劉雪姣，朱勝軍，李海強

(1.青島科技大學(xué) 高密校區(qū)，山東 高密 261500；2.青島科技大學(xué) 高分子科學(xué)與工程學(xué)院，山東 青島 266042；3.長春工業(yè)大學(xué) 化學(xué)工程學(xué)院，吉林 長春 130012)

隨著科學(xué)技術(shù)的進步，經(jīng)濟結(jié)構(gòu)不斷調(diào)整，產(chǎn)業(yè)升級步伐加快。一方面，生產(chǎn)服務(wù)一線緊缺應(yīng)用型、復(fù)合型、創(chuàng)新型人才，另一方面，高等教育嚴重的同質(zhì)化導(dǎo)致大學(xué)生畢業(yè)生就業(yè)難、就業(yè)質(zhì)量低。2015年10月，教育部、國家發(fā)改委和財政部聯(lián)合發(fā)布“關(guān)于引導(dǎo)部分地方普通本科高校向應(yīng)用型轉(zhuǎn)變的指導(dǎo)意見”。2018年9月，習(xí)近平總書記在全國教育大會上指出，要提升教育服務(wù)經(jīng)濟社會發(fā)展能力，積極參與創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略的實施，注重培養(yǎng)創(chuàng)新型、復(fù)合型、應(yīng)用型人才。應(yīng)用型人才培養(yǎng)是近年來我國人才培養(yǎng)戰(zhàn)略調(diào)整的重要舉措，也是地方本科高校服務(wù)區(qū)域經(jīng)濟社會發(fā)展的有效手段和重要途徑[1]。

青島科技大學(xué)高密校區(qū)位于“大禹封國、三賢故里、莫言家鄉(xiāng)”的高密市，高密校區(qū)的建立，適應(yīng)了山東省經(jīng)濟社會發(fā)展的需要。作為山東省教育廳批準設(shè)立的培養(yǎng)應(yīng)用型人才的校區(qū)，多年來，校區(qū)在應(yīng)用型人才培養(yǎng)基地建設(shè)的道路上積極探索。高分子材料工程技術(shù)專業(yè)是我校工科專業(yè)之一，具有很強的應(yīng)用性和實踐性。高分子化學(xué)實驗課程作為高分子材料工程技術(shù)專業(yè)的重要實踐環(huán)節(jié)，其教學(xué)效果的好壞直接影響著我校專業(yè)人才培養(yǎng)的質(zhì)量。結(jié)合我校高分子化學(xué)實驗教學(xué)的實際情況，從教學(xué)模式、教學(xué)內(nèi)容以及考核方式等方面探討了傳統(tǒng)實驗教學(xué)過程中存在的問題。

1 高分子化學(xué)實驗課程概述

高分子化學(xué)實驗是我校高分子材料工程技術(shù)專業(yè)重要的專業(yè)必修課之一，是高分子化學(xué)課程最有效的實踐教學(xué)，是理論與應(yīng)用相結(jié)合的課程[2]。作為高分子化學(xué)理論課程的補充和深化，高分子化學(xué)實驗課程更加實用，操作，創(chuàng)新，有趣。在我校是一門獨立開課的基礎(chǔ)性專業(yè)實驗課程，學(xué)院開設(shè)了6個實驗項目，共32學(xué)時，其教學(xué)內(nèi)容包括本體聚合、懸浮聚合、乳液聚合、沉淀聚合、界面縮聚、加聚反應(yīng)動力學(xué)等。通過本課程的學(xué)習(xí)，不僅可以加深學(xué)生對聚合物聚合反應(yīng)基礎(chǔ)概念及理論的理解，而且可以為高分子物理、高分子物理實驗等后續(xù)課程奠定基礎(chǔ)。同時學(xué)生可以熟悉聚合物合成實驗儀器的安裝和使用，掌握聚合反應(yīng)的實驗操作方法和基本技能，為培養(yǎng)學(xué)生的綜合實踐能力和應(yīng)用型人才培養(yǎng)實踐打下良好的基礎(chǔ)。

