高分子材料本科專業(yè)實驗教學(xué)改革研究

肖谷雨

摘要：本文根據(jù)作者所在高校高分子材料專業(yè)實驗教學(xué)的改革實踐，系統(tǒng)性指出高分子材料本科專業(yè)實驗教學(xué)改革應(yīng)著力于五個方面：提高實驗課程在專業(yè)培養(yǎng)計劃中的比重；引入開放式實驗教學(xué)模式；補充更新實驗儀器設(shè)備，并用于實驗教學(xué)；合理組織實驗教學(xué)內(nèi)容，分階段進行教學(xué)；采用實驗操作與實驗報告并重的評價方式。

關(guān)鍵詞：高分子專業(yè)；實驗教學(xué)；改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）22-0098-02

長期以來，國內(nèi)高校高分子材料專業(yè)教學(xué)偏重理論課，專業(yè)實驗課所受重視程度不夠，基本上還是傳統(tǒng)的實驗。針對現(xiàn)存問題，筆者所在高校進行了高分子材料專業(yè)實驗教學(xué)改革，取得了良好的教學(xué)效果。鑒于此，高分子材料本科專業(yè)實驗教學(xué)改革應(yīng)著力于以下五個方面。

一、正確認識實驗教學(xué)的作用，提高實驗課程在專業(yè)培養(yǎng)計劃中的比重

正確認識實驗教學(xué)是提高實驗教學(xué)效果的基礎(chǔ)。高分子材料專業(yè)理論教學(xué)與實驗教學(xué)這兩個方面相對獨立、相互依存、相互促進。實驗教學(xué)與理論教學(xué)相比，更具有直觀性、趣味性和連貫性，對于培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、科學(xué)能力和創(chuàng)新能力具有不可替代的作用。實驗教學(xué)內(nèi)容以理論教學(xué)內(nèi)容為基礎(chǔ)，但比理論教學(xué)內(nèi)容更加注重實際，強調(diào)動手能力與運用知識的能力。學(xué)生通過實驗教學(xué)的各個環(huán)節(jié)，能提高分析問題、解決問題以及創(chuàng)新的能力。由于以往過于強調(diào)理論教學(xué)，對實驗教學(xué)重視不夠，因而高分子材料專業(yè)實驗教學(xué)課時少，在專業(yè)培養(yǎng)計劃中的比重相對較小。為改變這一狀況，本實驗課程新增了60課時用于綜合性實驗教學(xué)，另外還新增了課時用于設(shè)計性創(chuàng)新性實驗。這樣，高分子材料專業(yè)實驗教學(xué)課時大幅增加，為保證實驗教學(xué)質(zhì)量打下了基礎(chǔ)。

二、引入開放式實驗教學(xué)模式

集中實驗教學(xué)有其本身的優(yōu)點，能在規(guī)定的時間內(nèi)訓(xùn)練學(xué)生的基本實驗操作技能，引導(dǎo)學(xué)生形成科學(xué)的實驗方法和嚴謹?shù)膶嶒炞黠L(fēng)。然而，所有專業(yè)實驗都集中開課的話，學(xué)生實驗的積極性和主動性難以提高，主觀能動性不能得到很好的調(diào)動，不利于創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。針對集中實驗的缺點，需要做大幅的改革。在學(xué)生接受了一定的集中實驗訓(xùn)練，具備基本實驗技能之后，新增了綜合性與設(shè)計性創(chuàng)新性實驗，以激發(fā)主觀能動性，鍛煉學(xué)生分析問題解決問題的能力。將該部分專業(yè)實驗設(shè)置為開放性實驗，學(xué)生根據(jù)自己的課表選擇實驗時間，預(yù)約實驗平臺進行實驗，可提高學(xué)生的實驗主動性，也能解決實驗場地與時間難以安排的問題，從而彌補了集中實驗教學(xué)的缺陷。

三、補充更新實驗儀器設(shè)備，并將科研儀器用于實驗教學(xué)

由于全?；瘜W(xué)實驗教學(xué)的整合，高分子材料專業(yè)實驗儀器設(shè)備人均占有率下降，并且部分專業(yè)實驗教學(xué)儀器設(shè)備老化。通過申請專項經(jīng)費，補充更新了實驗教學(xué)設(shè)備，保證學(xué)生能及時開展實驗。同時，針對開展綜合性實驗和設(shè)計性創(chuàng)新性實驗，為緩解實驗教學(xué)儀器設(shè)備的不足，學(xué)院測試中心為學(xué)生專業(yè)實驗提供免費測試分析服務(wù)。筆者所在學(xué)院測試中心由儀器分析中心和高分子材料加工中心兩部分組成，屬于211工程和985項目投資建設(shè)的公共實驗平臺，具有較大的規(guī)模，總面積達900平方米，擁有50余臺先進精密的大中型儀器設(shè)備，并且高端先進儀器設(shè)備還在不斷地引進當中。此外，還有雙螺桿擠出機、注射成型機、開煉機、密煉機和平板壓機等加工設(shè)備，面向高分子材料加工研究方向。該中心能為專業(yè)實驗教學(xué)提供強大的分析測試平臺支撐。學(xué)院還動員各課題組參與實驗教學(xué)，并可免費使用各課題組自有的儀器設(shè)備。

四、對實驗教學(xué)各部分內(nèi)容進行合理組織，分階段進行教學(xué)

