高分子化學范文10篇

人類從一開始即與高分子有密切關系，自然界的動植物包括人體本身，就是以高分子為主要成分而構成的，這些高分子早已被用作原料來制造生產工具和生活資料。人類的主要食物如淀粉、蛋白質等，也都是高分子。只是到了工業上大量合成高分子并得到重要應用以后，這些人工合成的化合物，才取得高分子化合物這個名稱。但提到合成高分子材料（聚合物）的應用與發展，人們在想到它們極大地方便我們的生活的同時，很多人會想到“白色污染”，甚至將水污染、大氣污染等各種環境問題的產生怪罪于高分子，這說明他們對高分子并不十分了解。當今高分子的功用無處不在，而人們認識高分子時，往往忽略了它帶給人類生活的巨大變化和種種利益，不了解它為人類文明做出的貢獻是巨大的。

一、高分子化學的內涵

1．何為高分子化學

顧名思義，高分子就是相對分子質量很高的分子，它是高分子化合物的簡稱。高分子化合物，又稱聚合物或高聚物，是結構上由重復單元（低分子化合物—單體）連接而成的高相對分子質量化合物。高分子的相對分子質量非常的大，小到幾千，大到幾百萬、上千萬的都有。我們有時將相對分子質量較低的高分子化合物叫低聚物。高分子化學作為化學的一個分支，同樣也是從事制造和研究分子的科學，但其制造和研究的對象都是大分子，即由若干個原子按一定規律重復地連接成具有成千上萬甚至上百萬質量的、最大伸直長度可達毫米量級的長鏈分子，稱為高分子、大分子或聚合物。

2．高相對分子質量與高強度

相對分子質量和物質的性質是密切相關的，是決定物質性質的一個重要因素。只有相對分子質量高的化合物才有一定的機械力學性能，才能作為材料使用。例如乙烷、辛烷、廿烷、聚乙烯、超高分子量聚乙烯，都是直鏈的烷烴化合物，但是分子量變化很大，其機械力學性能因而也有極大的區別。

一、高分子化學的內涵

1．何為高分子化學

顧名思義，高分子就是相對分子質量很高的分子，它是高分子化合物的簡稱。高分子化合物，又稱聚合物或高聚物，是結構上由重復單元（低分子化合物—單體）連接而成的高相對分子質量化合物。高分子的相對分子質量非常的大，小到幾千，大到幾百萬、上千萬的都有。我們有時將相對分子質量較低的高分子化合物叫低聚物。高分子化學作為化學的一個分支，同樣也是從事制造和研究分子的科學，但其制造和研究的對象都是大分子，即由若干個原子按一定規律重復地連接成具有成千上萬甚至上百萬質量的、最大伸直長度可達毫米量級的長鏈分子，稱為高分子、大分子或聚合物。

2．高相對分子質量與高強度

相對分子質量和物質的性質是密切相關的，是決定物質性質的一個重要因素。只有相對分子質量高的化合物才有一定的機械力學性能，才能作為材料使用。例如乙烷、辛烷、廿烷、聚乙烯、超高分子量聚乙烯，都是直鏈的烷烴化合物，但是分子量變化很大，其機械力學性能因而也有極大的區別。

3．高分子科學的主要內容

一、高分子化學的內涵

1．何為高分子化學

顧名思義，高分子就是相對分子質量很高的分子，它是高分子化合物的簡稱。高分子化合物，又稱聚合物或高聚物，是結構上由重復單元（低分子化合物—單體）連接而成的高相對分子質量化合物。高分子的相對分子質量非常的大，小到幾千，大到幾百萬、上千萬的都有。我們有時將相對分子質量較低的高分子化合物叫低聚物。高分子化學作為化學的一個分支，同樣也是從事制造和研究分子的科學，但其制造和研究的對象都是大分子，即由若干個原子按一定規律重復地連接成具有成千上萬甚至上百萬質量的、最大伸直長度可達毫米量級的長鏈分子，稱為高分子、大分子或聚合物。

2．高相對分子質量與高強度

相對分子質量和物質的性質是密切相關的，是決定物質性質的一個重要因素。只有相對分子質量高的化合物才有一定的機械力學性能，才能作為材料使用。例如乙烷、辛烷、廿烷、聚乙烯、超高分子量聚乙烯，都是直鏈的烷烴化合物，但是分子量變化很大，其機械力學性能因而也有極大的區別。

