高分子專業(yè)《聚合物合成工程》課程教學(xué)改革實(shí)踐

郝曉麗，包維維，袁新強(qiáng)，鄧志峰，蔣 鵬，童 婷

(陜西理工大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院，陜西 漢中 723000)

高分子材料是以塑料、橡膠、纖維、膠黏劑、涂料等為代表的一大類新型材料，在人們?nèi)粘Ｉ钌a(chǎn)、軍工、醫(yī)療、航空航天等多個領(lǐng)域發(fā)揮著不可替代的作用。隨著新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備不斷涌現(xiàn)以及各行各業(yè)對高分子產(chǎn)品性能要求的多樣化，越來越多的企業(yè)迫切需要大量創(chuàng)新能力強(qiáng)、綜合素質(zhì)高的高分子材料專業(yè)人才。《聚合物合成工程》課程主要是以高分子行業(yè)的三大合成材料塑料、合成橡膠和合成纖維的生產(chǎn)工藝為主要學(xué)習(xí)內(nèi)容，利用自由基聚合、離子聚合、配位聚合、縮合聚合等聚合機(jī)理，采用本體聚合、溶液聚合、懸浮聚合、乳液聚合等手段，進(jìn)行各類合成材料的生產(chǎn)，是一門設(shè)計(jì)能力和實(shí)施能力要求高的應(yīng)用型專業(yè)課，通過本門課程的講授，期望學(xué)生具備從事聚合物合成工程必需的基本理論設(shè)計(jì)技能，為以后的生產(chǎn)和科研工作奠定基礎(chǔ)，同時加強(qiáng)對學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神的培養(yǎng)。

1 《聚合物合成工程》課程教學(xué)中的主要問題

通過資料調(diào)研，發(fā)現(xiàn)工科專業(yè)普遍存在教學(xué)方法和考核方式單一的問題[1]。本專業(yè)《聚合物合成工程》教學(xué)團(tuán)隊(duì)在前幾年的講授過程中也發(fā)現(xiàn)：以教師為主導(dǎo)的講述型課堂教學(xué)使得學(xué)生缺少思考的動力，也無法提高學(xué)生對本門課程的興趣，這必然也降低了教師的授課熱情，學(xué)生創(chuàng)新能力和設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)更是無法實(shí)現(xiàn)。分析原因如下：(1)本專業(yè)學(xué)生在高分子化學(xué)、高分子物理方面的基礎(chǔ)知識薄弱，特別是高分子化學(xué)中自由基聚合、離子聚合、配位聚合的機(jī)理方面的知識掌握不扎實(shí)，導(dǎo)致學(xué)習(xí)《聚合物合成工程》的難度加大，直接影響其參與課程的主動性和積極性；(2)以教師為主的單一、傳統(tǒng)的講授方式，過于死板，吸引不了學(xué)生的注意力和學(xué)習(xí)興趣；(3)對聚合物實(shí)際生產(chǎn)中的工藝流程了解較少，特別是缺乏去相應(yīng)的聚合物生產(chǎn)工廠的實(shí)地考察，使得學(xué)生對聚合物合成的理論知識的學(xué)習(xí)覺得干巴巴的，提不起興趣；(4)當(dāng)時的學(xué)生正面臨著找工作和考研復(fù)習(xí)任務(wù)，對《聚合物合成工程》課程沒有學(xué)習(xí)的動力和熱情。

2 《聚合物合成工程》課程教學(xué)改革的主要內(nèi)容

本文圍繞《聚合物合成工程》課堂教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)的上述問題，結(jié)合本校高分子材料與工程專業(yè)的特點(diǎn)，改革課程教學(xué)的方法與模式，將基于創(chuàng)新能力和設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)為主導(dǎo)，鞏固基礎(chǔ)知識為前提，采用了小班授課的方式，部分章節(jié)采用啟發(fā)式和案例實(shí)例相結(jié)合的方式、分小組討論的方式、學(xué)生自主教學(xué)的方式、課堂辯論賽等不同的教學(xué)形式，努力培養(yǎng)學(xué)生自主創(chuàng)新思維及獨(dú)立分析和解決問題的能力，將被動聽講的“滿堂灌”教學(xué)模式，轉(zhuǎn)變?yōu)榻處熞龑?dǎo)，啟發(fā)學(xué)生思維，培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力，引導(dǎo)學(xué)生主動參與，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，提高授課效率和效果，在探索知識中學(xué)習(xí)知識的新課堂模式。具體的改革方式如下：

