高分子材料与工程专业课程设计的探索与建设

龚春丽,文 胜,郑根稳,汪连生,颜永斌

(孝感学院化学与材料科学学院,湖北孝感,432000)

高分子材料与工程专业课程设计的探索与建设

龚春丽,文 胜,郑根稳,汪连生,颜永斌

(孝感学院化学与材料科学学院,湖北孝感,432000)

分析了孝感学院高分子材料与工程专业现有课程设计存在的问题,提出了设计题目多样化和实用化、实行科学合理的授课方法、改进考核方法及加强实践验证的改革思路。

高分子材料与工程;课程设计;教学改革

近20年来,高分子材料科学呈现出突飞猛进的发展态势,社会对实践能力强的高分子材料与工程专业的人才需求量越来越大,为了强化学生理性与感性认知的能力、综合素质和创新能力的培养,进一步提高学生在社会大环境中的竞争能力,许多学校在专业必修课中都开设了课程设计。课程设计不但可以帮助学生巩固、扩展和融会专业的课程内容,而且通过相应项目设计任务的完成来培养学生的创新意识、创新思维及综合运用多学科知识解决实际问题的能力[1]。高分子材料与工程专业课程设计是在学生学完本专业的专业基础课程之后,应用所学的基本理论和基本技能,在教师指导下进行产品配方、工艺设计的实践教学环节,培养学生综合运用所学知识的能力,熟悉设计工作程序,并初步培养学生正确的设计思想和良好的工作作风。

从孝感学院实际情况来看,近几年新增的理工科类专业较多,作为化学与材料科学学院第一个工科专业的高分子材料与工程专业,于2005年才开始正式招生,由于是新增专业,有关课程设计的教学模式尚不成熟,根据教学计划的要求,如何选择合适的课程设计教学模式,充分吸引和激发学生的兴趣与热情,培养学生的综合设计能力、动手能力、开拓创新能力等多方面的能力,是一项亟待解决的问题。在此,针对目前孝感学院高分子材料科学与工程专业课程设计教学的现状,制定出与学校实际情况紧密结合、切实可行的课程设计教学模式,培养学生各方面的综合能力,为后续的毕业设计打下坚实的根基。

1 传统课程设计存在的问题

上两届的高分子材料与工程专业的课程设计存在设计题目比较单一,难度变化小的缺点。在以往的课程设计教学中,由于没有经验和受到师资条件的限制,往往只配备一个指导教师,由这个老师给一个班(大约50人)的学生指定课程设计的题目,可想而知,一个老师的智慧和精力是有限的,只能提供几个有限的题目,可供选择的余地不大,导致学生的学习兴趣不高,而且没有针对各学生本身的知识结构,大大抑制了他们特长的发挥。相似的题目也在一定程度上方便了学生抄袭,失去了很好的锻炼机会[1]。

其次,以前的课程设计内容陈旧,跟不上材料学科的飞速发展。材料本身是一门实验科学,尤其对于新型的高分子材料,其新产品、新技术、新工艺层出不穷,因此课程设计的内容也要不断更新。但是,有的老师却多年使用相同或类似的设计题目,内容很少更新。而陈旧的设计方法、设计内容,将会束缚学生的思维和手脚,不利于创新人才的培养,同时,也会使学生产生误解,认为我国在该领域的技术水平是如此落后,这将会对国家的发展、学习的专业和选择的职业丧失信心,造成学生在学习上的悲观情绪,不利于今后的发展[2]。

传统的课程设计一直沿用原始的教学方法,设计任务书下达给学生,学生首先熟悉设计内容,收集相关文献资料,然后在老师指导下,设计出基本步骤。这样的设计程序、操作方法减弱了学生在设计过程中的积极性和创造性。现代实践教学已经不再是理论教学的附庸,实践教学是培养大学生创新实践能力的一个不可替代的平台。为了达到预期的教学效果,必须对课程设计的教学模式、教学方法和教学内容进行改革。