2 傳統(tǒng)高分子化學(xué)實驗教學(xué)中的問題分析

2.1 實驗教學(xué)方式呆板老套，學(xué)生課堂參與度低

實驗教學(xué)作為實踐教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，重視培養(yǎng)學(xué)生在實踐中觀察、發(fā)現(xiàn)、思考問題并解決問題的能力，為解決后續(xù)科學(xué)研究和工作中出現(xiàn)的各種專業(yè)問題奠定基礎(chǔ)，是培養(yǎng)學(xué)生動手操作和實踐創(chuàng)新能力的必要手段[3]。但由于過去長期形成的重理論輕實驗的錯誤觀念，實驗教學(xué)方式呆板老套，實驗成績只通過實驗報告評判，考核方式片面不完善，并且許多老師和學(xué)生對實驗課程重視度不高，導(dǎo)致教學(xué)效果不理想。傳統(tǒng)高分子化學(xué)實驗課程采用的是一種“填鴨式”單向傳輸?shù)慕虒W(xué)模式，即實驗項目及實驗條件都是固定不變的，實驗前，任課教師會將實驗有關(guān)內(nèi)容包括實驗?zāi)康?、實驗原理、詳細實驗步驟及實驗條件等信息清楚詳實的告訴學(xué)生，并要求學(xué)生按部就班地進行實驗，學(xué)生就像機器人一樣無需動腦思考，只要機械的按照老師的講解及限定好的實驗步驟和條件進行實驗即可，課堂上師生之間互動很少，久而久之，學(xué)生對教師的講解依賴性越來越強，一方面導(dǎo)致很多學(xué)生對于實驗課程的偏見加深，惰性思維和依賴心理助長，認為實驗課僅僅是模仿實驗操作和書寫實驗報告，課前無需預(yù)習(xí)，課上簡單的將老師的演示實驗?zāi)７乱槐?，有的甚至無需動手操作，課后實驗報告互相抄一下就能輕松考核通過，另一方面，這種傳統(tǒng)的照方抓藥的實驗操作方式不僅限制了學(xué)生創(chuàng)新思維的發(fā)展，使學(xué)生失去學(xué)習(xí)興趣，同時對于培養(yǎng)學(xué)生的綜合實踐能力是非常不利的，也違背了我校應(yīng)用型高校的培養(yǎng)目標。

2.2 實驗項目類型應(yīng)用導(dǎo)向性不高，與科研動態(tài)結(jié)合不緊密

高分子材料與工程是基于實驗的學(xué)科，不斷改善實驗教學(xué)效果是提高專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量的必要措施。高分子學(xué)科是一門與我們生活息息相關(guān)的學(xué)科，日常生活中處處可見高分子材料制品。高分子化學(xué)是研究聚合物合成反應(yīng)、機理和動力學(xué)的一門應(yīng)用性比較強的學(xué)科，同時也是一門與時俱進的學(xué)科，隨著科技的發(fā)展，聚合物合成工藝不斷優(yōu)化，合成技術(shù)不斷創(chuàng)新。與之相比，實驗教科書編纂的內(nèi)容與生活實際結(jié)合不緊密，應(yīng)用導(dǎo)向不明顯，同時內(nèi)容也相對落后，主要為一些傳統(tǒng)驗證性的聚合物合成實驗，雖然經(jīng)典的實驗項目有助于學(xué)生進一步理解和掌握高分子化學(xué)的基本概念和機理，卻不利于培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力，也不符合應(yīng)用型人才培養(yǎng)的要求。同時，教師授課是以教材為準，嚴格遵照教學(xué)大綱，參照實驗教材中的實驗題目完成教學(xué)，未能將相關(guān)科研的前沿信息充實到課堂中去，教學(xué)內(nèi)容單調(diào)無趣，學(xué)生對實驗知識的學(xué)習(xí)僅僅局限于課本，忽視了該主題的發(fā)展和應(yīng)用，這不僅會使學(xué)生對聚合物化學(xué)實驗失去興趣，它也限制了學(xué)生科研創(chuàng)新能力的發(fā)展，不利于應(yīng)用型人才的快速成長。

2.3 對實驗環(huán)保及安全的重視度不夠

高分子化學(xué)實驗是針對高分子化學(xué)課程設(shè)置的一門專業(yè)實驗課，其目的是使學(xué)生掌握聚合反應(yīng)的基本原理及實驗方法，實驗項目的設(shè)定是以合成實驗為主，實驗過程中，必然要用到多種有機溶劑，且很多的實驗藥品屬于易燃易爆品、有一定的毒性和腐蝕性，比如乙醇、丙酮等易于燃燒；過氧化苯甲酰、偶氮化合物、四氯化碳等具有毒性；濃硫酸、濃鹽酸、氫氧化鈉等屬于腐蝕性化學(xué)品。另外，實驗中也會產(chǎn)生有毒的或腐蝕性廢液，這都會對人體及環(huán)境造成很大的危害。多年來，教師在授課中主要偏重的是實驗內(nèi)容的講解與考核，過多考慮產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)率，卻忽視了實驗教學(xué)中環(huán)保與安全意識的培養(yǎng)。并且目前在校大學(xué)生基本是95后甚至00后，大多為獨生子女，他們成長過程中缺少鍛煉動手能力和責(zé)任心的機會，導(dǎo)致部分學(xué)生動手能力較差，責(zé)任心不強。在實驗操作中表現(xiàn)為緊張、膽怯，且對有毒有害物質(zhì)的回收處理認識不夠，實驗廢棄物不按規(guī)定處理往下水道亂倒，不按照正確的操作規(guī)程使用水、電、易燃易爆等危險化學(xué)品，這些問題都反映了學(xué)生環(huán)保、安全意識淡薄[4]。實驗室是科研成果誕生的重要場所，但也是一個非常危險的地方，實驗過程中，防火、防爆、防中毒、防污染是每個進入實驗室的人員都要高度重視的問題，對于高校在校生更是如此。為了減少環(huán)境污染現(xiàn)象的出現(xiàn)和安全事故的發(fā)生概率，要求學(xué)生必須具備環(huán)保意識和安全意識，要有強烈的責(zé)任心。實驗課程是培養(yǎng)學(xué)生兩種意識的有效途徑，因此，在實驗教學(xué)中對學(xué)生進行環(huán)保與安全意識培養(yǎng)是非常有必要的。

