導(dǎo)語：高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革及創(chuàng)新實(shí)踐一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要:隨著新工科的不斷發(fā)展，對高校人才培養(yǎng)質(zhì)量提出了更高要求，課程的教學(xué)改革是提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要途徑。《高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)》是高分子材料與工程專業(yè)開設(shè)的一門重要基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程，創(chuàng)新性地將“互聯(lián)網(wǎng)”技術(shù)引入到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，形成“互聯(lián)網(wǎng)+”教學(xué)模式，探索新教學(xué)模式下高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果和學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞:新工科;高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn);互聯(lián)網(wǎng)+;教學(xué)改革

《高分子化學(xué)》是高分子科學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)課，課程注重培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)理解和掌握高分子科學(xué)，特別是高分子合成的重要概念和基礎(chǔ)理論的能力?！陡叻肿踊瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)》是與《高分子化學(xué)》相配套的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程，側(cè)重于學(xué)生自己動(dòng)手進(jìn)行高分子合成的實(shí)驗(yàn)過程，目的是使學(xué)生在實(shí)踐中認(rèn)識并理解高分子科學(xué)理論，并運(yùn)用相關(guān)理論對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析和討論。鄭州輕工業(yè)大學(xué)高分子材料與工程專業(yè)2009年入選國家級特色專業(yè)，2019年入選國家級一流本科專業(yè)建設(shè)點(diǎn)，2020年“新工科背景下高分子材料與工程專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量提升范式探索與實(shí)踐”獲批河南省新工科研究與實(shí)踐項(xiàng)目立項(xiàng)。《高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)》作為本專業(yè)重要專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課之一，積極探索其教學(xué)改革，研究人才創(chuàng)新能力培養(yǎng)新模式對支撐國家一流本科專業(yè)建設(shè)和新工科背景下人才培養(yǎng)質(zhì)量提升具有十分重要的意義。同時(shí)也為其他兄弟院校在進(jìn)行高分子實(shí)踐教學(xué)改革和創(chuàng)新提供參考。

1傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題

《高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)》是培養(yǎng)高分子科學(xué)專門人才首要的關(guān)鍵實(shí)踐環(huán)節(jié)［1］，通過老師與學(xué)生面對面、手把手地教和學(xué)，從而培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)觀察分析能力、基本實(shí)驗(yàn)操作能力、遇到問題的應(yīng)變和個(gè)人解決問題能力以及實(shí)驗(yàn)過程小組間的協(xié)作能力。通過調(diào)研分析，較多高校在開設(shè)該課程時(shí)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容都包括自由基聚合的四大基本聚合方法:本體聚合、溶液聚合、懸浮聚合和乳液聚合。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式［2］:首先學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前做好預(yù)習(xí)，實(shí)驗(yàn)課開始后將實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告交給老師檢查批改，老師先講解實(shí)驗(yàn)基本原理和方法以及操作過程并對學(xué)生預(yù)習(xí)情況進(jìn)行提問，然后學(xué)生開始組裝實(shí)驗(yàn)裝置，稱量藥品，準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)過程中，通過觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并做記錄，中間遇到問題隨時(shí)可以向老師請教，同時(shí)老師也實(shí)時(shí)跟蹤學(xué)生實(shí)驗(yàn)情況，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，學(xué)生記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果，后續(xù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，清理好實(shí)驗(yàn)儀器后可以離開，老師根據(jù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告完成情況，結(jié)合實(shí)驗(yàn)過程，做出成績評定。而在這種傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，存在以下問題:(1)課前預(yù)習(xí)效果差。由于部分學(xué)生的動(dòng)手操作能力以及對實(shí)驗(yàn)的理解能力較弱，對實(shí)驗(yàn)所需了解的環(huán)境、設(shè)備、現(xiàn)象和注意事項(xiàng)感到抽象陌生，導(dǎo)致對實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容和原理掌握不到位，預(yù)習(xí)效果差。(2)實(shí)驗(yàn)平臺搭建不規(guī)范。實(shí)驗(yàn)課就是動(dòng)手的過程，但由于學(xué)生平常都是以理論課為主，動(dòng)手操作過程相對較少，往往認(rèn)為實(shí)驗(yàn)很簡單，眼高手低現(xiàn)象嚴(yán)重，所以在儀器組裝過程中，經(jīng)常出現(xiàn)水管接口爆開，玻璃儀器破碎、裝置中心不穩(wěn)、攪拌棒與燒瓶不平衡等現(xiàn)象，而且組裝實(shí)驗(yàn)儀器，動(dòng)作都很生硬緩慢，這些問題帶來的后果就是實(shí)驗(yàn)容易失敗，浪費(fèi)時(shí)間和藥品。以苯乙烯的懸浮聚合為例，合成實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)品外觀和性能很大程度上取決于攪拌器的攪拌速率以及攪拌的均勻性，由于個(gè)別學(xué)生在實(shí)驗(yàn)裝置搭建過程中不嚴(yán)格按照要求進(jìn)行調(diào)試，出現(xiàn)攪拌器歪斜或是近乎觸底，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)攪拌效果較差，在聚合反應(yīng)后期，苯乙烯低聚物的黏度逐漸增大而發(fā)生黏結(jié)成團(tuán)，無法分散成顆粒均勻的小單元，導(dǎo)致苯乙烯懸浮聚合產(chǎn)品尺寸不穩(wěn)定，甚至實(shí)驗(yàn)失敗。(3)教學(xué)講解過程無留存。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程，學(xué)生人數(shù)多，對于基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，一般安排兩人一組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。從老師講解到開始實(shí)驗(yàn)，再到實(shí)驗(yàn)過程和最后的實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析和數(shù)據(jù)處理，老師都會在學(xué)生集中后，對大家進(jìn)行統(tǒng)一系統(tǒng)講解，而少量學(xué)生可能因講解時(shí)開小差，或因沒有預(yù)習(xí)，對老師講解的內(nèi)容理解不到位，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)開始后稱量藥品、搭建實(shí)驗(yàn)裝置出現(xiàn)問題，進(jìn)而實(shí)驗(yàn)過程中也容易出現(xiàn)異?，F(xiàn)象，但又不知道如何處理，實(shí)驗(yàn)結(jié)果不理想，而在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)記錄和完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告時(shí)，出現(xiàn)學(xué)生因流于形式，抄襲實(shí)驗(yàn)書本步驟，而不是對自己的實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行詳細(xì)記錄，沒能起到應(yīng)有的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)效果。

