陳明清 施冬健 段芳 張洪吉 李小杰

[摘 要]本課程以著力培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、解決復(fù)雜工程問題的能力為導(dǎo)向，結(jié)合我校材料專業(yè)特色和在高分子材料研究方法上的教學(xué)經(jīng)驗，對高分子材料研究方法進行卓越課程建設(shè)，以學(xué)生為中心，改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式，理論與實踐相結(jié)合，注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、自主學(xué)習(xí)能力、知識應(yīng)用等綜合能力。

[關(guān)鍵詞]卓越課程建設(shè)；復(fù)雜工程問題；創(chuàng)新意識；高分子材料

[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2018）10-0040-03

高分子材料具有獨特的結(jié)構(gòu)和易改性、易加工、優(yōu)良的化學(xué)惰性等特點，這些特點使其具有其他材料不可比擬、不可取代的優(yōu)異性能，讓它能廣泛用于科學(xué)技術(shù)、國防建設(shè)和國民經(jīng)濟各個領(lǐng)域。高分子材料的結(jié)構(gòu)決定了其性能，對其結(jié)構(gòu)的控制和改性，可獲得不同特性的高分子材料。

高分子材料研究方法是高分子材料科學(xué)與工程專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課。學(xué)生必須了解高分子材料的結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系，初步掌握高分子材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計、課題選擇、實驗操作和材料性能調(diào)控方法，對其表征方法和測試儀器的結(jié)構(gòu)原理及應(yīng)用有充分的了解，掌握利用常規(guī)表征測試手段研究高分子材料的結(jié)構(gòu)與性能。傳統(tǒng)的課程設(shè)置是學(xué)習(xí)近代測試與表征技術(shù)的相關(guān)儀器的分析方法[1][2]，通過這些分析方法的基本原理、儀器構(gòu)成及實驗技術(shù)等內(nèi)容，讓學(xué)生掌握其在高分子結(jié)構(gòu)、成分、形貌分析與性能研究中的應(yīng)用，從而幫助他們加深對所學(xué)專業(yè)知識的理解。其內(nèi)容枯燥、多而零散，無法調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，其概念的模糊也讓學(xué)生容易混淆。為適應(yīng)時代的發(fā)展以及學(xué)科建設(shè)、工程認證的需要，許多高校對此課程進行了大膽改革，構(gòu)建了新的課程體系，使得此課程的功能、結(jié)構(gòu)、內(nèi)容、實施、評價等都發(fā)生了較大的改變[3][4][5][6]，能促進學(xué)生知識、能力、素質(zhì)的全面協(xié)調(diào)發(fā)展，培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神、實踐能力和國際競爭力的高素質(zhì)人才[7][8][9]。本課程進行卓越課程建設(shè)，期望通過改進教學(xué)方法和組織形式，改革考核方式，不斷深化教學(xué)改革，切實推進教育創(chuàng)新，使枯燥的知識變得讓學(xué)生易于接受，讓學(xué)生的學(xué)習(xí)由被動變得更為主動，同時提高與鍛煉學(xué)生的科學(xué)思維和創(chuàng)新能力。

一、卓越課程建設(shè)目標

本卓越課程以楊萬泰教授主編的普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材《聚合物材料表征與測試》為主要參考教材[10]，主要的教學(xué)內(nèi)容是以該教材為基礎(chǔ)建立起來的理論與實驗相結(jié)合的課程體系。根據(jù)以學(xué)生為中心，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性與主動性、創(chuàng)新意識、解決復(fù)雜工程問題的能力為目標導(dǎo)向，我們將相關(guān)的前期課程知識進行有機的梳理，不斷充實本領(lǐng)域最新的研究成果、典型的研究案例、最新的表征測試技術(shù)以及其他英語教學(xué)資源，完善課程教學(xué)大綱、課件、教案、題庫以及教學(xué)視頻，形成豐富的課程內(nèi)外資源，精講多練，增加課外學(xué)習(xí)訓(xùn)練任務(wù)，為學(xué)生提供更多自主思考和探索的空間，開展多種形式的討論、英文科技文獻翻譯、課件制作、演講展示、合成實驗與表征操作，使該課程成為具有示范引領(lǐng)作用的課程體系。

