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基于项目导向的高分子专业课程教学改革的探索与实践

2022-07-07万俊郭高丽

教育现代化 2022年4期
关键词:高分子导向考核

万俊,郭高丽

(湖北工业大学 工程技术学院,湖北 武汉)

一 引言

在传统的教学过程中,教学的主体是教师,教师依据教学目的、教学任务和学生学情等制定具体的教学方案,设计教学流程,通过具体的教学手段将教学信息和辅助材料呈现给学生,学生通过感官接受呈现的信息,产生接受反应,即对接受的内容进行理解[1]。这种传统教学方法中,学生始终处于被动的学习状态,教学主要是以教师讲授为主,通过演示和讲解传授知识。传统教学的弊端也日渐凸显,例如,教学方式单一、教学内容没有跳脱教材、教学效果不佳,也不利于激发学生兴趣。

随着教学的改革推进,项目导向教学法应运而生。它转变了教学的主体,丰富了教学的内容,革新了教学的目标。在项目导向式教学中,实践是前提、职业能力是目、学生是主体、教师是主导。教学中,项目是关键,它是整个教学组织与实施的载体,过程中始终强调以一个完整的项目工作为教学导向,学生在参与此项目的过程中,能够模拟真实的工作、科研环境,并从中感知、体验和领悟专业知识的原理及应用,一方面,学生的学习兴趣提高了,另一方面,在项目环境中掌握的专业知识和操作技能更加牢固[2-3]。总体来说,项目导向式以典型学习任务为导向,引导学生通过对教材中相关内容的学习和不同渠道获取的知识,来完成任务,进而激发学生的学习兴趣,使学生在完成任务的过程中,既能掌握基础知识,又能拓展知识面,达到全面学习的目的。

培养高素质、高技能人才,是当前应用型高校专业教育的办学方向[4]。《高分子物理》等专业课程是高分子材料专业学习中的基础和核心课程,对专业知识、专业学习后继课程十分重要。这些课程普遍具有理论抽象、概念枯燥、反应复杂等特点[5]。传统的教学模式不能促进学生对于这些专业课程的学习活力,不能加深学生对于专业知识的掌握及应用。为了适应时代发展和培养创新型人才培养目标的需要,笔者在高分子专业的课程教学中进行了改革,在本专业的课程中引入项目导向式教学法,旨在增强学生的自主学习能力和创新意识、在项目中的实践能力及团结协作能力等综合素质。

二 项目教学设计

在项目设计之前,首先明确本专业的培养目标和知识要点,打破原有的知识体系,以典型项目任务为载体,融合专业理论课、专业实验课程,设计教、学、做一体化项目。项目重心着力于涵盖课程的核心知识点(“构效关系”,即结构与性能的关系),在项目中,教师一步步引导学生剖析项目,自主查阅资料,从而增加学生的学习量,拓宽学生的知识面。另一方面,建议学生运用思维导图,帮助学生建立知识点之间的逻辑关系。在专业学习中,有很多看似散落在不同章节的知识点,可以在项目中建立它们之间的内在联系,引导学生对这些知识点进行前后对比,强化总结,进一步加强学生对专业知识的理解和巩固[6]。

笔者设计的第一批项目教学安排如下表1所示,项目教学具体的基础要求如表2所示。表中的项目主题都是实际的工程应用问题,需要学生挖掘项目背后暗含的科学问题。分析理解高分子化合物的结构、性能、用途之间的联系,如图1所示,这也是高分子学科学习的主线问题,同时掌握高分子常见的重要性能的测试方法。

表1 项目教学设计安排

表2 项目教学基础

图1 高分子结构、性能与应用的关系

三 项目教学实施

笔者以项目3为例,说明在项目教学中实施的具体步骤。

(一) 明确学习目标

在教学活动中,教学质量评价是必要环节,教师应当在正确的教育教学价值观的指导下,依据一定的教学目标,遵循特定的程序和方法,全面、客观、准确地进行判断。因而,教学目标也即学生的学习目标的设定至关重要,科学合理的目标将会影响教学活动的组织和评价的导向[7]。本专业课程的三维度学习目标的设置如下。

(1)知识目标:了解高分子链(PP)结构的特点;熟悉高分子(PP)的性能优缺点;掌握高分子产品配方设计的原则。

(2)能力目标:能举例说明高分子链结构对高分子力学、热性能的影响;能综合分析高分子结构与性能的关系及主要影响因素;能掌握并运用高分子产品的配方设计原则。

(3)素质目标:培养细心观察、勤于思考的学习态度;培养主动探索求知的学习精神;培养理论结合实际应用的能力。

(二) 布置项目任务及要求

(1)项目任务:作为产品设计师,如何设计一款微波炉可用的安全耐用水杯?

