高分子化學實驗教學應用構想與探討

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一、目前《高分子化學實驗》教學存在的不足

以我校現行《高分子化學實驗》教學為例，雖然教學內容涵蓋了本體聚合、溶液聚合、乳液聚合、懸浮聚合，以及一些代表性的高分子功能化反應如聚丙烯酰胺水凝膠和聚乙烯醇縮甲醛的制備等，能夠在有限的學時內較好地體現高分子化學的核心內容，但多年來仍舊遵循傳統(tǒng)教學方式。在移動互聯網飛速發(fā)展的今天，面對教學對象為個性鮮明的“90后”時，傳統(tǒng)教學方式已顯現出其不足。傳統(tǒng)實驗教學的內容大多局限于實驗教材，信息量不足。實驗教學的目的不僅僅要求學生掌握高分子化學的基本實驗技能，更重要地是希望學生能夠通過實驗加深對高分子化學相關理論知識的理解，并了解所做實驗和涉及的高分子材料在現實工業(yè)生產和日常生活中的應用。然而，目前學生從實驗預習到實驗操作，再到撰寫實驗報告，幾乎完全依賴實驗教材。實驗教材所能提供的知識較為有限，大多僅包括實驗目的、實驗原理、儀器藥品、操作步驟、數據處理等基本內容，一些擴展性的知識，諸如藥品使用安全及說明、實驗方案的多樣性、所合成高分子的表征方法以及該實驗在具體工業(yè)生產中的應用等，則鮮有涉及。此外，實驗教材的更新周期往往較長，對于實際實驗過程中發(fā)生的一些藥品或實驗方案的變動也不能及時體現。這使得實驗教學內容較為死板，不利于激發(fā)學生的學習興趣。此外，傳統(tǒng)實驗教學安排的實驗內容多為驗證性實驗，學生缺乏主觀能動性。開設驗證性實驗的初衷是輔助學生理解所學的高分子化學理論知識，同時使學生掌握最基本的實驗技能。但由于這類實驗的原理、實驗方案和實驗現象等在實驗教材中均已明確，難以有效調動學生的學習積極性，反而容易使學生產生惰性。目前，有相當一部分學生對待實驗敷衍了事，實驗預習和實驗報告千篇一律，缺乏對實驗現象的觀察和對實驗結果的思考。同時，由于許多高分子化學反應需要的時間較長，現有教學方式難以充分啟發(fā)學生的學習興趣，很多學生則利用手機看視頻、玩游戲來“打發(fā)時間”，對教學秩序產生了不良影響。長此以往，將不利于對學生思考、分析、解決問題的能力以及創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。因此，如何有效地激發(fā)學生的學習興趣、調動學生的主觀能動性，是每一位從事實驗教學工作的教師都應該認真思考的問題。

二、智能手機在《高分子化學實驗》教學中應用的必要性和重要性

2007年美國蘋果公司第一代iPhone，開啟了智能手機飛速發(fā)展的新時代。近幾年智能手機在大學校園迅速普及。有調查顯示，目前已有超過88%的在校大學生正在使用智能手機，展現出智能手機在大學校園強勁的發(fā)展勢頭；與此同時，也有近90%的學生表示自己曾有上課時間使用手機的經歷。由此可見，智能手機在為大學生提供便捷生活服務的同時，已經嚴重影響了其課堂學習。就筆者所從事的《高分子化學實驗》教學而言，目前學生在實驗過程中玩手機的現象已較為常見，甚至屢禁不止，對教學管理帶來了很大挑戰(zhàn)。究其原因，筆者認為傳統(tǒng)的實驗教學模式在目前移動網絡信息技術飛速發(fā)展的背景下已不能達到良好的教學效果，在激發(fā)學生學習興趣和主觀能動性方面有明顯不足，因此教學改革勢在必行。不可否認，智能手機已對正常教學秩序產生了負面影響。但是，筆者認為智能手機的快速發(fā)展也為改革傳統(tǒng)教學模式提供了全新的思路和機遇。對于學生在實驗過程中玩手機的現象，很多教師往往將其歸結于當代大學生的自我控制和約束能力較差，但其實缺乏“吸引力”的傳統(tǒng)實驗教學模式也難辭其咎。如果我們只一味地要求學生上課不能接觸手機，采取強硬的管理手段，而不去考慮實驗教學本身所存在的問題，教學效果只會適得其反。在智能手機和移動互聯網飛速發(fā)展的大背景之下，改革傳統(tǒng)實驗教學模式，設法使智能手機為教學所用，將是解決這類突出問題最為有效的手段之一，具有一定的必要性和重要性。借助智能手機便捷的網絡接入功能和互動功能，創(chuàng)新實驗教學手段，改革實驗教學內容，使學生能夠將智能手機作為移動學習的工具，對于增加學生的學習興趣和主觀能動性將具有積極的作用，從而有效克服傳統(tǒng)實驗教學方式存在的諸多不足。