3．高分子科學的主要內容

摘要:本文介紹了目前《高分子化學實驗》的教學現狀和存在的問題，針對這些問題采取一些切實可行的措施進行改革，具體改革措施包括開設設計型實驗，實驗內容從驗證型到探索型和增加實驗的趣味性和創意性，通過近兩年的改革實踐，取得了初步成果。

關鍵詞:高分子化學實驗;實驗教學;教學改革

高分子化學是桂林理工大學材料科學與工程學院高分子材料科學與工程專業學生的一門核心專業基礎課程。［1-3］本校的高分子化學實驗被單獨列出來成為一門必修的專業基礎課，其本質是以實驗為基礎的自然科學。通過高分子化學實驗課的教授與學習，在實驗過程中培養學生實驗操作的熟練性，通過實驗裝置搭建、實驗現象的觀察和記錄，增強學生動手能力，實驗后期的實驗現象分析和實驗數據的處理都能培養學生解決問題的能力，通過實驗課的學習能使學生對理論知識理解深入，結合理論和實踐最終提高學生的綜合素質和創新能力，同時還能增加師生的互動與交流。高分子化學實驗是基于有機化學合成實驗，他們都具有原理性、概念性、實踐性、操作難度比較大的課程的特點，但是它又不同于有機化學實驗，有自己的特征，比有機化學合成實驗更為復雜，因此想要完全掌握高分子化學實驗中的各種操作技術具有一定的難度。高分子化學實驗課前期準備以及后續處理工作比較繁瑣，譬如單體、引發劑的精制與提純，所得聚合物的除雜與固化，以上這些工作都需要充足的時間來完成。另外，高分子化學實驗操作中涉及到預聚體的制備，同時實驗過程中需要用到大量危險品，因此這門課的教學內容還包括關于危險品的使用注意事項以及反應完畢后廢液的處理等。總之，高分子化學實驗課程對于本科生教學意義重大且課程內容豐富涉及面廣。

1教學現狀與存在的問題

本校高分子化學實驗課程具體所開設的實驗有:實驗一聚乙烯醇縮甲醛的制備;實驗二甲基丙烯酸甲酯本體聚合及有機玻璃的制備;實驗三醋酸乙烯酯的乳液聚合;實驗四苯乙烯的懸浮聚合;實驗五丙烯酸溶液聚合及高吸水性樹脂的制備和實驗六導電聚苯胺的合成及導電性測試。這六個實驗涉及了高分子化學中重要的四大聚合方法:本體聚合，溶液聚合，乳液聚合和懸浮聚合。作為基礎性的實驗，高分子化學實驗課可以培養學生的基本實驗技能且能熟悉實驗儀器的基本操作，但是目前以典型的驗證型實驗為主，他們只需要按照標準設化的實驗步驟完成實驗即可，學生的動腦思考受到了限制。這樣學生分析問題、解決問題的能力很難得到提升，也不利于學生創新思維的養成及學生的實驗興趣的提高。經初步調研論證，結合本校實際情況，我們確定以16、17級學生作對象，建立高分子化學實驗課程的實踐教學改革的試點，對高分子化學實驗教學模式進行改革探索與實踐。

2教學改革的實施

摘要:O－AMAS教學模型是由南開大學有效教學團隊獨立研發的以學習結果為導向的有效教學模型，由教學目標設計(O)、迅速激活(A)、多元學習(M)、有效測評(A)、簡要總結(S)五個環節組成，這個模型可以快速激活學生學習熱情，增強師生互動，具有廣泛適用性，而傳統的高分子化學以驗證性實驗為主，普遍存在滿堂灌的傳統教學模式，不能滿足學生日益增長的學習請求，本文基于“O－AMAS有效教學模型”，提出以超星學習通“一平三端”線上預習加虛擬仿真實踐和線下實驗探究相結合的有效教學策略，提出線上預習音視頻資源、虛擬仿真實踐與方法改進思考、線下實驗探究的有效教學策略，目的在于增強學生的參與感和自主探究能力，充分發揮學生主觀能動性，激發學生科研興趣，高效完成實驗探究。

