高分子材料與工程專業(yè)綜合實驗的教學(xué)探索

丁茜　羅建新　蔣美麗　劉勇

[摘 要]高分子材料與工程專業(yè)綜合實驗的開設(shè)重在培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力和創(chuàng)新思維，文章通過分析教師和學(xué)生之間的教學(xué)關(guān)系和角色定位，可以有效地提高本課程的課堂教學(xué)效果。

[關(guān)鍵詞]高分子材料與工程； 綜合實驗； 教學(xué)探索

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2016.36.183

高分子材料與工程專業(yè)綜合實驗不同于基礎(chǔ)實驗，專業(yè)綜合實驗重視學(xué)生自主設(shè)計、自主操作和自主探究能力的培養(yǎng)。本課程一般開設(shè)在大三下學(xué)期和大四上學(xué)期，學(xué)生已經(jīng)完成“高分子化學(xué)”“高分子物理”和“聚合物近代儀器測試”等專業(yè)基礎(chǔ)理論課程和基礎(chǔ)實驗課程，對本專業(yè)的理論知識、實驗操作和性能表征已有掌握。[1]該課程的開設(shè)可以鍛煉學(xué)生對專業(yè)知識的綜合運用、分析和解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生勇于探索、不斷創(chuàng)新的精神和團隊協(xié)作能力。本文主要從教師輔助性“教”和學(xué)生主導(dǎo)性“學(xué)”的角度出發(fā)，提出筆者對專業(yè)綜合實驗教學(xué)的探索，與大家進行交流。

1 教師的“教”

顧名思義，專業(yè)綜合實驗具有較強的綜合性和自主設(shè)計性，因此教師在本課程的教學(xué)過程中要摒棄“教為主導(dǎo)”的傳統(tǒng)教學(xué)模式，不能以教師控制為中心，簡單機械地把學(xué)生當成知識的被動接收者，因此教師主要擔任引導(dǎo)者的角色。

1.1 課程設(shè)置

本課程一般沒有固定的出版教材，多是任課教師設(shè)計多個可供選擇的實驗項目[2]，3～5名學(xué)生為小組開展實驗。我校是應(yīng)用型人才培養(yǎng)單位，目前實驗項目來源主要是以下兩類。

（1）與本專業(yè)實際生產(chǎn)緊密結(jié)合的應(yīng)用型課題。例如，聚丙烯是目前第二大通用塑料，隨著汽車、建筑、家電和包裝等行業(yè)的發(fā)展，廢棄聚丙烯產(chǎn)量逐年增加。對廢棄聚丙烯進行回收再利用雖能節(jié)約資源，減少污染，但其力學(xué)性能已不能滿足工業(yè)制品的性能要求。因此，可讓學(xué)生采用成核劑、無機填料和界面增容劑等對廢棄聚丙烯改性，提高廢棄聚丙烯的力學(xué)性能和熱穩(wěn)定性，具有一定的工業(yè)生產(chǎn)前景。此類課題適合于本科畢業(yè)就擇業(yè)的學(xué)生，有助于他們熟悉本專業(yè)的就業(yè)領(lǐng)域以及工作內(nèi)容。

（2）任課教師個人的科研課題。湖南工學(xué)院目前不具備培養(yǎng)研究生的資格，因此教師的科研項目主要依靠教師所在課題組成員之間協(xié)作完成。專業(yè)綜合實驗的開設(shè)有利于教師將課題的一部分轉(zhuǎn)化為實驗素材，既能使學(xué)生接觸本專業(yè)的先進研究領(lǐng)域，也能較好地調(diào)動學(xué)生參與課題的積極性。此類課題適合于有意讀研深造的學(xué)生，有助于他們參與課題、鉆研課題，也可嘗試參加創(chuàng)新型實驗競賽。

為了達到較好的教學(xué)效果，教師應(yīng)當結(jié)合本校學(xué)生的實際情況，認真設(shè)計整個課程的進度，例如湖南工學(xué)院專業(yè)綜合實驗為32課時，具體的課程進度設(shè)計見下表。通過下表的試驗進度設(shè)計，可以讓學(xué)生清晰地了解到本課程內(nèi)容設(shè)置與各個環(huán)節(jié)的時間安排，防止實驗過程的盲目性。

