基于CDIO項目教學法的《高分子合成》實訓課程的改革探索

吳雯+張葵花+連媛+李海東

（嘉興學院材料與紡織工程學院，浙江 嘉興 314000）

摘要：《高分子合成》是高分子材料專業的短學期實訓課程，主要目的是強化學生基本操作能力，提高學生在未來就業市場的競爭力。本文針對目前嘉興學院《高分子合成》實訓教學中存在的問題，將CDIO項目教學法應用于該課程的教學改革中，培養學生的專業實踐能力、自主學習能力、動手能力、表達能力和團隊合作精神。

關鍵詞：高分子合成；CDIO；項目教學法；實訓教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）21-0152-02

一、傳統《高分子合成》實訓教學中存在的問題

《高分子合成》課程是高分子材料與工程專業的綜合實訓課，目的在于讓學生對所學專業知識有一個總體認識，對所學專業知識建立整體概念，了解知識之間的相互交叉，培養學生綜合應用所學知識的能力，使學生從高分子設計、高分子合成、材料的制備和性能檢測的全過程得到訓練，達到工程師的基本要求。經過幾輪的實訓課程訓練，積累了寶貴的經驗。如：在實驗教學過程中，要求學生提前預習，掌握注意事項；在實驗教學手段上，實驗教學視頻與傳統實驗技術進行有機結合；在實驗教學考核上，綜合評價預習報告、實驗過程、實驗原始數據的記錄與最終的實驗報告。以上這些方法和措施都能一定程度地提高學生參與實驗的積極性、思考問題及獨立動手的能力。當然，在《高分子合成》實訓教學的過程中，也逐漸暴露一些問題，包括：①命題式設計合成，主要以設計合成水溶性高分子乳膠漆、水溶性酚醛樹脂實用產品作為實訓案例為主，學生參照確定的實驗方案，獲得幾乎相同的實驗結果；②個別學生對實訓課程的設置不理解，所做實驗項目不感興趣，最終導致達不到實訓的目的；③1個班30人左右，配備2名指導教師，面對學生出現的各種問題疲于應答，教學效果不理想。④三周的實訓時間過長，安排不夠緊湊，學生難以充分利用有效的時間。經初步調研論證，結合本校的人才發展方案和實際情況，我們確定《高分子合成》實訓課程的高材專業15級的學生作為這次實踐教學改革的試點，有計劃、有步驟地進行高分子合成實訓課程教學模式的改革探索與實踐。以培養應用型人才為目標，結合地區企業特點，更加深入的體現實訓課程的意義。

二、CDIO項目教學理念

CDIO即工程教育模式，是近年來在國際工程教育改革中提出的最新成果。它代表構思、設計、實現和運作，以產品研發到運行的周期為載體，讓學生通過一種實踐的、主動的、課程間相關聯的學習方式加深對工程理論、經驗與技術的了解。CDIO以采用接近工程實際的設計項目進行綜合性教學為理念。項目教學法通常以實施完整的項目來達到教學目的，其類似于案例教學法，旨在實現教學中理論與實踐相結合，并培養學生的創造能力及解決問題的能力。項目教學法實現了以教師為中心到以學生為中心的、以課本為中心到以“項目”為中心、以課堂為中心到以實際經驗為中心的轉變，從某種程度上來說，這就是CDIO教育理念所提倡的從協作能力、理論知識、個人素質和工程系統能力4個層面進行綜合培養的教學模式，其教育理念就是通過開展項目教學的模式，使得學生從內容各異的實踐項目中學到一樣的方法和能力，不僅僅是局限于掌握所涉及到的具體知識，更要提高綜合能力。