關鍵詞:O－AMAS;有效教學模型;高分子化學實驗教學探究

O－AMAS有效教學模型借鑒以成果產出為導向的OBE(Outcomes－BasedEducation)教育模式為教學設計思路，包括教學目標設計(Objective，O)、迅速激活(Activation，A)、多元學習(Multi－learning，M)、有效測評(Assessment，A)、簡要總結(Summary，S)五個環節［1］。該模型以學生學習結果(outcome)為導向，以師生高效互動為驅動力，從教學方法、教學技術、教學組織與管理等多個層面入手，從培養學生興趣開始，引導學生主動學習，深度滲透教學目標，可控可見教學效果，是2017年由南開大學有效教學團隊提出的結果為導向的有效教學模型［2－3］。傳統的高分子材料與工程專業學生開設的高分子化學實驗主要以驗證型實驗為主，包含本體聚合、界面聚合、溶液聚合、乳液聚合、懸浮聚合等實驗，驗證型實驗雖然利于教師備課和學生快速掌握實驗流程和快速了解實驗設備，但存在學生參與度低，不利于學生創造性思維和創新意識的培養，不利于培養學生發現問題、分析問題和解決問題的能力［4－6］。另外實驗內容以單元為主，內容獨立，無法有效銜接教材，知識點分散，缺乏系統性，與高分子材料與工程專業其他實驗課程如高分子物理實驗、高分子合成實驗等難以銜接，不利于學生發散思維和拓展知識面。這種教學培養模式不能滿足新時代國家對人才培養模式的要求，亟需改進［7－8］。基于存在的現狀和O－AMAS有效教學模型的高效性和普適性，我們提出基于O－AMAS的高分子化學實驗教學探究。主要由線上教學模塊和線下教學模塊組成。

1線上教學模塊

線上教學選用超星學習通在線學習平臺，設置以課本知識銜接為主，視頻教學實驗為輔。為了增強學生學習熱情和參與度，按照O－AMAS模型設置每節課的學習目標，然后以生活中材料和常見例子為例迅速激活學生學習欲望，接著根據每個實驗涉及的教材基礎知識，設置相應的基礎知識講解，包含新課程課件、實驗操作視頻虛擬仿真實驗操作等過程，在多元學習過程中引入思考和討論，學生可以班級為單位建立學習討論小組，在線提出問題，解答問題或提出改進意見，每節課都會設置有效測評，內容包含教材知識回顧、實驗原理、實驗條件改進及實驗注意事項等，每次測評設置紅花獎勵，鼓勵發散思維，任課教師在線評閱，適當增加課堂分值算入總成績，通過引入分值的方式激勵學生參與到實驗課程學習中來，同時在每一堂課結束之前都會設置實驗總結，簡潔闡明實驗原理、相關知識點及實驗注意事項等，使學上牢記課堂學習內容，同時起到預習和自我檢測的作用。加深對實驗的理解，以便學生線下實驗操作的進行。

2線下教學模塊

[摘要]在新時代全面推進高校課程思政建設的背景下，結合高分子化學實驗課程的特點，將思政教育融入課程教學過程中，不僅是立德樹人的價值需求，還是學生專業發展的內在要求。本文首先闡述了高分子化學實驗課程思政內容的設計，然后探討了高分子化學實驗專業教育與思政教育的融合方法，達到對課程思政的建設，以期為課程育人提供借鑒經驗，促進專業教育與思政教育的協同發展。

[關鍵詞]高分子化學實驗；課程思政；思政元素；課程建設；育人目標

2020年6月，教育部全面推進高校課程思政建設，構建全員全程全方位育人大格局，全面推動高校課程思政建設提質提速。課程思政是新時代高校課程教學改革建設的要求，它是指以高校課程為承載，通過課程中思政元素的挖掘，實現專業知識教育與思政教育的協同發展[1]。課程思政建設的重點就是深入挖掘專業課程內容的思政映射，使思政教育在專業教育中成為“有源之水，有本之木”；課程思政建設的難點就是將思政教育與專業教育的有機融合，使思政教育在專業教育中“如春在花，如鹽在水”。課程思政教育的有效融入能夠進一步調動學生專業學習的積極性，培養學生正確的價值觀念，進一步強化學生的專業認同感[2]。在印發的《高等學校課程思政建設指導綱要》中明確“專業實驗實踐課程，要注重學思結合、知行統一，增強學生勇于探索的創新精神、善于解決問題的實踐能力。”紙上談來終覺淺，覺知此事要躬行，我校高分子化學實驗課程開設于復合材料與工程和功能材料專業，每年大約150人次左右進行課程實踐學習，該課程是與高分子化學理論課程相輔相成的一門實踐類課程，通過理論與實踐課程的相結合能夠使學生更加深刻的理解理論知識、增強學生的實踐動手能力、培養學生創新意識以及提升學科認知。實驗類課程思政為育人教育升華鑄魂，這種通過身體力行得到的體會感悟，能夠更加深耕于學生之心[3]。

