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一流学科建设中聚合物材料研究方法(双语)实验课的课程联动教学改革研究

2020-05-11于漫侯甲子

教育教学论坛 2020年18期

于漫 侯甲子

[摘 要] 聚合物材料研究方法(双语)是基于近代仪器分析技术发展,面向本科生开设的专业选修课程,主要内容涉及聚合物结构与性能的表征方法和有关仪器的结构原理与应用。为了满足一流学科建设对人才培养的需求,该双语课程在实验课程中尝试设计联动相关专业课程与科研平台,引导学生融合与重构专业课程知识体系,培养高水平创新型人才。

[关键词] 一流学科建设;课程联动;聚合物材料研究方法实验

2015年10月,国务院正式发布《统筹推进世界一流大学和一流学科建设总体方案》,标志着高等院校的建设与发展进入新的阶段。2018年8月,教育部、财政部、国家发展和改革委员会联合印发《关于高等学校加快“双一流”建设的指导意见》,明确指出“以一流学科为引领,辐射带动学科整体水平提升”[1,2]。“双一流”建设的重中之重是一流学科建设,一流学科的建设则重在高素质人才的培养,因此,在全面开展一流学科建设的过程中,学生培养模式、课程设置体系、教学方式方法都亟待调整,以强化学生实践能力,开阔学生的国际视野,全面提高学生的综合素质与国际竞争力[3]。

聚合物材料研究方法(双语)作为高分子材料与工程专业本科生的专业教育课,课程侧重材料的研究方法的实践教学,存在知识点分散化、碎片化、课时有限等问题,因此,教与学均存在一定困难。在“双一流”建设背景下统筹安排该课程实验体系设置,以提升本专业本科生的竞争力,进行聚合物材料研究方法(双语)实验课程的教学改革迫在眉睫。如何将该课程碎片化的知识体系有效串联,更好的安排该门实验课程内容设置、教学方法、考核体系,值得进一步研究。

加州大学伯克利分校校长、当代美国高等教育之父克拉克·克尔针对当时美国研究型大学长期存在的知识分散、零碎状态,提出了课程整合与整体知识观的概念。他提倡“每个学生应该有一种‘宽阔的学习经验,这种经验鼓励在某一宽阔的领域的整体思考和在狭窄领域的深层的专门化知识一起进行”[4-6]。因此,课程融合联动设计能够建立深而精的学习体系,有效解决学生对于碎片化的知识理解不深刻、记忆不扎实的情况。因此以聚合物材料研究方法(双语)实验课程为着力点,将多门专业课的实验课程,如高分子化学、高分子物理、高分子材料、高分子复合材料等,以及科研平台进行联动,实现课程有效衔接与学科知识的整体融合,关注人才的横向与纵向知识体系建立。经过多年的本科教学实践,在一流学科建设的背景下,从高分子材料与工程专业的培养方案出发,提出聚合物材料研究方法(双语)实验课的课程联动教学改革理念,以期提高教与学的高效性,助力一流学科建设。

一、聚合物材料研究方法(双语)联动教学设计的基本思路

聚合物材料研究方法(双语)作为联动教学的粘合剂具有显著的优势,该课程理論课涉及聚合物结构与性能的表征方法和有关仪器的结构原理与应用,实验课涉及制样技术、测试步骤、谱图解析、数据处理等,上述内容是其他专业课程与科研实验分析的必须手段。因此,实验课程的联动教学设计的基本思路是将高分子化学、高分子物理、高分子复合材料,以及其他选修课程中通过物理和化学合成制备的样品进行系统而全面的表征,了解均聚物、共聚物、复合材料等表征方法,测试与分析样品的组成、配比、实验参数等对材料形貌、结构、性能的影响规律。在搭建理论与实验平台的基础上,整合多门专业课程内容,精缩聚合物材料研究方法(双语)课程中原有的材料制备环节,以开放实验的形式让学生自主选取其他专业课程中已制备的样品,拟定研究方法并与指导教师确定最终实验方案,了解高分子结构与特性,掌握材料制备与加工方法,加深对其他课程中的基础知识的理解。此外,为了更好的服务一流学科建设中对创新人材培养的需求,该门课程的实验仪器设备与该专业研究生指导教师购买的科研设备实现共享,同样对参与科研的本科生制备的样品进行开放,助力学生的专业课学习与学术研究有效衔接,打造厚基础、重创新的人才培养理念。

该联动教学的实施首先能够精简实验课程样品制备的课时,避免与其他课程重复的实验环节,直接进行样品的测试与表征。其次,该联动教学更能有效强化学生对该门课程的理解,同时巩固学生学习其他专业课程的内容,打通高分子材料与工程专业课程,将碎片化知识整体化、立体化。

