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【內容摘要】高分子物理實驗教學改革是適應基礎性、綜合性、設計性多層次實驗體系做出的重要調整。為充分發揮高分子學科培養創新型人才培養的學科優勢，實驗教學將朝著設計中融入科學、節約、環保的理念，對高分子實驗體系、內容、教學實踐、教學方法和手段進行優化改革，達到降低污染和能耗并顯著提升實驗教學效果的作用。形成以教學改革提升學生積極性，培養學生創新意識和科研興趣的氛圍。

【關鍵詞】創新人才培養;高分子物理實驗;教學改革

高分子材料和工程專業本科教學中高分子物理實驗是培養學生創新意識和能力的重要環節，從理論視角出發結合實驗教學發揮理論指導實踐的內在規律，通過實驗教學的改革加強對高分子結構和性能聯系和規律的認識，并掌握科學的研究方法和實驗技能，使學生的科學態度、實驗思維以及實踐能力獲得綜合提升。擺脫本科高校高分子物理實驗教學項目設置混亂，系統性和聯系性不強的問題。在新一輪實驗教學改革中形成以培養創新人才為核心，以掌握基本實驗原理、基本方法和操作技能為核心的實驗改革。

一、高分子物理實驗教學改革前面臨的困境

(一)設備先進性無法長期保持。當前全國高校專業實驗室在得到國家專項資金支持前基本都面臨一個基本的現實，即高分子材料技術發展迅速，物理實驗所需設備一般為大型機械設備，經費投資大，學校不可能一次性采購全部實驗設備。因此很多高分子物理實驗無法開展，或者只能依靠少數幾臺設備，勉強開展物理實驗。學生以小組形式開展實訓教學，實踐機會少，學生真實操作的空間不夠，實際操作能力無法獲得根本提升，實踐操作機會少，創新意識和能力的培養更無從談起。另外，實驗設備的更新換代迅速，學校多數老舊設備則以扎實學生理論知識為目的，在實訓教學中的作用不強，學生無法在先進設備和現代化手段的支持下完成實際操作，實踐創新得不到發展。

(二)無法落實開放性管理。實驗室建設的目的是為學生、企業社會提供用于實訓教學、培訓和教學研究等服務。但實際上實訓室的管理并沒有完全按照開放性管理的要求落實，在滿足學生實訓的前提下，真正能面向企業、社會開放的時間非常少。主要受制于實訓資源的限制，且實訓體制機制不靈活、實訓基地受時間空間等原因約束，導致學校實訓室無法做到完全開放管理。無法實現開放管理就會造成實訓室資源利用不足，學生無法按照教學之外的安排自己進行相關實驗，專業見習、畢業設計實訓教學環節若無法完全開放管理學生沒有得到充足的資源支持，實驗創新意識、能力、技能無法有效發揮。

二、實驗教學改革對培創新人才的重要性

本科教育環境下，高分子物理實驗在改革前缺乏系統性、綜合性、設計性，實驗項目設置過于混亂，不利于學生協同創新背景下學生創新能力和創造性思維的培養。實行實驗教學改革后，實驗教學注重生本教育理念在實驗全程的貫穿，學生借助先進的實驗儀器和現代化手段，自主探究學習，有助于培養科學嚴謹、敢于質疑、勇于創新的精神。并且使學生的實踐能力得到提高和研究興趣得到培養。

