《功能高分子材料》教學(xué)方法改革探索

劉引烽 晏偉 顏世峰 蘇新艷

摘? 要：在高分子專業(yè)課程中，《功能高分子材料》課程因其特殊的內(nèi)容可以作為試點課程進行教學(xué)模式改革嘗試，將以教為主轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)為主，把學(xué)習(xí)的主動權(quán)交給學(xué)生，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、展示與交流能力、質(zhì)疑與創(chuàng)新意識。這不僅對學(xué)生是一種鍛煉，對教師也是一種挑戰(zhàn)，從而達到教學(xué)相長、相互促進的良性循環(huán)。文章從課程目標、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教材建設(shè)和教師成長五個方面加以闡述，對課程改革提出了建議。

關(guān)鍵詞：功能高分子材料;專業(yè)課;教學(xué)方法;改革;能力培養(yǎng)

中圖分類號：G642? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2096-000X（2020）17-0129-04

Abstract： Among the professional courses for the major of polymer materials and engineering， "functional polymer materials" course can be attempted to be a pilot curriculum for reforming the teaching mode. The main change for the students will be from passive learning to active learning， i.e.， the learning initiative will be delivered to students， in order to enhance the ability of self-learning， displaying and communication skill， and query and innovation consciousness. This is not only an exercise for students， but also a challenge for teachers to achieve a virtuous cycle of mutually reinforcing both teaching and learning. A suggestion for the curriculum reform was proposed here through elaborating the course objectives， content， teaching methods， textbook revising and the young teachers' professional development.

Keywords： functional polymer materials; professional course; teaching mode; reform; ability training

引言

《功能高分子材料》課程是高分子材料專業(yè)課程之一。它對于拓寬學(xué)生視野、加深基礎(chǔ)理論學(xué)習(xí)都具有重要的作用。大部分開設(shè)高分子專業(yè)的學(xué)校都會開設(shè)這門課程，即使是在環(huán)境專業(yè)、化工專業(yè)、應(yīng)用化學(xué)專業(yè)也常將功能高分子材料課程作為學(xué)生的重要的選修課。

如何講好這門課程，需要任課教師充分考慮自身專業(yè)的特點和學(xué)生學(xué)習(xí)該課程時所處的年級、知識儲備等現(xiàn)狀加以調(diào)整。

上海大學(xué)高分子專業(yè)從上世紀80年代末即開設(shè)《功能高分子材料》課程，至今已逾20年，其內(nèi)容也從早期單一的化學(xué)功能高分子材料逐漸拓展到光電功能高分子材料和生物醫(yī)用高分子材料，并將離子交換樹脂和螯合樹脂從化學(xué)功能高分子材料中加以分離，與拆分樹脂、高分子分離膜、高吸水性樹脂和高分子絮凝劑一起歸并成為分離功能高分子材料。2000年左右又將發(fā)展迅速的生物醫(yī)用高分子材料從《功能高分子材料》課程中剝離出來，獨立成為一門全新的《生物醫(yī)用高分子》課程，2010年起又新設(shè)《智能高分子》選修課，進一步將功能高分子材料中具有識別、響應(yīng)、傳感與自修復(fù)的高級功能高分子材料單列，以適應(yīng)高分子材料的飛速發(fā)展現(xiàn)狀。在教材選擇方面，在自編講義的基礎(chǔ)上，2001年我們出版了《特種高分子材料》教材[1]，其內(nèi)容涵蓋特種高分子材料最為主要的功能高分子材料和生物醫(yī)用高分子材料兩大分支，后期功能高分子課程僅選擇其功能材料部分作為教材，而將生物醫(yī)用高分子材料作為參考。2005年我們對《功能高分子材料》課程進行了第一次課程建設(shè)，建設(shè)的重點是課件建設(shè)，實現(xiàn)了多媒體輔助教學(xué)，每一章節(jié)都建設(shè)了相應(yīng)的課件、初步完成了PPT、視頻、圖片及flash動畫演示輔助教學(xué)，同時設(shè)計制作了《功能高分子材料》課程網(wǎng)頁。2017年我們對教材進行了修訂，交由化學(xué)工業(yè)出版社出版，并列入了十三五普通高等教育規(guī)劃教材[2]。