1高分子化學實驗課程思政內容設計

深入挖掘高分子化學實驗中的課程思政元素，并將其“潤物無聲”般融入教學過程中，實現思政教育的技能目標、德育目標、未來目標及認知目標，達到思政教學與專業教育的和諧統一[4-5]。結合高分子化學實驗課程內容，深入挖掘課程環節中的思政映射內容，提煉思政元素，并將其有機融合至實驗知識講授和實驗操作中，從而實現思政育人目標[6]。高分子化學實驗課程中專業知識與課程思政有機融合的教學內容設計，匯總如表1所示。通過科學嚴謹的方法論、細節決定成敗的操作技巧、發掘客觀規律的普遍適用性、做到理論知識與實踐相結合的觀念實現思政育人的技能目標；通過量變到質變的科學啟發、實驗結果求真務實的記錄、科技強國的案例實現思政育人的德育目標；通過典型案例孫曼靈教授的家國情懷、卡羅瑟斯的科學創新精神實現思政育人的未來目標；通過實驗操作提升自身安全意識和環境保護意識實現思政育人的認知目標。

2高分子化學實驗專業教育與思政教育的融合方法

摘要:隨著新工科的不斷發展，對高校人才培養質量提出了更高要求，課程的教學改革是提高人才培養質量的重要途徑。《高分子化學實驗》是高分子材料與工程專業開設的一門重要基礎實驗課程，創新性地將“互聯網”技術引入到實驗教學中，形成“互聯網+”教學模式，探索新教學模式下高分子化學實驗的教學效果和學生的學習效率，提升實驗教學的教學質量。

關鍵詞:新工科;高分子化學實驗;互聯網+;教學改革

《高分子化學》是高分子科學的專業基礎課，課程注重培養學生系統理解和掌握高分子科學，特別是高分子合成的重要概念和基礎理論的能力。《高分子化學實驗》是與《高分子化學》相配套的基礎實驗課程，側重于學生自己動手進行高分子合成的實驗過程，目的是使學生在實踐中認識并理解高分子科學理論，并運用相關理論對實驗結果進行分析和討論。鄭州輕工業大學高分子材料與工程專業2009年入選國家級特色專業，2019年入選國家級一流本科專業建設點，2020年“新工科背景下高分子材料與工程專業人才培養質量提升范式探索與實踐”獲批河南省新工科研究與實踐項目立項。《高分子化學實驗》作為本專業重要專業基礎實驗課之一，積極探索其教學改革，研究人才創新能力培養新模式對支撐國家一流本科專業建設和新工科背景下人才培養質量提升具有十分重要的意義。同時也為其他兄弟院校在進行高分子實踐教學改革和創新提供參考。