3 適應(yīng)應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式的高分子化學(xué)實驗課程改革

3.1 采用混合式教學(xué)模式，發(fā)展網(wǎng)絡(luò)平臺成為新的教學(xué)渠道

所謂“混合式教學(xué)”，即將網(wǎng)絡(luò)在線教學(xué) (“線上”)和實驗室傳統(tǒng)教學(xué) (“線下”)結(jié)合起來的一種教學(xué)方式[5]。我校高分子化學(xué)實驗課程采取的是線上學(xué)生自主學(xué)習(xí)+線下課堂實驗的混合式教學(xué)模式。網(wǎng)絡(luò)在線教學(xué)我們借助的是青島科技大學(xué)高密校區(qū)自主研發(fā)的高校實驗教學(xué)與管理系統(tǒng)。每一門課程均需實驗室管理員、實驗任課教師及學(xué)生協(xié)同完成，主要分為五個階段，即：系統(tǒng)初始化、課前準備階段、上課階段、課后階段及課后結(jié)束，主要是中間三個階段。系統(tǒng)初始化階段主要由實驗室管理員上傳課表，任課教師查閱課表、上傳預(yù)習(xí)資料和測試題并進行課程成績模塊設(shè)定，學(xué)生登錄系統(tǒng)查詢課表，課后結(jié)束階段由任課教師對本門課程成績進行錄入和匯總。系統(tǒng)中除了包括教學(xué)大綱、教學(xué)課件、習(xí)題、詳細的評分標準等內(nèi)容外，還有授課視頻、實驗演示等豐富的內(nèi)容，課前，學(xué)生需登錄系統(tǒng)預(yù)習(xí)并進行在線測試完成實驗的預(yù)約，表1是以“甲基丙烯酸甲酯的本體聚合”為例展示混合式教學(xué)模式在高分子化學(xué)實驗教學(xué)中的具體實施。

表1 高分子化學(xué)實驗混合式教學(xué)流程

這種“混合式教學(xué)”的教學(xué)模式不僅可以督促學(xué)生進行課前預(yù)習(xí)，養(yǎng)成課前預(yù)習(xí)的好習(xí)慣，同時學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)預(yù)習(xí)中有充分的時間思考和發(fā)散思維，有助于學(xué)生進一步的理解實驗內(nèi)容，提高學(xué)習(xí)效率。這將使課堂解釋更容易，學(xué)生將有足夠的時間進行實驗，師生互動增多。這不僅調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，課堂參與度和效率都得到提高。

3.2 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，使高分子化學(xué)實驗教學(xué)更加完善

高分子化學(xué)是一門與日常生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)緊密聯(lián)系的實用學(xué)科[6]，高分子化學(xué)實驗是針對高分子化學(xué)開設(shè)的專業(yè)基礎(chǔ)實驗，能夠使學(xué)生將理論知識從書本落實到實際。傳統(tǒng)的實驗項目大多是驗證性或指導(dǎo)性實驗，與實際聯(lián)系不夠，內(nèi)容陳舊無趣，與科研動態(tài)脫節(jié)，不僅不利于啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，也會使學(xué)生失去學(xué)習(xí)興趣。因此，為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，更好地符合應(yīng)用型人才培養(yǎng)的要求，我們在教學(xué)內(nèi)容上做了一些調(diào)整。

