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摘 要: 《高分子物理》是高分子化学与物理及材料化学专业教学中的重点及难点,其中的基本概念的教学占有十分重要的地位。本文作者结合自己的教学心得,分析了如何根据学科特征选择教学方法,对高分子物理课程中的基本概念进行教学,达到使学生深刻理解的目的。
关键词: 高分子物理 概念 教学方法
随着高分子科学与技术不断发展,高分子科学已经渗透到各个领域与学科,是一个重要的交叉学科。高分子物理作为高分子专业的必修课程,占据着非常重要的地位。其主要是研究高分子的结构、性能及其相互关系的学科,与高分子材料的合成、加工、应用等都有着密切的联系。本课程的学习对于学生掌握专业基础知识及技能有着重要的影响。然而高分子物理因概念多、抽象、结构纷繁且性能多变而被视为高分子专业最难讲授和最难学的专业课程。不少同学认为高分子物理理论性强、推导多,在课堂教学中缺乏学习兴趣。针对这一问题,我对该课程教学方法进行研究,以增强教学效果,调动学生的学习积极性。在此过程中,我总结出以下心得体会。
1.高分子物理的概念浅析。
高分子物理中的概念在给其定义时,需同时兼顾两方面的内容,即每一个概念有它的物理意义,同时还要兼顾它属于高分子的范畴这一原则。所以,教师在教学时需根据这一特征,给每一概念一个准确的定义。同时在讲解每个概念时可应根据每一概念的特征,通过说明、举例等方法,阐明概念的外延,从而加深学生对概念的理解。
2.根据课程的特点进行的教学探索。
高分子物理教学在高分子及材料专业的本科阶段占有十分重要的地位,高分子物理的知识同时还是高分子材料流变学、高分子材料成型加工等课程基础。对于硕士阶段的学习而言,高分子物理基础知识,同样具有十分重要的地位。高分子物理,相对而言,是一门很年轻的学科,新知识大量涌现,在教学工程中很有必要向学生传授本学科的最新进展,引入一些新概念是解决这一问题的基本途径。譬如软物质、亚稳态及单链凝聚态等。
3.比较相近概念的异同,从而加深对概念的理解。
高分子物理中的许多概念之间存在着相互依存的关系,有的概念必须建议在前一概念的基础之上,有的几个概念成为一组,相互之间的区别微妙,需要认真理解,仔细区分。
高分子的链结构一节,存在大量的概念组,如一级结构和二级结构、全同立构与间同立构、自由旋转链与自由结合链等。对于这些概念组中的概念,必须准确地给出每个概念的内涵和外延,这样才能使学生有正确的理解。在教学一级结构与二级结构时,学生感觉记住这些难度较大,为此,我们可以采用表格的方式,分别列出哪些是一级结构,哪些是二级结构,并且,对作比较的每一条目,都给出一个例子。如此,学生就能准确理解哪些结构应归于一级结构,哪些归于二级结构。
4.启发、问题式教学法。
通过生活、科研中的案例,教师提出问题,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,并产生要探求的欲望,明确学习目的。
在柔性链及刚性链的教学时,我们注意到,柔性与刚性只是相对而言,比如常温下的橡胶在低温时变成坚硬的物质,从而失去高弹性,即从柔性变成刚性。从而培养学生辩证地看待问题的能力。此时,要求学生举出生活中接触到的聚合物的相似的例子,从而引起他们的兴趣,加深他们的印象。
5.逆引式教学法。
在高分子物理课程的讲授中,传统的做法是先讲解概念,再联系生活或生产实例,介绍其应用。为消除课堂中理论学习的沉闷感,我们采用逆向引导的方式,先引出实例,罗列现象,让学生从现象中提炼、发掘和验证高分子物理的理论、概念。
时温等效原理是高分子物理中的一个重要原理,如果按照传统的教学方法讲解,就算对教材上的每一句话逐句讲解,效果也不好。为此,我们在这个概念的教学中,先让学生思考高分子的松弛行为,以橡胶为例,要得到低至某一很低的温度时天然橡胶的应力松弛行为,由于温度太低,松弛进行得很慢,要得到完整的数据可能需要几个世纪,那么如何解决这个问题呢?这时时温等效原理便派上了用场。如此一来,激发了学生的求职欲望,对这个概念的教学效果也会起到促进作用。
6.弄清每个概念的适用范围。
高分子物理是一门相对说来较为年轻的学科,许多基本问题还没有搞得很清楚,一些基本概念还有待进一步澄清,这是讲授专业课普遍遇到的问题。例如,在聚合物结晶模型中,每个模型的提出都有其研究背景,都能解释一些特定的现象,然而,几乎每个模型都有它不能说明的问题。对于每一个概念都要讲清它提出的背景,讲清它的适用范围。举例是一种很好的方法。
