《功能高分子材料》课堂教学改革的一点体会

李岩 徐小燕

摘 要：《功能高分子材料》 是我院针对高分子系开设的重要选修课，具有种类繁多、知识体系复杂、知识更新比较快的特点。本文从教学内容，教学方式，小班化教学，考核方式及立德树人等方面提出一些建议，希望通过改革，提升学生的学习兴趣，锻炼学生的创新能力。

关键词：功能高分子;材料;教学改革;教学内容;教学方法

Thoughts on Course Teaching Reform of Functional Polymers

Li Yan，Xu Xiaoyan

（School of Materials Science and Engineering，Tongji University，Shanghai，200092，China）

Abstract：The course of Functional Polymers is an important specialty course for polymer department in our school.It has lots of specific characters such as numerous species，complicated system and rapidly updated knowledge.This article gives some suggestion on teaching contents，teaching ways，small class teaching，assessment methods and morality education.It is hoped that the students learning interesting and innovation ability can be improved by the teaching reform.

Key words：Functional polymers;Materials;Teaching reform;Teaching content;Teaching methods

1 引言

根据科技部、工信部等部委制定的“十三五”规划显示，新材料等七大行业成为我国战略性发展行业，新材料的战略地位得以彰显[1]。高分子材料作为新材料的一个重要组成部分，在科研和产业应用方面不断发展，成为引领产业转型升级重要指引。其中的功能高分子材料更是得到日新月异的发展，已经在国民经济和国防建设等各个领域得到了非常广泛的应用，不断改变着我们的生活质量并且标志着我国综合实力的增强。功能高分子材料是一门涉及范围广，与众多学科相交叉的新兴边缘学科，涉及内容包括有机化学、无机化学、光学、电学、结构化学、生物化学、电子学、医学等众多学科，是目前国内外异常活跃的一个研究领域，故本门课程的教学显得尤为重要。《功能高分子材料》课程章节众多，涉及面非常广，内容包括吸附分离功能高分子、反应型功能高分子、光功能高分子、电功能高分子、医用功能高分子、液晶高分子、高分子功能膜材料等。本课程教学的基本要求是学生在学习功能高分子材料时，着重掌握它们的基本概念、基本原理、基本知识和实际应用，即材料的组成、结构和功能之间的关系及主要应用，同时让学生了解功能高分子材料的最新发展情况，为学生将来从事的工作及深造打下较好的基础。

2 课程特点及存在的问题

《功能高分子材料》是我院高分子系本科生选修的一门专业课，它是继高分子化学和高分子物理两门专业基础课之后所开设的一门重要的专业课程。根据专业培养计划，《功能高分子材料》安排在大四第一学期，共计34个学时，在授课过程中，发现存在以下几个问题：

（1）作为一门大四的专业选修课，选课的学生形形色色，有保研的、有考研的、有找工作的还有要准备出国的，学生普遍对这门课程的重视程度不高，很少有学生能够静下心来进行深入的学习;

（2）功能高分子材料课程教学内容繁多，且前沿性、跨学科的知识点众多，如何在有限的课时内，选择授课内容并紧密、及时更新讲授内容，提高学生们的专注力是任课教师始终面对的课题;

（3）单纯以期末考试的试卷成绩作为课程考核最终的方式，很难全面反映出学生的实际能力。如何通过合理的考核方式进一步调动学生的学习积极性，并提高教学效果，对学生做出一个全面合理的评价是亟待解决的问题。

