第３８卷 第７期 Ｖｏ１．３８ Ｎｏ．７ 西南师范大学学报（自然科学版） Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ Ｃｈｉｎａ Ｎｏｒｍａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｅｄｉｔｉｏｎ） ２０１３年７月 Ｊｕ１． ２０１３ 文章编号：１０００—５４７１（２０１３）Ｏ７一Ｏ１５２一Ｏ５ 高分子化学 课程设计与教学改革探索① 王 明 西南大学化学化Ｔ学院，重庆４００７１５ 摘要：分析＿『《高分子化学》在高分子专业人才培养中的重要地位以及目前教学过程中存在的问题．并结合当前高 分子材料发展新形势对该门课程进行模块化课程设计，采用“四位一体”的多元化教学模式，结合课堂教学技术以 及成绩评价体系等方面进行了一些改革尝试和探讨． 关键词：高分子化学；模块；多元化 文献标志码：Ａ 中图分类号：Ｇ６４２．３ 高分子材料具有性能优、质量轻、价格低等优势，这极大地扩大了其应用领域，推动了当今科技的进 步和社会的发展．“高分子材料的出现与大规模应用是化学化工和材料科学在２ｏ世纪为人类做出的最为重 要的贡献之一．”ｌ１］．目前全世界合成树脂及塑料的产量为１．４亿ｔ／年，按体积计算早已超过金属材料．可 以说在人类历史上，几乎没有什么科学技术像高分子科学这样对人类社会做ｍ如此巨大的贡献．在我国， 高分子材料一直以来都是我国国民经济技术密集型的支柱产业，与国民经济各领域及人民生活密切相关， 目前我国高分子材料的产量和产值已经位居世界前列，其中塑料制品产量位于第二、树脂产量位于第四、 合成纤维位于第一．在世界和我国高分子领域蓬勃发展的新形势下，大量需要具有创新能力和研发能力的 高分子专业技术人才．因此，对《高分子化学》进行相关的课程和教学改革是非常迫切和有必要的． 《高分子化学》是一门化学类重要专业基础课，是高分子学科的入门课程，它以无机化学、有机化学、 物理化学和分析化学四大化学为基础，同时也为后继的专业课程打下必要的理论基础＿２ｊ．它不同于其它化 学类专业课程偏重于理论本身，该课程理论与实践并重．该课程主要解决的是聚合物的结构、合成原理及 其化学反应等问题．并且高分子化学研究过程中，不仅涉及到化学问题，很多理论都与物理有关，因此又 是一门综合性的课程．本课程学习的主要目的是，打好学生“高分子大厦”的基座，使学生在从事高分子相 关领域的科学研究、教学和其他技术工作中能够运用高分子的基础知识，进一步提高分析问题和解决问题 的能力． 目前国内大部分院校的高分子化学教材均采用由潘祖仁教授编写，化工出版社出版的《高分子化 学》ｌｌ３ ．该教材以聚合反应和聚合物化学反应的机理和动力学作经线，进一步配以更多的聚合物品种作纬 线，内容丰富逻辑性强．该教材曾获得国家级优秀教材奖、优秀畅销书奖、化工部优秀教材一等奖等多种 奖项，被评为普通高等教育“十一五”国家级规划教材、国家级精品课程教材．２００７年该教材的第４版新教 材出版，在保留前版本优点的基础上内容更注重基础理论，并补充了高分子学科发展的前沿成果，但在文 字表达上更加简练 ． 笔者在讲授这门课程时发现，该门课涉及的基础理论较多，相应计算公式较多，虽然该门课和实际联 系紧密，但学生往往由于没有生产实践知识，听起课来感觉枯燥，空洞难以掌握．因此，为了应付考试，学 生对所学内容根本不关心，而是把希望寄托在老师上完课后指定的考试范围和复习题上．传统的课程设 ①收稿日期：２０１ ２—１ｌ一１４ 基金项目：西南大学博士基金（ＳＷＵ１０９０２４）；重庆市科委自然科学基金（ＣＳＴＣ，２０１０ＢＢ４００９）． 作者简介：王 明（１ ９８２），男，浙江龙游人，副教授，主要从事高分子功能材料与复合材料研究 第７期 王 明：《高分子化学》课程设计与教学改革探索 １５３ 计、教学方式和教学手段，很难培养学生对《高分子化学》这门课的兴趣，即使教师上课讲授的是专业前沿 知识对学生也很难有吸引力．因此，为了适应当今高分子领域飞速发展的需要，高分子专业人才培养对《高 分子化学》课程提出了新的要求．