張南哲
(延邊大學 工學院,吉林 延吉 133002)
扎實的專業(yè)基礎(chǔ)知識和寬廣的知識面是,培養(yǎng)實用型科技人才的重要條件。作為地方高校,我?;I(yè)為了提升畢業(yè)生的就業(yè)競爭力,而且使學生更好地發(fā)揮各自所能,在化學工程與工藝專業(yè)課程的基礎(chǔ)上,增設(shè)了高分子材料與工程專業(yè)的部分課程,包括功能高分子材料課程。但是,功能高分子材料作為選修課程,存在課時安排少,實驗、實踐條件相對差等問題,而且是建立在高分子化學、高分子物理等學科的基礎(chǔ)上,并與物理學甚至醫(yī)學、生物學密切聯(lián)系的一門學科[1],有一定的學習難度。為了達到專業(yè)培養(yǎng)目標和課程教學大綱要求,培養(yǎng)掌握功能高分子知識的合格人才,我們對高分子材料課程的教學內(nèi)容及教學方法進行了改革探索,得到了一定的成效。主要體現(xiàn)在以下幾個方面:
根據(jù)《功能高分子材料》課程的特點,我校將其作為選修課程在大四第七學期開設(shè),所以面臨著學生不夠重視,學習興趣不高,開課時間與學生的考研及就業(yè)發(fā)生沖突等問題。因此,講授時利用學生因為《高分子化學》、《高分子物理》是重要專業(yè)必修課,而且無論將來考研還是就業(yè)都需要這方面的知識而比較重視這兩門課程的情況,將高分子化學和高分子物理等知識與功能高分子材料的知識緊密結(jié)合與聯(lián)系起來。例如,在講述某種功能高分子材料時,以提問的方式讓學生寫出其英文縮寫詞、結(jié)構(gòu)式及制備方法等,一方面加強了高分子化學及物理的基礎(chǔ)知識,另一方面讓學生認識到功能高分子材料課程是高分子化學與物理課程重要的延伸與綜合運用。又如,講授《高分子酸堿催化劑》時,先引導學生回憶高分子化學中的懸浮聚合反應原理和《高分子物理》中的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)理論,然后重點講述多孔性交聯(lián)聚苯乙烯顆粒的聚合反應及其空隙結(jié)構(gòu)和空隙率的控制,并且將內(nèi)容適當延伸到高分子吸附樹脂以及這些不同的多孔性聚合物顆粒在催化劑、分離、環(huán)境保護等領(lǐng)域中的應用等。這樣讓學生感受到知識的延續(xù)性,又增強了學習的興趣。當然要注意觀察學生的課堂表現(xiàn)掌握好時間與力度,避免不必要的重復以免本末倒置。
《功能高分子材料》課程涉及功能高分子的制備、結(jié)構(gòu)、特性及應用等多個方面的知識,涵蓋面廣,而且作為新興學科其內(nèi)容隨時間不斷充實和擴大。但是對非高分子材料科學與工程專業(yè)的選修課來講,課時安排不多,往往30~40學時,這就要求教師課前按照教學大綱精心設(shè)計教學內(nèi)容。為此,我們首先按照地方高校立足地方、服務地方經(jīng)濟為先的教育方針,緊密聯(lián)系地方經(jīng)濟發(fā)展格局針對性地突出教學內(nèi)容的重點。例如,我校地處中、朝、俄三國交界的東北亞金三角地,農(nóng)業(yè)、林產(chǎn)、食品、醫(yī)藥、采礦及光伏發(fā)電等是支柱性產(chǎn)業(yè),而且近鄰長春、吉林等地區(qū)關(guān)聯(lián)汽車及零部件、化工、生物制藥、電子電器等周邊區(qū)域的支柱產(chǎn)業(yè)。這些產(chǎn)業(yè)及配套行業(yè)很多與功能高分子材料相關(guān),如:農(nóng)業(yè)科技涉及農(nóng)用功能高分子材料,醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)涉及生物活性高分子納米材料以及汽車發(fā)動機涉及特種密封高分子材料、電子電器涉及電活性和光敏性高分子材料等。