一流學(xué)科建設(shè)中聚合物材料研究方法（雙語）實(shí)驗(yàn)課的課程聯(lián)動教學(xué)改革研究

于漫 侯甲子

[摘 要] 聚合物材料研究方法（雙語）是基于近代儀器分析技術(shù)發(fā)展，面向本科生開設(shè)的專業(yè)選修課程，主要內(nèi)容涉及聚合物結(jié)構(gòu)與性能的表征方法和有關(guān)儀器的結(jié)構(gòu)原理與應(yīng)用。為了滿足一流學(xué)科建設(shè)對人才培養(yǎng)的需求，該雙語課程在實(shí)驗(yàn)課程中嘗試設(shè)計聯(lián)動相關(guān)專業(yè)課程與科研平臺，引導(dǎo)學(xué)生融合與重構(gòu)專業(yè)課程知識體系，培養(yǎng)高水平創(chuàng)新型人才。

[關(guān)鍵詞] 一流學(xué)科建設(shè);課程聯(lián)動;聚合物材料研究方法實(shí)驗(yàn)

2015年10月，國務(wù)院正式發(fā)布《統(tǒng)籌推進(jìn)世界一流大學(xué)和一流學(xué)科建設(shè)總體方案》，標(biāo)志著高等院校的建設(shè)與發(fā)展進(jìn)入新的階段。2018年8月，教育部、財政部、國家發(fā)展和改革委員會聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于高等學(xué)校加快“雙一流”建設(shè)的指導(dǎo)意見》，明確指出“以一流學(xué)科為引領(lǐng)，輻射帶動學(xué)科整體水平提升”[1，2]?！半p一流”建設(shè)的重中之重是一流學(xué)科建設(shè)，一流學(xué)科的建設(shè)則重在高素質(zhì)人才的培養(yǎng)，因此，在全面開展一流學(xué)科建設(shè)的過程中，學(xué)生培養(yǎng)模式、課程設(shè)置體系、教學(xué)方式方法都亟待調(diào)整，以強(qiáng)化學(xué)生實(shí)踐能力，開闊學(xué)生的國際視野，全面提高學(xué)生的綜合素質(zhì)與國際競爭力[3]。

聚合物材料研究方法（雙語）作為高分子材料與工程專業(yè)本科生的專業(yè)教育課，課程側(cè)重材料的研究方法的實(shí)踐教學(xué)，存在知識點(diǎn)分散化、碎片化、課時有限等問題，因此，教與學(xué)均存在一定困難。在“雙一流”建設(shè)背景下統(tǒng)籌安排該課程實(shí)驗(yàn)體系設(shè)置，以提升本專業(yè)本科生的競爭力，進(jìn)行聚合物材料研究方法（雙語）實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)改革迫在眉睫。如何將該課程碎片化的知識體系有效串聯(lián)，更好的安排該門實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容設(shè)置、教學(xué)方法、考核體系，值得進(jìn)一步研究。

加州大學(xué)伯克利分校校長、當(dāng)代美國高等教育之父克拉克·克爾針對當(dāng)時美國研究型大學(xué)長期存在的知識分散、零碎狀態(tài)，提出了課程整合與整體知識觀的概念。他提倡“每個學(xué)生應(yīng)該有一種‘寬闊的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，這種經(jīng)驗(yàn)鼓勵在某一寬闊的領(lǐng)域的整體思考和在狹窄領(lǐng)域的深層的專門化知識一起進(jìn)行”[4-6]。因此，課程融合聯(lián)動設(shè)計能夠建立深而精的學(xué)習(xí)體系，有效解決學(xué)生對于碎片化的知識理解不深刻、記憶不扎實(shí)的情況。因此以聚合物材料研究方法（雙語）實(shí)驗(yàn)課程為著力點(diǎn)，將多門專業(yè)課的實(shí)驗(yàn)課程，如高分子化學(xué)、高分子物理、高分子材料、高分子復(fù)合材料等，以及科研平臺進(jìn)行聯(lián)動，實(shí)現(xiàn)課程有效銜接與學(xué)科知識的整體融合，關(guān)注人才的橫向與縱向知識體系建立。經(jīng)過多年的本科教學(xué)實(shí)踐，在一流學(xué)科建設(shè)的背景下，從高分子材料與工程專業(yè)的培養(yǎng)方案出發(fā)，提出聚合物材料研究方法（雙語）實(shí)驗(yàn)課的課程聯(lián)動教學(xué)改革理念，以期提高教與學(xué)的高效性，助力一流學(xué)科建設(shè)。

