基于應用型人才培養(yǎng)的《高分子材料成型加工基礎(chǔ)》課程教學改革

張世杰，黃軍左

(廣東石油化工學院化學工程學院，廣東茂名 525000)

基于應用型人才培養(yǎng)的《高分子材料成型加工基礎(chǔ)》課程教學改革

張世杰，黃軍左

(廣東石油化工學院化學工程學院，廣東茂名 525000)

《高分子材料成型加工基礎(chǔ)》作為高分子專業(yè)非常重要的專業(yè)課，學生普遍反映難以理解掌握。為改善教學效果、培養(yǎng)應用型人才、提高就業(yè)質(zhì)量，作者引入比較教學法等方法進行教學改革，取得了良好的綜合效果。

高分子材料;成型加工;比較教學法;應用型人才培養(yǎng)

高分子材料作為最重要的材料品種之一，對于人類社會的發(fā)展進步具有重要意義。目前很多國內(nèi)高校都開設了高分子材料與工程專業(yè)，其中不少學校的專業(yè)方向都偏向于高分子材料成型加工，尤其是塑料成型加工。在目前的專業(yè)課程體系中，均開設有《高分子化學》、《高分子物理》、《高分子材料成型加工基礎(chǔ)》、《高分子助劑》、《高分子材料》、《高分子成型設備》、《塑料模具設計》等課程。其中《高分子化學》和《高分子物理》是專業(yè)基礎(chǔ)課，系統(tǒng)講授與聚合和成型加工相關(guān)的基礎(chǔ)理論知識，雖然非常重要，但與工業(yè)界生產(chǎn)實際間還存在明顯差別。目前而言高分子專業(yè)的本專科生在企業(yè)中主要從事成型類相關(guān)職位，崗位對于成型工藝提出了較高的要求。社會對于應用型人才的需求，凸顯出《高分子材料成型加工基礎(chǔ)》作為專業(yè)課代表的重要地位。

就目前的課程結(jié)構(gòu)而言，雖然《高分子成型加工基礎(chǔ)》按照高分子材料的不同成型工藝和方法進行了系統(tǒng)講授，但學生普遍反映理解難度較大，較為空洞。為解決以上問題，作者在授課過程中有意識的引入比較教學法，以期改善課程的授課效果，對于構(gòu)建“三位一體”應用型人才培養(yǎng)模式做出了貢獻。下文將以比較教學法在“擠出成型”部分的授課實踐進行介紹。

1 目前“擠出成型”部分的授課實踐

“擠出成型”部分的學習目的與要求:熟悉擠出成型設備主要是單螺桿和雙螺桿擠出機的工作原理，擠出成型過程。了解擠出成型在塑料、橡膠和纖維中的應用，了解擠出工藝流程、工藝條件的控制、螺桿擠出機的結(jié)構(gòu)及選用方法。主要授課內(nèi)容:概述(定義、應用、分類、實例、擠出成型設備及主要技術(shù)參數(shù)、成型特點)、單螺桿擠出理論(準備知識、固體輸送理論、熔融理論、熔體輸送理論)、螺桿擠出機的結(jié)構(gòu)及選用方法(選用擠出機要考慮的問題、擠壓系統(tǒng)、加料系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、加熱冷卻系統(tǒng))、擠出成型過程(原料準備、機頭成型、定型與冷卻、牽引與卷取、后處理)、常見制品的擠出成型(管材、片材、薄膜、異型材、紡絲、其它產(chǎn)品)、擠出成型的發(fā)展(反應擠出、新型設備)。

授課難點:兼顧單和雙螺桿擠出機的介紹，兩者間對接較難實現(xiàn)。同時由于實驗條件有限，無法使學生親手操作擠出成型生產(chǎn)線或?qū)ζ溥M行拆裝。學校現(xiàn)有的擠出成型設備品種過于單一。作為授課中非常重要的擠出機頭部分，也存在類似問題，學生普遍反映難以理解掌握。

2 比較教學法在“擠出成型”授課中的應用

教師在“擠出成型”部分的講授過程中，應該緊緊抓住擠出機及機頭進行重點講解，其它輔機可以相對簡略介紹。目前常用的擠出機分為單螺桿和雙螺桿兩類。雙螺桿擠出機是在單螺桿擠出機基礎(chǔ)上發(fā)展而來。在先對學生系統(tǒng)講授單螺桿擠出機后，可以將雙螺桿擠出機與單螺桿擠出機進行比較，包括螺桿結(jié)構(gòu)、螺桿排布方式、混煉元件構(gòu)型、機筒是否為積木式、輸送原理、物料的運動方式、成型工藝參數(shù)、傳動系統(tǒng)、自潔能力等。抓住以上重點，就可使學生觸類旁通、形象加深學生對知識的理解。

例如:在對緊密嚙合型同向旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出機與普通單螺桿擠出機進行對比時，可以以雙螺桿擠出機擁有兩條平行排布的螺桿(其軸線處于同一水平面)、螺桿間緊密嚙合、物料在螺桿與機筒壁間呈八字形運動方式、兩條緊密嚙合的螺桿的螺牙互相咬合，能夠發(fā)揮自潔作用、由于兩根螺桿導致機筒孔為八字形;與此相對，單螺桿擠出機由于只有一條螺桿，所以物料只能在螺槽與機筒壁間的空間螺旋運動，混煉效果比較差，無自潔能力、與單螺桿配套的機筒孔為圓孔狀。經(jīng)過對比，可以使學生對于單、雙螺桿擠出機間的結(jié)構(gòu)差異、工藝參數(shù)差異具有深入的了解，改善學習效果。

同時在排氣擠出機、雙階擠出機的講授過程中也存在類似情況。在授課過程中，可以引導學生將排氣擠出機或雙階擠出機看作兩根螺桿串聯(lián)起來，組成了一根長徑比較大的螺桿。作為排氣擠出機的第一段螺桿，其三段功能區(qū)完整，而第二段螺桿主要以定量定壓擠出為目的;而排氣擠出機和雙階擠出機的差別，只存在于雙階擠出機的兩根螺桿間并無連接，只是使物料經(jīng)歷兩次擠出來改善混煉效果，在兩階擠出機結(jié)合處，也有一定的排氣作用。而排氣擠出機相當于兩段螺桿間存在物理連接，在連接處通過抽真空，以排除物料中的氣體和揮發(fā)性物質(zhì)。

3 結(jié)束語

《高分子材料成型加工基礎(chǔ)》作為高分子專業(yè)的專業(yè)課代表，通過引入比較教學法等多種教學手段，對于改善教學效果、培養(yǎng)學生的應用能力、提高就業(yè)能力具有非常重要的作用。

G642.0

B

1003-3467(2014)12-0058-01

2014-10-18

張世杰(1976-)，男，材料學副教授，主要研究方向為高分子材料合成、制備與改性，電話:15099817709。