化學(xué)專業(yè)材料化學(xué)課程的教學(xué)改革探索

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（淮北師范大學(xué) 安徽 235000）

引言

課程改革，是學(xué)校教育與社會(huì)人才需求相互承接的直接體現(xiàn)，它具有時(shí)代性、系統(tǒng)性以及科學(xué)性等特征。在當(dāng)代社會(huì)整體發(fā)展速率逐步加快的環(huán)境下，化學(xué)專業(yè)改革工作的實(shí)施成效，在一定程度上代表了高校改革的探索方向。而注重課程改革方向和方式的有機(jī)結(jié)合，就成為引導(dǎo)我國學(xué)科課程改革邁向新階段的主要依據(jù)。

1.材料化學(xué)課程的教學(xué)改革

材料化學(xué)，是高校化學(xué)專業(yè)中的新興交叉學(xué)科，它是現(xiàn)代材料科學(xué)、化學(xué)以及化工領(lǐng)域的重要分支，也是眾多科技領(lǐng)域研究的基礎(chǔ)學(xué)科[1]。材料化學(xué)課程教學(xué)改革工作的實(shí)施，一方面繼承了傳統(tǒng)教學(xué)改革中的主教育內(nèi)容、教育方法、教育手段的革新，另一方面也善于結(jié)合學(xué)科研究領(lǐng)域需求，以及人類社會(huì)文明的發(fā)展進(jìn)程需要，實(shí)行了學(xué)科教育實(shí)踐改革方面的最優(yōu)化調(diào)整。比如，材料化學(xué)課程改革中實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，改革后更凸出學(xué)生自主創(chuàng)新研究與分析，學(xué)習(xí)主動(dòng)性和自主研發(fā)特點(diǎn)更加明顯。材料化學(xué)課程改革是一項(xiàng)復(fù)雜且系統(tǒng)的工程，在教學(xué)實(shí)踐中必須保證以生為本，根據(jù)實(shí)踐不斷改革，對(duì)這門課程進(jìn)行充實(shí)與完善，才可以培養(yǎng)出具有深厚理論功底和較強(qiáng)操作能力的，滿足時(shí)代需求的學(xué)生。

2.化學(xué)專業(yè)材料化學(xué)課程開展現(xiàn)狀

(1)課程教學(xué)改革實(shí)施成效

化學(xué)專業(yè)材料化學(xué)課程，作為新興交叉學(xué)科，其教學(xué)工作方面的分析，始終堅(jiān)持與新時(shí)期人才培養(yǎng)目標(biāo)相互一致。故而，在化學(xué)專業(yè)材料化學(xué)課程設(shè)置上，充分結(jié)合了當(dāng)前化學(xué)、數(shù)學(xué)、物理等學(xué)科中的研究趨向，將學(xué)科課程研究與人才培養(yǎng)很好的承接在了一起[2]。相關(guān)材料研究結(jié)果顯示，截止到2020年，全國有近150所大學(xué)開設(shè)了材料化學(xué)專業(yè)，且這一數(shù)據(jù)也正在隨著此類人才的需求處于增長態(tài)勢。同時(shí)，材料化學(xué)專業(yè)課程的設(shè)置上，主要包含了有機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、物理化學(xué)、材料力學(xué)、碳材料科學(xué)等多重學(xué)科，它是一種新型專業(yè)性研究內(nèi)容，人才培養(yǎng)具有明顯的時(shí)代化發(fā)展特點(diǎn)。

(2)課程教學(xué)改革實(shí)踐中的不足之處

雖然國內(nèi)化學(xué)專業(yè)材料化學(xué)課程設(shè)置和教學(xué)工作的實(shí)施，已經(jīng)取得了較好的成績，但我們也不能忽視新興專業(yè)人才培養(yǎng)體系中存在的不足?，F(xiàn)結(jié)合國內(nèi)高校教學(xué)專業(yè)教學(xué)實(shí)際情況，將其中的不足之處整理為：

