基于工程教育专业认证的高分子化学课程教学改革探究论文

2024-11-11 15:03:25 来源: 作者:dingchenxi
摘要:在工程教育专业认证背景下,应用型本科高校致力于通过教学改革提升工程人才培养质量。以高分子化学课程为例,探讨工程教育专业认证指导下的教学改革策略。
摘要:在工程教育专业认证背景下,应用型本科高校致力于通过教学改革提升工程人才培养质量。以高分子化学课程为例,探讨工程教育专业认证指导下的教学改革策略。通过优化教学内容、改进教学方法及改革考核方式等措施,有效提高了学生的自主学习意识、创新能力,以及分析与解决复杂工程问题的能力,培养了学生的综合素质。同时,这些措施有利于培养符合行业需求的高素质工程技术人才,并为其他应用型本科课程的改革提供有益的参考和借鉴。
关键词:工程教育;应用型本科;高分子化学;教学改革
为了精准对接工程领域的人才需求,全面提升工程教育的品质与效益,进而推动我国工程教育人才培养的国际化进程,我国自2005年起,开始逐步开展并深化各项专业认证工作[1]。2016年,我国正式成为《华盛顿协议》的第18个正式成员,这一里程碑式的成就向世界展示了我国教育事业的蓬勃发展,同时也对我国的高等教育提出了更高的要求。目前,国内已有部分高校工科专业陆续通过了工程教育专业认证,这一成果是我国工程教育走向国际舞台的有力证明[2]。同时,许多应用型本科高校正在积极探索和实践教学改革,希望早日通过工程教育专业认证工作,构建出更为高效、科学的工程教育人才培养体系,以全面提升工程教育的质量和水平。高分子化学作为南京晓庄学院复合材料与工程专业的核心专业基础课程,对于其他专业课程的理论支撑以及学生跨学科思维和复杂工程问题解决能力的培养具有至关重要的作用。该课程的建设质量直接关系到专业人才的培养效果,因此,必须对其进行有针对性的综合改革和持续改进,为学生未来的学术和职业发展打下坚实基础。
一、高分子化学课程教学中存在的问题
高分子化学课程的研究内容主要聚焦于高分子化合物的分子设计、合成及其改性,深入探讨聚合反应和高分子化学反应的基础原理。该课程要求学生不仅掌握化学反应机理和物理性质的研究方法,还需具备工程应用设计的能力,从而培养学生的跨学科思维和知识综合运用能力。然而,传统的教学方法在培养应用型本科高校工科专业学生的自主学习能力、创新思维,以及解决复杂工程问题能力方面存在明显不足,主要体现在以下两个方面。
第一,课程中的基础概念和理论繁多,化学公式枯燥复杂,容易挫伤学生的学习积极性。高分子化学课程包含了大量的抽象概念和聚合反应机理、聚合物合成方法,内容相对枯燥难懂。对于部分学生而言,面对众多公式和概念,很难抓住重点,可能会感到困惑和挫败,从而减弱了学习的积极性。并且,各种聚合反应的机理不同,数据分析处理方式也存在差异,知识点分散且不成体系,学生往往难以将各个知识点有效串联起来,从而未能构建一个完整的知识体系,导致对知识点的遗忘速度较快。
第二,课程教学注重基础理论,对高分子材料的具体应用和前沿科技成果关注不足。在传统的教学过程中,为了有效地传授知识,教师通常采用讲授法,侧重于对基础理论的阐述,而对于高分子材料的具体应用及实际生产过程中的复杂工程问题关注不足。由于缺乏及时的实践环节,学生可能会产生学无所用的错觉,导致其对所学专业的认可度不高,这在一定程度上限制了专业人才的培养[3]。
基于上述问题,本课程教学团队以工程教育理念为指引,紧密结合南京晓庄学院学生的学情特点,以高分子化学课程教学为切入点,致力于探索一条适用于应用型本科高校复合材料与工程专业人才培养的有效路径。
二、高分子化学课程教学改革实践
(一)优化教学内容,以适应应用型本科教学要求
