高分子化学实验教学中“教赛融合”和“课程思政”的探索与实践*

杨 帆，白艳红，高 品，杨 云，杜姣姣，王 耿

(1 西安交通大学化学学院化学实验教学中心，陕西 西安 710049；2 西安交通大学化学学院材料化学系，陕西 西安 710049)

化学是一门建立在实验基础上的自然科学，化学学科的发展离不开实验教学的支撑。高分子化学实验是《高分子化学》理论课的实践延伸部分，也是我校化学及相关专业的专业核心实验课程之一。《高分子化学实验》与《高分子化学》理论课同步开展，实验教学促进了学生对高分子化学理论知识的理解和掌握、提升学生的动手能力和实验技能。大学生创新意识和实践能力的培养是高等教育改革的要求和方向[1]，实验教学是培养创新型、复合型、应用型人才的必不可少的重要环节，而参加各类各级化学实验竞赛已成为高校化学实验教学的重要补充和延伸，是全面考察学生基础实验技能、知识运用能力、创新实践能力、评价实验教学质量和改革成果的有效路径，促进了实验内容的更新和实验教学改革，在培养学生创新思维、综合素养和提升教学质量等方面发挥重要作用[2-3]。此外，与竞赛活动一起举办的教学研讨会为教师们搭建了交流和沟通的平台，为分享和探讨化学及相关专业人才培养的新模式、实验教学体系建设的新进展、实验室管理及安全防护新举措、实验教学内容及改革的新成果等提供了渠道[4]。“课程思政”是高校思想政治教育的重要载体，是高校落实立德树人根本任务的理念创新和实践创新，推动了高校课堂教学改革并提升了课程育人的质量[5]。将课程思政与高分子化学实验课程进行统筹规划，统筹兼顾知识传授与价值引领，实现“课程育人”，是当前高分子化学实验教学的一项重要任务。

1 《高分子化学实验》教学现状

自2018年起，我校启动了理科“大类招生”，化学、材料化学和应用化学专业的绝大多数学生均是通过理科大类分流划分到化学及相关专业，对他们来说，目前所学专业并不是其第一志愿，因此存在对目前专业认识不清或兴趣不大、对学习化学专业后的职业规划及发展前景较为迷茫等问题。此外，《高分子化学实验》的授课对象为本科三年级的学生，他们即将面临继续深造、就业或自主创业等人生重要选择，部分同学将来从事的研究工作可能与本门课程的关联度不高，导致学生对本门课程的学习兴趣和学习积极性不高。

从教师层面来说，部分教师存在“重理论、轻实践”的认知误区，在高分子化学实验课程改革、教学方法探索、教学内容建设等方面的钻研不够深入，限制了本课程的教学改革和创新。同时，作为理工科教师，其思想政治素养和思想政治教育素养仍需提升，教学中道德育人的实践还需要加强，在实验实践课程教学过程中，教师往往只关注专业知识的传授和实验技能的提升，对学生品行品德的熏陶和培养有待加强[6]。

课程内容和教学模式方面：目前，我校高分子化学实验教学内容多为验证性实验项目，实验内容的新颖性不高且实验项目更新周期略长，教学内容的更新速度落后于科研和科技的发展、与前沿科研成果关联不足，综合性、创新性实验项目相对较少。实验教学仍沿用传统的“预习报告+PPT讲解+实验操作+实验报告”的模式，师生间的讨论和交流不够充分，未能全面调动学生的教学参与性和学习能动性。

2 “教赛融合”教学模式的构建与实践

将实践创新教育融入人才培养全过程，创建以学生为主体、教师为主导、教学和竞赛相融合的实验实践教学模式，将实验课程、竞赛和实践创新有机结合，以赛促学、以赛促教、以赛促改，提高学生的实践能力和创新探索能力。

2.1 以学生为主体，增强学习自信

在《高分子化学实验》开课之初，授课教师会向学生介绍一些相关的实验竞赛，使学生对具体的竞赛项目有初步的了解，同时，促进学生形成参加竞赛的意识和习惯，近几年，我校化学及相关专业参加学科竞赛的学生人数明显增加。此外，通过我校的思源学堂Blackboard平台、班级微信群和QQ群等为学生提供竞赛章程、时间节点、优秀获奖案例等，学生根据自身兴趣和未来可能从事的科研方向，选择参加具体的竞赛项目，同时，鼓励、支持学生参加多项竞赛，充分调动学生的积极性并营造了一种良性竞争的学习氛围。

