劉雪姣，朱勝軍，李海強(qiáng)

(1.青島科技大學(xué) 高密校區(qū)，山東 高密 261500；2.青島科技大學(xué) 高分子科學(xué)與工程學(xué)院，山東 青島 266042；3.長春工業(yè)大學(xué) 化學(xué)工程學(xué)院，吉林 長春 130012)

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)不斷調(diào)整，產(chǎn)業(yè)升級步伐加快。一方面，生產(chǎn)服務(wù)一線緊缺應(yīng)用型、復(fù)合型、創(chuàng)新型人才，另一方面，高等教育嚴(yán)重的同質(zhì)化導(dǎo)致大學(xué)生畢業(yè)生就業(yè)難、就業(yè)質(zhì)量低。2015年10月，教育部、國家發(fā)改委和財(cái)政部聯(lián)合發(fā)布“關(guān)于引導(dǎo)部分地方普通本科高校向應(yīng)用型轉(zhuǎn)變的指導(dǎo)意見”。2018年9月，習(xí)近平總書記在全國教育大會上指出，要提升教育服務(wù)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展能力，積極參與創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施，注重培養(yǎng)創(chuàng)新型、復(fù)合型、應(yīng)用型人才。應(yīng)用型人才培養(yǎng)是近年來我國人才培養(yǎng)戰(zhàn)略調(diào)整的重要舉措，也是地方本科高校服務(wù)區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的有效手段和重要途徑[1]。

青島科技大學(xué)高密校區(qū)位于“大禹封國、三賢故里、莫言家鄉(xiāng)”的高密市，高密校區(qū)的建立，適應(yīng)了山東省經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的需要。作為山東省教育廳批準(zhǔn)設(shè)立的培養(yǎng)應(yīng)用型人才的校區(qū)，多年來，校區(qū)在應(yīng)用型人才培養(yǎng)基地建設(shè)的道路上積極探索。高分子材料工程技術(shù)專業(yè)是我校工科專業(yè)之一，具有很強(qiáng)的應(yīng)用性和實(shí)踐性。高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程作為高分子材料工程技術(shù)專業(yè)的重要實(shí)踐環(huán)節(jié)，其教學(xué)效果的好壞直接影響著我校專業(yè)人才培養(yǎng)的質(zhì)量。結(jié)合我校高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)際情況，從教學(xué)模式、教學(xué)內(nèi)容以及考核方式等方面探討了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中存在的問題。

1 高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程概述

高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)是我校高分子材料工程技術(shù)專業(yè)重要的專業(yè)必修課之一，是高分子化學(xué)課程最有效的實(shí)踐教學(xué)，是理論與應(yīng)用相結(jié)合的課程[2]。作為高分子化學(xué)理論課程的補(bǔ)充和深化，高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程更加實(shí)用，操作，創(chuàng)新，有趣。在我校是一門獨(dú)立開課的基礎(chǔ)性專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程，學(xué)院開設(shè)了6個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，共32學(xué)時(shí)，其教學(xué)內(nèi)容包括本體聚合、懸浮聚合、乳液聚合、沉淀聚合、界面縮聚、加聚反應(yīng)動力學(xué)等。通過本課程的學(xué)習(xí)，不僅可以加深學(xué)生對聚合物聚合反應(yīng)基礎(chǔ)概念及理論的理解，而且可以為高分子物理、高分子物理實(shí)驗(yàn)等后續(xù)課程奠定基礎(chǔ)。同時(shí)學(xué)生可以熟悉聚合物合成實(shí)驗(yàn)儀器的安裝和使用，掌握聚合反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)操作方法和基本技能，為培養(yǎng)學(xué)生的綜合實(shí)踐能力和應(yīng)用型人才培養(yǎng)實(shí)踐打下良好的基礎(chǔ)。