2“互聯(lián)網(wǎng)+”教學(xué)改革與創(chuàng)新實(shí)踐

針對傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的不足，筆者以《高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)》課程為例，進(jìn)行教學(xué)改革與創(chuàng)新能力培養(yǎng)的研究與實(shí)踐。在課程改革實(shí)踐中，創(chuàng)新性地將“互聯(lián)網(wǎng)”技術(shù)引入到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中來，形成“互聯(lián)網(wǎng)+實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)”、“互聯(lián)網(wǎng)+實(shí)驗(yàn)操作演示”、“互聯(lián)網(wǎng)+實(shí)驗(yàn)問題處理”、“互聯(lián)網(wǎng)+實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理”等“互聯(lián)網(wǎng)+”教學(xué)模式，更好的協(xié)調(diào)老師的教和學(xué)生的學(xué)，提升高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果和學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。為提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，本教學(xué)改革實(shí)踐從以下四個(gè)方面進(jìn)行推進(jìn):(1)“互聯(lián)網(wǎng)+”教學(xué)模式的建立采用視頻錄制的手段，對實(shí)驗(yàn)裝置搭建、實(shí)驗(yàn)操作過程演示、藥品稱量過程和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象觀察等實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行知識點(diǎn)模塊化設(shè)計(jì);采用圖片制作技術(shù)，對實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)要求、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象解析和實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析和數(shù)據(jù)處理方法等知識點(diǎn)進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì);集成視頻模塊和圖片模塊，以實(shí)驗(yàn)討論為中心，并聯(lián)各知識點(diǎn)模塊，建立“互聯(lián)網(wǎng)+”教學(xué)模式。(2)“互聯(lián)網(wǎng)+”教學(xué)模式的探索實(shí)踐對建立好的“互聯(lián)網(wǎng)+”知識點(diǎn)模塊進(jìn)行三個(gè)層次的實(shí)踐研究。第一，在《高分子化學(xué)》教學(xué)團(tuán)隊(duì)中進(jìn)行實(shí)踐研究，通過過程的演練與展示，在專業(yè)教研室范圍內(nèi)進(jìn)行討論和分析，并總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，從“教”的角度獲取建議;第二，組織專業(yè)學(xué)有余力并對高分子化學(xué)及實(shí)驗(yàn)有較大興趣的學(xué)生(已經(jīng)做過高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn))進(jìn)行實(shí)踐研究，通過學(xué)生的實(shí)際實(shí)驗(yàn)感受來總結(jié)“互聯(lián)網(wǎng)+”實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的經(jīng)驗(yàn)，從“學(xué)”的角度獲取建議;第三，在實(shí)際實(shí)驗(yàn)教學(xué)中引入“互聯(lián)網(wǎng)+”知識點(diǎn)模塊進(jìn)行實(shí)踐研究，如實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)裝置搭建、實(shí)驗(yàn)操作過程演示等的視頻和圖片［3－4］，通過釘釘群平臺、微信群平臺、QQ群平臺等進(jìn)行“互聯(lián)網(wǎng)+”教學(xué)模式的開展，作為傳統(tǒng)教學(xué)方法的補(bǔ)充，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)并獲取學(xué)生們的意見和建議。