2010年《功能高分子材料》進行了第二次課程建設(shè)，其建設(shè)內(nèi)容主要是對教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)形式的改革，借助于2010年在上海舉辦的世博會，教學(xué)小組對課程內(nèi)容、教學(xué)形式進行了大膽的改革和創(chuàng)新，將課外自主學(xué)習(xí)放在了更為重要的位置上，課內(nèi)教學(xué)則成為在教師指導(dǎo)下的同學(xué)間交流學(xué)習(xí)的場所;同時，我們將課程的教學(xué)模式更改為研討課，在自主學(xué)習(xí)和相互交流過程中，《功能高分子材料》的課程學(xué)習(xí)取得了明顯的成效。

但是，隨著科學(xué)技術(shù)的進步，尤其是高分子材料科學(xué)和技術(shù)的迅猛發(fā)展，我們感到，《功能高分子材料》課程還需要進一步加以改進。在教學(xué)內(nèi)容方面需要拓展教學(xué)資源，在教學(xué)形式上應(yīng)該更加注重學(xué)生自學(xué)能力、交流能力、質(zhì)疑能力的培養(yǎng)。《功能高分子材料》雖然是一門專業(yè)選修課，但卻是一門與其他學(xué)科交叉、滲透最為突出的課程，是一門與時俱進的課程，它不能墨守成規(guī)守著課本一成不變。隨著科技的進步，功能高分子材料層出不窮，新的材料、新的功能不斷涌現(xiàn)，為課程提供了豐富的新的內(nèi)容。只有跟上形勢、打開眼界，才能跟上功能高分子材料的發(fā)展步伐，才能領(lǐng)會功能高分子材料的魅力，才能真正掌握功能高分子材料的精髓。上海的地域優(yōu)勢為我們提供了優(yōu)良的外部資源。高校、研究所和企業(yè)是創(chuàng)新的主體，上海分布著眾多的高分子研究機構(gòu)，也進駐了大量的世界500強的高分子材料企業(yè)，今后的世博會雖然不大可能再在上海召開了，但上海的展會業(yè)十分發(fā)達，吸引了全球頂級公司參展各種專業(yè)展會，這些資源都為本課程建設(shè)提供了極佳的外部條件。同時，課程建設(shè)作為提高本科教學(xué)效果的有效手段之一，學(xué)校和學(xué)院均制定了相關(guān)政策和措施，對參與課程建設(shè)的教師更為寬松的環(huán)境和要求，也設(shè)有相應(yīng)的獎勵措施，在制度上加以保證，對課程的進一步建設(shè)提供了根本的制度保障。

一、課程目標

我們認為，一門課程首先應(yīng)該確立課程目標?！豆δ芨叻肿硬牧稀氛n程對學(xué)生的要求包括三個方面，一是掌握功能高分子材料的知識內(nèi)容，二是學(xué)習(xí)能力與學(xué)習(xí)方法的培養(yǎng)，三是交流與質(zhì)疑能力的鍛煉。

1. 掌握知識內(nèi)容。教學(xué)大綱設(shè)定了課程應(yīng)該掌握的最基本的知識要點，主要包括各種功能高分子材料的定義、分類、功能原理、發(fā)展歷程與應(yīng)用等幾個方面。但在有限的課時中，學(xué)習(xí)的知識總是有限的，我們不僅要求學(xué)生掌握知識內(nèi)容，更要注意培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中更加注重了解各種功能材料其功能設(shè)計的創(chuàng)新思想和方法，這應(yīng)該比功能材料有哪些品種、如何制備、是什么原理、有何應(yīng)用等知識本身更為重要。

2. 培養(yǎng)學(xué)習(xí)能力。以往的教學(xué)往往注重的是知識本身。但我們認為僅僅如此則失去了大學(xué)學(xué)習(xí)的意義。課程教學(xué)的目標不能僅僅是掌握知識這么單一。我們不僅要通過課程的教學(xué)過程使學(xué)生掌握知識，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，找到適合自己的學(xué)習(xí)方法，以適應(yīng)現(xiàn)代知識爆炸、更新速度快的現(xiàn)狀，適應(yīng)將來在復(fù)雜多變、競爭激烈的社會中生存和發(fā)展的需要。

