高分子化学课程链式教学模式的构想与实践

摘 要：高分子化学课程内容多、概念抽象、理论性强，导致学生缺乏学习兴趣，教学效果欠佳。随着科技的进步和社会生产力的发展，迫切需要通过改变教学模式以提高教学效果，培养符合时代需求的创新型人才。根据高分子化学课程教学内容的特点，将传统的讲授式教学模式转变为链式教学模式，使教学活动各个环节环环相扣，引导学生轻松、愉快地理解知识和掌握技能，并获得知识和技能迁移的能力，实现新时代人才培养目标。

关键词：高分子化学；链式教学模式；构想；实践；创新型人才

中图分类号：G642  文献标识码：A

Conception and Practice of

Chain Teaching Modein Polymer Chemistry Course

Xiong Zhu

College of Chemistry and Chemical Engineering，Yangtze Normal University Chongqing 408100

Abstract：Polymer chemistry curriculum has strong theory，so many concepts and abstract principles，which leads to lack of interest in learning for students and poor teaching effect.With the development of science and technology，and progress of social productive forces，it is necessary to improve the teaching effect to cultivate highquality innovative talents who meet the needs of the times by reforming teaching mode.According to the characteristics of the curriculum content，converting the traditional teaching model into the chain teaching model is puts forward，leaves all links interlocked，guides students to understand the significance of the knowledge they have learned and master skills with ease and pleasure，and helps they to acquire the ability to transfer the knowledge or skills，finally，achieves the goal of talent training in the new era.

Keywords：polymer chemistry；chain teaching model；conceive；practice；innovative talents

德國化学家Staudinger在1922年首次提出高分子的概念，并于1932年出版了划时代的巨著《高分子有机化合物》，从此高分子科学诞生。高分子材料具有质轻、绝缘、耐腐蚀、力学性能较好、易成型加工等优点，20世纪中叶，高分子化学基础理论逐渐成熟进而发展成一门学科［1］。新中国成立伊始，为了促进国民经济发展，保障国家安全，需要培养基础扎实的高分子化工专业人才，冯新德院士率先于清华大学开设了高分子化学课程。迄今，几乎所有拥有与化学化工以及材料相关专业的高等院校都开设了高分子化学这门课程［2］。

高分子化学是一门综合交叉课程，不仅与化学、化工有关，还与物理学联系紧密，具有理论性强、概念抽象、公式多且推导过程复杂等特点，常常令学生望而生畏，如果采用传统教学模式，难以激发学生的学习热情，学生不能将本课程所学知识内化为自身能力，学生的创新素质没有得到培养，教学效果较差，教学目标达成度低［3］。随着国民经济的迅速发展，社会对创新型人才的需求日益增长，传统的高分子化学教学体系很难适应21世纪新型人才培养的要求，在这种形势下，迫切需要对高分子化学课程进行教学改革。本文针对高分子化学课程的特点以及目前课堂教学中存在的问题，提出通过将传统的教学模式转变为各教学环节环环相扣、链接课堂内外的链式教学模式［4］。

1 链式教学模式的基本原则

传统教学模式强调教师的主体地位，从而导致学生处于被动状态，学习热情低，教学效果差。链式教学模式的教学的目标是将知识和技能传递给学生，使学生将其内化为自身的素质和能力。学生是教学活动的直接对象，也是具有主观能动性的独立个体。然而，由于学生自制力不足、认知水平有限，教学活动顺利开展需要教师的引领和指导［5］。链式教学模式具有教学环节丝丝入扣、课堂内外有机结合的特点，强调学生在学习活动中的主体地位，明确教师在教学活动中的主导地位，唤起学生的学习热情，充分发挥学生的学习主动性，激发学生的主动意识、进取精神，倡导自主、合作学习、探究的学习方式，融合传统教学手段与现代教学技术，利用互联网使“教”与“学”贯穿课堂内外。

2 高分子化学课程的教学目标

2.1 总体目标

通过高分子化学课程的学习，学生可以理解高分子化学的基本概念和掌握聚合反应原理、聚合反应速率和聚合物分子量的控制方法，培养学生具备选择合适的聚合反应类型、控制聚合反应条件合成目标聚合物的能力。本课程通过丰富的教学手段，在传递知识、技能、情感、态度、价值观的同时，培养学生的逻辑思维和形象思维能力、空间感知能力、想象力、创造力，提高学生运用数学、物理知识解决实际问题的能力，塑造学生健全的人格，培育出适应现代社会发展需求，具有爱国情怀、科学精神的创新型人才。