1.2 課程引導(dǎo)

專業(yè)綜合實驗雖以學(xué)生的自主性、探索性學(xué)習為基礎(chǔ)，但教師的引導(dǎo)作用至關(guān)重要。[3]一是因為學(xué)生已習慣了以往有“步驟”可依的實驗教學(xué)模式，缺少獨立思考的主動性；二是學(xué)生對綜合性實驗課題研究背景了解較少，還不具備獨立設(shè)計實驗方案的能力，普遍感覺綜合實驗無從下手。因此，任課教師可在課程的不同階段，發(fā)揮不同的引導(dǎo)作用。

（1）開題階段：教師先進行開題引導(dǎo)，將本實驗課題的研究背景和實驗?zāi)康牡认嚓P(guān)內(nèi)容介紹清楚，并當場與學(xué)生互動解惑。課下讓學(xué)生以小組為單位查閱相關(guān)文獻資料，設(shè)計實驗方案，準備開題報告。在學(xué)生開題過程中，老師應(yīng)及時與學(xué)生交流，遵從自然科學(xué)規(guī)律，設(shè)計合理可行的實驗方案，并預(yù)期實驗結(jié)果。

（2）實驗過程：在此階段教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生多思考，多嘗試。以“聚丙烯/納米碳酸鈣復(fù)合材料的制備與性能測試”課題為例，學(xué)生知道聚丙烯復(fù)合材料的制備方法為熔融共混法，但對樣品的配方設(shè)計感到困惑，不了解實際生產(chǎn)過程碳酸鈣用量的具體范圍，用量太少不能降低生產(chǎn)成本，用量太大又會導(dǎo)致聚丙烯性能下降。另外，學(xué)生能夠獨立操作雙螺桿擠出機、注塑機等成型加工設(shè)備以及微機控制電子萬能試驗機和擺錘式?jīng)_擊試驗機等測試儀器，但學(xué)生很少思考設(shè)備的參數(shù)和測試條件的設(shè)置依據(jù)，也未考慮參數(shù)和條件調(diào)整對實驗結(jié)果的影響。因此，教師應(yīng)提醒學(xué)生思考樣品物化性質(zhì)和設(shè)備參數(shù)、測試條件之間的關(guān)系，并從中獲得規(guī)律，進而指導(dǎo)今后的實驗。

（3）結(jié)果與討論階段：筆者在教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)大多數(shù)學(xué)生對于實驗數(shù)據(jù)的分類較為籠統(tǒng)，甚至把所有樣品的數(shù)據(jù)混在一起，并未進行分類，導(dǎo)致其測試數(shù)據(jù)規(guī)律性不明顯，無法獲得結(jié)論。另外，學(xué)生對于測試結(jié)果的分析僅局限于對實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)的簡單描述，并未探究其中的規(guī)律，尋找導(dǎo)致該結(jié)果的原因。例如，β-成核劑雖能提高聚丙烯的沖擊韌性，但并非β-成核劑用量越多，聚丙烯的沖擊強度就越大。對此現(xiàn)象，學(xué)生僅提出在某一用量下的增韌效果最佳，并未對其原因進行思考。

2 學(xué)生的“學(xué)”

專業(yè)綜合實驗的開設(shè)目的在于培養(yǎng)學(xué)生的文獻檢索能力、初步設(shè)計實驗的能力、分析實驗結(jié)果、撰寫實驗報告和科研論文的能力。該課程以指定實驗題目，學(xué)生自主設(shè)計實驗方案、自主操作實驗和自主分析實驗結(jié)果的方式進行。因此，課程開展以學(xué)生為中心，學(xué)生的“學(xué)”起到至關(guān)重要的作用。[4]

2.1 開題階段

在以往的實驗課程教學(xué)中，老師會結(jié)合所使用的教材，詳細講解實驗?zāi)康?、實驗原料與配方、實驗設(shè)備、實驗步驟和數(shù)據(jù)分析等，學(xué)生只需按部就班進行樣品制備和性能測試。因而，從某種層面講學(xué)生只是單純的執(zhí)行者，幾乎沒有或很少有獨立的思維參與其中。

