陳明清 施冬健 段芳 張洪吉 李小杰

[摘 要]本課程以著力培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、解決復(fù)雜工程問題的能力為導(dǎo)向，結(jié)合我校材料專業(yè)特色和在高分子材料研究方法上的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)高分子材料研究方法進(jìn)行卓越課程建設(shè)，以學(xué)生為中心，改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式，理論與實(shí)踐相結(jié)合，注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、自主學(xué)習(xí)能力、知識(shí)應(yīng)用等綜合能力。

[關(guān)鍵詞]卓越課程建設(shè)；復(fù)雜工程問題；創(chuàng)新意識(shí)；高分子材料

[中圖分類號(hào)] G642.0 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437（2018）10-0040-03

高分子材料具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和易改性、易加工、優(yōu)良的化學(xué)惰性等特點(diǎn)，這些特點(diǎn)使其具有其他材料不可比擬、不可取代的優(yōu)異性能，讓它能廣泛用于科學(xué)技術(shù)、國防建設(shè)和國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域。高分子材料的結(jié)構(gòu)決定了其性能，對(duì)其結(jié)構(gòu)的控制和改性，可獲得不同特性的高分子材料。

高分子材料研究方法是高分子材料科學(xué)與工程專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課。學(xué)生必須了解高分子材料的結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系，初步掌握高分子材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、課題選擇、實(shí)驗(yàn)操作和材料性能調(diào)控方法，對(duì)其表征方法和測試儀器的結(jié)構(gòu)原理及應(yīng)用有充分的了解，掌握利用常規(guī)表征測試手段研究高分子材料的結(jié)構(gòu)與性能。傳統(tǒng)的課程設(shè)置是學(xué)習(xí)近代測試與表征技術(shù)的相關(guān)儀器的分析方法[1][2]，通過這些分析方法的基本原理、儀器構(gòu)成及實(shí)驗(yàn)技術(shù)等內(nèi)容，讓學(xué)生掌握其在高分子結(jié)構(gòu)、成分、形貌分析與性能研究中的應(yīng)用，從而幫助他們加深對(duì)所學(xué)專業(yè)知識(shí)的理解。其內(nèi)容枯燥、多而零散，無法調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，其概念的模糊也讓學(xué)生容易混淆。為適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展以及學(xué)科建設(shè)、工程認(rèn)證的需要，許多高校對(duì)此課程進(jìn)行了大膽改革，構(gòu)建了新的課程體系，使得此課程的功能、結(jié)構(gòu)、內(nèi)容、實(shí)施、評(píng)價(jià)等都發(fā)生了較大的改變[3][4][5][6]，能促進(jìn)學(xué)生知識(shí)、能力、素質(zhì)的全面協(xié)調(diào)發(fā)展，培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力和國際競爭力的高素質(zhì)人才[7][8][9]。本課程進(jìn)行卓越課程建設(shè)，期望通過改進(jìn)教學(xué)方法和組織形式，改革考核方式，不斷深化教學(xué)改革，切實(shí)推進(jìn)教育創(chuàng)新，使枯燥的知識(shí)變得讓學(xué)生易于接受，讓學(xué)生的學(xué)習(xí)由被動(dòng)變得更為主動(dòng)，同時(shí)提高與鍛煉學(xué)生的科學(xué)思維和創(chuàng)新能力。

一、卓越課程建設(shè)目標(biāo)