二、教學(xué)內(nèi)容改革

高分子材料研究方法課程綜合了高分子制備、結(jié)構(gòu)與性能、成型加工等基礎(chǔ)知識的實踐運用，是一門學(xué)科綜合的課程。這就要求教師在講授本課程的過程中，注意引導(dǎo)學(xué)生回顧高分子化學(xué)、高分子物理、聚合物流變學(xué)、聚合物合成工藝學(xué)、高分子成型加工等相關(guān)知識，讓學(xué)生對高分子的知識體系形成一個完整的認識，對知識點的理解能融會貫通，能掌握和應(yīng)用所學(xué)高分子材料方法課程中的知識，再培養(yǎng)學(xué)生通過分子測試技術(shù)研究如下內(nèi)容的能力：1.由高分子化學(xué)合成所形成的分子結(jié)構(gòu)；2.基于該分子結(jié)構(gòu)以及成型加工工藝所形成的高分子材料的聚集體結(jié)構(gòu)；3.由聚集態(tài)結(jié)構(gòu)所決定的高分子材料的宏觀性能。因此，教學(xué)內(nèi)容中必須包括多種課程的相關(guān)知識，這樣不僅有助于學(xué)生理解所學(xué)習(xí)的基本理論，而且可使學(xué)生明白“所學(xué)何用”，以此提高他們的學(xué)習(xí)興趣和積極性，從而提高教學(xué)效率。

本課程教學(xué)內(nèi)容增加了較長課時的實踐教學(xué)部分，安排16學(xué)時的實驗教學(xué)，以鞏固和加深學(xué)生對理論知識的理解，使他們能切身體會到表征測試手段對高分子材料研究的重要性。本課程的實驗部分避開傳統(tǒng)的演示實驗和已知物的驗證性實驗，采用以學(xué)生為主體的研究性實驗方式，讓學(xué)生自己以教師提供的未知單體來設(shè)計合成得到未知聚合物，再通過各種表征方法來檢測分析聚合物的成分和結(jié)構(gòu)，最后對測試結(jié)果進行分析，判斷未知單體的結(jié)構(gòu)以及聚合物的結(jié)構(gòu)。通過這一整套聚合物的制備—測試—分析過程的親身體驗，學(xué)生能了解和體會科學(xué)研究的一般過程。這也能讓學(xué)生知道怎么樣去設(shè)計合成聚合物樣品，合成的樣品該去做什么表征測試；這個測試需要知道如何制樣，從這個測試結(jié)果里面能得到什么信息。這些能加強學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)，進一步鞏固和提高學(xué)生的實驗技能，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力，為其將來參加實際工作打下良好的基礎(chǔ)。

三、課程建設(shè)措施

（一）教學(xué)理念

不斷學(xué)習(xí)國內(nèi)外先進的教學(xué)理念，深刻領(lǐng)會工程認證的指標與要求，根據(jù)12個具體的指標點，堅持以學(xué)生為中心，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、外語能力、創(chuàng)新意識，以讓學(xué)生應(yīng)用已學(xué)過的基本理論知識，解決高分子材料合成與加工過程中的復(fù)雜工程問題的能力為目標導(dǎo)向，將相關(guān)的前期課程知識進行有機的梳理，不斷充實最新的研究成果、典型的研究案例、最新的表征測試技術(shù)以及其他英語教學(xué)資源，注重理論和實踐相結(jié)合，以達到培養(yǎng)創(chuàng)新型高分子材料與工程專業(yè)人才培養(yǎng)的目標。

（二）教學(xué)組織形式

本課程分為理論教學(xué)部分和實踐教學(xué)部分。在理論教學(xué)部分避開傳統(tǒng)的以教師講授為主體的教學(xué)模式，采用以學(xué)生為中心的教學(xué)模式，充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和課堂的參與性。在實踐教學(xué)部分避開傳統(tǒng)的演示實驗或已知物的驗證性實驗，采用以學(xué)生為主體的研究性實驗方式，注重學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)。

