《功能高分子材料》教學方法改革探索

劉引烽 晏偉 顏世峰 蘇新艷

摘? 要：在高分子專業課程中，《功能高分子材料》課程因其特殊的內容可以作為試點課程進行教學模式改革嘗試，將以教為主轉變為以學為主，把學習的主動權交給學生，培養學生自主學習能力、展示與交流能力、質疑與創新意識。這不僅對學生是一種鍛煉，對教師也是一種挑戰，從而達到教學相長、相互促進的良性循環。文章從課程目標、教學內容、教學方法、教材建設和教師成長五個方面加以闡述，對課程改革提出了建議。

關鍵詞：功能高分子材料;專業課;教學方法;改革;能力培養

中圖分類號：G642? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2096-000X（2020）17-0129-04

Abstract： Among the professional courses for the major of polymer materials and engineering， "functional polymer materials" course can be attempted to be a pilot curriculum for reforming the teaching mode. The main change for the students will be from passive learning to active learning， i.e.， the learning initiative will be delivered to students， in order to enhance the ability of self-learning， displaying and communication skill， and query and innovation consciousness. This is not only an exercise for students， but also a challenge for teachers to achieve a virtuous cycle of mutually reinforcing both teaching and learning. A suggestion for the curriculum reform was proposed here through elaborating the course objectives， content， teaching methods， textbook revising and the young teachers' professional development.

Keywords： functional polymer materials; professional course; teaching mode; reform; ability training

引言

《功能高分子材料》課程是高分子材料專業課程之一。它對于拓寬學生視野、加深基礎理論學習都具有重要的作用。大部分開設高分子專業的學校都會開設這門課程，即使是在環境專業、化工專業、應用化學專業也常將功能高分子材料課程作為學生的重要的選修課。

如何講好這門課程，需要任課教師充分考慮自身專業的特點和學生學習該課程時所處的年級、知識儲備等現狀加以調整。

上海大學高分子專業從上世紀80年代末即開設《功能高分子材料》課程，至今已逾20年，其內容也從早期單一的化學功能高分子材料逐漸拓展到光電功能高分子材料和生物醫用高分子材料，并將離子交換樹脂和螯合樹脂從化學功能高分子材料中加以分離，與拆分樹脂、高分子分離膜、高吸水性樹脂和高分子絮凝劑一起歸并成為分離功能高分子材料。2000年左右又將發展迅速的生物醫用高分子材料從《功能高分子材料》課程中剝離出來，獨立成為一門全新的《生物醫用高分子》課程，2010年起又新設《智能高分子》選修課，進一步將功能高分子材料中具有識別、響應、傳感與自修復的高級功能高分子材料單列，以適應高分子材料的飛速發展現狀。在教材選擇方面，在自編講義的基礎上，2001年我們出版了《特種高分子材料》教材[1]，其內容涵蓋特種高分子材料最為主要的功能高分子材料和生物醫用高分子材料兩大分支，后期功能高分子課程僅選擇其功能材料部分作為教材，而將生物醫用高分子材料作為參考。2005年我們對《功能高分子材料》課程進行了第一次課程建設，建設的重點是課件建設，實現了多媒體輔助教學，每一章節都建設了相應的課件、初步完成了PPT、視頻、圖片及flash動畫演示輔助教學，同時設計制作了《功能高分子材料》課程網頁。2017年我們對教材進行了修訂，交由化學工業出版社出版，并列入了十三五普通高等教育規劃教材[2]。

2010年《功能高分子材料》進行了第二次課程建設，其建設內容主要是對教學內容和教學形式的改革，借助于2010年在上海舉辦的世博會，教學小組對課程內容、教學形式進行了大膽的改革和創新，將課外自主學習放在了更為重要的位置上，課內教學則成為在教師指導下的同學間交流學習的場所;同時，我們將課程的教學模式更改為研討課，在自主學習和相互交流過程中，《功能高分子材料》的課程學習取得了明顯的成效。

