模式下，學(xué)生對實驗課程缺乏足夠的重視，往往只是按部就班地操作完，最后實驗報告能夠拿到合格的成績就足夠了，在實驗過程中缺乏對過程和細(xì)節(jié)的深入思考，因此不利于學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)和創(chuàng)新能力的提升[4-6]。高分子化學(xué)是一門與時俱進(jìn)的課程，高分子化學(xué)實驗應(yīng)該進(jìn)一步體現(xiàn)這種發(fā)展趨勢。因此，為了提高學(xué)生對高分子化學(xué)實驗課程的熱情與積極性，采用科研項目與高分子化學(xué)實驗課程相結(jié)合的教學(xué)模式，不僅能夠豐富實驗教學(xué)內(nèi)容，提高學(xué)生的實驗技能和科研能力，也為培養(yǎng)出具有創(chuàng)新意識和創(chuàng)新思維的創(chuàng)新人才添磚加瓦。

1傳統(tǒng)高分子化學(xué)實驗教學(xué)中的問題

傳統(tǒng)的高分子化學(xué)實驗教學(xué)模式一般是固定的，即教師講解理論知識與實驗操作示范、學(xué)生根據(jù)教材的實驗?zāi)康暮屠蠋煹囊筮M(jìn)行程序化操作、學(xué)生課后撰寫實驗報告并交給老師、教師根據(jù)實驗結(jié)果的優(yōu)劣進(jìn)行實驗報告評分等。學(xué)生在這種教學(xué)模式下很少會對實驗設(shè)計、實驗過程和細(xì)節(jié)等進(jìn)行思考與討論。對大部分學(xué)生來說，只要最后的實驗考核是合格的就足夠了，因此學(xué)生們往往是抱著完成任務(wù)的態(tài)度做實驗。這種實驗教學(xué)模式雖然實現(xiàn)了對學(xué)生動手能力的鍛煉，但是難以督促學(xué)生學(xué)以致用，導(dǎo)致理論課和實驗課是完全分離開來的，難以結(jié)合在一起。另外，這種固定模式和程序化的實驗課程，難以鍛煉學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，更難以培養(yǎng)出具有創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的人才。高分子化學(xué)的發(fā)展與變化日新月異，高分子化學(xué)實驗也應(yīng)該進(jìn)一步體現(xiàn)這種變化趨勢，從而使得學(xué)生們更加深入地理解高分子化學(xué)的與時俱進(jìn)。然而，由于實驗室資源與資金的缺乏，傳統(tǒng)的高分子化學(xué)實驗課程內(nèi)容經(jīng)常是幾年都固定不變的，對學(xué)科的新發(fā)展、新知識、新變化沒有吸收與提升。這種內(nèi)容固定、操作按部就班的實驗課程很難調(diào)動學(xué)生的積極主動性，更難以引起學(xué)生對高分子化學(xué)的熱愛與興趣。

2科研項目與高分子化學(xué)實驗相結(jié)合

高校教師一般會以自己的研究領(lǐng)域為基礎(chǔ)，進(jìn)行相關(guān)科研項目的申報。這些科研項目相對于高分子化學(xué)實驗來說，都是一些具有前瞻性和創(chuàng)新性的研究。因此，將高校教師的科研項目融入高分子化學(xué)實驗教學(xué)，對高分子化學(xué)實驗傳統(tǒng)教學(xué)模式進(jìn)行改革，具有重要的意義。

2.1科研項目融入高分子化學(xué)實驗課堂的意義

高分子化學(xué)是一門與時俱進(jìn)的課程。傳統(tǒng)的高分子化學(xué)主要以傳統(tǒng)高分子材料如塑料、橡膠、纖維素、涂料等為主，相應(yīng)的高分子化學(xué)實驗也是以合成或改性傳統(tǒng)高分子材料為主。隨著高分子科學(xué)的發(fā)展，高分子化學(xué)領(lǐng)域的新材料層出不窮，這不僅體現(xiàn)在生活、軍事、工業(yè)等領(lǐng)域的新型功能材料。在科研項目中，高分子化學(xué)材料的應(yīng)用也得到了廣泛的關(guān)注與認(rèn)可，高分子化學(xué)領(lǐng)域的科研項目在化學(xué)領(lǐng)域的教師中占有較大的比重。在教師的科研項目中，涉及到的高分子化學(xué)材料通常具有較好的新穎性。因此，將科研項目的內(nèi)容融入高分子化學(xué)實驗課堂，不僅能夠豐富高分子化學(xué)實驗的教學(xué)內(nèi)容，提高學(xué)生對實驗的興趣和積極主動性，而且能夠培養(yǎng)學(xué)生的科研能力和科研思維。同時，教師也可能從學(xué)生們的思考與討論中，獲得新的想法。

