《功能高分子材料》课程设计与实践*

贾 旭，焦书燕，李英华，喻国敏，王秀莲，张留学

(中原工学院材料与化工学院，河南 郑州 450007)

作为学历教育中最高培养层次阶段的研究生教育，其主要目的和任务就是培养学生具有良好的科研素养，并具有创新和实践的能力和精神[1-2]。基于这样的任务模式，研究生的课程教育就不仅需要给学生传授基本的知识，更应该在教学的过程中有针对性的培养学生的科研思维能力，进而转化为学生的创造力。这就需要每一门课程的教学都要紧跟科技发展的步伐，及时对教学内容和教学模式做出相应的调整和改革，才能为培养具有创新思维和创造能力的人才提供合理、科学、高效的教学模式[3-4]。

《功能高分子材料》作为材料科学与工程专业的一门专业选修课，融合了高分子材料、高分子物理、高分子化学等方面的知识，涉及范围广泛，与多种学科的理论关系密切，也涉及到很多新的理论和技术。通过这门课程的学习，学生不仅可以了解和掌握新型的功能高分子材料，同时也为分子的设计和合成打下坚实的基础。为了更好地培养学生的创新能力和思维，课程组不断积极探索，总结和借鉴相关教学经验，对本课程的课堂教学模式、学生任务布置以及考核方式都进行了积极的改革和实践，特别是在课程教学过程中加入专业课程思政的元素，旨在全方位的培养和提升学生的思维能力，取得了良好的教学效果。基于此，本文分别从课堂教育、学生课下任务、思政元素设计以及考核方式等方面所进行的探索改革进行阐述。

1 教学实施过程

1.1 课堂教育

课堂讲授作为教学过程最为重要的环节，如何让学生通过课堂学习，能够高效的掌握所讲授的知识信息，提升学习兴趣热情，进而培养学生的思维能力，是一个重要的课题。因此，我们在教学过程中采用LBL(Lecture-Based Learning method)与PBL(Problem-Based Learning method)、讨论式方法(Seminar method)相结合的教学方式进行，并在特定的章节配合案例教学(Case method)。具体实施过程：老师主要负责讲解每一章节所涉及的有关概念，原理以及相关的研究历程等基础内容，这样学生可以清晰、准确的掌握相关的领域的基础知识。老师也会提前给学生布置相关任务，例如查阅相关领域的前沿信息，包括合成方法的改进、性能的提升等等。学生根据问题，课下提前准备好相关资料。在老师讲解结束后，将课堂进行反转，把课堂交给学生，由学生主导课堂，进行分享、讨论。此时，老师要对学生所分享的知识进行严格把关，对表述不准确的地方要及时纠正，同时，对学生没有涉及到的知识进行补充。针对一些研究热点方案，我们会搜集最新的研究成果作为案例素材，组织学生对这些素材展开热烈讨论，分析研究成果的来龙去脉，即：存在的问题→前人的研究基础→提出拟解决的方案→材料的合成与表征→性能检测并比较与预期结果的达成度→实验结果总结并阐明作用。此外，我们也非常注重教学团队的建设，教学团队共有四名老师，每位老师主讲与自己研究领域相近的章节，便于实时跟踪掌握最新研究成果。通过采用不同教学方式相结合，培养学生树立起严谨的思维能力，有助于他们科研工作的开展。

1.2 学生课下任务

课下学习是学生消化知识、培养思维的重要途径。为了全方位的培养学生树立严谨的科研思维模式，需要学生在课下查阅所学章节模块的相关内容，特别是与自己研究课题相关的领域，了解该领域目前仍然存在的问题，新材料、新方法的开发以及最新的研究成果等方面的内容，并思考有没有与自己研究课题结合的可能性，如果有，可以从哪些方面结合，能够解决什么问题，旨在帮助学生树立交叉研究的思维方式，拓宽研究视野。在“目标化合物路线设计”中，主要要求学生运用所学有关功能高分子的制备方法有关知识，查阅相关的文献来合理设计出拟定的目标化合物的合成路线，尽可能的考虑到每一步可能会出现的问题，并给出解决方案。通过该模块的训练，旨在帮助学生培养严谨、细致的科研思维，并能合理的解决所出现的问题。在“研究调研”模块，主要要求学生选取功能高分子材料中自己感兴趣的一个研究领域的某一个方面，比如从应用领域、合成方法等方面展开调研，并形成一个小的调研案例。通过该模块的训练，旨在引导学生培养调研总结文献的能力，通过调研文献寻找有价值的信息。在“文献综述”模块，要求学生选取功能高分子材料中的某一领域，并结合自己的研究方向，展开文献综述，要求学生对这个领域有一个全面的了解，相较于“研究调研”模块，本模块更注重培养学生思维的整体性和全面性，有助于学生对所研究课的宏观把控。