(3)“互聯(lián)網(wǎng)+”教學(xué)模式的效果分析與改進(jìn)基于“互聯(lián)網(wǎng)+”教學(xué)模式的三個(gè)層次的實(shí)踐研究，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和建議，理清“互聯(lián)網(wǎng)+”教學(xué)模式下的“教”與“學(xué)”的關(guān)系;重點(diǎn)對實(shí)驗(yàn)教學(xué)中開展“互聯(lián)網(wǎng)+”教學(xué)產(chǎn)生的問題進(jìn)行分析并逐一進(jìn)行改進(jìn)，建立“分析－改進(jìn)－反饋－實(shí)踐－再分析”閉環(huán)式改進(jìn)方案，使得“互聯(lián)網(wǎng)+”教學(xué)模式完善并服務(wù)于學(xué)生，提升學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效率。(4)“互聯(lián)網(wǎng)+”教學(xué)模式的應(yīng)用與推廣經(jīng)過改進(jìn)的“互聯(lián)網(wǎng)+”教學(xué)方法，需要進(jìn)一步在實(shí)際教學(xué)中不斷應(yīng)用才能體現(xiàn)出其價(jià)值，同時(shí)也能更多反應(yīng)其存在的不足，因此，在課程教學(xué)中，應(yīng)逐步大范圍采用“互聯(lián)網(wǎng)+”教學(xué)模式，從傳統(tǒng)教學(xué)方法為主逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)椤盎ヂ?lián)網(wǎng)+”教學(xué)模式為主，最終達(dá)到學(xué)生在進(jìn)行高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)過程中能夠自我思考、自我動(dòng)手，形成自己的問題并能提出問題，在實(shí)驗(yàn)討論中，由老師進(jìn)行引導(dǎo)思考與解決問題，達(dá)到創(chuàng)新學(xué)習(xí)、創(chuàng)新思考的目的。在此基礎(chǔ)上，可以將這種“互聯(lián)網(wǎng)+”教學(xué)模式進(jìn)行推廣，應(yīng)用到更多的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中。

3教學(xué)實(shí)踐的主要特色和解決的關(guān)鍵問題

基于“互聯(lián)網(wǎng)+”《高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)》教學(xué)改革實(shí)踐的特色主要有兩方面:第一，將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)引入到高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)傳統(tǒng)教學(xué)過程中，基于當(dāng)前計(jì)算機(jī)和移動(dòng)通信工具的快速發(fā)展和普及，實(shí)現(xiàn)知識模塊移動(dòng)化學(xué)習(xí)，不僅提高了實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)的效率，同時(shí)可以打破實(shí)驗(yàn)室集中學(xué)習(xí)和討論的局限，進(jìn)而提高學(xué)生學(xué)習(xí)的效果;第二，基于“互聯(lián)網(wǎng)+”教學(xué)模式的開展方式多樣化，可以是視頻的、圖片的內(nèi)容，可以在網(wǎng)絡(luò)共享平臺、微信平臺、QQ平臺等進(jìn)行展示和討論，這些不僅容易操作，而且不需額外成本，這種教學(xué)模式可以拓展到其他的實(shí)驗(yàn)課程和理論課程，根據(jù)不同課程性質(zhì)做特定改進(jìn)，具有普適性。在教學(xué)改革實(shí)踐中，有三方面的問題需要教學(xué)改革實(shí)施者綜合考慮并在過程中予以解決。第一，如何對實(shí)驗(yàn)裝置搭建、實(shí)驗(yàn)操作過程演示、藥品稱量過程和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象觀察等實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行知識點(diǎn)模塊化設(shè)計(jì)，再通過視頻錄制、圖片制作等手段，形成邏輯性強(qiáng)、層次清晰、內(nèi)容明確的“互聯(lián)網(wǎng)+”教學(xué)模塊，這是“互聯(lián)網(wǎng)+”教學(xué)模式開展的前提和必要條件。第二，如何合理化調(diào)控“互聯(lián)網(wǎng)+”教學(xué)模式與傳統(tǒng)“老師講學(xué)生做”教學(xué)模式有機(jī)配合的教學(xué)過程，實(shí)現(xiàn)課堂效果最優(yōu)化和學(xué)生學(xué)習(xí)效率最高化的教學(xué)目標(biāo)，這是開展“互聯(lián)網(wǎng)+”教學(xué)過程的關(guān)鍵條件;第三，開展“互聯(lián)網(wǎng)+”教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合，如何跟蹤和評價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，從教與學(xué)的角度來綜合考慮，如何建立一套學(xué)習(xí)效果評價(jià)體系［5］，是開展“互聯(lián)網(wǎng)+”教學(xué)過程取得良好教學(xué)效果的重要保障。