2 傳統(tǒng)高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的問題分析

2.1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式呆板老套，學(xué)生課堂參與度低

實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為實(shí)踐教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，重視培養(yǎng)學(xué)生在實(shí)踐中觀察、發(fā)現(xiàn)、思考問題并解決問題的能力，為解決后續(xù)科學(xué)研究和工作中出現(xiàn)的各種專業(yè)問題奠定基礎(chǔ)，是培養(yǎng)學(xué)生動手操作和實(shí)踐創(chuàng)新能力的必要手段[3]。但由于過去長期形成的重理論輕實(shí)驗(yàn)的錯(cuò)誤觀念，實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式呆板老套，實(shí)驗(yàn)成績只通過實(shí)驗(yàn)報(bào)告評判，考核方式片面不完善，并且許多老師和學(xué)生對實(shí)驗(yàn)課程重視度不高，導(dǎo)致教學(xué)效果不理想。傳統(tǒng)高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程采用的是一種“填鴨式”單向傳輸?shù)慕虒W(xué)模式，即實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目及實(shí)驗(yàn)條件都是固定不變的，實(shí)驗(yàn)前，任課教師會將實(shí)驗(yàn)有關(guān)內(nèi)容包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、詳細(xì)實(shí)驗(yàn)步驟及實(shí)驗(yàn)條件等信息清楚詳實(shí)的告訴學(xué)生，并要求學(xué)生按部就班地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，學(xué)生就像機(jī)器人一樣無需動腦思考，只要機(jī)械的按照老師的講解及限定好的實(shí)驗(yàn)步驟和條件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)即可，課堂上師生之間互動很少，久而久之，學(xué)生對教師的講解依賴性越來越強(qiáng)，一方面導(dǎo)致很多學(xué)生對于實(shí)驗(yàn)課程的偏見加深，惰性思維和依賴心理助長，認(rèn)為實(shí)驗(yàn)課僅僅是模仿實(shí)驗(yàn)操作和書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，課前無需預(yù)習(xí)，課上簡單的將老師的演示實(shí)驗(yàn)?zāi)７乱槐?，有的甚至無需動手操作，課后實(shí)驗(yàn)報(bào)告互相抄一下就能輕松考核通過，另一方面，這種傳統(tǒng)的照方抓藥的實(shí)驗(yàn)操作方式不僅限制了學(xué)生創(chuàng)新思維的發(fā)展，使學(xué)生失去學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)對于培養(yǎng)學(xué)生的綜合實(shí)踐能力是非常不利的，也違背了我校應(yīng)用型高校的培養(yǎng)目標(biāo)。

2.2 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目類型應(yīng)用導(dǎo)向性不高，與科研動態(tài)結(jié)合不緊密

高分子材料與工程是基于實(shí)驗(yàn)的學(xué)科，不斷改善實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果是提高專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量的必要措施。高分子學(xué)科是一門與我們生活息息相關(guān)的學(xué)科，日常生活中處處可見高分子材料制品。高分子化學(xué)是研究聚合物合成反應(yīng)、機(jī)理和動力學(xué)的一門應(yīng)用性比較強(qiáng)的學(xué)科，同時(shí)也是一門與時(shí)俱進(jìn)的學(xué)科，隨著科技的發(fā)展，聚合物合成工藝不斷優(yōu)化，合成技術(shù)不斷創(chuàng)新。與之相比，實(shí)驗(yàn)教科書編纂的內(nèi)容與生活實(shí)際結(jié)合不緊密，應(yīng)用導(dǎo)向不明顯，同時(shí)內(nèi)容也相對落后，主要為一些傳統(tǒng)驗(yàn)證性的聚合物合成實(shí)驗(yàn)，雖然經(jīng)典的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目有助于學(xué)生進(jìn)一步理解和掌握高分子化學(xué)的基本概念和機(jī)理，卻不利于培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力，也不符合應(yīng)用型人才培養(yǎng)的要求。同時(shí)，教師授課是以教材為準(zhǔn)，嚴(yán)格遵照教學(xué)大綱，參照實(shí)驗(yàn)教材中的實(shí)驗(yàn)題目完成教學(xué)，未能將相關(guān)科研的前沿信息充實(shí)到課堂中去，教學(xué)內(nèi)容單調(diào)無趣，學(xué)生對實(shí)驗(yàn)知識的學(xué)習(xí)僅僅局限于課本，忽視了該主題的發(fā)展和應(yīng)用，這不僅會使學(xué)生對聚合物化學(xué)實(shí)驗(yàn)失去興趣，它也限制了學(xué)生科研創(chuàng)新能力的發(fā)展，不利于應(yīng)用型人才的快速成長。