①課程教學(xué)改革方向模糊

國內(nèi)化學(xué)專業(yè)材料化學(xué)課程的產(chǎn)生與發(fā)展，相比其他學(xué)科專業(yè)而言，產(chǎn)生時(shí)間較短，進(jìn)而導(dǎo)致我國部分教育改革工作實(shí)施者，并不能很好對(duì)化學(xué)專業(yè)材料化學(xué)課程，如何進(jìn)行教學(xué)改革的分析方向有清晰的認(rèn)識(shí)。比如，化學(xué)專業(yè)材料化學(xué)課程的教學(xué)改革，需直接按照高校人才培養(yǎng)要求進(jìn)行改革，還是按照當(dāng)前化學(xué)專業(yè)材料化學(xué)研究前沿需求進(jìn)行改革等問題的模糊界定。

②課程教學(xué)改革師資力量薄弱

化學(xué)專業(yè)材料化學(xué)課程，是一門知識(shí)結(jié)構(gòu)多層次、實(shí)踐因素多視角分析的實(shí)用性課程，它不僅要求學(xué)科知識(shí)體系，要隨時(shí)跟隨時(shí)代的變化進(jìn)行課程內(nèi)容方面的更新改革，還要求課程教學(xué)工作實(shí)施者，應(yīng)有廣闊的學(xué)科跨越知識(shí)體系作為基礎(chǔ)，這樣方可在學(xué)科教學(xué)期間，將學(xué)科知識(shí)有層次，但不呆板的傳承給學(xué)生[3]。

但從國內(nèi)材料化學(xué)課程教學(xué)改革實(shí)踐基本情況而言，雖然全國范圍內(nèi)諸多大學(xué)已經(jīng)開設(shè)了材料化學(xué)課程，但師資群體中僅有20%-25%的群體，滿足學(xué)科知識(shí)廣博、且教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富的要求。剩余比例中一部分為理論知識(shí)充裕，但實(shí)踐教學(xué)能力不足；另一部分是教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富，但理論知識(shí)更新速率滯緩。隨著國內(nèi)化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展領(lǐng)域逐步擴(kuò)大，國內(nèi)高校材料化學(xué)課程師資力量不足的問題，開始越來越直觀的暴露出來。如果不針對(duì)問題，給予有效的調(diào)整，勢必會(huì)對(duì)國內(nèi)化學(xué)專業(yè)材料化學(xué)課程的教學(xué)改革工作實(shí)施帶來沖擊。

③課程教學(xué)改革缺乏周期計(jì)劃性

化學(xué)專業(yè)材料化學(xué)學(xué)科的出現(xiàn)，是教育與社會(huì)發(fā)展相互結(jié)合的直接體現(xiàn)，該專業(yè)的未來發(fā)展趨向，是以滿足社會(huì)整體發(fā)展為向?qū)?。但由于該專業(yè)的時(shí)代特征極為明顯，具體實(shí)踐期間，課程改革人員往往會(huì)出現(xiàn)改革范圍“泛化”的趨向，繼而無法將材料化學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容規(guī)整為一個(gè)完整的、獨(dú)立的學(xué)科知識(shí)框架，導(dǎo)致課程教學(xué)改革計(jì)劃，始終處于無計(jì)劃的實(shí)施狀態(tài)之下。

④課程教學(xué)改革手段運(yùn)用不合理

化學(xué)專業(yè)材料化學(xué)課程教學(xué)改革工作手段運(yùn)用不合理，主要是指信息手段應(yīng)用不當(dāng)以及課程教學(xué)改革手段選擇層面的不足。前者主要是指信息程序資源并未真正的融合到材料化學(xué)課程改革教學(xué)過程中來，而是直接進(jìn)行的程序體系套用，只是將常態(tài)化的信息設(shè)備或信息技術(shù)搬運(yùn)到課程教學(xué)當(dāng)中，作為一種教學(xué)工具，沒有對(duì)其進(jìn)行創(chuàng)新和拓展。后者是指材料化學(xué)課程設(shè)置上，實(shí)踐與理論課程改革調(diào)節(jié)組合搭配缺少合理性，并沒有結(jié)合當(dāng)前材料化學(xué)實(shí)際應(yīng)用、行業(yè)趨勢、市場需求等內(nèi)容，致使改革后的課程教學(xué)依舊存在的“一邊倒”的學(xué)習(xí)狀況。