但是，隨著科學技術的進步，尤其是高分子材料科學和技術的迅猛發展，我們感到，《功能高分子材料》課程還需要進一步加以改進。在教學內容方面需要拓展教學資源，在教學形式上應該更加注重學生自學能力、交流能力、質疑能力的培養?！豆δ芨叻肿硬牧稀冯m然是一門專業選修課，但卻是一門與其他學科交叉、滲透最為突出的課程，是一門與時俱進的課程，它不能墨守成規守著課本一成不變。隨著科技的進步，功能高分子材料層出不窮，新的材料、新的功能不斷涌現，為課程提供了豐富的新的內容。只有跟上形勢、打開眼界，才能跟上功能高分子材料的發展步伐，才能領會功能高分子材料的魅力，才能真正掌握功能高分子材料的精髓。上海的地域優勢為我們提供了優良的外部資源。高校、研究所和企業是創新的主體，上海分布著眾多的高分子研究機構，也進駐了大量的世界500強的高分子材料企業，今后的世博會雖然不大可能再在上海召開了，但上海的展會業十分發達，吸引了全球頂級公司參展各種專業展會，這些資源都為本課程建設提供了極佳的外部條件。同時，課程建設作為提高本科教學效果的有效手段之一，學校和學院均制定了相關政策和措施，對參與課程建設的教師更為寬松的環境和要求，也設有相應的獎勵措施，在制度上加以保證，對課程的進一步建設提供了根本的制度保障。

一、課程目標

我們認為，一門課程首先應該確立課程目標?！豆δ芨叻肿硬牧稀氛n程對學生的要求包括三個方面，一是掌握功能高分子材料的知識內容，二是學習能力與學習方法的培養，三是交流與質疑能力的鍛煉。

1. 掌握知識內容。教學大綱設定了課程應該掌握的最基本的知識要點，主要包括各種功能高分子材料的定義、分類、功能原理、發展歷程與應用等幾個方面。但在有限的課時中，學習的知識總是有限的，我們不僅要求學生掌握知識內容，更要注意培養學生的創新能力。讓學生在學習過程中更加注重了解各種功能材料其功能設計的創新思想和方法，這應該比功能材料有哪些品種、如何制備、是什么原理、有何應用等知識本身更為重要。

2. 培養學習能力。以往的教學往往注重的是知識本身。但我們認為僅僅如此則失去了大學學習的意義。課程教學的目標不能僅僅是掌握知識這么單一。我們不僅要通過課程的教學過程使學生掌握知識，更重要的是培養學生自主學習的能力，找到適合自己的學習方法，以適應現代知識爆炸、更新速度快的現狀，適應將來在復雜多變、競爭激烈的社會中生存和發展的需要。

3. 鍛煉交流與質疑能力。培養了學習能力，掌握了學習方法，學到了有用的知識，如果不能積極參與交流討論，思維就會被禁錮。我們認為課程學習的另一個目標是鍛煉學生的交流討論與質疑的能力。所謂真理越辯越明，所謂思想交流才能碰撞出靈感的火花。只有通過交流，通過質疑，才能對知識本身有更為清晰的了解，對隱藏在功能高分子材料背后的設計思想有更為明朗的認識，才能厘清一些模糊不清的概念，從而達到知其然更知其所以然的較高層次，也才能有學一知百、融會貫通的能力。

二、教學內容

明確了課程學習的目標，接下來就需要仔細安排教學內容。

功能高分子材料是高分子材料的重要組成部分，涉及物質、能量和信息的貯存、傳遞和轉換等諸多功能方面，包括化學功能、分離功能、電磁功能、光功能和各種能量轉化功能等多種功能特性的高分子材料，是反映高分子材料領域前沿研究成果和多種實際運用的課程。因此，本課程需要不斷更新教學內容，將不斷涌現的新理論、新方法、新技術、新成果納入到學生的視野中，在了解課程內容的過程中，能始終緊扣學科的前沿成果進行討論。

