高分子化学实验教学应用构想与探讨

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一、目前《高分子化学实验》教学存在的不足

以我校现行《高分子化学实验》教学为例，虽然教学内容涵盖了本体聚合、溶液聚合、乳液聚合、悬浮聚合，以及一些代表性的高分子功能化反应如聚丙烯酰胺水凝胶和聚乙烯醇缩甲醛的制备等，能够在有限的学时内较好地体现高分子化学的核心内容，但多年来仍旧遵循传统教学方式。在移动互联网飞速发展的今天，面对教学对象为个性鲜明的“90后”时，传统教学方式已显现出其不足。传统实验教学的内容大多局限于实验教材，信息量不足。实验教学的目的不仅仅要求学生掌握高分子化学的基本实验技能，更重要地是希望学生能够通过实验加深对高分子化学相关理论知识的理解，并了解所做实验和涉及的高分子材料在现实工业生产和日常生活中的应用。然而，目前学生从实验预习到实验操作，再到撰写实验报告，几乎完全依赖实验教材。实验教材所能提供的知识较为有限，大多仅包括实验目的、实验原理、仪器药品、操作步骤、数据处理等基本内容，一些扩展性的知识，诸如药品使用安全及说明、实验方案的多样性、所合成高分子的表征方法以及该实验在具体工业生产中的应用等，则鲜有涉及。此外，实验教材的更新周期往往较长，对于实际实验过程中发生的一些药品或实验方案的变动也不能及时体现。这使得实验教学内容较为死板，不利于激发学生的学习兴趣。此外，传统实验教学安排的实验内容多为验证性实验，学生缺乏主观能动性。开设验证性实验的初衷是辅助学生理解所学的高分子化学理论知识，同时使学生掌握最基本的实验技能。但由于这类实验的原理、实验方案和实验现象等在实验教材中均已明确，难以有效调动学生的学习积极性，反而容易使学生产生惰性。目前，有相当一部分学生对待实验敷衍了事，实验预习和实验报告千篇一律，缺乏对实验现象的观察和对实验结果的思考。同时，由于许多高分子化学反应需要的时间较长，现有教学方式难以充分启发学生的学习兴趣，很多学生则利用手机看视频、玩游戏来“打发时间”，对教学秩序产生了不良影响。长此以往，将不利于对学生思考、分析、解决问题的能力以及创新思维的培养。因此，如何有效地激发学生的学习兴趣、调动学生的主观能动性，是每一位从事实验教学工作的教师都应该认真思考的问题。

二、智能手机在《高分子化学实验》教学中应用的必要性和重要性

2007年美国苹果公司第一代iPhone，开启了智能手机飞速发展的新时代。近几年智能手机在大学校园迅速普及。有调查显示，目前已有超过88%的在校大学生正在使用智能手机，展现出智能手机在大学校园强劲的发展势头；与此同时，也有近90%的学生表示自己曾有上课时间使用手机的经历。由此可见，智能手机在为大学生提供便捷生活服务的同时，已经严重影响了其课堂学习。就笔者所从事的《高分子化学实验》教学而言，目前学生在实验过程中玩手机的现象已较为常见，甚至屡禁不止，对教学管理带来了很大挑战。究其原因，笔者认为传统的实验教学模式在目前移动网络信息技术飞速发展的背景下已不能达到良好的教学效果，在激发学生学习兴趣和主观能动性方面有明显不足，因此教学改革势在必行。不可否认，智能手机已对正常教学秩序产生了负面影响。但是，笔者认为智能手机的快速发展也为改革传统教学模式提供了全新的思路和机遇。对于学生在实验过程中玩手机的现象，很多教师往往将其归结于当代大学生的自我控制和约束能力较差，但其实缺乏“吸引力”的传统实验教学模式也难辞其咎。如果我们只一味地要求学生上课不能接触手机，采取强硬的管理手段，而不去考虑实验教学本身所存在的问题，教学效果只会适得其反。在智能手机和移动互联网飞速发展的大背景之下，改革传统实验教学模式，设法使智能手机为教学所用，将是解决这类突出问题最为有效的手段之一，具有一定的必要性和重要性。借助智能手机便捷的网络接入功能和互动功能，创新实验教学手段，改革实验教学内容，使学生能够将智能手机作为移动学习的工具，对于增加学生的学习兴趣和主观能动性将具有积极的作用，从而有效克服传统实验教学方式存在的诸多不足。

三、智能手机在《高分子化学实验》教学中应用的构想

结合智能手机的特点，针对目前《高分子化学实验》教学中存在的问题，笔者就智能手机在《高分子化学实验》教学中的可能应用提出以下构想。在实验预习阶段，可借助时下流行的微信平台或云存储技术，为学生在实验前提供丰富的预习资讯。目前学生预习实验大多依靠实验教材，所能获取的信息较为有限；且实验教材不能体现实际实验所发生的如药品、仪器或实验步骤等改动，较为死板。如果我们能够利用智能手机的微信平台，设立高分子化学实验的公共账号，或者开设云空间服务，每次实验前向学生预习实验所需知识，包括与实验相关的高分子化学理论知识点、实验方案、实验注意事项和药品使用须知、所合成高分子的表征方法以及该实验在工业生产中的应用等背景知识，并图文并茂地介绍实验所需的仪器设备，则可大大丰富实验预习的内容，使学生在实验前对整个实验过程有更好的感性认识。同时，智能手机所提供的移动学习方式让学生可随时进行实验预习，不受空间和时间的约束，无疑更有利于激发学生对高分子化学实验的学习兴趣和主观能动性。在实验过程中，我们同样可以合理利用智能手机，使其为教学所用。例如，我们可以给实验药品和实验仪器设置时下流行的二维码标签，学生使用时通过智能手机扫描相应的二维码，便可在网络上迅速获得该药品或仪器的使用安全须知或操作说明。这种方式不仅克服了传统纸质说明易脏污和破损的缺点，而且采用学生喜欢的形式，更易于提高学生的主观能动性。我们还可将每步反应对应的实验现象、不同实验条件对实验结果的影响等信息以文字或图片的形式上传至网络存储空间，供学生在等待聚合反应完成的时间内查阅。学生通过智能手机访问上述内容，再对比自己的实验现象和结果，可加深对实验的理解。此外，我们还可鼓励学生将实验中观察到的有趣现象或实验结果通过智能手机拍摄视频或照片，上传至微信朋友圈或云空间与他人分享，也可供下一级学生参考。例如，在通过甲基丙烯酸甲酯发生本体聚合制备有机玻璃的实验中，学生往往喜欢将小花或昆虫标本等镶嵌在自己合成的有机玻璃中得到一件漂亮的“琥珀艺术品”。此外，我们还可联络一些智能手机应用软件开发商，设计并开发一款专门针对高分子化学实验的应用程序，可集成从实验预习到实验操作等全部内容，用户界面也更加友好。笔者认为，随着智能手机在移动学习领域的不断发展成熟，通过智能手机应用辅助实验教学是未来的发展趋势。

四、结语

综上所述，智能手机在大学生群体中的广泛使用给《高分子化学实验》教学带来了前所未有的挑战。但与此同时，智能手机的快速发展也为改革传统教学模式提供了全新的思路和机遇。借助智能手机便捷的网络接入功能和互动功能，创新实验教学手段，改革实验教学内容，使学生能够将智能手机作为移动学习的工具，一方面将有效克服智能手机对教学秩序造成的负面影响，另一方面对于增加学生的学习兴趣和主观能动性将具有积极的作用。

作者：魏玮 李治全 刘晓亚 单位：江南大学