《功能高分子材料》課堂教學(xué)改革的一點(diǎn)體會(huì)

李巖 徐小燕

摘 要：《功能高分子材料》 是我院針對(duì)高分子系開設(shè)的重要選修課，具有種類繁多、知識(shí)體系復(fù)雜、知識(shí)更新比較快的特點(diǎn)。本文從教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)方式，小班化教學(xué)，考核方式及立德樹人等方面提出一些建議，希望通過改革，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：功能高分子;材料;教學(xué)改革;教學(xué)內(nèi)容;教學(xué)方法

Thoughts on Course Teaching Reform of Functional Polymers

Li Yan，Xu Xiaoyan

（School of Materials Science and Engineering，Tongji University，Shanghai，200092，China）

Abstract：The course of Functional Polymers is an important specialty course for polymer department in our school.It has lots of specific characters such as numerous species，complicated system and rapidly updated knowledge.This article gives some suggestion on teaching contents，teaching ways，small class teaching，assessment methods and morality education.It is hoped that the students learning interesting and innovation ability can be improved by the teaching reform.

Key words：Functional polymers;Materials;Teaching reform;Teaching content;Teaching methods

1 引言

根據(jù)科技部、工信部等部委制定的“十三五”規(guī)劃顯示，新材料等七大行業(yè)成為我國戰(zhàn)略性發(fā)展行業(yè)，新材料的戰(zhàn)略地位得以彰顯[1]。高分子材料作為新材料的一個(gè)重要組成部分，在科研和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用方面不斷發(fā)展，成為引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)重要指引。其中的功能高分子材料更是得到日新月異的發(fā)展，已經(jīng)在國民經(jīng)濟(jì)和國防建設(shè)等各個(gè)領(lǐng)域得到了非常廣泛的應(yīng)用，不斷改變著我們的生活質(zhì)量并且標(biāo)志著我國綜合實(shí)力的增強(qiáng)。功能高分子材料是一門涉及范圍廣，與眾多學(xué)科相交叉的新興邊緣學(xué)科，涉及內(nèi)容包括有機(jī)化學(xué)、無機(jī)化學(xué)、光學(xué)、電學(xué)、結(jié)構(gòu)化學(xué)、生物化學(xué)、電子學(xué)、醫(yī)學(xué)等眾多學(xué)科，是目前國內(nèi)外異?；钴S的一個(gè)研究領(lǐng)域，故本門課程的教學(xué)顯得尤為重要?！豆δ芨叻肿硬牧稀氛n程章節(jié)眾多，涉及面非常廣，內(nèi)容包括吸附分離功能高分子、反應(yīng)型功能高分子、光功能高分子、電功能高分子、醫(yī)用功能高分子、液晶高分子、高分子功能膜材料等。本課程教學(xué)的基本要求是學(xué)生在學(xué)習(xí)功能高分子材料時(shí)，著重掌握它們的基本概念、基本原理、基本知識(shí)和實(shí)際應(yīng)用，即材料的組成、結(jié)構(gòu)和功能之間的關(guān)系及主要應(yīng)用，同時(shí)讓學(xué)生了解功能高分子材料的最新發(fā)展情況，為學(xué)生將來從事的工作及深造打下較好的基礎(chǔ)。

2 課程特點(diǎn)及存在的問題

《功能高分子材料》是我院高分子系本科生選修的一門專業(yè)課，它是繼高分子化學(xué)和高分子物理兩門專業(yè)基礎(chǔ)課之后所開設(shè)的一門重要的專業(yè)課程。根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃，《功能高分子材料》安排在大四第一學(xué)期，共計(jì)34個(gè)學(xué)時(shí)，在授課過程中，發(fā)現(xiàn)存在以下幾個(gè)問題：

（1）作為一門大四的專業(yè)選修課，選課的學(xué)生形形色色，有保研的、有考研的、有找工作的還有要準(zhǔn)備出國的，學(xué)生普遍對(duì)這門課程的重視程度不高，很少有學(xué)生能夠靜下心來進(jìn)行深入的學(xué)習(xí);

