《聚合物材料的表面與界面》課程教改探討*

謝向宇，劉 淵，羅 軍

(貴陽學(xué)院化學(xué)與材料工程學(xué)院，貴州 貴陽 550005)

表面與界面在某一材料與外界或其它材料的接觸過程中都存在，與人們的日常及生活聯(lián)系緊密；此外，表面或界面的性能與結(jié)構(gòu)會對材料的整體性能產(chǎn)生重大的影響，甚至有時候可以決定該材料的應(yīng)用價值[1]。因此，在材料科學(xué)領(lǐng)域中，隨著科技的進(jìn)步與發(fā)展，材料的表面與界面科學(xué)扮演著越來越重要的角色。《聚合物材料的表面與界面》這門課程的特點(diǎn)主要有：基本的理論知識多、定律和公式繁雜、具有較強(qiáng)的抽象性、涉及到的相關(guān)材料的種類復(fù)雜、課程內(nèi)容繁多等。因此，與其他課程比起來，材料科學(xué)與工程專業(yè)的學(xué)生們會感受到這是一門較難學(xué)習(xí)的課程。那么，對于這門課程的任課老師來說，如何讓該門課程的內(nèi)容在有限的授課時間內(nèi)講得較為通俗易懂，使學(xué)生能在充分把握與理解相關(guān)的基礎(chǔ)理論知識的同時及時了解該領(lǐng)域的最新發(fā)展趨勢與方向，從而初步具備解決該領(lǐng)域中相關(guān)問題的能力，是十分具有挑戰(zhàn)性的[2]。為了提高本專業(yè)學(xué)生的理論知識與解決相關(guān)實際問題的能力，就需要對《聚合物材料的表面與界面》課程進(jìn)行教學(xué)改革。

1 現(xiàn)有《聚合物材料的表面與界面》課程教授方法

我院材料科學(xué)與工程專業(yè)目前使用的《聚合物材料的表面與界面》的教材(楊彪主編)是由中國標(biāo)準(zhǔn)出版社出版。該教材主要關(guān)注聚合物材料設(shè)計、加工、應(yīng)用過程中所涉及的表面和界面的問題及其解決思路、方法，教材條理清晰，兼顧理論性和實用性。全書的切入點(diǎn)是新型聚合物的研究及表征方法并結(jié)合基礎(chǔ)研究，此外將聚合物材料表界面研究新成果融入教材以解決實際問題為落腳點(diǎn)[3]。教師在課堂上采用的教學(xué)手段主要是課堂教學(xué)，同時采取多媒體作為輔助教學(xué)的手段。但是，該門課程的應(yīng)用性和理論性都較強(qiáng)，牽涉到的基礎(chǔ)知識點(diǎn)繁多，例如聚合物共混體系的表界面有大量的反應(yīng)過程涉及聚合物共混理論的知識，而學(xué)生對其中很多知識點(diǎn)都較生疏，因此在知識點(diǎn)的講解過程中教師有必要給學(xué)生留出一定時間來進(jìn)行回憶；加之，表面與界面的基礎(chǔ)理論又涉及到熱力學(xué)的有關(guān)知識或內(nèi)容，抽象性較強(qiáng)，對學(xué)生來說理解起來會較為困難。因此，任課教師如何在有限的課堂時間內(nèi)合理地安排知識內(nèi)容，有效地傳授教學(xué)重難點(diǎn)是一個需要引起重視的問題。另外，本門課程是專業(yè)選修課，學(xué)生普遍對選修課的重視程度較低，而且部分學(xué)生在上課期間專注于手機(jī)導(dǎo)致思維跟不上老師，這些情況都使得課堂的順利有效推進(jìn)更具有挑戰(zhàn)性。

