新工科升級(jí)創(chuàng)新課程教學(xué)體系的實(shí)踐與探索

劉偉良 李梅 張獻(xiàn) 劉金華 王介峰 沈建興 劉永德 姚金水

摘要：目前，我國正處于經(jīng)濟(jì)增長速度變緩、新舊增長動(dòng)能亟須進(jìn)行轉(zhuǎn)換的新時(shí)期，而新技術(shù)的產(chǎn)生、新產(chǎn)品的開發(fā)和新增長模式的興起，需要大量的應(yīng)用型人才。發(fā)展新的經(jīng)濟(jì)模式需要建設(shè)“新工科”來替代傳統(tǒng)工科，這勢(shì)必對(duì)傳統(tǒng)的教學(xué)模式提出更新和升級(jí)的要求。文章以我校高分子材料與工程專業(yè)選修課“乳液聚合”為范本，探索創(chuàng)新課程教學(xué)體系的改革思路。

關(guān)鍵詞：新工科；課程教育改革；實(shí)踐

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2019）31-0102-02

“乳液聚合”是高等院校中與高分子化學(xué)與物理、高分子材料與工程和高分子材料科學(xué)有關(guān)的化學(xué)、材料學(xué)和環(huán)境科學(xué)等各專業(yè)的選修課程，也可供其他理工科學(xué)生選修，以了解乳液聚合這種聚合物合成方法中應(yīng)用最為廣泛技術(shù)的基本知識(shí)。

一、授課制度的創(chuàng)新

由承擔(dān)“乳液聚合”及相近課程教學(xué)任務(wù)的教師組建了一支由教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富的教授、青年教師和研究生（特別是專業(yè)學(xué)位研究生）組成的“乳液聚合”示范課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)，依據(jù)“新工科”的要求對(duì)課程進(jìn)行重新定位，并迎合現(xiàn)代學(xué)生的特點(diǎn)，進(jìn)行教學(xué)輔助材料制作的系統(tǒng)調(diào)整，對(duì)教學(xué)模式和授課形式等予以全面改進(jìn)。

在授課過程中，由教師講授大部分乳液聚合理論知識(shí)，并有選擇性地讓研究領(lǐng)域與課程內(nèi)容相關(guān)的教師以科研講座教學(xué)的形式講述該部分的科技前沿和應(yīng)用展望。由于這部分教師多年來從事與此相關(guān)的研究工作，掌握大量的具體實(shí)例和案例，講授起來引人入勝，受到了學(xué)生們的歡迎。這種生動(dòng)的案例教學(xué)示范不僅能讓刻板的書本內(nèi)容更接地氣，使學(xué)生能更容易理解和掌握理論知識(shí)，而且為下面的“以問題為中心的教學(xué)模式”（Problem Based Learning，PBL）做出了很好的示范，培養(yǎng)了學(xué)生解決實(shí)際問題的能力，以順應(yīng)新工科建設(shè)的要求[1]。

二、課程特點(diǎn)分析

“乳液聚合”包括乳液聚合的科技?xì)v史沿革、乳液聚合的模型、乳化劑、引發(fā)劑，以及作為能夠?qū)嵤┤橐壕酆系膯误w與添加劑的基本知識(shí)體系、科技前沿和實(shí)踐應(yīng)用簡(jiǎn)介，所涉及的講授范圍大大地超越了國內(nèi)和國外相似課程。當(dāng)然，正是由于這些因素的存在，造成此課程中的經(jīng)典理論、基本概念等知識(shí)點(diǎn)較多，尤其是在乳液聚合“定性理論”等章節(jié)中有一些對(duì)本科生來說算是比較深?yuàn)W的假說等知識(shí)，讓其在一學(xué)期內(nèi)能夠消化吸收還是一個(gè)較大的挑戰(zhàn)。