（2）功能高分子材料課程教學(xué)內(nèi)容繁多，且前沿性、跨學(xué)科的知識(shí)點(diǎn)眾多，如何在有限的課時(shí)內(nèi)，選擇授課內(nèi)容并緊密、及時(shí)更新講授內(nèi)容，提高學(xué)生們的專注力是任課教師始終面對(duì)的課題;

（3）單純以期末考試的試卷成績(jī)作為課程考核最終的方式，很難全面反映出學(xué)生的實(shí)際能力。如何通過合理的考核方式進(jìn)一步調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，并提高教學(xué)效果，對(duì)學(xué)生做出一個(gè)全面合理的評(píng)價(jià)是亟待解決的問題。

針對(duì)以上問題，筆者結(jié)合自己的授課經(jīng)驗(yàn)以及《功能高分子材料》課程的特點(diǎn)，對(duì)這門課程的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法進(jìn)行了改革和探索，相關(guān)體會(huì)如下。

3 課程的改革和探索

3.1 精心設(shè)計(jì)課堂教學(xué)內(nèi)容

課程教材選用的是羅祥林編寫的國家“十一五”規(guī)劃教材《功能高分子材料》，有九個(gè)章節(jié)的內(nèi)容。由于課時(shí)的限制，教師不可能對(duì)課本教學(xué)內(nèi)容面面俱到，需對(duì)教學(xué)內(nèi)容精心選擇，對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行系統(tǒng)的分析和歸納，精練重點(diǎn)。將重點(diǎn)介紹《功能高分子材料》中的吸附分離功能高分子、光功能高分子、電功能高分子、醫(yī)用高分子和高分子功能膜材料等章節(jié)，其它如反應(yīng)型功能高分子、環(huán)境敏感功能高分子可以采用學(xué)生自學(xué)的方式進(jìn)行。教師在授課過程中，除了對(duì)涉及的基本概念、基本原理作介紹，重點(diǎn)需要闡明功能高分子材料的結(jié)構(gòu)和性能尤其是功能之間的關(guān)系，同時(shí)兼顧制備方法和發(fā)展方向。在未來，隨著技術(shù)革命的發(fā)展，國家對(duì)新材料產(chǎn)業(yè)的重視，作為新材料中的功能高分子材料的發(fā)展，必將進(jìn)入發(fā)展的快車道。因此，教師要跟上發(fā)展的步伐，不斷更新、充實(shí)和完善授課內(nèi)容，不斷積累和更新知識(shí)體系，將最新的研究成果、應(yīng)用情況引入到平時(shí)的課堂教學(xué)中。從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)功能高分子的積極性，進(jìn)而牢固掌握功能高分子材料的基礎(chǔ)知識(shí)。

3.2 密切聯(lián)系科技前沿

在功能高分子材料課程的教學(xué)中，教師在傳授功能高分子材料基本知識(shí)的基礎(chǔ)上，需要注意密切聯(lián)系科技前沿，特別是最新的研究成果。為此，教師可以建立QQ群、微信群，通過群平臺(tái)進(jìn)行功能高分子材料前沿信息的發(fā)布、專題討論或資源的共享。也可以讓學(xué)生關(guān)注如“高分子科學(xué)前沿”“新材料在線”等公眾號(hào)，使學(xué)生能夠知曉現(xiàn)代的高分子科研水平和未來功能高分子的應(yīng)用方向。例如，在環(huán)境友好生物基功能高分子材料方面，聚乳酸已被公認(rèn)為是替代石油基塑料最具前景的環(huán)境友好材料。當(dāng)前聚乳酸行業(yè)發(fā)展的前沿，尤其是我們國家對(duì)聚乳酸制造與應(yīng)用技術(shù)的需求，是圍繞提升聚合催化技術(shù)與穩(wěn)定控制技術(shù)、高性能、耐高溫聚乳酸的開發(fā)以及生物基紡織材料關(guān)鍵技術(shù)等重點(diǎn)基礎(chǔ)材料技術(shù)提升與產(chǎn)業(yè)升級(jí)等方面展開的。再如，3D打印已經(jīng)是一個(gè)非常成熟的用于新產(chǎn)品開發(fā)階段快速制造技術(shù)，可用于制備復(fù)雜的一體化高分子材料器件以及高分子醫(yī)用材料。在傳授知識(shí)的基礎(chǔ)上，教師可以結(jié)合目前的科技前沿，引申出4D打印技術(shù)，是利用不同的3D打印方法實(shí)現(xiàn)打印的智能材料與結(jié)構(gòu)在外界刺激下的形狀與功能的演變，用于智能器件、生物醫(yī)用與電子、國防安全等諸多領(lǐng)域。這不僅使學(xué)生能夠掌握所講述內(nèi)容，更能讓聽課學(xué)生開闊眼界，增加對(duì)功能高分子材料的興趣。