本文采用“模块化”教学模式对《高分子化学》进行课程设计，“四位一体” 多元化教学方式进行具体教学实施，结合课堂教学技术以及成绩评价体系等方面，对《高分子化学》授课进 行全方位改革． １模块化的课程设计及其教学方式 传统的《高分子化学》授课方式一般是按照章节顺序从头到尾的讲授，主线放在逐步聚合反应和连锁聚 合反应上，这样往往会使学生思路混乱，很容易混淆几种主要的聚合反应．为了使课程思路清晰和课程设 计的方便，根据潘祖仁编写的《高分子化学》第４版课程内容，按“聚合机理”将其划分成五个模块：缩聚和 逐步聚合，自由基聚合和共聚合，离子聚合，配位聚合和开环聚合．缩聚和逐步聚合模块主要包括缩聚反 应机理、缩聚反应动力学、缩聚反应凝胶现象、实施方法及几种重要的工业化的缩聚产品部分，自由基聚 合和共聚合模块主要包括自由基聚合反应机理、自由基聚合反应动力学、自由基共聚合及实施方法部分， 离子聚合模块主要包括离子聚合类型和机理、离子聚合动力学及具体实施案例部分，配位聚合模块主要包 括配位聚合机理、配位聚合催化机理及具体实施案例部分，开环聚合模块主要包括开环聚合机理及具体实 施案例部分．根据每个模块的特点采用不同的教学方式， 缩聚和逐步聚合模块、自由基聚合和共聚合模块的特点 是知识点相关性不大，各自成一体系，因此在教学方式 上，采用“案例”教学；而离子聚合、配位聚合和开环聚合 模块的特点是知识点相关性较大，均属于连锁聚合范畴， 因此采用“比较”教学的方式（图１）．下面分别以缩聚和 子聚合 开环聚合 逐步聚合模块、离子聚合为例讲述这两种教学方式． 图１教学模块的划分及其教学方式 第一、“案例”教学．以往先理论后举例的教学设计，往往会使学生觉得理论过于抽象而提不起学习兴 趣．如果采用先分析案例，后展示基本概念和基本原理往往会得到更好的效果ｌ５］．缩聚和逐步聚合模块中 的缩聚机理部分，主要有逐步聚合的逐步特性、聚合度的计算、聚合度与反应程度的关系、在可逆平衡缩 聚反应中平衡常数与聚合度的关系、缩聚反应中的副反应等重要知识点，在课程设计时采用“案例一理论 一案例”方式．先抛出案例，如涤纶的反应过程分析（图２），然后从讲解实例过程中提炼出逐步聚合的逐步 特性、聚合度的计算、聚合度与反应程度的关系，最后再以案例的方式加深对理论知识的理解（案例可选取 聚碳酸酯、聚酰胺、聚氨酯等）． 聚体 Ｈ。。ｃ——《《 ｃ。。Ｈ Ｈ。Ｈ ｃＨ：ｃ。。ｃ——《≤ ≥卜 三聚体 三聚体 丫 ｎ聚体＋ｍ聚体ｉ——— （ｎ＋ｉｎ）聚体＋水 图２ 聚对苯二甲酸乙二醇酯（涤纶）的逐步聚合反应过程分析 第７期 王 明：《高分子化学》课程设计与教学改革探索 １５５ 有关自由基聚合合成常见高分子材料化工厂，查询内容包括企业规模、产品市场调查、合成实施方法、合 成流程等），该阶段能够使学生所学的理论知识跟实际结合起来． 通过“四位一体”多元化教学，发现学生学习兴趣得到了很大的激发，学生掌握的理论知识也更加牢 固，很多学生不仅掌握好了《高分子化学》的一些基本知识还具备了一定的合成设计能力，该模式的实施达 到了预期的效果． ３ 课堂教学中的几个注重 ３．１注重绪论教学 《高分子化学》开课时间一般早于其它高分子专业课程，是高分子学科的入门课程．而《高分子化学》绪 论部分尤为关键，它引领学生进入高分子领域，直接影响着学生对高分子领域的学习兴趣，所以在课程设 计是应该突出绪论部分的重要性．讲授绪论时应注意做到以下几点：①多引用生活中与高分子相关的实际 例子，多引用高分子新材料和新技术及其应用案例，丰富绪论部分内容；②结合学生现有知识构架，多用 比较手法讲授高分子知识构架的联系和区别；③做好引导工作，激发学生学习《高分子化学》，乃至高分子 学科的兴趣． ３．２注重现代化教学手段 充分利用当今先进教学手段和技术，包括多媒体教学，制作精美教学幻灯片，利用动画、录像和网络 等，使学生对高分子产生直观的认识，激发学生兴趣 ］．下面以自由基聚合基元反应为例讲述现代化教 学手段在高分子化学教学过程中的运用．①首先制作精美化学反应方程式幻灯片讲述自由基聚合各个基元 反应；②然后利用动画技术制作每个基元反应的动画过程，将所有基元反应结合起来制作出整个自由基聚 合的动态过程，给学生一个非常直观的认识；③录制有机玻璃自由基聚合各个过程的录像，对各个基元反 应进行进一步巩固；④利用网络搜索工业上自由基聚合的案例，分析其所用原料及其工艺，进一步理解自 由基聚合的各个基元反应，并提高学生的知识应用能力． ３．