3. 鍛煉交流與質(zhì)疑能力。培養(yǎng)了學(xué)習(xí)能力，掌握了學(xué)習(xí)方法，學(xué)到了有用的知識，如果不能積極參與交流討論，思維就會被禁錮。我們認為課程學(xué)習(xí)的另一個目標是鍛煉學(xué)生的交流討論與質(zhì)疑的能力。所謂真理越辯越明，所謂思想交流才能碰撞出靈感的火花。只有通過交流，通過質(zhì)疑，才能對知識本身有更為清晰的了解，對隱藏在功能高分子材料背后的設(shè)計思想有更為明朗的認識，才能厘清一些模糊不清的概念，從而達到知其然更知其所以然的較高層次，也才能有學(xué)一知百、融會貫通的能力。

二、教學(xué)內(nèi)容

明確了課程學(xué)習(xí)的目標，接下來就需要仔細安排教學(xué)內(nèi)容。

功能高分子材料是高分子材料的重要組成部分，涉及物質(zhì)、能量和信息的貯存、傳遞和轉(zhuǎn)換等諸多功能方面，包括化學(xué)功能、分離功能、電磁功能、光功能和各種能量轉(zhuǎn)化功能等多種功能特性的高分子材料，是反映高分子材料領(lǐng)域前沿研究成果和多種實際運用的課程。因此，本課程需要不斷更新教學(xué)內(nèi)容，將不斷涌現(xiàn)的新理論、新方法、新技術(shù)、新成果納入到學(xué)生的視野中，在了解課程內(nèi)容的過程中，能始終緊扣學(xué)科的前沿成果進行討論。

功能高分子材料的功能原理涉及多學(xué)科的相互滲透與交叉。該課程涵蓋面廣、內(nèi)容多、更新快、原理復(fù)雜。如果只是一味地跟蹤學(xué)科前沿成果而不注重基礎(chǔ)理論的夯實，對于功能材料的理解就會流于膚淺，難以抓住其本質(zhì)。本課程的另一項重要內(nèi)容就是要注重培養(yǎng)學(xué)生探究理論原理的能力，歸納和總結(jié)的能力，從根本上把握功能高分子材料的設(shè)計思想和設(shè)計方法，培養(yǎng)自身創(chuàng)新能力;同時，在探究原理的過程中進一步強化高分子化學(xué)與高分子物理等專業(yè)基礎(chǔ)課程，提高高分子專業(yè)體系的教學(xué)質(zhì)量。在此方面對教師提出了更高的要求，需要教師能具有更為廣泛的知識結(jié)構(gòu)，更為扎實的理論基礎(chǔ)，不僅能從原有的知識體系中幫助學(xué)生抓住功能材料的設(shè)計原理，而且要從新的功能材料中，發(fā)現(xiàn)功能設(shè)計的關(guān)鍵思想、關(guān)鍵方法。在與學(xué)生互動交流的過程中，不僅提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，同時也提高了教師自身的教學(xué)水平。

功能高分子材料不是停留在書本上的知識，是鮮活的研究課題，也有鮮活的應(yīng)用。如何把學(xué)校、研究所和企業(yè)的前沿研究和實際應(yīng)用帶給學(xué)生，是提高本課程教學(xué)效果的重要途徑。單一依靠課內(nèi)的時間是難以完成的，因此需要推動學(xué)生走向?qū)W術(shù)前沿講座、走向企業(yè)和各種展覽會。例如參觀學(xué)術(shù)團隊的多肽合成研究，幫助學(xué)生了解化學(xué)功能高分子材料在多肽等生物活性物質(zhì)的固相合成中的應(yīng)用;在參觀陶氏公司、3M公司或GE公司的分離膜研發(fā)中心和產(chǎn)品，讓學(xué)生知曉分離膜產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和實際應(yīng)用;各種學(xué)術(shù)講座對拓寬學(xué)生的視野也可以起到積極的作用。此外，利用好互聯(lián)網(wǎng)平臺，利用好企業(yè)廣告視頻以及學(xué)術(shù)期刊上附加信息都可以給學(xué)生提供大量的課外學(xué)習(xí)資源來提高學(xué)習(xí)興趣，豐富學(xué)習(xí)內(nèi)容，強化知識結(jié)構(gòu)。

