蘇娟娟，劉國(guó)金，劉 婧，于 斌，郭玉海

(浙江理工大學(xué) 紡織科學(xué)與工程學(xué)院(絲綢學(xué)院)，浙江 杭州 310018)

一、“高分子物理”課程概況及存在問(wèn)題

我國(guó)具有完備的紡織工業(yè)體系，各類(lèi)紡織品的生產(chǎn)和消費(fèi)總量均穩(wěn)居世界前列。近年來(lái)，隨著國(guó)家供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，產(chǎn)業(yè)用紡織品行業(yè)快速發(fā)展。非織造材料是產(chǎn)業(yè)用紡織材料的重要組成部分，2020年初暴發(fā)的新冠肺炎疫情，導(dǎo)致口罩、防護(hù)服等醫(yī)用非織造材料在世界范圍內(nèi)極其緊缺并受到廣泛關(guān)注。社會(huì)發(fā)展需求和科技進(jìn)步促使非織造加工新技術(shù)、新產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，未來(lái)非織造材料在我國(guó)將擁有更廣闊的發(fā)展空間。

非織造材料與工程是一個(gè)紡織、高分子材料、生物醫(yī)學(xué)等多學(xué)科交叉的專(zhuān)業(yè)，同時(shí)也是一個(gè)課程內(nèi)涵深厚、應(yīng)用導(dǎo)向突出的新興專(zhuān)業(yè)。依據(jù)學(xué)生培養(yǎng)目標(biāo)，我校(浙江理工大學(xué))紡織科學(xué)與工程學(xué)院對(duì)接產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，從核心課程體系建設(shè)、教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方式等方面對(duì)非織造材料與工程專(zhuān)業(yè)進(jìn)行了全方位的改革，制定并完善了與非織造生產(chǎn)實(shí)踐、現(xiàn)代紡織工業(yè)經(jīng)濟(jì)建設(shè)、材料科學(xué)發(fā)展需要相結(jié)合的人才培養(yǎng)方案及“核心技術(shù)一體化”課程體系。

“高分子物理”是非織造材料與工程專(zhuān)業(yè)的核心課程之一，也是高分子材料與工程專(zhuān)業(yè)等其他相關(guān)專(zhuān)業(yè)的核心主干課程。該課程以“物理化學(xué)”“高分子化學(xué)”等課程為基礎(chǔ)，又是“高分子材料成型加工”“非織造材料加工原理”等課程的理論基礎(chǔ)。作為專(zhuān)業(yè)核心課程，“高分子物理”在非織造材料與工程專(zhuān)業(yè)的整個(gè)課程體系中占有重要地位，起到承前啟后的作用。但在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，因概念眾多、知識(shí)繁雜、理論性強(qiáng)等課程特點(diǎn)，灌輸式教學(xué)方式導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高，教與學(xué)之間存在較大矛盾。因此，對(duì)“高分子物理”課程教學(xué)進(jìn)行改革探索，在學(xué)時(shí)有限的條件下，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，創(chuàng)新教學(xué)方式，完善考核機(jī)制，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，對(duì)提高教師的教學(xué)水平和提升學(xué)生的專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)都具有重要意義。

二、 “高分子物理”課程教學(xué)改革措施

1. 高效、積極、互動(dòng)的課堂教學(xué)

“高分子物理”是一門(mén)有關(guān)高聚物的多級(jí)結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能、分子運(yùn)動(dòng)及其相互關(guān)系的基礎(chǔ)課程，具有理論知識(shí)深、抽象概念多和系統(tǒng)性強(qiáng)等特點(diǎn)[1-3]。傳統(tǒng)的“填鴨式”課堂教學(xué)注重理論知識(shí)的灌輸，較難激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，導(dǎo)致學(xué)生被動(dòng)地死記硬背、即考即忘。為此，我們改革課堂教學(xué)方式。

(1) 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，把握知識(shí)主線(xiàn)?！案叻肿游锢怼闭n程的概念繁多、理論抽象，為了使學(xué)生在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)掌握課程的重點(diǎn)知識(shí)，我們優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，創(chuàng)新課程教學(xué)方式。在教學(xué)過(guò)程中，教師帶領(lǐng)學(xué)生將繁雜的知識(shí)點(diǎn)繪制成知識(shí)樹(shù)干圖?！案叻肿游锢怼闭n程內(nèi)容圍繞高聚物結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系展開(kāi)，抓住“結(jié)構(gòu)與性能”這條教學(xué)主線(xiàn)，能夠起到提綱挈領(lǐng)的作用。

構(gòu)建簡(jiǎn)單明了的高分子物理知識(shí)圖譜，深入剖析知識(shí)概念，建立繁雜知識(shí)點(diǎn)之間的共性驅(qū)動(dòng)，做到以點(diǎn)帶面。例如，在講解分子鏈的柔順性時(shí)，啟發(fā)學(xué)生在腦海中構(gòu)建知識(shí)圖譜，可以將分子鏈的近程結(jié)構(gòu)、分子鏈構(gòu)象、玻璃化轉(zhuǎn)變、取向結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能等相關(guān)內(nèi)容關(guān)聯(lián)起來(lái)。同時(shí)，始終把握“結(jié)構(gòu)決定性能、性能反映結(jié)構(gòu)、分子運(yùn)動(dòng)是結(jié)構(gòu)與性能的橋梁”這一知識(shí)關(guān)系主線(xiàn)[4]，而不是孤立地看待結(jié)構(gòu)、性能及分子運(yùn)動(dòng)三大知識(shí)體系。