2 面向應(yīng)用型材料專業(yè)課程教學(xué)改革舉措

2.1 提高認(rèn)識，加強(qiáng)與實踐的結(jié)合

材料科學(xué)與工程專業(yè)作為工科專業(yè)，主要的培養(yǎng)目標(biāo)是材料方向的優(yōu)秀工程師，因此在理論課程的講授過程中，也應(yīng)該將基礎(chǔ)理論與實際生產(chǎn)生活相結(jié)合，從而提高學(xué)生充分運(yùn)用基本理論知識來解決生產(chǎn)實踐中的實際問題的能力[4]。因此，教師需要高度關(guān)注及重視《聚合物材料的表面與界面》這門課程的教學(xué)方法、規(guī)律以及目標(biāo)定位。雖然該門課程是專業(yè)選修課，但它可以為學(xué)生畢業(yè)后的深造、研究學(xué)習(xí)與工作奠定必要的基礎(chǔ)，它是對高分子物理、高分子化學(xué)的應(yīng)用的擴(kuò)展與延伸，拓展了聚合物有關(guān)基礎(chǔ)理論知識在生產(chǎn)實踐中的運(yùn)用。因此，教師在授課過程中要及時更新知識，高度重視其實踐性。《聚合物材料的表面與界面》與很多領(lǐng)域息息相關(guān)、緊密相連，故任課教師要想充分把握好課堂，就必須了解甚至熟悉其涉及到的相關(guān)方面的知識；且教師需要及時有效地把握發(fā)展趨勢及發(fā)展熱點(diǎn)，如伴隨著聚合物材料仿生和功能化的不斷發(fā)展而出現(xiàn)的新學(xué)術(shù)趨勢與熱點(diǎn)，同時，教師也要關(guān)注其他涉及到的相關(guān)學(xué)科的發(fā)展前沿與熱點(diǎn)。

此外，其中的實踐性是教師需要特別關(guān)注的問題，教學(xué)內(nèi)容要與具體的生產(chǎn)實踐聯(lián)系起來，把企業(yè)或者工廠與所講授的內(nèi)容結(jié)合起來，相互滲透[5]。基于此，教師需要做的前期工作就是要及時了解工廠或企業(yè)用人的需求，充分調(diào)研他們在生產(chǎn)實踐中的經(jīng)驗，洞察實際實踐過程中存在的問題，以便能在實際的教學(xué)過程中有效地、有針對性地為學(xué)生講授相關(guān)的知識或問題。除此以外，若能邀請公司工廠的人員來進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼n堂教學(xué)，對激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)愿望是非常有效的，因為一線的工作人員對表面與界面的理解認(rèn)識、對行業(yè)的發(fā)展趨勢和需求及行業(yè)中存在的問題的看法或洞悉都更為深刻清晰。

2.2 因材施教，改進(jìn)教學(xué)方法和手段

《聚合物材料的表面與界面》作為一門選修課，其教學(xué)要求就與必修課程有所區(qū)別，其教學(xué)內(nèi)容需要依照學(xué)生在就業(yè)及繼續(xù)深造學(xué)習(xí)等來制定；教學(xué)手段也要根據(jù)所教內(nèi)容、學(xué)生的水平和基礎(chǔ)及有關(guān)的生活學(xué)習(xí)經(jīng)驗來進(jìn)行取舍。在教學(xué)過程中，應(yīng)該依照本課程的特點(diǎn)，結(jié)合本專業(yè)學(xué)生的相關(guān)能力、基礎(chǔ)及培養(yǎng)目標(biāo)和要求，來改進(jìn)或調(diào)整該課程的具體教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)環(huán)節(jié)等，學(xué)生的積極性得到提高、對課程內(nèi)容熟練掌握，這有助于達(dá)到該課程的實踐性要求，即培養(yǎng)應(yīng)用型人才。這門課程最大的特點(diǎn)是基本的理論知識點(diǎn)對、抽概念、模型等抽象性較強(qiáng)(如Laplace方程、聚合物共混物熱力學(xué)模型等)，以上這些因素都增加了學(xué)生對課程內(nèi)容理解的難度，同時也會讓學(xué)生在后面的學(xué)習(xí)中出現(xiàn)抗拒心理、學(xué)習(xí)壓力大等問題。鑒于此，教師在授課過程中應(yīng)使用一定的方式方法來讓抽象的問題具體化，使學(xué)生更容易理解相關(guān)抽象概念。通過使抽象變?yōu)榫唧w的方法，不僅能增強(qiáng)學(xué)生在學(xué)習(xí)該門課程過程中的積極性，還能加深學(xué)生對知識點(diǎn)的掌握與理解程度，從而使相關(guān)能力得以提高。例如教師講授固-液界面的潤濕原理時，可以延后介紹概念及相關(guān)機(jī)理，以自然界中的潤濕現(xiàn)象作為切入點(diǎn)，如水黽在水面上自由行走、荷葉效應(yīng)出淤泥而不染等，讓學(xué)生帶著問題去學(xué)習(xí)及理解知識點(diǎn)，進(jìn)而激起學(xué)生的求知欲望，與此同時鼓勵學(xué)生去自學(xué)探究，向課本及查閱文獻(xiàn)尋找答案，理解潤濕效應(yīng)，逐步延伸至接觸角、Young方程等知識。

