高分子材料與工程專業(yè)綜合性實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

榮介偉，徐 邁，李 莉，王龍德

(淮南師范學(xué)院化學(xué)與材料工程學(xué)院，安徽 淮南 232038)

隨著社會對高分子材料需求的日益增長和高分子科學(xué)研究的逐步深入，新型功能高分子材料不斷涌現(xiàn)且工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大。社會迫切需要大量從事高分子材料研究的高素質(zhì)、能力強(qiáng)的高級技術(shù)人才。作為普通應(yīng)用型本科院校新辦的高分子材料與工程專業(yè)，我校積極響應(yīng)國家的辦學(xué)宗旨，制定寬口徑、重應(yīng)用型的人才培養(yǎng)模式，而應(yīng)用型人才培養(yǎng)的模式中，與理論課教學(xué)緊密配合的高分子材料專業(yè)實(shí)驗(yàn)是高校高分子材料與工程專業(yè)培養(yǎng)學(xué)生綜合能力的重要部分。因此，綜合性專業(yè)實(shí)驗(yàn)便成了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新和動手能力的最重要的應(yīng)用實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)之一，也是確保人才培養(yǎng)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵和畢業(yè)生順利就業(yè)的奠基石[1-2]。

1 高分子材料與工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀

(1)教學(xué)內(nèi)容、形式單一，實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容以操作型、演示型、驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為主，全班同學(xué)形式單一地同時同地做相同的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。近年來，盡管很多本科應(yīng)用型高校在專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中打破常規(guī)，注重引入設(shè)計型、綜合型、開放型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，但最后往往受到人員、場地、經(jīng)費(fèi)等因素制約，學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)及人才培養(yǎng)質(zhì)量的收益尚不顯著。(2)教學(xué)方法老套，停留在以實(shí)驗(yàn)教師講授為主，學(xué)生往往按部就班實(shí)驗(yàn)老師規(guī)定的思路或方法開展實(shí)驗(yàn)，學(xué)生一直處于機(jī)械被動狀態(tài)，不利于學(xué)生發(fā)揮主觀能動性和創(chuàng)造性，更不利于學(xué)生創(chuàng)新能力和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。(3)教學(xué)效果不理想，從跟蹤高分子材料與工程專業(yè)的畢業(yè)生就業(yè)調(diào)查反饋信息來看，大多數(shù)應(yīng)屆畢業(yè)生感覺所學(xué)的理論知識與實(shí)踐脫軌，面對實(shí)踐問題時不知從何下手，不能有效解決遇到的實(shí)踐問題，不能很快地適應(yīng)實(shí)際工作。這就說明我們所培養(yǎng)的人才的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力還需要極大加強(qiáng)，專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)沒有很好地適應(yīng)社會需要，對學(xué)生動手實(shí)踐能力的培養(yǎng)還存在比較大的差距。這樣就給我們在專業(yè)教學(xué)過程中提出了實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的新課題。

2 高分子材料與工程專業(yè)綜合性實(shí)驗(yàn)的實(shí)施

綜合性實(shí)驗(yàn)是指實(shí)驗(yàn)內(nèi)容涉及本課程的綜合知識或與本課程相關(guān)課程知識的實(shí)驗(yàn)，具有實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡脑O(shè)計性、實(shí)驗(yàn)技能的綜合性、實(shí)驗(yàn)操作的獨(dú)立性等特點(diǎn)。高分子材料與工程專業(yè)綜合性實(shí)驗(yàn)應(yīng)密切結(jié)合專業(yè)實(shí)際，開發(fā)拓展具有啟發(fā)性、趣味性、實(shí)用性和能夠充分調(diào)動學(xué)生主動學(xué)習(xí)熱情的課題，是學(xué)生利用理論知識指導(dǎo)實(shí)踐，培養(yǎng)分析問題、解決問題的能力，進(jìn)而提高創(chuàng)新能力的過程[3-4]。結(jié)合淮南師范學(xué)院化學(xué)與材料工程學(xué)院高分子材料與工程專業(yè)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室的現(xiàn)有條件，我們開展了對《高分子材料專業(yè)實(shí)驗(yàn)》課程中綜合性實(shí)驗(yàn)的探索，全程跟蹤指導(dǎo)學(xué)生綜合性實(shí)驗(yàn)的實(shí)施，具體如下：

