精細高分子化學選修課教學探索與實踐*

吳 瓊，黃 浪

(1 青島科技大學化工學院，山東 青島 266042；2 中國科學院青島生物能源與過程研究所，山東 青島 266101)

精細化工是以市場需求為導向，產品具有特殊功能、高附加價值、小批量、多品種等為特點的化學工業[1-2]。而精細高分子化學主要研究具有特殊性能或特殊功能的高分子量的精細化學品。1988年創刊75周年的《化學與工程新聞》邀請10位著名化學家展望21世紀化學，他們指出21世紀材料領域內化學將首要向精細高分子化學方向挺進。結合青島科技大學精細化工專業的專業特點與特色，在大三下學期開設這門專業選修課程。課程教材主要選用哈爾濱工業大學出版社，王久芬等編著的《高分子化學》及化學工業出版社，夏宇正等編著的《精細高分子化工及應用》。

選修這門課程的學生主要有兩部分，一部分同學即將進入企業從事相關領域的工作，另外一部分同學希望將來讀研從事相關的科研工作。傳統的課程大綱主要劃分為自由基聚合、自由基共聚、離子聚合、連鎖聚合實施方法、縮聚反應、開環聚合等幾部分[3-4]，側重精細高分子材料的制備、反應動力學、產品基礎性質等知識點，以100%課堂授課的形式灌輸給學生，考核主要通過閉卷考試機械的考察學生對基礎知識點的掌握情況。這種方式難以讓學生針對性吸收有價值的知識，理論與實踐脫節，枯燥的課堂模式讓學生失去興趣，收效甚微。我們結合選課學生的需求，針對該課程的特點，對課程大綱，教學方式，評價機制進行了全方位探索與改革，實現精細高分子化學教學工作的創新與質量提升。

1 調整課程體系及教學內容

精細高分子化學是針對精細化工專業開設的具有專業特色的課程，開課的初衷是作為該專業的補充課程，與高分子材料學科有一個交叉互融。開課初期為專業任選課，分為自由基聚合，離子聚合，逐步聚合，開環聚合等章節，共32學時，讓學生初步簡單了解精細高分子化學的概念和合成手段[5]。隨著化工與材料學科尤其是高分子材料學科的交叉性越來越強，高分子化學已經滲透到精細品化工的方方面面，同時考慮到學生們在擇業和繼續教育方面的需求，我們對精細化工專業的培養方案和精細高分子化學大綱進行了調整，將課程調整為限選課，學時拓展到48學時，增加了特種高分子化合物，精細高分子材料應用等章節，以期學生能夠更深入系統的掌握相關高分子材料的制備原理和前沿知識。

精細高分子化學是一門應用性較強的課程，既要有相應的深度，對于即將選擇未來方向的準大四學生，也需要有相應的廣度。對于深度方面，修改后的教學大綱以自由基聚合和共聚合為主要授課內容，從概念，反應過程，反應原理，動力學，應用等各個方便進行詳細的介紹，滿足學生們對基礎知識的了解，對于逐步聚合，開環聚合等章節采取學生自學，課堂簡要介紹的方式，做到詳略得當。對于廣度方面，要對教學內容進行有的放矢的拓展，譬如緒論部分介紹精細高分子化學，既要介紹其發展歷史，有代表性的人物和產品，又要介紹現在的發展情況，近幾年哪些獲得諾貝爾獎的科學家主要從事高分子化學領域的研究，我國哪些專家學者在這方面有較高的成就，讓學生們去追蹤他們的研究動態。同時要對授課內容進行實時更新，結合國家的政策和向導，例如今年是國家實施限塑令第10年，講到氯乙烯和聚氯乙烯時，側重介紹一下限塑令的背景，實施情況和需要完善的地方，讓學生們自己思考這樣一個大背景下我們學習這門課程具有什么更深遠的意義。

讓學生參與到課件的編制當中，一學期的課時有限，如何做到精講，讓學生們在有限時間內學到自己感興趣的知識是教學效果重要體現之一。學期開始前及初期提議學生多觀察身邊的生活用品，譬如各種水杯的材質及下面的數字，衣服標簽等，讓大家初步了解高分子材料是如何具體影響我們的生活，針對大家的理解和好奇，讓學生帶著問題來上課，老師要隨時接收學生的問題與疑問，結合教學大綱對授課內容進行調整。同時邀請同學網上匯總自己感興趣的知識點和方向，結合教學大綱，對課件進行完善和補充，同時做到邊上課邊完善，邊添加邊上課，滿足不同類型和規劃學生的學習目的。

2 完善教學方式

對于這種理論課程，傳統的授課模式就是以教師講授為主體，對學生實行灌鴨式教育，容易產生厭煩心理；以教材為中心，脫離實際情況，學生邊學邊忘。這些問題的存在直接影響了學生的學習效率，教師的授課效果，也影響教師授課的信心。

