塑料制品研發實訓實驗的設計和構建

孫立國+趙冬梅+姜憲凱+張艷紅+金政+趙東宇

摘要：本文結合塑料制品研發大型綜合設計實驗這門創新型實踐課程，詳細分析了實驗對提高學生就業能力的不同作用。證明該課程設計有效提高了學生的綜合創新及實踐能力，增加了高分子材料與工程專業學生的就業競爭力。

關鍵詞：塑料制品研發實訓實驗；設計；構建

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）06-0231-02

一、引言

隨著經濟水平的提高，高校人才培養與社會人才需求之間出現了一些矛盾[1]。這種矛盾導致了一方面大學生的就業的嚴峻形勢逐年加劇，另一方面用人單位出現了“用工荒”的現象。中共中央國務院《關于深化教育改革全面推進素質教育的決定》中明確指出：“實行素質教育要以培養學生的創新精神和實踐能力為重點。”多年就業信息反饋，理工科專業的學生素質結構與社會需要不符。黑龍江大學高分子材料與工程專業開設了“塑料制品研發實訓”這一課程。

與傳統實驗教學相比，“塑料制品研發實訓”屬于一門創新型實驗課程。傳統實驗教學習慣于把專業實驗課附屬于專業理論課，少量安排若干學時的教學實驗。實驗大多是觀摩性、驗證性實驗[3]。學生僅僅是按照實驗指導書中規定的幾個實驗項目，掌握一些簡單操作，缺乏動手訓練，更缺乏設計綜合實驗的能力。而創新實驗則要求學生精心選題、科學設計，培養學生創新思維、創新意識、實踐能力。具有創新和實踐能力的大學生，無疑更能脫穎而出。

二、綜合設計實驗體系的構成

“塑料制品研發實訓”是由黑龍江大學化學化工與材料學院和創業教育學院協作為高分子材料與工程大四學生開設的一門旨在提高學生的創新創業能力的創業教育課程。“塑料制品研發實訓”是理論直接指導實踐的一門課程。理論部分講授塑料制品研發基礎，包括高分子化學、高分子物理、高聚物成型加工等課程；實驗部分是由五個綜合設計性實驗組成，提高學生在塑料制品方面的綜合能力和設計能力，使學生在專業領域內的創新實踐方面得到實戰性的訓練。五個實驗可成為一個單獨的實驗，且都有各自的作用和意義。它們之間環環相扣，相輔相成，成為有機的大型綜合設計實驗。

1.塑料制品配方設計及加工。以學生為主，教師適當參與，培養學生查閱資料及運用理論知識解決實際問題的能力。學生運用高分子化學、高分子物理、聚合物成型加工等理論知識并查閱相關文獻，獨立地設計出制備目標產品所需要的材料配方，制定出制備該材料的生產程序、工藝。這就與傳統的驗證型、演示型實驗相比有了根本的不同。后者實驗內容單調重復，學生按照實驗指導書規定的方法和步驟去完成實驗內容，驗證課堂上的理論或定理等。這就使得學生處于被動接受的地位，同學之間缺乏交流，教學效果非常地不理想[4]。前者吸收了傳統實驗教學的經驗教訓，拋開了實驗指導書的束縛，充分地調動了學生的積極性。而且由于塑料配方的設計完全由自己完成，提高了學生在實驗過程中的參與感與存在感，使他們能夠以一個認真負責的態度去對待實驗。塑料配方設計完全由學生完成并不代表他們可以隨意設計，這是因為要設計出一個合理可行的方案，就必須具有扎實的理論知識及大量的文獻調研。設計的初步方案應先提交給教師審閱，結合教師提出的修改意見，學生認真修改并確定最終實驗方案。此外，學生還需要對注塑機的操作規程有一定的了解，熟悉并掌握擠出造粒的詳細流程，這樣才能將合理的塑料配方加工成制作制品的原料。

設計一個合理的配方，表面上看上去很簡單，但其實包含了很多內在聯系。學生不僅需要具有扎實的理論基礎，還需要兼顧市場，使其具有可生產性。這就要求學生對市場有一個很好的調研，了解各種配料的市場價格，爭取以最低的成本生產出性能良好的制品。

通過實驗培養學生獨立分析問題、解決問題、創新思維和實驗組織的能力，設計合理的塑料制品配方是一個從事塑料加工工作者必備的技能，通過實驗掌握基本的塑料配方設計方面的相關知識，為以后的就業增加砝碼。