针对以上问题，笔者结合自己的授课经验以及《功能高分子材料》课程的特点，对这门课程的教学内容和教学方法进行了改革和探索，相关体会如下。

3 课程的改革和探索

3.1 精心设计课堂教学内容

课程教材选用的是罗祥林编写的国家“十一五”规划教材《功能高分子材料》，有九个章节的内容。由于课时的限制，教师不可能对课本教学内容面面俱到，需对教学内容精心选择，对课程内容进行系统的分析和归纳，精练重点。将重点介绍《功能高分子材料》中的吸附分离功能高分子、光功能高分子、电功能高分子、医用高分子和高分子功能膜材料等章节，其它如反应型功能高分子、环境敏感功能高分子可以采用学生自学的方式进行。教师在授课过程中，除了对涉及的基本概念、基本原理作介绍，重点需要阐明功能高分子材料的结构和性能尤其是功能之间的关系，同时兼顾制备方法和发展方向。在未来，随着技术革命的发展，国家对新材料产业的重视，作为新材料中的功能高分子材料的发展，必将进入发展的快车道。因此，教师要跟上发展的步伐，不断更新、充实和完善授课内容，不断积累和更新知识体系，将最新的研究成果、应用情况引入到平时的课堂教学中。从而提高学生学习功能高分子的积极性，进而牢固掌握功能高分子材料的基础知识。

3.2 密切联系科技前沿

在功能高分子材料课程的教学中，教师在传授功能高分子材料基本知識的基础上，需要注意密切联系科技前沿，特别是最新的研究成果。为此，教师可以建立QQ群、微信群，通过群平台进行功能高分子材料前沿信息的发布、专题讨论或资源的共享。也可以让学生关注如“高分子科学前沿”“新材料在线”等公众号，使学生能够知晓现代的高分子科研水平和未来功能高分子的应用方向。例如，在环境友好生物基功能高分子材料方面，聚乳酸已被公认为是替代石油基塑料最具前景的环境友好材料。当前聚乳酸行业发展的前沿，尤其是我们国家对聚乳酸制造与应用技术的需求，是围绕提升聚合催化技术与稳定控制技术、高性能、耐高温聚乳酸的开发以及生物基纺织材料关键技术等重点基础材料技术提升与产业升级等方面展开的。再如，3D打印已经是一个非常成熟的用于新产品开发阶段快速制造技术，可用于制备复杂的一体化高分子材料器件以及高分子医用材料。在传授知识的基础上，教师可以结合目前的科技前沿，引申出4D打印技术，是利用不同的3D打印方法实现打印的智能材料与结构在外界刺激下的形状与功能的演变，用于智能器件、生物医用与电子、国防安全等诸多领域。这不仅使学生能够掌握所讲述内容，更能让听课学生开阔眼界，增加对功能高分子材料的兴趣。

3.3 充分利用多媒体教学及实物教学

《功能高分子材料》课程教学具有很强的综合性、理论性和实践性，老师要充分利用多媒体技术，丰富教学手段和方法。有条件的老师可以深入功能高分子材料相关的企业车间，拍摄或录制一些相关章节的设备图片或者实际生产场景。如在教授学生离子交换树脂功能高分子材料部分内容时，提供乳液聚合生产中纯水的制备所需要使用的离子交换柱图片，并提问学生为什么乳液聚合要用纯净水，离子交换柱中普通交换柱、阳离子交换柱、阴离子交换柱的作用以及它们必须采取的顺序，有利于学生加深学生对课堂知识的理解。功能高分子材料品种繁多，像医用高分子材料、光功能高分子材料等在网络上有大量相关的照片和视频，老师可以利用网络资源搜集与本课程有关的多媒体动画或图片资料，让学生对知识有更加直观的理解和体会。此外，有条件的话老师可以购买或搜集一些功能高分子材料方面的教具或实物，如购买“水精灵”（代表高吸水树脂）、变色眼镜（代表光功能高分子材料）等，通过实物的直接演示，加大课堂教学信息，丰富课堂教学内容。