二、聚合物材料研究方法(双语)实验课联动教学的课程设置

1.与其他专业课任课教师积极沟通,设计适合高分子材料与工程专业课程的多层次实验体系,如高分子合成实验、高分子物理改性实验、高分子性能测试实验以及开放性实验。各实验体系中分别设有多个实验内容,涵盖树脂、橡胶、纤维、涂料、胶黏剂等典型高分子材料的制备与性能的表征。聚合物材料研究方法包括显微分析、波谱分析、相对分子质量及相对分子质量分布、热分析、动态力学分析、流变性能测试等内容。实验体系联动课程有高分子化学、高分子物理、高分子材料、高分子复合材料、现代涂料与涂装技术、高性能纤维、橡胶成型加工原理及技术等多门专业必修及选修课程。经过整合的多层次实验体系相对灵活,设置必修实验以及选修实验,实验内容可结合前沿进行及时调整。该多层次实验体系能够有效的指导学生开展实验,最大化满足学生意愿,同时避免了多门专业课程的实验内容的重复,让学生对于专业课程内容融会贯通,整体且深刻的掌握专业课内容。

2.与研究生指导教师沟通,设计能够服务于科研的实验内容。多层次实验体系中的开放实验是主要面向本科阶段有科研工作意愿及需求的学生,要求学生自主设计并与指导教师沟通确认实验内容,然后经由实验教师审核最终确立实验内容。开放实验的内容不具体设定,而是随时根据研究生导师的科研方向进行调整,有效的连接本科教学与科研工作,注重培养学生自主学习的能力,培养创新型高素质人才。

聚合物材料研究方法(双语)实验课程设置延伸了该门课程的理论教学,同时一定程度辅助了其他专业课程的教学与科研工作,横向联动了专业课程,纵向使教学与科研相结合,强化了本科生的动手能力与科研素养,蓄力一流学科建设。

三、聚合物材料研究方法(双语)实验课联动教学的授课方式

在课时安排上,由于直接缩减了样品制备的时间,实验课程的全部课时主要用于讲授聚合物材料的表征与测试方法。课前,教师会提前将学习内容发送给学生,让学生准备好实验样品,并进行有目的有侧重的预习。授课时,优先根据学生所选实验内容进行分组,保证学生学习质量。授课方式主要有演示实验与学生自主操作实验两种,对于必须掌握的研究方法,教师先通过演示实验讲授,然后学生进行动手操作。对于开放实验或实验内容中拓展的研究方法,选修学生不多,教师主要边演示边让学生操作,有针对的进行指导。课后,所有学生提交实验报告及测试数据,巩固实验课内容,加深学生对于理论知识的理解。

四、聚合物材料研究方法(双语)实验课联动教学的考核方式

《聚合物材料研究方法(双语)》实验课课程内容较多,学生自主选择实验具有不确定性,且基于其他专业课程提供的样品会影响到测试与表征的最终结果,因此该课程的考核具有一定的困难。为了更好的完成该门实验课程,要求学生对其他专业课程的实验课具有较高的完成度,保质保量的完成该课程的前期准备工作,提供标准的实验样品。实验课程中必修内容按完成情况统一进行评定,选修内容及开放实验设置适当的实验难度,便于最终考评。每一个实验根据预习、操作、报告的完成情况单独考核,最后计算平均分给出最终成绩。

五、聚合物材料研究方法(双语)实验课改革仍需解决的问题

在“双一流”建设的政策扶持下,该专业已基本搭建完成聚合物材料研究方法(双语)课程实验平台,确保实践教学有效配合理论教学,以达到一流学科建设对人才能力培养的目标。为了更好的提供与科研相协调的高层次实验条件,后续仍需不断更新先进仪器设备,拓展学生国际化视野,服务高水平创新人才的培养。此外,努力建设高水平双语课程实验课的师资团队,鼓励实验系列教师赴国内外高校访问沟通,为培养“新工科”创新型人才提供师资保证。

六、结束语

总而言之,基于聚合物材料研究方法(双语)实验课程的联动教学设计能够统筹与重构高分子材料与工程专业课程体系,借助其他专业课程已有教学与实验平台,拓展巩固课程内容,打破课程与课程之间界限,同时实现与科研学术的有效衔接,提高教师课堂效率与学生的学习成绩。联动教学最大程度的延展了聚合物材料研究方法(雙语)课堂教学,让学生对于专业知识能够举一反三、融会贯通,真正意义上实现活学活用,达到“双一流”学科建设对人才能力培养的目标。

参考文献

[1]龙永红,汪霞.“双一流”建设背景下通识教育的价值特征、困境及突破[J].教育科学文摘,2018,37(1):66-68.

[2]刘春琼.“双一流”背景下地方高校环境工程专业课程体系改革[J].教育教学论坛,2019,5(22):132-133.

[3]郑朝荣.高校大类招生培养的现状分析与对策[J].教育教学论坛,2016,(6):69-70.

[4]郭福涛.基于课程联动和科研学术平台融合的高校本科教学改革实践[J].吉林广播电视大学学报,2019,(5):10-11.

[5]侯满哲,庞永俊.融合教育信息化技术的高校《机械制图》新形态立体化教学设计研究[J].教育现代化,2019,4(27):107-109.

[6]闫玮.以整体知识观引导本科教育[J].成才之路,2009,(29):I0007-I0007.