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高分子材料与工程专业综合性实验教学改革

2019-02-15荣介伟王龙德

山东化工 2019年14期
关键词:高分子综合性实验教学

荣介伟,徐 迈,李 莉,王龙德

(淮南师范学院化学与材料工程学院,安徽 淮南 232038)

随着社会对高分子材料需求的日益增长和高分子科学研究的逐步深入,新型功能高分子材料不断涌现且工业生产规模不断扩大。社会迫切需要大量从事高分子材料研究的高素质、能力强的高级技术人才。作为普通应用型本科院校新办的高分子材料与工程专业,我校积极响应国家的办学宗旨,制定宽口径、重应用型的人才培养模式,而应用型人才培养的模式中,与理论课教学紧密配合的高分子材料专业实验是高校高分子材料与工程专业培养学生综合能力的重要部分。因此,综合性专业实验便成了培养学生的创新和动手能力的最重要的应用实践教学环节之一,也是确保人才培养目标实现的关键和毕业生顺利就业的奠基石[1-2]。

1 高分子材料与工程专业实验教学现状

(1)教学内容、形式单一,实验教学内容以操作型、演示型、验证型实验项目为主,全班同学形式单一地同时同地做相同的实验内容。近年来,尽管很多本科应用型高校在专业实验教学中打破常规,注重引入设计型、综合型、开放型实验项目,但最后往往受到人员、场地、经费等因素制约,学生创新能力的培养及人才培养质量的收益尚不显著。(2)教学方法老套,停留在以实验教师讲授为主,学生往往按部就班实验老师规定的思路或方法开展实验,学生一直处于机械被动状态,不利于学生发挥主观能动性和创造性,更不利于学生创新能力和创新思维的培养。(3)教学效果不理想,从跟踪高分子材料与工程专业的毕业生就业调查反馈信息来看,大多数应届毕业生感觉所学的理论知识与实践脱轨,面对实践问题时不知从何下手,不能有效解决遇到的实践问题,不能很快地适应实际工作。这就说明我们所培养的人才的创新能力和实践能力还需要极大加强,专业实验教学没有很好地适应社会需要,对学生动手实践能力的培养还存在比较大的差距。这样就给我们在专业教学过程中提出了实验教学改革的新课题。

2 高分子材料与工程专业综合性实验的实施

综合性实验是指实验内容涉及本课程的综合知识或与本课程相关课程知识的实验,具有实验目的的设计性、实验技能的综合性、实验操作的独立性等特点。高分子材料与工程专业综合性实验应密切结合专业实际,开发拓展具有启发性、趣味性、实用性和能够充分调动学生主动学习热情的课题,是学生利用理论知识指导实践,培养分析问题、解决问题的能力,进而提高创新能力的过程[3-4]。结合淮南师范学院化学与材料工程学院高分子材料与工程专业教学实验室的现有条件,我们开展了对《高分子材料专业实验》课程中综合性实验的探索,全程跟踪指导学生综合性实验的实施,具体如下:

2.1 调研文献、拟定选题

文献调研既是学习专业知识、锻炼获取信息能力,又是培养学生的分析总结资料的能力。可以依托学校图书馆,互联网电子资源和指导教师提供的专业资料,广泛查阅、收集文献资料。指导教师可以参考专业实验指导书或结合生产、生活实际给出课题,学生也可以在前期广泛调研文献的基础上结合实际自拟题目。选题时应进行可行性论证分析,选题应遵守难度适中、循序渐进原则。若题目过大,学生难以驾驭,无法在规定的时间内完成或造成实验失败,势必影响学生对实验的积极性和兴趣,而过于简单的题目会使学生感觉意义不大,不利于学生克服困难、分析解决问题及开拓创新的能力培养。

2.2 打破常规、改革项目

新设计的实验项目应突出综合型、创新和开放的特点,打破按专业模块划分的传统教学模式,强调众多分支学科的交叉及融合贯通,确保每一个综合实验项目至少包含三个分支学科并相互渗透;打破陈旧的教学传统即实验项目通常给出详尽实验内容和操作步骤,现只明确给出具体的实验目的及要解决的问题,整个实验流程学生自行研究和创新,老师只进行必要的指导和帮助,必要时可以辅助总体思路和框架以及相关的附加信息,以此控制实验进程和实验消耗;打破墨守成规、形式单一的分析解决问题的习惯。不同的学生可以结合自身的知识结构和兴趣特点灵活采取不同的解决策略和方案,多种途径来解决一个实际问题。因此,我们结合实际总共汇编了30个综合实验项目可供学生选择和参考,内容涉及高分子化学实验、高分子物理实验和高分子成型加工实验,每个实验项目都注重开放性、创新性并注重趣味性和实用性的培养。比如学生在做有机玻璃制备实验中,除了完成制备玻璃棒任务外,在实验药品允许的条件下,可以利用自备的各种小模具来制备相应的玻璃制品,这样大大增加了学生的实验兴趣,只有这样因材施教才能达到提高学生综合素质的教学目的。

