李悅微，李勝青，付蓮蓮

（華僑大學，福建 廈門 361000）

《高分子化學與物理》是華僑大學材料科學與工程學院應用化學與功能材料專業(yè)的核心必修課，通常開設在本科教育第三年的上學期。該課程是在學生掌握分析化學、有機化學和物理化學等基礎(chǔ)化學知識的前提下，進行綜合訓練的一門專業(yè)課程，同時具有基礎(chǔ)學科與應用學科的特征。該課程旨在讓學生認識與理解高分子，高分子合成原理與方法、高分子結(jié)構(gòu)與性能間關(guān)系等內(nèi)容，為高分子行業(yè)培養(yǎng)優(yōu)秀的后繼人才。因此，《高分子化學和物理》課程在材料專業(yè)知識領(lǐng)域的地位舉足輕重，其教學質(zhì)量直接影響到材料專業(yè)人才培養(yǎng)的質(zhì)量[1]。

隨著現(xiàn)代通信和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展,我們的社會已經(jīng)進入到“大數(shù)據(jù)”時代。信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)作為當下社會發(fā)展的基礎(chǔ)技術(shù)，數(shù)據(jù)成為我們生活中不可或缺的資源[2]。大數(shù)據(jù)時代的到來對各行各業(yè)都產(chǎn)生了巨大的影響與沖擊，使知識信息快速延伸和獲取手段不斷創(chuàng)新，如何應對大數(shù)據(jù)時代給傳統(tǒng)材料學科教育帶來的機遇和挑戰(zhàn)，是高校教師和教學管理者必須面臨的一個重要難題，教學改革迫在眉睫[3]。筆者針對當前高校專業(yè)課程中存在的潛在問題，結(jié)合《高分子化學與物理》專業(yè)課程的教學內(nèi)容與環(huán)節(jié)，積極探索了在專業(yè)課程建設適應大數(shù)據(jù)時代的有效途徑。

1 《高分子化學與物理》課程的現(xiàn)狀及存在的問題

在一定程度上來說，高分子化學是一門應用型學科，在日常生活中也有廣泛的應用，在生活中也發(fā)揮著重要的作用，學習高分子化學與物理具有理論性強、信息量大，單一的教學方法，不能適應現(xiàn)在課堂教學，就目前課程的現(xiàn)狀分析出以下幾點：

1.1 概念繁多，內(nèi)容抽象

《高分子化學和物理》課程教學涉及難點多，專業(yè)理論性強，相關(guān)概念復雜，知識內(nèi)容抽象，要求學生具備一定的思辨能力，因此理解起來較為困難[4]。所涉及的新名詞多，例如構(gòu)型、構(gòu)象、鏈節(jié)和鏈段等大量新名詞易于混淆；相關(guān)的公式推導繁多，例如其中聚合動力學及與聚合度的相關(guān)內(nèi)容涉及大量的公式推導，推導過程中還需建立一定的假設基礎(chǔ)作為前提；同時還需要與高等數(shù)學和物理化學等相關(guān)理論相結(jié)合。高分子的高彈態(tài)、玻璃態(tài)、粘流態(tài)等常見狀態(tài)與生活中的固液氣三態(tài)差異甚多，在日常生活中較少被觀察到，其內(nèi)容較為抽象，學生往往難以想象與理解。

1.2 學時不足，課時緊張

對于高分子專業(yè)，學校分別開設《高分子化學》和《高分子物理》這兩門課程，每門課程通常有48～64學時，更充足的學時可以系統(tǒng)而全面地講述高分子理論知識；除高分子類專業(yè)外，其他材料類專業(yè)則開設《高分子化學與物理》課程，一般包含36～48學時，主要講授高分子的基本理論知識和應用技能?！陡叻肿踊瘜W與物理》包含了高分子化學和高分子物理兩部分，其中重難點內(nèi)容與單獨開設的課程相差無幾，但大大縮短的授課學時這無疑為此課程系統(tǒng)的教學增加了難度與挑戰(zhàn)。

1.3 教學及考核形式單一

《高分子化學與物理》課程所涉及新知識點多，專業(yè)性強，學生學習起來較為枯燥乏味，影響學生的學習主動性，使學生難以自主學習。當前，《高分子化學與物理》課程的教學模式基本上局限于傳統(tǒng)的授課方法，學生知識的獲取主要是在課堂上對教師教學內(nèi)容的被動吸收，學生參與感弱，且在課堂上接收到的知識有限。長此以往，學生容易產(chǎn)生惰性，喪失主動學習與思考的能力，缺乏想象力與創(chuàng)造力。同時，由于知識點前后銜接緊密，當學生沒有掌握某一知識點時，容易產(chǎn)生自暴自棄的念頭而放棄整門課程的學習。例如在一開始若無法理解結(jié)構(gòu)單元與重復單元等基本概念，在學習縮聚和自由基聚合的過程中則阻礙重重。另外，由于考核的形式主要為期末閉卷考核，學生在考前短時間內(nèi)死記硬背知識點而無法做到理解和融會貫通，甚至在考試結(jié)束后相關(guān)知識幾乎仍沒有掌握，更無法將理論知識應用于實踐中。

