新工科升级创新课程教学体系的实践与探索
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摘要：目前，我国正处于经济增长速度变缓、新旧增长动能亟须进行转换的新时期，而新技术的产生、新产品的开发和新增长模式的兴起，需要大量的应用型人才。发展新的经济模式需要建设“新工科”來替代传统工科，这势必对传统的教学模式提出更新和升级的要求。文章以我校高分子材料与工程专业选修课“乳液聚合”为范本，探索创新课程教学体系的改革思路。
关键词：新工科；课程教育改革；实践
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）31-0102-02
“乳液聚合”是高等院校中与高分子化学与物理、高分子材料与工程和高分子材料科学有关的化学、材料学和环境科学等各专业的选修课程，也可供其他理工科学生选修，以了解乳液聚合这种聚合物合成方法中应用最为广泛技术的基本知识。
一、授课制度的创新
由承担“乳液聚合”及相近课程教学任务的教师组建了一支由教学经验丰富的教授、青年教师和研究生（特别是专业学位研究生）组成的“乳液聚合”示范课程教学团队，依据“新工科”的要求对课程进行重新定位，并迎合现代学生的特点，进行教学辅助材料制作的系统调整，对教学模式和授课形式等予以全面改进。
在授课过程中，由教师讲授大部分乳液聚合理论知识，并有选择性地让研究领域与课程内容相关的教师以科研讲座教学的形式讲述该部分的科技前沿和应用展望。由于这部分教师多年来从事与此相关的研究工作，掌握大量的具体实例和案例，讲授起来引人入胜，受到了学生们的欢迎。这种生动的案例教学示范不仅能让刻板的书本内容更接地气，使学生能更容易理解和掌握理论知识，而且为下面的“以问题为中心的教学模式”（Problem Based Learning，PBL）做出了很好的示范，培养了学生解决实际问题的能力，以顺应新工科建设的要求[1]。
二、课程特点分析
“乳液聚合”包括乳液聚合的科技历史沿革、乳液聚合的模型、乳化剂、引发剂，以及作为能够实施乳液聚合的单体与添加剂的基本知识体系、科技前沿和实践应用简介，所涉及的讲授范围大大地超越了国内和国外相似课程。当然，正是由于这些因素的存在，造成此课程中的经典理论、基本概念等知识点较多，尤其是在乳液聚合“定性理论”等章节中有一些对本科生来说算是比较深奥的假说等知识，让其在一学期内能够消化吸收还是一个较大的挑战。
三、现代学生的特点分析
本课程的学习人员是高分子材料与工程和材料化学等本科专业的学生，按照教学计划，在第四学年之初就开始授课。一方面，学生受多年“填鸭式”教学模式的影响，缺乏自修能力，仅靠课堂学习而掌握枯燥的理论是有相当难度的。另一方面，作为当今时代的年轻人，对于新技术、新产品和新兴事物有本能的关注，对烦琐的概念、艰涩的理论极易产生抵触情绪，同时，学用脱节又导致其缺乏基本的实践技能。
四、“乳液聚合”创新教学体系的构成
（一）教学辅助材料的制作
鉴于课程所涉范围宽泛，并且有些章节包含较为艰涩的理论，课程教学团队根据各个成员的特长和背景情况，对多媒体课件等教学材料的制作进行了分配。另外，依据各章内容的需要，通过各种渠道搜集整理了大量的动画、图片和视频，并选择性地将它们插入相关部分，以帮助学生们较为直观地理解相应的知识。在收集这些材料时，还注意做好对应的存档工作，具体注明栏目的主要内容、编撰时间，并标注适合作为教学课件部分的内容和适用章节，以便后期视频资料的精加工和具体分类。这些形象的图画和视频极具演示性，不仅增加了学生对课程的学习热情，而且大大地降低了其对抽象知识理解的难度，所以收到了较好的学习效果。
（二）开放实验的设置
