《功能高分子材料》課堂教學改革的一點體會

李巖 徐小燕

摘 要：《功能高分子材料》 是我院針對高分子系開設的重要選修課，具有種類繁多、知識體系復雜、知識更新比較快的特點。本文從教學內容，教學方式，小班化教學，考核方式及立德樹人等方面提出一些建議，希望通過改革，提升學生的學習興趣，鍛煉學生的創新能力。

關鍵詞：功能高分子;材料;教學改革;教學內容;教學方法

Thoughts on Course Teaching Reform of Functional Polymers

Li Yan，Xu Xiaoyan

（School of Materials Science and Engineering，Tongji University，Shanghai，200092，China）

Abstract：The course of Functional Polymers is an important specialty course for polymer department in our school.It has lots of specific characters such as numerous species，complicated system and rapidly updated knowledge.This article gives some suggestion on teaching contents，teaching ways，small class teaching，assessment methods and morality education.It is hoped that the students learning interesting and innovation ability can be improved by the teaching reform.

Key words：Functional polymers;Materials;Teaching reform;Teaching content;Teaching methods

1 引言

根據科技部、工信部等部委制定的“十三五”規劃顯示，新材料等七大行業成為我國戰略性發展行業，新材料的戰略地位得以彰顯[1]。高分子材料作為新材料的一個重要組成部分，在科研和產業應用方面不斷發展，成為引領產業轉型升級重要指引。其中的功能高分子材料更是得到日新月異的發展，已經在國民經濟和國防建設等各個領域得到了非常廣泛的應用，不斷改變著我們的生活質量并且標志著我國綜合實力的增強。功能高分子材料是一門涉及范圍廣，與眾多學科相交叉的新興邊緣學科，涉及內容包括有機化學、無機化學、光學、電學、結構化學、生物化學、電子學、醫學等眾多學科，是目前國內外異常活躍的一個研究領域，故本門課程的教學顯得尤為重要。《功能高分子材料》課程章節眾多，涉及面非常廣，內容包括吸附分離功能高分子、反應型功能高分子、光功能高分子、電功能高分子、醫用功能高分子、液晶高分子、高分子功能膜材料等。本課程教學的基本要求是學生在學習功能高分子材料時，著重掌握它們的基本概念、基本原理、基本知識和實際應用，即材料的組成、結構和功能之間的關系及主要應用，同時讓學生了解功能高分子材料的最新發展情況，為學生將來從事的工作及深造打下較好的基礎。

2 課程特點及存在的問題

《功能高分子材料》是我院高分子系本科生選修的一門專業課，它是繼高分子化學和高分子物理兩門專業基礎課之后所開設的一門重要的專業課程。根據專業培養計劃，《功能高分子材料》安排在大四第一學期，共計34個學時，在授課過程中，發現存在以下幾個問題：

（1）作為一門大四的專業選修課，選課的學生形形色色，有保研的、有考研的、有找工作的還有要準備出國的，學生普遍對這門課程的重視程度不高，很少有學生能夠靜下心來進行深入的學習;

（2）功能高分子材料課程教學內容繁多，且前沿性、跨學科的知識點眾多，如何在有限的課時內，選擇授課內容并緊密、及時更新講授內容，提高學生們的專注力是任課教師始終面對的課題;

（3）單純以期末考試的試卷成績作為課程考核最終的方式，很難全面反映出學生的實際能力。如何通過合理的考核方式進一步調動學生的學習積極性，并提高教學效果，對學生做出一個全面合理的評價是亟待解決的問題。

