高分子材料與工程專業綜合實驗的教學探索

丁茜　羅建新　蔣美麗　劉勇

[摘 要]高分子材料與工程專業綜合實驗的開設重在培養學生的綜合能力和創新思維，文章通過分析教師和學生之間的教學關系和角色定位，可以有效地提高本課程的課堂教學效果。

[關鍵詞]高分子材料與工程； 綜合實驗； 教學探索

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2016.36.183

高分子材料與工程專業綜合實驗不同于基礎實驗，專業綜合實驗重視學生自主設計、自主操作和自主探究能力的培養。本課程一般開設在大三下學期和大四上學期，學生已經完成“高分子化學”“高分子物理”和“聚合物近代儀器測試”等專業基礎理論課程和基礎實驗課程，對本專業的理論知識、實驗操作和性能表征已有掌握。[1]該課程的開設可以鍛煉學生對專業知識的綜合運用、分析和解決問題的能力，培養學生勇于探索、不斷創新的精神和團隊協作能力。本文主要從教師輔助性“教”和學生主導性“學”的角度出發，提出筆者對專業綜合實驗教學的探索，與大家進行交流。

1 教師的“教”

顧名思義，專業綜合實驗具有較強的綜合性和自主設計性，因此教師在本課程的教學過程中要摒棄“教為主導”的傳統教學模式，不能以教師控制為中心，簡單機械地把學生當成知識的被動接收者，因此教師主要擔任引導者的角色。

1.1 課程設置

本課程一般沒有固定的出版教材，多是任課教師設計多個可供選擇的實驗項目[2]，3～5名學生為小組開展實驗。我校是應用型人才培養單位，目前實驗項目來源主要是以下兩類。

（1）與本專業實際生產緊密結合的應用型課題。例如，聚丙烯是目前第二大通用塑料，隨著汽車、建筑、家電和包裝等行業的發展，廢棄聚丙烯產量逐年增加。對廢棄聚丙烯進行回收再利用雖能節約資源，減少污染，但其力學性能已不能滿足工業制品的性能要求。因此，可讓學生采用成核劑、無機填料和界面增容劑等對廢棄聚丙烯改性，提高廢棄聚丙烯的力學性能和熱穩定性，具有一定的工業生產前景。此類課題適合于本科畢業就擇業的學生，有助于他們熟悉本專業的就業領域以及工作內容。

（2）任課教師個人的科研課題。湖南工學院目前不具備培養研究生的資格，因此教師的科研項目主要依靠教師所在課題組成員之間協作完成。專業綜合實驗的開設有利于教師將課題的一部分轉化為實驗素材，既能使學生接觸本專業的先進研究領域，也能較好地調動學生參與課題的積極性。此類課題適合于有意讀研深造的學生，有助于他們參與課題、鉆研課題，也可嘗試參加創新型實驗競賽。

為了達到較好的教學效果，教師應當結合本校學生的實際情況，認真設計整個課程的進度，例如湖南工學院專業綜合實驗為32課時，具體的課程進度設計見下表。通過下表的試驗進度設計，可以讓學生清晰地了解到本課程內容設置與各個環節的時間安排，防止實驗過程的盲目性。

1.2 課程引導

專業綜合實驗雖以學生的自主性、探索性學習為基礎，但教師的引導作用至關重要。[3]一是因為學生已習慣了以往有“步驟”可依的實驗教學模式，缺少獨立思考的主動性；二是學生對綜合性實驗課題研究背景了解較少，還不具備獨立設計實驗方案的能力，普遍感覺綜合實驗無從下手。因此，任課教師可在課程的不同階段，發揮不同的引導作用。

（1）開題階段：教師先進行開題引導，將本實驗課題的研究背景和實驗目的等相關內容介紹清楚，并當場與學生互動解惑。課下讓學生以小組為單位查閱相關文獻資料，設計實驗方案，準備開題報告。在學生開題過程中，老師應及時與學生交流，遵從自然科學規律，設計合理可行的實驗方案，并預期實驗結果。

（2）實驗過程：在此階段教師應該引導學生多思考，多嘗試。以“聚丙烯/納米碳酸鈣復合材料的制備與性能測試”課題為例，學生知道聚丙烯復合材料的制備方法為熔融共混法，但對樣品的配方設計感到困惑，不了解實際生產過程碳酸鈣用量的具體范圍，用量太少不能降低生產成本，用量太大又會導致聚丙烯性能下降。另外，學生能夠獨立操作雙螺桿擠出機、注塑機等成型加工設備以及微機控制電子萬能試驗機和擺錘式沖擊試驗機等測試儀器，但學生很少思考設備的參數和測試條件的設置依據，也未考慮參數和條件調整對實驗結果的影響。因此，教師應提醒學生思考樣品物化性質和設備參數、測試條件之間的關系，并從中獲得規律，進而指導今后的實驗。

