基于工程教育認證背景下的《高分子化學》課程改革探索

邢瑞光　李亞男　李瑞紅　布林朝克　張奇偉　葛鑫　孫鶴　張邦文　高占勇

摘要：在工程教育認證背景下，以復合材料與工程專業中的基礎課程《高分子化學》為例，從課程目標的制定、教學內容和教學活動的制定、評價方式和標準的制定三方面闡述了《高分子化學》課程如何較好的支撐畢業要求。

關鍵詞：工程教育；《高分子化學》；課程改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）35-0129-02

為了實現高等教育內涵式的發展，符合“十九大”報告對高等教育的要求，我校復合材料與工程專業正在積極籌備工程教育認證相關事宜，現將籌備過程中的一些心得體會結合工程教育認證背景下的《高分子化學》教育改革做一個簡單總結。我國2006年建立了工程教育認證體系，2012年建立了國際實質等效的中國工程教育認證體系，2013成為《華盛頓協議》預備成員，2016年成為《華盛頓協議》正式成員。成為正式會員后標志著我們在高等工科教育方面與世界接軌，這也要求我們在課程建設和改革方面要與世界接軌。《高分子化學》這門課是復合材料與工程專業的核心基礎課，它將為后續專業課提供理論知識支持，同時是支撐復合材料與工程專業畢業要求的重要專業基礎課程之一，為解決復合材料與工程專業的復雜工程問題提供基本原理和專業基礎知識。為了讓《高分子化學》這門課更好的支撐畢業要求需在以下三方面作準備。

一、課程目標的制定

該課程的總體目標是通過對《高分子化學》的學習使學生較熟練地掌握高分子化學的基本概念、高分子化合物的聚合反應原理、控制聚合物反應速率和分子量的方法，培養初步具有選擇聚合反應和控制聚合反應條件合成聚合物的理論、實踐能力。根據工程認證的要求，為了讓課程更好的支撐畢業要求需要將總體目標分解成若干小的課程目標分別支撐畢業要求的不同分解點。因此，課程目標的制定要有一定的要求。（1）基于工程認證框架下，課程目標是由畢業要求、課程體系和課程特點確定的。如基礎課注重于本專業復雜工程問題中解題能力的培養；專業核心課程注重于本專業復雜工程問題中分析能力的培養；實踐類課程（包括實習實驗類）注重于本專業復雜工程問題中解決問題能力的培養。（2）課程目標需要細化，并根據不同的課程目標選擇適合的教學活動，從而達到較好的教學效果。（3）課程目標必須完全覆蓋對應的畢業要求，為了滿足部分學生進一步學習的需求可以對課程內容適當擴展。如內蒙古科技大學材料與冶金學院復合材料與工程專業的畢業要求，《高分子化學》課程支撐了2個畢業要求中的2個指標點，對應于5個課程目標。課程支撐的畢業要求：①能將工程基礎知識和專業知識用于復合材料加工過程的工藝設計、性能檢測和質量分析（對應于畢業要求1的第四個指標點）。②能夠應用物理、化學及材料科學等相關知識，識別、表達及分析復合材料復雜工程問題中涉及的物理及化學問題，并得到合理的結論。（對應于畢業要求2的第2個指標點）根據兩個畢業要求將高分子化學的課程目標分解如下：①使學生了解高分子化學的發展簡史、發展趨勢（課程目標1）。②掌握高分子化學的基本概念、聚合反應類型、聚合反應機理、聚合反應動力學和熱力學（課程目標2）。③掌握合成高分子化合物的基本原理及控制聚合物反應速率和分子量的方法（課程目標3）。④掌握高分子化學反應的特征及聚合方法的選擇（課程目標4）。⑤掌握高分子化合物反應方面研究所應該具有的基本知識（課程目標5）。表1為高分子化學課程目標與專業畢業要求的關系，可以看出同一課程目標可以支撐多個指標點。