2.1 調(diào)研文獻(xiàn)、擬定選題

文獻(xiàn)調(diào)研既是學(xué)習(xí)專業(yè)知識、鍛煉獲取信息能力，又是培養(yǎng)學(xué)生的分析總結(jié)資料的能力。可以依托學(xué)校圖書館，互聯(lián)網(wǎng)電子資源和指導(dǎo)教師提供的專業(yè)資料，廣泛查閱、收集文獻(xiàn)資料。指導(dǎo)教師可以參考專業(yè)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書或結(jié)合生產(chǎn)、生活實(shí)際給出課題，學(xué)生也可以在前期廣泛調(diào)研文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上結(jié)合實(shí)際自擬題目。選題時應(yīng)進(jìn)行可行性論證分析，選題應(yīng)遵守難度適中、循序漸進(jìn)原則。若題目過大，學(xué)生難以駕馭，無法在規(guī)定的時間內(nèi)完成或造成實(shí)驗(yàn)失敗，勢必影響學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的積極性和興趣，而過于簡單的題目會使學(xué)生感覺意義不大，不利于學(xué)生克服困難、分析解決問題及開拓創(chuàng)新的能力培養(yǎng)。

2.2 打破常規(guī)、改革項(xiàng)目

新設(shè)計的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目應(yīng)突出綜合型、創(chuàng)新和開放的特點(diǎn)，打破按專業(yè)模塊劃分的傳統(tǒng)教學(xué)模式，強(qiáng)調(diào)眾多分支學(xué)科的交叉及融合貫通，確保每一個綜合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目至少包含三個分支學(xué)科并相互滲透；打破陳舊的教學(xué)傳統(tǒng)即實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目通常給出詳盡實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和操作步驟，現(xiàn)只明確給出具體的實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙鉀Q的問題，整個實(shí)驗(yàn)流程學(xué)生自行研究和創(chuàng)新，老師只進(jìn)行必要的指導(dǎo)和幫助，必要時可以輔助總體思路和框架以及相關(guān)的附加信息，以此控制實(shí)驗(yàn)進(jìn)程和實(shí)驗(yàn)消耗；打破墨守成規(guī)、形式單一的分析解決問題的習(xí)慣。不同的學(xué)生可以結(jié)合自身的知識結(jié)構(gòu)和興趣特點(diǎn)靈活采取不同的解決策略和方案，多種途徑來解決一個實(shí)際問題。因此，我們結(jié)合實(shí)際總共匯編了30個綜合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目可供學(xué)生選擇和參考，內(nèi)容涉及高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)、高分子物理實(shí)驗(yàn)和高分子成型加工實(shí)驗(yàn)，每個實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目都注重開放性、創(chuàng)新性并注重趣味性和實(shí)用性的培養(yǎng)。比如學(xué)生在做有機(jī)玻璃制備實(shí)驗(yàn)中,除了完成制備玻璃棒任務(wù)外,在實(shí)驗(yàn)藥品允許的條件下，可以利用自備的各種小模具來制備相應(yīng)的玻璃制品，這樣大大增加了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣，只有這樣因材施教才能達(dá)到提高學(xué)生綜合素質(zhì)的教學(xué)目的。

2.3 確定方案、革新教法

整個實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程當(dāng)中，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師全面掌控全局、指導(dǎo)督促、協(xié)調(diào)合作和綜合評價。首先，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師提出需要解決的研究課題，學(xué)生積極調(diào)研相關(guān)文獻(xiàn)資料，以PPT匯報的形式，提出課題研究的總體思路與設(shè)想，指導(dǎo)教師逐個點(diǎn)評并進(jìn)行綜合評價。其次，學(xué)生設(shè)計具體實(shí)驗(yàn)方案，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師與學(xué)生一起分析實(shí)驗(yàn)方案的可行性，在前期充分調(diào)研、論證的基礎(chǔ)上學(xué)生擬定實(shí)驗(yàn)方案，指導(dǎo)教師和學(xué)生共同商榷、探究并反復(fù)修改完善，最終由指導(dǎo)教師確定實(shí)驗(yàn)方案后，方能進(jìn)入實(shí)驗(yàn)過程。然后，指導(dǎo)教師與教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心主任及分管各儀器設(shè)備、藥品的實(shí)驗(yàn)員統(tǒng)一協(xié)調(diào)之后，方可安排學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室開展相關(guān)研究工作。在全程實(shí)驗(yàn)過程中，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師要隨時關(guān)注、檢查學(xué)生的具體實(shí)驗(yàn)進(jìn)展，及時解決實(shí)驗(yàn)過程中可能出現(xiàn)的問題。實(shí)驗(yàn)結(jié)束之后，指導(dǎo)學(xué)生及時獨(dú)立撰寫實(shí)驗(yàn)報告，積極指導(dǎo)取得了新的研究成果的學(xué)生撰寫研究論文。最后，指導(dǎo)教師及時對每位學(xué)生進(jìn)行綜合評價，小結(jié)利弊，以便后期進(jìn)一步完善和改進(jìn)相關(guān)的綜合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

