功能高分子材料课堂教学改革的探索与思考

徐玉霞，李 清，庞 欢

（1.扬州大学广陵学院，江苏扬州 225000；2.扬州大学化学化工学院，江苏扬州 225009）

功能高分子材料作为我校高分子材料与工程专业的一门专业必修课，共32个学时，课程被安排在第五学期。本课程是在高分子材料基础、高分子物理学、高分子化学和高分子合成工艺学结束后开设，也是一门具有多学科交叉性的综合课程，学术性较强，同时兼具实用性。主要介绍了不同种功能高分子材料（如反应性高分子、分离特性高分子、超强吸水高分子材料、感光性高分子、导电高分子材料、电致发光高分子材料、液晶、医用高分子材料及高分子纳米复合材料等）的基础知识、分子结构特点及其应用，以使学生提高高分子材料应用水平和解决实际问题的能力。这门课的重要性在于，通过课程的学习，使学生掌握功能高分子材料的基础知识和材料设计的基本原理，功能高分子的性能与其结构之间的联系，对功能高分子材料领域的发展趋势和最新研究热点有一定的了解，从而帮助学生应用高分子材料相关知识来解决生活中实际问题的能力。

1 课程教学现状

功能高分子材料课程内容烦冗，知识点较多且较为分散，特别是概念多且复杂、理论性较强、章节和章节之间是平行关系，关联度较低，重点不突出，这就导致学生学习起来较为困难，积极性偏低，再加上课本知识本身生硬无趣，学生往往对其学习产生抵触心理，从而降低学习效果。同时，功能高分子材料发展日新月异，新材料、新方法不断出现，这就导致教材中的相关知识逐渐变得陈旧，很难反映当代功能高分子材料领域的最新研究进展。这就要求教师要紧跟前沿发展动态，不断调整和更新教学内容，改善教学方法，将最新的学术成果及材料发展动态及时添加到课程教学中，提高学生的学习积极性，进而紧跟时代步伐，了解功能高分子材料最新发展动态[1-2]。另外，在教学过程中适当穿插课程思政元素，将课程专业目标和德育目标相结合，培养学生良好的专业认同感、职业道德感和社会责任感。

传统的课程考核方式主要由平时成绩和期末成绩两部分组成。其中平时成绩主要包括课堂出勤率、课后作业和随堂测验构成，占总成绩的30%～40%；期末成绩以闭卷考试成绩为主，占总成绩的60%～70%。然而，这一考核方式并不适用于所有的课程教学。传统的期末试卷考评占比较大，然而，调研发现大部分学生通过突击复习通过考试，缺乏对课堂学习的重视，最终的结果就是学生的知识不扎实，出现考过试就忘记的情况，从而失去了课程学习的意义。

2 课程教学改革探索

2.1 精简教学内容

本校功能高分子材料这门课程安排了32个课时，然而本课程内容较多且较为丰富，共10个章节，涉及九大类高分子材料。由于受课时量的限制，教师不可能把所有内容全部灌输给学生，这就要求教师对课程内容进行精心设计，系统地分析和归纳重点，在有限的时间内把需要掌握的重点内容传授给学生[3-4]。教师在教学过程中应该多参考资料，而不是把教学内容局限于某一本教材所规定的内容。同时，新材料、新方法不断出现，教师需时刻关注功能高分子材料领域的发展动态，实时更新教材内容，进行适量的补充，把最新的研究成果贯穿于教学的全过程，使学生了解当今功能高分子材料的发展水平及未来的发展方向。确保所选取的教学内容能够与人才培养方案的需求相适应，突出人才培养整体效果，为学生综合素质的提高创造有利条件。

对于功能高分子材料这门课程，本身理论性较强，导致学生的学习兴趣下降、积极性不高。因此，在课堂教学的基础上，可以适当增加实践性教学，促进理论和实践教学的整合，才能达到理论联系实际的效果。例如，教师在讲授高分子分离膜材料和膜分离技术时，可组织学生到工厂中参与实践教学，亲身体验高分子分离膜的应用，进一步巩固课堂上学习的理论知识，突出学生的学习效果。鉴于大三的学生很有可能到当地高分子企业实习甚至毕业后就业，教师还需要了解当地相关的企业发展状况，在授课时可联系地方企业发展概况给学生进行专业前景分析，一方面激发了学生的学习兴趣，另一方面也为学生未来的就业还是考研提供指导。

2.2 创新教学方法

为了提高学生的学习兴趣和活跃课堂参与度，针对新材料的发展趋势，可采用翻转课堂的教学模式。教师可以组织学生对感兴趣的功能高分子材料领域组织报告研讨会，小组成员自由选择主题，进行文献资料查阅，可将课堂知识和学科前沿相结合，整理研究论文、视频和图片信息，最终以PPT 的形式展示讲解内容。学生选择了高分子人工组织器官、自修复高分子材料、生物医用高分子材料、液晶材料、高分子分离膜在海水淡化中的应用等和日常生活紧密相关的课题进行汇报，台下教师与学生进行提问讨论，在此基础上进行点评，让学生在讨论中学习，可增强课程教学的趣味性，提升功能高分子材料课程的教学效果。这一翻转课堂教学环节的设置让学生由被动听讲转为主动学习，并且活跃了课堂学习气氛，有助于提升学生的学习积极性和学习兴趣。首先，教师引导学生进行选题，学生自主查阅资料，了解该类型功能高分子材料的研究背景及应用现状，学生在学习理论知识的同时，锻炼了自己的语言表达能力和组织协调能力，也掌握了调研文献的能力，这为学生毕业论文的完成打下了良好的基础[5]。

