摘要：文章从优化教学内容，修订教学大纲，将创新能力培养纳入教学目标；采用灵活多变的教学方式，突出学生主体地位；改革教学考核评价方式，提高学生主动学习积极性；完善课外辅导方案四个方面论述了基于创新能力培养的“高分子物理”课程教学模式改革路径。

　　关键词：创新能力；“高分子物理”课程教学；材料科学与工程专业

　　随着工业4.0时代的到来，世界迎来百年未有之大变局，快速发展的社会经济对创新型人才提出了更高的要求。因此，培养学生的创新能力，尤其是高校学生的创新能力，一直是党和国家重点关注的问题。作为高等教育的主力军，专业课教师也应肩负起培养学生创新能力的重任，即在日常教学过程中，专业课教师应该改变传统陈旧的教学模式，采用现代化信息手段，激发学生学习兴趣，为党和国家培养有知识、有能力、有想法的应用型创新人才[1]，这样才能促进我国综合国力的提升。

　　“高分子物理”课程是材料科学与工程专业（高分子材料方向）学生的专业核心课，一般有64学时，计4个学分。“高分子物理”课程可为学生后续学习其他专业课及未来从事高分子材料领域的科研、生产工作提供必备的理论基础。通过“高分子物理”课程教学，学生要掌握高分子物理的基本概念和基本规律，正确理解和掌握高聚物结构和性能之间的关系，进而分析和解决高分子材料在科研和生产中存在的问题。但“高分子物理”课程教学具有内容繁多、难点多、理论性强等特点，学生普遍学习积极性不高，这影响了课程教学效果。对此，要想提高学生学习积极性，进而培养学生的创新能力，就必须改革教学模式。下面笔者根据课题组成员教学经验，基于创新能力培养，对“高分子物理”课程教学模式改革路径措施加以论述，以期提高“高分子物理”课程教学效率和质量，从而培养出德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人。

　　一、优化教学内容，修订教学大纲，将创新能力培养纳入教学目标

　　（一）优化教学内容，将最新研究结果融入课堂，激发学生创新意识

　　根据“高分子物理”课程内容繁多、难点多、理论性强等特点，课题组进行了知识点的重组，将高聚物结构与性能的关系分为三个层次—结构、分子运动、性能。同时，课程内容组合的顺序依次为“高分子结构（包括近程结构、远程结构、凝聚态结构）—分子运动及各种转变—力学性能（包括高弹性、黏流性、黏弹性、屈服与断裂，这正是分子运动表现出三种力学状态的宏观性能）”，如将教材中的第三章溶液性能调整为第八章，第九章则是聚合物的其他性质，这样知识脉络清晰，同时强调了学习高分子物理知识的两条主线—“结构决定性能”和“高分子运动特点”，有助于学生掌握知识，提高自身的知识综合运用能力。另外，注意引入学科前沿内容，做到理论联系实际[2]，如将诺贝尔化学奖成果导电高分子引入课堂，开阔学生思路，激发学生的创新意识。

　　（二）修订教学大纲，将创新能力培养纳入教学目标

　　课题组在修订教学大纲，重构“高分子物理”课程教学目标时，新增了课程思政目标：培养学生创新能力。即通过融入思想道德教育，激发学生的爱国意识、政治认同、家国情怀及自信心和民族自豪感；强化学生环保和绿色发展的低碳意识，提高学生道德素质，增强学生的社会责任感；增强学生的团队协作意识和集体荣誉感，使其形成认真负责任的工匠精神和严谨的工作作风[3]。

　　二、采用灵活多变的教学方式，突出学生主体地位

　　（一）案例教学

　　案例教学是一种通过模拟或重现现实生活中的一些场景，让学生把自己代入案例场景，通过讨论或研讨的方式进行学习的一种教学方法。课题组使用案例是为了达成教学目的。基于一定的事实而编写的故事，在用于课堂讨论和分析之后，会使学生有所收获，从而提高学生分析和解决问题的能力。例如，在讲授冻胶和凝胶时，教师可列举生活中的鱼汤变为鱼冻（冻胶）、豆浆变为豆腐（凝胶）的例子。鱼冻是由分子间的氢键相互作用凝结而成，在加热和搅拌的作用下，可以重新变为鱼汤，而豆浆通过与加入的钙离子（石膏或盐卤）发生分子间的交联，不管是煎炒炖煮还是搅拌，再也无法恢复到豆浆[4]。教师让学生分组讨论，辩论出真理，能够使学生更深入地理解冻胶和凝胶的概念及区别。讲授聚合物的非晶态时，教师可列举生活中常见的泡泡糖实例。泡泡糖的胶基是聚乙酸乙烯酯，其玻璃化转变温度为28—40℃，故在室温下泡泡糖呈现为具有一定形状的块状固体，而在口腔内，一方面由于温度的升高，另一方面由于咀嚼的剪切作用，可以使高分子链段“解冻”，发展大形变，宏观表现为泡泡糖有很好的弹性，可以吹出很大的泡泡。基于此，在课堂上教师要引导学生详细讨论不同结构对玻璃化转变温度的影响。如此寓教于乐，既成功将抽象内容形象化，又加深了学生对聚合物结构、玻璃化转变和性能的认识、联系、理解和应用。

