課題型高分子物理教學模式的探討與實踐

米紅宇

（新疆大學化學化學學院，烏魯木齊 830046）

課題型高分子物理教學模式的探討與實踐

米紅宇

（新疆大學化學化學學院，烏魯木齊 830046）

探討提高高分子專業(yè)本科生的素質(zhì)教育和創(chuàng)新能力的課題型高分子物理教學模式。針對目前該課程教學方式在創(chuàng)新型人才培養(yǎng)中存在的問題，提出構(gòu)建以學生主體和教師主導相結(jié)合的、將科學研究引入課堂教學的、能夠激發(fā)學生求知欲和獨立思考興趣的新型教學模式，以期讓高分子物理課程對學生在學習能力、研究能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)中發(fā)揮作用。

高分子物理;教學模式;創(chuàng)新能力;人才培養(yǎng)

引言

高分子物理是高分子材料、材料化學、材料物理等專業(yè)及相關專業(yè)的本科生必修的一門重要的專業(yè)基礎課程。通過多年的高分子材料的研究經(jīng)歷，本課題組教師普遍認為高分子物理知識始終貫穿于高分子材料的設計、改性、加工與應用方面，是一門非常實用的課程。而目前學生產(chǎn)生了一些認識上的偏差，認為它是一門純理論的、不實際的、僅僅通過對內(nèi)容死記硬背就能獲得出色成績的課程。究其原因，主要是以下問題所致:（1）不斷增加的教學內(nèi)容與有限的教學課時之間的矛盾;（2）課程概念多而抽象、結(jié)構(gòu)紛繁而復雜與學生求知欲望和知識掌握程度偏低之間的矛盾;（3）“填鴨式”教學及重理論輕實踐的教學與高校創(chuàng)新型人才培養(yǎng)目標之間的矛盾;（4）考核方式片面性與學生素質(zhì)培養(yǎng)之間的矛盾。因此，有必要就高分子物理課程，進行師資建設、現(xiàn)代教學手段、教學內(nèi)容、教學模式、考核體系等方面進行研究與實踐，探索出有利于學生將理論知識與實踐相結(jié)合、自主地發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的高分子物理教學方法。近年來，各專業(yè)就高等教育教學模式進行了一些改革。例如，華道本［1］提出了以科研促教學的高分子物理教學模式。路麗英等［2］提出利用多媒體教學手段與生動有趣的實驗教學及多樣化的考核方式相結(jié)合的教學模式。王曉華等［3］探討了高職高分子化學課程教學模式，提出構(gòu)建能夠突出高職高專特點的“知識、能力、素質(zhì)”的教學模式，為社會培養(yǎng)高等技術應用型人才。王香梅等［4］將典型案例教學方式運用于高分子鏈柔順因素的授課中，指出應用案例教學可以達到事半功倍的效果。王建其等［5］以橡膠網(wǎng)絡理論為案例，展示了高分子物理課程的互動式教學模式。盡管教育改革已經(jīng)取得一定成效，然而近年來大學生的不斷擴招，學生接受知識的能力層次不齊，因此，教育教學改革的步伐仍然比較緩慢。為了改變這一現(xiàn)狀，教育部啟動了高等學校本科教學質(zhì)量與教學改革工程建設項目，正是在這種背景下，課題型教育教學新模式也日益受到重視。所謂課題型教學模式，是指根據(jù)課程教學大綱所要求的側(cè)重點，設計一系列與教學內(nèi)容緊密相連的課題，通過教學內(nèi)容與課題任務同步有序地實施，來完成理論知識的講授與學生技能的訓練目的［6］。為了使高分子物理真正成為高分子專業(yè)必需的、能夠提高學生專業(yè)素養(yǎng)的課程，課題組就近年來高分子物理教學模式，提出從以下方面著手來提高教學質(zhì)量。

一、加強師資建設，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量

人才的培養(yǎng)離不開教育，教育水平的提高離不開高素質(zhì)的教師隊伍。近年來，材料教研室（包括高分子材料和無機材料）充分利用學校提供的多種渠道，提高教師教學及科研能力:（1）積極引進國內(nèi)外高層次人才，尤其是緊缺專業(yè)的人才，來充實教師隊伍;（2）大力支持教師在國內(nèi)外教育及科研機構(gòu)攻讀學位和參與培訓，來提高教師的學歷層次和學術水平;（3）聘請國內(nèi)外著名學者為師生定期做學術報告、授課以及在教師項目撰寫、申報及項目實施等方面獻計獻策，通過這種途徑，建立與高水平大學的聯(lián)系，提高教學質(zhì)量和科研能力;（4）鼓勵教師走出校門，去內(nèi)地高校進行教學改革專項調(diào)研，或者通過參加國內(nèi)外的教學研討和學術會議，將先進的教學理念及教學模式引入到自身的課堂教學中;（5）建立在教學及科研方面有突出貢獻的教師的獎勵機制，激發(fā)教師的教學及科研熱情。

