高分子材料與工程專業課程設計的探索與建設

龔春麗,文 勝,鄭根穩,汪連生,顏永斌

(孝感學院化學與材料科學學院,湖北孝感,432000)

高分子材料與工程專業課程設計的探索與建設

龔春麗,文 勝,鄭根穩,汪連生,顏永斌

(孝感學院化學與材料科學學院,湖北孝感,432000)

分析了孝感學院高分子材料與工程專業現有課程設計存在的問題,提出了設計題目多樣化和實用化、實行科學合理的授課方法、改進考核方法及加強實踐驗證的改革思路。

高分子材料與工程;課程設計;教學改革

近20年來,高分子材料科學呈現出突飛猛進的發展態勢,社會對實踐能力強的高分子材料與工程專業的人才需求量越來越大,為了強化學生理性與感性認知的能力、綜合素質和創新能力的培養,進一步提高學生在社會大環境中的競爭能力,許多學校在專業必修課中都開設了課程設計。課程設計不但可以幫助學生鞏固、擴展和融會專業的課程內容,而且通過相應項目設計任務的完成來培養學生的創新意識、創新思維及綜合運用多學科知識解決實際問題的能力[1]。高分子材料與工程專業課程設計是在學生學完本專業的專業基礎課程之后,應用所學的基本理論和基本技能,在教師指導下進行產品配方、工藝設計的實踐教學環節,培養學生綜合運用所學知識的能力,熟悉設計工作程序,并初步培養學生正確的設計思想和良好的工作作風。

從孝感學院實際情況來看,近幾年新增的理工科類專業較多,作為化學與材料科學學院第一個工科專業的高分子材料與工程專業,于2005年才開始正式招生,由于是新增專業,有關課程設計的教學模式尚不成熟,根據教學計劃的要求,如何選擇合適的課程設計教學模式,充分吸引和激發學生的興趣與熱情,培養學生的綜合設計能力、動手能力、開拓創新能力等多方面的能力,是一項亟待解決的問題。在此,針對目前孝感學院高分子材料科學與工程專業課程設計教學的現狀,制定出與學校實際情況緊密結合、切實可行的課程設計教學模式,培養學生各方面的綜合能力,為后續的畢業設計打下堅實的根基。

1 傳統課程設計存在的問題

上兩屆的高分子材料與工程專業的課程設計存在設計題目比較單一,難度變化小的缺點。在以往的課程設計教學中,由于沒有經驗和受到師資條件的限制,往往只配備一個指導教師,由這個老師給一個班(大約50人)的學生指定課程設計的題目,可想而知,一個老師的智慧和精力是有限的,只能提供幾個有限的題目,可供選擇的余地不大,導致學生的學習興趣不高,而且沒有針對各學生本身的知識結構,大大抑制了他們特長的發揮。相似的題目也在一定程度上方便了學生抄襲,失去了很好的鍛煉機會[1]。

其次,以前的課程設計內容陳舊,跟不上材料學科的飛速發展。材料本身是一門實驗科學,尤其對于新型的高分子材料,其新產品、新技術、新工藝層出不窮,因此課程設計的內容也要不斷更新。但是,有的老師卻多年使用相同或類似的設計題目,內容很少更新。而陳舊的設計方法、設計內容,將會束縛學生的思維和手腳,不利于創新人才的培養,同時,也會使學生產生誤解,認為我國在該領域的技術水平是如此落后,這將會對國家的發展、學習的專業和選擇的職業喪失信心,造成學生在學習上的悲觀情緒,不利于今后的發展[2]。

傳統的課程設計一直沿用原始的教學方法,設計任務書下達給學生,學生首先熟悉設計內容,收集相關文獻資料,然后在老師指導下,設計出基本步驟。這樣的設計程序、操作方法減弱了學生在設計過程中的積極性和創造性。現代實踐教學已經不再是理論教學的附庸,實踐教學是培養大學生創新實踐能力的一個不可替代的平臺。為了達到預期的教學效果,必須對課程設計的教學模式、教學方法和教學內容進行改革。

