包装工程专业高分子化学与物理课程教学改革探索

2019-02-16王保营陈威风丁艳红康星雅

山东化工 2019年20期

王保营，陈威风，丁艳红，康星雅，王麟，张岩

(河南牧业经济学院，河南郑州 450046)

包装工程专业是一个涉及材料、力学、机械、艺术等多学科交叉的综合专业，高分子化学与物理知识与包装材料、包装印刷、包装工艺等课程的知识内容密切相关[1]。高分子化学与物理作为包装工程专业的专业基础课之一，在我校包装工程人才培养方案中，它是衔接无机化学、有机化学等化学公共基础课和包装材料学、包装印刷、软包装材料、运输包装等专业课程的重要课程，对实现应用型人才的培养目标和"以材料为基础"的学院专业发展定位具有十分重要的意义。但由于高分子化学与物理属于化学学科中较高层次的专业课程，在非化学专业的包装工程专业中开设该课程，对于教师的教学和本科学生的学习都存在不小的挑战：一方面，对教师来说，该课程由于包含高分子化学和高分子物理两门课程的内容，教学上普遍存在内容多、各知识点衔接不够、课时不足等问题；另一方面，对包装工程的本科生来说，该课程内容较抽象、理论性较强，学生相关知识储备不足，理解困难，这最终影响了该门课程的教学效果和学生的学习兴趣。因此，如何结合包装工程专业特点和应用型人才培养要求，优化高分子化学与物理教学内容、改革教学方法和考核方式，进一步突出专业特色，推动包装工程专业的教学改革，成为了高分子化学与物理课程教学改革的一项重要任务[2]。为此，我们结合我校近年来的教学实际，分别从教学内容、教学方法和手段、课堂内外教学、过程监管和考核方式等方面，进行了相关的改革探索和实践。

1 优化教学内容，选定合适教材

教材是学生学习的第一手资料，也是教学内容组织的重要载体，对教学活动的实施和学生学习兴趣、自学能力的培养具有重要影响。在教材的选取上，我们结合了当前工科教育中的成果导向(Outcomes-Based Education，OBE)理念，首先分析了包装工程专业学生的基本学情：即学生具备基本的无机化学、有机化学知识，但系统性差、尚不具备系统理解和运用化学知识的能力。其次，我们根据包装工程人才培养方案中相关无机化学、有机化学、包装材料学等课程前后关系，强化了课程的衔接作用。在既定的人才培养目标下，从教学内容对学生毕业时应具备能力的支撑作用出发，对教学内容进行了认真的分析、筛选和组织。如高分子化学部分以逐步聚合反应、自由基聚合反应等高分子合成的基本原理、概念为重点，并强调高分子合成时分子量控制对高分子材料性能的影响，使学生树立起高分子的基本的概念，理解高分子的合成原理。而在高分子物理部分，则重点以结构-性能之间的关系为主线，讲授高分子材料基本的热力学、机械力学、高分子溶液的性质和在包装中的应用，强化高分子化学与物理知识与包装工程专业的对接，为他们进一步学习包装材料学打下基础。在优选教学内容的基础上，我们选定了魏无际等编著的《高分子化学与物理基础》(第二版)[3]作为教材。另外，为方便学生自学，作为教材的补充，我们还为学生推荐了多种相关的参考书目。

2 调整教学方法，丰富教学手段

课程教学方法和手段直接影响着课堂的教学效率和效果，如何在有限的学时下，将庞杂的高分子化学与物理课程知识优化整合，高效地完成师生间的教学活动，课程教学方法和手段的设计与调整就显得尤为重要[4]。第一，要改变以往以知识体系为主的学科教育方式，向以逻辑体系为主的能力教育方式转变。包装工程专业要求学生对高分子化学与物理知识的掌握要有一定的宽广性，但不追求知识体系上的完整性。因此，在课堂教学中，教师要改变传统的以讲授式为主的教学方法，多采用启发式、讨论式、探究式教学，提高学生的参与度，积极引导学生思考，注重学生逻辑思维和思辨能力的培养。第二，在教学手段上，可以采用多样化的教学手段，如实物、图片、视频、动画等，也可以结合专业的高分子模拟软件，进行随堂模拟演示，以形象化的方式帮助学生理解抽象的高分子概念和枯燥的理论，提高学生的学习兴趣。如在讲授高分子的链结构和热力学转变时，可以采用分子动力学模拟软件，模拟高分子不同温度下的构象转变及在玻璃化转变前后的聚集形态，增强学生对相关知识的理解。第三，理论联系实际，加强与包装工程专业的结合。由于学生在学习高分子化学与物理课程时，还未涉及到专业核心课程的学习，他们不能充分理解学习高分子化学与物理知识在他们学习专业课程中的地位和作用，对学习高分子化学与物理的“实用性”存在疑惑。因此，在教学过程中我们要将高分子知识与包装工程专业相关的知识结合起来，通过实际包装选材、包装结构设计、包装印刷、包装工艺的举例，让学生理解高分子材料在包装工程中的广泛应用。如在讲授聚乙烯的自由基聚合时，可以结合聚乙烯的直链结构讲解聚乙烯包装薄膜为什么具有较好的阻湿性但阻气性差，为什么聚乙烯薄膜常作为复合包装的热封层等。

3 以学生为主体，连通课内课外

高分子学科发展日新月异，高分子化学与物理知识博大精深，仅靠课堂四五十分钟的教学活动是不可能完全实现高分子化学与物理课程的教学目标的。因此，教师在课程的教学过程中，要注重“授人以渔”，以学生为主体，充分调动学生的积极性，将课上课下、课堂内外连通起来[5]。如高分子化学与物理课程通常设有实验课，但由于包装工程专业的课时限制，高分子化学与物理实验课未能开设，这导致学生对一些理论知识缺乏感性体验，也影响着将来他们开展包装材料类课题的毕业论文。为解决这一问题，我们结合包装工程专业的特点，设计了多个课外实验，如流延法制备高分子薄膜、高分子薄膜的基本性能表征、高分子材料的溶解性实验等，供感兴趣的学生进行课外实验。另外，还成立了兴趣小组，选定一些专题内容，给各小组布置任务，由各小组课下查阅资料或开展实验完成，这些活动丰富了课堂教学内容，引导学生学习了高分子学科前沿知识，拓宽学生的视野，提高了学生的自学能力。

4 加强过程监控，改变考核方式

考核是检验和反馈教学效果的重要手段，也是激励学生学习和巩固知识的有效方式[6]。为了更加客观准确的评价教学效果和学生的学习成绩，我们在以往平时与期末考试相结合的考核方式的基础上，更加注重了对教学过程的监控和对学生学习过程的考核。我们采取了定期调查问卷的形式去跟踪反馈教学质量，根据学生反馈的学情及时调整教学策略。在学生成绩评定上，我们以学生的学习态度和平时表现为主要评价依据，通过学生课堂互动提问、课下师生交流、兴趣小组参与积极程度等评价学生学习的积极性和主动性。另外还设置了期中考核，通过期中考核对学生建立一种预警，及时纠正他们在学习过程中出现的不良习惯。