科研项目与化学实验教学模式分析

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[摘要]高分子化学实验是高分子教学和科研的重要组成部分，是培养高分子化学创新型人才的重要教学环节。针对传统高分子化学实验教学内容陈旧、程序化和难以调动学生积极性等问题，提出了将科研项目融入高分子化学实验课堂中的教学模式。通过将科研项目与高分子化学实验相结合，能够锻炼学生的动手实践能力，并有助于培养学生的创新思维和创新能力，更有效地发挥实验教学在高校人才培养上的作用。

[关键词]高分子化学实验；科研项目；人才培养

随着高分子科学的发展，高分子材料已渗透到日常生活和工业的各个部门，新的高分子聚合反应、聚合方法和新的高分子材料层出不穷。高分子化学是一门以实验为基础的学科，是学生深入理解高分子化学理论课程和进行高分子化学材料研究的必备课程，对加强学生的实践动手能力与创新能力培养等方面有着重要的作用[1-3]。传统的高分子化学实验教学模式基本是教师讲解、学生操作、学生提交实验报告、教师评分等。这种教学模式下，学生对实验课程缺乏足够的重视，往往只是按部就班地操作完，最后实验报告能够拿到合格的成绩就足够了，在实验过程中缺乏对过程和细节的深入思考，因此不利于学生综合素质的培养和创新能力的提升[4-6]。高分子化学是一门与时俱进的课程，高分子化学实验应该进一步体现这种发展趋势。因此，为了提高学生对高分子化学实验课程的热情与积极性，采用科研项目与高分子化学实验课程相结合的教学模式，不仅能够丰富实验教学内容，提高学生的实验技能和科研能力，也为培养出具有创新意识和创新思维的创新人才添砖加瓦。

1传统高分子化学实验教学中的问题

传统的高分子化学实验教学模式一般是固定的，即教师讲解理论知识与实验操作示范、学生根据教材的实验目的和老师的要求进行程序化操作、学生课后撰写实验报告并交给老师、教师根据实验结果的优劣进行实验报告评分等。学生在这种教学模式下很少会对实验设计、实验过程和细节等进行思考与讨论。对大部分学生来说，只要最后的实验考核是合格的就足够了，因此学生们往往是抱着完成任务的态度做实验。这种实验教学模式虽然实现了对学生动手能力的锻炼，但是难以督促学生学以致用，导致理论课和实验课是完全分离开来的，难以结合在一起。另外，这种固定模式和程序化的实验课程，难以锻炼学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，更难以培养出具有创新意识和创新能力的人才。高分子化学的发展与变化日新月异，高分子化学实验也应该进一步体现这种变化趋势，从而使得学生们更加深入地理解高分子化学的与时俱进。然而，由于实验室资源与资金的缺乏，传统的高分子化学实验课程内容经常是几年都固定不变的，对学科的新发展、新知识、新变化没有吸收与提升。这种内容固定、操作按部就班的实验课程很难调动学生的积极主动性，更难以引起学生对高分子化学的热爱与兴趣。

2科研项目与高分子化学实验相结合

高校教师一般会以自己的研究领域为基础，进行相关科研项目的申报。这些科研项目相对于高分子化学实验来说，都是一些具有前瞻性和创新性的研究。因此，将高校教师的科研项目融入高分子化学实验教学，对高分子化学实验传统教学模式进行改革，具有重要的意义。

2.1科研项目融入高分子化学实验课堂的意义

高分子化学是一门与时俱进的课程。传统的高分子化学主要以传统高分子材料如塑料、橡胶、纤维素、涂料等为主，相应的高分子化学实验也是以合成或改性传统高分子材料为主。随着高分子科学的发展，高分子化学领域的新材料层出不穷，这不仅体现在生活、军事、工业等领域的新型功能材料。在科研项目中，高分子化学材料的应用也得到了广泛的关注与认可，高分子化学领域的科研项目在化学领域的教师中占有较大的比重。在教师的科研项目中，涉及到的高分子化学材料通常具有较好的新颖性。因此，将科研项目的内容融入高分子化学实验课堂，不仅能够丰富高分子化学实验的教学内容，提高学生对实验的兴趣和积极主动性，而且能够培养学生的科研能力和科研思维。同时，教师也可能从学生们的思考与讨论中，获得新的想法。

2.2科研项目融入高分子化学实验课堂的方法

高分子化学实验的时间一般比较长。在等待的过程中，学生基本是在聊天，有的学生甚至在打游戏，很少有同学利用这个时间对实验进行思考或者讨论。这不仅浪费了宝贵的学习时间，而且不利于实验的开展。即使后面实验出现了问题，学生也不会花费过多的时间去寻找原因。因此，老师可以利用学生在等待实验的过程中，将科研项目中较为简单且与实验有联系的部分拿出来与学生讨论。首先，将教师科研项目中与实验相关的内容拿给学生分组讨论，通过与自己的实验比较分析，并结合理论课程和实验课程知识，让学生提出问题。进一步，根据提出的问题，让学生先自己进行分析，得出结论后与老师进行讨论。然后，老师根据学生的讨论情况，引导学生提出解决问题的方法。最后，根据以上讨论的内容，鼓励学生进行进一步的创新，并鼓励感兴趣的学生利用课后时间进入教师所在实验室进行深入的探索与研究。例如，传统高分子化学实验中，有一部分实验内容是“甲基丙烯酸甲酯的本体聚合”，如果老师的科研项目中有涉及到甲基丙烯酸甲酯或者本体聚合的内容，就可以拿出来与学生进行讨论，引导学生进行实验课堂之外的新思考。通过“提出问题-分析问题-解决问题-创新实践”这一过程，锻炼学生的创新思维和科研意识，为将来进入实验室进行毕业论文课题研究或科研项目研究打下良好的基础。