7.有效利用多媒体资源。
现代高校教学已经摆脱了黑板加粉笔的传统方式,多媒体教学手段的采用,不仅大大节省了板书时间,还使课堂教学生动起来。高分子物理中大量概念的教学,如果配合使用多媒体动画,就会收到事半功倍的效果。例如,银纹与裂纹、冷拉等概念,配合多媒体会加深学生对概念的理解。
8.采用互动式教学法,激发学生学习兴趣。
如果一味采用灌输的方式,就会极大地挫伤学生学习的积极性。为此,在高分子物理教学中,可以采用启发、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。例如,学生在观察某一聚合物的熔点时,给出的答案是100℃,应该指出,聚合物的熔点是一个温度范围,一般是指一个熔限,这样理解才是正确的。此时继续启发学生,既然是一个范围,那么究竟是指开始熔化的温度、熔化完全的温度还是这二者的平均值呢?这样学生会给出以上三种答案,不必急于指出何者为正确。然后通个比较几个具体的例子说明,一般而言,聚合物的熔点是指聚合物完全熔化的温度。
9.对于难度较大的概念,采用类比的方法教学。
高分子物理中的概念,有许多高度抽象,理解难度较大,不妨采用类比的方法,使学生已有的知识得到顺利迁移,从而轻松地学到新知识。例如,聚合物的应力松弛及蠕变。这两个基本概念可以认为是从两个方面来描述同一个问题。学生已经学过的物质知识中,光的波粒二象性正好与此类似,都是从两个方面来看待同一种想象。于是,学生对于聚合物的盈利松弛与蠕变理解起来也就没那么困难。
高分子物理中繁多而复杂的概念,其教学方法的合理选取,对于教学效果具有重要的作用。对于不同的概念,在教学过程中须根据概念的特点、难易程度及学生已有的基础来选择教学方法。
参考文献:
[1]朱平平,何平笙,杨海洋.高分子物理重点难点释疑.合肥:中国科学技术大学出版社,2011.
[2]徐世爱,张德震,余若冰.高分子物理习题集.上海:华东理工大学出版社,2007.
[3]何曼君,张红东,陈维孝,董西侠.高分物理.上海:复旦大学出版社,2011.
[4]王建其,曹墨源,周宇杰,徐君庭,沈烈.高分子通報,2010,8,97-100.
[5]焦明立,潘玮,张旺玺,裴海燕.2010,6,113-115.
关键词: 高分子物理 概念 教学方法
随着高分子科学与技术不断发展,高分子科学已经渗透到各个领域与学科,是一个重要的交叉学科。高分子物理作为高分子专业的必修课程,占据着非常重要的地位。其主要是研究高分子的结构、性能及其相互关系的学科,与高分子材料的合成、加工、应用等都有着密切的联系。本课程的学习对于学生掌握专业基础知识及技能有着重要的影响。然而高分子物理因概念多、抽象、结构纷繁且性能多变而被视为高分子专业最难讲授和最难学的专业课程。不少同学认为高分子物理理论性强、推导多,在课堂教学中缺乏学习兴趣。针对这一问题,我对该课程教学方法进行研究,以增强教学效果,调动学生的学习积极性。在此过程中,我总结出以下心得体会。
1.高分子物理的概念浅析。
高分子物理中的概念在给其定义时,需同时兼顾两方面的内容,即每一个概念有它的物理意义,同时还要兼顾它属于高分子的范畴这一原则。所以,教师在教学时需根据这一特征,给每一概念一个准确的定义。同时在讲解每个概念时可应根据每一概念的特征,通过说明、举例等方法,阐明概念的外延,从而加深学生对概念的理解。
2.根据课程的特点进行的教学探索。
高分子物理教学在高分子及材料专业的本科阶段占有十分重要的地位,高分子物理的知识同时还是高分子材料流变学、高分子材料成型加工等课程基础。对于硕士阶段的学习而言,高分子物理基础知识,同样具有十分重要的地位。高分子物理,相对而言,是一门很年轻的学科,新知识大量涌现,在教学工程中很有必要向学生传授本学科的最新进展,引入一些新概念是解决这一问题的基本途径。譬如软物质、亚稳态及单链凝聚态等。
3.比较相近概念的异同,从而加深对概念的理解。
高分子物理中的许多概念之间存在着相互依存的关系,有的概念必须建议在前一概念的基础之上,有的几个概念成为一组,相互之间的区别微妙,需要认真理解,仔细区分。