1.3 思政元素设计

专业课在育人过程中具有“润物细无声”的效果。因此，我们在特定的知识点中融入社会主义核心价值观，形成专业课程的“思政”契入点，旨在全面提升学生的爱国主义情怀、使命、担当和责任感，培养德智体美劳全面发展的新时代学生[5-6]。例如，在聚丙烯这个知识点，我们从聚丙烯的重要用途之一的熔喷布原料引入此次COVID-19疫情期间口罩生产的案例，向学生介绍危难当头，中国军工、石油、化工、机械等企业挺身而出，迅速转产投产抗疫产品，在最短的时间内实现口罩的自给自足到出口援助世界，体现中国企业在重大灾难前的责任与担当，彰显出我国集中力量办大事的制度优势，增强学生的爱国主义情感。在高分子膜材料知识点，我们引入“魔肺ECMO”案例，向学生介绍目前我国医院中所使用的ECMO设备基本来自进口，3M公司把控着PMP(聚4-甲基1-戊烯)特种材料最核心的技术，导致价格居高不下，也是国内无法推进研发具有自主知识产权ECMO设备的主要原因。通过该案例让学生意识到在某些关键领域我国科技和产品与国际先进水平存在的巨大差距唤起学生的危机、忧患意识，激发学生知耻而后勇的学习热情。在天然药用高分子这部分内容中，引入东汉时期张仲景在《伤寒论》和《金匮要略》中记载的栓剂、洗剂、软膏剂、糖浆剂及脏器制剂等十余种制剂的案例。在这些制剂中就首次记载了采用动物胶汁、炼蜜和淀粉糊等天然高分子为多种制剂的赋形剂，并且至今仍然沿用。向学生表明我们祖先的卓越智慧，我们的中医药是中华民族的瑰宝，坚定文化自信，让学生对祖国文化的生命力持有的坚定信心。在高密度聚乙烯(HDPE)这部分内容中，从HDPE可以作为工程建设中优异的防水防渗材料，尤其是在此次疫情期间“火神山”、“雷神山”两座医院建设使用时在“全封闭污水收集处理”展现出的巨大作用，给学生传递出此次建设奇迹的背后是强大祖国举世无双的资源调动能力和坚决彻底的执行力。通过这些思政元素的加入，引导学生意识到作为当代知识青年，更应该具有责任感和使命感，潜心学习知识本领，勇于承担社会责任，秉持创新、绿色的理念，树立民族荣誉感和自豪感，把个人的小我融入祖国的大我，为祖国的发展贡献自己的力量。

2 学生成绩的考核方式

对于学生的考核方式，我们摒弃传统的试卷考评，而采用全方位的过程性考核，从思想意识上引导学生重视平常的知识积累，而不是临时抱佛脚，通过突击复习通过考试，这样有助于他们培养起严谨的科研思维。学生的成绩由课堂互动、目标化合物路线设计、研究调研和文献综述这几部分构成。其中，课堂互动占比40%，主要基于每位学生对每一模块领域的知识课下准备的情况以及课堂互动情况给出相应的成绩；目标化合物路线设计占比15%，主要基于学生对给定的目标化合物合成路线设计的可行性给出成绩；研究调研占比15%，主要根据学生对所选研究点的调研情况，主要参考学生对研究点的理解程度、语言表达、思维逻辑等角度综合考量给出相应的成绩；文献综述占比30%，主要根据学生对所选研究领域了解的全面性和整体性，同时参考学生的页面排版、语言和逻辑情况，给出成绩。最后，根据不同模块的分数和权重给出总成绩。通过这样全方位、全过程的考核方式，能够客观、合理的给出成绩，从而有助于促进学生思维模式的培养。

3 结 语

研究生课程教育除了注重知识讲授，更应该注重研究生思维能力的培养。因此我们通过课程教学改革，采用了LBL、PBL与讨论式方法相结合并在特定的章节配合案例教学的教学方式进行，并与学生积极开展互动，也培养壮大了教师队伍，形成教学相长的良好氛围。学生在课后查阅相关文献，并完成目标化合物路线设计、研究调研和文献综述的训练时，培养严谨的思维能力。在教学过程中由知识点引入思政案例，进行课程思政教育，旨在全面提升学生的爱国主义情怀、使命、担当和责任感，培养德智体美劳全面发展的新时代青年。同时，采用全方位、全过程的考核方式来积极引导学生、培养学生。总之，从课堂教学设计、学生课后任务以及成绩评定方式各个环节相互配合、补充来帮助学生树立严谨的思维能力及方式，有助于他们今后科研工作的开展。当然，任何教学方式也不是尽善尽美的，也需要根据学生的知识背景、科技的发展等变化进行不断的探索和完善，从而提升教学质量，实现立德树人的根本任务。