2.3 對實(shí)驗(yàn)環(huán)保及安全的重視度不夠

高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)是針對高分子化學(xué)課程設(shè)置的一門專業(yè)實(shí)驗(yàn)課，其目的是使學(xué)生掌握聚合反應(yīng)的基本原理及實(shí)驗(yàn)方法，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)定是以合成實(shí)驗(yàn)為主，實(shí)驗(yàn)過程中，必然要用到多種有機(jī)溶劑，且很多的實(shí)驗(yàn)藥品屬于易燃易爆品、有一定的毒性和腐蝕性，比如乙醇、丙酮等易于燃燒；過氧化苯甲酰、偶氮化合物、四氯化碳等具有毒性；濃硫酸、濃鹽酸、氫氧化鈉等屬于腐蝕性化學(xué)品。另外，實(shí)驗(yàn)中也會產(chǎn)生有毒的或腐蝕性廢液，這都會對人體及環(huán)境造成很大的危害。多年來，教師在授課中主要偏重的是實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的講解與考核，過多考慮產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)率，卻忽視了實(shí)驗(yàn)教學(xué)中環(huán)保與安全意識的培養(yǎng)。并且目前在校大學(xué)生基本是95后甚至00后，大多為獨(dú)生子女，他們成長過程中缺少鍛煉動手能力和責(zé)任心的機(jī)會，導(dǎo)致部分學(xué)生動手能力較差，責(zé)任心不強(qiáng)。在實(shí)驗(yàn)操作中表現(xiàn)為緊張、膽怯，且對有毒有害物質(zhì)的回收處理認(rèn)識不夠，實(shí)驗(yàn)廢棄物不按規(guī)定處理往下水道亂倒，不按照正確的操作規(guī)程使用水、電、易燃易爆等危險(xiǎn)化學(xué)品，這些問題都反映了學(xué)生環(huán)保、安全意識淡薄[4]。實(shí)驗(yàn)室是科研成果誕生的重要場所，但也是一個(gè)非常危險(xiǎn)的地方，實(shí)驗(yàn)過程中，防火、防爆、防中毒、防污染是每個(gè)進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室的人員都要高度重視的問題，對于高校在校生更是如此。為了減少環(huán)境污染現(xiàn)象的出現(xiàn)和安全事故的發(fā)生概率，要求學(xué)生必須具備環(huán)保意識和安全意識，要有強(qiáng)烈的責(zé)任心。實(shí)驗(yàn)課程是培養(yǎng)學(xué)生兩種意識的有效途徑，因此，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中對學(xué)生進(jìn)行環(huán)保與安全意識培養(yǎng)是非常有必要的。

3 適應(yīng)應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式的高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程改革