二、教學內容和教學活動的制定

在教學內容的制定上，既要學習傳統基礎理論，突出工程意識，又要注意本學科發展動向和創新創業意識的培養；既要對聚合機理、方法應用的經典實例進行綜合分析，又要簡略部分不成熟、不常用的機理和理論。比如高分子化學的發展簡史、高分子的基本概念、逐步和自由基聚合的機理、高分子化合物的基本原理及控制聚合物反應速率和分子量的方法要細致講述。同時，為了培養學生的實踐能力，提高工程意識，很多知識點應該結合工程案例進行講解。為了增強學生的創新創業思維，將高分子最新的研究及應用插入到課程的講解或者互動環節中。

為了更好的完成教學目標，需要根據教學內容設計不同的教學活動。一般教學活動的設計有三個原則：（1）所有的課程目標均有適當的學習活動作支撐。如基礎概念和原理方面的以課堂講授居多，而工藝類的以模型或者視頻展示更好理解。（2）學習活動的設計應靈活多樣。往往更多的教學內容需要有多種教學活動的支持才能較好的完成教學目標。（3）能夠體現對“解決復雜工程問題能力”的培養。所有教學活動的支持最終都要回歸到對學生“解決復雜工程問題能力”的培養上。課堂講授教學是高分子化學課程理論教學的主要環節。由于該門課涉及較多的基礎概念理論，且理論計算公式較多，學生聽起課來感覺枯燥、空洞，難以理解和掌握，因此為了啟發學生積極思考和調動其學習積極性，教師在教學過程中應注重教育觀念的轉變，采用多樣化的課堂教學活動，改變以教師為中心的講授式教學為多種教學活動并用，以達到提高學生自主學習的積極性，提高課堂教學質量和效果。教師在講授每一章節時可先采用圖示的方法，概括本章主要內容和基本理論結構框架，讓學生領會教學目標，明確教學思路和重難點等，特別要聯系實際和明確如何應用到相應的具體計算當中。教師在每一堂課開始時，對上一次課的內容進行回顧，起到承上啟下的作用，使學生能夠將知識有機地結合起來。教師在講授每章理論的過程中，對基本理論教學內容要詳細講解，并突出每章理論的重難點。教師可以選出書中較為典型的內容，首先提出問題，讓學生帶著問題去自行閱讀課本、自主學習，學生自行討論閱讀的內容后，全班討論或小組討論，最后教師強調并總結該部分內容中的關鍵概念和原理等。每次課程結束時，給學生布置本次課程內容總結的任務，并在下次課堂上隨機抽出幾位學生對前一次課的內容進行提綱式的回顧，由此達到督促學生課后自主復習，及時對知識進行鞏固和消化，保證所學知識的連貫性，力求達到溫故而知新的目的。

三、評價方式和標準的制定

傳統的課程考核過度依賴于單一的期末考試，無法對教學過程進行監控、反饋甚至引導，無法對學生的工程意識、分析和解決問題的能力以及創新思維進行評價，更無法與討論法、互動法、案例分析法、項目驅動教學法、心理教育導入法等多種形式的教學方法有機結合形成合力，因此多層次的考核體系亟需建立。為了更好、更合理的將完成的課程目標情況進行量化，需要建立不同的考核方式，如作業、案例、討論和實驗等相關評價方式，可能這些評價方式在之前的教學過程中都有所涉及，但是相關的量化評價標準并全面，尤其是對之后課程教學過程的持續改進指導意見頗少，所以對于《高分子化學》課程來說應該采取作業、分組討論匯報、實驗和考試方式相結合的評價方式。每一項教學活動都應該有詳細的評價標準，如作業應根據完成時間、對概念的掌握程度、解題的思路是否清晰和結論的正確情況給予不同權重進行量化評分。分組討論匯報需要根據匯報者表達是否清楚、演講技巧、知識點的涵蓋情況和結論的合理性方面給予不同權重進行量化評分。實驗應根據實驗的預習情況、實驗的操作、實習報告的撰寫和結論的好壞方面給予不同權重進行量化評分。

四、結語

工程教育背景下《高分子化學》課程需要在課程的目標、內容、教學活動、教學模式、考核方法等方面與畢業要求相對應，并有據可查。而課堂目標的落實、考核和合理評價需要細化學習目標，細化學習活動和細化評分標準，只有這樣才能將《高分子化學》課程很好的支撐畢業要求中相應的指標點。

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