高分子材料與工程專業綜合性實驗教學改革

榮介偉，徐 邁，李 莉，王龍德

(淮南師范學院化學與材料工程學院，安徽 淮南 232038)

隨著社會對高分子材料需求的日益增長和高分子科學研究的逐步深入，新型功能高分子材料不斷涌現且工業生產規模不斷擴大。社會迫切需要大量從事高分子材料研究的高素質、能力強的高級技術人才。作為普通應用型本科院校新辦的高分子材料與工程專業，我校積極響應國家的辦學宗旨，制定寬口徑、重應用型的人才培養模式，而應用型人才培養的模式中，與理論課教學緊密配合的高分子材料專業實驗是高校高分子材料與工程專業培養學生綜合能力的重要部分。因此，綜合性專業實驗便成了培養學生的創新和動手能力的最重要的應用實踐教學環節之一，也是確保人才培養目標實現的關鍵和畢業生順利就業的奠基石[1-2]。

1 高分子材料與工程專業實驗教學現狀

(1)教學內容、形式單一，實驗教學內容以操作型、演示型、驗證型實驗項目為主，全班同學形式單一地同時同地做相同的實驗內容。近年來，盡管很多本科應用型高校在專業實驗教學中打破常規，注重引入設計型、綜合型、開放型實驗項目，但最后往往受到人員、場地、經費等因素制約，學生創新能力的培養及人才培養質量的收益尚不顯著。(2)教學方法老套，停留在以實驗教師講授為主，學生往往按部就班實驗老師規定的思路或方法開展實驗，學生一直處于機械被動狀態，不利于學生發揮主觀能動性和創造性，更不利于學生創新能力和創新思維的培養。(3)教學效果不理想，從跟蹤高分子材料與工程專業的畢業生就業調查反饋信息來看，大多數應屆畢業生感覺所學的理論知識與實踐脫軌，面對實踐問題時不知從何下手，不能有效解決遇到的實踐問題，不能很快地適應實際工作。這就說明我們所培養的人才的創新能力和實踐能力還需要極大加強，專業實驗教學沒有很好地適應社會需要，對學生動手實踐能力的培養還存在比較大的差距。這樣就給我們在專業教學過程中提出了實驗教學改革的新課題。

2 高分子材料與工程專業綜合性實驗的實施

綜合性實驗是指實驗內容涉及本課程的綜合知識或與本課程相關課程知識的實驗，具有實驗目的的設計性、實驗技能的綜合性、實驗操作的獨立性等特點。高分子材料與工程專業綜合性實驗應密切結合專業實際，開發拓展具有啟發性、趣味性、實用性和能夠充分調動學生主動學習熱情的課題，是學生利用理論知識指導實踐，培養分析問題、解決問題的能力，進而提高創新能力的過程[3-4]。結合淮南師范學院化學與材料工程學院高分子材料與工程專業教學實驗室的現有條件，我們開展了對《高分子材料專業實驗》課程中綜合性實驗的探索，全程跟蹤指導學生綜合性實驗的實施，具體如下：

2.1 調研文獻、擬定選題

文獻調研既是學習專業知識、鍛煉獲取信息能力，又是培養學生的分析總結資料的能力。可以依托學校圖書館，互聯網電子資源和指導教師提供的專業資料，廣泛查閱、收集文獻資料。指導教師可以參考專業實驗指導書或結合生產、生活實際給出課題，學生也可以在前期廣泛調研文獻的基礎上結合實際自擬題目。選題時應進行可行性論證分析，選題應遵守難度適中、循序漸進原則。若題目過大，學生難以駕馭，無法在規定的時間內完成或造成實驗失敗，勢必影響學生對實驗的積極性和興趣，而過于簡單的題目會使學生感覺意義不大，不利于學生克服困難、分析解決問題及開拓創新的能力培養。

2.2 打破常規、改革項目

新設計的實驗項目應突出綜合型、創新和開放的特點，打破按專業模塊劃分的傳統教學模式，強調眾多分支學科的交叉及融合貫通，確保每一個綜合實驗項目至少包含三個分支學科并相互滲透；打破陳舊的教學傳統即實驗項目通常給出詳盡實驗內容和操作步驟，現只明確給出具體的實驗目的及要解決的問題，整個實驗流程學生自行研究和創新，老師只進行必要的指導和幫助，必要時可以輔助總體思路和框架以及相關的附加信息，以此控制實驗進程和實驗消耗；打破墨守成規、形式單一的分析解決問題的習慣。不同的學生可以結合自身的知識結構和興趣特點靈活采取不同的解決策略和方案，多種途徑來解決一個實際問題。因此，我們結合實際總共匯編了30個綜合實驗項目可供學生選擇和參考，內容涉及高分子化學實驗、高分子物理實驗和高分子成型加工實驗，每個實驗項目都注重開放性、創新性并注重趣味性和實用性的培養。比如學生在做有機玻璃制備實驗中,除了完成制備玻璃棒任務外,在實驗藥品允許的條件下，可以利用自備的各種小模具來制備相應的玻璃制品，這樣大大增加了學生的實驗興趣，只有這樣因材施教才能達到提高學生綜合素質的教學目的。