2.3 确定方案、革新教法

整个实验教学过程当中,实验指导教师全面掌控全局、指导督促、协调合作和综合评价。首先,实验指导教师提出需要解决的研究课题,学生积极调研相关文献资料,以PPT汇报的形式,提出课题研究的总体思路与设想,指导教师逐个点评并进行综合评价。其次,学生设计具体实验方案,实验指导教师与学生一起分析实验方案的可行性,在前期充分调研、论证的基础上学生拟定实验方案,指导教师和学生共同商榷、探究并反复修改完善,最终由指导教师确定实验方案后,方能进入实验过程。然后,指导教师与教学实验中心主任及分管各仪器设备、药品的实验员统一协调之后,方可安排学生进入实验室开展相关研究工作。在全程实验过程中,实验指导教师要随时关注、检查学生的具体实验进展,及时解决实验过程中可能出现的问题。实验结束之后,指导学生及时独立撰写实验报告,积极指导取得了新的研究成果的学生撰写研究论文。最后,指导教师及时对每位学生进行综合评价,小结利弊,以便后期进一步完善和改进相关的综合实验项目。

2.4 加强过程管理改革

实验过程中重点考查的是学生的实验操作能力和综合实验素养。由于教学模式更加灵活的,为了防止教学模式流于形式,进而导致实验教师对于学生实验过程、实验经费或其它方面的失控,必须加强实验教学过程的全程监管。(1)教师严格按照培养方案和教学大纲控制实验项目在实施过程中的研究性、开放性和创新性,针对不同的学生采取不同的方案,因材施教。(2)由于综合性实验项目采用了开放模式,各个实验项目不再固定时间和地点,指导教师要严格控制实验周期和实验消耗,防止浪费或不能按期完成,指导教师要与中心实验室相关教师统一协调,确保仪器、药品合理有序的使用。(3)指导教师要全程跟踪并及时评价,在整个实验过程中分阶段给出评分。指导老师也应积极广泛听取学生的心声和建议,努力提高实验教学质量。

2.5 结果分析及数据总结

学生完成专业综合性实验以后,要求学生及时按要求对得到的实验数据进行归纳、总结并科学分析,找出其中的规律,积极处理实验结果,努力写出有结论、有分析、有体会的、科学合理的实验报告。例如,我们经常利用课余时间以课题研讨会的形式开展实验成败经验交流会,实验圆满成功的小组,及时总结与分享实验过程中所学的理论知识、操作技能和技术关键等。对于未达到预期目标的同学,及时反思失败的教训,把实验过程中出现的问题及时总结与反馈,分析失败的原因并努力探讨今后改进的方向,以便在以后的实验实践中避免再犯类似错误。同学们畅所欲言、相互学习、共同探讨,取得了良好的效果。

2.6 改革学生实验成绩评价体系

为了充分调动学生参与综合性实验的积极性和热情,我们设计了科学的实验成绩评价体系。学生最后实验成绩以各个方面的平均值计算,以实验方案设计、实验过程、结果分析为主要考核标准,辅助以实验态度(预习报告及查阅、调研文献资料情况)、实验操作(熟练掌握仪器设备的操作情况)、实验结果(原始数据的记录及分析、归纳情况)、回答有关问题(主动、准确答疑情况)、报告撰写(科学性、规范性及实验后的心得体会)等方面,具体分值比例教师可以灵活掌控,便于根据不同学生的个体因素差异、不同项目难易程度进行适当调整,尽可能公平、公正、全面的给予学生综合素质的评价,最终给出学生一份科学合理的成绩单。

3 结语

通过高分子材料与工程专业综合性实验的教学探索,加深了学生对高分子材料理论知识的理解,提升了学生文献调研、分析和解决问题的能力,培养了学生创新能力和创新思维,激发了学生学习专业知识的兴趣和参与科研活动的热情,为后期将要开展的本科毕业论文奠定了良好的基石。此外,高分子材料专业综合实验课程的设立,大大促进了我校高分子材料与工程专业课程体系的建设和完善。

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