2.1 優(yōu)化課程內(nèi)容，注重課程銜接

隨著高等教育課程體系改革的深化，專業(yè)課程教學(xué)學(xué)時數(shù)的相應(yīng)減少與當(dāng)代知識信息迅速增加的矛盾日益加劇，深化教學(xué)改革，理順《聚合物合成工程》與其先修課程的銜接關(guān)系，是進(jìn)一步提高本門課程教學(xué)質(zhì)量的前提。

掌握有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)、物化性質(zhì)和基本反應(yīng)類型，高分子的分子鏈結(jié)構(gòu)、凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)的類型特點(diǎn)和形成機(jī)制，高分子化學(xué)反應(yīng)類型、機(jī)理及特點(diǎn)，高分子鏈結(jié)構(gòu)與宏觀性能之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)性，化工生產(chǎn)中的流體輸送、熱量傳遞和質(zhì)量傳遞過程所涵蓋化工單元操作的基本原理、操作特性和設(shè)計(jì)計(jì)算等理論知識，為高分子材料的合成提供必要的理論支撐，也為高分子新材料的合成開發(fā)以及工藝設(shè)計(jì)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

以我校2018版培養(yǎng)計(jì)劃和教學(xué)大綱修訂為契機(jī)，課程組教師通過統(tǒng)籌規(guī)劃《聚合物合成工程》的教學(xué)內(nèi)容及其與《有機(jī)化學(xué)》、《化工原理》、《高分子化學(xué)》、《高分子物理》先修課程的銜接，形成結(jié)構(gòu)合理、功能互補(bǔ)、相對穩(wěn)定的課程體系。在相關(guān)的這五門課程中做到了專業(yè)內(nèi)容的連貫性和統(tǒng)一性，同時又在有限的教學(xué)時數(shù)內(nèi)系統(tǒng)地將專業(yè)內(nèi)容傳授給學(xué)生。這對學(xué)生在生產(chǎn)工藝優(yōu)化、生產(chǎn)成本控制、環(huán)境安全保障意識以及創(chuàng)新能力方面的培養(yǎng)具有深遠(yuǎn)意義。

另外，在授課過程中，教師并沒有將教材的內(nèi)容全部灌輸給學(xué)生，對于先修課程中學(xué)過的聚合物合成機(jī)理等內(nèi)容只做回顧，而重點(diǎn)突出常見聚合物的工業(yè)生產(chǎn)流程。同時，任課教師通過資料查閱、工廠調(diào)研等途徑補(bǔ)充、完善了相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容，使其符合實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用的需要。如：在“第九章的熱固性通用塑料-酚醛樹脂”小節(jié)中，書中只談到酸法和堿法酚醛樹脂的一般生產(chǎn)工藝過程。而隨著高分子科技的快速發(fā)展，酚醛樹脂的年產(chǎn)量也在逐年增大，生產(chǎn)方法和設(shè)備也在不斷更新，教師通過文獻(xiàn)、專利以及現(xiàn)場調(diào)研，結(jié)合傳統(tǒng)生產(chǎn)方式，理論聯(lián)系實(shí)際，為學(xué)生展示了目前最新的酚醛樹脂工業(yè)生產(chǎn)流程和方法，將生產(chǎn)實(shí)例穿插其中，利于學(xué)生掌握酚醛樹脂的工業(yè)生產(chǎn)，同時也提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

當(dāng)然，通過課程內(nèi)容的完善、實(shí)現(xiàn)與先修課程內(nèi)容的無縫銜接是設(shè)計(jì)面較廣的系統(tǒng)工程，不可能一勞永逸。我們要在教學(xué)實(shí)踐過程中繼續(xù)勇于探索，不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，在實(shí)際教學(xué)中日益完善、充實(shí)課程內(nèi)容，才能促進(jìn)本課程教學(xué)質(zhì)量的進(jìn)一步提高[2]。