1.以教師為主導(dǎo)，以學(xué)生為主體的啟發(fā)式教學(xué)

改變教師“一言堂”式的教學(xué)為“教師主講—互動討論—課外拓展”的啟發(fā)式教學(xué)。啟發(fā)式教學(xué)是符合學(xué)生認識規(guī)律的，也是素質(zhì)教育積極提倡的。它要求擺正師生在教學(xué)中的地位：教師的主導(dǎo)作用，學(xué)生的主體地位。學(xué)生認識活動是一個在教師指導(dǎo)下的由不知到知，由知之不多到知之較多的轉(zhuǎn)化過程，沒有教師的主導(dǎo)作用，學(xué)生的認識就不可能順利的向前發(fā)展。因此，在課堂上教師應(yīng)運用各種方法啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、自覺性，促使他們自主地探索和學(xué)習(xí)知識。

2.培養(yǎng)學(xué)生的科研素養(yǎng)，采用激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新能力的案例式教學(xué)

變“拘泥于課堂、局限于教材”為“課內(nèi)外兼顧、經(jīng)典知識與科技最新發(fā)展”相結(jié)合。在教學(xué)中廣泛采用案例教學(xué)的方式，利用一些學(xué)生課外科技獲獎案例或相關(guān)科研課題研究案例對學(xué)生進行案例分析和啟發(fā)式教育，引導(dǎo)學(xué)生由感性認識上升到理性認識，讓學(xué)生能用相關(guān)的理論知識對案例中的問題進行分析和解決，激發(fā)學(xué)生主動學(xué)習(xí)的積極性，鼓勵學(xué)生參與相關(guān)課題研究、課外科技活動等創(chuàng)新活動，培養(yǎng)和提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，加深學(xué)生對廣義研究方法的理解，為其今后畢業(yè)設(shè)計的開展或?qū)碜呱瞎ぷ鲘徫淮蛳聢詫嵉幕A(chǔ)。

3.課堂討論式的互動教學(xué)

變傳統(tǒng)的“學(xué)習(xí)在課堂”為“多方位學(xué)習(xí)”。在教師的指導(dǎo)下，就課程中的主要疑難問題或教師設(shè)計的一些探究性課題，讓學(xué)生以小組為單位，在分工合作明確、查閱相關(guān)資料的基礎(chǔ)上，相互交流小組看法、相互啟發(fā)、相互學(xué)習(xí)，將課堂和課外有機聯(lián)系起來，培養(yǎng)學(xué)生自主式、合作式、研究式的學(xué)習(xí)方法。讓學(xué)生能熟練掌握文獻的查閱、基本專業(yè)英語、課題確定的原則與要求，能對復(fù)雜工程問題進行分解，掌握文獻翻譯的要點，知道如何總結(jié)文獻的創(chuàng)新點，如何利用文獻來提高自己的創(chuàng)新能力。

4.學(xué)以致用的實踐式教學(xué)

本課程的實踐部分避開傳統(tǒng)的演示實驗和對已知物的驗證性實驗，采用以學(xué)生為主體的研究性實驗方式，讓學(xué)生自己以教師提供的未知單體來設(shè)計合成得到未知聚合物，再通過各種表征方法來檢測分析聚合物的成分和結(jié)構(gòu)，最后對測試結(jié)果進行分析，判斷未知單體和聚合物的結(jié)構(gòu)。通過這一整套聚合物的制備—測試—分析過程的親身體驗，學(xué)生能了解和體會科學(xué)研究的一般過程，知道怎么樣去設(shè)計合成聚合物樣品，合成的樣品該去做什么表征測試，測試需要怎么去制樣，從這個測試結(jié)果里面能得到什么信息，從而加強學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)，進一步鞏固和提高學(xué)生的實驗技能，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力，為其將來參加實際工作打下良好的基礎(chǔ)。