三、教學改革方案

在《高分子合成》實訓課程教學中開展CDIO項目任務式教學法，培養學生獨立查閱相關文獻，完成相應的文獻綜述；設計高分子合成路線及優化工藝條件；把學生融入有意義的任務完成的過程中，讓學生積極地學習、自主地進行知識的建構，以現實的學習生成的知識和培養起來的能力為最高成就目標。基于項目任務式教學法在《高分子合成》實訓課程總體設計思路是，以更接近工程實際的企業“命題”項目或將學生按照其專業導師分組，以專業導師科研中的課題任務為中心組織課程內容，由專業導師和學生共同開展工作，在得到給定的功能目標和相關的技術要求后，在教師的指導下，學生需完成從技術構思、設計方案到具體實施的整個過程，相當于一個產品完整的研究開發過程，這對于訓練學生的專業實踐能力具有很好的現實意義。讓學生在完成具體工作任務的過程中了解并掌握高分子合成技能，同時構建相關理論知識，形成高分子材料合成的能力。每3-5名同學組成一個課題組，并選舉一名組長。每課題組根據文獻自行設計實驗方案，指導教師給予技術上的指導和方向上的把握。通過具體的研究課題培養學生團結協作的精神。

1.調整《高分子合成》實訓開設時間。我校《高分子合成》實訓開設時間放在第2學年的第2個學期末。通過幾輪教學發現，在學生專業學習還沒完全到位的情況下，適當降低實驗難度，縮短實訓周期，有助于提高學習效率，因而將時間從3周減少到2周。

2.企業參與《高分子合成》實訓教學計劃的制定。以往的教學計劃完全由任課教師自行制訂，由于教師的工程能力不足等原因，制訂的實驗教學計劃脫離生產實際，即所謂的“理論性、研究性過強”。在新的實訓教學計劃修訂時，我們積極爭取企業具有豐富實踐經驗的生產技術人員參與進來，共同制定人才的培養目標、培養方案，共同制定實訓教學大綱、實訓教學計劃，使實驗內容更符合工程實際性。

3.《高分子合成》實訓內容的確定。①原有實驗內容優化。從原有實驗中篩選出小部分的經典內容，通過這些經典的實驗來訓練學生系統地掌握原料準備、材料合成、性能測定及表征方法等。同時增加具有項目背景的實驗，以貼近實際的社會需求為前提，并符合高分子材料的潮流變化趨勢，以適應企業對人才的需求。②教師科研課題轉化。我院高材專業學生從大二開始即實行導師制，每個老師指導4-5名學生，從教師已完成的或在研的科研項目中挑選出部分可行的內容，以專業實驗的形式分解為學生能力范圍內可以完成的實驗項目。本專業的教師研究方向和研究背景都存在一定的差異，因此給學生的命題形式豐富多彩，同時也為學生將來的畢業論文奠定一定的研究基礎。

4.實驗教學方式的改革。①企業需求與教師科研結合命題。由過去的分配到人改變為根據企業需求與教師科研相結合命題，使實訓教學完成從傳統的“以教師為主”的模式到“以學生為主體、教師為主導”模式的轉變，從而充分地發揮學生的創造性和積極性。②改變實訓教導方法。注重學生自主學習能力的培養，將實驗指導教師定位為“導師”，而學生則定位為實驗中的主動參與者和探索者，鼓勵學生進行獨立思考，引導學生自主解決實驗中出現的問題，而不是代替學生成為執行者。③以課題組的形式開展實驗。每三名同學為一個課題組，并推選出一名組長。每個課題組均配備一名指導教師，對課題組進行技術上的指導并把握整體方向。在具體的研究課題下使學生團結協作精神得到培養。

5.專業綜合實驗的考評方式改革。實訓模擬本科畢業論文方式進行。結合實訓內容給學生下達任務書。學生做出文獻綜述、開題報告、以論文的形式完成實驗報告。在同等的實驗時間、實驗條件下，增加了實驗信息量。增強了團隊意識，強化了工程理念。

四、結語

基于CDIO理念的項目教學在《高分子合成》實訓課程中的應用，不僅使學生的創新意識、表達能力、動手能力、自主學習能力、信息分析綜合能力和團隊合作精神得到了培養，同時在項目的實現過程中也使教師的教學水平和實際應用能力得到了進一步提高，使教師具備完成一個項目所涉及的專業理論和專業技能。

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收稿日期：2016-11-15

課題項目：浙江省“十二五”省級實驗教學示范中心重點建設項目資助