功能高分子材料的功能原理涉及多學科的相互滲透與交叉。該課程涵蓋面廣、內容多、更新快、原理復雜。如果只是一味地跟蹤學科前沿成果而不注重基礎理論的夯實，對于功能材料的理解就會流于膚淺，難以抓住其本質。本課程的另一項重要內容就是要注重培養學生探究理論原理的能力，歸納和總結的能力，從根本上把握功能高分子材料的設計思想和設計方法，培養自身創新能力;同時，在探究原理的過程中進一步強化高分子化學與高分子物理等專業基礎課程，提高高分子專業體系的教學質量。在此方面對教師提出了更高的要求，需要教師能具有更為廣泛的知識結構，更為扎實的理論基礎，不僅能從原有的知識體系中幫助學生抓住功能材料的設計原理，而且要從新的功能材料中，發現功能設計的關鍵思想、關鍵方法。在與學生互動交流的過程中，不僅提高了學生的學習能力，同時也提高了教師自身的教學水平。

功能高分子材料不是停留在書本上的知識，是鮮活的研究課題，也有鮮活的應用。如何把學校、研究所和企業的前沿研究和實際應用帶給學生，是提高本課程教學效果的重要途徑。單一依靠課內的時間是難以完成的，因此需要推動學生走向學術前沿講座、走向企業和各種展覽會。例如參觀學術團隊的多肽合成研究，幫助學生了解化學功能高分子材料在多肽等生物活性物質的固相合成中的應用;在參觀陶氏公司、3M公司或GE公司的分離膜研發中心和產品，讓學生知曉分離膜產品結構和實際應用;各種學術講座對拓寬學生的視野也可以起到積極的作用。此外，利用好互聯網平臺，利用好企業廣告視頻以及學術期刊上附加信息都可以給學生提供大量的課外學習資源來提高學習興趣，豐富學習內容，強化知識結構。

三、教學方法

2010年以來，我?！豆δ芨叻肿硬牧稀氛n程主要采用研討式教學模式，以課堂討論為主，以學生自主學習為主。通過學生組成的學習協作小組，對某一專題進行學習資料的匯總、分析與整理，在課堂上與其他同學討論，培養學生分析問題、解決問題的能力和協作學習、自主學習的能力;通過教師的適當引導，訓練學生分析原理和功能之間的邏輯關系，比較和分析內在結構與外部條件對功能特性產生的影響。在總結交流的過程中，鍛煉學生的展示才能、交流能力以及質疑提問的意識。

在給學生布置任務時，要充分引導學生了解和利用各類教學資源。如前所述，教學資源不僅來源于書本，還包括網絡資源、企業資源、研究機構資源和博覽會資源。如ACS、RSC、Elsevier、Wiley等各大出版社，Science Finder、中國知網等中外學術搜索引擎都含有豐富的研究論文及其附加的視頻和圖片信息，可以極大地豐富課程教學內容。上海駐扎了很多科研院所和高校，其研究內容一直處于該領域的前沿，即使是企業，包括外資企業、國有企業與民營企業，與功能高分子材料有關的產品也迅猛發展。利用這些資源，可以形成關于功能高分子材料的科研、生產、研發與應用的實例，通過整理可以形成豐富的感性資源。此外，充分調研和搜集上海工博會及各種有關功能材料的專業博覽會資源，了解功能高分子材料的新發展和新應用，拓展學習資源。

教學過程中，組織學生利用好各類講座也是拓寬教學資源的途徑。可以引導學生通過功能高分子材料前沿領域的各種學術講座，了解功能高分子的發展前沿;通過邀請企業專家來校講座，從管理者角度、創業者角度以及創新發展角度，讓學生了解功能高分子材料的實際應用，或者通過實際的案例，提出需要學生思考的問題，引出基本原理和方法;通過實際參觀，包括功能高分子材料的生產領域和應用領域參觀，增強學生對功能高分子材料的感性認識;通過參加在上海舉辦的各種展覽會，了解行業發展動態和企業需求，從而加深對功能高分子材料的了解。

教學過程離不開課外輔導，利用好學校的校園論壇、教務處網絡教學平臺以及email和微信朋友圈等校園網絡和社會網絡資源進行輔助教學，是互聯網時代給予我們的便利手段。應充分運用多種信息網絡交流平臺，使學生在課外能通過多種渠道對課程進行學習、研究、討論、鞏固功能高分子材料的相關知識內容，并就自己感興趣的問題進行拓展性學習，培養學生自主學習能力;利用網上交流平臺，開展學生與教師之間、學生與學生之間的討論和交流，增強學生的學習興趣，鞏固和擴大學習成果。