三、現(xiàn)代學(xué)生的特點(diǎn)分析

本課程的學(xué)習(xí)人員是高分子材料與工程和材料化學(xué)等本科專業(yè)的學(xué)生，按照教學(xué)計(jì)劃，在第四學(xué)年之初就開始授課。一方面，學(xué)生受多年“填鴨式”教學(xué)模式的影響，缺乏自修能力，僅靠課堂學(xué)習(xí)而掌握枯燥的理論是有相當(dāng)難度的。另一方面，作為當(dāng)今時(shí)代的年輕人，對(duì)于新技術(shù)、新產(chǎn)品和新興事物有本能的關(guān)注，對(duì)煩瑣的概念、艱澀的理論極易產(chǎn)生抵觸情緒，同時(shí)，學(xué)用脫節(jié)又導(dǎo)致其缺乏基本的實(shí)踐技能。

四、“乳液聚合”創(chuàng)新教學(xué)體系的構(gòu)成

（一）教學(xué)輔助材料的制作

鑒于課程所涉范圍寬泛，并且有些章節(jié)包含較為艱澀的理論，課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)根據(jù)各個(gè)成員的特長和背景情況，對(duì)多媒體課件等教學(xué)材料的制作進(jìn)行了分配。另外，依據(jù)各章內(nèi)容的需要，通過各種渠道搜集整理了大量的動(dòng)畫、圖片和視頻，并選擇性地將它們插入相關(guān)部分，以幫助學(xué)生們較為直觀地理解相應(yīng)的知識(shí)。在收集這些材料時(shí)，還注意做好對(duì)應(yīng)的存檔工作，具體注明欄目的主要內(nèi)容、編撰時(shí)間，并標(biāo)注適合作為教學(xué)課件部分的內(nèi)容和適用章節(jié)，以便后期視頻資料的精加工和具體分類。這些形象的圖畫和視頻極具演示性，不僅增加了學(xué)生對(duì)課程的學(xué)習(xí)熱情，而且大大地降低了其對(duì)抽象知識(shí)理解的難度，所以收到了較好的學(xué)習(xí)效果。

（二）開放實(shí)驗(yàn)的設(shè)置

課程實(shí)驗(yàn)是教學(xué)系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)，更是課堂教學(xué)的有益補(bǔ)充，學(xué)生可以通過專業(yè)實(shí)驗(yàn)對(duì)乳液聚合知識(shí)進(jìn)行模擬實(shí)踐應(yīng)用，并加深對(duì)相關(guān)理論的理解。由于乳液聚合是專業(yè)選修課程，教學(xué)計(jì)劃中沒有安排實(shí)驗(yàn)教學(xué)課時(shí)，所以我們團(tuán)隊(duì)通過開放實(shí)驗(yàn)的設(shè)置來彌補(bǔ)本創(chuàng)新課程體系的不足。比如，我們通過“乳膠漆的制備及配制”這一開放實(shí)驗(yàn)的增設(shè)，為學(xué)生提供足夠的實(shí)踐機(jī)會(huì)，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用理論知識(shí)解決生產(chǎn)實(shí)踐中的問題的能力，這正符合“新工科”對(duì)教學(xué)模式改革的要求。

（三）PBL模式的探索與實(shí)踐

PBL是國際上比較盛行的一種先進(jìn)教學(xué)方法，是一種以學(xué)生為主體、授課老師為引導(dǎo)人，通過學(xué)生自我指導(dǎo)學(xué)習(xí)及合作小組討論為教學(xué)形式的課程學(xué)習(xí)模式。這種模式不僅可以有效培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力，還特別有助于學(xué)生的創(chuàng)造力、人際交往及協(xié)作能力的提升[2]。

1.以PBL模式進(jìn)行教學(xué)。PBL是創(chuàng)新教學(xué)模式的最重要的特點(diǎn)。為此，我們根據(jù)“新工科”和修訂教學(xué)大綱的要求重新整合教學(xué)材料，將科學(xué)研究與實(shí)踐應(yīng)用結(jié)合來設(shè)計(jì)問題，然后在課堂教學(xué)中進(jìn)行了探索。

PBL的教學(xué)過程改變了傳統(tǒng)的“一言堂”和“填鴨式”的老套路，充分發(fā)揮了教師（或研究生助教）的主導(dǎo)作用和學(xué)生的主體作用，培養(yǎng)了學(xué)生的自學(xué)能力、辨析能力、邏輯思維能力、創(chuàng)新能力和語言表達(dá)能力。

