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《聚合物流变学》课程中研讨式教学法的运用分析论文
《聚合物流变学》是高等院校材料与高分子相关专业广泛开设的一门专业课，主要介绍聚合物材料的流动与形变规律，及其与分子链、聚集态等微观结构特征之间的联系。随着碳素、无机矿物、结构与功能陶瓷等无机材料在聚合物基复合材料中的规模化应用，流变学的理论与应用研究日益拓展，与先导工业、工程和高新技术产生了密切的联系。因此，掌握流变学知识对拓宽“无机非金属材料工程”、“高分子材料与工程”等专业学生的知识面和就业领域具有重要意义。本文针对材料类专业学生的学习特点，着重探讨改革材料类专业《聚合物流变学》课堂教学方法的新思路。
一、实施《聚合物流变学》课程教学改革的必要性
作为力学、化学、材料学交叉的边缘学科，流变学既包含流动模型、本构方程等复杂的数学、物理问题，还涉及实践性较强的流变测量学，并与聚合物加工、改性等工程应用紧密结合。要学好这门课，学生必须具备扎实的理论功底和较强的工程实践能力。近年来，青岛科技大学[1]、上海交通大学[2]、厦门大学[3]、湘潭大学[4]等国内高校在流变学的教学改革与教材建设方面取得了丰硕的成果。然而，流变学教学中仍然普遍存在教材深度过大、教学内容与工程实际结合性不强等问题。根据工科专业学生的特点，授课时如果机械地灌输数学物理方程等理论知识，会使课程变得晦涩难懂，势必降低学生的学习积极性；另一方面，课堂上如果只注重教学内容的灌输，缺乏适当的师生互动，就很难在信息、思想和情感上与学生全面沟通，由此造成学生对上课缺乏兴趣，课后很少会自觉地巩固复习；此外，材料类专业《聚合物流变学》的授课学时一般不超过32学时，难以面面俱到地阐述流变学基础理论，而且如果覆盖面过大，重点内容就难以突出，对于学生基础理论的掌握和实践技能的培养均难达到预期效果。
笔者从材料学科的发展方向与人才培养要求出发，改变单纯、平淡的教学关系，将研讨式教学模式[5~7]引入《聚合物流变学》的课堂教学。这种尝试是把教学双方都看作统一教学活动的主体，在一种平等、自由的心理氛围中探讨学问。此时，学生作为学习活动的主体作用被真正激活。鼓励学生以小组为单位，围绕专业领域中的流变学课题主动地检索信息，开展相关研究活动，在实践创新中学习理论知识，促进学生实践能力与创新意识的发展，提高对多学科交叉的复合型人才的培养质量。
二、《聚合物流变学》研讨式教学改革的实践过程
1.研讨式教学的方案设计。研讨式教学是扩充课堂讲授的教学形式。在《聚合物流变学》课程中开展研讨式教学的关键目标之一就是解决基础理论与应用实际的结合问题。聚合物流变学中重要的研究工作是通过抽象的数学模型（如本构方程）揭示应力与应变、应力与应变速率的复杂关系。然而，材料类专业的本科生在数学建模、高分子物理等方面普遍基础薄弱，对于上述理论问题难以准确理解与领悟。因此，教师在设计研讨课题的时候，有意识地融入了生活实际和前沿课题中的流变学问题，其中包括塑料、橡胶、树脂、油漆等工业材料，沥青、石油等地质材料，肌肉、筋腱、骨骼、血液等生物体，以及纺织纤维、纸浆、化妆品、油料、食品等轻工和生活用品原料。教师从如此广阔的素材中精心选取学生熟悉的专题，抽象拆解出基本的流变模型，并且尽可能将问题细化，便于学生小范围协作攻关。在选题时着重关注新旧知识的连接点，内容以所学内容与知识结构作为基点，使教学知识环环相扣，节节相连，避免出现课程、教学与学习彼此分裂的现象。最后，制定出报告与讨论的程序，并且合理分配课堂精讲和研讨交流的时间。