本卓越課程以楊萬泰教授主編的普通高等教育“十一五”國家級(jí)規(guī)劃教材《聚合物材料表征與測試》為主要參考教材[10]，主要的教學(xué)內(nèi)容是以該教材為基礎(chǔ)建立起來的理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的課程體系。根據(jù)以學(xué)生為中心，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性與主動(dòng)性、創(chuàng)新意識(shí)、解決復(fù)雜工程問題的能力為目標(biāo)導(dǎo)向，我們將相關(guān)的前期課程知識(shí)進(jìn)行有機(jī)的梳理，不斷充實(shí)本領(lǐng)域最新的研究成果、典型的研究案例、最新的表征測試技術(shù)以及其他英語教學(xué)資源，完善課程教學(xué)大綱、課件、教案、題庫以及教學(xué)視頻，形成豐富的課程內(nèi)外資源，精講多練，增加課外學(xué)習(xí)訓(xùn)練任務(wù)，為學(xué)生提供更多自主思考和探索的空間，開展多種形式的討論、英文科技文獻(xiàn)翻譯、課件制作、演講展示、合成實(shí)驗(yàn)與表征操作，使該課程成為具有示范引領(lǐng)作用的課程體系。

二、教學(xué)內(nèi)容改革

高分子材料研究方法課程綜合了高分子制備、結(jié)構(gòu)與性能、成型加工等基礎(chǔ)知識(shí)的實(shí)踐運(yùn)用，是一門學(xué)科綜合的課程。這就要求教師在講授本課程的過程中，注意引導(dǎo)學(xué)生回顧高分子化學(xué)、高分子物理、聚合物流變學(xué)、聚合物合成工藝學(xué)、高分子成型加工等相關(guān)知識(shí)，讓學(xué)生對(duì)高分子的知識(shí)體系形成一個(gè)完整的認(rèn)識(shí)，對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解能融會(huì)貫通，能掌握和應(yīng)用所學(xué)高分子材料方法課程中的知識(shí)，再培養(yǎng)學(xué)生通過分子測試技術(shù)研究如下內(nèi)容的能力：1.由高分子化學(xué)合成所形成的分子結(jié)構(gòu)；2.基于該分子結(jié)構(gòu)以及成型加工工藝所形成的高分子材料的聚集體結(jié)構(gòu)；3.由聚集態(tài)結(jié)構(gòu)所決定的高分子材料的宏觀性能。因此，教學(xué)內(nèi)容中必須包括多種課程的相關(guān)知識(shí)，這樣不僅有助于學(xué)生理解所學(xué)習(xí)的基本理論，而且可使學(xué)生明白“所學(xué)何用”，以此提高他們的學(xué)習(xí)興趣和積極性，從而提高教學(xué)效率。

本課程教學(xué)內(nèi)容增加了較長課時(shí)的實(shí)踐教學(xué)部分，安排16學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，以鞏固和加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解，使他們能切身體會(huì)到表征測試手段對(duì)高分子材料研究的重要性。本課程的實(shí)驗(yàn)部分避開傳統(tǒng)的演示實(shí)驗(yàn)和已知物的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，采用以學(xué)生為主體的研究性實(shí)驗(yàn)方式，讓學(xué)生自己以教師提供的未知單體來設(shè)計(jì)合成得到未知聚合物，再通過各種表征方法來檢測分析聚合物的成分和結(jié)構(gòu)，最后對(duì)測試結(jié)果進(jìn)行分析，判斷未知單體的結(jié)構(gòu)以及聚合物的結(jié)構(gòu)。通過這一整套聚合物的制備—測試—分析過程的親身體驗(yàn)，學(xué)生能了解和體會(huì)科學(xué)研究的一般過程。這也能讓學(xué)生知道怎么樣去設(shè)計(jì)合成聚合物樣品，合成的樣品該去做什么表征測試；這個(gè)測試需要知道如何制樣，從這個(gè)測試結(jié)果里面能得到什么信息。這些能加強(qiáng)學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)，進(jìn)一步鞏固和提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力，為其將來參加實(shí)際工作打下良好的基礎(chǔ)。

