发布时间:2023-09-25 17:40:19
序言:写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁,我们为您精选了8篇的高分子化学专业样本,期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发,请尽情阅读。
关键词:高职;高分子材料化学基础;内容;改革
《高分子材料化学基础》是高分子材料加工技术专业一门必修的专业基础课,是以高中(包括中专、技校、职高)化学基础为起点,以高分子化学知识为核心内容,融入高分子化学所必要的无机化学、有机化学、物理化学知识,构建本专业基本的化学知识体系,培养本专业所需化学实验操作基本技能,为学习后续的《塑料材料》、《高分子材料成型加工基础》、《塑料测试技术》、《塑料混配技术》、《塑料成型技术》等课程打基础。显然该课程是高分子材料加工技术重要的专业基础课。但从目前该课程的内容体系来看,学科体系明显,内容体系仍是无机化学、有机化学、物理化学及高分子化学知识体系的机械组合,其结果是课程内容多而杂,理论深而涩,给该课程的教学带来困难而且教学效果欠佳,可以认为目前该课程体系无法适应高职教育的要求,所以很有必要对该门课程的内容进行改革。
一、课程教学内容改革的依据
本门课程教学内容改革的依据主要考虑如下三点:第一是考虑高分子材料加工技术毕业生主要就业岗位对化学知识、技能及态度的需要,保证毕业生在就业岗位上具有够用的化学基础知识与从事化学实验室工作的技能;第二是考虑毕业生职业生涯发展的需要,要让学生掌握能够支持其进一步提高其专业水平所需的化学知识,为他们的职业发展提供后劲;第三是考虑目前高职生源的高中化学知识的掌握程度以及学习能力的实际情况。
为了掌握高分子材料加工技术专业毕业生的主要就业岗位对化学基础知识、技能及态度的要求,我们对湖南塑料行业校企联盟企业进行了走访调查,调查的主要企业有湖南路路通塑业有限公司、湖南神塑科技有限公司、南车集团时代工程塑料有限公司、湖南科天新材料有限公司、湖南省塑料研究所、湖南益达塑业有限公司、株洲三鑫塑胶科技有限公司、株洲创业塑料有限公司,另外还对25家塑料加工企业通过电子邮件发送调查表进行了调查,28家外省企业进行了电话访问调查,调查塑料加工企业达到61家。调查结果表明我校高分子材料加工技术专业毕业生就业主要有四大技术工作岗位,分别是塑料挤出技术员岗位、塑料注射技术员岗位、塑料配方技术员岗位、塑料测试技术员岗位。我们根据这四个主要技术岗位所需要的化学基础知识进行了问卷调查,发出问卷调查表207份,回收调查表198份。《高分子材料化学基础》教学内容需求调查表如表1所示。
从调查表中我们可以看出,《高分子材料化学基础》七个单元的内容对我校毕业生主要就业岗位都是需要的,其中以塑料配方技术员对《高分子材料化学基础》知识要求最高,统计需要数据达到1247次,其它三个就业的主要岗位对《高分子材料化学基础》内容要求相关不大,均超过了1100次,就业的其它岗位对本门课程的要求相对不高,只有934次。由此我们可以得出,《高分子材料化学基础》对本专业主要就业技术岗位来说非常重要,但对在其它岗位上就业的毕业生重要性相对降低。就各单元来说,以“碳链高聚物及其单体”单元最为重要,调查表中统计次数达964次,调查企业对象认为最不重要的内容是“高聚物合成”单元,只有573次,其次不重要的是“高聚物化学反应”单元,为707次,其它单元的统计次数多在800次左右,这几个单元的内容是可以认为是很重要的。
通过本次调查,我们知道了《高分子材料化学基础》哪些内容对毕业生就业岗位是最重要及很重要的,哪些内容相对不重要,为我们对《高分子材料化学基础》课程教学内容的选取找到了可靠的依据。
对于教学内容的选取我们也不能完全采取实用主义的办法,也就是说不是采用学生在企业的就业岗位用到那些知识我们就教授那些知识,高等职业教育属于国民教育序列中的高等教育,还需要考虑学生职业生涯的发展,也就是说为学生提供能够支撑其后续发展所必需的化学基础知识。采取的措施是在学生高中化学知识的基础上,将高等教育层次的化学基本的原理、理论融入各教学单元中,提高学生化学基本知识与技能,达到高分子材料加工技术专业大专层次所必需的化学基础。
同时我们还要考虑目前高职生源的实际情况,目前高职生源一般来说对高中化学课程掌握的情况不理想,学习能力也有待提高,所以我们选取《高分子材料化学基础》内容时也不能脱离生源基础的实际情况,没有必要将过深的化学理论纳入教学内容,不然学生无法掌握教学内容,反而造成不利于提高教学质量的影响,如结构化学的内容、化学反应机理的动力学分析等内容不必作为《高分子材料化学基础》的内容,以往的教学实践也证明过深的教学内容对学生学习本门课程是不利的。容易造成学生失去学习的信心与兴趣,从而从整体上影响课程教学效果。