1.加強基礎(chǔ)實驗，訓(xùn)練基本實驗技能。高分子材料專業(yè)基礎(chǔ)實驗以演示性和驗證性實驗為主，側(cè)重于某個反應(yīng)、某個性能、單一操作的基本訓(xùn)練，以鞏固和加深對專業(yè)基礎(chǔ)理論的理解，培養(yǎng)學(xué)生基本實驗操作技能，是養(yǎng)成良好實驗習(xí)慣的基本環(huán)節(jié)。通過這些基礎(chǔ)實驗的訓(xùn)練，為后續(xù)的綜合性實驗和設(shè)計性創(chuàng)新型實驗打下了基礎(chǔ)。根據(jù)高分子材料三門專業(yè)課的內(nèi)容，可以安排如表1所示的20個基礎(chǔ)實驗，基本涵蓋了高分子化學(xué)實驗、高分子物理實驗和高分子材料加工實驗。

2.增加綜合性實驗，提高綜合運用專業(yè)知識解決問題的能力。綜合性實驗要求對所學(xué)理論知識和基礎(chǔ)實驗知識進行有機融合，去解決比較復(fù)雜的實驗問題，其目的是綜合運用專業(yè)知識能力去分析和解決問題。綜合性實驗的選題在注重科學(xué)性的同時還要兼顧可行性和實用性，難度也要適中，最好能涵蓋高分子化學(xué)實驗、高分子物理實驗和高分子材料加工實驗這三部分內(nèi)容。綜合性實驗要體現(xiàn)多門課程的融合，實驗操作涉及多種實驗技能的運用。在之前專業(yè)基本實驗的基礎(chǔ)上，再通過綜合性驗的訓(xùn)練，讓學(xué)生經(jīng)歷一個循序漸進的提高實驗技能的過程，掌握專業(yè)研究的基本方法。高分子材料專業(yè)綜合性實驗安排在基礎(chǔ)實驗之后進行，在大學(xué)第六個學(xué)期開課，綜合性實驗?zāi)夸浫绫?所示。

3.通過設(shè)計性創(chuàng)新性實驗提高創(chuàng)新能力。設(shè)計性創(chuàng)新性實驗本質(zhì)上屬于“真刀真槍”的科研工作，共分為兩部分。第一部分是新型高分子材料實驗的設(shè)計，訓(xùn)練學(xué)生實驗的構(gòu)思、設(shè)計能力。學(xué)生與指導(dǎo)教師互選，共同確定感興趣的研究課題。學(xué)生查閱資料，了解課題研究背景與創(chuàng)新性，明確研究目標，提出具體實驗方案。與指導(dǎo)教師討論，修改、確定實驗方案，最后撰寫實驗設(shè)計報告。在上述實驗設(shè)計訓(xùn)練的基礎(chǔ)上，可通過學(xué)校的PRP（Participation in Research Program）項目，開展創(chuàng)新性實驗工作，這是設(shè)計性創(chuàng)新性實驗的第二部分內(nèi)容。PRP項目是我校專門為本科生開展創(chuàng)新性實驗提供的科研項目，有專門經(jīng)費支持。通過師生互選，共同申報該類項目，學(xué)校批準后實施。PRP項目在老師指導(dǎo)下進課題組實驗室完成，屬于開放式實驗，包括課題立項、開題、中期匯報和結(jié)題答辯四個過程。

設(shè)計性創(chuàng)新性實驗是實驗教學(xué)方式方法的革新。由指導(dǎo)教師提出實驗項目、實驗?zāi)康?，學(xué)生綜合運用專業(yè)知識設(shè)計實驗方案與具體步驟，在老師指導(dǎo)下完成實驗，最后總結(jié)，寫出實驗項目報告。通過設(shè)計性創(chuàng)新性實驗的訓(xùn)練，動手能力、分析與解決問題的能力得到了提高，逐步了解科學(xué)研究的思路和方法，全方位地提升學(xué)生的創(chuàng)新能力。

五、采用實驗操作與實驗報告并重的評價方式

學(xué)生實驗成績的評價是實驗教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，也是專業(yè)實驗教學(xué)改革的重要部分。以往基本上依據(jù)實驗報告做評價的方式存在嚴重弊端，需要進行改革。新的實驗成績的評價注重操作、注重過程、注重綜合運用知識的能力。根據(jù)實驗教學(xué)類型，成績評價有以下三種方式。對于基礎(chǔ)實驗，出勤和實驗預(yù)習(xí)報告占20%，實驗操作技能及實驗結(jié)果占50%，實驗報告占30%。對于綜合性實驗，實驗開題報告占30%，實驗操作技能及實驗結(jié)果占50%，實驗報告占20%。對于設(shè)計性綜合性實驗，考核成績由實驗總結(jié)報告成績和項目答辯的成績組成，分別占60%與40%的比重，強調(diào)綜合運用專業(yè)知識解決實際問題的能力。

綜上所述，對高分子材料專業(yè)實驗教學(xué)改革進行上述五個方面的改革實踐，并通過這一系列專業(yè)實驗的科學(xué)訓(xùn)練，高分子材料專業(yè)學(xué)生能熟悉使用常見專業(yè)實驗儀器，達到掌握基本的實驗技能和實驗方法，綜合運用專業(yè)知識的能力得到加強，分析與解決問題的能力顯著提高，為畢業(yè)論文及以后的科研工作打下牢固的基礎(chǔ)。

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