3.1 采用混合式教學(xué)模式，發(fā)展網(wǎng)絡(luò)平臺成為新的教學(xué)渠道

所謂“混合式教學(xué)”，即將網(wǎng)絡(luò)在線教學(xué) (“線上”)和實(shí)驗(yàn)室傳統(tǒng)教學(xué) (“線下”)結(jié)合起來的一種教學(xué)方式[5]。我校高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程采取的是線上學(xué)生自主學(xué)習(xí)+線下課堂實(shí)驗(yàn)的混合式教學(xué)模式。網(wǎng)絡(luò)在線教學(xué)我們借助的是青島科技大學(xué)高密校區(qū)自主研發(fā)的高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)與管理系統(tǒng)。每一門課程均需實(shí)驗(yàn)室管理員、實(shí)驗(yàn)任課教師及學(xué)生協(xié)同完成，主要分為五個(gè)階段，即：系統(tǒng)初始化、課前準(zhǔn)備階段、上課階段、課后階段及課后結(jié)束，主要是中間三個(gè)階段。系統(tǒng)初始化階段主要由實(shí)驗(yàn)室管理員上傳課表，任課教師查閱課表、上傳預(yù)習(xí)資料和測試題并進(jìn)行課程成績模塊設(shè)定，學(xué)生登錄系統(tǒng)查詢課表，課后結(jié)束階段由任課教師對本門課程成績進(jìn)行錄入和匯總。系統(tǒng)中除了包括教學(xué)大綱、教學(xué)課件、習(xí)題、詳細(xì)的評分標(biāo)準(zhǔn)等內(nèi)容外，還有授課視頻、實(shí)驗(yàn)演示等豐富的內(nèi)容，課前，學(xué)生需登錄系統(tǒng)預(yù)習(xí)并進(jìn)行在線測試完成實(shí)驗(yàn)的預(yù)約，表1是以“甲基丙烯酸甲酯的本體聚合”為例展示混合式教學(xué)模式在高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的具體實(shí)施。

表1 高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)混合式教學(xué)流程

這種“混合式教學(xué)”的教學(xué)模式不僅可以督促學(xué)生進(jìn)行課前預(yù)習(xí)，養(yǎng)成課前預(yù)習(xí)的好習(xí)慣，同時(shí)學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)預(yù)習(xí)中有充分的時(shí)間思考和發(fā)散思維，有助于學(xué)生進(jìn)一步的理解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，提高學(xué)習(xí)效率。這將使課堂解釋更容易，學(xué)生將有足夠的時(shí)間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，師生互動增多。這不僅調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，課堂參與度和效率都得到提高。

3.2 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，使高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)更加完善

高分子化學(xué)是一門與日常生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)緊密聯(lián)系的實(shí)用學(xué)科[6]，高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)是針對高分子化學(xué)開設(shè)的專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，能夠使學(xué)生將理論知識從書本落實(shí)到實(shí)際。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目大多是驗(yàn)證性或指導(dǎo)性實(shí)驗(yàn)，與實(shí)際聯(lián)系不夠，內(nèi)容陳舊無趣，與科研動態(tài)脫節(jié)，不僅不利于啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，也會使學(xué)生失去學(xué)習(xí)興趣。因此，為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，更好地符合應(yīng)用型人才培養(yǎng)的要求，我們在教學(xué)內(nèi)容上做了一些調(diào)整。

首先在原有教學(xué)基礎(chǔ)上，增設(shè)了實(shí)驗(yàn)安全環(huán)保的課程內(nèi)容，重視實(shí)驗(yàn)環(huán)保及安全教育。另外，鼓勵(lì)有科研項(xiàng)目的教師將科研工作的最新信息及時(shí)補(bǔ)充到課堂教學(xué)中，并且我們向?qū)W生推薦了許多高分子學(xué)科相關(guān)的微信公眾號，積極引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注本學(xué)科發(fā)展的最新科研動態(tài)，培養(yǎng)他們的科研興趣、拓寬其視野。為了使實(shí)驗(yàn)教學(xué)更具趣味性、實(shí)用性和綜合性，我們對一些傳統(tǒng)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了適當(dāng)改進(jìn)，選取了一些與日常生活密切相關(guān)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。例如在甲基丙烯酸甲酯的本體聚合實(shí)驗(yàn)中，為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，課前讓學(xué)生準(zhǔn)備一些自己喜歡且不影響反應(yīng)的小物件，比如小昆蟲、小海螺、花草等，課上制備“人工琥珀”，學(xué)生可以將自己的作品做成掛件掛在書包或者鑰匙環(huán)上，為了使自己的產(chǎn)品更加美觀有個(gè)性，有的學(xué)生自己購買無毒的熒光劑，這不僅提高了他們學(xué)習(xí)興趣，也使他們覺得特別有意義。又如，實(shí)驗(yàn)室制備白乳膠非常實(shí)用，通過實(shí)驗(yàn)可以讓學(xué)生親身體會聚合物化學(xué)的重要性和實(shí)用價(jià)值。下學(xué)期，我們還計(jì)劃開設(shè)聚乙烯醇水凝膠降溫貼的制備實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生分別采用化學(xué)交聯(lián)和物理交聯(lián)方法制備，并對不同的方法的產(chǎn)品性狀加以分析對比。在苯乙烯懸浮聚合的實(shí)驗(yàn)中，將學(xué)生進(jìn)行分組，調(diào)節(jié)反應(yīng)條件，如分散劑的種類、分散劑用量、引發(fā)劑用量、攪拌速度，使不同組的學(xué)生在不同的聚合條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)束對各組實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對比分析總結(jié)，這可以鍛煉學(xué)生綜合分析問題的能力。