（三）考核方式

本課程變“一卷定終身”的考核方式為“注重學(xué)習(xí)過程、多方位立體式”的全面評價。在注重學(xué)生理論知識學(xué)習(xí)的同時，更注重學(xué)生科研思維和動手能力的培養(yǎng)，構(gòu)建知識與能力并重的考核方式。扭轉(zhuǎn)當前學(xué)生學(xué)習(xí)只是為分數(shù)、掙學(xué)分，學(xué)并不能致用的狀況，同時這也是以人為本，重視并尊重個體差異的表現(xiàn)。

成績由平時成績、課程作業(yè)、實驗成績、期末成績四部分構(gòu)成。其中平時成績占10%，包括課堂出勤、課堂參與、專題討論等；課程大作業(yè)占30%，包括課程作業(yè)的書寫格式，以及對文獻的理解和個人見解；實驗成績占30%，包括實驗的操作規(guī)范性、實驗設(shè)計的合理性、實驗結(jié)果的準確性以及實驗報告的完成質(zhì)量；期末成績占30%，考題注重知識的靈活應(yīng)用。這種多元化的考核方式既考查了學(xué)生的理論知識掌握程度，也考查了學(xué)生對知識的靈活運用能力，能讓學(xué)生將理論學(xué)習(xí)與實踐有機結(jié)合起來，達到了全面考核學(xué)生學(xué)習(xí)狀況的目的。

四、課程建設(shè)效果分析

通過三年來對高分子材料研究方法卓越課程的探索與建設(shè)，我們?nèi)嫱晟屏嗽撜n程的教學(xué)大綱、教學(xué)內(nèi)容、課件以及教學(xué)組織形式，并逐步形成了以學(xué)生為主體，以培養(yǎng)學(xué)生全面發(fā)展為理念的教學(xué)模式，學(xué)生的外語能力、PPT制作能力、表達與組織能力、自主學(xué)習(xí)能力等得到明顯提升。另外，該課程還提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，完成了該課程的教學(xué)視頻拍攝和儀器操作視頻拍攝，形成了較為完備的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境，可供學(xué)生自主學(xué)習(xí)和課后鞏固。

對近兩年參加卓越課程的學(xué)生成績與未參加卓越課程的學(xué)生成績進行橫向比較可以發(fā)現(xiàn)，參加卓越課程班級的學(xué)生成績平均分和優(yōu)秀率要明顯高于其他兩個班級，這說明卓越課程的開展確實提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

通過近三年的學(xué)習(xí)，學(xué)生也對本課程給予了高度評價。他們認為：課程授課內(nèi)容豐富多彩，能聯(lián)系實際、結(jié)合最新的科技前沿，拓寬知識面，教師善于引導(dǎo)學(xué)生獨立思考；教師的講課內(nèi)容貫穿性很好，講解內(nèi)容擴展較多，能聯(lián)系實際，提問、討論交流活躍；課程培養(yǎng)了他們的綜合素質(zhì)；課堂緊張而刺激，除了書本的知識，教師還會拓展到課本之外，舉例充分，益于理解，課堂交流十分豐富；課程很幽默生動，學(xué)到很多表征方法和研究思路，受益匪淺；教師很擅長培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維；課件、板書有利于學(xué)習(xí)理解，質(zhì)量高。

五、總結(jié)

通過高分子材料研究方法卓越課程的建設(shè)，對教學(xué)內(nèi)容、課件以及教學(xué)組織形式等的改革，我們逐步形成了以學(xué)生為主體，以培養(yǎng)學(xué)生全面發(fā)展為理念的教學(xué)模式，取得了良好的教學(xué)效果，所在班級學(xué)生的保研率、繼續(xù)深造率均高于平行班級，學(xué)生的精神面貌、自主學(xué)習(xí)能力、組織協(xié)調(diào)能力、分析問題與解決問題的能力、創(chuàng)新能力等得到了明顯的提高，但對少部分基礎(chǔ)較差的學(xué)生能力的針對性教育尚有待改善。

[ 參 考 文 獻 ]

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[10] 楊萬泰.聚合物材料表征與測試[M].北京：中國輕工業(yè)出版社，2008.

[責(zé)任編輯：陳 明]