高分子的链结构一节,存在大量的概念组,如一级结构和二级结构、全同立构与间同立构、自由旋转链与自由结合链等。对于这些概念组中的概念,必须准确地给出每个概念的内涵和外延,这样才能使学生有正确的理解。在教学一级结构与二级结构时,学生感觉记住这些难度较大,为此,我们可以采用表格的方式,分别列出哪些是一级结构,哪些是二级结构,并且,对作比较的每一条目,都给出一个例子。如此,学生就能准确理解哪些结构应归于一级结构,哪些归于二级结构。
4.启发、问题式教学法。
通过生活、科研中的案例,教师提出问题,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,并产生要探求的欲望,明确学习目的。
在柔性链及刚性链的教学时,我们注意到,柔性与刚性只是相对而言,比如常温下的橡胶在低温时变成坚硬的物质,从而失去高弹性,即从柔性变成刚性。从而培养学生辩证地看待问题的能力。此时,要求学生举出生活中接触到的聚合物的相似的例子,从而引起他们的兴趣,加深他们的印象。
5.逆引式教学法。
在高分子物理课程的讲授中,传统的做法是先讲解概念,再联系生活或生产实例,介绍其应用。为消除课堂中理论学习的沉闷感,我们采用逆向引导的方式,先引出实例,罗列现象,让学生从现象中提炼、发掘和验证高分子物理的理论、概念。
时温等效原理是高分子物理中的一个重要原理,如果按照传统的教学方法讲解,就算对教材上的每一句话逐句讲解,效果也不好。为此,我们在这个概念的教学中,先让学生思考高分子的松弛行为,以橡胶为例,要得到低至某一很低的温度时天然橡胶的应力松弛行为,由于温度太低,松弛进行得很慢,要得到完整的数据可能需要几个世纪,那么如何解决这个问题呢?这时时温等效原理便派上了用场。如此一来,激发了学生的求职欲望,对这个概念的教学效果也会起到促进作用。
6.弄清每个概念的适用范围。
高分子物理是一门相对说来较为年轻的学科,许多基本问题还没有搞得很清楚,一些基本概念还有待进一步澄清,这是讲授专业课普遍遇到的问题。例如,在聚合物结晶模型中,每个模型的提出都有其研究背景,都能解释一些特定的现象,然而,几乎每个模型都有它不能说明的问题。对于每一个概念都要讲清它提出的背景,讲清它的适用范围。举例是一种很好的方法。
7.有效利用多媒体资源。
现代高校教学已经摆脱了黑板加粉笔的传统方式,多媒体教学手段的采用,不仅大大节省了板书时间,还使课堂教学生动起来。高分子物理中大量概念的教学,如果配合使用多媒体动画,就会收到事半功倍的效果。例如,银纹与裂纹、冷拉等概念,配合多媒体会加深学生对概念的理解。
8.采用互动式教学法,激发学生学习兴趣。
如果一味采用灌输的方式,就会极大地挫伤学生学习的积极性。为此,在高分子物理教学中,可以采用启发、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。例如,学生在观察某一聚合物的熔点时,给出的答案是100℃,应该指出,聚合物的熔点是一个温度范围,一般是指一个熔限,这样理解才是正确的。此时继续启发学生,既然是一个范围,那么究竟是指开始熔化的温度、熔化完全的温度还是这二者的平均值呢?这样学生会给出以上三种答案,不必急于指出何者为正确。然后通个比较几个具体的例子说明,一般而言,聚合物的熔点是指聚合物完全熔化的温度。
9.对于难度较大的概念,采用类比的方法教学。
高分子物理中的概念,有许多高度抽象,理解难度较大,不妨采用类比的方法,使学生已有的知识得到顺利迁移,从而轻松地学到新知识。例如,聚合物的应力松弛及蠕变。这两个基本概念可以认为是从两个方面来描述同一个问题。学生已经学过的物质知识中,光的波粒二象性正好与此类似,都是从两个方面来看待同一种想象。于是,学生对于聚合物的盈利松弛与蠕变理解起来也就没那么困难。
高分子物理中繁多而复杂的概念,其教学方法的合理选取,对于教学效果具有重要的作用。对于不同的概念,在教学过程中须根据概念的特点、难易程度及学生已有的基础来选择教学方法。
参考文献:
[1]朱平平,何平笙,杨海洋.高分子物理重点难点释疑.合肥:中国科学技术大学出版社,2011.
[2]徐世爱,张德震,余若冰.高分子物理习题集.上海:华东理工大学出版社,2007.
[3]何曼君,张红东,陈维孝,董西侠.高分物理.上海:复旦大学出版社,2011.
[4]王建其,曹墨源,周宇杰,徐君庭,沈烈.高分子通報,2010,8,97-100.
[5]焦明立,潘玮,张旺玺,裴海燕.2010,6,113-115.