一、聚合物材料研究方法（雙語）聯(lián)動教學(xué)設(shè)計的基本思路

聚合物材料研究方法（雙語）作為聯(lián)動教學(xué)的粘合劑具有顯著的優(yōu)勢，該課程理論課涉及聚合物結(jié)構(gòu)與性能的表征方法和有關(guān)儀器的結(jié)構(gòu)原理與應(yīng)用，實(shí)驗(yàn)課涉及制樣技術(shù)、測試步驟、譜圖解析、數(shù)據(jù)處理等，上述內(nèi)容是其他專業(yè)課程與科研實(shí)驗(yàn)分析的必須手段。因此，實(shí)驗(yàn)課程的聯(lián)動教學(xué)設(shè)計的基本思路是將高分子化學(xué)、高分子物理、高分子復(fù)合材料，以及其他選修課程中通過物理和化學(xué)合成制備的樣品進(jìn)行系統(tǒng)而全面的表征，了解均聚物、共聚物、復(fù)合材料等表征方法，測試與分析樣品的組成、配比、實(shí)驗(yàn)參數(shù)等對材料形貌、結(jié)構(gòu)、性能的影響規(guī)律。在搭建理論與實(shí)驗(yàn)平臺的基礎(chǔ)上，整合多門專業(yè)課程內(nèi)容，精縮聚合物材料研究方法（雙語）課程中原有的材料制備環(huán)節(jié)，以開放實(shí)驗(yàn)的形式讓學(xué)生自主選取其他專業(yè)課程中已制備的樣品，擬定研究方法并與指導(dǎo)教師確定最終實(shí)驗(yàn)方案，了解高分子結(jié)構(gòu)與特性，掌握材料制備與加工方法，加深對其他課程中的基礎(chǔ)知識的理解。此外，為了更好的服務(wù)一流學(xué)科建設(shè)中對創(chuàng)新人材培養(yǎng)的需求，該門課程的實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備與該專業(yè)研究生指導(dǎo)教師購買的科研設(shè)備實(shí)現(xiàn)共享，同樣對參與科研的本科生制備的樣品進(jìn)行開放，助力學(xué)生的專業(yè)課學(xué)習(xí)與學(xué)術(shù)研究有效銜接，打造厚基礎(chǔ)、重創(chuàng)新的人才培養(yǎng)理念。

該聯(lián)動教學(xué)的實(shí)施首先能夠精簡實(shí)驗(yàn)課程樣品制備的課時，避免與其他課程重復(fù)的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，直接進(jìn)行樣品的測試與表征。其次，該聯(lián)動教學(xué)更能有效強(qiáng)化學(xué)生對該門課程的理解，同時鞏固學(xué)生學(xué)習(xí)其他專業(yè)課程的內(nèi)容，打通高分子材料與工程專業(yè)課程，將碎片化知識整體化、立體化。

二、聚合物材料研究方法（雙語）實(shí)驗(yàn)課聯(lián)動教學(xué)的課程設(shè)置

1.與其他專業(yè)課任課教師積極溝通，設(shè)計適合高分子材料與工程專業(yè)課程的多層次實(shí)驗(yàn)體系，如高分子合成實(shí)驗(yàn)、高分子物理改性實(shí)驗(yàn)、高分子性能測試實(shí)驗(yàn)以及開放性實(shí)驗(yàn)。各實(shí)驗(yàn)體系中分別設(shè)有多個實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，涵蓋樹脂、橡膠、纖維、涂料、膠黏劑等典型高分子材料的制備與性能的表征。聚合物材料研究方法包括顯微分析、波譜分析、相對分子質(zhì)量及相對分子質(zhì)量分布、熱分析、動態(tài)力學(xué)分析、流變性能測試等內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)體系聯(lián)動課程有高分子化學(xué)、高分子物理、高分子材料、高分子復(fù)合材料、現(xiàn)代涂料與涂裝技術(shù)、高性能纖維、橡膠成型加工原理及技術(shù)等多門專業(yè)必修及選修課程。經(jīng)過整合的多層次實(shí)驗(yàn)體系相對靈活，設(shè)置必修實(shí)驗(yàn)以及選修實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容可結(jié)合前沿進(jìn)行及時調(diào)整。該多層次實(shí)驗(yàn)體系能夠有效的指導(dǎo)學(xué)生開展實(shí)驗(yàn)，最大化滿足學(xué)生意愿，同時避免了多門專業(yè)課程的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的重復(fù)，讓學(xué)生對于專業(yè)課程內(nèi)容融會貫通，整體且深刻的掌握專業(yè)課內(nèi)容。

2.與研究生指導(dǎo)教師溝通，設(shè)計能夠服務(wù)于科研的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。多層次實(shí)驗(yàn)體系中的開放實(shí)驗(yàn)是主要面向本科階段有科研工作意愿及需求的學(xué)生，要求學(xué)生自主設(shè)計并與指導(dǎo)教師溝通確認(rèn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，然后經(jīng)由實(shí)驗(yàn)教師審核最終確立實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。開放實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容不具體設(shè)定，而是隨時根據(jù)研究生導(dǎo)師的科研方向進(jìn)行調(diào)整，有效的連接本科教學(xué)與科研工作，注重培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，培養(yǎng)創(chuàng)新型高素質(zhì)人才。