(2) 激發(fā)學(xué)生興趣，開(kāi)展小組討論。為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使他們深入理解復(fù)雜抽象的理論模型和公式推導(dǎo)，教師將生活和生產(chǎn)實(shí)例引入課堂教學(xué)，開(kāi)展小組討論、師生互動(dòng)，鼓勵(lì)學(xué)生了解表象背后的深層原因，以此引入相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，激發(fā)學(xué)生的好奇心，促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)思考。

例如，在講解橡膠彈性理論時(shí)，教師以問(wèn)題為切入點(diǎn)——同時(shí)對(duì)橡膠和彈簧加熱，哪種材料更容易發(fā)生彈性形變？通過(guò)整合優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)感到輕松有趣，增強(qiáng)了學(xué)習(xí)主動(dòng)性，改善了教學(xué)效果。師生互動(dòng)、教學(xué)相長(zhǎng)，共同完成課程的教學(xué)。形式多樣、內(nèi)容豐富的課堂教學(xué)有助于學(xué)生對(duì)抽象概念、繁雜理論知識(shí)的理解和消化。

(3) 突破學(xué)科壁壘，貫徹通識(shí)教育。當(dāng)今學(xué)科交叉、知識(shí)融合愈加深入，立足學(xué)科基礎(chǔ)，突破學(xué)科壁壘，倡導(dǎo)以“高分子”為核心的通識(shí)教育也越來(lái)越受到非織造材料與工程專(zhuān)業(yè)教學(xué)的重視。作為一種教育理念，通識(shí)教育提倡打破學(xué)科壁壘，培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識(shí)的復(fù)合型人才。

貫徹通識(shí)教育理念，融合學(xué)科交叉內(nèi)容，課堂教學(xué)可以從高分子物理的發(fā)展歷史、國(guó)內(nèi)外科學(xué)家軼事、高分子材料在各領(lǐng)域應(yīng)用等多個(gè)層面優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容。通過(guò)“故事化”的課程內(nèi)容講解形式，以點(diǎn)帶面，啟發(fā)思維，帶領(lǐng)學(xué)生在高分子科學(xué)的知識(shí)海洋中暢游。例如，張俐娜院士及其團(tuán)隊(duì)通過(guò)10余年不懈努力，建立了低溫下纖維素大分子與溶劑小分子形成氫鍵配體的水溶性包合物而快速溶解的新機(jī)理。在講解“高分子溶液”這部分理論性強(qiáng)、公式推導(dǎo)多的內(nèi)容時(shí)，向?qū)W生介紹張俐娜院士團(tuán)隊(duì)這個(gè)意義深遠(yuǎn)的科學(xué)發(fā)現(xiàn)，讓學(xué)生感悟科學(xué)家的情懷，學(xué)習(xí)“甘坐冷板凳”的科學(xué)精神，將課程思政落到實(shí)處。

2. 創(chuàng)新、多樣、融合的實(shí)踐教學(xué)

“高分子物理”課程的教學(xué)目標(biāo)是培養(yǎng)知識(shí)集成創(chuàng)新、適應(yīng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求及推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的復(fù)合型工程技術(shù)人才。因此課程教學(xué)在完成基礎(chǔ)理論知識(shí)教學(xué)的基礎(chǔ)上，還開(kāi)展了創(chuàng)新、多樣、融合的實(shí)踐教學(xué)。教學(xué)團(tuán)隊(duì)結(jié)合非織造材料與工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)科背景及產(chǎn)業(yè)支撐，提出了以下幾點(diǎn)改革措施：

(1) 融合科研前沿，線(xiàn)上線(xiàn)下互動(dòng)。高分子物理的諸多理論都是建立在對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行合理解釋的基礎(chǔ)上的。隨著科技的發(fā)展，新理論、新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，高分子物理的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容也逐步更新[5-6]。為了激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，開(kāi)拓視野，把握產(chǎn)業(yè)未來(lái)發(fā)展方向，“高分子物理”課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)也應(yīng)緊跟高分子材料及非織造材料的前沿研究，把相關(guān)研究中的熱點(diǎn)問(wèn)題與課程內(nèi)容有機(jī)結(jié)合，鼓勵(lì)學(xué)生通過(guò)文獻(xiàn)查閱、小組討論及公開(kāi)答辯等方式，培養(yǎng)主動(dòng)思考、舉一反三的自我創(chuàng)新能力[7]。