以2021年全国大学生高分子材料实验实践大赛为例，具体说明我校组织学生参加竞赛的相关事宜。2021年4月，我校举办校内选拔赛，与高分子化学实验教学正好同步进行，通过笔试(实验安全、操作规范、理论原理等内容)选拔出16名学生参加复赛，选拔出2队同学(6名学生)进行竞赛训练，并给予校内表彰，最终根据竞赛训练期间同学们的表现选拔出3位同学参加决赛。形成了实验教学→校内选拔→竞赛训练→竞赛决赛的模式，实验教学与竞赛选拔同步进行，学生对实验课程的学习态度更加端正、学习积极性更高，课堂上学生更加主动地回答问题并参与讨论，高分子化学及高分子化学实验课程的期末成绩与往年相比也更为理想，实验教学质量显著提升。

2021年第二届全国大学生高分子材料实验实践大赛的竞赛内容是采用悬浮聚合的方法制备一定粒径范围的聚苯乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯小球，虽然聚合方法已经明确，但为了尽可能提高产率和合格产率，还需探索最佳的聚合反应条件如搅拌速度、水油比、温度、分散剂用量等。在正式开始竞赛训练前，师生一起制定了“多讨论和共分享”的团队守则，即作为一个团队，师生相互协作，一起讨论，分析原因，团队成员共享所有的实验结果。如在实验过程中，同学们发现聚四氟搅拌桨的位置对聚合物小球的粒径会产生影响，发现这个现象后，同学们考查了一系列搅拌桨底端与三口烧瓶底部的距离，结果发现，搅拌桨的高度会影响体系剪切力的作用区域，最终影响聚合物粒径甚至影响反应的成败。竞赛训练期间，同学们严谨、求真的科学态度始终贯穿备赛、决赛过程之中，以团队的形式参赛，培养了学生的团队和协作意识。不仅如此，参加竞赛对学生的学习也起到激励作用，近3年，我校化学及相关专业共14位本科生参加各类竞赛并获奖，如参加第十四届全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛的“废旧磷酸铁锂电池全组分高效率闭环回收”项目、参加第二届大学生化学实验创新设计竞赛的“奶粉中三聚氰胺的定性定量检测”项目及参加“第一届全国大学生高分子材料实验实践大赛”的“悬浮聚合法制备一定粒径的球状苯乙烯”项目均获得了一等奖，所有参赛同学均保送或考取了985高校的研究生，可以说，在一定程度上，“教赛融合”的实验课程教学模式有力地保障了我校双一流建设人才培养的质量。

2.2 完善竞赛管理制度，提升竞赛积极性

大学生学科、科技、创新创业类竞赛对于深化人才培养模式改革，推动实验实践教学和创新创业教育工作，激励学生主动学习、拓展知识范围，培养学生的创新精神、协作精神、实践能力和综合素养具有重要作用。对学生而言，参加竞赛不仅能验证自己对知识的掌握和应用、提升实践动手能力、发现问题解决问题的综合能力，参加竞赛获奖加分也是激发学生竞赛积极性的重要因素。本着激发兴趣、鼓励创新的宗旨，为鼓励广大学生和教师参加竞赛，提高竞赛水平，我校成立了大学生竞赛管理委员会，对竞赛类别进行认定、经费预算使用，负责对各类竞赛的规格层次、组织质量、比赛成效、社会影响等进行评估，落实对参赛师生表彰奖励、获奖学生保研加分和教师绩效奖励等，充分肯定学生获得的各项竞赛成绩和付出的努力，提升学生的竞赛信心和参加竞赛的积极性。与此同时，学院也倾力为学生参加各类竞赛提供经费、实验设备、竞赛指导、竞赛训练和竞赛奖励等，全方位保障学生参加各级各类竞赛，提升学生综合能力。