2.2科研項目融入高分子化學(xué)實驗課堂的方法

高分子化學(xué)實驗的時間一般比較長。在等待的過程中，學(xué)生基本是在聊天，有的學(xué)生甚至在打游戲，很少有同學(xué)利用這個時間對實驗進(jìn)行思考或者討論。這不僅浪費了寶貴的學(xué)習(xí)時間，而且不利于實驗的開展。即使后面實驗出現(xiàn)了問題，學(xué)生也不會花費過多的時間去尋找原因。因此，老師可以利用學(xué)生在等待實驗的過程中，將科研項目中較為簡單且與實驗有聯(lián)系的部分拿出來與學(xué)生討論。首先，將教師科研項目中與實驗相關(guān)的內(nèi)容拿給學(xué)生分組討論，通過與自己的實驗比較分析，并結(jié)合理論課程和實驗課程知識，讓學(xué)生提出問題。進(jìn)一步，根據(jù)提出的問題，讓學(xué)生先自己進(jìn)行分析，得出結(jié)論后與老師進(jìn)行討論。然后，老師根據(jù)學(xué)生的討論情況，引導(dǎo)學(xué)生提出解決問題的方法。最后，根據(jù)以上討論的內(nèi)容，鼓勵學(xué)生進(jìn)行進(jìn)一步的創(chuàng)新，并鼓勵感興趣的學(xué)生利用課后時間進(jìn)入教師所在實驗室進(jìn)行深入的探索與研究。例如，傳統(tǒng)高分子化學(xué)實驗中，有一部分實驗內(nèi)容是“甲基丙烯酸甲酯的本體聚合”，如果老師的科研項目中有涉及到甲基丙烯酸甲酯或者本體聚合的內(nèi)容，就可以拿出來與學(xué)生進(jìn)行討論，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實驗課堂之外的新思考。通過“提出問題-分析問題-解決問題-創(chuàng)新實踐”這一過程，鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新思維和科研意識，為將來進(jìn)入實驗室進(jìn)行畢業(yè)論文課題研究或科研項目研究打下良好的基礎(chǔ)。

2.3將科研項目內(nèi)容融入高分子化學(xué)實驗教學(xué)中

高分子化學(xué)實驗教學(xué)，一般會有多個老師負(fù)責(zé)。每位老師都有自己的研究領(lǐng)域或?qū)＜继亻L。高分子學(xué)科之所以發(fā)展如此迅速，其中很重要的一個原因是其具有比較強(qiáng)的應(yīng)用性。因此，根據(jù)帶教老師的研究領(lǐng)域，可以對現(xiàn)有的一些高分子實驗進(jìn)行改進(jìn)。例如，在“雙酚A環(huán)氧樹脂的制備”實驗中，主要內(nèi)容是環(huán)氧樹脂的制備和環(huán)氧值的測定，而沒有涉及到環(huán)氧樹脂的應(yīng)用。如果帶教老師的研究領(lǐng)域和科研項目與環(huán)氧樹脂相關(guān)，可以根據(jù)自己的科研項目內(nèi)容，在與其他帶教老師及實驗中心討論后，適當(dāng)增加實驗內(nèi)容及應(yīng)用。例如，可以增加不同制備時間下環(huán)氧樹脂的制備實驗，研究不同反應(yīng)時間對環(huán)氧值的影響。同時，將具有不同環(huán)氧值的環(huán)氧樹脂進(jìn)行粘結(jié)實驗，研究反應(yīng)時間對環(huán)氧樹脂粘結(jié)性能的影響。這種將科研項目內(nèi)容與高分子實驗課程相結(jié)合的方式，不僅保留了經(jīng)典高分子化學(xué)實驗的內(nèi)容，同時豐富了實驗課程的內(nèi)容和方式，改變了傳統(tǒng)高分子化學(xué)實驗內(nèi)容一層不變的局面。此外，這種目的導(dǎo)向性的高分子化學(xué)實驗內(nèi)容，容易引起學(xué)生的思考與興趣，對于培養(yǎng)學(xué)生的科研思維和創(chuàng)新意識具有重要意義。