二、教学内容的整合
如前所述,目前《高分子材料化学基础》的内容体系是无机化学、有机化学、物理化学、高分子化学等多门化学课的机械组合,每门课的教学课时在以往的教学中都在100个学时以上,即总课时在400学时以上,要在96学时的《高分子材料化学基础》这门课教授完原来400学时以上的内容,显然不对教学内容进行整合是不可能教授完相关内容,所以必须对高分子材料加工技术专业化学基础的教学内容进行整合,整合的依据就有前面所述的三个考虑。在课程内容的整合过程中,必须防止以前出现的几大化学内容简单的机械的组合,为此要正确把握好这几门化学基础课中相关内容的整合和优化,按照高分子材料加工技术专业人才培养目标对知识、技能及态度的要求,科学地进行“综合”,严格地把握好对相关课程内容“取”与“舍”的尺度。课程内容整合是为了改变以往按单一学科系统分别设置课程,各课程自成一体,缺乏联系,重理论而轻实践的现象和课程与课程间的内容重复,为此我们重新设计了《高分子材料化学基础》的内容结构体系,课程内容体系如表3所示。
从《高分子材料化学基础》教学内容新体系可以看出,新的内容体系打破了原来的几大化学课程内容机械组合的学科体系,考虑课程的职业性,是根据本专业毕业生就业岗位对本门课程知识、技能及态度的需要来设计内容,没有学科体系的影响。将无机化学、有机化学、物理化学、高分子化学这四门课的内容根据职业岗位的需要进行了取舍,整合为一门课程,即《高分子材料化学基础》。需要调整课程结构,重新优化课程内容,处理好相关内容的衔接。高分子材料化学基础以高分子材料为主线,无机化学部分容入各教学单元中,有机化学与高分子化学知识密切结合,物理化学内容也容入相关教学单元,舍去过深理论性教学内容,教学内容结合实际,提高学生学习本门课程的兴趣,从而提高教学效果。课后最后一个单元是综合训练,教学内容有高分子溶液的配制、常用高分子材料的鉴别及聚乙烯醇涂料的制备实验等,这些教学内容结合生产及生活实际,很好地实现了课程教学目标,教学实践证明,学生在学习这些内容时兴趣昂然,取得了较好的教学效果。
三、课程整合注意问题及效果
关键词: 高分子化学 教学改革 教学实践
高分子化学是材料化学、应用化学及其相关专业的专业基础课,与四大化学并列,已成为第五大化学。能否学好该课程直接关系到高分子物理、材料合成与加工学等后续课程的学习,学好并熟练运用课程的专业思想和思维方法,在学生将来的科研和工作中将发挥直接或间接的作用。鉴于高分子化学这门课程的重要性,如何深入进行教学改革,如何利用有限的教学时间和教学资源有效地将高分子化学专业知识传授给学生,并能够指导实践应用,就成为众多教学工作者的共同目标。
一、高分子化学教学的主要难点
(一)高分子化学的发展历史较短,许多理论尚不成熟,随着新的聚合方法和新的合成技术不断涌现,对传统的高分子化学概念提出了挑战,并极大地丰富了高分子化学的内容。
由于课时及其他客观原因的限制,教师往往把所有内容全部灌输给学生,“填鸭式”的教学模式会使学生产生乏味厌学的情绪,学生易出现“被动学”、“死记硬背式学”等问题[1]。
(二)高分子化学理论性强,学生理解困难,适时恰当地采用多媒体教学能使抽象的教学内容具体化、清晰化。
从学生反馈的信息来看,普遍认为教师在使用多媒体授课时只是展示根据书本内容制作的幻灯片,有些幻灯片重点不突出,且没有深系到实际生活和生产的经验,不能完全激发学生对高分子化学学习的专业自豪感;又加之教师授课时缺乏与学生互动交流,课堂气氛不活跃,出现来不及记笔记、不利于学生复习等情况,久而久之,就会影响学习的主动性和兴趣性,达不到理想的教学效果。
二、高分子化学的教学实践与探索
(一)讲解重点突出,创新教学内容。
教师在选好教材、消化、吸收和融合教材内容的基础上,要处理好“干”与“枝”的关系,在课程内容方面做到重点突出、主次分明。在授课时要避免将教材内容“填鸭式”灌输给学生,应有针对性、侧重点讲解,少讲精讲[2]。如限于课时紧等原因,在讲解聚合方法时,由于此部分内容多数比较简单易懂,可以略讲。但对于自由基聚合反应要重点讲解,让学生对自由基聚合的机理、聚合速率、动力学链长、聚合度和聚合度分布等重要知识点要深入地理解并能加以灵活运用,这样可以有重点地完善学生的知识结构,满足实践应用的需求。同时,要不断更新、创新教学内容。在教学中,教师可以及时地在传统教材内容的基础上补充近年发展起来的前沿科学技术和研究方法,也要关注国内外重要期刊上的最新报道,在课堂上结合国内外的最新研究进行讲解与介绍,并推荐一些期刊、数据库和书籍给学生,引导学生根据自己兴趣自由地学习,扩大学生的知识面,建立知识结构,引导学生探索高分子化学领域。