3.化學(xué)專業(yè)材料化學(xué)課程的教學(xué)改革方法

化學(xué)專業(yè)材料化學(xué)課程的教學(xué)改革方法主要包括：

(1)課程教學(xué)改革方向的明晰化定位

化學(xué)專業(yè)材料化學(xué)課程的教學(xué)改革工作方向明確化分析，是確保在當(dāng)代社會(huì)多樣化發(fā)展?fàn)顟B(tài)下，高校人才輸出與教育實(shí)踐活動(dòng)有序銜接在一起的條件[4]。其一，化學(xué)專業(yè)材料化學(xué)課程的教學(xué)改革，必須是與高校人才輸出體系相互承接的，不能出現(xiàn)為了實(shí)現(xiàn)課程改革，而進(jìn)行化學(xué)專業(yè)材料化學(xué)課程改革方向設(shè)定的狀況。其二，教育改革工作的實(shí)施，應(yīng)形成動(dòng)態(tài)化分析視角，以化學(xué)專業(yè)材料化學(xué)課程階段性發(fā)展為依據(jù)，逐步建設(shè)專業(yè)人才輸出、專業(yè)領(lǐng)域發(fā)展，兩者相互對(duì)應(yīng)的課程教學(xué)工作安排體系。

國內(nèi)化學(xué)專業(yè)材料化學(xué)課程教學(xué)工作方向明晰化探究過程中，課程改革方向的確定和研究時(shí)，方向確定方面的要點(diǎn)可概括為：①化學(xué)專業(yè)材料化學(xué)課程進(jìn)行教學(xué)目標(biāo)分析時(shí)，依然要從學(xué)生的能力水平、學(xué)科知識(shí)的銜接方面，對(duì)化學(xué)專業(yè)材料化學(xué)課程的教學(xué)具體目標(biāo)進(jìn)行研究。②實(shí)際教學(xué)工作具體分析和實(shí)踐探索時(shí)，應(yīng)將學(xué)科專業(yè)輸出與時(shí)代發(fā)展相互承接，以達(dá)到化學(xué)專業(yè)材料化學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容的變革，始終與社會(huì)化學(xué)實(shí)踐探索之間相互對(duì)應(yīng)。

化學(xué)專業(yè)材料化學(xué)課程的教學(xué)改革方向明了化研究時(shí)，形成清晰的課程學(xué)習(xí)方向，是從社會(huì)發(fā)展實(shí)際出發(fā)，進(jìn)行化學(xué)專業(yè)材料化學(xué)課程不斷深入研究和優(yōu)化的有效方法。

(2)課程教學(xué)師資力量的提升

化學(xué)專業(yè)材料化學(xué)課程授課教學(xué)過程中，想要將教學(xué)改革工作以更長遠(yuǎn)的態(tài)勢推行下去，就必須要在師資力量方面進(jìn)行對(duì)應(yīng)調(diào)整。首先，針對(duì)理論性較強(qiáng)，但實(shí)踐能力不足的教師群體，需通過增加一線實(shí)踐學(xué)習(xí)途徑的方法解決問題。其次，針對(duì)實(shí)踐授課能力較好，但對(duì)于專業(yè)課程知識(shí)學(xué)習(xí)水平較低的群體，應(yīng)通過拓展新時(shí)期材料化學(xué)發(fā)展資訊更新渠道的方法解決問題。