　　（二）翻转课堂教学

　　翻转课堂是指重新调整课堂内外的时间，将学习的决定权从教师转移给学生。课题组不再占用课堂的时间来讲授理论学习内容，这些内容需要学生通过观看视频讲座、听播客、阅读电子书等方式在课前完成自主学习，且课题组可采用讲授法和协作法来满足学生更多的需要，从而促进他们的个性化学习。例如，讲授绪论时，教师可于上课前一周在雨课堂发布预习任务“预习第一章第一、二、三节”，要求学生自主学习，课上让学生进行讲解，讲解完成后，其他学生可以提问并讨论，最后教师进行补充和点评。同样，聚合物的其他性质部分也可以采取这种形式授课，教师通过雨课堂和课程网站发布预习问题：“聚合物可以导电吗？什么是介电损耗？其物理意义是什么？蜘蛛丝的弹性与韧性为什么都好？自然界中有哪些物体具有超疏水的表面？”学生预习课本，查阅文献，回答问题。上课时由学生主讲，其他学生进行提问并讨论，教师进行总结和点评。

　　（三）任务驱动教学

　　任务驱动教学是一种新颖的教学方式。课题组通过任务驱动教学，为学生提供体验实践的情境和感悟问题的情境，使学生围绕任务展开学习，并让学生以任务的完成检验和总结学习过程等，以便改变学生的学习状态，最终引导学生主动建构集探究、实践、思考、运用、解决问题于一体的高智慧的学习体系。例如，讲授绪论时，教师可提出“什么是高分子？分子量大到怎样的地步才算是高分子？高分子与小分子在结构上的主要差别是什么？”等问题，让学生分组讨论，并将性能与结构紧密地联系在一起，进而启发学生主动思考，变被动学习为主动学习；讲授高分子的链结构时，教师可以问题形式（如“构造、构象和构型的定义和区别是什么？是否可以通过单键内旋转改变构型呢？”）在雨课堂上发布15页左右的预习PPT，让学生带着任务预习，其中不懂的地方可以在雨课堂软件上标注，这样教师就可以及时得到反馈，上课时就可以有目的、有重点地讲解；讲授聚合物的结晶态时，教师可通过雨课堂发布“非晶态高分子的构象与晶态中高分子的构象有什么区别？”的预习任务，课上可以进行分组讨论，让学生回答问题，最后教师进行总结和点评，将高分子的二次结构和聚集态结构联系在一起，实现知识的前后联系；讲授聚合物的高弹性与黏弹性时，教师可发布“高速旋转轮胎为什么发热？为什么高速行驶中的汽车内胎易爆破？”等预习问题，并结合司空见惯的案例，介绍聚合物的黏弹性中内耗与频率的关系，如可以列举KTV房间具有很好的隔音效果的例子，进而引出材料的内耗原理，以达到进一步巩固相关知识的效果，还可以在此基础上进一步追问“如何避免此类问题的发生”，由此引导学生在课下通过查阅资料回答问题，激发学生的学习动机和求知欲。