2.4 加強(qiáng)過程管理改革

實(shí)驗(yàn)過程中重點(diǎn)考查的是學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力和綜合實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)。由于教學(xué)模式更加靈活的，為了防止教學(xué)模式流于形式，進(jìn)而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)教師對于學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程、實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)或其它方面的失控，必須加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程的全程監(jiān)管。(1)教師嚴(yán)格按照培養(yǎng)方案和教學(xué)大綱控制實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目在實(shí)施過程中的研究性、開放性和創(chuàng)新性，針對不同的學(xué)生采取不同的方案，因材施教。(2)由于綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目采用了開放模式，各個實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目不再固定時間和地點(diǎn)，指導(dǎo)教師要嚴(yán)格控制實(shí)驗(yàn)周期和實(shí)驗(yàn)消耗，防止浪費(fèi)或不能按期完成，指導(dǎo)教師要與中心實(shí)驗(yàn)室相關(guān)教師統(tǒng)一協(xié)調(diào)，確保儀器、藥品合理有序的使用。(3)指導(dǎo)教師要全程跟蹤并及時評價，在整個實(shí)驗(yàn)過程中分階段給出評分。指導(dǎo)老師也應(yīng)積極廣泛聽取學(xué)生的心聲和建議，努力提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。

2.5 結(jié)果分析及數(shù)據(jù)總結(jié)

學(xué)生完成專業(yè)綜合性實(shí)驗(yàn)以后，要求學(xué)生及時按要求對得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納、總結(jié)并科學(xué)分析，找出其中的規(guī)律，積極處理實(shí)驗(yàn)結(jié)果，努力寫出有結(jié)論、有分析、有體會的、科學(xué)合理的實(shí)驗(yàn)報告。例如，我們經(jīng)常利用課余時間以課題研討會的形式開展實(shí)驗(yàn)成敗經(jīng)驗(yàn)交流會，實(shí)驗(yàn)圓滿成功的小組，及時總結(jié)與分享實(shí)驗(yàn)過程中所學(xué)的理論知識、操作技能和技術(shù)關(guān)鍵等。對于未達(dá)到預(yù)期目標(biāo)的同學(xué)，及時反思失敗的教訓(xùn)，把實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的問題及時總結(jié)與反饋，分析失敗的原因并努力探討今后改進(jìn)的方向，以便在以后的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐中避免再犯類似錯誤。同學(xué)們暢所欲言、相互學(xué)習(xí)、共同探討，取得了良好的效果。

2.6 改革學(xué)生實(shí)驗(yàn)成績評價體系

為了充分調(diào)動學(xué)生參與綜合性實(shí)驗(yàn)的積極性和熱情，我們設(shè)計了科學(xué)的實(shí)驗(yàn)成績評價體系。學(xué)生最后實(shí)驗(yàn)成績以各個方面的平均值計算，以實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計、實(shí)驗(yàn)過程、結(jié)果分析為主要考核標(biāo)準(zhǔn)，輔助以實(shí)驗(yàn)態(tài)度(預(yù)習(xí)報告及查閱、調(diào)研文獻(xiàn)資料情況)、實(shí)驗(yàn)操作(熟練掌握儀器設(shè)備的操作情況)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果(原始數(shù)據(jù)的記錄及分析、歸納情況)、回答有關(guān)問題(主動、準(zhǔn)確答疑情況)、報告撰寫(科學(xué)性、規(guī)范性及實(shí)驗(yàn)后的心得體會)等方面，具體分值比例教師可以靈活掌控，便于根據(jù)不同學(xué)生的個體因素差異、不同項(xiàng)目難易程度進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，盡可能公平、公正、全面的給予學(xué)生綜合素質(zhì)的評價，最終給出學(xué)生一份科學(xué)合理的成績單。

3 結(jié)語

通過高分子材料與工程專業(yè)綜合性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)探索，加深了學(xué)生對高分子材料理論知識的理解，提升了學(xué)生文獻(xiàn)調(diào)研、分析和解決問題的能力，培養(yǎng)了學(xué)生創(chuàng)新能力和創(chuàng)新思維，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)知識的興趣和參與科研活動的熱情，為后期將要開展的本科畢業(yè)論文奠定了良好的基石。此外，高分子材料專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)課程的設(shè)立，大大促進(jìn)了我校高分子材料與工程專業(yè)課程體系的建設(shè)和完善。