为了有效推进高分子化学课程的教学,必须注重系统性与应用性的平衡。课程教学团队以教学内容中的缩聚和逐步聚合、自由基聚合、离子聚合、配位聚合、开环聚合等核心章节为经线,通过单体结构特点深入剖析不同聚合方法之间的关联。以反应的机理特征、热力学、动力学、聚合度及其分布等关键要素为纬线,引导学生自行归纳总结不同聚合机理及其动力学计算公式之间的共性与差异[4]。同时,结合典型聚合物生产工艺的案例分析,使学生更加直观地理解和掌握理论知识在实际生产中的应用。例如,通过引入聚乳酸(PLA)生产工艺的案例,即一步法(直接缩聚法)和两步法(丙交酯开环聚合法),对比分析不同聚合方法的特点,引导学生思考如何优化工艺条件、控制成本和提高产物性能。此外,高分子与复合材料领域的研究与应用正不断进步,教师将科学研究的前沿问题与专业基础知识进行有机结合,有效拓宽了学生的学术视野,同时增强了学生对复合材料与工程专业的认同感和归属感。
(二)改进教学方法,整合信息技术,以学生为中心,充分发挥学生主体作用
传统课堂多采取讲授式的教学方法,容易导致学生走神,影响教学效果。为了践行工程教育以学生为中心的核心原则,不仅要确保学生能够牢固掌握知识,更要注重对学生学习能力和综合素质的培养。考虑到应用型本科高校学生的实际情况和学习特点,课程教学团队从教学主体、教学模式和教学环节等多个方面入手,进行了全面的改革。
第一,转变教育观念,打造以学生为中心的课堂。为了促使学生从“被动接受”转向“主动学习”,课程教学团队教师运用问题引导式教学法,通过提出一系列问题,引导学生思考,激发他们的兴趣和探索欲望。此外,通过引入真实案例,让学生分析材料的结构、性能和应用特点。在这个过程中,教师鼓励学生主动提出问题,并通过自主学习、合作探究等方式解决问题。这样的教学方式不仅能让学生在学习高分子化学理论知识的同时,了解课程知识点能解决的具体工程问题,还能使他们对自己的专业有更具体的认识,引导学生构建起一个全面而系统的“组成—工艺—结构—性能—应用”知识体系。另外,通过精心设计小组题目,将分组讨论、互动问答等活动融入课堂,引导学生围绕某个主题展开深入讨论,并进行课堂汇报,实现相互启发、相互学习。
第二,应用线上线下混合式教学方法,提供更灵活的学习方式。课程教学团队采用学习通平台进行教学资源的整合和设计,构建了一个综合性的在线学习平台,为学生提供可视化的学习进展与学习分析报告,促进学生的自我学习监控。同时,这也为教师提供了更精准的学生学习状况反馈,能够促使教师更有效地实施人才培养计划。在线下教学中,教师始终坚持以引导学生主动思考和解决问题为教学重点,采用问题引导、小组讨论、案例分析等互动式教学手段,培养学生发现问题、分析问题并解决问题的能力。此外,教师还通过邀请具备丰富实践经验和深厚行业背景的企业教授参与课堂教学,以专题讲座的形式,让学生与企业导师面对面交流,更深入地了解行业现状和未来发展趋势。
第三,丰富教学环节,全方位开展教学活动。在现代高等教育中,教学环节的丰富性对于提高学生的学习效果和兴趣至关重要。课前,教师依托学习通平台,发布预习视频及预习任务,鼓励学生在课前通过在线学习平台学习基础知识和概念。教师通过分析测试结果和反馈,及时调整线下教学内容的重点,确保课堂教学更有针对性和有效性,满足学生的学习需求。课中,教师基于学生对所学知识的理解开展课堂教学,引导学生主动提出问题、积极参与讨论,并分享个人观点。多样化的教学活动有助于激发学生的学习兴趣,推动他们在知识掌握与思维能力方面实现全面提升,形成严谨的逻辑思维与深入探索的习惯。课后,教师通过布置作业帮助学生加深对所学知识点的理解与记忆。此外,通过布置开放性思考题,鼓励学生进行调研,探索前沿知识,从而促使学生进一步巩固理论知识与工程认知,提高运用知识分析与解决问题的能力[5]。教师也可在每章节学习结束后,督促学生对章节思维导图知识点进行总结,形成完整的知识框架。
(三)改革考核方式,加强过程考核,培养学生综合素质