三、課程建設(shè)措施

（一）教學(xué)理念

不斷學(xué)習(xí)國內(nèi)外先進(jìn)的教學(xué)理念，深刻領(lǐng)會(huì)工程認(rèn)證的指標(biāo)與要求，根據(jù)12個(gè)具體的指標(biāo)點(diǎn)，堅(jiān)持以學(xué)生為中心，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、外語能力、創(chuàng)新意識(shí)，以讓學(xué)生應(yīng)用已學(xué)過的基本理論知識(shí)，解決高分子材料合成與加工過程中的復(fù)雜工程問題的能力為目標(biāo)導(dǎo)向，將相關(guān)的前期課程知識(shí)進(jìn)行有機(jī)的梳理，不斷充實(shí)最新的研究成果、典型的研究案例、最新的表征測試技術(shù)以及其他英語教學(xué)資源，注重理論和實(shí)踐相結(jié)合，以達(dá)到培養(yǎng)創(chuàng)新型高分子材料與工程專業(yè)人才培養(yǎng)的目標(biāo)。

（二）教學(xué)組織形式

本課程分為理論教學(xué)部分和實(shí)踐教學(xué)部分。在理論教學(xué)部分避開傳統(tǒng)的以教師講授為主體的教學(xué)模式，采用以學(xué)生為中心的教學(xué)模式，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和課堂的參與性。在實(shí)踐教學(xué)部分避開傳統(tǒng)的演示實(shí)驗(yàn)或已知物的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，采用以學(xué)生為主體的研究性實(shí)驗(yàn)方式，注重學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)。

1.以教師為主導(dǎo)，以學(xué)生為主體的啟發(fā)式教學(xué)

改變教師“一言堂”式的教學(xué)為“教師主講—互動(dòng)討論—課外拓展”的啟發(fā)式教學(xué)。啟發(fā)式教學(xué)是符合學(xué)生認(rèn)識(shí)規(guī)律的，也是素質(zhì)教育積極提倡的。它要求擺正師生在教學(xué)中的地位：教師的主導(dǎo)作用，學(xué)生的主體地位。學(xué)生認(rèn)識(shí)活動(dòng)是一個(gè)在教師指導(dǎo)下的由不知到知，由知之不多到知之較多的轉(zhuǎn)化過程，沒有教師的主導(dǎo)作用，學(xué)生的認(rèn)識(shí)就不可能順利的向前發(fā)展。因此，在課堂上教師應(yīng)運(yùn)用各種方法啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、自覺性，促使他們自主地探索和學(xué)習(xí)知識(shí)。

2.培養(yǎng)學(xué)生的科研素養(yǎng)，采用激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新能力的案例式教學(xué)

變“拘泥于課堂、局限于教材”為“課內(nèi)外兼顧、經(jīng)典知識(shí)與科技最新發(fā)展”相結(jié)合。在教學(xué)中廣泛采用案例教學(xué)的方式，利用一些學(xué)生課外科技獲獎(jiǎng)案例或相關(guān)科研課題研究案例對(duì)學(xué)生進(jìn)行案例分析和啟發(fā)式教育，引導(dǎo)學(xué)生由感性認(rèn)識(shí)上升到理性認(rèn)識(shí)，讓學(xué)生能用相關(guān)的理論知識(shí)對(duì)案例中的問題進(jìn)行分析和解決，激發(fā)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性，鼓勵(lì)學(xué)生參與相關(guān)課題研究、課外科技活動(dòng)等創(chuàng)新活動(dòng)，培養(yǎng)和提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，加深學(xué)生對(duì)廣義研究方法的理解，為其今后畢業(yè)設(shè)計(jì)的開展或?qū)碜呱瞎ぷ鲘徫淮蛳聢?jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3.課堂討論式的互動(dòng)教學(xué)

變傳統(tǒng)的“學(xué)習(xí)在課堂”為“多方位學(xué)習(xí)”。在教師的指導(dǎo)下，就課程中的主要疑難問題或教師設(shè)計(jì)的一些探究性課題，讓學(xué)生以小組為單位，在分工合作明確、查閱相關(guān)資料的基礎(chǔ)上，相互交流小組看法、相互啟發(fā)、相互學(xué)習(xí)，將課堂和課外有機(jī)聯(lián)系起來，培養(yǎng)學(xué)生自主式、合作式、研究式的學(xué)習(xí)方法。讓學(xué)生能熟練掌握文獻(xiàn)的查閱、基本專業(yè)英語、課題確定的原則與要求，能對(duì)復(fù)雜工程問題進(jìn)行分解，掌握文獻(xiàn)翻譯的要點(diǎn)，知道如何總結(jié)文獻(xiàn)的創(chuàng)新點(diǎn)，如何利用文獻(xiàn)來提高自己的創(chuàng)新能力。