(二)加强师生互动教学,发挥主观能动性。[3]
在教学中,互动式教学能有效地改变“老师主动讲,学生被动听”的“一言堂”式的教学模式。教师要多与学生眼神交流,用情绪感染学生,引导学生“多想善思”,讲课时语言要清晰流畅,抑扬顿挫,引导学生“勤学好问”。重要的是,在讲课时可穿插有关高分子的小知识、小故事,尽量将生活中常见实例与理论知识相联系,努力为学生营造生动活泼的课堂文化氛围,使学生自觉、主动地接受知识。如:在讲到聚酰胺、聚酯时联系到我们日常穿衣用合成纤维的尼龙、涤纶,学生戴的隐形眼镜、普通眼镜的树脂镜片都是特殊的高分子材料。联系生活中的常见实例有利于学生更深刻地掌握课程内容。在课堂上,多采用启发性的多种教学方法,合理安排课堂反复提问、反复练习、反复分组讨论等互动式教学,加深学生对所学知识的理解,提高教学质量。
(三)多渠道联系实践,培养自主学习能力。
随着如今高分子材料发展的迅猛,教材的教学内容已远远不能满足现代教学的需要,在课堂教学中应把高分子化学领域最新的科技动态、学术前沿有机地渗透到课堂内容当中,给学生多介绍一些近年来高分子化学的最新成果、最新理论,开阔学生的视野。如医用上介入诊疗的各种高分子管材、可降解的手术伤口缝合线、有机高分子发光二级管用于手机、数码相机显示和照明等。针对学生在高分子课堂教学中讨论比较感兴趣的话题,或者是高分子化学前沿领域的新方法、新技术等,可鼓励学生到图书馆和互联网上查找资料,撰写小论文,制作幻灯片,并在课堂上为大家作知识讲座,营造合作探究、自主学习的氛围。同时,也可关注网络上以高分子为主题的论坛,通过与网上的专家、学者的交流,调动学生探知高分子知识和应用领域的兴趣,培养主动学习的能力,激发研究兴趣。
(四)选择合适的教学内容,不断完善多媒体教学。
1.适时使用拿来主义,做到因材施教。
教学是一个个性化的过程,不同的教师有着不同的授课思路、方式与方法。一般来说,可以借助别人的课件作为启发自己的思路,但是,这种“拿来主义”绝不应成为主要依赖的对象。由于学生的层次不同、专业不同、对知识的接受能力不同,教学过程中好的方法可以借鉴,但重要的是要根据学生的需求、教材体系、自己的教学经验、教学思想使用自主开发的课件。尤其是在课件中更应该增加一些理论联系实际的例子,比如聚合物合成工艺和聚合物应用等实践应用方面的内容。
2.将多媒体教学与传统教学手段相结合。
多媒体教学具有传统教学手段不可比拟的优势,能更直观、更形象和生动地传导高分子化学的魅力,并能有效地扩充知识的广度和提高课堂的利用率。特别是需要向学生演示情景的内容,采用多媒体教学就更有优越性。如在讲解乳液聚合机理这一节,采用了动画方式形象演示了胶束成核的机理和乳液聚合过程的三个阶段,帮助学生理解,印象深刻。但是先进的教学手段并不一定能达到良好的教学效果,关键在于多媒体技术如何与传统的教学手段相结合,从而实现它应有的价值。如在高分子化学的课堂授课中,讲述自由基共聚理论推导公式时,就应该采用黑板板书的方式一步步进行推导,同时采用启发式方法调动学生积极性,促进学生主动学习和思考。
3.采用多种手段完善多媒体教学。
采用多媒体教学,教学信息量大,进度快,学生在课堂上有效掌握大量的理论难度较大,因此要做好课后辅助工作。不断完善网络教学平台,将多媒体课件、课后复习材料、教学重点、习题题库及小知识、小贴士等内容在学校的教学网络中充实完善,这样既有利于学生课后复习,又能加深学生对所学知识的掌握和应用。另外,还可利用各种化学软件、网络资源和视频等多种手段展示各种反应模型,特别是一些三维立体模型,启发学生思考,激发学习兴趣。在教学中逐步渗透双语教学,可以有意识地把新出现的专业词汇和标题用英文书写,能有效提高和丰富学生的专业词汇量,对收集到的专业文章,采用多媒体的形式讲解,又可以提高学生的专业阅读水平,这样,能帮助学生提高对专业英语的学习兴趣,为今后的毕业论文撰写及工作实践打下坚实的基础。
三、结语
高分子化学课程教学改革是一项系统的工程,总结近几年来的教学实践,笔者认为,以人文本,转变观念,因材施教是探索高分子化学课程的有效途径,合理有效地利用多媒体,不断完善网络教学平台,逐步渗透英语教学是实践高分子化学课程教学的有效手段,而创新教学内容、加强互动教学,培养学生学习的主观能动性是搞好高分子化学教学的前提条件。我们将不断地继续深入研究与探索,使高分子化学的教学不断适应新形势发展的要求,为培养高分子领域优秀人才作出不懈努力。
参考文献:
[1]唐忠锋.高分子化学多媒体教学中的问题及对策研究[J].广西工学院学报,2007,18(6):115-116.