2.2 改革教學(xué)方法，豐富教學(xué)手段

采用小班授課的方式，至少有兩位老師授課，采用同一套教材、教案、課件，進(jìn)度也相同，小班授課有利于教師開展因材施教的方針，給予不同學(xué)生不同的機(jī)會，鍛煉其各方面學(xué)習(xí)能力，培養(yǎng)高素質(zhì)的創(chuàng)新型人才。

為了調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，在教學(xué)方法上采用了講授與討論相結(jié)合、組織學(xué)生自主教學(xué)活動、課堂辯論等方式，激發(fā)學(xué)生發(fā)散思維，讓學(xué)生參與到部分章節(jié)課件的制作和教案的編寫過程中，并結(jié)合課程內(nèi)容來獨(dú)立分析和解決問題。如在“第3章 聚合物合成設(shè)備”的部分章節(jié)中，將學(xué)生分成四個小組，利用兩節(jié)課的時間分別進(jìn)行了有關(guān)“為不同的聚合體系設(shè)計(jì)和選擇一款合適的攪拌器”和“為不同的聚合體系設(shè)計(jì)其分離、回收和后處理方案”主題的分組討論課。如在“第9章 通用塑料”的章節(jié)中，在教師講解了“高壓法生產(chǎn)低密度聚乙烯”、“中壓法和低壓法生產(chǎn)線型低密度聚乙烯”等的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生開展了自主教學(xué)活動，要求各小組都提前準(zhǔn)備，并在課堂上邀請小組代表主講“聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯和ABS樹脂的生產(chǎn)工藝”， 限時30分鐘，之后老師再進(jìn)行補(bǔ)充和糾正。以促進(jìn)學(xué)生開展自學(xué)活動，學(xué)會如何利用相關(guān)信息資源，掌握解決相關(guān)工業(yè)應(yīng)用的方法。采用課內(nèi)自主教學(xué)活動與大家分享所掌握的信息，在擴(kuò)展了學(xué)生知識面的同時，也起到了督促學(xué)生自學(xué)能力的培養(yǎng)、考核學(xué)生課外學(xué)習(xí)狀況的目的。

2.3 引入學(xué)科前沿，科研促進(jìn)教學(xué)

在學(xué)生掌握基本概念和基本理論的基礎(chǔ)上，結(jié)合本專業(yè)教師的科研課題，綜合所學(xué)內(nèi)容對一些課題以專題講座的形式進(jìn)行介紹。如“第12章 生物基聚合物與生物降解聚合物”并不是本門課程的主要內(nèi)容，但是目前學(xué)術(shù)界對于生物質(zhì)材料和生物降解材料的研究頗熱，我們結(jié)合本專業(yè)幾位教師的科研課題“改性蛋白質(zhì)基膠黏劑的制備及性能研究”、“聚乳酸改性及應(yīng)用研究”、“天然高分子的改性研究、相變儲能材料的研究與開發(fā)”等，利用兩節(jié)課邀請相關(guān)老師開展科研講座。不僅使學(xué)生感受到學(xué)有所用，激發(fā)其對專業(yè)的熱愛，同時也使學(xué)生懂得只有掌握扎實(shí)的專業(yè)理論基礎(chǔ)知識才能運(yùn)用正確的方法解決科研和工程實(shí)際問題，從而有效的提高學(xué)生創(chuàng)新思維的養(yǎng)成。

2.4 借助實(shí)驗(yàn)實(shí)踐平臺，理論聯(lián)系實(shí)際

新工科人才培養(yǎng)強(qiáng)調(diào)對學(xué)生工程實(shí)踐能力的提升，故應(yīng)將理論課程教學(xué)和工程實(shí)驗(yàn)實(shí)踐相結(jié)合，借助實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)平臺開闊學(xué)生視野，拓展學(xué)習(xí)空間，鍛煉學(xué)生能力[3]。本專業(yè)在執(zhí)行《聚合物合成工程》教學(xué)任務(wù)的學(xué)期，第13周正好是認(rèn)識實(shí)習(xí)，任課教師充分借助了該實(shí)踐教學(xué)機(jī)會，與學(xué)生一起參加認(rèn)識實(shí)習(xí)，在此過程中將《聚合物合成工程》課堂上的理論知識與工業(yè)技術(shù)、生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，一方面鞏固了學(xué)生的理論知識，另一方面也提升了學(xué)生實(shí)踐能力和工程創(chuàng)新能力。

