高分子专业材料加工综合实践课程的教学探索

龚新怀 (武夷学院生态与资源工程学院,福建武夷山 354300 华侨大学材料科学与工程学院,福建厦门 361021)

赵瑨云,康晓燕 (武夷学院生态与资源工程学院,福建武夷山 354300)

高分子专业材料加工综合实践课程的教学探索

龚新怀 (武夷学院生态与资源工程学院,福建武夷山 354300 华侨大学材料科学与工程学院,福建厦门 361021)

赵瑨云,康晓燕 (武夷学院生态与资源工程学院,福建武夷山 354300)

基于以工程实践和创新能力为核心的应用型人才培养目标,在高分子材料与工程专业的培养方案中新增了材料加工综合实践课程。从实验教学内容体系设计、教学内容设计、教学手段设计和实验考核评价4个方面,提出对高分子专业材料加工综合实践课程进行教学设计。教学实践结果表明,该教学设计能培养和增强学生的实践创新能力,并已取得良好的教学效果。

高分子专业;材料加工;综合实践课程;实验教学内容;教学内容;教学手段

工程实践和创新能力培养是我国工科高等院校进行应用型人才培养的核心目标,实验教学是完成这个目标的重要途径[1]。目前在高分子专业实验教学体系中,大多数院校主要以培养基本技能的验证型实验为主,孤立地结合理论课程教学内容,分门开设高分子化学实验、高分子物理实验、高分子成型加工实验及高分子材料分析与测试实验等,各实验课程之间、各实验项目之间缺乏有效的联系和配合,不能形成一个系统化实践教学环节,这将很不利于对学生工程概念和创新能力的培养[2]。对此各高校都积极进行实验教学改革,在实验教学内容中引入具有工程能力培养导向的综合性实验和创新能力培养的设计性实验[3],但由于把综合性和设计性实验仅加到一个实验课程中,往往只有几个学时的教学安排,很难取得培养学生工程和创新意识、提高综合实践能力的良好效果,甚至无法满足学生顺利完成本科毕业论文的需求[4]。因此笔者尝试对武夷学院高分子材料与工程专业的培养方案进行修订,在单独开设高分子化学实验、高分子物理实验、高分子成型加工实验及高分子材料分析与测试实验基础上,结合专业教师科研方向和地方产业发展,单独增设了1门材料加工综合实践课程,将材料制备、材料加工、材料结构表征与性能测试等相关理论与实践有机串联、搭配、综合起来,培养学生掌握实验基本技能的同时,提高工程实践能力和创新意识。课程安排在第7学期进行,计划32学时。

1 实验教学内容体系设计

1)开设综合性、设计性实验,培养学生实践创新能力。验证性实验是打基础,培养基本技能,在实验教学过程中,学生往往依葫芦画瓢,照抄实验预习内容,只注重实验结果,不顾实验现象的分析,缺乏实验的主观能动性,难以培养学生思考、分析、解决问题的能力。综合性、设计性实验,侧重多门学科知识的综合运用和实验方案的自主设计,要求学生主观能动性的发挥,能提高学生综合实践能力和创新能力,鉴于验证性实验已在前期的高分子化学、高分子物理、高分子材料加工实验中已有开设,该课程只开设综合性、设计性实验。旨在培养学生的综合能力和创新能力,为学生最终的毕业论文实验作铺垫。

2)引入教师科研成果,拓宽教学课题来源,促进教学科研良性互动[5]。以教师科研成果为基础,开发出综合性、设计(创新)性实验,提高学生的实验参与兴趣和主观能动性,变被动参与为主动学习,提高实验教学效果,培养学生具有创新意识和能力。以教学与科研互动为教学模式,让学生尽早参与科学研究,从而认识、理解科研的基本过程,同时增进实验教学的深度、科学性和生命力,有利于培养学生的创新意识。

3)与地方产业发展相结合,强化工程实践性教学环节、凸现工科特色[6]。在实验教学中,对开设的综合型实验设计既要体现理论与研究相结合,又能培养学生对各门学科知识的综合运用能力。综合实验要求学生完成从原料准备到产品检测的全过程,提高学生的综合能力,尤其是工程实践能力,教学实践中实验设备模拟实际生产,激发学生的学习兴趣,并培养学生以工程角度分析问题和解决问题的能力,体现实验教学的工程实践性,提高学生的工程能力。如武夷学院位处福建闽北,竹木资源丰富,竹木加工企业众多,在竹木加工当中产生了大量的废弃物。提高竹木利用率,资源化利用废弃物,是竹木产业需要重视的研究问题。为此武夷学院教师申请立项的福建省科技厅重点项目——闽北竹木废弃物的资源利用(2012N0027),研究方向之一就是将竹塑、木塑复合材料的制备研究成果应用于高分子材料专业的实践教学内容中,与地方产业很好衔接起来。