2.研讨式教学的组织实施。（1）教师课堂精讲。教师摒弃“灌输式”的教学方式，针对研讨课题所涉及的理论知识点有的放矢地剖析和讲解，通过视频、动画、图像等多媒体手段生动地呈现教学内容，为学生创设形象化的学习情境，调动起学生的参与意识，启发学生的思维活动。教师在授课过程中会特别介绍流变学发展的最新成就，扩展学生的专业视野，并且注重培养学生理论联系实际的学风，引导学生课后自学与研讨的基本方向。（2）学生课后准备。学生可以在网络教学平台上选择感兴趣的研讨课题，每组3~4人组成研究团队。长沙理工大学图书馆拥有完备的数字资源，学生在课后可以利用中、英文数据库查阅文献资料，了解相关领域国内外的研究现状与最新成果，弄清楚所需研究和解决的关键问题。隶属于本专业的材料实验中心配备了注塑机、流延机、混炼机、毛细管流变仪、熔体流动速率测试仪、旋转粘度仪等聚合物加工与流变性能测试设备，教师在课堂教学中已经详细介绍了这些设备的工作原理，学生只需对照说明书即可掌握设备的操作方法，并自行设计、完成相应的专题实验，最终，将文献信息与实验结果整理成的专题研究报告。在实践探索的过程中，学生分析问题、解决问题的能力得到了很好的锻炼。（3）师生研讨交流。教师在每学期安排1~2次专题研讨课，鼓励学生以论文、PPT等形式将研究性学习的成果展示出来，使学生从知识“输入者”变成知识“输出者”.在课堂讨论环节，教师的角色是研讨活动的组织者，负责对学生的研究报告进行指导和点评，还要引导学生思考一些报告中容易忽视的重要问题，在发散思维中寻求新的思路。在此基础上，利用网络教学优势，将专题研讨延伸到网络平台，利用电子邮件、留言板等形式增强师生间的交流互动，进一步巩固了课程的学习效果。（4）学生成绩的考核评定。仅以期末试卷评定学生成绩的方式受到考生状态、考题设计等因素的制约，往往不能准确反映出学生掌握知识的真实水平。相反，可能使部分学生养成“平时上课散漫，考前集中突击”的不良学习习惯，成绩及格后很少会反思自己学习方面的不足，甚至会产生轻视学习和考试的侥幸心理。
为了更好地适应研讨式教学改革的目标，引导学生由被动的“输入性学习”向主动的“研究性学习”转变，任课教师对《聚合物流变学》的成绩考核评定方式也进行了相应的改革。改革后的考核成绩将由学生平时成绩和期终考试成绩两部分组成，如表1所示，其最突出的特点在于加大平时成绩占考核总成绩的比重（60%），并将学生在研讨环节的表现作为平时成绩评定的重要依据。新的考核方式可以更加客观地检查学生的知识和能力水平，以及教师的教学效果，以便学生与教师分别改进自己的学习与教学。
三、《聚合物流变学》研讨式教学改革的成效
开展《聚合物流变学》课程教学改革以来，学生上课时专注度更高，勤于思考，课堂气氛非常活跃。学生的逻辑思维、外文阅读、实验操作、语言表达、答辩技巧等素质都有了不同程度的提升，而且掌握了一些大型仪器设备的测量原理与操作方法。学生对理论知识的掌握和运用能力明显提高，本课程考核的及格率已连续两年达到100%,优良率接近70%.更为可喜的是，一些研究团队以研讨课题为基础，申请了省级或校级的大学生创新性实验项目，相关研究成果已在国内外学术期刊上发表。由此可见，研讨式教学法对于培养材料类专业学生的独立思考和实践创新能力卓有成效。
参考文献：
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[2]王智超，罗迎社，罗文波，邓旭华。路基压实土流变变形的力学表征及参数辨识[J].岩石力学与工程学报，2011,30（1）。
[3]周持兴。聚合物流变实验与应用[M].上海：上海交通大学出版社，2003.
[4]许元泽。流变学范式的进化和当前的挑战[J].化学通报，2013,76（3）。
[5]朱培栋，郑倩冰，渠文博，康文杰。开展研讨式教学，培养创新型人才。教育教学论坛[J].2012,（40）。
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[7]曾明星，蔡国民，覃遵跃，王晓波，陈生萍，黄云。基于翻转课堂的研讨式教学模式及实施路径[J].高等农业教育，2015,（1）。
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