PBL+TBL教学模式在高分子材料与工程专业综合实验中的应用

2018-01-31蔡少君彭湘红

江汉大学学报（自然科学版） 2018年1期

蔡少君，彭湘红，赵东

（江汉大学化学与环境工程学院，湖北武汉 430056）

1 高分子材料与工程专业实验环节现状及改革对象选择

江汉大学高分子材料与工程专业以服务湖北省相关高分子材料领域产业为目的，为相关高分子材料生产、加工企业培养具有良好职业素养的工程技术人才。作为工科专业，实验及实践环节占有相当重要的地位［1-4］。另一方面，现今高分子材料与其他诸多学科产生了交叉融合，相关专业的人才培养模式也需与时俱进［5］。无论是实验内容的设置还是最终成绩的评定，均需要进行改革与探索［6-9］。

因此，笔者选择专业综合实验为改革对象，将PBL+TBL［10-12］教学模式应用其中，除锻炼学生动手能力外，更为重要的目的是使学生具有团队合作、明确分工的意识；在实验过程中对非预期实验现象进行判断处理，以及运用专业知识对实验结果进行分析处理的能力。

2 PBL+TBL教学法在专业综合实验中的应用

2.1 PBL教学法：提出问题（设置开放式实验问题，充分调动学生积极性）

专业综合实验的设置，初步分为合成和加工两部分。

2.1.1 苯乙烯聚合的综合实验要求（见表1）：合成路线，反应机理，所需试剂（规格，数量）、玻璃仪器（型号规格，数量）和实验仪器（型号规格）；单体提纯步骤，合成步骤，产物提纯步骤；产物结构表征；产物分子量和分子量分布测定；产物玻璃化温度测定（见表1）。

表1 合成实验要求示例Tab.1 Requirements of synthetic experiment

学生需要完成的实验方案包括：合成路线，合成机理，所需试剂（规格，数量）、玻璃仪器（型号规格，数量）和实验仪器（型号规格）；具体合成步骤，产物提纯步骤；红外、核磁，凝胶渗透色谱，示差扫描量热仪的测试原理，样品制备方法，测试条件及谱图分析；粘度法原理及具体操作，所需试剂仪器。

2.1.2 无卤阻燃塑料的制备和性能测试要求：基体树脂（自选），阻燃剂（自选，无卤），阻燃性能测试及力学性能测试（见表2）。

表2 加工实验要求示例Tab.2 Requirements of processing experiment

学生需要完成的实验方案包括：自选基体树脂（选择的理由，为什么该树脂需要阻燃改性）；阻燃剂（自选，选择的理由，配比）；如何共混加工（所需设备及具体加工条件）；抗氧剂及其他助剂（自选，选择理由及配比）；阻燃性能测试（所需仪器设备，样条如何制备，测试参考标准及具体测试步骤和条件，阻燃等级如何评定）；力学性能测试（所需仪器设备，样条如何制备，测试参考标准及具体测试步骤和条件，性能如何评定）。

2.2 TBL教学法：团队合作

同一个课题，看似较为简单，但是具备一定的开放性。学生在拿到课题的时候会认为较为简单，但在设计实验方案的过程中就会发现课题具有一定的难度。选择同一实验的不同小组，实验方案可能完全不同。

整个实验过程，涉及到资料调研，方案选择和制定，方案撰写，实验操作，仪器设备操作，实验结果分析，实验报告撰写多个方面。具有4～6人的工作量，需要整个团队分工协作方能完成。

PBL+TBL教学模式的核心是提出问题，迫使学生以团队的形式主动查阅文献和资料来解决问题。但团队中每个学生都有主观能动性，专业知识较为稳固的同学可能动手能力不强，文献调研能力较强的同学可能制定方案和撰写能力欠缺。一个团队，每位同学的能力不同，这便需要团队同学自行根据成员特点进行分工来完成综合实验。

2.3 考核、评价体系的建立

PBL+TBL教学模式下的专业综合实验，学生的能力、付出的劳动很大一部分在实验操作和实验报告中无法体现。比如，文献调研和资料查找、小组讨论的积极性、实验现象或结果偏离预期后的处理等诸多方面。所以，单纯的平时成绩+期末考核的成绩评价方式并不适合PBL+TBL教学模式下的专业综合实验。

笔者设计的考核评价体系中，总成绩仅由平时成绩和实验报告两部分组成，各占50%。其中，平时成绩分为两部分：第一部分由小组讨论后相互自评，以小组为单位进行，根据每次资料查找、方案设计和小组讨论的情况记录打分。每小组设置组长专门记录讨论情况进行评分；教师可以根据小组讨论笔记进行验证性评价。第二部分由教师根据每次的出勤、实验操作、解决问题能力，讨论的活跃程度进行评定。依据此种考核形式，不仅可以保证学生具有较高的积极性进行实验讨论，并且还可保证学生在实验过程中对基本实验技能的掌握和团队协作精神的锻炼。