高分子材料与工程专业综合实验的教学探索

丁茜　罗建新　蒋美丽　刘勇

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[摘 要]高分子材料与工程专业综合实验的开设重在培养学生的综合能力和创新思维，文章通过分析教师和学生之间的教学关系和角色定位，可以有效地提高本课程的课堂教学效果。

[关键词]高分子材料与工程； 综合实验； 教学探索

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2016.36.183

高分子材料与工程专业综合实验不同于基础实验，专业综合实验重视学生自主设计、自主操作和自主探究能力的培养。本课程一般开设在大三下学期和大四上学期，学生已经完成“高分子化学”“高分子物理”和“聚合物近代仪器测试”等专业基础理论课程和基础实验课程，对本专业的理论知识、实验操作和性能表征已有掌握。[1]该课程的开设可以锻炼学生对专业知识的综合运用、分析和解决问题的能力，培养学生勇于探索、不断创新的精神和团队协作能力。本文主要从教师辅助性“教”和学生主导性“学”的角度出发，提出笔者对专业综合实验教学的探索，与大家进行交流。

1 教师的“教”

顾名思义，专业综合实验具有较强的综合性和自主设计性，因此教师在本课程的教学过程中要摒弃“教为主导”的传统教学模式，不能以教师控制为中心，简单机械地把学生当成知识的被动接收者，因此教师主要担任引导者的角色。

1.1 课程设置

本课程一般没有固定的出版教材，多是任课教师设计多个可供选择的实验项目[2]，3～5名学生为小组开展实验。我校是应用型人才培养单位，目前实验项目来源主要是以下两类。

（1）与本专业实际生产紧密结合的应用型课题。例如，聚丙烯是目前第二大通用塑料，随着汽车、建筑、家电和包装等行业的发展，废弃聚丙烯产量逐年增加。对废弃聚丙烯进行回收再利用虽能节约资源，减少污染，但其力学性能已不能满足工业制品的性能要求。因此，可让学生采用成核剂、无机填料和界面增容剂等对废弃聚丙烯改性，提高废弃聚丙烯的力学性能和热稳定性，具有一定的工业生产前景。此类课题适合于本科毕业就择业的学生，有助于他们熟悉本专业的就业领域以及工作内容。

（2）任课教师个人的科研课题。湖南工学院目前不具备培养研究生的资格，因此教师的科研项目主要依靠教师所在课题组成员之间协作完成。专业综合实验的开设有利于教师将课题的一部分转化为实验素材，既能使学生接触本专业的先进研究领域，也能较好地调动学生参与课题的积极性。此类课题适合于有意读研深造的学生，有助于他们参与课题、钻研课题，也可尝试参加创新型实验竞赛。

为了达到较好的教学效果，教师应当结合本校学生的实际情况，认真设计整个课程的进度，例如湖南工学院专业综合实验为32课时，具体的课程进度设计见下表。通过下表的试验进度设计，可以让学生清晰地了解到本课程内容设置与各个环节的时间安排，防止实验过程的盲目性。

1.2 课程引导

专业综合实验虽以学生的自主性、探索性学习为基础，但教师的引导作用至关重要。[3]一是因为学生已习惯了以往有“步骤”可依的实验教学模式，缺少独立思考的主动性；二是学生对综合性实验课题研究背景了解较少，还不具备独立设计实验方案的能力，普遍感觉综合实验无从下手。因此，任课教师可在课程的不同阶段，发挥不同的引导作用。

（1）开题阶段：教师先进行开题引导，将本实验课题的研究背景和实验目的等相关内容介绍清楚，并当场与学生互动解惑。课下让学生以小组为单位查阅相关文献资料，设计实验方案，准备开题报告。在学生开题过程中，老师应及时与学生交流，遵从自然科学规律，设计合理可行的实验方案，并预期实验结果。

（2）实验过程：在此阶段教师应该引导学生多思考，多尝试。以“聚丙烯/纳米碳酸钙复合材料的制备与性能测试”课题为例，学生知道聚丙烯复合材料的制备方法为熔融共混法，但对样品的配方设计感到困惑，不了解实际生产过程碳酸钙用量的具体范围，用量太少不能降低生产成本，用量太大又会导致聚丙烯性能下降。另外，学生能够独立操作双螺杆挤出机、注塑机等成型加工设备以及微机控制电子万能试验机和摆锤式冲击试验机等测试仪器，但学生很少思考设备的参数和测试条件的设置依据，也未考虑参数和条件调整对实验结果的影响。因此，教师应提醒学生思考样品物化性质和设备参数、测试条件之间的关系，并从中获得规律，进而指导今后的实验。