[2]魏宏.浅谈高分子化学教学与改革[J].广东化工,2010,37(10):186-187.
关键词:高分子化学实验教学改革;探究式教学;绿色化学
当今环境污染问题日趋严重,对于化学化工行业“绿色化”发展的需求愈发明确、清晰[1-2]。高分子化学实验是高分子专业的一门专业必修课,在高分子化学教学中占有重要地位,可以有效地训练学生的基本技能和综合素质。但传统高分子实验中的试剂使用量很大,种类较多且大部分试剂都具有毒副作用和较强的挥发性,对环境影响很大;同时在教学过程中侧重于实验技能,对于学生的绿色化学意识、环保意识和责任意识相对较少。因此,通过高分子化学实验的绿色化学教学改革,可以加深学生对理论知识的实践理解,提高学生的创新意识和绿色意识[3-5]。为此,笔者在从事高分子化学实验教学中进行了一些有益探索。
一、探究式教学概念
探究式教学,又称发现法、研究法,是美国教育学家杜威在20世纪初提出的,他认为科学教育不仅仅要使学生掌握大量的理论知识,更重要的是学会科学研究的过程和方法[6-8]。其实古人在很多年前就提到“授人以鱼,不如授人以渔”,已经明确表明了学会方法的重要性。探究式教学方法具体是指从学科研究领域或者从现实社会中选择和确定一个主题,然后在教学中设置一个类似于科学研究的问题,以学生为主体,在教师的引导下,学生自觉、主动地探索科学知识,找出解决问题的方法,进行修改和完善,形成自己思想的学习过程。相比于传统实验教学方法,尝试让学生发现实验教学中存在的问题并主动地提出相应的解决方法,可以提高学生的参与度和积极性。探究式教学方法的实施可以促使教师教学方法和学生学习方式的转变,有利于学生创新意识和动手能力的培养。
二、高分子化学实验教学中存在的问题
传统高分子化学实验教学和有机化学实验等实验教学一样,以“验证式”实验教学为主。使用的实验教材,对每一个实验的目的、原理、操作、注意事项等都有具体描述。课前学生预习翻看一遍,上课时教师讲解一遍,最后学生按照教材上操作进行实验过程“验证”。学生对教材和教师存在着严重的依赖性,而且对实验课也不重视,认为是理论课的附属,因此无法充分发挥实验课程的作用。目前高分子化学实验教学中存在的主要弊端可以归结为:第一,“照方抓药”式传统教学方法无法有效调动学生的学习积极性、培养学生的独立思考能力和创新能力,最终导致学生无法有效地使用这些实验知识,在大四实习和毕业论文写作时就表现出明显的弱势;第二,教科书里的方法与现代化工的绿色化、可持续发展方向的要求依然跟不上,教材里描写的原理和方法无法反映当今绿色化学的迫切要求[9-10],即使是全国广泛采用的新版教科书,依然没有及时反映化工技术发展的新成果,容易给学生造成“现行技术就是如此水准”的印象,导致很多学生毕业后就放弃了本专业。
三、探究式教学的实施策略
目前高分子化学实验主要针对高分子专业三年级学生进行开课。高分子专业学生在开展高分子化学实验时,已经经过了无机化学、分析化学和有机化学等化学实验的训练,具有一定的实验操作技能,因此完全可以采用要求更高的探究式教学法来完成高分子化学实验。教师不仅要向学生详细地传授知识(原因与机理),而且要求学生在探究学习的过程中,实现知识的掌握和科研能力的培养。在实验过程中,教师根据教学内容、目标和学生实际情况,设置合适的探究性问题,并根据这些问题让学生展开相应的实验探究活动。这些问题的设置要合适,既有一定的针对性,又要有一定的难度,但是学生通过努力后可以得到解决。虽然教材上的实验步骤非常经典,但与现实生产特别是“绿色化学”要求存在一定的差距,因此我们在开展高分子化学实验的探究性实验时,主要针对教材中实验方案的“绿色性”展开探究性研究。针对这个问题,要求学生在预习过程中,通过查阅文献资料,提出实验中违反“绿色化学”的地方,然后再提出更为合理的实验方案来解决教材中实验方案存在的问题,并在教师的指导下改进实验方案;最后在开展实验过程中,将学生分成两个组分别采用改进实验方案和教材上的实验方案展开实验,在实验中进行比较分析,总结两套实验方案的优缺点。