3.3 充分利用多媒體教學(xué)及實(shí)物教學(xué)

《功能高分子材料》課程教學(xué)具有很強(qiáng)的綜合性、理論性和實(shí)踐性，老師要充分利用多媒體技術(shù)，豐富教學(xué)手段和方法。有條件的老師可以深入功能高分子材料相關(guān)的企業(yè)車間，拍攝或錄制一些相關(guān)章節(jié)的設(shè)備圖片或者實(shí)際生產(chǎn)場(chǎng)景。如在教授學(xué)生離子交換樹脂功能高分子材料部分內(nèi)容時(shí)，提供乳液聚合生產(chǎn)中純水的制備所需要使用的離子交換柱圖片，并提問學(xué)生為什么乳液聚合要用純凈水，離子交換柱中普通交換柱、陽離子交換柱、陰離子交換柱的作用以及它們必須采取的順序，有利于學(xué)生加深學(xué)生對(duì)課堂知識(shí)的理解。功能高分子材料品種繁多，像醫(yī)用高分子材料、光功能高分子材料等在網(wǎng)絡(luò)上有大量相關(guān)的照片和視頻，老師可以利用網(wǎng)絡(luò)資源搜集與本課程有關(guān)的多媒體動(dòng)畫或圖片資料，讓學(xué)生對(duì)知識(shí)有更加直觀的理解和體會(huì)。此外，有條件的話老師可以購買或搜集一些功能高分子材料方面的教具或?qū)嵨?，如購買“水精靈”（代表高吸水樹脂）、變色眼鏡（代表光功能高分子材料）等，通過實(shí)物的直接演示，加大課堂教學(xué)信息，豐富課堂教學(xué)內(nèi)容。

3.4 小班化教學(xué)方法引入

小班化教學(xué)是歐美發(fā)達(dá)國家普遍推行的一種教學(xué)組織形式[2，3]，以倡導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)、探索學(xué)習(xí)為特點(diǎn)?！豆δ芨叻肿硬牧稀肥菍I(yè)選修課，人數(shù)少于30人，授課老師能夠很方便的將小班化的教學(xué)方法引入到課堂中。充分利用小班的優(yōu)勢(shì)，師生面對(duì)面地交流從而讓學(xué)生自然的參與到教學(xué)中，在交流中學(xué)習(xí)知識(shí)。同時(shí)，在互動(dòng)教學(xué)中增加提問環(huán)節(jié)，但要注意因材施教，如對(duì)找工作的同學(xué)，可以提問一些跟企業(yè)、工廠相關(guān)的工程問題，對(duì)考研的同學(xué)，可以更多的提問一些跟高分子化學(xué)、高分子物理相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)，幫助他們有效的復(fù)習(xí)，不斷提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，充分發(fā)揮教師對(duì)學(xué)生 “引導(dǎo)與指導(dǎo)” 的主體作用和學(xué)生 “學(xué)” 的主體作用。通過小班化教學(xué)，將“合作教學(xué)”融入課程中，結(jié)合課程章節(jié)知識(shí)點(diǎn)設(shè)置小課題，學(xué)生可以自由組合完成對(duì)課題的研討，給出課題的解決方案。例如在講解血液相容醫(yī)用高分子材料章節(jié)時(shí)，在完成影響血液相容因素的介紹之后，可以讓學(xué)生們組成幾個(gè)小組，對(duì)血液相容功能高分子材料進(jìn)行設(shè)計(jì)。當(dāng)然，教師要對(duì)各個(gè)小組的合作學(xué)習(xí)結(jié)果進(jìn)行指導(dǎo)并點(diǎn)評(píng)，針對(duì)出現(xiàn)的問題在課堂上及時(shí)進(jìn)行講解。通過合作學(xué)習(xí)，能夠激發(fā)學(xué)生主動(dòng)探究的欲望，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生們學(xué)習(xí)的能動(dòng)性，并提高彼此之間協(xié)作能力，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。