(2)项目要求:项目完成后,提交作品雏形和一份完整的项目总结及展望(包括现有类似产品的优缺点,从材料体系来说将来可以改进的地方等)。

(三) 项目具体实施

项目具体实施的整个流程过程如图2所示。图2分别从教师和学生的角度详细展示了一个项目完整的实践过程,包括教师如何引导学生挖掘项目背后的科学问题,学生又怎样一步步主动地去分析和实践这个科学问题[8]。

图2 项目具体实施流程

(四) 项目考核

(1)项目过程与结果考核:以班级为单位,各个小组代表总结本项目中的收获,分析雏形样品的不足等。教师对于各个组的项目实施过程及结果进行考核。

(2)项目展望:在资料查询和实践环节中,发现现有产品的缺陷与瓶颈,针对此思考改性的方法。鼓励学生多多查阅资料,思考发现市场上同类产品的不足,例如大部分塑料杯的耐油性差,容易残余气味等问题。学生针对这些同类产品的缺陷问题,结合所学的专业知识思考如何改性,可以进行实验尝试。

四 项目改革特色与创新

(1)激发学生对高分子学科的学习热情。采用项目导向式体系改革,在教、学、做一体化项目的实践中,学生能够自主地学习理论知识,并及时实践应用,总结吸收,收获的成就感极大地激发了学生对于本专业的学习热情。

(2)开拓学生的专业视野。高分子材料作为一门快速发展的学科,同时也是一门交叉学科,与电子信息、生命科学、环境工程等都有紧密的联系。高分子专业的项目式教学,在项目的应用拓展中,不断地向这些交叉领域的最新发展成果去延伸,从而开拓学生的专业视野。

(3)构建学生科学研究的思维,为将来工作、研究生深造学习奠定坚实的基础。在项目完整的进展过程中,学生真切地感知到当今的高分子产品设计与传统的研究方法存在巨大的差异性。学生在这个过程中了解到进行产品研发设计乃至科学研究的思路和方法,这些都是将来科研工作学习的重要基础。

(4)培养学生发现问题的眼睛,鼓励学生在项目中发现问题、解决问题,并将不容易解决的问题作为课题立项运用到实践或大学生科学竞赛中去。学生在项目调研及学习的过程中,通过自主的学习、查阅大量的文献资料,找到问题,思考问题,探寻解决的办法。在这个过程中,学生不仅对专业知识点有了深刻的认识和理解,同时把自己遇到的有意义的尚未解决的科学问题总结下来,教师鼓励学生将这些问题凝练成课题立项运用到实践或大学生科学竞赛中去。

(5)改革课程的考核方式。传统的考核中,大多课程均采用的是 “卷面+平时”的考核体系,而项目导向式教学更加强调过程考评的重要性,在本课程中采取多种考核方式,尤其加大各项目的过程考核所占比例,从而加强学生对实际问题的分析解决能力。除了考评提交的作品雏形,还有一份完整的项目总结及展望(包括现有类似产品的优缺点,从材料体系来说将来可以改进的地方等)。同时,也聘请本专业的企业技术人员作为兼职教师,也参与到学生的考核工作中来针对项目进行评分。笔者通过近几年的考核改革发现,采用上述评价体系改革,能够极大地激发学生的学习热情,锻炼学生实际动手和解决问题的能力,进而有利于培养出高素质综合型人才。

五 结语

项目导向式教学旨在培养具有扎实理论功底、熟练实验操作技能、较强的工程实践能力和强烈的创新意识的高素质创新型人才[9]。

近几年,笔者在高分子专业的项目导向式教学的实践中,从学生的反馈及教师的体会中深刻感知到了项目导向式教学的益处。一方面,学生的课堂参与积极性、课后反馈、期末成绩均出现了较大的提升;另一方面,教师自身通过下企业磨练项目,与企业专家探讨项目,让教师团队的综合能力也得到了极大的提升。最后,笔者也期望与广大的教学工作者探讨教学改革实践经验,相信在不久的将来,高分子材料专业中的高素质复合型人才一定会人才辈出。

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