2.4將科研項目的資源與高分子化學(xué)實驗共享

由于資金或平臺的限制，大學(xué)生的高分子化學(xué)實驗課程往往只進(jìn)行最基礎(chǔ)的研究，學(xué)生缺少進(jìn)一步深入探索的機(jī)會與平臺。而許多高校教師一般都有自己的科研資源或平臺，因此，可以利用高校教師的實驗室資源和平臺，為那些對課程實驗內(nèi)容感興趣的學(xué)生提供進(jìn)一步研究的機(jī)會。例如，在“線性酚醛樹脂的制備”實驗中，主要內(nèi)容是線性酚醛樹脂的制備和固化，沒有涉及到酚醛樹脂的物理化學(xué)性能。眾所周知，酚醛樹脂的耐熱性、拉伸性能、耐壓性等影響了酚醛樹脂的應(yīng)用。盡管這些性質(zhì)屬于高分子物理領(lǐng)域范疇，但卻是研究酚醛樹脂必不可少的內(nèi)容。因此，該實驗課程結(jié)束后，可以帶領(lǐng)對酚醛樹脂感興趣的同學(xué)，進(jìn)入研究酚醛樹脂教師的實驗室。將學(xué)生實驗得到的產(chǎn)品進(jìn)行進(jìn)一步的分析與研究，并要求學(xué)生提交相關(guān)的實驗報告和心得體會。通過這種方式，不僅能夠豐富實驗教學(xué)內(nèi)容、增強(qiáng)學(xué)生對實驗的理解與認(rèn)識、激發(fā)學(xué)生對實驗的興趣，還能夠幫助對科研感興趣的同學(xué)提前了解和掌握一些實驗內(nèi)容與技術(shù)，為將來進(jìn)入實驗室開展科研項目工作打下基礎(chǔ)。

2.5鼓勵學(xué)生將高分子化學(xué)實驗內(nèi)容拓展為大學(xué)生創(chuàng)新研究項目

目前貴州多所高校面向本科生開展了多種大學(xué)生創(chuàng)新研究項目，例如大學(xué)生開放性實驗、“互聯(lián)網(wǎng)+”項目、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目、創(chuàng)新計劃等。這些項目的開展，離不開教師科研項目與平臺的支持。在高分子化學(xué)實驗課堂上，教師通過將科研項目與高分子化學(xué)實驗相結(jié)合，鼓勵學(xué)生對自己的實驗進(jìn)行思考與創(chuàng)新，提出自己的想法與觀點。由于大學(xué)生專業(yè)知識和專業(yè)技能尚有不足，他們提出的想法往往還有所欠缺。教師可以通過上述提出的“提出問題-分析問題-解決問題-創(chuàng)新實踐”模式，與學(xué)生進(jìn)行深入討論，直至最終確定出比較可行的思路和方案。大學(xué)生創(chuàng)新項目，一般要求學(xué)生具有一定的實驗基礎(chǔ)和創(chuàng)新能力，且申請的項目要有一定的新穎性，這就要求在培養(yǎng)學(xué)生的實驗技能和創(chuàng)新思維方面下功夫。將大學(xué)教師的科研項目與高分子化學(xué)實驗結(jié)合起來，可以更好地培養(yǎng)學(xué)生的科研素養(yǎng)與科研思維，有助于學(xué)生將實驗內(nèi)容拓展為創(chuàng)新研究項目。

3結(jié)語

為培養(yǎng)適應(yīng)21世紀(jì)發(fā)展的創(chuàng)新型人才，高校首先應(yīng)鍛煉學(xué)生的動手實踐能力和創(chuàng)新能力，而實驗教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力上有著舉足輕重的作用。通過對高分子化學(xué)實驗教學(xué)模式的探索與改革，將科研項目與高分子化學(xué)實驗相結(jié)合，能夠充分利用高?，F(xiàn)有資源，更有效地發(fā)揮實驗教學(xué)在人才培養(yǎng)上的作用。同時，將科研項目與高分子化學(xué)實驗相結(jié)合的教學(xué)模式，不局限于實驗過程和結(jié)果的重現(xiàn)而是注重問題的提出，對于啟迪學(xué)生思維和培養(yǎng)學(xué)生從事科研工作的興趣與能力具有重要作用。學(xué)生在這種教學(xué)模式下鍛煉的分析問題、解決問題等思維和能力，對畢業(yè)后的個人發(fā)展能夠起到積極作用。

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作者：蘭天宇 單位：貴州民族大學(xué)