三、教學(xué)方法

2010年以來，我?！豆δ芨叻肿硬牧稀氛n程主要采用研討式教學(xué)模式，以課堂討論為主，以學(xué)生自主學(xué)習(xí)為主。通過學(xué)生組成的學(xué)習(xí)協(xié)作小組，對某一專題進行學(xué)習(xí)資料的匯總、分析與整理，在課堂上與其他同學(xué)討論，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力和協(xié)作學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)的能力;通過教師的適當(dāng)引導(dǎo)，訓(xùn)練學(xué)生分析原理和功能之間的邏輯關(guān)系，比較和分析內(nèi)在結(jié)構(gòu)與外部條件對功能特性產(chǎn)生的影響。在總結(jié)交流的過程中，鍛煉學(xué)生的展示才能、交流能力以及質(zhì)疑提問的意識。

在給學(xué)生布置任務(wù)時，要充分引導(dǎo)學(xué)生了解和利用各類教學(xué)資源。如前所述，教學(xué)資源不僅來源于書本，還包括網(wǎng)絡(luò)資源、企業(yè)資源、研究機構(gòu)資源和博覽會資源。如ACS、RSC、Elsevier、Wiley等各大出版社，Science Finder、中國知網(wǎng)等中外學(xué)術(shù)搜索引擎都含有豐富的研究論文及其附加的視頻和圖片信息，可以極大地豐富課程教學(xué)內(nèi)容。上海駐扎了很多科研院所和高校，其研究內(nèi)容一直處于該領(lǐng)域的前沿，即使是企業(yè)，包括外資企業(yè)、國有企業(yè)與民營企業(yè)，與功能高分子材料有關(guān)的產(chǎn)品也迅猛發(fā)展。利用這些資源，可以形成關(guān)于功能高分子材料的科研、生產(chǎn)、研發(fā)與應(yīng)用的實例，通過整理可以形成豐富的感性資源。此外，充分調(diào)研和搜集上海工博會及各種有關(guān)功能材料的專業(yè)博覽會資源，了解功能高分子材料的新發(fā)展和新應(yīng)用，拓展學(xué)習(xí)資源。

教學(xué)過程中，組織學(xué)生利用好各類講座也是拓寬教學(xué)資源的途徑?？梢砸龑?dǎo)學(xué)生通過功能高分子材料前沿領(lǐng)域的各種學(xué)術(shù)講座，了解功能高分子的發(fā)展前沿;通過邀請企業(yè)專家來校講座，從管理者角度、創(chuàng)業(yè)者角度以及創(chuàng)新發(fā)展角度，讓學(xué)生了解功能高分子材料的實際應(yīng)用，或者通過實際的案例，提出需要學(xué)生思考的問題，引出基本原理和方法;通過實際參觀，包括功能高分子材料的生產(chǎn)領(lǐng)域和應(yīng)用領(lǐng)域參觀，增強學(xué)生對功能高分子材料的感性認識;通過參加在上海舉辦的各種展覽會，了解行業(yè)發(fā)展動態(tài)和企業(yè)需求，從而加深對功能高分子材料的了解。

教學(xué)過程離不開課外輔導(dǎo)，利用好學(xué)校的校園論壇、教務(wù)處網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺以及email和微信朋友圈等校園網(wǎng)絡(luò)和社會網(wǎng)絡(luò)資源進行輔助教學(xué)，是互聯(lián)網(wǎng)時代給予我們的便利手段。應(yīng)充分運用多種信息網(wǎng)絡(luò)交流平臺，使學(xué)生在課外能通過多種渠道對課程進行學(xué)習(xí)、研究、討論、鞏固功能高分子材料的相關(guān)知識內(nèi)容，并就自己感興趣的問題進行拓展性學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力;利用網(wǎng)上交流平臺，開展學(xué)生與教師之間、學(xué)生與學(xué)生之間的討論和交流，增強學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，鞏固和擴大學(xué)習(xí)成果。

四、教材建設(shè)