　　（四）读书指导法

　　课题组借助读书指导教学的方式，指导学生通过阅读教科书、参考书以获取知识或巩固知识。例如，讲授分子运动时，首先让学生分小组查阅文献，了解橱柜、广告牌、汽车轮胎、橡皮船等物品的组成，课上每组派代表进行汇报，之后组织学生进行讨论，分别介绍它们的材质：有机玻璃（聚甲基丙烯酸甲酯）及橡胶。然后教师进一步追问：“为什么橡胶制品常温下弹性很好，在-100℃时则变得脆而硬？而有机玻璃在常温下是硬而脆的玻璃状，加热到120℃以上时变成柔软有弹性的橡胶状？”在引起学生思考以后，让学生各抒己见，进行分组讨论。最后进行教师总结，从理论上讲解分子运动的特点及聚合物的玻璃态、橡胶态和黏流态[5]。学生这时对所设题目必然会有开门见山、恍然大悟的感觉。讲授高分子晶体结构时，教师可以最新相关文献报道的科研成果为重点，发布对高分子晶体结构的讨论内容，让学生通过查阅文献，或者在开放实验室中自己拉一根尼龙细丝进行实验等方法，理解高分子晶体结构，如此，成颈、细颈扩展、断裂等行为一目了然[6]，学生就会产生了解知识的迫切感，自然就增强了学习的积极性、主动性，提高了预习效果。讲授液晶时，由于课本比较详细地阐述了液晶的化学结构、晶型等内容，但对液晶的应用没有提及，故教师在教学过程中应以文献的方式对学生比较感兴趣的“液晶在显示器方面的应用”等内容进行补充，让学生通过查阅文献的方式对其工作原理、性能特点进行进一步学习，这样可激发其学习的积极性、主动性[7]。

　　三、改革教学考核评价方式，提高学生主动学习积极性

　　为了充分调动学生学习的积极性和能动性，真正体现以学生为主体、教师为主导的思想[8]，课题组对“高分子物理”课程教学考核评价方式进行了改革。

　　（一）改革思路

　　为积极响应学校教育与信息化融合的号召，课题组采用线上线下相结合的考核评价方式。即以多元化、过程化、成果化相结合的考核评价方法代替以前形式单一、只重视结果的陈旧考核评价方式，且考核评价过程重视学生道德素养、动手能力、现象观察及描述能力，以及发现、分析和解决问题能力等综合素质的培养。同时，重视预习效果的考核，即课前教师通过雨课堂小测试、提出问题等让学生自学，并由学生讲解课程内容，其他学生参与讨论、进行补充和提问，最后由教师总结，从而提高预习效果。另外，改变传统命题方式及传统标准化卷考的考核评价模式，即在期末考试标准化试卷中设置10—20分的非标准化试题，平时成绩实行非标准化考试评价形式，如要求学生利用所学知识，进行论文写作，注重学生创新意识和创新能力的激发。

　　（二）改革后的成绩构成

　　课题组采用学校推行的“N+1+1”考试模式，其中“N”为平时成绩（40%，课堂表现×10%+课堂笔记×10%+期中考试×10%+演说考核×10%）；第一个“1”为期末闭卷考试成绩（50%）；第二个“1”为课程论文成绩（10%）。另外，创新性地设置了加分成绩，只要满足加分要求，即可得到相应加分。具体加分环节：对于积极参加创新性实验实践活动并获得创新学分的学生进行额外加分，如在期刊发表论文、参加高分子材料相关的大赛并获奖等，如此既可以充分调动学生的创新积极性，又能培养学生的创新意识和创新能力。

　　四、完善课外辅导方案

　　课外辅导不同于课堂教学，课堂教学要针对全班的学生，而课外辅导则比较灵活，既可以针对个别学生，如针对学习较吃力的学生的知识点薄弱环节进行辅导，也可以对成绩好的学生进行比教材难度更大更深入的拓展式辅导，还可以针对一部分学生甚至全体学生进行辅导。同时，课外辅导既可以在教室、自习室等传统的学习地点进行，也可以使用现代通信工具微信、QQ等进行。课题组完善后的“高分子物理”课外辅导方案如图1所示。

　　（一）课外辅导方式

　　1.线上辅导。“高分子物理”课程线上辅导包括课程网站、微信群、QQ群等辅导方式。线上辅导能够突破时间和地点的限制，这样学生在学习遇到困难的时候能够随时向教师请教，教师也可以在接收到学生的请求之后通过多种方式帮助学生解决遇到的困难[9]，如将相应的知识点发布在网站、微信和QQ上，这样学生就能够随时随地观看浏览。因为手机携带的便捷性，学生可以利用一切能够学习的时间来观看，即学习时间可以自由支配。但是线上辅导也存在缺点，如缺乏对学生的有效管控，无法约束自制能力差的学生。

　　2.线下辅导。“高分子物理”课程线下辅导包括个别辅导和集中辅导。在课堂教学中，教师很难及时了解每个学生的学习状况，导致学生学习两极分化情况严重，学习好的学生想多学一些，学习差的学生想把遗留的问题搞清楚，而课堂教学无法解决这样的问题。对此，课外辅导可以使用个别辅导的方式，作为课堂教学的有效补充。这种教学组织形式可以针对学生的知识漏洞及不良的学习习惯，有针对性地进行解决，但受时间和地点的局限性较大，且学生遇到的问题不能得到及时解决。