2.以學(xué)生為主體，培養(yǎng)學(xué)生的合作和實(shí)踐能力。以學(xué)生為主體和以合作學(xué)習(xí)為特色是該教學(xué)模式的兩個(gè)要素。

比如：將班級(jí)建制打亂來對(duì)學(xué)生分組，可以自由結(jié)合，也可以由指導(dǎo)教師（或研究生助教）分配，以5—6名同學(xué)為一個(gè)單位進(jìn)行小組學(xué)習(xí)，指定或推選本組一位學(xué)生為學(xué)習(xí)團(tuán)隊(duì)的負(fù)責(zé)人，目的是讓學(xué)生養(yǎng)成相互協(xié)調(diào)合作的習(xí)慣。學(xué)生在組內(nèi)對(duì)指定和申請(qǐng)獲批準(zhǔn)的問題進(jìn)行思考，并針對(duì)問題討論相關(guān)知識(shí)。由學(xué)生上網(wǎng)查找資料或到圖書館（由專碩研二助教具體指導(dǎo)或示范），或向相關(guān)學(xué)科的老師請(qǐng)教來解惑，目的是培養(yǎng)學(xué)生檢索、調(diào)研參考文獻(xiàn)及分析和解決問題的基本素質(zhì)和能力。在指導(dǎo)教師（或研究生助教）指點(diǎn)下，每組學(xué)生進(jìn)行總結(jié)歸納，形成初步結(jié)論。

通過這種PBL教學(xué)模式的實(shí)踐，我們發(fā)現(xiàn)該教學(xué)方法的優(yōu)點(diǎn)有：可以有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，大大提高他們的學(xué)習(xí)效率，同時(shí)培養(yǎng)了學(xué)生的自學(xué)習(xí)慣，提升其邏輯思維能力及創(chuàng)新能力；提高了學(xué)生的表達(dá)能力與團(tuán)隊(duì)合作精神，培養(yǎng)了學(xué)生的協(xié)作能力；使教師的綜合素質(zhì)不斷提高，形成了教學(xué)相長的良好局面[2]。

盡管取得了如上所述的可喜成績(jī)，但是我們還是會(huì)遭遇以下尷尬。

在這種新教學(xué)模式中，教師團(tuán)隊(duì)需要處理好問題和系統(tǒng)課程之間的主從關(guān)系，還應(yīng)具備強(qiáng)大的知識(shí)背景和廣闊的專業(yè)視野，指導(dǎo)教師（或研究生助教）不但要提出或評(píng)判出難易適合的問題，還要有效組織學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)和討論。這就需要指導(dǎo)教師（或研究生助教）掌握更多的技能和花費(fèi)不菲的時(shí)間和精力。在目前大多高校中對(duì)教學(xué)和科研的考核壓力較大的形勢(shì)下，這難免讓我們的教學(xué)團(tuán)隊(duì)感到力有所不逮。

總之，我們?cè)谛１緞?chuàng)新課程“乳液聚合”的教學(xué)實(shí)踐中認(rèn)識(shí)到：要培養(yǎng)具有較強(qiáng)的創(chuàng)新能力和動(dòng)手能力的新工科人才，關(guān)鍵在于要打破以教師為中心和教材為藍(lán)本的傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式，特別是要確立學(xué)生在教學(xué)過程中的主體地位，徹底改變不合時(shí)宜的“注入式”、“滿堂灌”的教學(xué)方式，切實(shí)采用“啟發(fā)討論式”教學(xué)方法，并有效調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，充分發(fā)揮教師的指導(dǎo)作用，并創(chuàng)建理論和實(shí)踐有機(jī)結(jié)合的教學(xué)體系。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳愛華，侯永峰，楊秋波，等.加快發(fā)展和建設(shè)新工科 主動(dòng)適應(yīng)和引領(lǐng)新經(jīng)濟(jì)[J].高等工程教育研究，2017，（1）：1-9.

[2]李會(huì)春，杜翔云.面向未來的課程設(shè)計(jì)：奧爾堡大學(xué)PBL課程模式與教育理念探析[J].重慶高教研究，2018，6（3）：117-127.