2 教学内容设计

实验教学的最终目的是为了提高学生的实践创新能力,适应未来的职业发展,基于,该实验教学面向高分子材料研发岗位工作内容,创建工作环境氛围,同时模拟本科毕业论文模式,分模块开展课程教学,将整个教学过程划分为文献查阅教学引导、开题报告和讨论,材料成型制备实验、材料结构表征与性能测试实验、课程总结与答辩5大模块(见表1)。该5个模块既对应工作情境,也是科研训练的基本过程。学生在经过这个课程的学习训练之后,可以让他们充分了解开展科研工作的基本方法,有利于他们顺利完成即将开始的本科毕业论文。

表1 实验内容、学时及预期目标

3 教学手段设计

1)注重教师引导作用,强度团结协作精神。在教学过程中,为确保实验过程顺利开展和预期教学效果,在每个环节上都要注重对学生的引导作用,包括引导学生如何查阅文献制定实验方案,如何分析实验现象及问题、如何进行数据处理、分析和实验结果总结,并引导学生根据实验中出现的问题再查阅文献、调整实验方案等。最终达到引导学生建立初步的科学研究方法和思维能力。笔者所在教研室目前有2位副教授、3位讲师参与2010级高分子专业57位学生的实验教学指导中,在师资配备上能够保障对学生的指导。同时课程教学采用小组团队协作方式进行,每组3名同学,团队合作完成项目,培养学生具有团结合作意识和精神,起到很好的情感教学效果。

2)开放实验室资源,配合学生完成实验[7]。因为该课程学时安排不多,学生不一定能在学时规定范围内完成文献资料的查阅、实验方案制备、材料制备、材料的结构表征与性能测试以及开题和答辩所有环节,因此在教学期间必须开放实验室。实验室的开放必须从实验药品、实验仪器设备及实验师资都加以保障。在保证实验安全的同时,能对学生在实验过程中出现的疑问进行解答,实验设备故障及时维修,确保学生实验的顺利完成。

此外学院还建成了实验中心网站,学生可以登陆网站,查阅实验中心相关的实验设备、实验教学资料等,并对实验过程中存在的疑问还可以在线留言,实验中心安排了教师进行详细解答。

4 实验考核评价

以往实验成绩的评价方式是学生实验,交实验报告,教师给出成绩。该模式不能客观、全面地评价学生的综合性、设计性实验技能,抑制了学生深入探究的学习兴趣。为了提高学生对材料加工综合实践课程的兴趣与热情,养成良好的实验作风和科研态度,就必须客观、全面地评价实验教学效果和学生的实验技能及实践创新能力,改变传统只注重结果的考核方式。由于该课程采用毕业论文模式,划分为5个模块(见表1)进行,因此制定了依据模块的课程评价体系,每个模块分值各占20%,同时在模块评分中引入小组研究团队负责人对成员的评价和其具体工作介绍,指导教师在具体指导中随时跟进,认真观察,并在适当参考学生评价的基础上,做出客观、公正和全面的评价。

5 结语

材料加工综合实践课程,融合了高分子材料成型加工、高分子物理、高分子材料分析与测试等知识点,并通过对接教师科研成果和地方产业,采用本科毕业论文模式,分模块对学生进行全面考核评价,激发了学生的学习兴趣,充分调动了其主观能动性,培养他们的团队合作精神和工程实践意识,并帮助学生了解科研过程,提高实践、创新能力,取得良好教学效果。

[1]庄启昕,唐颂超,李欣欣,等.以工程和创新能力培养为核心,构建高分子化学实验体系[J].实验技术与管理,2011,28(6): 249-250.

[2]朱亚辉,左晓兵,张建耀,等.高分子材料专业实验系列化的实践探索[J].高校实验室工作研究,2009,23(4):25-27.

[3]郭正虹,方征平,程捷.高分子成型加工创新性实验体系[J].高分子通报,2011(5):103-106.

[4]夏茹,周艺峰,林宏云,等.高分子专业大综合实验课程的设置与实践[J].高分子通报,2010(12):95-98.

[5]韦化,曾冬梅,秦钢年,等.实验教学与科研相结合,培养学生的创新能力[J].实验技术与管理,2008,25(5):31-34.

[6]杨道媛,刘一飞,徐博,等.依托办学特色,发展创新实验项目培育创新成果[J].实验技术与管理,2011,28(6):231-233, 238.

[7]傅伟宁,项尚林,张玲.高分子材料与工程专业开放实验教学的探索及改进[J].高分子通报,2013(6):90-95.

[编辑] 辛长静

N4

A

1673-1409(2014)22-0113-03

2014-02-12

福建省科技厅重点项目(2012N0027);武夷学院科研项目(XL1209);武夷学院教改项目(Jgrc201006,Sj201210397733)。

龚新怀(1985),男,博士,讲师,现主要从事高分子材料方面的教学与研究工作。