多媒体授课虽然具有课堂容量大、内容丰富、教学效率高等诸多优势。但是，单纯的多媒体授课往往容易导致学生跟不上老师的授课进度，影响教学效果。所以，在平时的教学中，应采取多媒体教学和板书相结合的方式，从而达到良好的教学效果。例如，在反应性高分子章节的讲授过程中，内容中涉及一些氧化还原试剂的制备过程，通过板书的形式把合成流程展示出来，有助于学生理解整个反应过程及机理，加深学生对知识的理解。同时，教师也可采用线上和线下相结合的形式，通过慕课（MOOC）、雨课堂、超星、学习通等新兴的在线授课平台，将一些与课程相关的电子文档、视频资料上传到系统，也可以在平台上布置课后作业，教师可随时查看学生的学习进度情况，便于过程化考核[6]。

2.3 融入课程思政

习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上强调：“要坚持把立德树人作为中心环节，把思想政治工作贯穿教育教学全过程，实现全程育人、全方位育人，努力开创我国高等教育事业发展新局面。”功能高分子材料这门课程涉及生活中的方方面面，与国民经济的发展息息相关，蕴含了丰富的思政元素，如果将课程思政融入专业课的教学中，既能避免专业知识的枯燥乏味，提高学生的学习兴趣，又能增强学生的民族自豪感和使命感，从而达到课程育人的效果[7]。例如，通过诺贝尔奖获得者白川英树的故事来激励学生在学习中的思考，20世纪70年代，白川英树在指导研究生实验时，由于学生的一次失误错把比正常浓度高出上千倍的催化剂加入聚乙炔中，结果聚乙炔上结成了银色的薄膜。正是这个偶然给了他很大的启发，最后白川英树和其他两位科学家通力合作，通过优化工艺配方的条件，成功获得了导电聚乙炔，打破了高分子仅为绝缘体的传统观念，三位科学家因此也获得了2000年诺贝尔化学奖[8]。通过实例让学生感受到偶然中的必然因素，培养他们对科研的兴趣，理解良好的科学素养、勤于思考的品质、团队合作精神对于科学研究的重要性。

“绿水青山就是金山银山”一直是我国贯彻的发展理念。高分子材料促进了我国国民经济的发展，但是大量的废弃高分子产品不仅危害了人类的健康，同时对环境也造成了极大的威胁。在讲述感光高分子材料时，提到了一个新的概念——猝灭剂。在进行防老化养护的过程中，应用猝灭剂能够良好地解决高分子老化的问题，来延长高分子材料的使用寿命，这为有机物提供了高效的保护，从而达到了保护生态环境的效果。在讲解光降解高分子材料时，通过视频和图片展示生活中污染的危害性，由此引入发展光降解高分子材料的必要性，树立人与自然和谐相处的可持续发展理念[9]。光刻胶是微电子技术中微细图形加工的关键材料之一，其成本约占整个芯片制造工艺的30%，耗费时间约占整个芯片制造工艺的40%～60%，是半导体制造中最核心的工艺。近年来大规模和超大规模集成电路的发展促进了光刻胶的研究和应用（刻蚀所需的电路图形）。目前，我国光刻胶自给率约10%，非常依赖进口，主要集中于技术含量相对较低的PCB 领域，因此光刻胶的国产化迫在眉睫。这就要求我国应该努力自研，提高自给率，摆脱对国外的依赖；在高端的光刻胶方面，努力学习国外的先进技术，提高专业素养。要想自主发展，就必须克服重重困难，也从侧面告诉了学生掌握知识的重要性。

2.4 多元考核方式

传统的考核方式往往难以客观全面地反映学生真实地掌握程度和实践应用所学知识的能力，因此，结合功能高分子材料这门课的课程特点，可采取全方位、多元化的考核方式[10]。新的考核方式可由课堂出勤、课堂问答、课后作业、PPT 汇报、课程论文、期末考试等组成，每一部分都占取相应的比例，从而降低期末考试成绩的比重，注重平时学习能力的考核。课堂出勤贯穿课程学习的全过程，主要考核学生的课堂纪律、学习态度；课堂问答和课后作业主要考核学生上课的积极主动性、互动性及对课堂知识的掌握情况等；PPT 汇报主要考核学生查阅文献、PPT 制作水平、团队合作及语言表达能力，最终根据学生的PPT 制作水平、知识点的关联度、时间的把控等进行组间互评和教师评价，综合给出相应的考核分数；教师可采取命题的形式，引导学生进行课程论文的选题，学生可通过中国知网、万方、中国期刊网、Web of Science、Springer 等中外数据库进行查阅资料，了解该领域的最新研究进展、存在问题及未来发展方向等。课程论文培养了学生查阅文献、归纳总结及论文撰写的能力，加强了课程的学习效果，最终从论文主题、结构内容、行文表述、格式排版和图表制作等五个部分来进行评分。多元化的考核方式有助于教师全面了解学生对课程知识点的掌握情况，以及多角度考核学生的知识迁移能力。期末考试可考核学生对基本概念、结构及性能的掌握程度，从而有助于将理论运用于生活实践。

3 结束语

功能高分子材料具有内容烦冗、理论性较强、多学科交叉等特点，如果采用传统的教学方式，会导致学生积极性不高，无法达到预期的教学效果。因此，在教学过程中，教师需要掌握高分子材料发展的前沿动态，不断更新自己的教学内容。使用翻转课堂和线上和线下相结合等教学方法，充分调动学生的主观能动性，激发学生的学习兴趣。思政元素的融入及多元化的考核方式，提升了学生的专业认同感，使其对教学内容有更深刻的理解。通过多方面的举措，运用相对科学的手段将教学活动进行有效的调整，突出课堂教学改革的效果，从而为社会培养出与本专业培养方案相适应的高素质人才。