4實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的提升與抗擊疫情教學(xué)反思

《高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)》自開展“互聯(lián)網(wǎng)+”教學(xué)改革以來，形成了一套較完備的模塊化教學(xué)資料，按照新工科建設(shè)要求，重在提升業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量，經(jīng)過調(diào)查反饋和分析，實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果有了明顯提升。第一，新實(shí)驗(yàn)提前通過互聯(lián)網(wǎng)下發(fā)學(xué)習(xí)資料，學(xué)生利用自己的課余時(shí)間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)，帶著一定的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)和問題來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)動(dòng)手操作，同時(shí)能夠更快的理解老師的講解內(nèi)容;第二，實(shí)驗(yàn)操作方面，能夠快速準(zhǔn)確搭建實(shí)驗(yàn)裝置，能夠注意到特強(qiáng)調(diào)的關(guān)鍵點(diǎn);第三，能夠快速調(diào)整實(shí)驗(yàn)過程出現(xiàn)的不合理之處，盡量減少由于實(shí)驗(yàn)操作不當(dāng)或是考慮不周帶來的影響;第四，能夠較好的記錄實(shí)驗(yàn)效果和實(shí)驗(yàn)過程現(xiàn)象，得到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并根據(jù)數(shù)據(jù)處理結(jié)果得到合理結(jié)論;第五，能夠就實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行有效分析。2020年病毒疫情給我們?nèi)珖舷聨砹酥卮蠼?jīng)濟(jì)損失和生活影響，在全國上下齊抗疫的大形勢下，各級學(xué)校積極響應(yīng)教育部的“停課不停學(xué)”的方針政策，居家學(xué)習(xí)成為了學(xué)生們的日常。老師們都通過一些網(wǎng)絡(luò)課程平臺與學(xué)生通過各種方式進(jìn)行交流和互動(dòng)，這些課程主要是理論課程。那么，對于實(shí)驗(yàn)課程，該如何開展線上教學(xué)呢，這是值得我們教育工作者進(jìn)行思考的。疫情防護(hù)期間，學(xué)生居家學(xué)習(xí)和上課，無法參加室內(nèi)集中的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，因此只能從網(wǎng)上想辦法，于是全面開展“互聯(lián)網(wǎng)+”實(shí)驗(yàn)教學(xué)，將實(shí)驗(yàn)課堂搬到屏幕上，成為實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)的新方法，雖每個(gè)人都無法動(dòng)手操作儀器，但是卻都可以系統(tǒng)地學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)過程，并且在遇到問題時(shí)可以隨時(shí)回放。

5結(jié)語

新工科以培養(yǎng)具備可持續(xù)競爭力的人才為目標(biāo)，以應(yīng)對新經(jīng)濟(jì)形勢下產(chǎn)業(yè)人才需求的改變，本文提出實(shí)驗(yàn)課程“互聯(lián)網(wǎng)+”教學(xué)模式，解決了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法存在的課前預(yù)習(xí)效果差、實(shí)驗(yàn)平臺搭建不規(guī)范、教學(xué)講解過程無留存等問題，有效提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效率。結(jié)合2020年病毒疫情防控需要，推廣“互聯(lián)網(wǎng)+”實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)模式，不斷滿足人才培養(yǎng)過程的理論與實(shí)踐相結(jié)合的更高要求，進(jìn)一步提升人才培養(yǎng)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

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作者：陳榮源 張曉靜 何領(lǐng)好 張忠厚 韓琳 楊皓然 周立明 單位：鄭州輕工業(yè)大學(xué)材料與化學(xué)工程學(xué)院