地方高校《功能高分子材料》课程教学改革与实践

2017-04-10张南哲

山东化工 2017年23期

张南哲

(延边大学工学院，吉林延吉 133002)

扎实的专业基础知识和宽广的知识面是，培养实用型科技人才的重要条件。作为地方高校，我校化工专业为了提升毕业生的就业竞争力，而且使学生更好地发挥各自所能，在化学工程与工艺专业课程的基础上，增设了高分子材料与工程专业的部分课程，包括功能高分子材料课程。但是，功能高分子材料作为选修课程，存在课时安排少，实验、实践条件相对差等问题，而且是建立在高分子化学、高分子物理等学科的基础上，并与物理学甚至医学、生物学密切联系的一门学科[1]，有一定的学习难度。为了达到专业培养目标和课程教学大纲要求，培养掌握功能高分子知识的合格人才，我们对高分子材料课程的教学内容及教学方法进行了改革探索，得到了一定的成效。主要体现在以下几个方面：

1 明确学习意义，提高学习兴趣

根据《功能高分子材料》课程的特点，我校将其作为选修课程在大四第七学期开设，所以面临着学生不够重视，学习兴趣不高，开课时间与学生的考研及就业发生冲突等问题。因此，讲授时利用学生因为《高分子化学》、《高分子物理》是重要专业必修课，而且无论将来考研还是就业都需要这方面的知识而比较重视这两门课程的情况，将高分子化学和高分子物理等知识与功能高分子材料的知识紧密结合与联系起来。例如，在讲述某种功能高分子材料时，以提问的方式让学生写出其英文缩写词、结构式及制备方法等，一方面加强了高分子化学及物理的基础知识，另一方面让学生认识到功能高分子材料课程是高分子化学与物理课程重要的延伸与综合运用。又如，讲授《高分子酸碱催化剂》时，先引导学生回忆高分子化学中的悬浮聚合反应原理和《高分子物理》中的聚集态结构理论，然后重点讲述多孔性交联聚苯乙烯颗粒的聚合反应及其空隙结构和空隙率的控制，并且将内容适当延伸到高分子吸附树脂以及这些不同的多孔性聚合物颗粒在催化剂、分离、环境保护等领域中的应用等。这样让学生感受到知识的延续性，又增强了学习的兴趣。当然要注意观察学生的课堂表现掌握好时间与力度，避免不必要的重复以免本末倒置。

2 优化教学内容，突出教学重点

《功能高分子材料》课程涉及功能高分子的制备、结构、特性及应用等多个方面的知识，涵盖面广，而且作为新兴学科其内容随时间不断充实和扩大。但是对非高分子材料科学与工程专业的选修课来讲，课时安排不多，往往30～40学时，这就要求教师课前按照教学大纲精心设计教学内容。为此，我们首先按照地方高校立足地方、服务地方经济为先的教育方针，紧密联系地方经济发展格局针对性地突出教学内容的重点。例如，我校地处中、朝、俄三国交界的东北亚金三角地，农业、林产、食品、医药、采矿及光伏发电等是支柱性产业，而且近邻长春、吉林等地区关联汽车及零部件、化工、生物制药、电子电器等周边区域的支柱产业。这些产业及配套行业很多与功能高分子材料相关，如：农业科技涉及农用功能高分子材料，医药产业涉及生物活性高分子纳米材料以及汽车发动机涉及特种密封高分子材料、电子电器涉及电活性和光敏性高分子材料等。因此，以电活性高分子材料、高分子功能膜材料、光敏高分子材料、高分子吸附剂、高分子纳米复合材料等为教学重点内容，贯穿“高分子的结构决定性能，性能是应用的基础”主线，深入浅出和精练课程内容，既联系于地方和区域经济发展格局，又缓解了教学内容多而学时少的矛盾。其次，根据越来越多学生考研继续深造以及发挥民族语言特长向国内经济发达区域的中外企业就业趋向，重视功能高分子基本理论，主次分明地讲授其他各种功能高分子材料，同时积极收集功能高分子材料的最新研究进展，将课外新鲜资源及时地补充到教学内容中去，使授课内容与时俱进，让学生了解本领域的前沿知识，拓宽思路，提高专业知识水平。