因此,以電活性高分子材料、高分子功能膜材料、光敏高分子材料、高分子吸附劑、高分子納米復合材料等為教學重點內(nèi)容,貫穿“高分子的結(jié)構(gòu)決定性能,性能是應用的基礎(chǔ)”主線,深入淺出和精練課程內(nèi)容,既聯(lián)系于地方和區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展格局,又緩解了教學內(nèi)容多而學時少的矛盾。其次,根據(jù)越來越多學生考研繼續(xù)深造以及發(fā)揮民族語言特長向國內(nèi)經(jīng)濟發(fā)達區(qū)域的中外企業(yè)就業(yè)趨向,重視功能高分子基本理論,主次分明地講授其他各種功能高分子材料,同時積極收集功能高分子材料的最新研究進展,將課外新鮮資源及時地補充到教學內(nèi)容中去,使授課內(nèi)容與時俱進,讓學生了解本領(lǐng)域的前沿知識,拓寬思路,提高專業(yè)知識水平。
與傳統(tǒng)教學方法相比,多媒體教學具有信息量大、圖文并茂、交互性強、易于突出教學重點和難點等優(yōu)點[3]。功能高分子材料課程具有新概念多、涉及領(lǐng)域廣、知識綜合性強等特點,因此借助多媒體技術(shù),可以直觀形象地描繪功能高分子的結(jié)構(gòu)及其設(shè)計理論,還可展示生產(chǎn)生活中的應用實例,使抽象枯燥的課堂理論轉(zhuǎn)變?yōu)榫唧w而生動的感官認識,從而激發(fā)學生的學習興趣和積極性,加強教學難點的理解和掌握。尤其是地方高校的實驗條件相對較差、實訓實踐環(huán)節(jié)薄弱的情況下,多媒體教學更顯得重要。例如,在《高分子功能膜材料》章節(jié)中,膜分離機制是重點內(nèi)容,而其中過篩分離是最常見的一種機制;為了加強該原理的認識,采用多媒體的動畫演示,使抽象的分離機理直觀表現(xiàn)出來,讓學生如臨現(xiàn)場實踐感受。而且多媒體教學可以節(jié)省大量板書書寫時間,有利于擴大教學內(nèi)容,并使教師更多時間對重點內(nèi)容進行講解,提高了課堂教學效率。但是多媒體教學要注意提高課件的制作質(zhì)量,應做到主次分明、理論簡介而豐富、內(nèi)容直觀易懂等。而且不過分依賴多媒體,應該與傳統(tǒng)黑板教學適時相結(jié)合,使兩者優(yōu)勢互補。例如,某些特別重要的理論學習,僅靠多媒體教學難以使學生在較短的時間內(nèi)完全理解,這時應該采用傳統(tǒng)的板書教學方式,有條不紊地逐步講解,并留給學生充分理解消化的時間。
多種教學方法并用如啟發(fā)式、提問式、討論式等教學方法,增強教與學的互動性,對功能高分子材料課程的學習是非常重要的。例如,在講授“光敏涂料”時,作為啟發(fā)學生思維的一種手段,可向?qū)W生提問:“聯(lián)想一下《高分子化學》中光引發(fā)劑的理論,猜想光敏涂料中光引發(fā)劑的化學結(jié)構(gòu)特點及光引發(fā)反應機理是怎樣?”、“光引發(fā)劑可有哪幾種類型?”等,這樣讓學生覺得光敏涂料中光引發(fā)劑的新知識不是教師“灌入”進來的,而是在《高分子化學》中“光引發(fā)劑”的基礎(chǔ)上自然“生成”的,使學生自然地將新知識與已學知識聯(lián)系起來,在原有知識結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上形成了新的知識結(jié)構(gòu)。又如,利用功能高分子材料涵蓋領(lǐng)域廣的特點,在教學重點內(nèi)容中選擇幾個題目,讓學生在課下分組完成查閱相關(guān)資料的任務,不僅能鍛煉學生的文獻檢索能力,而且從文獻中能了解和掌握前沿的學科知識;還可以從各小組中選出代表上臺做“學術(shù)報告”,讓小組之間互相提問,促進了學生對知識的掌握,鍛煉了學生的膽量和演講能力;此外,還可以鼓勵、指導學生撰寫相關(guān)的綜述性論文,培養(yǎng)學生論文寫作能力的同時對功能高分子材料具有更廣博的認知。總之,通過多種模式的互動教學避免了老師講、學生聽的填鴨式教學模式,重新樹立了教師在教學過程中的主導地位和學生在課堂學習中的主體地位,活躍了課堂學習氣氛,增強了學習自覺性,提高了學習效率。