3.4 小班化教学方法引入

小班化教学是欧美发达国家普遍推行的一种教学组织形式[2，3]，以倡导学生自主学习、合作学习、探索学习为特点。《功能高分子材料》是专业选修课，人数少于30人，授课老师能够很方便的将小班化的教学方法引入到课堂中。充分利用小班的优势，师生面对面地交流从而让学生自然的参与到教学中，在交流中学习知识。同时，在互动教学中增加提问环节，但要注意因材施教，如对找工作的同学，可以提问一些跟企业、工厂相关的工程问题，对考研的同学，可以更多的提问一些跟高分子化学、高分子物理相关的基础知识，帮助他们有效的复习，不断提高学生的学习兴趣，充分发挥教师对学生 “引导与指导” 的主体作用和学生 “学” 的主体作用。通过小班化教学，将“合作教学”融入课程中，结合课程章节知识点设置小课题，学生可以自由组合完成对课题的研讨，给出课题的解决方案。例如在讲解血液相容医用高分子材料章节时，在完成影响血液相容因素的介绍之后，可以让学生们组成几个小组，对血液相容功能高分子材料进行设计。当然，教师要对各个小组的合作学习结果进行指导并点评，针对出现的问题在课堂上及时进行讲解。通过合作学习，能够激发学生主动探究的欲望，充分调动学生们学习的能动性，并提高彼此之间协作能力，促进学生全面发展。

3.5 考核形式多样

学生的成绩考核分成几个部分，平时成绩由随堂测试和出勤率组成，随堂测试为开卷的形式，题型以填空题和简答题为主，主要是考察学生对本课程基础知识的掌握程度。口头报告是指在课程后期要求学生2-3人一组做一个简短PPT，介绍学生感兴趣、最新发展的且由中国科学家发表的科技文献，通过这种考核形式，学生们会主动搜集文献资料、整理文献、精做PPT，增强学生在课堂上的互动，同时由于是本国科学家的研究成果，能够增强学生们的民族自豪感。另外，还要求学生进行功能高分子图片和视频的收集，并对相应的图片或视频进行简短的介绍，通过这些方式进行考核，同学们会更加注意课堂参与度，而不是单纯为了应付考试而进行被动学习，如此一来，教学效果会明显提高。

3.6 将立德树人融入课堂教学中

功能高分子材料是能源、计算机、通讯、电子、激光等现代科学的基础，功能高分子材料在未来的社会发展中具有重大的战略意义。通过本课程的学习，使学生了解功能高分子材料科学现状及发展趋势，一方面可以扩大学生专业知识面，另一方面让学生了解我们国家近些年在该领域的迅速发展，增强学生们的爱国情怀。同时，在授课过程中注意引入一些相关领域专家、学者的先进事迹介绍，如离子交换之父南开何炳林院士、以及荣获国家最高科技奖研究高温超导的赵忠贤院士、诺贝尔生理学和医学奖获得者中国女科学家屠呦呦的事迹，使学生了解前人工作的艰辛和不忘初心的情怀。教学中重视对学生的人文关怀，努力营造良好的师生关系、同学关系，为培育学生健全的人格提供良好的氛围。教师要努力投身教育，着力提高教学质量，践行职业道德规范，让每一个学生都能成为有用之才。

4、结束语

《功能高分子材料》 作为一门涉及多学科知识的综合性课程，具有很强的实用性和學科交叉性。随着科技的日益发展，《功能高分子材料》的教学也必须与时俱进，结合功能高分子材料内容的特点，教师需要从学生的需求出发，不断地优化教学内容、密切结合科技前沿以及采用新的教学方法等多方面进行改革，提升学生的专业认同感，从而最终实现培养适应本专业发展的高素质专业人才。

参考文献

[1]李炳坤.我国功能高分子材料发展现状和前景展望[J].信息记录材料，2018，19（3）：233-235.

[2]宫晓琳，张勇.小班化教学的创新性探索与思考[J].教育教学论坛，2017，（13）：120-121.

[3]武军凯，耿立英，彭永东.大学小班教学浅谈[J].高教高职研究，2016，（90）：158.

（作者单位：同济大学材料科学与工程学院）