材料科学与工程专业高分子物理教学方法探讨

阎杰 等

摘要：高分子物理作为工科院校材料科学与工程专业的重要专业基础课，存在内容复杂、概念抽象等难点。如何有效地通过短学时讲授，使得学生对知识掌握到最好的效果，成为任课教师关注的目标。本文针对高分子物理课程的基本特点，探讨了高分子物理的教学方法，对分子物理课程的教学方法进行了深入而细致的研究，并已经应用于教学研究，取得了不错的效果。

关键词：高分子物理 教学方法 教学研究

0 引言

高分子物理是高等工科院校材料科学与工程、高分子材料、材料物理与化学等专业及相关专业的一门重要的专业基础课。高分子物理研究的核心内容是研究高分子材料的内部结构与性能之间的关系，并且通过分子运动很好的将结构与性能之间的关系联系起来。因此高分子物理是贯穿于高分子材料的设计、改性、加工与应用方面的一门实用的课程，对学生深入掌握专业知识有深远影响。然而高分子物理是一门最难讲授和学习的专业课之一，具有概念多、抽象、结构纷繁且性能多变等特点，导致不少同学认为高分子物理理论性强、推导多，在课堂教学中逐渐缺乏学习兴趣。基于这种情况，本人结合教学过程中的相关经验，重新对该课程的教学方法做了分析研究。在实际课程的授课过程中，教师要不断提高该课程教学的针对性，在把握课程特点的基础上，充分发挥学生学习的主动性，并引入新的教学技术手段，丰富教学内容，从而切实的增强教学效果，调动学生的学习积极性，达到了很好的教学目的。

1 明确课程的重点，加强同其他任课教师的联系与沟通

高分子物理研究的对象，主要是高分子化合物，其中涉及到的不少内容，相对复杂，一些概念、定理非常难理解，对于一些基础较差的学生来说，是有一定难度的。高分子物理课程，同其他的一些学科，例如物理学、材料学、光学、电学等，有着比较紧密的联系，学生在学习高分子物理课程的过程中，要求具备一定其他学科的专业基础知识，但是，在实际学习过程中，由于不同的学科之间，课程的学习进度存在较大差距，导致学生的一些交叉学科知识无法深入的理解掌握。高分子物理是一门基于数学、物理和化学等课程的课程，因此应该与这些相关课程的授课教师，建立经常性的互动沟通机制。遇到问题时，要实际反馈，并寻找合适的解决办法。例如：物理化学是高分子物理课程的重要基础课程，学生在物理化学课程中学习到的吉布斯自由能、熵变、焓变等内容都要在高分子物理课程中“聚合物溶液”这个章节进行应用与延伸。如果化学系相关老师在向学生传授这些内容时能够提及其在高分子物理中的应用，那么学生在高分子物理课程的学习过程中对一些名词不会感到那么生疏，从而对其所学的知识就会更感兴趣。从而更应该重视这些基础课程的学习，为高分子物理课程的学习打下良好基础。

2 把握高分子物理课程的主线

高分子物理主要是讨论高分子的结构与性能间关系的科学，它涉及高分子的结构、分子运动、性能三大方面。其中，分子运动是纽带，承前启后的将高分子物理课程串接成一条主线。本教学所采用的金日光主编的高分子物理，结构安排合理，内容清晰。前四章主要讲述高分子的结构，第五章讲述高分子的分子运动，第六章之后开始分别讲述高分子的性质。内容安排极其合理，有效地通过分子运动将高分子的结构与性能之间的关系清晰的表达出来。如结构包含高分子链结构、聚集态结构、高分子溶液，性能包括高分子的粘弹性、力学性能、电学性能，分子运动则包含高分子的三种状态及各种松弛转变。温度、时间等作为松弛转变的外部条件分别对应着高分子的热转变和力学松弛。这就使得在授课过程中，沿着一条主线，把高分子物理清晰的展示给同学们，使得学生在理解过程中能够清晰准确的掌握本课程，提高教学效率。