（3）结果与讨论阶段：笔者在教学过程中发现大多数学生对于实验数据的分类较为笼统，甚至把所有样品的数据混在一起，并未进行分类，导致其测试数据规律性不明显，无法获得结论。另外，学生对于测试结果的分析仅局限于对实验现象和数据的简单描述，并未探究其中的规律，寻找导致该结果的原因。例如，β-成核剂虽能提高聚丙烯的冲击韧性，但并非β-成核剂用量越多，聚丙烯的冲击强度就越大。对此现象，学生仅提出在某一用量下的增韧效果最佳，并未对其原因进行思考。

2 学生的“学”

专业综合实验的开设目的在于培养学生的文献检索能力、初步设计实验的能力、分析实验结果、撰写实验报告和科研论文的能力。该课程以指定实验题目，学生自主设计实验方案、自主操作实验和自主分析实验结果的方式进行。因此，课程开展以学生为中心，学生的“学”起到至关重要的作用。[4]

2.1 开题阶段

在以往的实验课程教学中，老师会结合所使用的教材，详细讲解实验目的、实验原料与配方、实验设备、实验步骤和数据分析等，学生只需按部就班进行样品制备和性能测试。因而，从某种层面讲学生只是单纯的执行者，几乎没有或很少有独立的思维参与其中。

而本课程要求学生独立完成老师给定的实验题目，教师仅进行开题引导。学生需要主动查阅相关科研文献，熟悉该课题的研究背景与意义，从相关文献中寻找实验方案的设计思路和预期的实验结果，并通过PPT进行开题报告。

2.2 实验过程

（3）团队自主学习，解决问题，完成项目。这一环节是PBGS模式的具体实施环节。小组成员围绕项目实施方案开展有目的的学习实践活动，根据方案中分配的实训岗位，利用一切可利用的资源进行实训。实训过程中由组长负责点名考勤，并在每个组的任务进度表上进行统计，学生以财会部门员工的身份工作，感受岗位职能的分工和协作，严格遵守部门的规章制度，营造一个真实的职场氛围。

（4）轮岗。角色扮演方式最大的不足是难以对流程总体有全面的熟悉和掌握。为了弥补这一缺陷，实训时实施轮岗，即完成一轮业务操作后，组员之间重新进行岗位分配，具体安排由组长决定。然后按照新的岗位分工，进行新一轮的账务处理和报税。

3.2.4 学习效果的评价与考核

在学习过程中由学生自主管理，自主考核，主要通过相关的规章制度进行考核与监督，可以通过《项目进度完成表》和《实训成绩考评统计表》来进行考核和评价。《项目进度完成表》由各小组组长完成，由学生进行过程的监督与管理。《实训成绩考评统计表》由教师根据学生上交的《项目进度完成表》和实训成果相结合给出最终的实训成绩，实训完成质量和平时表现各占50%。这些考评记录表作为办税模拟课程考核的原始依据，达到了教学情景与真实工作过程一致。

4 PBGS教学模式在应用中应注意的问题

PBGS教学模式和其他任何一种教学方法一样，都可能存在需要注意和改进的地方，需要同行做进一步的分析和研究。在教学中应当注意以下问题。

（1）团队成员的搭配要有选择。学生往往喜欢和熟悉的同学组成一个小组，这样在考核和自主管理上容易造成相互包庇，制度不容易落实到位，考核容易失真。在分组时要形成一个相互融合、彼此适应、互相帮助的团队，这样更有利于培养学生的团队协作能力和适应能力。

（2）团队成员的自主学习能力和意识有待提高。尤其是学习能力较弱的学生不能主动完成工作任务，往往等学习能力强的学生完成任务后进行抄袭。要杜绝此类事情的发生，需要采用一些激励机制来激发学生自主学习的热情，也需要建立一些考评机制例如惩罚机制加以约束。

参考文献：

[1]周鲲.浅议高校税收课程设计与教学改革[J].亚太教育，2016（8）.

[2]宋文静.基于PBGS教学方法的税收课程教学改革研究[J].科教文汇，2015（1）.

[3]任咏梅，胡灵红.提高税收课程教学效果之方法探讨[J].教育教学论坛，2015（32）.

[4]刘英辉.高职院校会计专业税收课程教学改革的思考和建议[J].企业导报，2014（4）.