3 改进教学方法，提高了教学效率

3.1 多媒体教学与传统教学方式相结合

与传统教学方法相比，多媒体教学具有信息量大、图文并茂、交互性强、易于突出教学重点和难点等优点[3]。功能高分子材料课程具有新概念多、涉及领域广、知识综合性强等特点，因此借助多媒体技术，可以直观形象地描绘功能高分子的结构及其设计理论，还可展示生产生活中的应用实例，使抽象枯燥的课堂理论转变为具体而生动的感官认识,从而激发学生的学习兴趣和积极性,加强教学难点的理解和掌握。尤其是地方高校的实验条件相对较差、实训实践环节薄弱的情况下，多媒体教学更显得重要。例如，在《高分子功能膜材料》章节中，膜分离机制是重点内容，而其中过筛分离是最常见的一种机制；为了加强该原理的认识，采用多媒体的动画演示，使抽象的分离机理直观表现出来，让学生如临现场实践感受。而且多媒体教学可以节省大量板书书写时间，有利于扩大教学内容，并使教师更多时间对重点内容进行讲解，提高了课堂教学效率。但是多媒体教学要注意提高课件的制作质量，应做到主次分明、理论简介而丰富、内容直观易懂等。而且不过分依赖多媒体，应该与传统黑板教学适时相结合，使两者优势互补。例如，某些特别重要的理论学习，仅靠多媒体教学难以使学生在较短的时间内完全理解，这时应该采用传统的板书教学方式，有条不紊地逐步讲解，并留给学生充分理解消化的时间。

3.2 教学手段多样化，提高学习效率

多种教学方法并用如启发式、提问式、讨论式等教学方法，增强教与学的互动性，对功能高分子材料课程的学习是非常重要的。例如，在讲授“光敏涂料”时，作为启发学生思维的一种手段，可向学生提问：“联想一下《高分子化学》中光引发剂的理论，猜想光敏涂料中光引发剂的化学结构特点及光引发反应机理是怎样？”、“光引发剂可有哪几种类型？”等，这样让学生觉得光敏涂料中光引发剂的新知识不是教师“灌入”进来的，而是在《高分子化学》中“光引发剂”的基础上自然“生成”的，使学生自然地将新知识与已学知识联系起来，在原有知识结构基础上形成了新的知识结构。又如，利用功能高分子材料涵盖领域广的特点，在教学重点内容中选择几个题目，让学生在课下分组完成查阅相关资料的任务，不仅能锻炼学生的文献检索能力，而且从文献中能了解和掌握前沿的学科知识；还可以从各小组中选出代表上台做“学术报告”，让小组之间互相提问，促进了学生对知识的掌握，锻炼了学生的胆量和演讲能力；此外，还可以鼓励、指导学生撰写相关的综述性论文，培养学生论文写作能力的同时对功能高分子材料具有更广博的认知。总之，通过多种模式的互动教学避免了老师讲、学生听的填鸭式教学模式，重新树立了教师在教学过程中的主导地位和学生在课堂学习中的主体地位，活跃了课堂学习气氛，增强了学习自觉性，提高了学习效率。

3.3 教学与科研相融合，提升学生的创新能力

《功能高分子材料》课程是一门知识密集、实践性强的课程，但是作为新兴学科相对于其他课程其相关实验少、缺乏实践训练和能力培养环节，对于地方高校来讲，这些问题更突出表现，因此教学与科研相结合在课程教学中显得非常重要。为此，我们在教学过程中一方面积极收集功能高分子材料的最新科技成果，特别是本专业教师在功能高分子材料方面的研究作为鲜明例子整理归纳其领域的研究进展，适时融合于课堂教学过程中，让学生认识到功能高分子材料的重要性；另一方面鼓励学生积极参与教师的科研，在科研实践活动中学习科研方法、增强了对科学研究的兴趣，而且巩固了功能高分子的理论知识，实现了理论联系实际。同时向学生开放实验室，让优秀学生积极申报《大学生创新创业训练项目》，并通过项目的实施过程拓展了知识面，培养了功能高分子材料的设计、合成、分析的能力。例如，最近三年已有二十多名同学参与了《壳聚糖石墨烯纳米复合材料的合成及其应用》等八项国家级、省级、校级的创新创业训练项目，并发表了《伊利石模板法制备玉米芯基多孔碳材料及其性能研究》等SCI、中文核心、省级期刊论文十篇。课外科研实践活动不仅有助于提高功能高分子材料课程的学习效率，而且营造浓郁的学术氛围，增强了学生的创新意识和创新能力，锻炼了学生的分析、解决问题和实际动手能力。

4 改革考核方式，建立多元考核评价体系

课程考核是对学生获得课程知识情况的评价检验。传统的理论课程成绩通常由卷面考试和考勤情况来决定。但是《功能高分子材料》是实践性强的课程，既要考查学生对基础知识的掌握能力，又要考查学生运用所学知识进行分析问题和解决问题的能力以及创新思维和创新能力，因此需要有效的多元评价考核体系。我们改革考核方式，重视平时学习和课外实践环节的表现，从平时成绩(40%)、课程实践环节(40%)、期末考试(30%)三方面考核形成总成绩。其中，平时成绩由出勤60%、课堂互动表现40%组成，以培养学生上课的纪律性和交流思考能力；课程实践环节成绩由二次综述报告80%、课外创新实践活动20%组成，以锻炼学生的文献检索、汇集、归纳、撰写报告及创新实践能力。通过多元评价考核，有效避免了迟到旷课、突击复习及忽视平时实践活动的现象，督促学生主动学习，强调了课程实践活动，培养了创新意思，提高了创新能力和独立工作能力。