教学考核在教育体系中的重要性不容忽视,传统的课程评价方式大多由平时成绩与期末成绩两部分构成。然而,此种方式存在明显不足,期末考试往往仅以笔试形式进行,难以全面反映学生运用高分子化学理论知识解决复杂工程问题的能力。平时成绩的评定,如考勤和作业等,通常在课程结束后才给出,其滞后性导致学生无法及时获得反馈,进而影响学生调整学习策略。基于此,课程教学团队设计了一套多元化的考核评价体系,包括过程性考核和结果性考核。通过学习通平台的大数据实时监控功能,实现对教学过程和考核环节的量化分析。在过程性考核方面,设计线上预习、互动提问、随堂练习、分组讨论、课堂汇报、课后作业等考核环节,全程全方位考查学生的知识掌握程度、团队合作能力、问题解决能力、思维创新能力。在结果性考核方面,包括章节测验平均成绩、期中和期末考试成绩,降低对记忆性知识点的考查比重,而加强对学生的逻辑分析、创新意识以及运用理论知识解决复杂工程问题能力的评估。
三、高分子化学课程教学改革效果
自2020年针对高分子化学课程开展教学改革以来,初步建立了一套线上线下教学体系和资源。根据学生的反馈,并结合学生的课堂表现可知,学生的学习兴趣明显提高,展现出良好的教学效果。从学生的成绩来看,不仅总评成绩大幅提升,且过程性考核和结果性考核成绩呈正相关性,更能反映出学生对知识的掌握及运用能力。例如,在进行高分子化学课程教学改革之前,2018级复合材料与工程专业学生的期末考试平均成绩为53.7分,及格率为50%。总评成绩依靠平时成绩拉升到66.0分,及格率为81%。教学改革之后,2021级学生的期末考试成绩达到73.1分,及格率达到82.3%。通过加强过程性考核改革,总评成绩达到81.1分,及格率达到94%。与此同时,为了进一步了解学生对于教学改革的真实感受,课程教学团队通过线上平台对学生进行了课后回访。回访反馈显示,有85%的学生认为教学内容安排合理、条理清晰;有88%的学生认为多元化的教学方法和教学环节不仅丰富了学习途径,有效提高了课堂参与度,而且增加了与授课教师的交流机会,自己已经初步具备独立分析和解决问题的能力;有90%以上的学生认为强化过程性考核,让自己的每一点努力都通过“分数”被量化,增强了学习积极性。这些数据充分体现了高分子化学课程教学改革探索的有效性和可行性。但是在执行过程中,课程教学团队教师也发现了一些问题,例如:如何保证学生高质量地完成线上学习?如何充分发动每一名学生参与课堂教学环节?针对此类问题,课程教学团队还需要进一步做好细化工作,持续完善教学改革工作。
综上所述,在工程教育专业认证的大背景下,众多应用型本科高校致力于通过教学改革来提升工程人才的培养质量,从而更好地满足社会对高水平工程应用人才的需求。本文以高分子化学课程为例,探讨了在工程教育专业认证的指导下,对应用型本科教学进行的改革探索。通过优化教学内容,引入行业前沿知识和实践案例,激发了学生的学习兴趣和自主思考能力。通过改进教学方法,采用线上线下混合式教学方式,丰富了教学环节,全方位开展了教学活动,培养了学生的问题解决能力和创新思维能力。通过改革考核方式,构建多元化考核评价体系,加强了过程性考核,有助于培养更多符合行业需求的高素质工程技术人才。
参考文献:
[1]李庆华,杨瑞田,王升旭.工程教育专业认证下应用型本科教学改革探讨:以“自动控制原理”课程为例[J].科教导刊,2023(36):96-99.
[2]师奇松,戴玉华,于建香.以高分子化学课程为例探索工程教育认证背景下思政课程建设[J].广州化工,2023(13):209-211.
[3]薛丹,张笑,史俊,等.案例教学在高分子化学课程中的探索与实践[J].当代化工研究,2023(17):135-137.
[4]姚楚,游峰,江学良,等.工程教育认证背景下高分子化学课程的改革与实践[J].广州化工,2023(5):224-226.
[5]赵俊红,刘瑞雪,何领好,等.工程教育背景下高分子材料与工程专业高分子化学课程改革的教学实践[J].高分子通报,2022(12):195-202.