針對以上問題，筆者結合自己的授課經驗以及《功能高分子材料》課程的特點，對這門課程的教學內容和教學方法進行了改革和探索，相關體會如下。

3 課程的改革和探索

3.1 精心設計課堂教學內容

課程教材選用的是羅祥林編寫的國家“十一五”規劃教材《功能高分子材料》，有九個章節的內容。由于課時的限制，教師不可能對課本教學內容面面俱到，需對教學內容精心選擇，對課程內容進行系統的分析和歸納，精練重點。將重點介紹《功能高分子材料》中的吸附分離功能高分子、光功能高分子、電功能高分子、醫用高分子和高分子功能膜材料等章節，其它如反應型功能高分子、環境敏感功能高分子可以采用學生自學的方式進行。教師在授課過程中，除了對涉及的基本概念、基本原理作介紹，重點需要闡明功能高分子材料的結構和性能尤其是功能之間的關系，同時兼顧制備方法和發展方向。在未來，隨著技術革命的發展，國家對新材料產業的重視，作為新材料中的功能高分子材料的發展，必將進入發展的快車道。因此，教師要跟上發展的步伐，不斷更新、充實和完善授課內容，不斷積累和更新知識體系，將最新的研究成果、應用情況引入到平時的課堂教學中。從而提高學生學習功能高分子的積極性，進而牢固掌握功能高分子材料的基礎知識。

3.2 密切聯系科技前沿

在功能高分子材料課程的教學中，教師在傳授功能高分子材料基本知識的基礎上，需要注意密切聯系科技前沿，特別是最新的研究成果。為此，教師可以建立QQ群、微信群，通過群平臺進行功能高分子材料前沿信息的發布、專題討論或資源的共享。也可以讓學生關注如“高分子科學前沿”“新材料在線”等公眾號，使學生能夠知曉現代的高分子科研水平和未來功能高分子的應用方向。例如，在環境友好生物基功能高分子材料方面，聚乳酸已被公認為是替代石油基塑料最具前景的環境友好材料。當前聚乳酸行業發展的前沿，尤其是我們國家對聚乳酸制造與應用技術的需求，是圍繞提升聚合催化技術與穩定控制技術、高性能、耐高溫聚乳酸的開發以及生物基紡織材料關鍵技術等重點基礎材料技術提升與產業升級等方面展開的。再如，3D打印已經是一個非常成熟的用于新產品開發階段快速制造技術，可用于制備復雜的一體化高分子材料器件以及高分子醫用材料。在傳授知識的基礎上，教師可以結合目前的科技前沿，引申出4D打印技術，是利用不同的3D打印方法實現打印的智能材料與結構在外界刺激下的形狀與功能的演變，用于智能器件、生物醫用與電子、國防安全等諸多領域。這不僅使學生能夠掌握所講述內容，更能讓聽課學生開闊眼界，增加對功能高分子材料的興趣。

3.3 充分利用多媒體教學及實物教學

《功能高分子材料》課程教學具有很強的綜合性、理論性和實踐性，老師要充分利用多媒體技術，豐富教學手段和方法。有條件的老師可以深入功能高分子材料相關的企業車間，拍攝或錄制一些相關章節的設備圖片或者實際生產場景。如在教授學生離子交換樹脂功能高分子材料部分內容時，提供乳液聚合生產中純水的制備所需要使用的離子交換柱圖片，并提問學生為什么乳液聚合要用純凈水，離子交換柱中普通交換柱、陽離子交換柱、陰離子交換柱的作用以及它們必須采取的順序，有利于學生加深學生對課堂知識的理解。功能高分子材料品種繁多，像醫用高分子材料、光功能高分子材料等在網絡上有大量相關的照片和視頻，老師可以利用網絡資源搜集與本課程有關的多媒體動畫或圖片資料，讓學生對知識有更加直觀的理解和體會。此外，有條件的話老師可以購買或搜集一些功能高分子材料方面的教具或實物，如購買“水精靈”（代表高吸水樹脂）、變色眼鏡（代表光功能高分子材料）等，通過實物的直接演示，加大課堂教學信息，豐富課堂教學內容。

