[《高分子材料流变学》的课程特点与教学体会] 高分子材料流变学
时间：2020-02-29 07:39:00 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要：高分子学科的发展和人才需求的变化使高分子流变学知识在专业教学中的地位变得越来越重要。本文简单介绍了青岛科学大学《高分子材料流变学》课程的发展历史，归纳了课程内容上特点和教学上应注意教学原则；结合作者的教学实践，对教学过程中采用的教学方法和手段进行了初步的探讨。
关键词：流变学；人才培养；教学；方法
一、《高分子材料流变学》课程发展
高分子材料流变学是一门伴随着高分子科学和行业发展而逐步建立起来的重要学科，针对高分子材料特殊的流动变形行为及其机理展开研究，起到连接高分子结构性能和高分子工程的桥梁作用。
现在，高分子科学理论研究及工艺、设备的设计优化的发展进步离不开高分子材料流变学知识的辅助，整体发展趋势要求高分子专业人才必须具备基本的高分子材料流变学知识。
青岛科技大学自1986年起开始设立《高分子材料流变学》课程，是国内最早开设该课程的高校之一，迄今已有20多年的教学历史，同时跟踪学科的发展，教学团队亦针对学科的前沿问题开展科研工作，在国际上形成了一定的学术影响力。在长期的教学、科研实践积累和和对高分子流变学教学理解逐步深化的基础上，教学团队按照比较科学完整的体系，编写出版了《高分子材料流变学》教材，并得到国内院校的认可；另一方面，《高分子材料流变学》教学也凸现了专业特色，使学生质量有所提高。通过引导学生开展理论联系实际、针对性强的流变理论研究与工程设计实践，所培养的学生学科专业知识全面，了解学科发展前沿，在以后的科研和工作实践中展现出较强的解决问题能力。
二、《高分子材料流变学》的特点及教学原则
高分子材料流变学是随着高分子的合成、加工工程和实际应用的需要，于20世纪50年代逐步发展起来的新学科。一方面，深入其核心需要较多的数学、物理和力学基础；另一方面，其知识体系与高分子化学、高分子物理、高分子的加工工程等有机联系。《高分子材料流变学》完整的知识框架至少涵盖如下三方面的内容：①高分子结构流变学，其从分子运动角度出发，构筑分子结构模型，关联材料宏观力学响应行为和微观的分子运动过程，说明二者的联系。②高分子工程流变学，其从宏观唯象的角度出发，进行应力－应变或应变速率分析，研究与高分子材料加工工程有关的理论与技术问题。③流变测量学，运用流变学基本原理设计仪器设备，表征高分子材料的流变行为。
《高分子材料流变学》理论深奥、内容繁杂、学科交叉性强，其比较科学完整的教学体系，一方面要保证流变学理论的完备性，系统介绍复杂应力、应变描述、材料流变本构方程理论等，另一方面要适应高分子材料专业的要求，加强高分子熔体溶液奇异的非线性黏弹性等内容的教学，并解释说明在高分子加工和流变测量中出现的种种现象与规律。较之其他课程，《高分子材料流变学》对学生的数学物理素养和高分子背景知识有相当的要求，所以教学过程中存在“教师教学难，学生学习难”的两难通病。在长期的教学实践中，我们总结出了讲授《高分子材料流变学》应贯彻两个重要的教学原则：①首先要注意照顾学生的专业背景，对复杂的数学、力学公式和简单明确的基本概念采用不同的处理方法；强调逻辑清晰和语言简明，避开数学基础上的难点，详细诠释流变学抽象概念和基本物理量确切的物理意义，帮助学生尽快领会高分子流变学要点。②再者，注重流变学知识的实际应用，强调理论与实践结合。在保持课程应有的理论体系、系统性、严谨性的同时侧重介绍其在高分子合成的分子设计、高分子工程、高分子材料性能控制等方面的应用实例。