（3）結果與討論階段：筆者在教學過程中發現大多數學生對于實驗數據的分類較為籠統，甚至把所有樣品的數據混在一起，并未進行分類，導致其測試數據規律性不明顯，無法獲得結論。另外，學生對于測試結果的分析僅局限于對實驗現象和數據的簡單描述，并未探究其中的規律，尋找導致該結果的原因。例如，β-成核劑雖能提高聚丙烯的沖擊韌性，但并非β-成核劑用量越多，聚丙烯的沖擊強度就越大。對此現象，學生僅提出在某一用量下的增韌效果最佳，并未對其原因進行思考。

2 學生的“學”

專業綜合實驗的開設目的在于培養學生的文獻檢索能力、初步設計實驗的能力、分析實驗結果、撰寫實驗報告和科研論文的能力。該課程以指定實驗題目，學生自主設計實驗方案、自主操作實驗和自主分析實驗結果的方式進行。因此，課程開展以學生為中心，學生的“學”起到至關重要的作用。[4]

2.1 開題階段

在以往的實驗課程教學中，老師會結合所使用的教材，詳細講解實驗目的、實驗原料與配方、實驗設備、實驗步驟和數據分析等，學生只需按部就班進行樣品制備和性能測試。因而，從某種層面講學生只是單純的執行者，幾乎沒有或很少有獨立的思維參與其中。

而本課程要求學生獨立完成老師給定的實驗題目，教師僅進行開題引導。學生需要主動查閱相關科研文獻，熟悉該課題的研究背景與意義，從相關文獻中尋找實驗方案的設計思路和預期的實驗結果，并通過PPT進行開題報告。

2.2 實驗過程

（3）團隊自主學習，解決問題，完成項目。這一環節是PBGS模式的具體實施環節。小組成員圍繞項目實施方案開展有目的的學習實踐活動，根據方案中分配的實訓崗位，利用一切可利用的資源進行實訓。實訓過程中由組長負責點名考勤，并在每個組的任務進度表上進行統計，學生以財會部門員工的身份工作，感受崗位職能的分工和協作，嚴格遵守部門的規章制度，營造一個真實的職場氛圍。

（4）輪崗。角色扮演方式最大的不足是難以對流程總體有全面的熟悉和掌握。為了彌補這一缺陷，實訓時實施輪崗，即完成一輪業務操作后，組員之間重新進行崗位分配，具體安排由組長決定。然后按照新的崗位分工，進行新一輪的賬務處理和報稅。

3.2.4 學習效果的評價與考核

在學習過程中由學生自主管理，自主考核，主要通過相關的規章制度進行考核與監督，可以通過《項目進度完成表》和《實訓成績考評統計表》來進行考核和評價?！俄椖窟M度完成表》由各小組組長完成，由學生進行過程的監督與管理?！秾嵱柍煽兛荚u統計表》由教師根據學生上交的《項目進度完成表》和實訓成果相結合給出最終的實訓成績，實訓完成質量和平時表現各占50%。這些考評記錄表作為辦稅模擬課程考核的原始依據，達到了教學情景與真實工作過程一致。

4 PBGS教學模式在應用中應注意的問題

PBGS教學模式和其他任何一種教學方法一樣，都可能存在需要注意和改進的地方，需要同行做進一步的分析和研究。在教學中應當注意以下問題。

（1）團隊成員的搭配要有選擇。學生往往喜歡和熟悉的同學組成一個小組，這樣在考核和自主管理上容易造成相互包庇，制度不容易落實到位，考核容易失真。在分組時要形成一個相互融合、彼此適應、互相幫助的團隊，這樣更有利于培養學生的團隊協作能力和適應能力。

（2）團隊成員的自主學習能力和意識有待提高。尤其是學習能力較弱的學生不能主動完成工作任務，往往等學習能力強的學生完成任務后進行抄襲。要杜絕此類事情的發生，需要采用一些激勵機制來激發學生自主學習的熱情，也需要建立一些考評機制例如懲罰機制加以約束。

參考文獻：

[1]周鯤.淺議高校稅收課程設計與教學改革[J].亞太教育，2016（8）.

[2]宋文靜.基于PBGS教學方法的稅收課程教學改革研究[J].科教文匯，2015（1）.

[3]任詠梅，胡靈紅.提高稅收課程教學效果之方法探討[J].教育教學論壇，2015（32）.

[4]劉英輝.高職院校會計專業稅收課程教學改革的思考和建議[J].企業導報，2014（4）.