1傳統實驗教學存在的問題

《高分子化學實驗》是培養高分子科學專門人才首要的關鍵實踐環節［1］，通過老師與學生面對面、手把手地教和學，從而培養學生的實驗觀察分析能力、基本實驗操作能力、遇到問題的應變和個人解決問題能力以及實驗過程小組間的協作能力。通過調研分析，較多高校在開設該課程時，實驗內容都包括自由基聚合的四大基本聚合方法:本體聚合、溶液聚合、懸浮聚合和乳液聚合。傳統實驗教學模式［2］:首先學生在實驗前做好預習，實驗課開始后將實驗預習報告交給老師檢查批改，老師先講解實驗基本原理和方法以及操作過程并對學生預習情況進行提問，然后學生開始組裝實驗裝置，稱量藥品，準備實驗，在實驗過程中，通過觀察實驗現象，并做記錄，中間遇到問題隨時可以向老師請教，同時老師也實時跟蹤學生實驗情況，實驗結束后，學生記錄實驗結果，后續進行數據處理，清理好實驗儀器后可以離開，老師根據實驗報告完成情況，結合實驗過程，做出成績評定。而在這種傳統實驗教學過程中，存在以下問題:(1)課前預習效果差。由于部分學生的動手操作能力以及對實驗的理解能力較弱，對實驗所需了解的環境、設備、現象和注意事項感到抽象陌生，導致對實驗的內容和原理掌握不到位，預習效果差。(2)實驗平臺搭建不規范。實驗課就是動手的過程，但由于學生平常都是以理論課為主，動手操作過程相對較少，往往認為實驗很簡單，眼高手低現象嚴重，所以在儀器組裝過程中，經常出現水管接口爆開，玻璃儀器破碎、裝置中心不穩、攪拌棒與燒瓶不平衡等現象，而且組裝實驗儀器，動作都很生硬緩慢，這些問題帶來的后果就是實驗容易失敗，浪費時間和藥品。以苯乙烯的懸浮聚合為例，合成實驗的產品外觀和性能很大程度上取決于攪拌器的攪拌速率以及攪拌的均勻性，由于個別學生在實驗裝置搭建過程中不嚴格按照要求進行調試，出現攪拌器歪斜或是近乎觸底，導致實驗攪拌效果較差，在聚合反應后期，苯乙烯低聚物的黏度逐漸增大而發生黏結成團，無法分散成顆粒均勻的小單元，導致苯乙烯懸浮聚合產品尺寸不穩定，甚至實驗失敗。(3)教學講解過程無留存。傳統實驗教學過程，學生人數多，對于基礎實驗，一般安排兩人一組進行實驗。從老師講解到開始實驗，再到實驗過程和最后的實驗結果分析和數據處理，老師都會在學生集中后，對大家進行統一系統講解，而少量學生可能因講解時開小差，或因沒有預習，對老師講解的內容理解不到位，導致實驗開始后稱量藥品、搭建實驗裝置出現問題，進而實驗過程中也容易出現異常現象，但又不知道如何處理，實驗結果不理想，而在進行實驗記錄和完成實驗報告時，出現學生因流于形式，抄襲實驗書本步驟，而不是對自己的實驗過程進行詳細記錄，沒能起到應有的實驗學習效果。

2“互聯網+”教學改革與創新實踐

摘要:提出了探究式教學法在高分子化學實驗教學中的應用，結合當前高分子化學產業實際情況和綠色發展趨勢設計實驗，促使學生理解高分子化學實驗的特點及發展方向并激發學習積極性，掌握高分子化學基本理論知識和實驗設計技巧，同時使高分子化學實驗由“驗證式”向“探究式”轉換，提高學生的創新能力和綠色意識。

關鍵詞:高分子化學實驗教學改革;探究式教學;綠色化學

當今環境污染問題日趨嚴重，對于化學化工行業“綠色化”發展的需求愈發明確、清晰［1－2］。高分子化學實驗是高分子專業的一門專業必修課，在高分子化學教學中占有重要地位，可以有效地訓練學生的基本技能和綜合素質。但傳統高分子實驗中的試劑使用量很大，種類較多且大部分試劑都具有毒副作用和較強的揮發性，對環境影響很大;同時在教學過程中側重于實驗技能，對于學生的綠色化學意識、環保意識和責任意識相對較少。因此，通過高分子化學實驗的綠色化學教學改革，可以加深學生對理論知識的實踐理解，提高學生的創新意識和綠色意識［3－5］。為此，筆者在從事高分子化學實驗教學中進行了一些有益探索。

一、探究式教學概念

探究式教學，又稱發現法、研究法，是美國教育學家杜威在20世紀初提出的，他認為科學教育不僅僅要使學生掌握大量的理論知識，更重要的是學會科學研究的過程和方法［6－8］。其實古人在很多年前就提到“授人以魚，不如授人以漁”，已經明確表明了學會方法的重要性。探究式教學方法具體是指從學科研究領域或者從現實社會中選擇和確定一個主題，然后在教學中設置一個類似于科學研究的問題，以學生為主體，在教師的引導下，學生自覺、主動地探索科學知識，找出解決問題的方法，進行修改和完善，形成自己思想的學習過程。相比于傳統實驗教學方法，嘗試讓學生發現實驗教學中存在的問題并主動地提出相應的解決方法，可以提高學生的參與度和積極性。探究式教學方法的實施可以促使教師教學方法和學生學習方式的轉變，有利于學生創新意識和動手能力的培養。

二、高分子化學實驗教學中存在的問題

摘要：基于“以學生為中心”的教學理念和“全程育人、全方位育人”的教學目標，以輕化工程專業高分子化學與物理課程為例，通過貫穿式的課程教學設計、啟發式的教學互動和參與式的小組項目研討串聯教學內容三個方面，將課程思政元素有機融入專業基礎課的教學過程，促進了學生團隊協作能力的提高和德才融合的全面發展。該研究有利于提高大學課程教學質量，全面提高人才培養水平。

