在高分子化学实验教学中引入趣味型实验的探索

张安强 吴水珠 赵颖 罗美香

(华南理工大学材料科学与工程学院高分子材料科学与工程系 广州 )

摘要

在传统的“高分子化学综合实验”课程中，所设置的聚合实验往往耗时较长，且实验过程中有诸多空余等待时间。因此尝试在不增加实验课实际课时量的前提下，引入一些耗时较少、既具有一定趣味性又包含了诸多知识点的小型实验，例如PVA凝胶(胶泥)实验、界面聚合制备尼龙66、交联聚丙烯酸钠颗粒的高吸水特性(人造雪实验)等，有效利用了这些空余等待时间。近年来的教学反馈表明，这些趣味型实验为相对较为枯燥的高分子化学实验增添了乐趣，并有效地激发了学生对高分子化学的学习兴趣，取得了较好的效果。

关键词

高分子化学实验;趣味型实验;学习兴趣

高分子化学综合实验是“高分子化学”课程不可分割的有机组成部分之一，对于促进工科大学生进一步理解课堂学习中掌握的理论知识并将其应用于实践，从而增强动手能力以及分析问题、解决问题能力有重要的意义。作为传统的工科高校，我校的高分子化学综合实验在实验课程设置上紧紧围绕高分子合成化学的基本内容展开，设置了多个与自由基聚合、自由基共聚合、缩合聚合、聚合方法等相关的实验，从知识点的角度看基本起到了对高分子化学理论课教学的支撑作用。但在往年的教学反馈中，学生常常反映实验课耗时较长，尤其是聚合过程的等待时间较多，相对较为枯燥等。为了提高教学效果，激发学生的学习兴趣，高分子化学实验教学小组除了改革实验教学方法，引入视频教学与网络教学之外[1-3]，还尝试在不增加实际实验课时量的前提下，引入一些耗时较少、既具有一定趣味性又包含了诸多传统高分子化学实验未涵盖知识点的小型趣味性实验，期望为相对较为枯燥的高分子化学实验增加一点“亮色”，也能充分利用实验期间的“闲暇”时间。近年来的教学实践表明，这些趣味性实验受到了大部分学生的欢迎，学生在教学反馈中多以“欣喜”“快乐”和“开眼界”等词语描述这些趣味型小实验。下文将简要总结在高分子化学实验教学中引入趣味型实验的探索工作。

2几个典型的趣味型实验介绍

2.1

PVA凝胶(胶泥)实验

利用硼酸根离子可以和大分子链上的羟基形成可逆的弱键(氢键)，从而交联大分子链的原理，通过添加硼砂溶液使聚乙烯醇(PVA)分子链之间产生交联，将PVA水溶液瞬间转变成具有一定弹性的胶泥(或凝胶)[4-5]。通过对这种胶泥的一些性能进行进一步的探究，增强学生对分子间氢键作用的了解。实验步骤简述如下:

(1)在一次性塑料杯中加入质量分数4%的PVA溶液40 mL和一滴食用色素或荧光颜料溶液(如亮蓝、罗丹明B等)，充分搅拌;

(2)量取10 mL 质量分数4%的硼砂溶液加入烧杯，然后加到PVA溶液中，充分搅拌直到完全形成凝胶，这个凝胶也就是所谓的“胶泥”。

(3)戴上一次性手套，将胶泥从杯中取出，充分揉捏使其均匀。将胶泥在手中滚搓，然后轻轻挤压以去除气泡。

图1 PVA凝胶(胶泥)实验示意图:(A)混合，(B)搅拌，(C)胶泥形成，(D)取出，(E)拉伸

上述PVA胶泥的制备过程非常简单，单个学生在几分钟内就可完成。但本实验的重点并不仅仅是制备一块胶泥，而是要求学生继续通过实验回答以下问题。

(1)缓慢拉开胶泥，会出现什么现象?(2)猛地快速拉开胶泥，会出现什么现象?(3)把胶泥滚成一个球，然后摔在凳子上，会出现什么现象?(4)在凳子上放一小块胶泥，然后一巴掌拍下去，会出现什么现象?(5)在纸上用水性笔写上你的名字，〖JP2〗然后把胶泥放在上面，用力压一下然后拿起来，胶泥和笔迹会出现什么现象?换用油性笔再来一次，会出现同样的现象吗?(6)在培养皿上放置一小块胶泥(黄豆大小)，滴加稀盐酸，每滴之后都充分搅拌、挤压;当观察到变化时，记录所加滴数和所发生的变化。(7)在上述样品中继续滴加氢氧化钠溶液，每滴之后都充分搅拌。当你观察到变化时，记录所加滴数和所发生的变化。(8)测试项目(6)和(7)可以多次重复并且得出同样的结果吗?

文章来源：《化学教与学》 网址: http://www.hxjyxzz.cn/zonghexinwen/2020/0803/439.html