另外，要想學(xué)好本門課程，學(xué)生還需要具備靈活運(yùn)用已經(jīng)學(xué)習(xí)過的其他有關(guān)基礎(chǔ)科目知識的能力，綜合且充分地運(yùn)用這些知識來幫助學(xué)習(xí)。而教師則需要依照學(xué)生現(xiàn)有的知識和能力來改善自己的授課方式，在授課過程中綜合運(yùn)用各種教學(xué)手段和方法，如實踐活動、談話、討論等方法，以期使學(xué)生能在這門課程的學(xué)習(xí)中實現(xiàn)受益最大化。與此同時，在授課期間加強(qiáng)板書教學(xué)與多媒體教學(xué)的有效聯(lián)系和結(jié)合也是必要的。任課教師首先要掌握理清該門課程的整體框架結(jié)構(gòu)或脈絡(luò)，以便能對相關(guān)的知識點(diǎn)進(jìn)行系統(tǒng)化、條理化的整理總結(jié)，這樣可以保證在授課期間能有效而全面地將涉及到的知識點(diǎn)串聯(lián)在一起，從而形成一個網(wǎng)格化的知識體系[6]。這樣一來，就可以讓學(xué)生通過課堂的學(xué)習(xí)，對該門課程的內(nèi)容有更系統(tǒng)、更全面、更清晰的認(rèn)識和理解，也有助于學(xué)生對相關(guān)知識的掌握和記憶。此外，除了要加深學(xué)生對知識點(diǎn)的理解記憶外，在授課期間，教師還應(yīng)該重視學(xué)生的課堂或課后討論，利用定期討論的方式來解決學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的疑問。通過討論，還可以促使學(xué)生獨(dú)立思考，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力，激起他們的學(xué)習(xí)興趣和熱情，這些都有利于學(xué)生更好掌握和理解該課程的內(nèi)容。

2.3 改進(jìn)課程考核與評價方式

作為材料科學(xué)與工程專業(yè)的一門基礎(chǔ)理論課，《聚合物材料的表面與界面》傳統(tǒng)的考核方式都是筆試，考核方式較為單一，無法有效地反映學(xué)生對課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)和理解情況，也不利于考查學(xué)生的能力提高程度及相關(guān)學(xué)習(xí)情況，因此在本課程中可采用平時成績、論文成績、答辯成績的復(fù)合考核方式。這種方式主要通過論文撰寫的方式，對某聚合物材料表面改性方式進(jìn)行研究，考察學(xué)生檢索CNKI等數(shù)據(jù)庫的文獻(xiàn)、處理利用文獻(xiàn)資料以及運(yùn)用理論知識分析問題的能力，從而達(dá)到提高學(xué)生撰寫學(xué)術(shù)報告或論文的能力，牢固學(xué)生的理論知識基礎(chǔ)并拓寬知識視野，為學(xué)生之后的畢業(yè)論文設(shè)計打下基礎(chǔ)[7]。此外，教師可布置學(xué)生制作總結(jié)性的PPT或報告、論文等，并讓學(xué)生分組來進(jìn)行答辯，這樣，可以從多方面使學(xué)生的口頭表達(dá)能力、自主思考能力及隨機(jī)應(yīng)變能力得到鍛煉和提高。設(shè)置答辯環(huán)節(jié)，可以為學(xué)生提供一個鍛煉自己、提高自己的平臺，也能為學(xué)生之后會面臨的畢業(yè)論文設(shè)計、就業(yè)面試等打下一定的基礎(chǔ)。通過這種區(qū)別于傳統(tǒng)筆試的考核模式，不僅可以解決傳統(tǒng)筆試考核方式中存在的缺點(diǎn)和不足，還可以激發(fā)學(xué)生主動去分析問題、解決問題的自覺性和積極性，從而使相應(yīng)的能力得以提高。

3 結(jié) 語

《聚合物材料的表面與界面》作為材料科學(xué)與工程專業(yè)的一門主干課，其中涉及的基礎(chǔ)學(xué)科繁多，系統(tǒng)繁雜，基礎(chǔ)理論知識點(diǎn)多，所以教學(xué)過程中的相關(guān)創(chuàng)新是一個復(fù)雜的系統(tǒng)性工程。對該課程的教學(xué)進(jìn)行改革，可以進(jìn)一步激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高他們分析解決生產(chǎn)生活中碰到的實際問題的能力，可以拓寬他們的知識視野，同時也能讓知識的理論性和實踐性緊密結(jié)合起來，是培養(yǎng)滿足社會需求的材料學(xué)科應(yīng)用型人才的有效途徑。