基于應用驅動的復合包裝材料教學方法的討論

葉雙莉

【摘 要】本文從解決傳統包裝材料教學模式和方法中存在的教學方式單一、學生學習興趣低、學習效率與實踐能力不高等問題出發，探討了在復合包裝材料教學課程中采用綜合應用驅動與科技發展前沿相結合，課堂教學、實驗與課外自學相結合的教學方法及其意義。將教學內容從基礎科學知識延伸至科技發展前沿，并與當代產業發展的趨勢與特點相結合，制定多個面向應用設計的任務，讓學生在掌握課堂教學理論知識的基礎上，進行深入的科技調研與專業知識的綜合應用，針對應用性任務提出實驗方案。課堂分析并講解實驗方案的基本原理與可行性論證，加深學生對專業知識的理解與應用。這種面向科技前沿并以綜合應用驅動為導向的教學思路，能激發學生的專業學習興趣，達到學生對教學專業知識的充分理解，同時培養學生發現問題與解決實際問題的能力，使學生更好的掌握與應用專業知識與技能，實現了大學課堂教學的主要目的。

【關鍵詞】應用驅動；復合材料；大學教學；教學模式

復合材料是人類智慧的產物。隨著現代科學技術的高速發展，以多學科知識與技術為基礎的復合材料領域也成為衡量一個國家科學技術先進水平的重要標志之一。同時，隨著全球經濟高速發展以及人民生活質量的提高，以復合材料為基礎的高性能、低成本、綠色環保的復合包裝材料在輕工業產業中占有越來越重要的地位。因此，掌握復合材料的基礎專業知識與應用相關知識進行實際的復合包裝材料的設計已經成為包裝專業學生必要的技能。目前，復合包裝材料已經是高校包裝本科專業的重要選修課程。

通過多年的復合包裝材料的教學實踐，我們發現傳統的復合包裝材料本科教學模式和方法存在諸多的問題。其一，隨著材料科學的蓬勃發展，復合材料科學技術領域發展的速度非常快，而復合包裝材料方面的教材與參考資料往往相對落后于實際水平的發展，因而學生往往覺得與實際脫節、枯燥乏味，學習興趣不大。其二，復合包裝材料涉及的知識領域多內容繁雜，教師受限于課程教學學時的限制往往只能講授最基本的知識點，學生難以達到綜合知識的融會貫通，學習效果不夠理想。其三，復合包裝材料教學方法單一，一般均為教師課堂講授，教程中給出的實際案例比較少，而且與現代包裝理念相差比較大，缺乏應用性，學生往往學會了基本理論知識，卻不知如何將其應用到實際的包裝材料的設計中，因而對學生的實踐知識應用能力與解決問題的能力培養效果不顯著。

為了解決以上諸多問題，我們在復合包裝材料教學課程中探索和實踐了一種新的教學方法，即采用綜合應用驅動與科技發展前沿相結合，課堂教學、實踐與課外調研相結合的教學方法，旨在改變傳統的以教師講授為核心、以死記硬背為主的學習模式。建立以學生為主體，激發學生學習興趣，引導學生主動探索專業知識內容，提高學生學習能動性，培養學生理論結合實踐，并同時進行融會貫通綜合應用相關專業知識解決分析實踐問題的能力。教學實踐表明通過使用該方法，學生學習興趣與學習主動性顯著增強，學生整體的理論知識應用能力明顯提高，發現問題與解決問題的能力也得到了很好的鍛煉，教學效果良好。

一、基于綜合應用驅動的教學思路與實施方法

基于綜合應用驅動的教學方法是指在教學中將基本的理論知識、實際應用、與科技前沿知識相結合，并提煉綜合應用的知識點。以任務和問題為載體貫穿教學過程，設計課程教學。利用實際應用案例及科技前沿調動學生的學習興趣，并將基本理論知識有機地融合到教學課程中。再根據教學內容、教學大綱及教學目的設計綜合應用課題，學生在完成課題中，發現問題，思考問題，綜合利用相關知識點進行課題的解答。讓學生在尋求、探索、應用的思維活動中，激發學習興趣，掌握基本知識點，建立自主學習的能動性，進而培養學生綜合應用知識與解決問題的能力。

1.綜合應用驅動的基礎理論教學模式

復合包裝材料是一門綜合性課程，涉及化學、物理、生物、材料等多個領域。因此在授課過程以應用為牽引，以問題為導向，逐漸深入，全面綜合地講解所涉及的相關專業知識點及相關理論，培養學生的開放性思維，激發學生的學習興趣與思維活躍性。在講解復合包裝材料課程時，講授教師應以復合材料在包裝領域的功能性為主要啟發點，結合現代科技前沿知識技術，打破傳統教材順序及單一性的限制，以及以教師授課為主的模式，圍繞關鍵問題，循循善誘引導學生的思維。并有針對性地選擇與講授重點、難點有關的問題與學生討論，活躍課堂氣氛，讓學生積極主動地參與到課堂中，使學生感受并理解知識的產生、發展、及應用的過程。

2.實踐應用課題的設計與具體實施

在復合包裝材料實踐教學中，綜合應用知識是教學難點。為了實現良好的教學效果，開發學生的獨立學習潛能與綜合應用知識的能力，合理使用課堂內外的學習資源與平臺，讓學生通過完成具體的應用課題任務是一種有效的教學方法。其中，教師對課題任務的設計、分配、考核與教學效果緊密相關。基于復合包裝材料課程綜合學科的特點，教師在對課題任務進行設計時既要考慮課題的難易程度和學生的能力，又要考慮課題的代表性和學生的需求，還要考慮學生完成項目的整體設計及其進展和效果的控制。在布置課題任務時，教師需要將學生分成課題小組，并給出清晰、明確的任務說明與要求，這樣也可以同時培養學生團隊協作能力。在完成課題任務的過程中，教師只是在方向與出現問題時協助幫助引導，讓學生真正成為學習和掌握知識的主角。學生在通過資料的調研、整理與具體方案的設計等實踐活動過程，加深對專業知識的理解，并經過能動性的思考，提出課題任務的解決方案，實現理論知識的融合、應用，達到自主學習能力的升華。