2.2 具体目标

（1）知识目标：理解并掌握高分子化学的基本概念、分类和命名规则；了解聚合反应常用的引发剂；掌握聚合反应的类型、机理和特征；能够运用热力学、动力学方法分析单体进行均聚合、共聚合反应的能力；能够推导聚合反应动力学方程；掌握共聚物组成曲线随竞聚率的变化以及共聚物组成与转化率的关系；了解高分子链结构、分子运动、聚合物结构与性能的关系；熟悉基本聚合方法的实施和应用；了解聚合物降解的原因及方式；了解高分子科学的发展概况与趋势。

（2）能力目标：让学生能够建立起各学科与高分子化学之间的联系并熟练运用已学过的知识解决高分子化学学习中遇到的问题，提高知识、技能迁移和综合运用的能力；具有严密的逻辑思维以及归纳与演绎、分析与综合的能力；学会简明扼要地表达自己解决问题的思路和步骤的能力；具有一定的想象力和创造力。

（3）素质目标：课程教学过程中注重德育的渗透，使学生树立正确的人生观、价值观、世界观、荣辱观；培养学生独立思考、大胆探索、积极进取的学习态度和意志品质；教给学生正确的思维方法，培养学生理论联系实际的能力；培养学生严谨的科学态度和创新精神。

3 高分子化学课程链式教学模式的实施流程

如果说教育改革的理念是教学行为的“灵魂”，那么教学模式的实施流程就是教学行为的“躯体”，是实现教学目标、达成预定教学效果的途径。高分子化学课程链式教学模式的实施流程是链式教学模式运用于高分子化学课程教学的具体措施的过程框架，其重要性不言而喻。我们针对高分子化学课程的特点设计了如下图所示的链式教学模式的实施流程：在课前这一环节中，教师利用超星学习通、腾讯课堂、雨课堂、钉钉课堂、中国大学MOOC、微信群、QQ群等平台在线为学生安排高分子化學课程预习内容并上传相关学习资源；学生则根据预习要求查阅和整理资料，自主学习，独立思考，提出问题。在课中这一环节中，教师引入新课，讲授课程内容，围绕教学内容的重难点向学生提问，组织学生合作进行探究式学习，倾听学生的发言，引导学生观点碰撞，为学生答疑解惑，评价学生学习过程和学习效果并反馈；学生认真听课，积极思考，热烈讨论，大胆发言，提出自己的疑问，对学习内容进行总结和反思。在课后这一环节中，教师在线督促学生完成作业，指导学生复习，组织课外活动，带领学生参与社会实践活动；学生独立完成作业，复习授课内容，与他人交流和协作，在课外活动和社会实践活动中理论联系实际，从而加深对高分子化学理论知识的理解。

高分子化学课程链式教学模式流程图

4 链式教学模式下高分子化学课程采用的教学方法和手段

教学方法是教师将知识和技能传递给学生的具体形式，包括讲授法、演示法、阅读指导法、观察法、实验法、讨论法、练习法、任务驱动法、自主学习法等［6］。以第二章27节［潘祖仁，化学工业出版社（第五版）］为例，在课前环节，教师通过网络平台要求学生自主学习并适时给予指导，使学生初步掌握体形缩聚、凝胶化、凝胶点等概念，了解体形缩聚的特征以及凝胶点的预测方法，会推导凝胶点预测公式并能用于计算，在这一环节中教师采用了任务驱动法、自主学习法以及阅读指导法等教学方法；在课中环节，教师从线形缩聚引入，介绍能够发生体形缩聚的体系，利用模拟动画演示苯酚和甲醛发生体形缩聚反应生成酚醛树脂的过程，播放酚醛树脂合成实验视频，提示学生仔细观察反应体系黏度突增、气泡难以上升的状态并指出这种状态的出现说明凝胶化现象产生，讲解凝胶和溶胶的区别和联系、热固性聚合物制品生产过程的两个阶段，组织学生分组讨论如何运用Carothers法和Flory统计法预测凝胶点，给出相应习题让学生练习，在这一环节中教师使用了讲授法、演示法、观察法、讨论法、练习法等教学方法；在课后环节，教师针对本节内容发起文献阅读交流会，就疑难问题进行探讨，带领学生进入实验室动手合成酚醛树脂，加深学生对体型缩聚、凝胶化、凝胶点等概念以及热固性聚合物制备过程的认识，在这一环节中采用了任务驱动法、阅读指导法、自主学习法、讨论法、实验法等教学方法。教学手段则是知识、信息的物质载体，传统教学手段有板书、模型、挂图、实物、标本等，现代教学手段有投影、录音、录像、语言实验室、计算机多媒体、网站等［7］。高分子化学课程教学过程中运用较多的教学手段有板书、模型、实物、录像、语言实验室、计算机多媒体、网站等。随着现代科技的迅猛发展，多媒体课件已经广泛用于课堂教学，然而，板书这种传统的教学手段具有灵活、便捷、可即兴创作等优点，更适合展示公式推导过程以及反映教学内容的系统、重点和层次，因此，板书也是高分子化学课程必不可少的教学手段之一。另外，模型有助于学生理解高分子的近程结构，而实物则可以激发学生的学习兴趣。在高分子化学链式教学模式下，教师灵活运用多种多样的教学方法和手段，以学生喜闻乐见的方式调动学生的主观能动性，使其轻松、愉快地完成高分子化学课程的学习任务，同时，逻辑思维能力、想象力、创造力得到充分发展，并养成终身学习的习惯，成为现代社会需要的创新型人才。