4.學(xué)以致用的實(shí)踐式教學(xué)

本課程的實(shí)踐部分避開傳統(tǒng)的演示實(shí)驗(yàn)和對(duì)已知物的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，采用以學(xué)生為主體的研究性實(shí)驗(yàn)方式，讓學(xué)生自己以教師提供的未知單體來設(shè)計(jì)合成得到未知聚合物，再通過各種表征方法來檢測分析聚合物的成分和結(jié)構(gòu)，最后對(duì)測試結(jié)果進(jìn)行分析，判斷未知單體和聚合物的結(jié)構(gòu)。通過這一整套聚合物的制備—測試—分析過程的親身體驗(yàn)，學(xué)生能了解和體會(huì)科學(xué)研究的一般過程，知道怎么樣去設(shè)計(jì)合成聚合物樣品，合成的樣品該去做什么表征測試，測試需要怎么去制樣，從這個(gè)測試結(jié)果里面能得到什么信息，從而加強(qiáng)學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)，進(jìn)一步鞏固和提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力，為其將來參加實(shí)際工作打下良好的基礎(chǔ)。

（三）考核方式

本課程變“一卷定終身”的考核方式為“注重學(xué)習(xí)過程、多方位立體式”的全面評(píng)價(jià)。在注重學(xué)生理論知識(shí)學(xué)習(xí)的同時(shí)，更注重學(xué)生科研思維和動(dòng)手能力的培養(yǎng)，構(gòu)建知識(shí)與能力并重的考核方式。扭轉(zhuǎn)當(dāng)前學(xué)生學(xué)習(xí)只是為分?jǐn)?shù)、掙學(xué)分，學(xué)并不能致用的狀況，同時(shí)這也是以人為本，重視并尊重個(gè)體差異的表現(xiàn)。

成績由平時(shí)成績、課程作業(yè)、實(shí)驗(yàn)成績、期末成績四部分構(gòu)成。其中平時(shí)成績占10%，包括課堂出勤、課堂參與、專題討論等；課程大作業(yè)占30%，包括課程作業(yè)的書寫格式，以及對(duì)文獻(xiàn)的理解和個(gè)人見解；實(shí)驗(yàn)成績占30%，包括實(shí)驗(yàn)的操作規(guī)范性、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的合理性、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性以及實(shí)驗(yàn)報(bào)告的完成質(zhì)量；期末成績占30%，考題注重知識(shí)的靈活應(yīng)用。這種多元化的考核方式既考查了學(xué)生的理論知識(shí)掌握程度，也考查了學(xué)生對(duì)知識(shí)的靈活運(yùn)用能力，能讓學(xué)生將理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐有機(jī)結(jié)合起來，達(dá)到了全面考核學(xué)生學(xué)習(xí)狀況的目的。

四、課程建設(shè)效果分析

通過三年來對(duì)高分子材料研究方法卓越課程的探索與建設(shè)，我們?nèi)嫱晟屏嗽撜n程的教學(xué)大綱、教學(xué)內(nèi)容、課件以及教學(xué)組織形式，并逐步形成了以學(xué)生為主體，以培養(yǎng)學(xué)生全面發(fā)展為理念的教學(xué)模式，學(xué)生的外語能力、PPT制作能力、表達(dá)與組織能力、自主學(xué)習(xí)能力等得到明顯提升。另外，該課程還提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，完成了該課程的教學(xué)視頻拍攝和儀器操作視頻拍攝，形成了較為完備的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境，可供學(xué)生自主學(xué)習(xí)和課后鞏固。