二、運用現(xiàn)代教學技術，提高教學效率和教學質(zhì)量

以板書和口頭陳述為主的傳統(tǒng)教學模式，具有理論體系較完整、可操作性強等優(yōu)點，然而，其負面影響非常巨大。（1）在注重創(chuàng)新性人才培養(yǎng)的今天，課程大綱要求教師擴展教學內(nèi)容、加強學生素質(zhì)教育。板書式授課時間占用較長、授課進度慢，信息量小、很難完成課程大綱的高層次的要求和創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力培養(yǎng)目標。（2）板書式教學枯燥和死板，學生處于被動接受和思維壓制狀態(tài)，極大地挫傷了學生的學習熱情，降低了學生掌握知識的程度。而以多媒體及網(wǎng)絡技術為代表的現(xiàn)代教學手段與傳統(tǒng)的教學手段形成鮮明的對比。集文字、數(shù)據(jù)、圖形、影像、音頻、視頻等為一體的多媒體技術賦予課程表現(xiàn)力豐富、交互性強、知識組織形式靈活等特點［7］，再借助于具有資源豐富、獲取知識的速度快和途徑廣泛、時效性強等特點的網(wǎng)絡技術，使得課程內(nèi)容更加具體、清晰、豐富、完善、深刻、實用和新穎。因此，運用現(xiàn)代教學手段，并穿插少量的板書（用于對一些重要的公式進行推導來加深理解和記憶），來講解高分子物理這樣的理論概念抽象然而實際應用又必須掌握的課程是非常必要的。例如，在講解高分子的構(gòu)象、形態(tài)及涉及的內(nèi)旋轉(zhuǎn)、柔性、末端距概念時，可以運用分子模擬軟件、Chemoffice軟件等來模擬分子的動態(tài)變化;在講解高分子晶態(tài)結(jié)構(gòu)的形成過程中，可以將球晶的生長過程，制作成Flash動畫，或從網(wǎng)絡上收集一些圖片，使學生通過生動形象的圖片，加深對知識的理解、開闊眼界、啟迪思維。

三、建立課堂教學與科學研究相結(jié)合的課題型教學模式

課題型教學模式以培養(yǎng)創(chuàng)新精神和創(chuàng)新型人才為目標。針對課題型教學模式，本課題組教師根據(jù)多年授課的經(jīng)驗及近年來的教學改革嘗試，提出以下建議:（1）針對目前教師的科研項目多的特點，精選與高分子物理教學內(nèi)容緊密相連的研究項目，將這些教師的研究成果及如何運用高分子物理相關內(nèi)容解決研究過程中出現(xiàn)的問題等內(nèi)容制成PPT，穿插在課程的相關章節(jié)中進行授課。例如，講解高聚物的溶脹內(nèi)容時，我們將本教研室教師在交聯(lián)型高分子吸水劑的研究成果展示給學生。將制備的交聯(lián)型吸水劑和非交聯(lián)型聚合物在水中的性狀照片進行對比，來解釋溶脹與溶解概念的區(qū)別。再通過交聯(lián)型吸水劑在農(nóng)田植物生長過程的保水效果的一組照片，來闡述交聯(lián)聚合物的應用情況。通過這種方式，使學生能夠輕松地掌握所學的知識，而且也能夠使學生從思想意識上，建立理論知識與實際應用的聯(lián)系。另外這些補充材料甚少，可以由對計算機感興趣的學生來完成，一方面鍛煉了他們運用計算機的能力，另外，對他們掌握知識也大有益處。（2）發(fā)動高分子專業(yè)教師和學生從網(wǎng)絡、科研項目和實際生活中遇到的科學問題著手，收集和設計小課題，建立以課程內(nèi)容為主線的素材庫，依托開放性實驗室或課題教師的研究室，來訓練學生的基本技能，培養(yǎng)學生解決問題和創(chuàng)新思維的能力。課題選擇和設計的原則應遵循:與課程內(nèi)容緊密聯(lián)系的具有針對性、實用性、可操作性強、小型化等特點的課題。項目的實施采用學生自愿選擇，確定題目和學生名單、人數(shù)（3人），建立以學生為主體、教師為主導的科學研究模式。一般地，一個班有四至六組課題為宜，每個組有一位教師負責。教師的職責為:幫助學生熟悉科學研究的一般方法，引導學生樹立安全意識和規(guī)范操作意識，引導學生發(fā)現(xiàn)問題和探索解決問題的途徑，培養(yǎng)學生通過現(xiàn)象、數(shù)據(jù)分析總結(jié)實驗規(guī)律的能力等［8］。項目實施完畢，由學生將其制作成課件，引入到課程相關章節(jié)中，進行交流。例如，“防老化聚乙烯片材的制備及各凝聚態(tài)下的性質(zhì)研究”的課題就適合作為補充“高聚物凝聚態(tài)性質(zhì)”內(nèi)容的小課題。這樣的研究方式，一方面，使學生能夠系統(tǒng)地掌握知識，激發(fā)學生對本課程的學習興趣，培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際的科學研究能力，提升學生的協(xié)作能力、責任意識和創(chuàng)新能力;另一方面，也為教師的科研工作提供了幫手，促進了科研成果的取得。（3）依托課程所配套的實驗課，采用課程教學與實驗教學相聯(lián)系的教學模式。雖然課程的基本內(nèi)容變化較小，但所配套的實驗講義應該每隔兩年進行一些調(diào)整。實驗講義應該包含能夠幫助學生理解課堂教學內(nèi)容的基礎型實驗。例如，通過不同類型材料（結(jié)晶型和非結(jié)晶型）的力學性能測試的實驗，讓學生了解材料結(jié)構(gòu)與力學性能間的關系，為今后設計機械性能良好的高分子材料提供理論依據(jù)。另外，實驗講義還要包括能夠切實提高學生綜合運用知識和提高動手能力的綜合型實驗，以及由教師提供題目、學生自主設計的用于拔高學生研究能力和創(chuàng)新能力的難度較大的拓展型實驗。