3.教學效果的檢驗模式

傳統教學效果的檢驗方式主要是通過考卷考試的方法來檢驗學生對知識的學習，利用考試的分數來衡量教學效果與學生的學習效果。相比于初高中教學，大學教育更注重的是學生能力的培養，試卷考試分數并不能全面地反映學生的學習情況。因此，課題任務的考核可以在充分調動學生學習興趣的條件下考核學生的能力。在進行課題任務考核時，每個團隊要對自己的方案進行講解與說明，并由教師和同學進行提問、評比，最后教師公布考核成績。這種課題任務考核的方式，不僅可以加深學生對專業理論知識的理解與應用，也培養了學生探索性思維和學生的創造力，還可以促進學生團隊合作精神。

二、基于綜合應用驅動的教學方法在復合包裝材料教學中的應用

本文以高阻隔性能復合包裝材料課程教學為例，具體講解基于綜合應用驅動的教學方法在復合包裝材料教學中的實現與運用。

1.高阻隔包裝復合材料基礎理論

在教師課堂講授過程中，首先向學生介紹當代高阻隔包裝材料產業的發展趨勢、應用領域及產業需求，利用以產業為基礎的實際統計數據激發學生對課程的興趣。然后用問題引導的方式，向學生介紹高阻隔性能的基本概念、阻隔材料、高阻隔復合材料的設計、性能檢測、高阻隔性能的調制等。其中涉及氣體輸運、液體滲透、復合界面規律及界面處理等物理、化學、材料的綜合應用。利用講解與提問結合穿插式授課，讓學生參與課堂互動，避免學生學習的枯燥性。同時，介紹現代科技前沿利用納米技術對復合材料的優化，在低成本、綠色環保的基礎上，實現復合包裝材料更好的阻隔性能。引導學生探索如何用發展的科學與技術創造性能優異的包裝材料。

2.高阻隔復合包裝材料的實踐應用課題設計與實施

在教師向學生介紹了高阻隔復合包裝材料的基礎專業理論知識后，教師布置相關課題任務，并將學生分組，讓學生以團隊的形式完成課題任務。該課程的主要教學目的是讓學生掌握材料的阻隔性能及如何利用先進材料設計與加工工藝優化阻隔性。班級學生共有36人，將其分為6組，選擇每組的組長負責組織和安排課題任務的實施與協調。項目名稱與小組分配如表一所示。

表一：高阻隔包裝材料的設計任務分配表

項目編號 項目名稱 項目要求 執行團隊

1 復合材料界面性質對阻隔性能的影響 1.理解阻隔性能的要素

2.了解不同無機、有機等材料的阻隔性能

3.認識增強體的性質對阻隔性能的影響。

4.掌握界面處理對復合材料性能的影響

5.利用所學的理論知識進行相關高阻隔性能材料的設計及調控 5

2 復合材料結構對阻隔性能的影響 1

3 二維材料為增強體的復合材料對阻隔性能的影響 2

4 一維材料為增強體的復合材料對阻隔性能的影響 3

5 塑料為基的啤酒瓶的阻隔性能 6

6 奶制品包裝的紙基阻隔材料 4

3.學生進行任務調研與設計

教師給出有關的國內外參考文獻，并引導學生利用學校圖書館與學校網絡數據庫進行資料的查找、收集與整理。學生經過大量廣泛的閱讀與思考，在加深對包裝材料專業理論知識理解的同時，也培養了信息的獲取、處理的能力。基于學生思維個異性的特點，在此階段，教師應積極鼓勵學生開放性思維，給學生提供想象與創造的空間，并適當的給予引導與建議。學生以小組為單位，進行高阻隔復合包裝材料的設計任務的分配、設計、完成。學生通過彼此之間的積極溝通與交流，相互學習，相互促進，同時也培養了團隊合作模式與團隊協作精神。

4.任務的考核與教學效果評估

在教師布置的時間內，各小組在組員的相互配合中完成任務，并以PPT口頭報告的形式進行答辯，回答教師及其余小組同學的問題，進一步促進學生思維的交流和提升。同時教師對課題任務的報告、回答問題等項目進行客觀地考核評分，給出相應的分數，作為課程教學的平時成績。通過學生準備的PPT報告，我們可以發現，學生可以有效的利用先進材料知識（包括各種有機/無機納米材料等）、界面理論與界面處理工藝等，提出具有高阻隔性能的復合包裝材料的課題解答方案。課后，教師對學生的課題報告進行總結分析，可以有效的評估學生對專業知識的理解與掌握程度，找到自己教學中的不足。

三、結論

本文采用綜合應用驅動與科技發展前沿相結合，課堂教學、實驗與課外自學相結合的教學方法開展包裝復合材料課程的教學。主要目的是讓學生參與知識的發展與應用的同時，培養學生自主學習、自主創造的學習習慣和思維模式。通過該方法，教師與學生的互動性有了很大的提高，解決了高校教學由于課時的限制導致的師生溝通困難的問題。同時，學生也普遍反映學習能力得到了提高，思維與解決問題的能力得到了鍛煉，也知道了如何在實際工程中如何應用相關的專業理論知識，學習的興趣與積極性明顯增強。

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