5 链式教学模式下高分子化学课程教学内容的选择

在传统的教学模式中，高分子化学课程的教学内容几乎就是教材上的知识点，学生难以窥探到知识的发现过程，不能把握知识点之间的内在联系，不了解知识的运用场景［8］。在链式教学模式下，高分子化学课程教学内容以教材为中心，辅以相关专著、期刊论文、学位论文、专利等，穿插高分子科学家发现知识的小故事、高分子科学的发展历史及前沿研究领域，激发学生的好奇心、求知欲，引领学生沿着科学家的足迹探究真理，厘清知识点的来龙去脉以及知识点之间的关联，训练学生的逻辑思维、发散思维，培养学生的想象力、创造力，教会学生如何学习，让学生为终身学习打下坚实的基础。比如，在讲第一章1.1节时，教师可将施陶丁格提出“高分子”概念的科学故事分享给学生；在讲第一章1.2节时，教师可向学生介绍高分子科学的发展历史；在讲第三章3.12节时，为了帮助学生理解假稳态阶段自由基寿命、链增长、链终止速率常数测定原理，教师可把《Introduction to Polymer Chemistry》《Polymer Chemistry》《Polymer Chemistry》《Textbook of Polymer Science》《高分子化学丛书——自由基聚合》等专著以及《Radical Lifetimes in Atom Transfer Radical Polymerization：A Monte Carlo and Deterministic Investigation》《Radical Polymerization Kinetics in Systems with Transfer Reactions Studied by PulsedLaserPolymerization and Online EPRDetection》等期刊论文推荐给学生。

6 链式教学模式下高分子化学课程评价标准

传统课程评价标准难以准确评价学生实际学习效果，有必要针对链式教学模式的特点设计一套能及时反映学生学习效果、体现能力培养目标的评价体系。如下表所示，此课程评价标准包括平时、期中、期末三部分成绩，权重分别为40%、20%、40%，评價指标有以下十项：资料收集与整理、资料学习、课堂讨论、作业、课外活动、社会实践、小论文、期中考试笔试、期末考试口试、期末考试笔试。该评价体系注重激发学生学习兴趣，强调能力培养，加强平时学习效果的考核，弱化笔试，评价指标丰富、多元，对学生的学习效果进行多角度、全方位的评价，重视学生终身学习习惯的养成，关注学生后继发展潜力，以过程性评价追踪学生的学习情况，及时调整教学策略，实现教学效果的最优化。

结语

现代社会需要高素质创新型人才，而传统“以教师讲授为主，学生被动接受”的教学模式有碍于学生创新能力的培养。由于高分子化学课程内容繁多、抽象、理论性强，导致学生缺乏学习热情，教学效果较差，学生知识吸收率低、创新素质难以得到提升，因此，将链式教学模式引入高分子化学课程教学中，激发学生学习热情，培养学生创造力，转变“灌输”为主的教学方式，对于实现高等教育人才培养目标意义重大。在链式教学模式下，设计了高分子化学课程教学活动实施流程，丰富了教学方法和手段，拓展和补充了教学内容，构建了能够全面评价学生学习效果的课程评价标准体系，知识传授与能力培养并重，着力培养符合时代需求的创新型人才。

参考文献：

［1］冯新德.21世纪的高分子化学展望［J］.高分子通报，1999（3）：19.

［2］张晓云，孙晓丽.高分子化学教学中科学发展史教育的功效［J］.广州化工，2015，43（11）：237238+240.

［3］李继航，张强.高分子化学教学中的互动式教学的应用探索［J］.山东化工，2020，49（24）：159160.

［4］刘长玲，宋岩，佀庆波.基于课程群建设下的高分子化学教学改革探索［J］.广东化工，2022，47（24）：139+140.

［5］郭霖.高分子化学创新教学与一流课程建设［J］.大学化学，2021，36（12）：3244.

［6］王宇会.基于OBE理念的工程测量课程教学改革与实践［J］.大学教育，2021（4）：1820.

［7］陈家欣.用多媒体教学与传统教学兼容的手段进行图学教学［J］.电脑知识与技术，2019，15（35）：150151.

［8］郝智，伍玉娇，罗筑，等.高分子化学课程教学改革与实践初探［J］.高分子通报，2012（5）：116118.

作者简介：熊竹（1982— ），女，汉族，重庆永川人，博士，讲师，主要从事功能高分子材料的研发工作。