例如,《高分子化学实验》中的双酚A环氧树脂制备实验[11],该实验主要存在以下三个问题:一,该反应用到的化学试剂用量是过量的,完全可以用较少的化学试剂用量来完成整个实验,但是化学试剂的最终用量需要根据最后产品的使用量进行倒推设计;二,在该反应中用到苯作为环氧树脂的溶剂,而苯是一种剧毒性的试剂,那么有没有可能选择一种可以实现相似功能,但是无毒或者低毒性的其他试剂来替代呢?通过查阅资料,甲苯完全可以作为环氧树脂的溶剂,而且毒性低的多;三,在黏结实验中,教材中采用了挥发性很强的刺激性剧毒乙二胺作为固化剂,而事实上环氧树脂的固化剂很多,目前已经有许多低毒甚至无毒的固化剂来替代乙二胺,如多乙烯多胺,而且多乙烯多胺固化后的环氧树脂具有更好的黏结强度。采用探究式教学法,就可以让学生从这三个角度进入,通过查阅文献资料设计更为合理绿色的的实验方案,还可以进一步根据实验结果写出科研小论文,接受真正的科研锻炼,同时,对绿色化学有更深入的理解。因此,采用探究式教学法不但可以培养学生积极的科学探索精神、合作精神,有利于提高学生的实践动手能力和创新能力,同时由于学生采用的实验方案与教材多少会有一些差异,而且实验方案会有学生心理上一些期待,从而有利于学生学习积极性的提高,更加认真负责的去完成整个实验过程,避免学生在实验间隙聊天玩手机等开小差。
四、探究式教学的考核方式
实验的考核方式对学生的学习积极性具有非常重要的影响。传统实验考核主要分为两块:平时成绩(40%),主要包括实验预习(10%)和实验操作(30%);实验报告成绩(60%),主要包括考核实验结果(20%)和实验报告(40%)[12]。但探究式教学法由于采用了超越教材的实验方案,因此要求考核的重点和考核面都有所改变。比如,预习设计实验时,学生需要大量的时间查阅资料来寻找实验中有违“绿色化学”的地方,并设计合适的实验方案;完成实验后,学生需要对实验结果进行详细的对比分析讨论,总结传统和改进后实验方案的优缺点,并写出自己的实验心得。这两部分内容在以前的实验考核中比例很少,甚至没有,但探究式教学法中这两块内容可以在很大程度上反映学生的主动性和创新性,因此这两块内容在最后成绩中所占的比重需要大幅提高。为此,我们将实验预习的考核比例提高到20%;作为探究性实验,实验结果往往具有不确定性,因此实验结果比例降为10%,而传统和对比实验结果的分析讨论是探究式实验教学的重要组成部分,是在实验报告中一起上交完成,因此实验报告的比例提高到50%,其中实验对比分析讨论部分为20%,其他实验报告部分为30%,促使学生认真地对实验结果进行分析总结。
五、结语
采用探究式教学方法,通过设置合理的实验目标,在教师的指导下,让学生积极地设计合理的实验方案并实施,可以促使学生更为专注认真地去完成实验,提高学生的学习主动性和积极性,锻炼学生分析问题和解决问题的能力,取得了良好的教学效果。
作者:邵林军 齐陈泽 单位:绍兴文理学院
参考文献:
[1]王婷婷.如何在高校开展绿色化学教学的探索与分析[J].科学导报,2015(10):15.
[2]翟翠萍,刘学军,陈欣.高等学校绿色化学教学内容与教学方法的探讨[J].化工时刊,2015,29(5):39-41.
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[6]杨喜平,曹晓雨,闫向阳,等.物理化学实验的科学探究式教学研究[J].广州化工,2012,40(14):214-215.
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[10]杨冬梅,王军.物理化学实验教学的绿色化改革[J].大学教育,2016(1):90-92.
