高分子材料本科专业实验教学改革研究

肖谷雨

摘要：本文根据作者所在高校高分子材料专业实验教学的改革实践，系统性指出高分子材料本科专业实验教学改革应着力于五个方面：提高实验课程在专业培养计划中的比重；引入开放式实验教学模式；补充更新实验仪器设备，并用于实验教学；合理组织实验教学内容，分阶段进行教学；采用实验操作与实验报告并重的评价方式。

关键词：高分子专业；实验教学；改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）22-0098-02

长期以来，国内高校高分子材料专业教学偏重理论课，专业实验课所受重视程度不够，基本上还是传统的实验。针对现存问题，笔者所在高校进行了高分子材料专业实验教学改革，取得了良好的教学效果。鉴于此，高分子材料本科专业实验教学改革应着力于以下五个方面。

一、正确认识实验教学的作用，提高实验课程在专业培养计划中的比重

正确认识实验教学是提高实验教学效果的基础。高分子材料专业理论教学与实验教学这两个方面相对独立、相互依存、相互促进。实验教学与理论教学相比，更具有直观性、趣味性和连贯性，对于培养学生的动手能力、科学能力和创新能力具有不可替代的作用。实验教学内容以理论教学内容为基础，但比理论教学内容更加注重实际，强调动手能力与运用知识的能力。学生通过实验教学的各个环节，能提高分析问题、解决问题以及创新的能力。由于以往过于强调理论教学，对实验教学重视不够，因而高分子材料专业实验教学课时少，在专业培养计划中的比重相对较小。为改变这一状况，本实验课程新增了60课时用于综合性实验教学，另外还新增了课时用于设计性创新性实验。这样，高分子材料专业实验教学课时大幅增加，为保证实验教学质量打下了基础。

二、引入开放式实验教学模式

集中实验教学有其本身的优点，能在规定的时间内训练学生的基本实验操作技能，引导学生形成科学的实验方法和严谨的实验作风。然而，所有专业实验都集中开课的话，学生实验的积极性和主动性难以提高，主观能动性不能得到很好的调动，不利于创新能力的培养。针对集中实验的缺点，需要做大幅的改革。在学生接受了一定的集中实验训练，具备基本实验技能之后，新增了综合性与设计性创新性实验，以激发主观能动性，锻炼学生分析问题解决问题的能力。将该部分专业实验设置为开放性实验，学生根据自己的课表选择实验时间，预约实验平台进行实验，可提高学生的实验主动性，也能解决实验场地与时间难以安排的问题，从而弥补了集中实验教学的缺陷。

三、补充更新实验仪器设备，并将科研仪器用于实验教学

由于全校化学实验教学的整合，高分子材料专业实验仪器设备人均占有率下降，并且部分专业实验教学仪器设备老化。通过申请专项经费，补充更新了实验教学设备，保证学生能及时开展实验。同时，针对开展综合性实验和设计性创新性实验，为缓解实验教学仪器设备的不足，学院测试中心为学生专业实验提供免费测试分析服务。笔者所在学院测试中心由仪器分析中心和高分子材料加工中心两部分组成，属于211工程和985项目投资建设的公共实验平台，具有较大的规模，总面积达900平方米，拥有50余台先进精密的大中型仪器设备，并且高端先进仪器设备还在不断地引进当中。此外，还有双螺杆挤出机、注射成型机、开炼机、密炼机和平板压机等加工设备，面向高分子材料加工研究方向。该中心能为专业实验教学提供强大的分析测试平台支撑。学院还动员各课题组参与实验教学，并可免费使用各课题组自有的仪器设备。

四、对实验教学各部分内容进行合理组织，分阶段进行教学

1.加强基础实验，训练基本实验技能。高分子材料专业基础实验以演示性和验证性实验为主，侧重于某个反应、某个性能、单一操作的基本训练，以巩固和加深对专业基础理论的理解，培养学生基本实验操作技能，是养成良好实验习惯的基本环节。通过这些基础实验的训练，为后续的综合性实验和设计性创新型实验打下了基础。根据高分子材料三门专业课的内容，可以安排如表1所示的20个基础实验，基本涵盖了高分子化学实验、高分子物理实验和高分子材料加工实验。

2.增加综合性实验，提高综合运用专业知识解决问题的能力。综合性实验要求对所学理论知识和基础实验知识进行有机融合，去解决比较复杂的实验问题，其目的是综合运用专业知识能力去分析和解决问题。综合性实验的选题在注重科学性的同时还要兼顾可行性和实用性，难度也要适中，最好能涵盖高分子化学实验、高分子物理实验和高分子材料加工实验这三部分内容。综合性实验要体现多门课程的融合，实验操作涉及多种实验技能的运用。在之前专业基本实验的基础上，再通过综合性验的训练，让学生经历一个循序渐进的提高实验技能的过程，掌握专业研究的基本方法。高分子材料专业综合性实验安排在基础实验之后进行，在大学第六个学期开课，综合性实验目录如表2所示。

3.通过设计性创新性实验提高创新能力。设计性创新性实验本质上属于“真刀真枪”的科研工作，共分为两部分。第一部分是新型高分子材料实验的设计，训练学生实验的构思、设计能力。学生与指导教师互选，共同确定感兴趣的研究课题。学生查阅资料，了解课题研究背景与创新性，明确研究目标，提出具体实验方案。与指导教师讨论，修改、确定实验方案，最后撰写实验设计报告。在上述实验设计训练的基础上，可通过学校的PRP（Participation in Research Program）项目，开展创新性实验工作，这是设计性创新性实验的第二部分内容。PRP项目是我校专门为本科生开展创新性实验提供的科研项目，有专门经费支持。通过师生互选，共同申报该类项目，学校批准后实施。PRP项目在老师指导下进课题组实验室完成，属于开放式实验，包括课题立项、开题、中期汇报和结题答辩四个过程。

设计性创新性实验是实验教学方式方法的革新。由指导教师提出實验项目、实验目的，学生综合运用专业知识设计实验方案与具体步骤，在老师指导下完成实验，最后总结，写出实验项目报告。通过设计性创新性实验的训练，动手能力、分析与解决问题的能力得到了提高，逐步了解科学研究的思路和方法，全方位地提升学生的创新能力。

五、采用实验操作与实验报告并重的评价方式

学生实验成绩的评价是实验教学的重要环节，也是专业实验教学改革的重要部分。以往基本上依据实验报告做评价的方式存在严重弊端，需要进行改革。新的实验成绩的评价注重操作、注重过程、注重综合运用知识的能力。根据实验教学类型，成绩评价有以下三种方式。对于基础实验，出勤和实验预习报告占20%，实验操作技能及实验结果占50%，实验报告占30%。对于综合性实验，实验开题报告占30%，实验操作技能及实验结果占50%，实验报告占20%。对于设计性综合性实验，考核成绩由实验总结报告成绩和项目答辩的成绩组成，分别占60%与40%的比重，强调综合运用专业知识解决实际问题的能力。

综上所述，对高分子材料专业实验教学改革进行上述五个方面的改革实践，并通过这一系列专业实验的科学训练，高分子材料专业学生能熟悉使用常见专业实验仪器，达到掌握基本的实验技能和实验方法，综合运用专业知识的能力得到加强，分析与解决问题的能力显著提高，为毕业论文及以后的科研工作打下牢固的基础。

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