三、智能手機在《高分子化學實驗》教學中應用的構想

結合智能手機的特點，針對目前《高分子化學實驗》教學中存在的問題，筆者就智能手機在《高分子化學實驗》教學中的可能應用提出以下構想。在實驗預習階段，可借助時下流行的微信平臺或云存儲技術，為學生在實驗前提供豐富的預習資訊。目前學生預習實驗大多依靠實驗教材，所能獲取的信息較為有限；且實驗教材不能體現實際實驗所發(fā)生的如藥品、儀器或實驗步驟等改動，較為死板。如果我們能夠利用智能手機的微信平臺，設立高分子化學實驗的公共賬號，或者開設云空間服務，每次實驗前向學生預習實驗所需知識，包括與實驗相關的高分子化學理論知識點、實驗方案、實驗注意事項和藥品使用須知、所合成高分子的表征方法以及該實驗在工業(yè)生產中的應用等背景知識，并圖文并茂地介紹實驗所需的儀器設備，則可大大豐富實驗預習的內容，使學生在實驗前對整個實驗過程有更好的感性認識。同時，智能手機所提供的移動學習方式讓學生可隨時進行實驗預習，不受空間和時間的約束，無疑更有利于激發(fā)學生對高分子化學實驗的學習興趣和主觀能動性。在實驗過程中，我們同樣可以合理利用智能手機，使其為教學所用。例如，我們可以給實驗藥品和實驗儀器設置時下流行的二維碼標簽，學生使用時通過智能手機掃描相應的二維碼，便可在網絡上迅速獲得該藥品或儀器的使用安全須知或操作說明。這種方式不僅克服了傳統(tǒng)紙質說明易臟污和破損的缺點，而且采用學生喜歡的形式，更易于提高學生的主觀能動性。我們還可將每步反應對應的實驗現象、不同實驗條件對實驗結果的影響等信息以文字或圖片的形式上傳至網絡存儲空間，供學生在等待聚合反應完成的時間內查閱。學生通過智能手機訪問上述內容，再對比自己的實驗現象和結果，可加深對實驗的理解。此外，我們還可鼓勵學生將實驗中觀察到的有趣現象或實驗結果通過智能手機拍攝視頻或照片，上傳至微信朋友圈或云空間與他人分享，也可供下一級學生參考。例如，在通過甲基丙烯酸甲酯發(fā)生本體聚合制備有機玻璃的實驗中，學生往往喜歡將小花或昆蟲標本等鑲嵌在自己合成的有機玻璃中得到一件漂亮的“琥珀藝術品”。此外，我們還可聯絡一些智能手機應用軟件開發(fā)商，設計并開發(fā)一款專門針對高分子化學實驗的應用程序，可集成從實驗預習到實驗操作等全部內容，用戶界面也更加友好。筆者認為，隨著智能手機在移動學習領域的不斷發(fā)展成熟，通過智能手機應用輔助實驗教學是未來的發(fā)展趨勢。

四、結語

綜上所述，智能手機在大學生群體中的廣泛使用給《高分子化學實驗》教學帶來了前所未有的挑戰(zhàn)。但與此同時，智能手機的快速發(fā)展也為改革傳統(tǒng)教學模式提供了全新的思路和機遇。借助智能手機便捷的網絡接入功能和互動功能，創(chuàng)新實驗教學手段，改革實驗教學內容，使學生能夠將智能手機作為移動學習的工具，一方面將有效克服智能手機對教學秩序造成的負面影響，另一方面對于增加學生的學習興趣和主觀能動性將具有積極的作用。

作者：魏瑋 李治全 劉曉亞 單位：江南大學