關鍵詞：專業基礎課；課程思政；團隊合作

1引言

新時代的教學提倡“以學生為中心”的教學理念[1-3]，并按照課程思政的要求，在教學過程中“把立德樹人作為中心環節，把思想政治工作貫穿教育教學全過程”，從而實現“全程育人、全方位育人”的教學目標[4]。這就要求專業課教師在教學實踐中有計劃、有目的地將思政元素融入教育教學過程[5]，通過一定的教學手段將德育和專業教育有機地結合起來[6]。近年來，廣大高校教師在教學中集思廣益，通過積極開展教學方法和教學模式等改革，取得了許多成果[7-11]。但目前的研究多為自上而下的政策解析、頂層設計和自下而上的在專業課程教學中融入思政元素的方法論，針對一門課程進行的全面課程設計和教學實踐總結則較為少見。近年來，課程團隊結合青年教師在英國、美國等國家的海外留學經歷，以及資深教師幾十年來在輕化工程專業的教學體會，重點開展了在專業課程教學中加強大學生團隊合作能力培養的研究，主要包括：在工程類學科的專業理論課教學中，循序漸進地加入科普性、專業性和應用性的團隊合作項目，根據不同階段課程的內容特點，有針對性地進行學生合作能力的鍛煉和團隊意識的培養[12-14]；在實施過程中，團隊成員進一步結合專業發展要求，不斷融入工程認證中“以學生為中心、產出導向和持續改進”的理念以及課程思政的元素，重新整合了線上和線下的課程資源，采用混合式教學、小組項目研討等方法，豐富了教學內容，提升了教學效果。本文基于上述教學改革研究經驗，以輕化工程專業的高分子化學與物理課程為例，探索在專業基礎課程教學過程中，通過小組項目研討的組織實施，將課程思政元素有機融入人才培養過程，促進學生團隊協作能力的提高和德才融合的全面發展。

2課程基本情況

高分子化學與物理課程開設在大學本科二年級下學期，共40學時。課程主要內容包括高分子化學和高分子物理兩部分：高分子化學以聚合物的聚合機理和方法為主要內容；高分子物理包括聚合物的結構與性能等。學生在學習本課程之前，先修習了無機化學、有機化學、物理化學和分析化學等基礎課程，具有一定的理論基礎，并具備了一定的自學能力。本課程作為輕化工程專業學生的專業基礎課，教師在課程教學實踐過程中除了要注重化學基礎知識的融會、專業知識的傳授之外，還應注意激發學生的學習興趣，使其掌握正確的學習方法，建立工程思維，為后續專業核心課程的學習做好鋪墊。在課程教學過程中，依托課程知識點及時融入科學倫理、責任意識、愛國精神等課程思政元素，有利于進一步實現對學生的思想引領和品質錘煉，使其得到全面發展。在前期課程改革經驗的基礎上，課程團隊又按照工程認證的要求，突出了“以學生為中心”的教學理念，開展了小班化教學，增加了小組項目研討等教學環節；按照“產出導向”對教學大綱進行修訂，明確了課程培養的階段性目標；并根據教學反饋，按照“持續跟蹤、持續改進”要求，不斷推動人才培養質量的提升。團隊在疫情防控期間集中開展了線上教學，搭建起了具有授課、答疑、研討等功能的較為完善的線上教學平臺，同時整合了線上和線下多渠道的教學資源，豐富了教學內容、完善了教學體系。以上探索與實踐均為進一步的課程改革和課程思政元素的融入提供了有利條件。

1創新型實驗開展的必要性

相比基礎性實驗，綜合性實驗的設置和開展對學生各課程知識的掌握在廣度和深度上均提出了更高的要求，也使得學生能夠對分屬于不同課程的知識點有了更為深刻的認識，通過相互對比和驗證，有助于專業知識的全面掌握和理解。但鑒于實驗開展仍然遵循著學生預習、老師講授、動手操作和課后交報告的傳統模式，雖然實驗指導老師針對實驗可以設計不同的反應歷程，讓不同組別的學生獲得迥異的結果，但實驗結論的預測性很強，一些意外問題的發生也會在指導教師的預料之中，并能夠很快給出解決方案，這對于提升學生在主觀能動學習能力的效果很有限。另外，本校開展的高分子實驗在內容的編排上還存在著較為明顯的學科界限，還不能完全融合高分子化學、高分子物理和高分子成型加工原理等課程內容，因此很有必要開設具有創新型的研究型實驗課程。