2 课程设计的改革思路

课程设计是介于基本实验和毕业论文设计之间的实践教学环节,它以课程为主线,既对学生提出了设计任务和技术要求,又给学生以动脑、动手的余地。这个环节不仅对学生的毕业设计,乃至今后走上工作岗位后的实际工作都有着重要的影响。在此,结合孝感学院2008年修订的高分子材料与工程专业的人才培养方案,对该专业的课程设计提出以下的改革思路:

2.1 根据专业特点,设计题目新颖、多样化、实用化

课程设计不同于前面普通的实践教学,应具有较强的综合性,因此在课程设计的师资配备上一定要合理充足,可以将学生分为几个组,每个组配备一至两个相关专业的指导教师,这样可有效地保证课程设计的质量。

课程设计要根据孝感学院高分子材料与工程专业的人才培养目标,结合两个专业方向进行立题。孝感学院高分子材料与工程专业的两个专业方向分别是高分子材料加工和功能高分子。但目前高分子材料与工程专业课程设计基本上都偏重于高分子加工成型方向,如矿泉水瓶产品的配方及工艺设计等传统而简单的选题,这类选题虽然基本上能够符合大纲对该教学环节的要求,使学生得到一定的设计训练,但不够新颖,而且该类型设计题目并未考虑到功能高分子方向的特点。实际上,目前国家对于功能高分子方向如光电高分子材料、吸附分离材料、生物医用高分子材料的人才需求也是十分迫切的,因此我们在设置新型专业课程设计体系中,要充分考虑到这一点,在保留传统的高分子材料加工方向的基础上,增加了功能高分子方向,使选题多样化并紧贴工程实际,拓宽学生的就业面。另外在具体选题时,要多样化,避免选题单一,可适当与教师的科研方向相结合,例如孝感学院建设有生物质资源化学与环境生物技术实验室以及与武汉九州创业工程材料有限公司共建的校企研发中心,有部分教师在从事壳聚糖及生物可降解聚酯方面的研究,并多次获得国家和省级科研课题,因此我们可设置一些新颖的加工选题如“无砟轨道用钢筋绝缘夹与绝缘护套的工艺设计”和生物医用高分子方面的选题。这样,两个专业方向的同学都可根据自己的特长和兴趣来选择合适的题目,既培养了学生综合运用所学专业知识的能力,又了解了一些专业新的发展方向,有利于提高学生的积极性和主动性,使学生的创新才华得到充分的展示,而且由于每人的设计题目及内容都不相同,可有效地避免抄袭的现象。

2.2 课程设计授课方法要科学、合理、恰当

教师在课程设计的过程中,要悉心指导,变模仿型设计训练为思考型设计训练。以往的课程设计过程中,学生总习惯照搬指导书,一般是老师逐步讲解,学生机械模仿,知其然不知其所以然[3-4]。在进行改革之后,学生首先选定设计题目,教师要抛开设计指导书,采用启发式、讨论式、研究式的指导思路,鼓励学生通过查阅文献资料,培养他们对各种信息及数据的归纳整理能力,在条件允许的情况下,教师可带领学生到实际的厂家进行考察、参观,这样,学生的课程设计更贴近工程实际,使学生能很好地将理论知识与生产实际相结合,然后由学生分组提出设计方案,由老师组织方案研讨会,分析比较各方案的优劣,在研讨会上,要求学生充分表述其研究思路和方案,老师可适当提出一些有争议的问题,引发同学们开展辩论,这样有利于学生察觉到自己设计方案的缺陷,也可加深学生对于相关知识点及实验注意事项的理解,讨论之后由老师做出总结,给出指导性意见,确定大致的研究路线。通过这样的过程,可以促进学生积极主动地进行思考,同时也培养了学生对知识的整合能力。