　　3.线上线下辅导。“高分子物理”课程线上辅导和线下辅导各有优势，但又各有不足，为了提高辅导效果，课题组采取了线上线下相结合的辅导形式，这样能够准确有效地掌握学生的学习状态，及时解决学生的困难，加大对学生辅导的力度，提高辅导的及时度，满足不同学习程度学生的需求。

　　（二）课外辅导设计

　　1.学术报告（每次报告2学时，总计12学时）。如表1所示，课题组每学期举办6场左右的学术报告，以帮助学生尽早适应“高分子物理”课程的学习，同时开阔学生的学术视野，激发学生的创新意识。

　　2.线上答疑（每周2次，每次1学时，总计32学时）。课题组以微信群、QQ群为工具，指导学生阅读参考书，并对在学习中遇到困难的学生给予帮助，每周不少于2次，每次1学时。教师在接收到学生的答疑请求之后，也可以随时通过微信、QQ等方式帮助学生解决遇到的困难及问题。

　　3.线下答疑（每周1次，每次1学时，总计16学时）。对于线上学生存在的共性问题，课题组每周进行1次线下答疑，指导学生做作业，以加深学生对知识的理解与运用。

　　4.外文文献阅读辅导（2次，每次2学时，总计4学时）。课题组提供10篇高分子物理最新研究的外文文献供学生选择，让学生以3—4人为一组进行翻译并制作PPT，每组PPT讲解时间限定为15分钟，每位学生都必须上台讲解。教师可以据此了解每组学生的专业知识掌握情况和英语水平的高低。讲解PPT也是对学生总结分析归纳文献情况的考查，教师可以通过分析的逻辑性、翻译的正确性来评判学生的分析和翻译能力。面对面的PPT讲解给学生提供了更多展示自己能力的机会，有助于教师全面地评价学生的综合能力，为下一步毕业论文的撰写奠定基础，同时培养了学生的团队协作能力和语言表达能力，提升了学生的创新意识和创新能力。

　　5.调查实践活动（1次，总计6学时）。为了提高学生对高分子材料结构与性能之间关系的宏观认识水平，课题组指导学生收集生产生活中的高分子材料，如塑料制品、人造革、合成纤维等，让学生通过查阅资料，结合所学知识，分析这些制品的原料、组成信息、制品上面一些标志的含义，归纳总结为什么某些制品只能用某种高分子制作[10]，并写出调研报告。在经过这样的训练后，很多学生见到生活中的高分子材料制品，就能马上判断出是什么高分子制作的，由此达到了培养学生创新能力的效果。

　　总之，根据“高分子物理”课程特点，课题组从多方面入手进行改革，取得了较为满意的教学效果，学生对本课程的满意度在95%以上，每年参加大学生创新创业训练项目和各类大赛的学生占总人数的70%以上。

　　参考文献：

　　[1]饶光奇.在高分子物理教学中培养学生的创新思维[J].化工设计通讯,2019,45(8):178,180.

　　[2]曲良焕,周志鹏,郑用琏,等.以学科前沿驱动的《分子生物学》混合式教学实践[J].中国生物化学与分子生物学报,2021,37(11):1555-1560.

　　[3]马登学,夏其英,徐守芳,等.新工科背景下“工匠精神”融入高分子专业课程的探索与实践[J].高分子通报,2022(9):147-152.

　　[4]龚兴厚,王小涛,张高文,等.从易中天品三国到《高分子物理》教学[J].高分子通报,2016(10):111-114.

　　[5]罗钟琳.晶态高聚物模量-温度曲线的教学探讨[J].高分子通报,2023,36(3):380-384.

　　[6]钱浩,张莹雪,陈珺,等.高校工科课堂教学中互动教学的设计与实践:以“高分子材料加工技术”课程的教学实践为例[J].当代教育理论与实践,2022,14(5):33-38.

　　[7]杨子祯,叶险明.大学生公正自觉意识培育的路径探究[J].理论导刊,2023(4):124-129.

　　[8]马登学,夏其英,梁士明,等.基于创新能力培养的高分子物理实验学生学习评价改革研究与实践[J].高教学刊,2020(3):47-48,52.

　　[9]杨薇薇.利用微信实现高校师生课外辅导平台的设计与开发[J].电脑知识与技术,2016,12(31):78-79.

　　[10]王佳,张助坤,蒋剑春.生物质与废塑料/橡胶共热解研究进展[J].林业工程学报,2023,8(2):10-20.