3.5 考核形式多樣

學(xué)生的成績(jī)考核分成幾個(gè)部分，平時(shí)成績(jī)由隨堂測(cè)試和出勤率組成，隨堂測(cè)試為開卷的形式，題型以填空題和簡(jiǎn)答題為主，主要是考察學(xué)生對(duì)本課程基礎(chǔ)知識(shí)的掌握程度?？陬^報(bào)告是指在課程后期要求學(xué)生2-3人一組做一個(gè)簡(jiǎn)短PPT，介紹學(xué)生感興趣、最新發(fā)展的且由中國科學(xué)家發(fā)表的科技文獻(xiàn)，通過這種考核形式，學(xué)生們會(huì)主動(dòng)搜集文獻(xiàn)資料、整理文獻(xiàn)、精做PPT，增強(qiáng)學(xué)生在課堂上的互動(dòng)，同時(shí)由于是本國科學(xué)家的研究成果，能夠增強(qiáng)學(xué)生們的民族自豪感。另外，還要求學(xué)生進(jìn)行功能高分子圖片和視頻的收集，并對(duì)相應(yīng)的圖片或視頻進(jìn)行簡(jiǎn)短的介紹，通過這些方式進(jìn)行考核，同學(xué)們會(huì)更加注意課堂參與度，而不是單純?yōu)榱藨?yīng)付考試而進(jìn)行被動(dòng)學(xué)習(xí)，如此一來，教學(xué)效果會(huì)明顯提高。

3.6 將立德樹人融入課堂教學(xué)中

功能高分子材料是能源、計(jì)算機(jī)、通訊、電子、激光等現(xiàn)代科學(xué)的基礎(chǔ)，功能高分子材料在未來的社會(huì)發(fā)展中具有重大的戰(zhàn)略意義。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解功能高分子材料科學(xué)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)，一方面可以擴(kuò)大學(xué)生專業(yè)知識(shí)面，另一方面讓學(xué)生了解我們國家近些年在該領(lǐng)域的迅速發(fā)展，增強(qiáng)學(xué)生們的愛國情懷。同時(shí)，在授課過程中注意引入一些相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜?、學(xué)者的先進(jìn)事跡介紹，如離子交換之父南開何炳林院士、以及榮獲國家最高科技獎(jiǎng)研究高溫超導(dǎo)的趙忠賢院士、諾貝爾生理學(xué)和醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)獲得者中國女科學(xué)家屠呦呦的事跡，使學(xué)生了解前人工作的艱辛和不忘初心的情懷。教學(xué)中重視對(duì)學(xué)生的人文關(guān)懷，努力營造良好的師生關(guān)系、同學(xué)關(guān)系，為培育學(xué)生健全的人格提供良好的氛圍。教師要努力投身教育，著力提高教學(xué)質(zhì)量，踐行職業(yè)道德規(guī)范，讓每一個(gè)學(xué)生都能成為有用之才。

4、結(jié)束語

《功能高分子材料》 作為一門涉及多學(xué)科知識(shí)的綜合性課程，具有很強(qiáng)的實(shí)用性和學(xué)科交叉性。隨著科技的日益發(fā)展，《功能高分子材料》的教學(xué)也必須與時(shí)俱進(jìn)，結(jié)合功能高分子材料內(nèi)容的特點(diǎn)，教師需要從學(xué)生的需求出發(fā)，不斷地優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、密切結(jié)合科技前沿以及采用新的教學(xué)方法等多方面進(jìn)行改革，提升學(xué)生的專業(yè)認(rèn)同感，從而最終實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)適應(yīng)本專業(yè)發(fā)展的高素質(zhì)專業(yè)人才。

參考文獻(xiàn)

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[3]武軍凱，耿立英，彭永東.大學(xué)小班教學(xué)淺談[J].高教高職研究，2016，（90）：158.

（作者單位：同濟(jì)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院）