1. 编写具有特色的实验教材
实验教材是学生实践课程的主要学习工具。为使学生通过实验更好的验证课堂教学理论,我们根据本校的实验条件编写了供高分子化学实验课程使用的参考资料。其特点在于所含聚合反应类型全面,实验贴近生活、有趣味性,制备了一些生活中常用的高分子产品,安排了一些探索性、设计性以及综合性实验,以调动学生的学习兴趣,培养学生在实验过程中发现问题,解决问题的能力。
2. 建设实验课程网站
建设实验课程网站,把可开设的实验都列入其中,并将实验大纲、讲义和课件等内容都放在网络上,让学生充分了解课程安排、课程要求等课程信息,可通过网上的资料提前预习实验项目,了解实验过程中的注意事项等。同时,网站的建设加入了对实验步骤、仪器构造、操作规程等的介绍,避免了实验开设过程中不必要的讲解时间,增加学生自主学习的时间和空间。
在高分子实验课中开展网上选课,将所有实验的信息放在网上,让学生在可开设的实验课范围内选择自己感兴趣的实验,提高学生求知的主动性和积极性。
3. 改进实验教学项目
高分子化学是一门以实验为基础的自然科学。传统的实验课程内容主要是验证性实验或指导性实验,是促进学生形成化学概念、理解和巩固化学知识的一种手段, 是一种依附于概念和理论的添加剂,处于一种从属地位,学生仅仅是按照教材已经规定好的实验操作步骤做一些重复性的工作,缺乏系统性、探索性和实用性,学生的学习主动性不高[2]。为适应高分子科学的飞速发展, 培养学生对高分子化学学科学习的主动性,激发学生去了解、学习、探索高分子化学的学科领域及高分子材料的来源,提高学生的动手能力、思维能力、求异能力、创新能力和科研能力,有必要对高分子化学实验教学项目进行改革和探索。
为使学生毕业后尽快适应突飞猛进的高分子领域, 我们认真做好现有教材的知识传授,结合重庆理工大学高分子材料科学与工程专业的特点及实际情况,精选出具有代表性的基础性实验,旨在让学生掌握高分子化学的基础理论和基本操作技能与实验方法。
由于基础性实验大多都属于验证性实验,创新性不强,教学内容僵化,不利于学生创造思维能力的发挥,不利于培养学生分析问题和解决问题的能力,学生的动手能力受到一定的限制,甚至可能使部分学生产生惰性的问题[4]。因此,我们对基础性实验进行了一系列调整,例如在制备聚甲基丙烯酸甲酯的实验过程中,我们让学生在制备的过程中,将自己的大头贴等嵌入制件,自制钥匙扣,手机链等小工艺品,这样大大调动了学生的积极性,在制备的过程中,学生更加积极的思考,并与老师交流互动,明显提高了教学效果。在增加趣味性实验的同时,我们还开发了一些联系生活实际的应用型实验,在实验中突出材料的有用性,使学生亲自体验高分子化学实验的实用价值, 激发创造动机。
此外,我们改一些基础性、验证性的实验为探索性、设计性的实验。让学生自主选择实验所用药品并设计实验过程,最终制得产物。由于不同的学生的实验过程不同,使得学生在实验过程中认真观察,对实验过程中的问题积极思考并与指导老师交流。通过这样的过程不但对实验的基本理论、基本概念理解更加透彻,同时提高了学生的思维逻辑性、严密性,对学生的全面发展具有积极的促进作用。
在学生都具备一定的实验基础,掌握了一定的实验技能后开设具有工程特色的综合性实验项目,这些项目可以是老师的科研项目,也可以是学生自主设计开发。要求每位学生进行一个综合实验,通过教学与科研相结合,学生可以系统地掌握原料的合成、高分子材料的制备及高分子材料性能与表征方法。用高水平的科研带动实验课教学,实验结束后,要求学生以论文形式完成实验报告,并认真分析讨论实验结果,分析实验成败的关键。综合实验项目有利于提高学生的科研能力、创新意识和综合分析能力。
4. 完善实验考核方式
为了客观、全面地反映学生的实验综合能力,我们完善了实验的考核方式,将实验成绩分为四个部分:(1)平时成绩,占总成绩的10 %,主要包括:出勤、预习报告、回答问题等;(2)操作成绩,占总成绩的30 %,主要包括:仪器的安装、操作的规范性以及实验安全,实验卫生等;(3)实验报告成绩,占总成绩的30 % ,主要包括:实验目的与原理及实验步骤及现象、结果与讨论等;(4)实验考试成绩,占总成绩的30%,教师根据本学期所开实验内容,提出考试题目,重点考核实验机理、仪器的安装与拆卸、实验过程与现象,学生随机抽题,现场完成。以上实验考核方式的完善,有利于改善学风,提高学生的主观能动性与实验综合素质。
关键词:实验课程;改造;高分子化学;项目化;实践
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)12-0229-02
项目化教学已在职业教育领域基本推行,形成全项目化、附属项目化、单一项目化三种基本形式[1]。对教学改革刚刚起步的职业院校而言,单一课程项目化是最佳试点和切入点。本文从改造实验课程入手,以《高分子化学》课程为例进行了单一课程项目化的实践与评价。
