摘要 高分子物理实验课程是高分子物理课程教学的一种有效的实践教学形式，通过这一环节的学习，可以使学生进一步巩固高分子物理方面的基本概念和理论。本文介绍了合肥工业大学高分子物理实验教学的现状与问题，并提出了几点探索性改革措施。在基本实验的基础上，开设综合设计性实验，并提出相应的教学管理措施。实践证明，这些措施可明显提高学生的动手能力和创新意识。
关键词 高分子物理 实验教学 综合设计性实验
中图分类号：G642 文献标识码：A
高分子物理实验是高分子物理的重要组成部分，它既可以帮助学生建立和巩固高分子物理方面的基本概念和理论，又可以培养学生的动手能力和创新能力，其教学质量的高低直接影响到人才培养质量。合肥工业大学开设的高分子物理实验项目有：偏光显微镜观察聚合物结晶形态、粘度法测定高聚物的分子量、膨胀计法测定聚合物的玻璃化温度、电子拉机测定聚合物应力-应变曲线、聚合物熔融指数的测定。这些实验均为验证性实验，学生只需在实验过程中按规定的操作步骤即可完成实验，不利于发挥学生的主观能动性，特别是不利于培养学生的创新意识。因而，高分子物理实验教学改革势在必行。笔者给合多年的实验教学经验，在以下方面做了教改尝试。
1 调整实验项目，增加综合设计性实验
此次改革的重点是在原开设的验证性实验的基础上增开两个综合设计性实验。综合设计型实验要求学生根据实验目的与要求，调研文献资料，选择原料与配方，设计实验方案。
首先以“支化对聚乙烯性能的影响”综合设计性实验为例加以说明：
下面是一个比较突出的设计方案：（1）使用示差扫描量热计（DSC）测定样品的结晶温度、熔融温度、结晶度。通过比较使学生明白支化破坏了链结构的规整性，使具有支化结构的低密度聚乙烯（LDPE）的结晶温度、熔融温度及结晶度低于具有相对规整结构的高密度聚乙烯（HDPE）；（2）采用偏光显微镜观察HDPE、LDPE的球晶形貌。通过比较使学生明白LDPE的晶体完善程度低于HDPE；（3）采用电子拉力机测定样品的应力-应变曲线，通过比较使学生理解支化对聚合物力学性能的影响规律；（4）采用邵氏硬度计测定样品的硬度，通过比较使学生理解为什么HDPE适合制作管材，而LDPE适合用于制作薄膜；（5）采用热变形温度仪测定样品的温度-形变曲线，通过比较使学生理解结晶度对PE温度-形变曲线及热变形温度的影响。
通过上述实验，能使学生对高分子学科中的聚集态结构、聚合物分子运动及聚合物物理性能之间的内在联系有更清楚的认识。
第二个综合设计性实验为“增塑剂对聚氯乙烯性能的影响”，下面给出一个比较突出的设计方案：（1）使用邵氏硬度计研究增塑剂对聚氯乙烯（PVC）硬度的影响，使学生理解增塑剂使PVC硬度下降的机理； （2） 采用电子拉力机测定样品的应力-应变曲线，通过比较使学生理解增塑剂对聚合物力学性能的影响原理；（3）采用DSC研究增塑剂对PVC玻璃化温度的影响，使学生理解增塑剂的“屏蔽氯原子”及降低分子间作用力效应，从而导致PVC玻璃化温度下降的原理；（4）采用热变形温度仪测定样品的温度-形变曲线，通过比较使学生了解增塑剂对PVC热变形温度及粘流温度的影响。
该实验能使学生对聚合物分子运动、玻璃化转变、粘弹转变、聚合物物理性能等抽象概念有更清楚的认识，并理解它们之间内在的联系。
实施结果表明：综合设计性实验的开设激发了学生的学习兴趣与创新意识，促使学生对所学理论知识的理解与融会贯通，提高了学生运用知识分析与解决问题的能力。
2 综合研究性实验的实施方法
（1）查阅文献资料。要求学生根据所选择的综合研究性实验项目查阅文献资料，锻炼其检索科技情报的能力。
（2）确定实验方案。在充分阅读文献资料的基础上，小组成员之间展开讨论，设计初步的实验方案，确定原材料、配方、成型加工方法、测试设备及测试条件等。并在教师的指导下修改与完善实验方案。
（3）实验研究。学生按照所制定的实验方案进行实验研究，并将实验结果及时向指导老师汇报，以确定实验数据的有效性，若实验数据无效，学生们要重新实验并获取新的数据。
（4）撰写实验报告。实验报告要求按照研究论文的格式书写，内容包括：论文标题、作者姓名、作者单位、中英文摘要、关键词、前言、实验部分、结果与讨论、参考文献。
（5）小组报告。以小组为单位采用PPT进行报告，学生主要就研究思路、实验结果与讨论进行陈述，陈述完毕后，评委教师提出相关问题，学生予以回答。
（6）成绩评定。指导教师可综合查阅文献、实验报告、小组报告、交流和提问、考勤等评定成绩。
3 结语
通过以上两个综合设计性实验的初步实施，教学效果反映优良。在以后的高分物理实验教学中，将继续尝试一些新的综合设计性实验。
基金项目：合肥工业大学2010 年度教学研究项目（XJ 2009207）
参考文献
[1] 李谷，冯开才，卢江，等.高分子物理实验教学新尝试[J].大学化学，2007.22（4）：42-44.
[2] 王冬梅，周俐军，张士强.工科高分子专业的高分子化学与物理实验教学的几点体会[J].高分子通报，2009.4：71-74.
[3] 杜滨阳，叶一兰，郑强.关于改进《高分子物理实验》课程的几点设想[J].高分子通报，2011.5：98-102.
[4] 周智敏.培养学生创新思维的教学探索[J].科教导刊，2012.4：1-2.