高校針對(duì)化學(xué)專業(yè)材料化學(xué)課程學(xué)習(xí)分析與研究層面研究時(shí)，其工作安排就著重從課程教學(xué)師資力量部分進(jìn)行工作安排：①高校開設(shè)材料化學(xué)課程，并進(jìn)行學(xué)科教學(xué)工作改革系列活動(dòng)期間，開創(chuàng)課程改革和教師能力提升渠道。②課程改革教學(xué)研究部分，主要是結(jié)合我國高分子化學(xué)、專業(yè)性化學(xué)知識(shí)研究等方面，進(jìn)行材料化學(xué)課程知識(shí)發(fā)展前沿信息的更新，以確保高校教學(xué)與行業(yè)發(fā)展之間的相互關(guān)聯(lián)。③高校材料化學(xué)課程師資力量開發(fā)渠道中，一部分渠道為材料化學(xué)課程理論知識(shí)專業(yè)學(xué)習(xí)平臺(tái)，平臺(tái)中包含了與材料化學(xué)課程相關(guān)的70余個(gè)領(lǐng)域知識(shí)點(diǎn)的前沿理論研究免費(fèi)交流知識(shí)；另一部分是結(jié)合材料化學(xué)課程內(nèi)容，進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)性教學(xué)實(shí)踐模擬課堂。一線教師完全可以憑借自身需求，通過高校教育改革工作實(shí)施的具體需求，實(shí)現(xiàn)個(gè)人能力的提升。

化學(xué)專業(yè)材料化學(xué)課程學(xué)習(xí)實(shí)踐過程的實(shí)施，不僅有助于開創(chuàng)良好的教學(xué)實(shí)踐工作，還是科學(xué)的高校材料化學(xué)課程教學(xué)改革手段。

(3)課程教學(xué)改革計(jì)劃有序規(guī)制

化學(xué)專業(yè)材料化學(xué)課程改革計(jì)劃有序分析和探究過程中，為了將化學(xué)專業(yè)材料化學(xué)課程內(nèi)容很好的組合安排起來，形成良好的教學(xué)工作實(shí)施計(jì)劃是較有效的實(shí)踐手段。首先，注意對(duì)材料化學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容的“界定”。雖然材料化學(xué)課程中幾乎囊括了物理、數(shù)學(xué)、化學(xué)領(lǐng)域中的所有內(nèi)容，但其中必然是主次分明、重點(diǎn)與非重點(diǎn)相互分離。因此，材料化學(xué)課程計(jì)劃研究前，做好課程教學(xué)內(nèi)容層面的分析，是確保該部分工作得以合理實(shí)踐的方案。其次，化學(xué)專業(yè)材料化學(xué)課程改革工作的實(shí)施，也在于結(jié)合學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行材料化學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整，將理論積累、實(shí)驗(yàn)操作等環(huán)節(jié)很好的聯(lián)系在一起，推進(jìn)國內(nèi)高校教學(xué)工作實(shí)施活動(dòng)的推進(jìn)。此外，材料化學(xué)課程教學(xué)信息更新，應(yīng)始終與社會(huì)發(fā)展工作很好的結(jié)合在一起，注重學(xué)科教學(xué)與社會(huì)需求之間的協(xié)調(diào)承接。

國內(nèi)化學(xué)專業(yè)材料化學(xué)課程分析與安排過程中，注重課程教學(xué)改革規(guī)劃層面的統(tǒng)籌研究和規(guī)制，是該部分工作得以合理推進(jìn)的主要方法之一。結(jié)合國內(nèi)化學(xué)專業(yè)材料化學(xué)課程實(shí)踐的具體情況，可將該部分的實(shí)施要點(diǎn)歸納為：①化學(xué)專業(yè)材料化學(xué)課程設(shè)定時(shí)，教學(xué)學(xué)科設(shè)置始終以高分子物理、材料研究與測試方法、材料性能學(xué)、材料化學(xué)、材料工藝學(xué)、材料基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)等學(xué)科為前提，進(jìn)行專業(yè)性化學(xué)實(shí)驗(yàn)研究課程的對(duì)應(yīng)化分析。②化學(xué)專業(yè)材料化學(xué)課程教學(xué)改革工作實(shí)施，既要將國家高校專業(yè)課程研究標(biāo)準(zhǔn)融合其中，還要從當(dāng)代大學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)、社會(huì)動(dòng)手實(shí)踐操作能力等方面進(jìn)行評(píng)估，進(jìn)而最大限度的將材料化學(xué)課程教學(xué)改革，滿足學(xué)生多樣化發(fā)展的需要。同時(shí)，材料化學(xué)課程中理論與實(shí)踐部分的比重劃分，可采取5:5或者是4:6的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行劃分，以將材料化學(xué)課程學(xué)習(xí)與社會(huì)整體發(fā)展之間科學(xué)的銜接起來。