3.4 小班化教學方法引入

小班化教學是歐美發達國家普遍推行的一種教學組織形式[2，3]，以倡導學生自主學習、合作學習、探索學習為特點。《功能高分子材料》是專業選修課，人數少于30人，授課老師能夠很方便的將小班化的教學方法引入到課堂中。充分利用小班的優勢，師生面對面地交流從而讓學生自然的參與到教學中，在交流中學習知識。同時，在互動教學中增加提問環節，但要注意因材施教，如對找工作的同學，可以提問一些跟企業、工廠相關的工程問題，對考研的同學，可以更多的提問一些跟高分子化學、高分子物理相關的基礎知識，幫助他們有效的復習，不斷提高學生的學習興趣，充分發揮教師對學生 “引導與指導” 的主體作用和學生 “學” 的主體作用。通過小班化教學，將“合作教學”融入課程中，結合課程章節知識點設置小課題，學生可以自由組合完成對課題的研討，給出課題的解決方案。例如在講解血液相容醫用高分子材料章節時，在完成影響血液相容因素的介紹之后，可以讓學生們組成幾個小組，對血液相容功能高分子材料進行設計。當然，教師要對各個小組的合作學習結果進行指導并點評，針對出現的問題在課堂上及時進行講解。通過合作學習，能夠激發學生主動探究的欲望，充分調動學生們學習的能動性，并提高彼此之間協作能力，促進學生全面發展。

3.5 考核形式多樣

學生的成績考核分成幾個部分，平時成績由隨堂測試和出勤率組成，隨堂測試為開卷的形式，題型以填空題和簡答題為主，主要是考察學生對本課程基礎知識的掌握程度。口頭報告是指在課程后期要求學生2-3人一組做一個簡短PPT，介紹學生感興趣、最新發展的且由中國科學家發表的科技文獻，通過這種考核形式，學生們會主動搜集文獻資料、整理文獻、精做PPT，增強學生在課堂上的互動，同時由于是本國科學家的研究成果，能夠增強學生們的民族自豪感。另外，還要求學生進行功能高分子圖片和視頻的收集，并對相應的圖片或視頻進行簡短的介紹，通過這些方式進行考核，同學們會更加注意課堂參與度，而不是單純為了應付考試而進行被動學習，如此一來，教學效果會明顯提高。

3.6 將立德樹人融入課堂教學中

功能高分子材料是能源、計算機、通訊、電子、激光等現代科學的基礎，功能高分子材料在未來的社會發展中具有重大的戰略意義。通過本課程的學習，使學生了解功能高分子材料科學現狀及發展趨勢，一方面可以擴大學生專業知識面，另一方面讓學生了解我們國家近些年在該領域的迅速發展，增強學生們的愛國情懷。同時，在授課過程中注意引入一些相關領域專家、學者的先進事跡介紹，如離子交換之父南開何炳林院士、以及榮獲國家最高科技獎研究高溫超導的趙忠賢院士、諾貝爾生理學和醫學獎獲得者中國女科學家屠呦呦的事跡，使學生了解前人工作的艱辛和不忘初心的情懷。教學中重視對學生的人文關懷，努力營造良好的師生關系、同學關系，為培育學生健全的人格提供良好的氛圍。教師要努力投身教育，著力提高教學質量，踐行職業道德規范，讓每一個學生都能成為有用之才。

4、結束語

《功能高分子材料》 作為一門涉及多學科知識的綜合性課程，具有很強的實用性和學科交叉性。隨著科技的日益發展，《功能高分子材料》的教學也必須與時俱進，結合功能高分子材料內容的特點，教師需要從學生的需求出發，不斷地優化教學內容、密切結合科技前沿以及采用新的教學方法等多方面進行改革，提升學生的專業認同感，從而最終實現培養適應本專業發展的高素質專業人才。

參考文獻

[1]李炳坤.我國功能高分子材料發展現狀和前景展望[J].信息記錄材料，2018，19（3）：233-235.

[2]宮曉琳，張勇.小班化教學的創新性探索與思考[J].教育教學論壇，2017，（13）：120-121.

[3]武軍凱，耿立英，彭永東.大學小班教學淺談[J].高教高職研究，2016，（90）：158.

（作者單位：同濟大學材料科學與工程學院）