而本課程要求學(xué)生獨立完成老師給定的實驗題目，教師僅進行開題引導(dǎo)。學(xué)生需要主動查閱相關(guān)科研文獻，熟悉該課題的研究背景與意義，從相關(guān)文獻中尋找實驗方案的設(shè)計思路和預(yù)期的實驗結(jié)果，并通過PPT進行開題報告。

2.2 實驗過程

（3）團隊自主學(xué)習，解決問題，完成項目。這一環(huán)節(jié)是PBGS模式的具體實施環(huán)節(jié)。小組成員圍繞項目實施方案開展有目的的學(xué)習實踐活動，根據(jù)方案中分配的實訓(xùn)崗位，利用一切可利用的資源進行實訓(xùn)。實訓(xùn)過程中由組長負責點名考勤，并在每個組的任務(wù)進度表上進行統(tǒng)計，學(xué)生以財會部門員工的身份工作，感受崗位職能的分工和協(xié)作，嚴格遵守部門的規(guī)章制度，營造一個真實的職場氛圍。

（4）輪崗。角色扮演方式最大的不足是難以對流程總體有全面的熟悉和掌握。為了彌補這一缺陷，實訓(xùn)時實施輪崗，即完成一輪業(yè)務(wù)操作后，組員之間重新進行崗位分配，具體安排由組長決定。然后按照新的崗位分工，進行新一輪的賬務(wù)處理和報稅。

3.2.4 學(xué)習效果的評價與考核

在學(xué)習過程中由學(xué)生自主管理，自主考核，主要通過相關(guān)的規(guī)章制度進行考核與監(jiān)督，可以通過《項目進度完成表》和《實訓(xùn)成績考評統(tǒng)計表》來進行考核和評價?！俄椖窟M度完成表》由各小組組長完成，由學(xué)生進行過程的監(jiān)督與管理?！秾嵱?xùn)成績考評統(tǒng)計表》由教師根據(jù)學(xué)生上交的《項目進度完成表》和實訓(xùn)成果相結(jié)合給出最終的實訓(xùn)成績，實訓(xùn)完成質(zhì)量和平時表現(xiàn)各占50%。這些考評記錄表作為辦稅模擬課程考核的原始依據(jù)，達到了教學(xué)情景與真實工作過程一致。

4 PBGS教學(xué)模式在應(yīng)用中應(yīng)注意的問題

PBGS教學(xué)模式和其他任何一種教學(xué)方法一樣，都可能存在需要注意和改進的地方，需要同行做進一步的分析和研究。在教學(xué)中應(yīng)當注意以下問題。

（1）團隊成員的搭配要有選擇。學(xué)生往往喜歡和熟悉的同學(xué)組成一個小組，這樣在考核和自主管理上容易造成相互包庇，制度不容易落實到位，考核容易失真。在分組時要形成一個相互融合、彼此適應(yīng)、互相幫助的團隊，這樣更有利于培養(yǎng)學(xué)生的團隊協(xié)作能力和適應(yīng)能力。

（2）團隊成員的自主學(xué)習能力和意識有待提高。尤其是學(xué)習能力較弱的學(xué)生不能主動完成工作任務(wù)，往往等學(xué)習能力強的學(xué)生完成任務(wù)后進行抄襲。要杜絕此類事情的發(fā)生，需要采用一些激勵機制來激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習的熱情，也需要建立一些考評機制例如懲罰機制加以約束。

參考文獻：

[1]周鯤.淺議高校稅收課程設(shè)計與教學(xué)改革[J].亞太教育，2016（8）.

[2]宋文靜.基于PBGS教學(xué)方法的稅收課程教學(xué)改革研究[J].科教文匯，2015（1）.

[3]任詠梅，胡靈紅.提高稅收課程教學(xué)效果之方法探討[J].教育教學(xué)論壇，2015（32）.

[4]劉英輝.高職院校會計專業(yè)稅收課程教學(xué)改革的思考和建議[J].企業(yè)導(dǎo)報，2014（4）.