3 使用板书与多媒体相结合的授课方式

随着多媒体技术的发展，高分子物理的教学也越来越多的采用了多媒体教学。高分子物理课件将构型与构象的区别、高分子的分子运动方式、高分子材料的高弹性和粘弹性、聚合物的强度与破坏等教学内容制作成动画或视频教材，吸引学生的注意力和兴趣，使教学中的重点与难点迎刃而解。可以说，随着智能手机的普及，很多学生开始把一些教师的讲课视频，上传到网络上，然后通过智能手机，实现随时听课，这些新的通讯技术和信息传播媒介，提高了学生学习的灵活性，增加了课堂的知识量，丰富了教学内容。但是完全的课件教学也会存在一些弊端，会使得学生失去了思考的主动性，教学过程快，学生理解吃力。因此，高分子物理课程应采用多媒体课件教学为主、板书为辅的方式进行教学，在使用板书的过程中，学生和教师之间可以进行深入的沟通，教师答疑解惑，提高授课的实际效率。

4 讲授与答疑相结合，激发学生的积极性

能否唤起学生对课程内容的兴趣是能否获得良好的教学效果的重要参考之一。不论老师讲授多么精彩，多么清晰，如果学生没有真正参与进来，最多只能算是老师的精彩表演课。高分子物理课程的学习，就其自身而然，是比较空洞并且复杂的一门课程，所以教师应该有针对性的提高授课的灵活性，打开学生们的思路，用丰富多彩的授课模式，提高学生学习的热情和积极性。相关专业的一些讨论活动、学术交流、科学知识普及等，都可以融入课程的教学中去。对于复杂的问题，教师最需要做的，就是启发学生思考，使学生的注意力集中到对基本概念的学习上，产生强烈的求知欲。例如在讲授聚合物高弹性能时，学生对这个概念并不十分感兴趣。本人首先请学生们思考这样一个问题，同学们在高分子化学课程里面就会经常听到顺丁橡胶，是一种常见的橡胶制品。有同学听说过反丁橡胶吗？每次问到这里，教室里就会一片安静，学生肯定会觉得可纳闷并陷入思索，教师引导学生比较反式聚丁二烯和顺式聚丁二烯的分子结构特征，就很容易明白反式聚丁二烯不能用作橡胶的原因。为此，在高分子物理教学中，以采用启发、互动的方式引起学生的兴趣。即使学生的回答不够准确，也要发现其中正确的部分，并给予肯定，使学生获得成功的感觉，从而提高上课的兴趣。

5 引入科研内容，以科研促进教学

高分子物理学和材料科学，是比较前沿的科学技术，在当前我国的科学技术研究领域，例如，在一些技术型企业的科研过程中，其相关专业人才和实验人员，可以和学校之间进行相互协调沟通，充分发挥教学、科研之间的相互促进作用。学生在学校学习期间，接触的理论知识偏多，而缺乏实际的动手实践能力，这两种学科是实践性很强的学科，需要学生掌握大量的实验技巧，而企业的科学研究实验室，可以为学生提供良好的实习场所。在亲自动手参与的过程中，学生可以检验自己所学的理论知识，并在实际操作过程中，提高实验控制标准，切实增强个人的科研能力。

6 鼓励学生成立学习小组，发挥学生之间相互监督、鼓励的作用

在大学校园里面，学习兴趣小组如今已经不多见，但是，由于材料学和高分子物理学等专业知识，相对难懂难学，如果没有相应的学习监督、鼓励措施，很难保证学生在课下有足够的学习时间。而通过组织一些学习兴趣小组，可以让小组成员之间相互监督，一些学习成绩较好的同学，可以向大家介绍和分享学习经验，并且帮助一些基础较差的同学，这样学习小组内部成员，相互监督，有利于共同提高。教师在布置作业后，不少同学不能及时完成，而在这方面，教师可以把检查作业这一任务，分配给学习小组组长，发挥学生的自我管理功能，这样也可以提高学生的责任意识。

7 结束语

通过上述分析可以知道，在当前高分子物理教学过程中，教师不能总是按照旧的教学方法，而是要从专业的基本情况出发，充分考虑学生学习的难点，在丰富教学活动的内容，提高相关学科之间的沟通交流，让学生理解清楚交叉学科的知识，通过不断探索和创新教学方法，就一定能完成好高分子物理课的教学工作。另外，高分子物理是一门学科新、发展快的学科，它是起步晚，它是20世纪20年代才发展起来的，但是发展特别迅速的一门新兴学科，高分子的发展使得人类又进步到了一个新的时代。随着科学技术迅猛发展，包括高分子物理理论也在不断发展和完善这就要求教师关注学科的发展，不断更新高分子物理理论的教学内容，跟上学科发展的步伐。

参考文献：

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