高分子物理是高分子材料與工程專業的一門專業基礎課，其教學目標是以高分子的結構特點及與性能的關系為主線，在充分了解高分子結構的基礎上，從分子運動的角度，討論高分子結構與外界條件對聚合物宏觀性能的影響，建立高分子材料結構與性能之間的關系。高分子物理理論與實驗教學關系密切；高分子物理實驗對測試儀器的技術與要求都很高，是高分子教學中必不可少的環節。高分子物理實驗教學的目的主要有兩方面，一方面是對課堂教學的鞏固，另一方面在于提升學生的感性認識，拓展知識面，啟發創新思維。通過運用所學到的基礎理論和知識，學生可以在實驗教學中鞏固并且加深對高分子科學基本概念及理論的理解，熟練掌握基本操作技能，培養嚴謹的科學態度與作風，提高解決問題的能力。

近年來先進的顯微技術包括光學顯微鏡、電子顯微鏡和掃描隧道顯微鏡¨等推動了人類科技和社會的進步。1986年，斯坦福大學的Quate、Gerber和IBM公司的Binning發明了原子力顯微鏡(atomicforcemicroscope，AFM)，這種原子級顯微工具以掃描隧道顯微鏡為基礎，通過對AFM微懸臂探針與樣品表面原子之間的相互作用力如原子間斥力、范德華力、摩擦力等的測量，來觀察樣品表面的形貌結構，同時分析材料表面性質。近年來，原子力顯微鏡由于其制樣簡單、操作便捷、分辨率高等優點，已廣泛應用于材料科學與生命科學等領域。

1988年AFM首次應用于高分子領域，隨著時間的推進，其研究方法及應用范圍飛速地發展，由一開始簡單的表面形貌觀測發展到對納米尺寸級高分子結構及性能的分析，并不斷開發出新功能。現如今，AFM已逐步滲透到高分子研究領域的各個層面。為激發學生對高分子物理實驗課程的學習積極性，促進學生對高分子物理基礎理論知識的深入理解，同時提高大型儀器的利用率，作者結合本校高分子材料與工程專業對高分子物理實驗的具體設置，以聚合物的支化結構、聚氨酯的微相分離結構、聚合物的結晶熔融行為和流延法單向拉伸制備高密度聚乙烯微孔膜4個實驗為例，分別從高分子的結構、性能、成型加工3個角度將原子力顯微鏡運用于高分子物理實驗中進行演示教學，以更好地闡明聚合物結構與性能之問的內在關系，從而為高分子材料的合成、成型加工、性能檢測以及材料應用提供理論和實驗依據，同時使學生對所學到的高分子基本知識得以深入理解，提高分析問題和解決問題的能力。

原子力顯微鏡利用樣品表面與探針之間的相互作用力來研究樣品表面形貌，分辨率高，操作簡單，是研究高分子表面微觀結構的重要工具之一。將原子力顯微鏡運用于高分子物理實驗教學中，一方面可以更高的聚合物闡明高分子材料結構與性能之間的關系，同時還可以使學生加深對所學理論知識的理解。通過一系列的實驗操作，學生所學到的理論知識得到進一步鞏固，動手操作能力、工程實踐能力得到全面提升，在面對專業技術問題時能夠獨立思考，提出自己獨特的見解，提高了分析問題和解決問題的能力。