2 課程設計的改革思路

課程設計是介于基本實驗和畢業論文設計之間的實踐教學環節,它以課程為主線,既對學生提出了設計任務和技術要求,又給學生以動腦、動手的余地。這個環節不僅對學生的畢業設計,乃至今后走上工作崗位后的實際工作都有著重要的影響。在此,結合孝感學院2008年修訂的高分子材料與工程專業的人才培養方案,對該專業的課程設計提出以下的改革思路:

2.1 根據專業特點,設計題目新穎、多樣化、實用化

課程設計不同于前面普通的實踐教學,應具有較強的綜合性,因此在課程設計的師資配備上一定要合理充足,可以將學生分為幾個組,每個組配備一至兩個相關專業的指導教師,這樣可有效地保證課程設計的質量。

課程設計要根據孝感學院高分子材料與工程專業的人才培養目標,結合兩個專業方向進行立題。孝感學院高分子材料與工程專業的兩個專業方向分別是高分子材料加工和功能高分子。但目前高分子材料與工程專業課程設計基本上都偏重于高分子加工成型方向,如礦泉水瓶產品的配方及工藝設計等傳統而簡單的選題,這類選題雖然基本上能夠符合大綱對該教學環節的要求,使學生得到一定的設計訓練,但不夠新穎,而且該類型設計題目并未考慮到功能高分子方向的特點。實際上,目前國家對于功能高分子方向如光電高分子材料、吸附分離材料、生物醫用高分子材料的人才需求也是十分迫切的,因此我們在設置新型專業課程設計體系中,要充分考慮到這一點,在保留傳統的高分子材料加工方向的基礎上,增加了功能高分子方向,使選題多樣化并緊貼工程實際,拓寬學生的就業面。另外在具體選題時,要多樣化,避免選題單一,可適當與教師的科研方向相結合,例如孝感學院建設有生物質資源化學與環境生物技術實驗室以及與武漢九州創業工程材料有限公司共建的校企研發中心,有部分教師在從事殼聚糖及生物可降解聚酯方面的研究,并多次獲得國家和省級科研課題,因此我們可設置一些新穎的加工選題如“無砟軌道用鋼筋絕緣夾與絕緣護套的工藝設計”和生物醫用高分子方面的選題。這樣,兩個專業方向的同學都可根據自己的特長和興趣來選擇合適的題目,既培養了學生綜合運用所學專業知識的能力,又了解了一些專業新的發展方向,有利于提高學生的積極性和主動性,使學生的創新才華得到充分的展示,而且由于每人的設計題目及內容都不相同,可有效地避免抄襲的現象。

2.2 課程設計授課方法要科學、合理、恰當

教師在課程設計的過程中,要悉心指導,變模仿型設計訓練為思考型設計訓練。以往的課程設計過程中,學生總習慣照搬指導書,一般是老師逐步講解,學生機械模仿,知其然不知其所以然[3-4]。在進行改革之后,學生首先選定設計題目,教師要拋開設計指導書,采用啟發式、討論式、研究式的指導思路,鼓勵學生通過查閱文獻資料,培養他們對各種信息及數據的歸納整理能力,在條件允許的情況下,教師可帶領學生到實際的廠家進行考察、參觀,這樣,學生的課程設計更貼近工程實際,使學生能很好地將理論知識與生產實際相結合,然后由學生分組提出設計方案,由老師組織方案研討會,分析比較各方案的優劣,在研討會上,要求學生充分表述其研究思路和方案,老師可適當提出一些有爭議的問題,引發同學們開展辯論,這樣有利于學生察覺到自己設計方案的缺陷,也可加深學生對于相關知識點及實驗注意事項的理解,討論之后由老師做出總結,給出指導性意見,確定大致的研究路線。通過這樣的過程,可以促進學生積極主動地進行思考,同時也培養了學生對知識的整合能力。