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，客戶(hù)端、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)和新業(yè)態(tài)在給人們的生產(chǎn)和生活方式帶來(lái)極大便利的同時(shí)，也驅(qū)動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)高速發(fā)展。數(shù)字技術(shù)有效促進(jìn)了信息的整合和傳遞，“互聯(lián)網(wǎng)+ ”等概念在教育領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，智能化學(xué)習(xí)平臺(tái)遍地開(kāi)花。利用智能學(xué)習(xí)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生之間的無(wú)障礙交流，通過(guò)線(xiàn)上線(xiàn)下的良性互動(dòng)，可以有效彌補(bǔ)課堂教學(xué)的不足。例如，利用微信、釘釘?shù)戎悄芷脚_(tái)，教師可以及時(shí)有效地為學(xué)生答疑解惑，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注“高分子物理”“高分子科學(xué)與技術(shù)”等微信公眾號(hào)。鼓勵(lì)學(xué)生利用慕課、愛(ài)課程等學(xué)習(xí)平臺(tái)開(kāi)展自主學(xué)習(xí)；引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注生活中絢爛多姿的高分子世界，通過(guò)閱讀《迷人的材料》《塑料的世界》等科普讀物、短片、視頻等，加深對(duì)高分子物理學(xué)習(xí)內(nèi)容的理解，了解高分子材料給人們生活及生產(chǎn)帶來(lái)的變革。

(2) 應(yīng)用創(chuàng)新導(dǎo)向，企業(yè)導(dǎo)師聯(lián)動(dòng)。拔尖創(chuàng)新人才是指具有創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新思維、創(chuàng)新知識(shí)基礎(chǔ)，在具備創(chuàng)新條件的環(huán)境中進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)踐并最終取得創(chuàng)新成果的人才[8]。這是針對(duì)當(dāng)前人才培養(yǎng)過(guò)程中存在的重灌輸輕啟發(fā)、重理論輕實(shí)踐、重共性輕個(gè)性等弊端提出的，是新的人才培養(yǎng)模式的核心與精髓[9]。在“高分子物理”課程教學(xué)過(guò)程中，鼓勵(lì)學(xué)生參加相關(guān)創(chuàng)新項(xiàng)目，如國(guó)家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目、高分子材料創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽等。這不僅可以深化課堂知識(shí)及教學(xué)內(nèi)容，而且可激發(fā)學(xué)生的科研熱情，提高學(xué)習(xí)興趣。此外，還可以建立學(xué)生與企業(yè)導(dǎo)師的對(duì)接及長(zhǎng)期互動(dòng)，通過(guò)創(chuàng)新企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)理念、幫助解決實(shí)際生產(chǎn)問(wèn)題等方式，有效實(shí)現(xiàn)課堂知識(shí)轉(zhuǎn)化、創(chuàng)新能力提升，還有助于解決高校畢業(yè)生就業(yè)難的社會(huì)問(wèn)題。

3. 綜合、完善、突出的考核方式

科學(xué)合理的考核機(jī)制不僅能反映學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的掌握及運(yùn)用能力，還能考察學(xué)生在專(zhuān)題研討、科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究等實(shí)踐中的工程及創(chuàng)新能力。我們對(duì)“高分子物理”課程的考核方式進(jìn)行了改革：(1)期末考試成績(jī)占60%，試卷題目更加注重考察學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的應(yīng)用及融會(huì)貫通能力；(2)學(xué)生的課堂出勤、課堂討論及課后作業(yè)等占20%，課堂討論及課后作業(yè)側(cè)重考察學(xué)生的思維能力和問(wèn)題分析能力；(3)學(xué)生在專(zhuān)題研討等 “第二課堂”實(shí)踐中的綜合表現(xiàn)占20%，注重考察學(xué)生在項(xiàng)目研究及實(shí)踐鍛煉中的創(chuàng)新意識(shí)及思維能力、工程問(wèn)題解決能力及團(tuán)隊(duì)合作協(xié)調(diào)能力。

相比傳統(tǒng)的以試卷成績(jī)?yōu)橹鞯目己朔绞剑陨峡己朔绞骄C合了當(dāng)前“基礎(chǔ)扎實(shí)、知識(shí)面寬、能力強(qiáng)且素質(zhì)高”的復(fù)合創(chuàng)新型人才培養(yǎng)要求，更加能突出反映學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)、創(chuàng)新思維及工程應(yīng)用能力[10]。

三、 結(jié)語(yǔ)

隨著社會(huì)對(duì)人才要求的提高，高校的人才培養(yǎng)模式改革勢(shì)在必行。同時(shí)，隨著高分子科學(xué)與非織造材料行業(yè)的發(fā)展，以及非織造材料企業(yè)對(duì)于高端創(chuàng)新人才的迫切需求，非織造材料與工程專(zhuān)業(yè)的“高分子物理”課程改革應(yīng)以學(xué)生為中心，以具有深厚科研背景的專(zhuān)任教師為主導(dǎo)，以具有豐富生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的企業(yè)導(dǎo)師為輔助，設(shè)計(jì)好每個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)并做好各個(gè)環(huán)節(jié)的有機(jī)融合，通過(guò)科學(xué)合理的考核方式評(píng)價(jià)教學(xué)效果并對(duì)教學(xué)設(shè)計(jì)進(jìn)行不斷改進(jìn)，以培養(yǎng)滿(mǎn)足企業(yè)所需的非織造材料與工程專(zhuān)業(yè)復(fù)合創(chuàng)新型人才。