笔者在教学实践中，结合自己的科研实践，将自己从事的国家自然科学基金研究课题成果作为实例，介绍高分子流变的发展及其在高分子学科中的应用。实践证明，教师本身学以致用的实例示范可以引导学生能够尽快领会流变学知识，在科学与工程实践中发挥了良好作用。
三、具体教学方法
笔者从事《高分子材料流变学》的教学实践以来，深刻体会到这是一个不断加深对课程特点的认识，不断改进教学方法的过程。不仅要求授课教师对课程内容有深刻理解，同时在知识传授上亦需要“善巧方便”。下面几点，是笔者对教学方法的简单总结。
1.教师引导。在开始教授新的知识要点前，若能提供一个科研或工程应用中的实例引发学生的兴趣，则往往可获得较好的课堂教学效果。在课堂上，要注意鼓励学生主动学习，形成师生互动的氛围。若学生在课堂上有所疑问，可以暂停教学，增加学生讨论环节。结束时，简要介绍课程后续内容提要，利于学生自学。
2.理论结合实际。《高分子材料流变》是一门理论性和应用性都很强的交叉学科，其理论知识部分比较晦涩，必须与实际结合才能使学得的知识深化和牢固，也才能引起学生的兴趣。教学中会出现学生感觉内容艰深，兴趣不大的现象，在理论基础的学习过程中尤为明显。而当理论知识与实际背景结合时，学生往往饶有兴致。因此将理论知识寓于合适的实际背景中进行讲授，效果明显。当然这也需要教师本人有自己的科研实践作基础，能够跟踪高分子流变的发展前沿。
3.采用多媒体教学。教师无法强迫学生学习，其角色只是教学过程中的引导者。随着教学设备的完善，多媒体教学在授课中所占比重逐步增大。在教学实践中，我们发现多媒体丰富的信息传递模式可以有效抓取学生的注意力，激发好奇心；另外，多媒体教学中重点内容突出，有利于学生掌握知识点，还可以加大信息量，减少板书量，在有限的课时内讲授更多知识。
4.教师传授与学生自学相结合。在教学时数有限的条件下，为使学生学到更多知识，除教师摒弃传统板书，采用多媒体对基础理论等重要内容进行课堂授课外，可以采用的途径是发挥学生主观能动性。在研究生教学中，我们在相关书籍和文献中摘取一些流变学应用和发展前沿方面的内容供学生自学使用，以作为课堂教学内容的补充。另外，要求学生结合自己的研究课题，从中提炼出高分子材料流变学的科学问题，既加深理解学生对所学知识的理解，又帮助其较好地完成课题研究任务。
5.加强实验教学的促进作用。流变参数的测定是高分子材料流变学的重要方面，其本身就是流变学理论的实际应用之一，同时测量结果也反映了材料本身的结构特征。在“毛细管流变仪测量熔体流动行为”的相关实验中，我们训练学生表征所测样品的黏性、弹性特征，分析样品黏弹特性与其分子结构之间的关系。
通过实验教学，可以让学生了解如何在实际工作上应用流变学知识，对课堂教学起到良好的补充和促进作用。
四、结束语
通过《高分子材料流变学》教学内容的合理设置，教学方法的改进，为高分子材料行业培养出合格的有用人才，促进高分子材料行业繁荣发展，是教师的职责所在。在高分子材料行业发展迅速，新材料层出不穷，已有材料的加工改性也相当活跃的今天，材料表征、分子剪裁设计、加工工艺控制等方面都需大批高层次的掌握流变学的科研和技术人员。这既是对高分子材料专业的毕业生提出的新要求，也是《高分子材料流变学》学科发展的动力。在青岛科技大学的关心和资助下，《高分子材料流变学》课程正在进行教学改革以适应发展要求。因此笔者不避粗陋，将自己的粗浅的教学经验体会总结如上，同时也希望得到流变学教学工作上的诸位同仁的指导。
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