為了克服上述不足與缺陷，考慮到純理論學習很枯燥，我們借鑒研究生課程的教學方式，實現講-學-聽-看的教學方法。首先仍然是教師“講”，一些基本概念和機理仍然需要教師通過課堂傳授給學生，但這一部分要少而精，通過精簡課件和教材，選取對學生最有用的知識點，采用最能利于學生記住的手段去講授。其次是學生采用不同種形式去“學”，這也是最重要的一部分。課堂上學到的知識是基礎，我們要做到的是如何讓學生能記住學到了什么，開心的去學，也能明白這些書本上的知識點如何在生活中得以應用。每結束重要的知識點，我們會給學生創造機會將知識與產品結合在一起，給學生知識點賦予“實物影像”。譬如講到聚氨酯聚合，我們邀請學生到我們合作的企業“萬華集團”現場觀看聚氨酯的工業化生產流程，讓學生自己去找哪些流程我們學習過，哪些和我們講的不一樣，哪些需要我們回去進一步學習，讓學生明白精細高分子化學在生活中的實際應用遠比書本上的知識復雜，但是我們學習的知識都是磚瓦，激發學生們的學習興趣。又譬如講到表面活性劑親疏水性，可以邀請同學們去我們科研實驗室，觀察表面活性劑在不同溶劑中的狀態，通過透射電鏡觀察其作為模板劑制備的功能材料的“千姿百態”，初步了解高分子材料結構的作用，讓學生意識到工科知識不止書本這么枯燥。第三，讓學生們多“聽”，高分子專業是我校優勢學科，學校會定期邀請相關領域的專家，學者，工程師給本科生、研究生科普相關知識及學科前沿，我們邀請選課學生一起參加這些講座，從大范圍了解精細高分子化學的學科發展情況，進一步明確哪些是學習重點與要點。最后，讓學生們多“看”，很多科普性的知識很難活靈活現的在黑板上展現，我們借鑒網絡平臺，譬如講到功能性高分子材料，我們給學生播放鄭強教授的網易平臺科普視頻，讓學生們換種方式學習之時，課下也可以自己利用網絡平臺得到有用的信息。

整個學習過程，由老師為主體轉變為學生為主體，以教材為主體轉變為理論實踐相結合，大大提高了學生學習積極性和學習效率。

改革后的教學方式鼓勵學生更積極主動參與到自主學習過程當中，成功激發了同學們參與精細高分子化學科學研究的興趣，2016級兩位同學通過在科研實驗室的短暫參觀學習對科研產生了濃厚的興趣，在老師的指導下，進入實驗室協助研究生進行相關研究工作，研究項目申報了全國互聯網+創新創業大賽，成功晉級省級決賽，既完成了課堂知識學習，又拓展了課外視野，也為大學學習生涯增加濃墨重彩的一筆。

3 優化評價機制

本課程傳統的考核方式主要由期末卷面成績決定，而精細高分子化學是一門應用型課程，同時考慮到選課同學的特定目的，我們進一步對考核方式進行了改革。成績由原來的100%卷面成績變為60%卷面成績和40%實踐考核兩部分組成。調整后的課程體系和教學內容摒棄了單一的書本教材，講授過程中課件隨時更新，結合了PPT展示，視頻展示，實際觀摩學習，因此卷面知識點除了考核教材的基礎理論知識，更多考核教學過程中學生的參與情況與認真聽講情況，而不是單一的期末復習就可以掌握，更能調動學生的學習積極性。實踐考核根據學生的學習目的和未來規劃不同可以自行選擇實踐的方式。對于希望讀研的學生，鼓勵他們提前進入相關實驗室，結合課堂理論知識，進行實際操作。譬如學到陰離子聚合時，可以通過觀察具體實驗現象和材料的TEM電鏡，詳細了解如何通過陰離子聚合制備星型材料。將參與實驗過程及所得所想總結成報告作為實踐考核的成績。對于希望畢業直接進相關企業工作的同學，我們可以幫忙聯系與學校產學研合作的相關企業，鼓勵他們拿出一段時間聯系相關企業去進行學習，探討如何將學習的書本基礎知識與實踐生產聯系起來，反過來也能知道什么知識點是真正有用的，需要進一步深入學習的，我們通過反饋進一步完善課程大綱。實踐部分的學習并非傳統考試結束后交報告，而是從課程開始就開始，貫穿整個學期，做到不是為了成績而參與實踐。

區別大一大二課程的安排，針對大三學生，通過改革后的考核方式能夠培養學生們綜合運用能力，理論結合實際的能力。有的學生通過在企業的相關實踐學習，提前簽署工作意向，提前熟悉了工作環境與內容，畢業后入職能更快的進入角色，從企業的角度出發，這種合作屬于校企合作的一部分，也能定期為他們注入合適的新鮮血液，因此無論對學生還是企業都是有益的。

該課程教學探索與改革從2017年開始，主要面向2014，

2015和2016三級學生開展，通過對課程大綱，教學方式，評價機制的摸索與調整，學生的學習熱情有了顯著提高，選課率由2014級的52%分別增加到2015級的60%和2016級的73%。整體課程目標達成度由2014級的0.65分別增加到0.79和0.88，很好的完成了精細高分子化學作為一門選修課與精細化工專業畢業要求對應的指標點。

4 結 語

精細高分子化學是從事高分子化工材料研制和科學研究的必備基礎知識，針對不同學生的學習目的和要求，對課程體系和教學內容進行了調整，有效利用課堂時間讓學生高效學到有用的知識。采用講-學-聽-看的教學方法，充分發揮學生為中心的教育模式，結合實踐考核，提升學生學習的主觀能動性，同時對選修課程的教學質量起到積極有效的作用。