四、教材建設

在課程建設的同時，對配套教材也需要進行修訂，以制定出符合課程要求的講義，為達到更好的教學效果提供基本的保障。

本課程所用教材《特種高分子材料》，是上海大學出版社2001年出版的。該教材對散見的功能高分子材料進行歸納、分類、整理，各章比重較為均衡，較為符合教學規律，在內容上也特別注重功能設計的原理。盡管多年來，功能高分子材料已有了飛速的發展，功能高分子材料的種類、制備方法和應用領域都在很大程度上得以拓寬，但其功能原理并未改變。長期的教學實踐證明，運用該教材收到了良好的教學效果。但不可否認的是，該教材還有許多不足之處，主要是，其一，功能高分子材料研究和生產的發展帶來了新材料、新原理和新方法，需要及時加以補充;其二，新的教學模式要求有相應的配套教材。因此，積極組織該課程的配套教材建設，也是上好此課程的重要條件。對原有教材進行修訂，必須補充新的內容，強化功能原理和功能設計，以適應功能高分子材料發展水平;同時建設課程多媒體講義，以適應研討課的教學模式，使學生能抓住教學重點，提出關鍵問題，能引導和啟發學生思考，培養其對功能材料的結構設計能力。

五、教師成長

教師是教學的設計者、實施者，是學生學習的引導者。優秀的教師隊伍，是人才培養的最關鍵因素。建設優秀的教師隊伍既是課程建設的基礎，也是重要的目標之一。

對于研討課形式的《功能高分子材料》課程，由于課程節奏、內容的多變和學生講解與討論的不可控因素太多，在課程開始前需要任課教師統一思想，達成共識，做好前期準備。明確課程目標和工作任務，做好分工合作安排，擬定課程提綱，落實具體環節。通過各種調研活動，先行搜集課外優質資源，加以篩選，推薦給學生。在課堂教學中，組織好課程的講解、討論，引導好交流，把握好時間節奏，尤其要做好最后的總結，教師的最后總結可謂畫龍點睛之筆。由于每次課程學生的講法、討論的問題都不可能相同，對教師的要求就會更高，通過每一節課的實踐不斷積累經驗，在變化的課堂中增強課堂氣氛和課堂內容的把控能力，通過自身的不斷學習和科研實踐來積累豐富的底蘊而增加氣場，在教學實踐過程中不斷進行總結和提煉，形成自己獨特的教學方法和教學模式，從而培養優秀的師資力量。同時教師間的團隊合作、相互交流、相互切磋、取長補短，發揮各自的特長，對于師資隊伍建設也頗為重要，通過培訓與深造等形式可以進一步扶持年輕的師資力量成長。

六、結束語

在高分子專業課程中， 《功能高分子材料》課程因其特殊的內容可以作為試點課程進行教學模式改革嘗試，將以教為主轉變為以學為主，把學習的主動權交給學生，培養學生自主學習能力、展示與交流能力、質疑與創新能力。這樣不僅對學生是一種鍛煉，對教師也是一種挑戰。改革的前提是需要做好前期的準備，對課程目標需要有明確的認識，對教學內容需要精心組織，在教學過程中需要有足夠的底蘊對課程節奏加以調控，在課外也需要做好充分的輔導，同時對教材進行修訂，對其內容進行篩選，才能達到教學相長、相互促進的良性循環。但是，任何事物都是一分為二的，如果沒有前期充分的準備，沒有一顆為學生培養著想的責任心，沒有自身參與科學研究而積累的豐富底蘊，做如此的改變可能只會起到相反的作用，那么不僅學生學不好，也砸了教師和學校的口碑，那還不如不改。

參考文獻：

[1]劉引烽.特種高分子材料[M].上海：上海大學出版社，2001.

[2]劉引烽.特種高分子材料[M].北京：化學工業出版社，2017.