一、实验课程项目化改造的优势
项目是以实际职业活动、企业工作为背景,按照认识论的要求改造过的一件具体工作[2]。课程项目化改造的核心是要将知识点、能力点转化为一个或多个可供学生参与、操作的工作项目,确保学生在完成工作的过程中学习专业知识、训练专业技能,同时培养有关的职业素养。目前,不少院校和教师在单一课程项目化过程中,坚持选择真实工作项目[1,3,4],但在实践过程中需要面临从工作空间到教育空间的转换[4],而对实验课程项目化改造则因为课程体系均属于教育空间而容易实践。
1.训练内容针对化。真实工作项目往往是综合的、复杂的,其知识涉及多门课程,教学实践难免出现知识的交叉。这一点对于单一项目化课程体系的教学实践影响巨大,容易导致教学目标和教学内容的分散。高分子材料合成生产过程中除了涉及合成机理、物料选择和配比、反应条件及控制原理、材料性能的控制及测定等高分子专业知识外,还涉及物料衡算、热量衡算、设备选型、工艺流程设计等应用化工技术专业知识。真实的工作项目很多内容与《高分子化学》结合并不紧密。实验课程改造更有利于针对高分子专业相关知识和技能进行传输和训练。
2.训练结果可视化。项目化课程教学评价更加重视形成性评价,即以项目完成过程中实现的结果或产品为依据,对学生知识水平和能力水平进行评价。形成性成果特别是真实工作项目的成果依赖于教学实践的硬件平台。化工类课程形成性成果产生需要的硬件平台相对于信息类和电子类而言较为复杂和庞大,产生形成性成果难度较大。实验课程改造可以利用实验和实训平台,不仅可以完成方案设计类的形成性成果,还能产生最终产品,实现训练结果可视化的直接效果。
二、项目化改造的注意事项
课程项目化设计要坚持以任务为中心、典型产品为载体的原则[2,5-7],而改造现有的实验课程必须注意以下事项。
1.项目筛选要典型化。《高分子化学》是一门工程类课程,其中不少理论基于一定假设,为了指导生产,产生了经验公式、经验值。经验公式、经验值的出现导致了相同的产品可以由不同工艺设计实现,这也导致了教学内容和结论的不稳定。职业院校生源类型复杂化,学生素质参差不齐,要确保大多数学生能力能够得到提升,就需要稳定教学内容,确保结论的规律性。而典型化的实验项目正符合高分子聚合规律,合成工艺也相对成熟,有利于学生把握规律和训练要领。
2.能力训练要重复化。职业技能是心智技能和操作技能在特定职业场所的具体化。技能的培养不同于认知过程,必须经过原型定性、原型操作、原型内化三个阶段[8]。教学项目的设计必须为内化过程留有空间,可以通过反复训练来实现,同时配合操作对象多样化,以提高原型的概况程度和适用性。不同的项目和子任务设计时,必须体现训练的反复强化来提高训练效果。
3.项目和子任务的设计要具体化。明确的任务是科学设计和准确操作的前提,也是生产符合要求、产品获得合理评价的前提。方案设计过于宽泛就不能得到直接印证,教师就无法对学生是否掌握选择能力做出直接判断,学生也就不能明确知识、技能掌握情况,进行自我调节,保持学习主动性和积极性。只有项目和子任务设计具体化,才能实现项目化教学的完整性和有效性。
三、改造项目的设计
项目的设计分为确定筛选项目、确定子任务、设计评价体系三个环节。
1.确定筛选项目。项目的筛选按照4个步骤进行:确定课程能力培养目标,确定教学核心,比对聚合方法,对比高分子化学聚合实验。按照以上步骤,本项目化实践共确定了5个课程能力模块:物料选择、聚合方法选择、分子量估算、反应条件设置和反应平台搭建,比对并确定制备柱状有机玻璃产品、制备白乳胶和制备线性酚醛树脂三个项目及可视化产品。
2.确定子任务。首先,按照实验方案设计和实施过程对项目进行分解,形成单一操作训练环节,确保能够覆盖项目实施;第二,对相关单一操作进行适当整合,形成较为完整的训练过程,即子任务;第三,对各子任务进行设计对照检查,确保各项任务起始于训练的内容(或概括为标题),落实于形成性产品,能够涵盖教学知识点和能力点,具有操作性。以制备白乳胶为例,展示子任务设计对照检查,如表1所示。
3.设计评价体系。评价体系的设计按照知识和能力并重、过程和结果并重的指导思想进行,分过程评价、能力评价、知识评价三部分。过程考核评价内容包括日常考勤、子任务参与情况两个方面,其中子任务参与情况包括小组讨论情况、观点公开阐述情况、操作现场表现情况,占总体评价的20%;能力评价以形成性成果为依据,内容包括子任务成果评价、合成产品质量、项目完成汇报,占总体评价的40%;知识评价包括闭卷理论试题和开卷理论试题,其中闭卷题为基本知识,开卷理论试题为综合分析题。
通过三个评价模块,既可以对学生专业知识掌握程度做出评价,对操作、表达、书写、查阅资料的能力进行评价,又可以对学生在学习、讨论、交流、操作过程中表现出的敬业精神、团队协作精神做出判断。