首先在原有教學(xué)基礎(chǔ)上，增設(shè)了實驗安全環(huán)保的課程內(nèi)容，重視實驗環(huán)保及安全教育。另外，鼓勵有科研項目的教師將科研工作的最新信息及時補充到課堂教學(xué)中，并且我們向?qū)W生推薦了許多高分子學(xué)科相關(guān)的微信公眾號，積極引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注本學(xué)科發(fā)展的最新科研動態(tài)，培養(yǎng)他們的科研興趣、拓寬其視野。為了使實驗教學(xué)更具趣味性、實用性和綜合性，我們對一些傳統(tǒng)的驗證性實驗進行了適當改進，選取了一些與日常生活密切相關(guān)的實驗項目。例如在甲基丙烯酸甲酯的本體聚合實驗中，為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，課前讓學(xué)生準備一些自己喜歡且不影響反應(yīng)的小物件，比如小昆蟲、小海螺、花草等，課上制備“人工琥珀”，學(xué)生可以將自己的作品做成掛件掛在書包或者鑰匙環(huán)上，為了使自己的產(chǎn)品更加美觀有個性，有的學(xué)生自己購買無毒的熒光劑，這不僅提高了他們學(xué)習(xí)興趣，也使他們覺得特別有意義。又如，實驗室制備白乳膠非常實用，通過實驗可以讓學(xué)生親身體會聚合物化學(xué)的重要性和實用價值。下學(xué)期，我們還計劃開設(shè)聚乙烯醇水凝膠降溫貼的制備實驗，讓學(xué)生分別采用化學(xué)交聯(lián)和物理交聯(lián)方法制備，并對不同的方法的產(chǎn)品性狀加以分析對比。在苯乙烯懸浮聚合的實驗中，將學(xué)生進行分組，調(diào)節(jié)反應(yīng)條件，如分散劑的種類、分散劑用量、引發(fā)劑用量、攪拌速度，使不同組的學(xué)生在不同的聚合條件下進行實驗，實驗結(jié)束對各組實驗結(jié)果進行對比分析總結(jié)，這可以鍛煉學(xué)生綜合分析問題的能力。

3.3 豐富考核方式和考核內(nèi)容，客觀評價高分子化學(xué)實驗學(xué)習(xí)效果

傳統(tǒng)高分子化學(xué)實驗考核方式比較單一片面，一般僅依據(jù)實驗報告來評判學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，這是非常不科學(xué)的，也不符合應(yīng)用型人才培養(yǎng)的要求。因此，為了客觀，全面地反映實驗教學(xué)效果，我們建立了一套符合高分子化學(xué)實驗特點，并有利于培養(yǎng)學(xué)生綜合實驗?zāi)芰Φ目己朔绞?。考核方式采用綜合評定方式，即平時實驗成績(80%)+期末理論筆試成績(20%)，平時實驗成績主要包括實驗預(yù)習(xí)(10%)、實驗操作(30%)、實驗報告撰寫(60%)三部分。實驗預(yù)習(xí)考查內(nèi)容包括在線測試情況、預(yù)習(xí)報告書寫規(guī)范度及項目完整度及課上提問回答情況；實驗操作考查內(nèi)容主要包括實驗態(tài)度、實驗著裝、用具佩戴、實驗過程違規(guī)情況、實驗操作規(guī)范度、實驗結(jié)果及實驗結(jié)束后儀器擺放，試驗臺整潔度；實驗報告撰寫主要考察項目完整度、思考題準確度及實驗結(jié)果處理或現(xiàn)象分析是否合理科學(xué)等方面，每個實驗具體項目分值占比略有不同，表2為甲基丙烯酸甲酯的本體聚合實驗的實驗報告詳細的評分標準。此外，為了讓學(xué)生提前了解整個實驗流程并提高他們的實驗技能，我們鼓勵學(xué)生在實驗前參與準備，比如調(diào)試儀器設(shè)備、清洗所需玻璃器皿，配置聚乙烯醇溶液、制備癸二酰氯等，并且會根據(jù)實際情況給參與準備工作的同學(xué)加分。為了加強對學(xué)生安全與環(huán)保意識的培養(yǎng)，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，我們還將安全環(huán)保內(nèi)容納入了考核范疇，期末理論筆試測試內(nèi)容主要包括實驗室安全事項、安全操作規(guī)程、違規(guī)操作可能產(chǎn)生的后果、易燃試劑的安全使用及反應(yīng)過程中產(chǎn)生的有毒廢液的處理方法等。通過這種綜合考核方式，既能科學(xué)有效地對學(xué)生進行學(xué)習(xí)效果評定，同時也調(diào)動了學(xué)生積極學(xué)習(xí)的主動性。

表2 甲基丙烯酸甲酯本體聚合各項目分值占比Table 2 Proportion of each item score in bulk polymerization of methyl methacrylate

4 結(jié)語

本文主要介紹了應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式下我校高分子化學(xué)實驗教學(xué)改革情況，雖然目前已取得初步的成效，但仍有許多不完善的地方，比如在課前線上預(yù)習(xí)和課后線上鞏固過程中無法實現(xiàn)有效的在線互動，學(xué)生的問題得不到及時解答，這在一定程度上會削弱學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，針對此我們決定后期增加其他網(wǎng)絡(luò)平臺，比如學(xué)習(xí)通或雨課堂，來實現(xiàn)師生間的課下互動交流。