３注重互动式教学 有学者运用互联网网站、网上论坛和学生上讲台作学术报告等互动式教学方式提高学生学习积极性、 提高教学质量ｌ１ “］．互动式教学方法是成人教育的一个特点，小组讨论、案例分析、角色表演等，可引导 授课对象的发散思维，加深理解．例如在授课过程中，设置学生感兴趣的问题进行问题式教学，启发学生 思考，调动学生的主观能动性，让学生在思考中解决问题．《高分子化学》是一门应用性非常强的课程，在 日常生活中或者工业生成实际中有很多案例可采用，因此案例分析的互动式教学非常适合这门课程．例如 在讲授缩聚反应模块中涤纶的制备时，给出理论上的合成路线（如图２所示）和工业上的合成路线（如图６ 所示），让学生围绕两中合成路线的优缺点、工业上为什么采用图６的合成路线两个问题进行讨论，发表自 已的观点，老师做好引导和总结工作，通过这种方式教学能使学生完全吃透涤纶的合成机理和合成过程． ｒ ＿、／ ＝＼ ＨＯＯＣ ＣＯＯＨ＋２ＣＨ３ＯＨ ｏｏｃ ／广ＣＯ＿ＯＣＨ ２Ｈ Ｏ （１）甲酯化 闩 Ｈ３ＣＯＯＩ２ ／广ＣＯＯＣＨ３ ＨＯＣＨ２ＣＨｚＯＨ — Ｈ０Ｈ２ＣＨ２ＣＯＯＣ ／广ＣＯ－ＯＣＨ２ＣＨｚＯＨ ２ＣＨ２ＯＨ （２）酯交换 ｎＨＯＨｚＣＨ２ＣＯ０（２弋＼／）－ＣＯ－ＯＣＨ２ＣＨ２ＯＨ —— ——Ｊ ｒ 闩１ Ｈ１‘ＯＨ２ＣＨ２ＣＯＯＣ— ＪｋｃｏＩ ．ＯＣＨ２ＣＨ２ＯＨ＋（ｎ－Ｉ）ＨＯＣＨ２ＣＨ２ＯＨ —（３）终缩聚 图６ 工业上聚对苯二甲酸乙二醇酯（涤纶）的合成路线 ４成绩评价体系改革 单纯从期末成绩来评价学生对课程学习情况以及学生对理论知识的掌握情况是非常欠缺 ］．我们 １５６ 西南师范大学学报（自然科学版）ｈｔｔｐ：／／ｘｂｂｊｂ．ＳＷＬ１．Ｃｎ 第３８卷 主张采用多种形式成绩评价体系，以能力考查为主，能力考查主要包括实习表现、平时表现和参与老师课 题情况等．成绩组成主要有笔试部分（期中占１０ ９／５、期末考试成绩占３０％）、实习成绩占２Ｏ 、平时成绩占 ３５ （包括作业、考勤、互动情况等）、学生参与老师研究课题情况（占５ ）．鼓励学生参与老师研究课题， 在科研过程中理解和掌握《高分子化学》基本规律和基本原理．另外，设立《高分子化学》单科奖学金，鼓励 学生努力学习． ５ 结论部分 对《高分子化学》进行了模块化课程设计，采用了“四位一体”多元化教学模式，并分别采用了“案例教 学”和“比较教学”方式进行授课．在课堂教学过程中还特别注重绪论部分的教学、注重现代化手段教学、注 重互动式教学．并采用了新的成绩评价体系．通过上述的课程设计和教学改革， 我们发现学生能牢固掌握 《高分子化学》的基本规律和基本原理，并能将《高分子化学》所学知识应用于生产实际中，取得了良好的教 学效果． 参考文献： ｌｌｊ董建华．从高分子化学与衣食住行到高科技发展Ｉ－ｊ］．化学通报，２０１１，７４（８）：６７５—６８２． ２］何冰晶，蒋华江，王庆丰，等．有机化学知识在高分子化学教学中的应用［Ｊ］．高分子通报，２０１１，３：１０５—１０８． ３］ 陈雪萍，李伯耿．新版《高分子化学》解读ＥＪ］．高分子通报，２００８，６：６０—６３． １ｌ： 潘祖ｆ ．高分子化学［Ｍ］．４版．化京：化学工业出版社，２００７：１． ５ 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Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ｔｅａｃｈｉｎｇ ｍｏｄｅｌ ｉｎｃｌｕｄｅｓ ｔｈｅ ｍｏｄｕｌａｒｉｚａｔｉｏｎ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｕｒｓｅ．ｔｈｅ “ｑｕａｄｒｕｐｌｅ ｆｏｒｍｓ”ｔｅａｃｈｉｎｇ ｍｏｄｅｌ，ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｃｌａｓｓｒｏｏｍ ｔｅａｃｈｉｎｇ ａｎｄ ｔｈｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｐｏｌｙｍｅｒ ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ；ｍｏｄｕ１ａｒｉｚａｔｉｏｎ；ｍｕｌｔｉ—ｆｏｒｍａｌ 责任编辑潘春燕