四、课程项目的实施
整体教学按照3个项目依次实施,单一项目按照子任务顺序进行实施。其中,子任务8――实验室聚合可以依据学期或学年教学学时的多少进行调整训练次数,既能够机动安排教学过程,又能确保反复多次训练。教学组织形式基本模式为告知目标―引入任务―训练准备―训练―深化―归纳―评估。训练形式根据任务和工艺实践进行多样化设计,包括填写原料卡、设计工艺参数及流程、绘制工艺流程图、研讨、实操等。
五、初步评价
《高分子化学》项目化教学已经实践了3年,近2年运行较为稳定。对2012级和2013级学生成绩进行对比,平均分数分别为66.0和67.7;及格率分别为78.2%和92.8%。经过对两个年级的问卷调查,对《高分子化学》项目化教学法能够适应的占94.7%;通过完成3个项目24个子任务,认为对合成方案设计有基本思路的占36.8%,认为在实验操作能力方面有提高的占100%。2012级在1年之后,仍然能够回忆起教学内容的占42.1%;对于《高分子化学》项目化教学整体满意的占84.2%。基于实验课程改造实践,《高分子化学》项目化是针对单一课程项目化的一种尝试,就学生如何在训练能力的同时能够形成较为完整的知识体系和如何促进学生能力持续提升的问题上还存在不足。本项目化教学实践将从编写对应的项目化教材入手继续探索,以期达到更加良好的效果。
参考文献:
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[2]戴士弘.论课程项目[J].清远职业技术学院学报,2010,3(4):1-10.
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[5]赵方,苏咏梅.基于CDIO的高职电子专业项目化教学探索与实践[J].教育与职业,2014,(24):110-111.
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化学工程、化学工艺、精细化工、催化剂、电化学、高分子化学、无机化工工艺、有机化工工艺、精细化工工艺、高分子化工工艺、石油化工工艺、应用化学、化学制药工艺、高分子材料与工程、应用化学;
2、化学工程与工艺专业研究生培养方向:
掌握化工生产过程和设备的基本原理、设计方法和管理知识,具有化工生产、研究、设计、产品开发的基本能力,具有扎实的基础知识和求实创新能力、工程实践能力的综合型高级工程技术人才;
3、化学工程与工艺专业研究生就业前景:
院系所、专业、研究方向、科目组
学制
考试科目
复试及加试科目
007化学化工学院0535-6902603
070300化学
01 无机化学
02 分析化学
03 有机化学
04物理化学
05高分子化学与物理
三年
①101政治理论②201英语一③734分析化学④834有机化学
01复试:无机化学
加试:物理化学;仪器分析
02复试:仪器分析
加试:物理化学;无机化学
03复试:有机化学实验
加试:物理化学;无机化学
04复试:物理化学
加试:无机化学;仪器分析
05复试:高分子化学
加试:无机化学;物理化学
081700化学工程与技术
01 化学工程
02 化学工艺
03 应用化学
04工业催化
三年
①101政治理论②201英语一③302数学二④835化工原理
复试:物理化学
加试:无机化学;有机化学
085216化学工程(专业学位)
01不区分研究方向
三年
①101政治理论②204英语二③302数学二④835化工原理
复试:分离过程
加试:无机化学,有机化学实验
085221轻工技术与工程(专业学位)
01不区分研究方向
三年
①101政治理论②204英语二③302数学二④835化工原理
英文名称:Polymer Materials Science & Engineering
主管单位:国家教育部
主办单位:四川大学
出版周期:月刊
出版地址:四川省成都市
语
种:中文
开
本:大16开
国际刊号:1000-7555
国内刊号:51-1293/O6
邮发代号:62-67
发行范围:国内外统一发行
创刊时间:1985
期刊收录:
CA 化学文摘(美)(2009)
CBST 科学技术文献速报(日)(2009)
Pж(AJ) 文摘杂志(俄)(2009)
EI 工程索引(美)(2009)
中国科学引文数据库(CSCD―2008)
核心期刊:
中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2004)
中文核心期刊(2000)
中文核心期刊(1996)
中文核心期刊(1992)
期刊荣誉:
中科双效期刊
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