三、以創新人才培養為基礎的高分子物理實驗教學改革

(一)發揮先進實驗教學儀器的利器優勢，形成基本實驗技能和現代手段相結合的特點。高分子物理實驗教學中一般受制于實驗儀器數量的限制，多采用小組合作的教學方法，學生對同一實驗項目的操作和數據處理只能按照統一要求和步驟進行，并且學生也只能依據自己的實驗數據進行處理和討論，學生創新意識和能力受制于有限的實驗資源束縛［1］。隨著中央專項教育經費的支持，多所理工類本科高校高分子和材料工程作為學校的重點學科進行建設，高分子物理實驗經過教學新一輪的改革后，多數學校的教學條件得到改善，先進的實驗儀器和現代化的實驗手段被引入實驗教學，使該專業實驗教學條件得到極大提升，尤其對于學生實驗教學相關的項目實踐、專業實習、畢業設計和科研工作等環節教學工作逐漸接軌。在現代化實驗手段的支持下，學生可以借助信息技術工具查閱實驗資料，獨立完成實驗設計和方案的制定，并完成實驗操作流程，對學生獨立思考研究能力和創新能力培養提供更高質、高效的技術支撐。當前基于以現代科技儀器和手段支撐實驗項目多達60余項，其中基于功能砌塊組裝的多尺度復合材料構效調控研究、基于Cu2O微納米晶雜化材料的構筑、能帶調控及其傳感機理研究、具有特定孔道結構的新型金屬－有機骨架設計及其多功能復合效應研究、可見光響應型Cu2O/Bi2WO6催化劑的構筑及光催化降解SCFA制取氫氣和烷痙的機理等項目研究以取得突破進展。通過些年的實驗教學改革探索，學生普遍反映先進的儀器設備和現代化手段提升高分子分子量的表征手段和實驗技能的掌握，對多種先進儀器的原理和操作方法得以應用，達到實驗教學改革的目的，學生的實踐能力和創新能力獲得提升并基本滿足實驗教學各環節的儀器使用需求。

(二)整合實驗項目的融合資源效果，突出高分子物理實驗和高分子化學實驗的融合趨勢。綜合性是本次高分子物理實驗教學改革的重要導向，不同于以往的高分子物理實驗項目和高分子化學實驗以及高分子成型實驗單獨開設，形成高分子物理實驗和高分子化學實驗同時開設的專業人才培養方案，進一步整合實驗項目，促進不同項目的銜接和成果轉化。改革實驗教學后，高分子物理實驗中很多實驗材料來源于高分子化學實驗成果的轉化。在實驗課程改革后，高分子化學和物理實驗在同一學期開設，例如學生自完成經典的化學基礎實驗苯乙烯懸浮聚合后可以完成聚苯乙烯溶液的配置，并在之后的通過示差掃描儀、熱機械檢測儀、動態扭辯分析儀等先進設備對聚合物溶液的性質、形態結構、聚合物的熱性質、熔體流變性能等高分子物理基礎知識進行掌握［2］。高分子物理實驗教學改革的實踐證明，高分子物理實驗和高分子化學實驗是相互融合、相互促進的兩門基礎課程，學生可以對自己制備的實驗樣品進行成果轉化，更加積極主動地參與實驗課程，且提升實驗效果，并培養了學生的創新思維和意識，對高分子材料的研究更感興趣。

(三)以科研和實驗教學結合的改革為契機，發揮經典實驗項目和創新實驗項目的互補優勢。經典實驗項目是教學中不可或缺的組成部分。高分子物理實驗中有幾個必不可少的實驗，如粘度法測定高分子聚合物的分子量、聚合物體積電阻系數和表面電阻系數的測定、聚合物溫度和形變曲線的測定、聚合物的動態力學扭辯分析等經典物理實驗。這些實驗使學生掌握基本的物理實驗知識，學生借助經典實驗熟練掌握并可以獨立完成操作。同時創新實驗項目的設立可以在導師的指導下進行，同學們可以借助先進儀器，應用先進的實驗手段獨立完成實驗方案設計，并在導師的支持下敲定實驗方案，利用開放的實驗管理體系進行物理實驗，對于出現的問題可以及時和導師溝通，在實驗室管理體系的支持下，思考和分析實驗數據并形成完整的實驗報告。以凝膠滲透色譜測定聚合物分子量以及結構分布實驗為例，實驗的主要目的是學生掌握GPC操作技術，學生可以參與整個實驗過程，變被動為主動，實驗興趣很大程度上被調動起來。開放的實驗環境下，導師可以提前布置研究任務，讓學生提前掌握實驗文獻和研究背景，并在實驗前對實驗結果進行預判和假設，通過實驗過程的全程參與解決問題，讓學生在自主學習中成為實驗教學的主體，增進對實驗技術、手段、方法等的了解，為實驗創新意識和能力的培養提供平臺。

【參考文獻】

［1］李戰勝，唐萍，王艷色，張春慶，李健豐，曹玉明．科研與實驗教學融合的高分子物理實驗教學改革［J］．化工高等教育，2016，33(4):70～72

［2］劉晶如，俞強，朱夢冰．高分子物理實驗教學改革與學生實踐創新能力的培養［J］．化工高等教育，2015，32(5):62～64，99.

作者:劉彥彬 單位: 衡水學院講師