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《聚合物流變學》課程中研討式教學法的運用分析論文
《聚合物流變學》是高等院校材料與高分子相關(guān)專業(yè)廣泛開設的一門專業(yè)課，主要介紹聚合物材料的流動與形變規(guī)律，及其與分子鏈、聚集態(tài)等微觀結(jié)構(gòu)特征之間的聯(lián)系。隨著碳素、無機礦物、結(jié)構(gòu)與功能陶瓷等無機材料在聚合物基復合材料中的規(guī)�；瘧�，流變學的理論與應用研究日益拓展，與先導工業(yè)、工程和高新技術(shù)產(chǎn)生了密切的聯(lián)系。因此，掌握流變學知識對拓寬“無機非金屬材料工程”、“高分子材料與工程”等專業(yè)學生的知識面和就業(yè)領域具有重要意義。本文針對材料類專業(yè)學生的學習特點，著重探討改革材料類專業(yè)《聚合物流變學》課堂教學方法的新思路。
一、實施《聚合物流變學》課程教學改革的必要性
作為力學、化學、材料學交叉的邊緣學科，流變學既包含流動模型、本構(gòu)方程等復雜的數(shù)學、物理問題，還涉及實踐性較強的流變測量學，并與聚合物加工、改性等工程應用緊密結(jié)合。要學好這門課，學生必須具備扎實的理論功底和較強的工程實踐能力。近年來，青島科技大學[1]、上海交通大學[2]、廈門大學[3]、湘潭大學[4]等國內(nèi)高校在流變學的教學改革與教材建設方面取得了豐碩的成果。然而，流變學教學中仍然普遍存在教材深度過大、教學內(nèi)容與工程實際結(jié)合性不強等問題。根據(jù)工科專業(yè)學生的特點，授課時如果機械地灌輸數(shù)學物理方程等理論知識，會使課程變得晦澀難懂，勢必降低學生的學習積極性；另一方面，課堂上如果只注重教學內(nèi)容的灌輸，缺乏適當?shù)膸熒�，就很難在信息、思想和情感上與學生全面溝通，由此造成學生對上課缺乏興趣，課后很少會自覺地鞏固復習；此外，材料類專業(yè)《聚合物流變學》的授課學時一般不超過32學時，難以面面俱到地闡述流變學基礎理論，而且如果覆蓋面過大，重點內(nèi)容就難以突出，對于學生基礎理論的掌握和實踐技能的培養(yǎng)均難達到預期效果。
筆者從材料學科的發(fā)展方向與人才培養(yǎng)要求出發(fā)，改變單純、平淡的教學關(guān)系，將研討式教學模式[5~7]引入《聚合物流變學》的課堂教學。這種嘗試是把教學雙方都看作統(tǒng)一教學活動的主體，在一種平等、自由的心理氛圍中探討學問。此時，學生作為學習活動的主體作用被真正激活。鼓勵學生以小組為單位，圍繞專業(yè)領域中的流變學課題主動地檢索信息，開展相關(guān)研究活動，在實踐創(chuàng)新中學習理論知識，促進學生實踐能力與創(chuàng)新意識的發(fā)展，提高對多學科交叉的復合型人才的培養(yǎng)質(zhì)量。
二、《聚合物流變學》研討式教學改革的實踐過程
1.研討式教學的方案設計。研討式教學是擴充課堂講授的教學形式。在《聚合物流變學》課程中開展研討式教學的關(guān)鍵目標之一就是解決基礎理論與應用實際的結(jié)合問題。聚合物流變學中重要的研究工作是通過抽象的數(shù)學模型（如本構(gòu)方程）揭示應力與應變、應力與應變速率的復雜關(guān)系。然而，材料類專業(yè)的本科生在數(shù)學建模、高分子物理等方面普遍基礎薄弱，對于上述理論問題難以準確理解與領悟。因此，教師在設計研討課題的時候，有意識地融入了生活實際和前沿課題中的流變學問題，其中包括塑料、橡膠、樹脂、油漆等工業(yè)材料，瀝青、石油等地質(zhì)材料，肌肉、筋腱、骨骼、血液等生物體，以及紡織纖維、紙漿、化妝品、油料、食品等輕工和生活用品原料。教師從如此廣闊的素材中精心選取學生熟悉的專題，抽象拆解出基本的流變模型，并且盡可能將問題細化，便于學生小范圍協(xié)作攻關(guān)。在選題時著重關(guān)注新舊知識的連接點，內(nèi)容以所學內(nèi)容與知識結(jié)構(gòu)作為基點，使教學知識環(huán)環(huán)相扣，節(jié)節(jié)相連，避免出現(xiàn)課程、教學與學習彼此分裂的現(xiàn)象。最后，制定出報告與討論的程序，并且合理分配課堂精講和研討交流的時間。