③化學(xué)專業(yè)材料化學(xué)課程教學(xué)改革后，專業(yè)人才培養(yǎng)知識(shí)授課上，要以當(dāng)前已經(jīng)形成知識(shí)體系的知識(shí)理論為向?qū)В驖u進(jìn)的增加學(xué)生材料化學(xué)課程的理論知識(shí)；同時(shí)也要將高分子化學(xué)研究、醫(yī)藥化學(xué)、食品加工等方面的材料化學(xué)需求內(nèi)容，適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行外部填充，保障化學(xué)專業(yè)材料化學(xué)課程的教學(xué)改革實(shí)施上，體現(xiàn)出文化傳播規(guī)律實(shí)踐變化需要。

化學(xué)專業(yè)材料化學(xué)課程教學(xué)改革方法實(shí)施期間，教學(xué)改革規(guī)劃方面的研究與分析，不僅將化學(xué)專業(yè)材料方面的工作要點(diǎn)，目標(biāo)明確的銜接在一起，更能夠保障材料化學(xué)課程教學(xué)與社會(huì)發(fā)展之間的相互關(guān)聯(lián)，達(dá)到教學(xué)改革有規(guī)律、有計(jì)劃實(shí)施的目的。

(4)課程教學(xué)手段合理運(yùn)用

化學(xué)專業(yè)材料化學(xué)課程教學(xué)改革工作深入推進(jìn)，需要有良好的教學(xué)手段作為輔助。具體而言，一方面是指當(dāng)前信息平臺(tái)應(yīng)以更靈活、更符合學(xué)科氣質(zhì)的方式進(jìn)行結(jié)合；另一方面是指針對(duì)課程內(nèi)容改革調(diào)節(jié)時(shí)，應(yīng)注意理論與實(shí)踐兩者之間的協(xié)調(diào)程度，避免化學(xué)專業(yè)材料化學(xué)課程實(shí)施方面的教改隱患。

化學(xué)專業(yè)材料化學(xué)課程具體推進(jìn)期間，教學(xué)改革人員對(duì)課程教學(xué)手段部分分析時(shí)，將課程教學(xué)手段合理化層面的分析要點(diǎn)概括為：①化學(xué)專業(yè)材料化學(xué)課程教學(xué)改革時(shí)，一部分教學(xué)內(nèi)容采用微課、慕課的形式進(jìn)行知識(shí)教學(xué)，通過數(shù)字化手段，對(duì)材料化學(xué)課程教學(xué)課堂進(jìn)行拓展延伸。②創(chuàng)建云平臺(tái)材料化學(xué)課程學(xué)習(xí)互動(dòng)渠道，全國各地的教師、學(xué)生、研究者，均可以通過網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，實(shí)行材料化學(xué)課程知識(shí)的交流和互動(dòng)。同時(shí)，建立數(shù)字化圖書館，為化學(xué)專業(yè)材料化學(xué)課程學(xué)習(xí)提供豐富的學(xué)科知識(shí)獲取資料。③材料化學(xué)課程中塑料膜壓成型實(shí)驗(yàn)、PE藥瓶基礎(chǔ)吹塑實(shí)驗(yàn)以及液晶環(huán)氧樹脂的制備等實(shí)驗(yàn)改革調(diào)節(jié)期間，注意實(shí)驗(yàn)前期理論知識(shí)的串聯(lián)銜接，避免學(xué)生學(xué)習(xí)期間出現(xiàn)無理論支撐、亦或者是實(shí)驗(yàn)操作無成效性的狀況。

化學(xué)專業(yè)材料化學(xué)課程的教學(xué)改革手段合理運(yùn)用，一方面體現(xiàn)為學(xué)習(xí)內(nèi)容中理論與實(shí)踐兩者的協(xié)調(diào)歸類，另一方面是將信息化手段合理的融合其中，以實(shí)現(xiàn)助推材料化學(xué)課程教學(xué)改革有序?qū)嵤┑哪繕?biāo)。