聚合物材料研究方法（雙語）實(shí)驗(yàn)課程設(shè)置延伸了該門課程的理論教學(xué)，同時一定程度輔助了其他專業(yè)課程的教學(xué)與科研工作，橫向聯(lián)動了專業(yè)課程，縱向使教學(xué)與科研相結(jié)合，強(qiáng)化了本科生的動手能力與科研素養(yǎng)，蓄力一流學(xué)科建設(shè)。

三、聚合物材料研究方法（雙語）實(shí)驗(yàn)課聯(lián)動教學(xué)的授課方式

在課時安排上，由于直接縮減了樣品制備的時間，實(shí)驗(yàn)課程的全部課時主要用于講授聚合物材料的表征與測試方法。課前，教師會提前將學(xué)習(xí)內(nèi)容發(fā)送給學(xué)生，讓學(xué)生準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)樣品，并進(jìn)行有目的有側(cè)重的預(yù)習(xí)。授課時，優(yōu)先根據(jù)學(xué)生所選實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行分組，保證學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量。授課方式主要有演示實(shí)驗(yàn)與學(xué)生自主操作實(shí)驗(yàn)兩種，對于必須掌握的研究方法，教師先通過演示實(shí)驗(yàn)講授，然后學(xué)生進(jìn)行動手操作。對于開放實(shí)驗(yàn)或?qū)嶒?yàn)內(nèi)容中拓展的研究方法，選修學(xué)生不多，教師主要邊演示邊讓學(xué)生操作，有針對的進(jìn)行指導(dǎo)。課后，所有學(xué)生提交實(shí)驗(yàn)報告及測試數(shù)據(jù)，鞏固實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容，加深學(xué)生對于理論知識的理解。

四、聚合物材料研究方法（雙語）實(shí)驗(yàn)課聯(lián)動教學(xué)的考核方式

《聚合物材料研究方法（雙語）》實(shí)驗(yàn)課課程內(nèi)容較多，學(xué)生自主選擇實(shí)驗(yàn)具有不確定性，且基于其他專業(yè)課程提供的樣品會影響到測試與表征的最終結(jié)果，因此該課程的考核具有一定的困難。為了更好的完成該門實(shí)驗(yàn)課程，要求學(xué)生對其他專業(yè)課程的實(shí)驗(yàn)課具有較高的完成度，保質(zhì)保量的完成該課程的前期準(zhǔn)備工作，提供標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)樣品。實(shí)驗(yàn)課程中必修內(nèi)容按完成情況統(tǒng)一進(jìn)行評定，選修內(nèi)容及開放實(shí)驗(yàn)設(shè)置適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)難度，便于最終考評。每一個實(shí)驗(yàn)根據(jù)預(yù)習(xí)、操作、報告的完成情況單獨(dú)考核，最后計算平均分給出最終成績。

五、聚合物材料研究方法（雙語）實(shí)驗(yàn)課改革仍需解決的問題

在“雙一流”建設(shè)的政策扶持下，該專業(yè)已基本搭建完成聚合物材料研究方法（雙語）課程實(shí)驗(yàn)平臺，確保實(shí)踐教學(xué)有效配合理論教學(xué)，以達(dá)到一流學(xué)科建設(shè)對人才能力培養(yǎng)的目標(biāo)。為了更好的提供與科研相協(xié)調(diào)的高層次實(shí)驗(yàn)條件，后續(xù)仍需不斷更新先進(jìn)儀器設(shè)備，拓展學(xué)生國際化視野，服務(wù)高水平創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。此外，努力建設(shè)高水平雙語課程實(shí)驗(yàn)課的師資團(tuán)隊，鼓勵實(shí)驗(yàn)系列教師赴國內(nèi)外高校訪問溝通，為培養(yǎng)“新工科”創(chuàng)新型人才提供師資保證。

六、結(jié)束語

總而言之，基于聚合物材料研究方法（雙語）實(shí)驗(yàn)課程的聯(lián)動教學(xué)設(shè)計能夠統(tǒng)籌與重構(gòu)高分子材料與工程專業(yè)課程體系，借助其他專業(yè)課程已有教學(xué)與實(shí)驗(yàn)平臺，拓展鞏固課程內(nèi)容，打破課程與課程之間界限，同時實(shí)現(xiàn)與科研學(xué)術(shù)的有效銜接，提高教師課堂效率與學(xué)生的學(xué)習(xí)成績。聯(lián)動教學(xué)最大程度的延展了聚合物材料研究方法（雙語）課堂教學(xué)，讓學(xué)生對于專業(yè)知識能夠舉一反三、融會貫通，真正意義上實(shí)現(xiàn)活學(xué)活用，達(dá)到“雙一流”學(xué)科建設(shè)對人才能力培養(yǎng)的目標(biāo)。

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