2.3 搭建教师学习的平台，实现以赛促教、以赛促改

参加竞赛不仅能提升学生的实践能力和综合素养，对于指导教师来说也是一次宝贵的学习经历。通过竞赛，搭建了师生之间交流的桥梁，对学生的学习需求有了更深入的了解，为后续“按需”设置课程内容及课程改革等提供了指导。此外，竞赛教学研讨会为高校教师提供了沟通、交流、借鉴和学习的平台，为一线教师搭建了积极探讨化学及相关专业人才培养的新模式、分享高分子化学实验课程改革的最新进展等的桥梁[4，7]。通过借鉴学习其他兄弟高校的《高分子化学》和《高分子化学实验》等课程的建设经验，为我校的相关专业课程的后续建设重点和课程内容的更新提供了一些新的思路和方向。在“教赛融合”实验教学模式的实践过程中，授课教师也积极探索将创新型竞赛项目引入实验教学中，竞赛项目反哺实验教学，促进实验课程内容的革新。如基于我校现有实验条件改编的高分子材料创新创业大赛参赛项目“新型可回收形状记忆高分子材料的制备及其在火灾报警器中的应用”，整合了科研成果、竞赛作品等多种资源，将科研、竞赛、教学和火灾预警等紧密联系，拓展了实验教学内容，引导学生关注实验室安全并培养学生的绿色环保意识。

3 课程思政在高分子化学实验教学中的融合和实践

随着科学技术、教学观念、教学方式的高速更替，《高分子化学实验》的教学内容、教学模式在不断的扩展和更新，课程体系建设也在不断推进，但在爱国主义教育、科学家精神、理想信念、责任感和使命感等道德素养培养方面却鲜少涉及，实验教学与人生观、价值观、世界观的关联不足，学生难以深刻体会到高分子化学实验中蕴含的精深的人生哲理。高分子化学实验从生活出发，结合时事，分课前准备、实验讲解和课下交流三阶段，深入挖掘课程中涉及的思政元素，将课程思政与高分子化学实验有机结合，引导学生建立正确积极的“三观”、树立学生的文化自信和民族自信、培养学生的爱国意识和严谨的学术态度，促使学生科学素养和道德素养的全面提升。

实验课前，借助Blackboard平台，上传相关文献，要求学生完成一定量的文献阅读并向授课教师反馈阅读文献的收获，通过该方式，敦促学生了解目标产物的应用情况、各国的研究和生产水平、我国的优势和差距等，拓展学生的视野、了解国家亟需的“卡脖子”技术且培养了阅读科研文献的习惯。在实验讲解环节，针对不同的实验项目，借助相关的思政案例，渗透思政教育，如“有机玻璃的制备”实验中，结合新冠疫情中所用的防护眼镜、用PMMA做成的人工晶体在白内障治疗中的应用等，阐述了高分子材料对人类健康的重要影响和在抵抗新型冠状病毒工作中起到的重要作用[8]。在“聚氨酯软质泡沫塑料的制备”实验中，通过讲述山东理工大学毕玉遂教授研制“无氯氟聚氨酯新型化学发泡剂”的事例，重在培养学生的环保意识、面向国家重大需求的格局和锲而不舍的科研精神。由于我校《高分子化学实验》课程在大三下学期开设，学生即将进入毕业设计、研究生阶段学习或就业工作等，在课下的交流中，授课教师也时刻牢记“思政教育”，如通过薛其坤先生“考研3次博士7年”的事迹，勉励学生潜心科研、永不言弃；通过“七一勋章”获得者艾爱国先生的事迹，鼓励即将走上工作岗位的同学，牢记“工匠精神”、勇于创新、追求“精益求精”、相信自己不妄自菲薄，即使在平凡的岗位上也能创造属于自己的成就。在《高分子化学实验》教学过程中，融入“课程思政”元素，旨在专业课实验教学中培养学生严谨的科学精神和追求真理的科学观，助力学生探索思维、创新精神和创新品格的形成，统筹兼顾知识传授和价值引领[9]。

4 结 语

“教赛融合”的高分子化学实验教学模式推动了高分子化学实验教学内容的更新和课程改革，同时，提升了学生的学习积极性、锤炼了学生的意志、增强了学生的学习自信，搭建了教师间相互交流和学习的平台、促进学校竞赛相关管理政策的完善，达到“多赢”的效果。在高分子化学实验教学过程中，通过“思政”元素的挖掘，实现了技能、知识传授和价值引领的有机统一，实现对学生“品行、知识、能力、思维”的综合培养。