新工科背景下高分子物理实验的教学改革研究

苑沛霖，王彦斌，苏 琼，贺 媛，孙初锋，尹奋平

(西北民族大学化工学院，甘肃 兰州 730030)

《高分子物理实验》课程是高分子材料与工程专业十分重要的实验课程之一，也是引导学生对《高分子物理》理论课程所学知识的验证及实际操作，具有十分重要的科学研究意义，也是培养学生理论与实际相结合能力的重要方法[1]。新工科概念的提出也向高校对工程学科学生的培养模式给出了更加细致的要求，实验课程作为工科学生提升动手能力、培养解决问题能力的重要一环，在实践教学中具有现实意义。

高分子物理课程是材料学、高分子材料与工程等专业十分重要的专业必修课程，由于理论教学阶段涉及到物理、化学、数学等多方面知识的综合体现，存在部分较为抽象的原理及现象解释，学生在学习阶段会遇到一定的困难。因此，高分子物理实验课程的开设可以有效的解决概念化记忆模式的弊端，以实际操作和现象观察等多方面直接感受使学生充分理解课程概念，并以实验操作对理论教学进行验证和解释，增强学生的亲身体验感，更加有效地引导学生对课程的学习和对概念的理解。

目前，高分子物理实验课程的教学过程中，依然存在这一定的问题，尤其体现在实验种类较为单一且陈旧，课程教材虽有不断完善，但内容变化不大，仅涉及少量新型实验的设计及操作，创新性存在一定的现实差距。由于高分子物理实验课程的开展需要涉及长时间实验操作，易导致课程教学时间不足，学生无法全身心投入长时间的实验验证过程。同时，由于实验课程设计到部分大型实验设备，且设备价格较高，部分高校无法承担设备的采购及损耗，也造成了实验水平无法提升的原因。

因此，为全面提升高分子物理实验课程的教学水平，首先需要对课程进行全新设计，并提高课程的新颖性，开展新实验、新方法、新理念的创新模式，编写全新的实验课程教材，紧密联系理论课程与实验课程，在课堂教学阶段对学生有兴趣的概念和现象进行整理，并根据学生的想法进行课程设计，保证课程的顺利开展和学生对于该实验课程的喜爱程度，使学生更加愿意参与到实验教学中，从而培养学生的实验操作能力[2]。同时，鼓励学生对实验方法在安全合理的范围内进行自主化改进，学生可根据自己的理解，对实验进行合理优化或全新设计，验证合理性后，可以在实验教师的指导下进行实验过程的验证，得到实验结果。对理论符合规律但实验效果不佳的课程实验，鼓励教师与学生在课下进行研究，并引导学生进入教师实验室进行理论研究和实际验证，得出失败原因并加以改成，可以有效的提升学生的创新能力和创新意识。

在高分子物理实验课程中，部分实验涉及实验现象的观察和实验数据的记录和计算，对学生理论知识的理解程度有较大的要求，在实验教学过程中该部分课程主要由教师演示、计算方法讲解的方式进行，影响了实验课程进度。因此，在实验教学阶段更应引导学生对实验内容进行预习，提前了解实验内容和实验原理，从理论课程教材入手，对实验现象进行具体化分析。由于化学实验存在不确定性，尤其在化学定量实验过程中，实验条件的微量变化都会导致实验结果的差异，所以应引导学生建立细节意识，在实验过程中对每一步实验流程进行确定和仔细操作，从而得到更加准确的实验数据，也可以培养学生对于科学研究的严谨性[3]。

目前的高分子物理实验教学评价过程中，主要以学生的实验报告书写和实验操作能力进行打分，严重限制了学生的自主

创新能力，甚至部分学生以完成作业的形式进行实验总结的撰写和分析，对实验数据简单处理，没有深入分析实验误差的出现原因[4]。因此，应在实验考核和教学评价阶段进行学生全方面的教学评价，引导学生在实验结束后，深入了解实验的内涵和实验意义，充分总结反应机理和误差出现原因，对失败的实验进行反思分析，得到失败原因并进行重复实验得到最终数据。鼓励学生的实验创新能力，通过对理论知识的深入了解，设计新型的实验方案或对现有实验设计进行优化，对提出创新实验的同学给予加分奖励，使学生的创新思维得到锻炼，从而培养学生理论与实际的结合能力。

在高分子物理实验课程的教学过程中，应以一切为了学生为原则，以调动学生的主动学习能力为最佳形式，将“以学生为主题，以教师为主导”的教育教学模式充分观测到实验课程的教学改革中，将传统化、单一化的传统实验教学模式改变为多元化、全面化的教学模式，综合培养学生的科学素养和处理问题的能力，以非标准化的教育教学模式使学生的特点得以充分发挥，提升学生科研能力启蒙的关键作用。

在学生进行高分子物理实验的同时，可以在实验过程中提升自己的思维模式，在实验过程中了解专业相关知识，引导热爱动手、有科研想法的学生积极加入教师科研项目中，在提升实验操作的同时，学习更多有关高分子材料的知识，并在教师的指导下成立学术小组，申请相关科研创新项目，并将实验过程取得的成果进行学术论文发表或专利申请，使学生可以在自己自主的情况下进行知识学习，培养学生的科技表达能力和团队意识

高分子物理课程的教学改革对高分子材料专业学生实验能力、理解能力、动手能力、分析能力和创新能力的培养具有重大意义，以理论促实践、以实践提能力，有利于学生综合素质的提升。