四、建立完善的考核機制

針對課題型教學模式，筆者認為課程考核體系不僅要反映學生的基礎知識掌握程度以及綜合運用知識的能力，還要體現(xiàn)學生在課題研究中的動手能力、研究能力和創(chuàng)新能力。建議:（1）試卷成績占50%。試題圍繞課程大綱，要涵蓋大綱要求的基礎知識（占30%）;還要設計只有通過靈活運用課程知識點，才能解答的試題（占20%）。（2）學生在科學研究中的學習能力、研究能力、創(chuàng)新能力和協(xié)作能力的綜合成績占35%。（3）學生考勤和作業(yè)占15%。這里需要強調(diào)的是布置的作業(yè)內(nèi)容不必是從書本上可以直接獲取的知識點，而應該是:以通過消化知識來解決問題為內(nèi)容的題型;以自行設計課題來制定研究方案為內(nèi)容的題型;以從網(wǎng)絡上收集與課程知識點相關的素材為內(nèi)容的題型。

結(jié)語

隨著教學改革的深入，高分子物理課題式教學模式也在不斷地完善。只有依托高素質(zhì)的教師隊伍、學生為主體的理念和精心設計的課題，才能促進學生知識與技能的掌握，才能促進創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，才能為高分子專業(yè)培養(yǎng)出高層次的人才。

:

［1］華道本．高分子物理課程教學實踐與探索［J］．化工高等教育，2012，（1）:89 －91．

［2］路麗英，藏麗坤，李新學．化學與社會教學模式的探索與實踐［J］．大學化學，2007，22（1）．

［3］王曉華，屈菊平，賀龍強．高職《高分子化學》教學模式改革研究［J］．科技信息，2009，（35）:159－160．

［4］王香梅，張麗華，汪存東．高分子物理課程中的典型案例教學［J］．高分子通報，2007，（4）:71 －73．

［5］王建其，曹墨源，周宇杰，徐君庭，沈烈．《高分子物理》互動教學法的實例——橡膠網(wǎng)絡理論［J］．高分子通報，2010，（8）:97 －100．

［6］周華，朱敏．課題型教學模式在《機械分析應用基礎》教學中的應用［J］．職業(yè)教育研究，2008，（2）:89－90．

［7］劉利萍，甘孟瑜，張云懷．多媒體輔助教學與大學化學教學改革［J］．重慶大學學報:社會科學版，2002，（3）:135－137．

［8］吳敏．藥學專業(yè)大學生創(chuàng)新性實驗項目開展模式初探［J］．藥學教育，2010，（3）:52 －54．

Exploration and Practice of Teaching Mode of Subject-Based Polymer Physics

MI Hong-yu
（College of Chemistry and Chemical Engineering，Xinjiang University，Urumqi 830046，China）

This paper explores teaching mode of subject-based polymer physics for improving the education quality and innovation ability of polymer undergraduates．Based on current existing problems of this teaching method in developing students'creativity，this paper puts forward to construct a new teaching mode in terms of joining student subject with teacher's leading，introducing scientific research into classroom teaching and stimulating students'curiosity and independent thinking．This makes polymer physics course really play a role in cultivating students'learning，research and innovation abilities．

polymer physics;teaching mode;innovation ability;talent cultivation

G642．0

A

1001－7836（2013）01－0075－03

10．3969/j．issn．1001 －7836．2013．01．027

2012－06－28

新疆大學精品課程建設資助

米紅宇（1969－），女，陜西漢陰人，副教授，博士，從事高分子材料研究。