2.3 確定方案、革新教法

整個實驗教學過程當中，實驗指導教師全面掌控全局、指導督促、協調合作和綜合評價。首先，實驗指導教師提出需要解決的研究課題，學生積極調研相關文獻資料，以PPT匯報的形式，提出課題研究的總體思路與設想，指導教師逐個點評并進行綜合評價。其次，學生設計具體實驗方案，實驗指導教師與學生一起分析實驗方案的可行性，在前期充分調研、論證的基礎上學生擬定實驗方案，指導教師和學生共同商榷、探究并反復修改完善，最終由指導教師確定實驗方案后，方能進入實驗過程。然后，指導教師與教學實驗中心主任及分管各儀器設備、藥品的實驗員統一協調之后，方可安排學生進入實驗室開展相關研究工作。在全程實驗過程中，實驗指導教師要隨時關注、檢查學生的具體實驗進展，及時解決實驗過程中可能出現的問題。實驗結束之后，指導學生及時獨立撰寫實驗報告，積極指導取得了新的研究成果的學生撰寫研究論文。最后，指導教師及時對每位學生進行綜合評價，小結利弊，以便后期進一步完善和改進相關的綜合實驗項目。

2.4 加強過程管理改革

實驗過程中重點考查的是學生的實驗操作能力和綜合實驗素養。由于教學模式更加靈活的，為了防止教學模式流于形式，進而導致實驗教師對于學生實驗過程、實驗經費或其它方面的失控，必須加強實驗教學過程的全程監管。(1)教師嚴格按照培養方案和教學大綱控制實驗項目在實施過程中的研究性、開放性和創新性，針對不同的學生采取不同的方案，因材施教。(2)由于綜合性實驗項目采用了開放模式，各個實驗項目不再固定時間和地點，指導教師要嚴格控制實驗周期和實驗消耗，防止浪費或不能按期完成，指導教師要與中心實驗室相關教師統一協調，確保儀器、藥品合理有序的使用。(3)指導教師要全程跟蹤并及時評價，在整個實驗過程中分階段給出評分。指導老師也應積極廣泛聽取學生的心聲和建議，努力提高實驗教學質量。

2.5 結果分析及數據總結

學生完成專業綜合性實驗以后，要求學生及時按要求對得到的實驗數據進行歸納、總結并科學分析，找出其中的規律，積極處理實驗結果，努力寫出有結論、有分析、有體會的、科學合理的實驗報告。例如，我們經常利用課余時間以課題研討會的形式開展實驗成敗經驗交流會，實驗圓滿成功的小組，及時總結與分享實驗過程中所學的理論知識、操作技能和技術關鍵等。對于未達到預期目標的同學，及時反思失敗的教訓，把實驗過程中出現的問題及時總結與反饋，分析失敗的原因并努力探討今后改進的方向，以便在以后的實驗實踐中避免再犯類似錯誤。同學們暢所欲言、相互學習、共同探討，取得了良好的效果。

2.6 改革學生實驗成績評價體系

為了充分調動學生參與綜合性實驗的積極性和熱情，我們設計了科學的實驗成績評價體系。學生最后實驗成績以各個方面的平均值計算，以實驗方案設計、實驗過程、結果分析為主要考核標準，輔助以實驗態度(預習報告及查閱、調研文獻資料情況)、實驗操作(熟練掌握儀器設備的操作情況)、實驗結果(原始數據的記錄及分析、歸納情況)、回答有關問題(主動、準確答疑情況)、報告撰寫(科學性、規范性及實驗后的心得體會)等方面，具體分值比例教師可以靈活掌控，便于根據不同學生的個體因素差異、不同項目難易程度進行適當調整，盡可能公平、公正、全面的給予學生綜合素質的評價，最終給出學生一份科學合理的成績單。

3 結語

通過高分子材料與工程專業綜合性實驗的教學探索，加深了學生對高分子材料理論知識的理解，提升了學生文獻調研、分析和解決問題的能力，培養了學生創新能力和創新思維，激發了學生學習專業知識的興趣和參與科研活動的熱情，為后期將要開展的本科畢業論文奠定了良好的基石。此外，高分子材料專業綜合實驗課程的設立，大大促進了我校高分子材料與工程專業課程體系的建設和完善。