《功能高分子材料》課程是一門知識密集、實踐性強的課程,但是作為新興學科相對于其他課程其相關(guān)實驗少、缺乏實踐訓練和能力培養(yǎng)環(huán)節(jié),對于地方高校來講,這些問題更突出表現(xiàn),因此教學與科研相結(jié)合在課程教學中顯得非常重要。為此,我們在教學過程中一方面積極收集功能高分子材料的最新科技成果,特別是本專業(yè)教師在功能高分子材料方面的研究作為鮮明例子整理歸納其領(lǐng)域的研究進展,適時融合于課堂教學過程中,讓學生認識到功能高分子材料的重要性;另一方面鼓勵學生積極參與教師的科研,在科研實踐活動中學習科研方法、增強了對科學研究的興趣,而且鞏固了功能高分子的理論知識,實現(xiàn)了理論聯(lián)系實際。同時向?qū)W生開放實驗室,讓優(yōu)秀學生積極申報《大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練項目》,并通過項目的實施過程拓展了知識面,培養(yǎng)了功能高分子材料的設(shè)計、合成、分析的能力。例如,最近三年已有二十多名同學參與了《殼聚糖石墨烯納米復合材料的合成及其應用》等八項國家級、省級、校級的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練項目,并發(fā)表了《伊利石模板法制備玉米芯基多孔碳材料及其性能研究》等SCI、中文核心、省級期刊論文十篇。課外科研實踐活動不僅有助于提高功能高分子材料課程的學習效率,而且營造濃郁的學術(shù)氛圍,增強了學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力,鍛煉了學生的分析、解決問題和實際動手能力。
課程考核是對學生獲得課程知識情況的評價檢驗。傳統(tǒng)的理論課程成績通常由卷面考試和考勤情況來決定。但是《功能高分子材料》是實踐性強的課程,既要考查學生對基礎(chǔ)知識的掌握能力,又要考查學生運用所學知識進行分析問題和解決問題的能力以及創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力,因此需要有效的多元評價考核體系。我們改革考核方式,重視平時學習和課外實踐環(huán)節(jié)的表現(xiàn),從平時成績(40%)、課程實踐環(huán)節(jié)(40%)、期末考試(30%)三方面考核形成總成績。其中,平時成績由出勤60%、課堂互動表現(xiàn)40%組成,以培養(yǎng)學生上課的紀律性和交流思考能力;課程實踐環(huán)節(jié)成績由二次綜述報告80%、課外創(chuàng)新實踐活動20%組成,以鍛煉學生的文獻檢索、匯集、歸納、撰寫報告及創(chuàng)新實踐能力。通過多元評價考核,有效避免了遲到曠課、突擊復習及忽視平時實踐活動的現(xiàn)象,督促學生主動學習,強調(diào)了課程實踐活動,培養(yǎng)了創(chuàng)新意思,提高了創(chuàng)新能力和獨立工作能力。
根據(jù)功能高分材料課程的特點及地方高校的具體情況,在《功能高分子材料》課程的教學內(nèi)容和教學手段及考核評價上進行了改革和創(chuàng)新,獲得了一定的成效即激發(fā)學生的學習積極性、增強了專業(yè)自信心、提高了創(chuàng)新能力和實踐能力。
參考文獻
[1]趙文元,王亦軍.功能高分子材料[M].2版.北京:化學工業(yè)出版社,2013:1-30.
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[3]周 立,孫榮欣.《功能高分子材料》課程教學改革的探索[J].科技信息,2010(21):151.