2.3 择优答辩,改进考核方法

高分子材料与工程专业课程设计是对先修课程结合工程实际的综合应用,而学生对先修课程的综合应用能力较差。例如进行三层共挤聚丙烯薄膜的工艺设计时,学生对螺杆挤出机的工艺参数、薄膜双向拉伸的比例等普遍感到困难,不能很好地应用高分子加工和高分子物理的知识,此时若再继续采用简单的提交课程设计论文的形式,显然对学生的训练程度不够,也体现不出设计做得好与差的区别,所以,有必要对考核方式进行改进,对确实做得很好的课程设计进行择优答辩,可点燃激情和冲动,对学生是个学习和表现的机会;而对做得不好的或是照抄文献中的方案,完全没有自己的思想的课程设计,重做设计甚至不予合格,让学生在这个实践教学环节中,既能体会到课程设计的绞尽脑汁,又能品尝到答辩成功的喜悦。而老师也能从整个专业教学过程的一个横断面上了解学生在前一阶段学习中掌握知识和能力提高的状况,这为后续课程教学提供了一个很好的参考平台[3-4]。

2.4 进行实验验证,增强对学生实验技能的培养

一般在进行课程设计时,只是老师根据教学大纲提出要求,由学生自己构思、设计实现实验所需步骤、仪器选择、结果分析,这样的过程没有真正与实际相结合,要避免纸上谈兵,充分体现出工科专业实践性强的特点,就要将验证性实验融入课程设计中,这样客观上就可以起到激励和逼迫学生思维的效果,也有助于培养学生灵活应用所学理论知识的能力。在设计过程中要求学生处处从实际出发来考虑和处理问题,要使自己设计出的产品或工艺符合实际需要,就必须从实践中来,

再到实践中去,没有实践,再好的工艺设计也只能是纸上谈兵,在实际生产中可能存在这样或那样的问题,难以真正生产出满足要求的产品[5]。只有让学生将自己的课程设计方案真正运用到实际中,不管是直接在工厂试验还是在实验室操作,那都能使学生切实地体会到该专业的实用性,也能在实验验证的过程中发现问题、思考问题和解决问题,可以对设计的方案进一步进行改进,使方案更加切实可行。因此我们在实际操作时,可根据我们自身的硬件条件,将做得较好的即已经参加了择优答辩的课程设计进行实验验证,这样可有效地促进学生实验技能与理论知识的融合。后面随着硬件条件的改善,可逐渐增加到对所有学生的课程设计进行实验验证,并将验证的结果记入最终的成绩。

3 结语

高分子材料与工程专业课程设计是该专业一个重要的实践环节,针对孝感学院该专业课程设计存在的问题,提出了将设计题目多样化和实用化,实行科学合理的授课方法,改进考核方法及加强实践验证等改革思路。通过课程设计改革,使学生提高课程设计的积极性,并能很好地培养学生利用已有的专业知识解决复杂工程问题的能力,达到课程设计设置的教学目的。

[1] 李伟洲,李月巧.材料工程专业课程设计改革实践探索[J].广西大学学报,2009,31(增刊):115.

[2] 汤卉,董丽敏,吴泽.21世纪无机非金属材料专业实践教学探索[J].黑龙江高教研究,2004(4):86-88.

[3] 吴茵,龙春光,华熳煜.机械设计课程设计的改革探索[J].长沙大学学报,2006,20(2):98-99.

[4] 刘大海.在机械设计课程设计中加强学生实践能力的培养[J].辽宁行政学院学报,2007,9(1):147-148.

[5] 王少刚.课程设计是培养学生创新能力的重要途径[J].中国大学教学,2007(8):23-25.

Abstract:This paper analyzed the problems in the curricular design of polymer materials and engineering major.And we proposed the reform opinions such as increasing design titles,improving instructional and assessment methods,enhancing practice verification

Key Words:polymer material and engineering;curricular design;teaching reform

Exploration and Practice of the Curricular Design of Polymer Materials and Engineering Major

Gong Chunli,Wen Sheng,Zheng Genwen,Wang Liansheng,Yan Yongbin
(School of Chemistry and Material Science,Xiaogan University,Xiaogan,Hubei432000,China)

G642.3

A

1671-2544(2010)03-0113-03

2009-11-04

龚春丽(1979— ),女,湖北公安人,孝感学院化学与材料科学学院讲师,硕士。

(责任编辑:张晓军)