2 高分子化學與物理課程教學改革的必要性

隨著科技的進步和大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展，教育出現(xiàn)了現(xiàn)代化和國際化的趨勢，導致教師的“教”與學生的“學”隨之發(fā)生顛覆式變革[5]。信息資源的共享作為前提條件，為提高人才培養(yǎng)的質(zhì)量奠定了基礎(chǔ)。大數(shù)據(jù)技術(shù)的飛速發(fā)展為高校在新形勢下的轉(zhuǎn)型和發(fā)展帶來了難得的機遇。全球疫情給人類的生產(chǎn)和生活方式帶來了巨大沖擊和影響，人們通過互聯(lián)網(wǎng)進行遠程辦公、移動娛樂和線上教學等活動，加速了智能化、自動化的大數(shù)據(jù)時代到來[6]。大數(shù)據(jù)技術(shù)在高校教學中的應用，有利于為學生制定個性化的發(fā)展計劃，促進高校教育的快速發(fā)展。由于《高分子化學與物理》課程的理論性強、知識點多，傳統(tǒng)的單一教育模式容易導致學生出現(xiàn)學習進度、理解能力不同等差異。教師可以利用大數(shù)據(jù)技術(shù)對每個學生的學習情況進行調(diào)查和研究，以便更清楚地了解每個學生的學習進度和存在的困難，進而及時、有針對性地調(diào)整教學方案，全面把控教學進度。

3 大數(shù)據(jù)時代的《高分子化學與物理》課程教學改革策略

在大數(shù)據(jù)時代背景下，如何利用大數(shù)據(jù)技術(shù)和課堂教學相互配合，以最佳的教學效果達到教學的目的[7]。首先課堂教學是教學的關(guān)鍵性環(huán)節(jié)，啟發(fā)學生積極思考，調(diào)動積極性是提高教學效果的關(guān)鍵問題，再者要求教師在講授教學內(nèi)容時要有辯證思想，開拓學生的思路，選擇有針對性的課程內(nèi)容，拓展教學內(nèi)容，通過講解與推導，使學生能夠了解課程的難點和重點；豐富教學手段和教學方法，結(jié)合大數(shù)據(jù)課堂，采取多元化的教學模式，有效激發(fā)學生對學習的興趣，增加學習熱情，以提高學習效果。對《高分子化學與物理》課程教學改革可以從以下幾個方面著手。

3.1 篩選和精煉課程內(nèi)容，迎合不同專業(yè)需求

大數(shù)據(jù)技術(shù)給知識的獲取帶來了極大的便利，因此學生較容易了解到一些簡單的概論性或介紹性知識，因此，可對課程內(nèi)容進行一定篩選，并進行相應的重組。對于學生相對較容易獲得的知識點簡要提及或以作業(yè)的模式安排其自主學習，例如高分子的發(fā)展簡史等內(nèi)容學生可通過互聯(lián)網(wǎng)檢索自行學習；而對于高分子的聚合原理、方法和聚合動力學等重點部分，應對其進行深度挖掘與反復舉例，更加突出理論探索的意義，達到“厚書讀薄”的目的。這樣既能激發(fā)學生的學習興趣，培養(yǎng)學生的科學思維方法，鍛煉學生的科學研究能力，充分發(fā)揮學生的學習能動性和創(chuàng)造性，又能大幅度提高課堂的教學效率，解決重難點不明確、授課學時不夠等難題。

在大數(shù)據(jù)時代的背景下，課程內(nèi)容和教學形式應因地制宜，實事求是，以最佳的教學效果為出發(fā)點和落腳點。對于不同專業(yè)背景的學生，《高分子化學與物理》的教學內(nèi)容應與相關(guān)專業(yè)知識緊密結(jié)合，深入淺出，有針對性地調(diào)整教學計劃，突出教學重點和難點，滿足不同專業(yè)的具體、實際需求。

3.2 搭建和利用線上教學平臺，采用多元化教學模式

大數(shù)據(jù)時代下的課堂，教學必須以“學”為本，“教”圍繞“學”展開。簡而言之，教學應該以學生為中心。教師應善用大數(shù)據(jù)教育資源，積極搭建線上教學平臺，努力探索以“學”為本的多元化教學模式：

（1）互動始終貫穿課堂：傳統(tǒng)填鴨式教育方式無法調(diào)動學生的主動性，大數(shù)據(jù)時代的教學應將互動融入課堂，讓學生積極配合完成教學任務，例如采取“雨課堂”等平臺設置課堂互動習題，讓學生在課堂中掌握相關(guān)知識并做到融會貫通、舉一反三，提高學生參與感的同時也提升了學習效率；