课程实验是教学系统的重要环节，更是课堂教学的有益补充，学生可以通过专业实验对乳液聚合知识进行模拟实践应用，并加深对相关理论的理解。由于乳液聚合是专业选修课程，教学计划中没有安排实验教学课时，所以我们团队通过开放实验的设置来弥补本创新课程体系的不足。比如，我们通过“乳胶漆的制备及配制”这一开放实验的增设，为学生提供足够的实践机会，培养学生应用理论知识解决生产实践中的问题的能力，这正符合“新工科”对教学模式改革的要求。
（三）PBL模式的探索与实践
PBL是国际上比较盛行的一种先进教学方法，是一种以学生为主体、授课老师为引导人，通过学生自我指导学习及合作小组讨论为教学形式的课程学习模式。这种模式不仅可以有效培养学生发现问题、解决问题的能力，还特别有助于学生的创造力、人际交往及协作能力的提升[2]。
1.以PBL模式进行教学。PBL是创新教学模式的最重要的特点。为此，我们根据“新工科”和修订教学大纲的要求重新整合教学材料，将科学研究与实践应用结合来设计问题，然后在课堂教学中进行了探索。
PBL的教学过程改变了传统的“一言堂”和“填鸭式”的老套路，充分发挥了教师（或研究生助教）的主导作用和学生的主体作用，培养了学生的自学能力、辨析能力、逻辑思维能力、创新能力和语言表达能力。
2.以学生为主体，培养学生的合作和实践能力。以学生为主体和以合作学习为特色是该教学模式的两个要素。
比如：将班级建制打乱来对学生分组，可以自由结合，也可以由指导教师（或研究生助教）分配，以5—6名同学为一个单位进行小组学习，指定或推选本组一位学生为学习团队的负责人，目的是让学生养成相互协调合作的习惯。学生在组内对指定和申请获批准的问题进行思考，并针对问题讨论相关知识。由学生上网查找资料或到图书馆（由专硕研二助教具体指导或示范），或向相关学科的老师请教来解惑，目的是培养学生检索、调研参考文献及分析和解决问题的基本素质和能力。在指导教师（或研究生助教）指点下，每组学生进行总结归纳，形成初步结论。
通过这种PBL教学模式的实践，我们发现该教学方法的优点有：可以有效激发学生的学习热情，大大提高他们的学习效率，同时培养了学生的自学习惯，提升其逻辑思维能力及创新能力；提高了学生的表达能力与团队合作精神，培养了学生的协作能力；使教师的综合素质不断提高，形成了教学相长的良好局面[2]。
尽管取得了如上所述的可喜成绩，但是我们还是会遭遇以下尴尬。
在这种新教学模式中，教师团队需要处理好问题和系统课程之间的主从关系，还应具备强大的知识背景和广阔的专业视野，指导教师（或研究生助教）不但要提出或评判出难易适合的问题，还要有效组织学生进行学习和讨论。这就需要指导教师（或研究生助教）掌握更多的技能和花费不菲的时间和精力。在目前大多高校中对教学和科研的考核压力较大的形势下，这难免让我们的教学团队感到力有所不逮。
总之，我们在校本创新课程“乳液聚合”的教学实践中认识到：要培养具有较强的创新能力和动手能力的新工科人才，关键在于要打破以教师为中心和教材为蓝本的传统课堂教学模式，特别是要确立学生在教学过程中的主体地位，彻底改变不合时宜的“注入式”、“满堂灌”的教学方式，切实采用“启发讨论式”教学方法，并有效调动学生学习积极性，充分发挥教师的指导作用，并创建理论和实践有机结合的教学体系。
参考文献：
[1]吴爱华，侯永峰，杨秋波，等.加快发展和建设新工科 主动适应和引领新经济[J].高等工程教育研究，2017，（1）：1-9.
[2]李会春，杜翔云.面向未来的课程设计：奥尔堡大学PBL课程模式与教育理念探析[J].重庆高教研究，2018，6（3）：117-127.
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