信息化技术在《高分子化学》教学改革方向中的应用探讨

引言

在信息技术快速发展的今天，传统的《高分子化学》教学方式，因不能将抽象微观内容直观的难呈现给学生也不能满足学生的个性化需求甚至存在实践与产业脱节的问题故急需改革，因此如何利用信息技术促进高分子化学的教学改革提高教学质量是当下急需解决的问题。

一、构建“虚实结合”的立体化教学生态

在《高分子化学》课中涉及到一些微观层面的内容如链式反应机理、高分子构象统计等，这部分内容极为抽象。传统的板书、二维图片与静态公式推导教学方式，不利于学生在脑海海中构建动态的分子行为图景，导致学生对反应速率控制步骤和构象熵变化等核心概念理解不深 [1]。因此教师需要借助信息化技术构建“虚实结合”的立体化教学生态，让抽象难懂的概念变的更具象化。通过开发 3D 分子模型库与动态模拟软件，将那些微观世界里的反应过程变成可视化这样学生理解起来就轻松很多。

例如，教师利用分子动力学模拟技术，构建自由基聚合反应的粒子级模型，学生通过教师构建模型直观呈现如何通过链引发及增长与终止形成高分子链，学生清晰看到活性中心的变化和链转移反应的发生以及分子量分布的动态演变。同时，教师结合虚拟现实（VR）技术，让学生“置身”于反应体系之中，学生通过手势操作调整温度及引发剂浓度等反应条件，实时观察反应速率与产物结构的改变，使学生对反应机理理解的更为深刻。此外，教师还可以将虚拟仿真与实体实验相结合，让学生通过虚拟仿真实验预习操作流程，熟悉仪器设备的使用方法，有效降低实验风险；这种立体化教学生态的构建，让抽象知识变得具象化的同时，也培养了学生的创新实践能力与科学探究精神。

二、打造“数据驱动”的个性化学习引擎

在《高分子化学》课程中，学生知识储备和认知风格与学习节奏等方面都有明显的不同，因此教师需要因材施教不能再沿用传统的标准化教学方式来进行教学。这需要教师利用信息技术构建“数据驱动”的个性化学习引擎，来实现学习资源的动态适配与学习路径的智能优化从而实习因材施教的个性化学习。具体来说教师可以借助学习管理系统（LMS）与智能分析工具，将学生在平台观看视频的进度、章节测试完成度以及实验操作日志等过程性的所有数据进行统计，然后结合在线问卷教师可以获取学生的学习动机、风险偏好等认知特征，从而构建学生多维能力画像[2]。

例如，在“缩聚反应”的实验过程中，学生在活性比计算过程中错误频出，同时系统监测到学生在虚拟模拟实验中屡次调整反应温度参数。通过以上操作可以推断学生可能在理论方面掌握不够扎实。结合学生操作过程进行数据画像，从而利用智能推荐算法为学生制定个性化学习发方案。面对基础相对薄弱的学生制定概念强化及基础阶梯式习题；针对中等学生制定综合案例、文献拓展等内容，帮助学生快速实现提升；针对基础相对较好的学生结合当下前沿技术，引导学生开展创新型实验项目，鼓励学生进行知识探究。另外，应用计算机自适应测试技术，针对学生实际学情实现及时调整知识练习难度，从而强化学习效度并保证挑战性。这种数据驱动的个性化引擎，不仅提升学生的学习效率，更激发学生的自主探索能力与创新思维，让教育真正回归“以生为本”的本质。

三、构建“产教融合”的协同化实践赋能体系

在传统《高分子化学》课程教学中教师多以验证性实验为主，缺乏对产业需求、技术瓶颈与创新应用的深度融合，导致学生难以将课堂知识转化为解决实际问题的能力。为此，教师应以真实产业项目为载体，重新构建高分子化学的实践教学框架。例如，学校可以联合高分子材料企业设立“聚乳酸改性工艺开发”“可降解膜材料制备”等课题，将学生分成小组，每组承担不同任务，如承担工艺优化、性能测试等，在导师与企业工程师“双导师”指导下学生需要完成实验室全流程实践。在整个过程中，学生需运用动态模拟软件预测反应路径，结合虚拟仿真实验调试工艺参数，最后在实体工厂对方案进行验证看是否可行。这种协同化实践体系不仅提升学生的工程实践能力，更培养学生的技术转化意识与团队协作精神，为高分子产业输送兼具学术素养与产业视野的复合型人才。

结束语

信息技术为《高分子化学》的教学改革赋能，通过构建“虚实结合”的立体化教学生态、打造“数据驱动”的个性化学习引擎以及构建“产教融合”的协同化实践赋能体系，让抽象的知识变得具象化在满足学生差异化需求的同时还强化实践与产业的对接。有效提高了教学质量，为培养符合时代需求的高素质人才提供大力的支持。

参考文献：

[1] 张立科 , 李大鹏 , 张超 , 等 . 基于现代信息技术的《高分子化学及实验》课堂教学模式创新与实践 [J]. 广东化工 , 2023, 50 (16): 226-228.

[2] 宋梦 , 裴海燕 , 曹凤仪, 等 .“互联网 +^,,, ”背景下《高分子化学》课程中的微课应用研究 [J]. 冶金管理 , 2020, (13): 159-160.