（2）以“學”為本：在大數(shù)據(jù)時代，不再要求學生死記硬背教科書上的全部內(nèi)容，教學做不到、也無須做到面面俱到。“減負不減質(zhì)”，更重要的是教師需要教會學生科學的思維方式和獲取知識的途徑，提倡個性化、精準化教育。例如在講解高分子物理性能知識點時，可以在課堂引入小組作業(yè)，同學自行選擇感興趣的特性進行講解，在查閱相關(guān)圖書、文獻和資料的過程中鍛煉其獨立思考和解決難題的能力，同時增強學生之間的交流與合作；

（3）采用智能化設備輔助教學：學生幾乎都人手一部智能手機，手機與課堂教學并不完全矛盾，引導和矯正是關(guān)鍵。在專業(yè)課程的教學中，可以在課件中插入相關(guān)的在線教學信息和材料，例如關(guān)于高分子材料的相關(guān)小故事、生活中的高分子材料等，不僅增強課堂趣味性，還能有效引導學生進行課后預習和復習。同時，可以利用手機、電腦等智能設備建立網(wǎng)絡學習平臺，開展課件共享、問題答疑、信息反饋等教學輔助活動。學生能及時與教師溝通學習情況，反饋對課題教學的意見，有利于教學質(zhì)量的提升。

3.3 以多元化考核為契機，構(gòu)建教學評價體系

制定科學準確的學生評價準則始終是教學中的一大難題，大數(shù)據(jù)時代提倡以人為本的多元化和個性化，因此教師可以在單一化的閉卷考核基礎(chǔ)上，利用大數(shù)據(jù)平臺融入以多元化為基本原則的考核方式。在貫徹落實學校教學評估和成績評定規(guī)定的基礎(chǔ)上，合理設計成績評價方式，把考核覆蓋學生學習的全過程，而不僅限于注重期末的閉卷考試，同時也需考察學生的出勤簽到、課堂表現(xiàn)和平時作業(yè)等，以全面考查學生對知識的掌握和應用能力。期末考試由閉卷考試和開卷考試兩部分組成，開卷考試由課程論文或小組匯報等內(nèi)容構(gòu)成，培養(yǎng)學生的發(fā)散性思維，而閉卷考試則可以利用智能化數(shù)據(jù)平臺采用在線抽取或小組自定的方式，根據(jù)學生平時學習的具體情況和薄弱環(huán)節(jié)設計個性化考題，從而有針對性地實現(xiàn)“一人一題”。在《高分子化學與物理》課程的教學過程中，教師可以通過智能學習平臺發(fā)布一些課后習題，及時獲取學生的測驗成績，并收集學生對課堂效果的反饋評價和知識點掌握情況自評等信息。利用平臺收集的數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)分析結(jié)果，教師可以了解每個學生對學習的接受情況和對知識的掌握程度，或是發(fā)現(xiàn)課堂教學中可能存在的問題，從而及時調(diào)整教學進度，整體提升授課效果[8]。

3.4 加強師資隊伍建設，提高教學水平

師資隊伍的素質(zhì)是影響高校人才培養(yǎng)質(zhì)量的重中之重，同時，師資隊伍的建設也決定著大數(shù)據(jù)時代下教學改革的成敗。高校教師必須緊跟時代的步伐，積極響應國家“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的號召，及時更新教學理念，主動學習教學新方法，努力提升個人能力與素養(yǎng)。《高分子化學與物理》的相關(guān)知識和內(nèi)容正處在不斷的發(fā)展和更新中，涌現(xiàn)出大量的新材料、新工藝和新理論，且與其他學科交叉緊密，教師需積極利用大數(shù)據(jù)技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)帶來的便利，不斷學習新知識，給自己“充電”，提高個人知識水平。其次，教師需要跳出傳統(tǒng)單一教學模式的束縛，不斷學習教學新理念，拓展教學新方法。例如網(wǎng)絡開放在線課程（MOOC）、微課和愛課堂等新型授課方式的普及，有利于教育資源共享。教師應積極利用網(wǎng)絡教學平臺和優(yōu)質(zhì)教育資源，豐富教學模式，學習先進的教學模式和教育方法，建立具有自身特色的現(xiàn)代教學模式與方法，促進教學觀念的改革，并不斷提高自身的教學質(zhì)量和教學能力。

4 結(jié)論

基于大數(shù)據(jù)的新時代不僅給高等教育的改革和發(fā)展帶來了機遇，也對傳統(tǒng)的單向教學模式提出了新的挑戰(zhàn)。本文以華僑大學《高分子化學與物理》課程的具體情況為例，研究并探討了利用大數(shù)據(jù)技術(shù)對進行教學改革的必要性和具體策略。這些策略不僅極大地激發(fā)學生的學習興趣，還增強了教師與學生的互動，調(diào)動學生的學習能動性，使學生更深刻而全面地掌握相關(guān)知識，融會貫通并動手實踐；同時也有助于教師及時調(diào)整教學進度，發(fā)現(xiàn)教學現(xiàn)存問題，為社會主義現(xiàn)代化建設培養(yǎng)具有高綜合素質(zhì)的創(chuàng)新性專業(yè)人才。