另外，在學(xué)院和教研室的支持和鼓勵下，教師也積極參與校企合作項(xiàng)目，以提高自身的工程創(chuàng)新意識。同時要求學(xué)生積極參與老師項(xiàng)目，使學(xué)生切身感受到社會對新型工程人才的具體要求，加深對本專業(yè)和本門課程的熱愛。

2.5 重視學(xué)生反饋，提高教學(xué)質(zhì)量

目前，本校主要采用學(xué)生評教和同行評教(督導(dǎo)評教、普通教師聽課評價)的教學(xué)評價方式來跟蹤教師教學(xué)質(zhì)量。通過學(xué)生和同行的教學(xué)評價，可以較好地認(rèn)識教學(xué)環(huán)節(jié)中存在的不足之處，更好的促進(jìn)教學(xué)，提高教學(xué)質(zhì)量。主講教師在講授《聚合物合成工程》課程時，把教學(xué)效果和教學(xué)過程的管理有機(jī)結(jié)合起來，對比分析每一年評教數(shù)據(jù)，在嚴(yán)格教學(xué)管理的同時，充分調(diào)動教與學(xué)的積極性[5]。由于學(xué)生是知識的直接接受者，學(xué)生對于教學(xué)效果的反饋更加直觀，所以本課改組還通過發(fā)放相關(guān)問卷調(diào)查等途徑向?qū)W生了解學(xué)生課堂學(xué)的狀況和教師教的情況，進(jìn)一步改進(jìn)教學(xué)方法，提高教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量。

2.6 優(yōu)化考核方式，強(qiáng)化過程考核

課程考核對于本科生的課程學(xué)習(xí)起著非常重要的作用，是學(xué)生對課程學(xué)習(xí)效果的重要體現(xiàn)，也是教師從考核結(jié)果中總結(jié)自身教學(xué)問題的重要途徑。但是，傳統(tǒng)的靠作業(yè)、考勤和期末考試的考核方式在一定程度上約束了學(xué)生的創(chuàng)新思維，挫傷了其學(xué)習(xí)積極性。因此，我們對原有的課程考核方式進(jìn)行了適當(dāng)改革，以期能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)其創(chuàng)新思維能力。

任課教師采用了多樣化的課程考核方式，從不同角度對學(xué)生進(jìn)行訓(xùn)練和檢測，進(jìn)而促進(jìn)其綜合能力的提高。在期末考試的命題中，多對學(xué)生的創(chuàng)新思維和實(shí)踐設(shè)計(jì)能力進(jìn)行了考核，命題多與實(shí)際生產(chǎn)相結(jié)合，且應(yīng)用性題目占多數(shù)。在成績評定上，將總成績包括平時成績和期末考試成績兩部分，將考勤、課堂討論、自主教學(xué)表現(xiàn)、課堂發(fā)言、課堂測試、作業(yè)質(zhì)量等環(huán)節(jié)全部量化納入平時成績中，并將平時成績占比提高到40%(之前平時成績占比20%)，強(qiáng)化了課程學(xué)習(xí)的過程考核，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。故通過對考核方式的適當(dāng)改革，加強(qiáng)了學(xué)生對理論知識的實(shí)際應(yīng)用能力，培養(yǎng)了學(xué)生創(chuàng)新思維[4]。

3 結(jié)語

應(yīng)用型本科院校高分子材料與工程專業(yè)必須以適應(yīng)企業(yè)需要的現(xiàn)代工程為大前提，堅(jiān)持“創(chuàng)新驅(qū)動、質(zhì)量為先、綠色發(fā)展、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、人才為本”的基本方針，積極探索專業(yè)核心課程的課程教學(xué)改革，通過對《聚合物合成工程》課程改革實(shí)踐，期望對培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力、設(shè)計(jì)能力、自學(xué)能力和創(chuàng)新思維，拓寬學(xué)生的知識視野，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)理論知識解決生產(chǎn)實(shí)際問題的能力，對培養(yǎng)適應(yīng)新形勢發(fā)展的材料行業(yè)生產(chǎn)一線的工程應(yīng)用型本科人才能起到積極的推動作用。