在課程建設(shè)的同時，對配套教材也需要進行修訂，以制定出符合課程要求的講義，為達到更好的教學(xué)效果提供基本的保障。

本課程所用教材《特種高分子材料》，是上海大學(xué)出版社2001年出版的。該教材對散見的功能高分子材料進行歸納、分類、整理，各章比重較為均衡，較為符合教學(xué)規(guī)律，在內(nèi)容上也特別注重功能設(shè)計的原理。盡管多年來，功能高分子材料已有了飛速的發(fā)展，功能高分子材料的種類、制備方法和應(yīng)用領(lǐng)域都在很大程度上得以拓寬，但其功能原理并未改變。長期的教學(xué)實踐證明，運用該教材收到了良好的教學(xué)效果。但不可否認的是，該教材還有許多不足之處，主要是，其一，功能高分子材料研究和生產(chǎn)的發(fā)展帶來了新材料、新原理和新方法，需要及時加以補充;其二，新的教學(xué)模式要求有相應(yīng)的配套教材。因此，積極組織該課程的配套教材建設(shè)，也是上好此課程的重要條件。對原有教材進行修訂，必須補充新的內(nèi)容，強化功能原理和功能設(shè)計，以適應(yīng)功能高分子材料發(fā)展水平;同時建設(shè)課程多媒體講義，以適應(yīng)研討課的教學(xué)模式，使學(xué)生能抓住教學(xué)重點，提出關(guān)鍵問題，能引導(dǎo)和啟發(fā)學(xué)生思考，培養(yǎng)其對功能材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計能力。

五、教師成長

教師是教學(xué)的設(shè)計者、實施者，是學(xué)生學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者。優(yōu)秀的教師隊伍，是人才培養(yǎng)的最關(guān)鍵因素。建設(shè)優(yōu)秀的教師隊伍既是課程建設(shè)的基礎(chǔ)，也是重要的目標之一。

對于研討課形式的《功能高分子材料》課程，由于課程節(jié)奏、內(nèi)容的多變和學(xué)生講解與討論的不可控因素太多，在課程開始前需要任課教師統(tǒng)一思想，達成共識，做好前期準備。明確課程目標和工作任務(wù)，做好分工合作安排，擬定課程提綱，落實具體環(huán)節(jié)。通過各種調(diào)研活動，先行搜集課外優(yōu)質(zhì)資源，加以篩選，推薦給學(xué)生。在課堂教學(xué)中，組織好課程的講解、討論，引導(dǎo)好交流，把握好時間節(jié)奏，尤其要做好最后的總結(jié)，教師的最后總結(jié)可謂畫龍點睛之筆。由于每次課程學(xué)生的講法、討論的問題都不可能相同，對教師的要求就會更高，通過每一節(jié)課的實踐不斷積累經(jīng)驗，在變化的課堂中增強課堂氣氛和課堂內(nèi)容的把控能力，通過自身的不斷學(xué)習(xí)和科研實踐來積累豐富的底蘊而增加氣場，在教學(xué)實踐過程中不斷進行總結(jié)和提煉，形成自己獨特的教學(xué)方法和教學(xué)模式，從而培養(yǎng)優(yōu)秀的師資力量。同時教師間的團隊合作、相互交流、相互切磋、取長補短，發(fā)揮各自的特長，對于師資隊伍建設(shè)也頗為重要，通過培訓(xùn)與深造等形式可以進一步扶持年輕的師資力量成長。

六、結(jié)束語

在高分子專業(yè)課程中， 《功能高分子材料》課程因其特殊的內(nèi)容可以作為試點課程進行教學(xué)模式改革嘗試，將以教為主轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)為主，把學(xué)習(xí)的主動權(quán)交給學(xué)生，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、展示與交流能力、質(zhì)疑與創(chuàng)新能力。這樣不僅對學(xué)生是一種鍛煉，對教師也是一種挑戰(zhàn)。改革的前提是需要做好前期的準備，對課程目標需要有明確的認識，對教學(xué)內(nèi)容需要精心組織，在教學(xué)過程中需要有足夠的底蘊對課程節(jié)奏加以調(diào)控，在課外也需要做好充分的輔導(dǎo)，同時對教材進行修訂，對其內(nèi)容進行篩選，才能達到教學(xué)相長、相互促進的良性循環(huán)。但是，任何事物都是一分為二的，如果沒有前期充分的準備，沒有一顆為學(xué)生培養(yǎng)著想的責(zé)任心，沒有自身參與科學(xué)研究而積累的豐富底蘊，做如此的改變可能只會起到相反的作用，那么不僅學(xué)生學(xué)不好，也砸了教師和學(xué)校的口碑，那還不如不改。

參考文獻：

[1]劉引烽.特種高分子材料[M].上海：上海大學(xué)出版社，2001.

[2]劉引烽.特種高分子材料[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2017.