2.3 擇優答辯,改進考核方法

高分子材料與工程專業課程設計是對先修課程結合工程實際的綜合應用,而學生對先修課程的綜合應用能力較差。例如進行三層共擠聚丙烯薄膜的工藝設計時,學生對螺桿擠出機的工藝參數、薄膜雙向拉伸的比例等普遍感到困難,不能很好地應用高分子加工和高分子物理的知識,此時若再繼續采用簡單的提交課程設計論文的形式,顯然對學生的訓練程度不夠,也體現不出設計做得好與差的區別,所以,有必要對考核方式進行改進,對確實做得很好的課程設計進行擇優答辯,可點燃激情和沖動,對學生是個學習和表現的機會;而對做得不好的或是照抄文獻中的方案,完全沒有自己的思想的課程設計,重做設計甚至不予合格,讓學生在這個實踐教學環節中,既能體會到課程設計的絞盡腦汁,又能品嘗到答辯成功的喜悅。而老師也能從整個專業教學過程的一個橫斷面上了解學生在前一階段學習中掌握知識和能力提高的狀況,這為后續課程教學提供了一個很好的參考平臺[3-4]。

2.4 進行實驗驗證,增強對學生實驗技能的培養

一般在進行課程設計時,只是老師根據教學大綱提出要求,由學生自己構思、設計實現實驗所需步驟、儀器選擇、結果分析,這樣的過程沒有真正與實際相結合,要避免紙上談兵,充分體現出工科專業實踐性強的特點,就要將驗證性實驗融入課程設計中,這樣客觀上就可以起到激勵和逼迫學生思維的效果,也有助于培養學生靈活應用所學理論知識的能力。在設計過程中要求學生處處從實際出發來考慮和處理問題,要使自己設計出的產品或工藝符合實際需要,就必須從實踐中來,

再到實踐中去,沒有實踐,再好的工藝設計也只能是紙上談兵,在實際生產中可能存在這樣或那樣的問題,難以真正生產出滿足要求的產品[5]。只有讓學生將自己的課程設計方案真正運用到實際中,不管是直接在工廠試驗還是在實驗室操作,那都能使學生切實地體會到該專業的實用性,也能在實驗驗證的過程中發現問題、思考問題和解決問題,可以對設計的方案進一步進行改進,使方案更加切實可行。因此我們在實際操作時,可根據我們自身的硬件條件,將做得較好的即已經參加了擇優答辯的課程設計進行實驗驗證,這樣可有效地促進學生實驗技能與理論知識的融合。后面隨著硬件條件的改善,可逐漸增加到對所有學生的課程設計進行實驗驗證,并將驗證的結果記入最終的成績。

3 結語

高分子材料與工程專業課程設計是該專業一個重要的實踐環節,針對孝感學院該專業課程設計存在的問題,提出了將設計題目多樣化和實用化,實行科學合理的授課方法,改進考核方法及加強實踐驗證等改革思路。通過課程設計改革,使學生提高課程設計的積極性,并能很好地培養學生利用已有的專業知識解決復雜工程問題的能力,達到課程設計設置的教學目的。

[1] 李偉洲,李月巧.材料工程專業課程設計改革實踐探索[J].廣西大學學報,2009,31(增刊):115.

[2] 湯卉,董麗敏,吳澤.21世紀無機非金屬材料專業實踐教學探索[J].黑龍江高教研究,2004(4):86-88.

[3] 吳茵,龍春光,華熳煜.機械設計課程設計的改革探索[J].長沙大學學報,2006,20(2):98-99.

[4] 劉大海.在機械設計課程設計中加強學生實踐能力的培養[J].遼寧行政學院學報,2007,9(1):147-148.

[5] 王少剛.課程設計是培養學生創新能力的重要途徑[J].中國大學教學,2007(8):23-25.

Abstract:This paper analyzed the problems in the curricular design of polymer materials and engineering major.And we proposed the reform opinions such as increasing design titles,improving instructional and assessment methods,enhancing practice verification

Key Words:polymer material and engineering;curricular design;teaching reform

Exploration and Practice of the Curricular Design of Polymer Materials and Engineering Major

Gong Chunli,Wen Sheng,Zheng Genwen,Wang Liansheng,Yan Yongbin
(School of Chemistry and Material Science,Xiaogan University,Xiaogan,Hubei432000,China)

G642.3

A

1671-2544(2010)03-0113-03

2009-11-04

龔春麗(1979— ),女,湖北公安人,孝感學院化學與材料科學學院講師,碩士。

(責任編輯:張曉軍)