3.3 豐富考核方式和考核內(nèi)容，客觀評價(jià)高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)效果

傳統(tǒng)高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)考核方式比較單一片面，一般僅依據(jù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告來評判學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，這是非常不科學(xué)的，也不符合應(yīng)用型人才培養(yǎng)的要求。因此，為了客觀，全面地反映實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，我們建立了一套符合高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)，并有利于培養(yǎng)學(xué)生綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目己朔绞?。考核方式采用綜合評定方式，即平時(shí)實(shí)驗(yàn)成績(80%)+期末理論筆試成績(20%)，平時(shí)實(shí)驗(yàn)成績主要包括實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)(10%)、實(shí)驗(yàn)操作(30%)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫(60%)三部分。實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)考查內(nèi)容包括在線測試情況、預(yù)習(xí)報(bào)告書寫規(guī)范度及項(xiàng)目完整度及課上提問回答情況；實(shí)驗(yàn)操作考查內(nèi)容主要包括實(shí)驗(yàn)態(tài)度、實(shí)驗(yàn)著裝、用具佩戴、實(shí)驗(yàn)過程違規(guī)情況、實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范度、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及實(shí)驗(yàn)結(jié)束后儀器擺放，試驗(yàn)臺整潔度；實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫主要考察項(xiàng)目完整度、思考題準(zhǔn)確度及實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理或現(xiàn)象分析是否合理科學(xué)等方面，每個(gè)實(shí)驗(yàn)具體項(xiàng)目分值占比略有不同，表2為甲基丙烯酸甲酯的本體聚合實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告詳細(xì)的評分標(biāo)準(zhǔn)。此外，為了讓學(xué)生提前了解整個(gè)實(shí)驗(yàn)流程并提高他們的實(shí)驗(yàn)技能，我們鼓勵(lì)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前參與準(zhǔn)備，比如調(diào)試儀器設(shè)備、清洗所需玻璃器皿，配置聚乙烯醇溶液、制備癸二酰氯等，并且會根據(jù)實(shí)際情況給參與準(zhǔn)備工作的同學(xué)加分。為了加強(qiáng)對學(xué)生安全與環(huán)保意識的培養(yǎng)，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，我們還將安全環(huán)保內(nèi)容納入了考核范疇，期末理論筆試測試內(nèi)容主要包括實(shí)驗(yàn)室安全事項(xiàng)、安全操作規(guī)程、違規(guī)操作可能產(chǎn)生的后果、易燃試劑的安全使用及反應(yīng)過程中產(chǎn)生的有毒廢液的處理方法等。通過這種綜合考核方式，既能科學(xué)有效地對學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)效果評定，同時(shí)也調(diào)動了學(xué)生積極學(xué)習(xí)的主動性。

表2 甲基丙烯酸甲酯本體聚合各項(xiàng)目分值占比Table 2 Proportion of each item score in bulk polymerization of methyl methacrylate

4 結(jié)語

本文主要介紹了應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式下我校高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革情況，雖然目前已取得初步的成效，但仍有許多不完善的地方，比如在課前線上預(yù)習(xí)和課后線上鞏固過程中無法實(shí)現(xiàn)有效的在線互動，學(xué)生的問題得不到及時(shí)解答，這在一定程度上會削弱學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，針對此我們決定后期增加其他網(wǎng)絡(luò)平臺，比如學(xué)習(xí)通或雨課堂，來實(shí)現(xiàn)師生間的課下互動交流。