2實驗開設時機

鑒于此類研究型實驗的開展往往需要比較集中的時間段，高分子材料教研室經過多次商討，確定本實驗的學時為90學時(30學時/周×3周)，將主要的實驗內容集中安排在大四上學期的最后3周內完成。此時，一方面學生已經完成了所有的理論課程的學生和各類基礎實驗的訓練，為本實驗的開展提供了先決條件;其次，在此時間段有關校園招聘活動也會告一段落，可以保證學生有充足的時間和精力完成實驗;最后，此次實驗訓練也為下一學期的本科畢業設計(論文)的開展提供一次很好的預演，能夠有效地消除學生對畢業設計(論文)的恐慌和迷茫心理。

3實驗內容的優化設計

根據王新平等［5］的觀點，創新型實驗必須具有實驗結果的不確定性和探索性、實驗設計程序的自主性和開放性，以及實驗過程的可行性和可操縱性等基本要素。因而，這類實驗的開展必然會對實驗人員(包括指導教師和學生)、實驗設備和場地等諸多方面提出了更高的要求。根據創新型實驗內容設計的三點原則［5］和本專業教研室老師的科研情況，教研室選擇了“導電性高分子材料的制備及其應用”這一開放性較強的實驗。通過多方面的探討和論證，我們嘗試設計了一個以摻雜聚苯胺的合成、表征及其在聚丙烯和天然橡膠中的應用為主線的研究型實驗，實驗內容和所需基本學時安排如下:(1)學生分組，布置實驗的側重方向(一組在聚丙烯中的應用，一組在天然橡膠中的應用)，安排相關文獻的查詢和閱讀，著重了解聚苯胺的特性和合成方法、聚丙烯和天然橡膠的性能和加工特性，溫習有關設備的操作和安全注意事項(30學時)。(2)根據分組，學生在老師的指導下搭建實驗平臺，進行聚苯胺的合成，分別采用化學氧化聚合法、乳液聚合法、微乳液聚合法和分散聚合法制得一系列經過質子酸或無機酸摻雜改性的聚苯胺，經純化干燥后備用(30學時)。(3)用高阻計測試聚苯胺的電導率，X射線衍射儀分析產物的物相結構，紅外光譜儀觀察產物的特征官能團，并在掃描電鏡下觀察產物的形貌，并比較不同組別間所得聚苯胺產物在性能和外觀上的異同(15學時)。(4)各組同學在制得合格的聚苯胺后，按照預先選定的應用方向，分別添加到聚丙烯或天然橡膠中制成復合材料，前者在雙螺桿擠出機中完成，而后者在雙輥開煉機和平板硫化機中進行。(30學時)(5)將所得復合材料進行標準化制樣后，分別用萬能電子試驗機、擺錘式沖擊試驗機和高阻計測試復合材料的拉伸性能、沖擊韌性和電導率隨聚苯胺添加量的變化規律并記錄實驗結果;用掃描電鏡觀察復合材料斷面形貌，分析破壞機制，探討材料的強度和韌性變化的機理(15學時)。(6)學生整理數據，并撰寫實驗報告。報告要求參照本科畢業論文的模板和格式，須包括引言、實驗過程、結果與討論、結論和參考文獻等主要部分(30學時)。其中(1)和(6)要求學生利用課余時間分別在實驗周的前后一周內完成，不占用實驗周的學時。在整個實驗進行過程中，如因出現不可抗力或意外情況導致實驗進展不順利，可通過與實驗室管理人員協調，利用周六和周日的時間進行彌補，以保證學生有充足的實驗時間。通過這樣一個研究型實驗的設計和內容編排，不但使學生能夠將有機化學、高分子化學、高分子物理、高分子成型加工原理以及材料現代測試與分析技術等課程中散落的知識點進行有機串聯，還同時大大增強了學生對高分子材料從合成、表征到應用的整體認識。在實驗過程出現不可預料的事件時，合理引導學生利用理論知識去分析問題，并通過查找資料尋求解決問題的方法，有力地推動了學生在理論知識和實踐應用方面的融會貫通，極大地提升了學生的主觀能動性。