2.研討式教學的組織實施。（1）教師課堂精講。教師摒棄“灌輸式”的教學方式，針對研討課題所涉及的理論知識點有的放矢地剖析和講解，通過視頻、動畫、圖像等多媒體手段生動地呈現(xiàn)教學內(nèi)容，為學生創(chuàng)設形象化的學習情境，調(diào)動起學生的參與意識，啟發(fā)學生的思維活動。教師在授課過程中會特別介紹流變學發(fā)展的最新成就，擴展學生的專業(yè)視野，并且注重培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際的學風，引導學生課后自學與研討的基本方向。（2）學生課后準備。學生可以在網(wǎng)絡教學平臺上選擇感興趣的研討課題，每組3~4人組成研究團隊。長沙理工大學圖書館擁有完備的數(shù)字資源，學生在課后可以利用中、英文數(shù)據(jù)庫查閱文獻資料，了解相關(guān)領域國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀與最新成果，弄清楚所需研究和解決的關(guān)鍵問題。隸屬于本專業(yè)的材料實驗中心配備了注塑機、流延機、混煉機、毛細管流變儀、熔體流動速率測試儀、旋轉(zhuǎn)粘度儀等聚合物加工與流變性能測試設備，教師在課堂教學中已經(jīng)詳細介紹了這些設備的工作原理，學生只需對照說明書即可掌握設備的操作方法，并自行設計、完成相應的專題實驗，最終，將文獻信息與實驗結(jié)果整理成的專題研究報告。在實踐探索的過程中，學生分析問題、解決問題的能力得到了很好的鍛煉。（3）師生研討交流。教師在每學期安排1~2次專題研討課，鼓勵學生以論文、PPT等形式將研究性學習的成果展示出來，使學生從知識“輸入者”變成知識“輸出者”.在課堂討論環(huán)節(jié)，教師的角色是研討活動的組織者，負責對學生的研究報告進行指導和點評，還要引導學生思考一些報告中容易忽視的重要問題，在發(fā)散思維中尋求新的思路。在此基礎上，利用網(wǎng)絡教學優(yōu)勢，將專題研討延伸到網(wǎng)絡平臺，利用電子郵件、留言板等形式增強師生間的交流互動，進一步鞏固了課程的學習效果。（4）學生成績的考核評定。僅以期末試卷評定學生成績的方式受到考生狀態(tài)、考題設計等因素的制約，往往不能準確反映出學生掌握知識的真實水平。相反，可能使部分學生養(yǎng)成“平時上課散漫，考前集中突擊”的不良學習習慣，成績及格后很少會反思自己學習方面的不足，甚至會產(chǎn)生輕視學習和考試的僥幸心理。
為了更好地適應研討式教學改革的目標，引導學生由被動的“輸入性學習”向主動的“研究性學習”轉(zhuǎn)變，任課教師對《聚合物流變學》的成績考核評定方式也進行了相應的改革。改革后的考核成績將由學生平時成績和期終考試成績兩部分組成，如表1所示，其最突出的特點在于加大平時成績占考核總成績的比重（60%），并將學生在研討環(huán)節(jié)的表現(xiàn)作為平時成績評定的重要依據(jù)。新的考核方式可以更加客觀地檢查學生的知識和能力水平，以及教師的教學效果，以便學生與教師分別改進自己的學習與教學。
三、《聚合物流變學》研討式教學改革的成效
開展《聚合物流變學》課程教學改革以來，學生上課時專注度更高，勤于思考，課堂氣氛非�；钴S。學生的邏輯思維、外文閱讀、實驗操作、語言表達、答辯技巧等素質(zhì)都有了不同程度的提升，而且掌握了一些大型儀器設備的測量原理與操作方法。學生對理論知識的掌握和運用能力明顯提高，本課程考核的及格率已連續(xù)兩年達到100%,優(yōu)良率接近70%.更為可喜的是，一些研究團隊以研討課題為基礎，申請了省級或校級的大學生創(chuàng)新性實驗項目，相關(guān)研究成果已在國內(nèi)外學術(shù)期刊上發(fā)表。由此可見，研討式教學法對于培養(yǎng)材料類專業(yè)學生的獨立思考和實踐創(chuàng)新能力卓有成效。
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