(5)課程教學(xué)改革創(chuàng)新拓展

化學(xué)專業(yè)材料化學(xué)課程涉及的知識(shí)內(nèi)容廣泛，而學(xué)時(shí)并不多，如何讓學(xué)生在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)掌握材料化學(xué)的知識(shí)，并提高學(xué)生的材料化學(xué)能力是課程教學(xué)改革的重要方向之一。在學(xué)習(xí)內(nèi)容理論與實(shí)踐結(jié)合，信息化手段運(yùn)用的基礎(chǔ)上，應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步創(chuàng)新拓展課程教學(xué)內(nèi)容。除了在課程講解中運(yùn)用多媒體設(shè)備播放課件、視頻、動(dòng)畫等方式，也應(yīng)積極運(yùn)用當(dāng)前高新技術(shù)擴(kuò)展學(xué)生的思維和眼界。例如3D打印技術(shù)在材料化學(xué)中的應(yīng)用，通過3D打印讓學(xué)生了解材料結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、性能之間的相互關(guān)系，并認(rèn)識(shí)到這些材料在設(shè)計(jì)、制備和加工中的相關(guān)問題。結(jié)合3D打印技術(shù)，將晶體模型完整的打印出來，不僅能夠加深學(xué)生對(duì)晶體結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)，還能促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力，用新穎新鮮的事物吸引學(xué)生的興趣，提升教學(xué)效果。

另外，3D打印可以與校外企業(yè)合作，通過產(chǎn)學(xué)結(jié)合的方式，在企業(yè)或邀請(qǐng)工程師為學(xué)生介紹相關(guān)的知識(shí)內(nèi)容，指導(dǎo)學(xué)生建模、選材、打印及后續(xù)處理等環(huán)節(jié)的工藝技術(shù)，提高學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新思維，能夠培養(yǎng)出具備實(shí)踐能力的綜合型人才。另外，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)也在諸多專業(yè)課程教學(xué)中有所應(yīng)用，通過對(duì)材料模擬、分解、放大，讓學(xué)生更加直觀地認(rèn)識(shí)到材料的結(jié)構(gòu)，從化學(xué)的本質(zhì)探究各類材料，生動(dòng)形象的觀感比文字、語言更容易被學(xué)生所接受[5-7]。

課程教學(xué)改革的拓展方向應(yīng)當(dāng)延伸至材料化學(xué)所接觸的就業(yè)與考研內(nèi)容，讓學(xué)生在材料化學(xué)課程教學(xué)階段就對(duì)未來發(fā)展方向有一定認(rèn)知，使學(xué)生結(jié)合教學(xué)內(nèi)容自行設(shè)定自己感興趣的研究內(nèi)容，使學(xué)生明確學(xué)習(xí)目標(biāo)，了解后續(xù)的專業(yè)需求[8-9]。教師也能通過對(duì)課程教學(xué)的拓展和實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)并組織想繼續(xù)向深層次探索的學(xué)生進(jìn)行綜合性實(shí)驗(yàn)，鼓勵(lì)學(xué)生參加科研創(chuàng)新項(xiàng)目，也可以為學(xué)生布置開放性、探索性實(shí)驗(yàn)研究，讓學(xué)生在課余時(shí)間自由選擇，提前熟悉自己感興趣的科研方向，為后續(xù)深造提前做好準(zhǔn)備。

4.結(jié)論

綜上所述，化學(xué)專業(yè)材料化學(xué)課程的教學(xué)改革探索，是當(dāng)代教育資源實(shí)踐中探索的理論歸納。在此基礎(chǔ)上，本文通過課程教學(xué)改革方向的明晰化定位、課程教學(xué)師資力量的提升、課程教學(xué)改革計(jì)劃有序規(guī)制、課程教學(xué)手段合理運(yùn)等方面，分析化學(xué)專業(yè)材料化學(xué)課程的教學(xué)改革方式。因此，文章研究結(jié)果為國內(nèi)高校教育實(shí)施提供了新思路。