2.3将科研项目内容融入高分子化学实验教学中

高分子化学实验教学，一般会有多个老师负责。每位老师都有自己的研究领域或专技特长。高分子学科之所以发展如此迅速，其中很重要的一个原因是其具有比较强的应用性。因此，根据带教老师的研究领域，可以对现有的一些高分子实验进行改进。例如，在“双酚A环氧树脂的制备”实验中，主要内容是环氧树脂的制备和环氧值的测定，而没有涉及到环氧树脂的应用。如果带教老师的研究领域和科研项目与环氧树脂相关，可以根据自己的科研项目内容，在与其他带教老师及实验中心讨论后，适当增加实验内容及应用。例如，可以增加不同制备时间下环氧树脂的制备实验，研究不同反应时间对环氧值的影响。同时，将具有不同环氧值的环氧树脂进行粘结实验，研究反应时间对环氧树脂粘结性能的影响。这种将科研项目内容与高分子实验课程相结合的方式，不仅保留了经典高分子化学实验的内容，同时丰富了实验课程的内容和方式，改变了传统高分子化学实验内容一层不变的局面。此外，这种目的导向性的高分子化学实验内容，容易引起学生的思考与兴趣，对于培养学生的科研思维和创新意识具有重要意义。

2.4将科研项目的资源与高分子化学实验共享

由于资金或平台的限制，大学生的高分子化学实验课程往往只进行最基础的研究，学生缺少进一步深入探索的机会与平台。而许多高校教师一般都有自己的科研资源或平台，因此，可以利用高校教师的实验室资源和平台，为那些对课程实验内容感兴趣的学生提供进一步研究的机会。例如，在“线性酚醛树脂的制备”实验中，主要内容是线性酚醛树脂的制备和固化，没有涉及到酚醛树脂的物理化学性能。众所周知，酚醛树脂的耐热性、拉伸性能、耐压性等影响了酚醛树脂的应用。尽管这些性质属于高分子物理领域范畴，但却是研究酚醛树脂必不可少的内容。因此，该实验课程结束后，可以带领对酚醛树脂感兴趣的同学，进入研究酚醛树脂教师的实验室。将学生实验得到的产品进行进一步的分析与研究，并要求学生提交相关的实验报告和心得体会。通过这种方式，不仅能够丰富实验教学内容、增强学生对实验的理解与认识、激发学生对实验的兴趣，还能够帮助对科研感兴趣的同学提前了解和掌握一些实验内容与技术，为将来进入实验室开展科研项目工作打下基础。

2.5鼓励学生将高分子化学实验内容拓展为大学生创新研究项目

目前贵州多所高校面向本科生开展了多种大学生创新研究项目，例如大学生开放性实验、“互联网+”项目、创新创业项目、创新计划等。这些项目的开展，离不开教师科研项目与平台的支持。在高分子化学实验课堂上，教师通过将科研项目与高分子化学实验相结合，鼓励学生对自己的实验进行思考与创新，提出自己的想法与观点。由于大学生专业知识和专业技能尚有不足，他们提出的想法往往还有所欠缺。教师可以通过上述提出的“提出问题-分析问题-解决问题-创新实践”模式，与学生进行深入讨论，直至最终确定出比较可行的思路和方案。大学生创新项目，一般要求学生具有一定的实验基础和创新能力，且申请的项目要有一定的新颖性，这就要求在培养学生的实验技能和创新思维方面下功夫。将大学教师的科研项目与高分子化学实验结合起来，可以更好地培养学生的科研素养与科研思维，有助于学生将实验内容拓展为创新研究项目。

3结语

为培养适应21世纪发展的创新型人才，高校首先应锻炼学生的动手实践能力和创新能力，而实验教学在培养学生的实践能力和创新能力上有着举足轻重的作用。通过对高分子化学实验教学模式的探索与改革，将科研项目与高分子化学实验相结合，能够充分利用高校现有资源，更有效地发挥实验教学在人才培养上的作用。同时，将科研项目与高分子化学实验相结合的教学模式，不局限于实验过程和结果的重现而是注重问题的提出，对于启迪学生思维和培养学生从事科研工作的兴趣与能力具有重要作用。学生在这种教学模式下锻炼的分析问题、解决问题等思维和能力，对毕业后的个人发展能够起到积极作用。

参考文献

[1]王丽梅．基于创新性应用型人才培养的实验教学模式研究与实践[J]．高分子通报，2014(7)：120-123．

[2]朱春莉，高星，付小芬，等．应用型人才培养模式下《高分子化学》教学改革研究[J]．国际教育，2019(10)：125．

[3]向德轩，张再兴．基于应用型人才培养的高分子化学实验改革[J]．广州化工，2018(46)：136-137．

[4]王玫瑰，朱雪梅．传统与现代的承接：职业教育理念之发展[J]．广东轻工职业技术学院学报，2014(13)：14-16．

[5]黄斌，姚金环，杨建文，等．科研项目与大学化学实验相结合的教学改革探索[J]．高校实验室科学技术，2019(4)：19-20．

[6]李桂英，郭磊，蒙延峰，等．应用型人才培养下高分子化学实验教学探索[J]．山东化工，2014(12)：141-142．

作者：兰天宇 单位：贵州民族大学