對(duì)近兩年參加卓越課程的學(xué)生成績與未參加卓越課程的學(xué)生成績進(jìn)行橫向比較可以發(fā)現(xiàn)，參加卓越課程班級(jí)的學(xué)生成績平均分和優(yōu)秀率要明顯高于其他兩個(gè)班級(jí)，這說明卓越課程的開展確實(shí)提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

通過近三年的學(xué)習(xí)，學(xué)生也對(duì)本課程給予了高度評(píng)價(jià)。他們認(rèn)為：課程授課內(nèi)容豐富多彩，能聯(lián)系實(shí)際、結(jié)合最新的科技前沿，拓寬知識(shí)面，教師善于引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立思考；教師的講課內(nèi)容貫穿性很好，講解內(nèi)容擴(kuò)展較多，能聯(lián)系實(shí)際，提問、討論交流活躍；課程培養(yǎng)了他們的綜合素質(zhì)；課堂緊張而刺激，除了書本的知識(shí)，教師還會(huì)拓展到課本之外，舉例充分，益于理解，課堂交流十分豐富；課程很幽默生動(dòng)，學(xué)到很多表征方法和研究思路，受益匪淺；教師很擅長培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維；課件、板書有利于學(xué)習(xí)理解，質(zhì)量高。

五、總結(jié)

通過高分子材料研究方法卓越課程的建設(shè)，對(duì)教學(xué)內(nèi)容、課件以及教學(xué)組織形式等的改革，我們逐步形成了以學(xué)生為主體，以培養(yǎng)學(xué)生全面發(fā)展為理念的教學(xué)模式，取得了良好的教學(xué)效果，所在班級(jí)學(xué)生的保研率、繼續(xù)深造率均高于平行班級(jí)，學(xué)生的精神面貌、自主學(xué)習(xí)能力、組織協(xié)調(diào)能力、分析問題與解決問題的能力、創(chuàng)新能力等得到了明顯的提高，但對(duì)少部分基礎(chǔ)較差的學(xué)生能力的針對(duì)性教育尚有待改善。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

[1] 段芳，陳明清，劉曉亞，施冬健，東為富.關(guān)于《高分子材料研究方法》課程的教學(xué)改革與實(shí)踐[J].廣州化工，2012（22）： 183-184.

[2] 陳衛(wèi)星，李永飛，王正品，馬愛潔，羅春燕.高分子材料研究方法課程的教學(xué)探索[J].化學(xué)教育，2016（8）： 12-14.

[3] 倪才華，陳明清，劉曉亞.高分子材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2015.

[4] 曾文進(jìn)，閔永剛.知識(shí)點(diǎn)串講法在《高分子材料研究方法》授課中的應(yīng)用[J].科技資訊，2015（18）： 187.

[5] 劉曉亞，陳明清，倪忠斌.強(qiáng)化實(shí)踐性環(huán)節(jié)培養(yǎng)創(chuàng)新能力[J].包裝工程，2003（4）： 184-186.

[6] 李青山，楊慶祥，張士良，于金庫，王明智.高分子專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與思維創(chuàng)新能力培養(yǎng)研究[J].高分子通報(bào)，2008（12）： 80-84.

[7] 唐萍，王艷色，張春慶，李戰(zhàn)勝，張守海，李健豐，曹玉明.高分子材料專業(yè)連續(xù)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)踐與探索[J].實(shí)驗(yàn)室科學(xué)，2017（4）： 104-106.

[8] 聶曉波，吳紅枚，張瑩，單德才.翻轉(zhuǎn)課堂時(shí)代“高分子材料及應(yīng)用”課程教學(xué)改革研究[J].教書育人（高教論壇），2017（9）： 107-109.

[9] 曾文進(jìn)，閔永剛.知識(shí)點(diǎn)串講法在《高分子材料研究方法》授課中的應(yīng)用[J].科技資訊，2015（16）：167.

[10] 楊萬泰.聚合物材料表征與測試[M].北京：中國輕工業(yè)出版社，2008.

[責(zé)任編輯：陳 明]