2.塑料制品材料測試。學生設計的塑料配方制備出的粒料是否能夠符合制品的性能要求，需要通過對其進行各種性能的測試，包括熱機性能、力學性能測試，有條件的話也進行熱分析，以確定設計方案的合理性并選出最佳配方。這就需要學生了解塑料材料性能測試相關儀器的使用方法以及塑料材料的測試標準并按照標準對材料進行測試。由于對不同塑料制品的功能和性能的要求不同，塑料制品配方也會有所不同。學生可根據材料測試的反饋信息進一步對設計好的塑料配方進行調整和修改，使其達到制品所需的性能要求。通過這個過程加強了學生動手操作能力和獨立分析問題、解決問題的能力培養，提高學生對正確設計塑料制品重要性的認識，從而為將來的就業打下扎實的基礎。

3.模具轉換及安裝調試。塑料制品的生產和更新是以模具的制造和更新為前提，塑料制品質量的好壞、生產效率的高低取決于塑料模具設計人員的技術水平。因而模具人才成為當今制造行業緊缺的人才[5]。塑料制品模具設計是最重要的一門專業課。

大四學生設計具有市場銷售價值的產品需要對市場進行考察，選擇適合學校實驗室制作的產品，鍛煉市場調研能力。制備模具也是一項非常重要的技能。是否合理是塑料制品成型能否成功的重要的一環，掌握AutoCAD等繪圖軟件尤為重要。大多數學生對于模具比較陌生的，只有熟練掌握制作模具的理論知識，然后多動手、多思考，才能輕松掌握晦澀難懂的模具結構知識，制作出合理的塑料制品模具[5]。此外，需將注射機材料測試模具拆下來，將新設計加工的制品模具安裝調試合理后備用，這就要求熟悉注射機構造和拆裝程序。做完實驗后還需將使用后的制品模具拆下來，將原有的測試模具安裝回去。

4.塑料制品加工。日常生活中各種各樣的塑料制品，催生了社會對塑料制品加工方面人才的需求，黑龍江大學就開設了高聚物成型加工、聚合物流變學、塑料制品研發實訓等課程。通過這些課程使學生掌握了基本的塑料制品加工工藝流程，并能夠獨立地操作注射機等成型儀器。學生在學校掌握了這些技能，就能勝任塑料制品加工方面的崗位，提高就業能力。endprint

經過實驗，學生已經設計出合理的塑料配方和模具，接下來對塑料制品進行加工，過程為：加料-塑化-注射-脫模。每個步驟都有特定的工藝參數，否則不可能順利制得完美的塑料制品，溫度過低，不利于塑化，熔融后粘度較大，流動成型困難，成型后制件容易出現熔接痕、表面無光澤和缺料；溫度過高，易引起降解。加工的過程中，應獨立自主地操作注射機，老師只起輔助作用。

5.塑料制品檢測及實驗方案評價。綜合評價環節能挖掘學生學習潛力，鍛煉他們的總結、歸納等綜合能力以及表達能力[7]。教師與學生要實現良性交流；評價要做到客觀、全面和具體，分析探討問題的源頭，促進全面發展。評價以正能量的肯定為主，使不同能力層次的學生均能有所收獲，有所提升。

評價以提交綜合實驗報告的形式進行，綜合實驗報告要求整潔干凈、圖表清晰，報告內容包括實驗題目、實驗目的、實驗原理、材料和設備、配方設計方案、實驗程序、工藝、原始記錄、材料表征、產品評價、數據處理和結果討論，并根據目標產品的實現程度以及這個大型綜合設計實驗的每個分實驗進行獨立分析，并在獨立分析的基礎上進行綜合分析和評價。具體實施辦法為：教師對學生在配方設計、實驗程序、工藝參數的合理性、設備結構拆裝的熟練程度上，儀器裝置基本操作、產品質量、數量、安全、衛生、科學態度、節約藥品、愛護儀器、合作精神、實驗報告等諸方面進行考察，并把這些作為評分的依據。再參考最終產品的評價結果，按百分制，打分成績由預習情況（25%）、實驗操作（35%）、實驗報告（40%）三部分的總和評定。

三、結語

無論是塑料制品配方的設計還是塑制作與測試，都是學生為主教師為輔。激發學生興趣，培養創新與實踐能力，加強學生動手操作能力和獨立分析問題、解決問題的能力。因此，塑料制品研發大型綜合設計實驗的開創使學生能夠很好地與社會需求接軌，有效增加了高分子材料與工程專業學生的就業競爭力。

參考文獻：

[1]沈健.以社會需求為導向提升大學生就業適應力[J].中國教育報，2012，（2）.

[2]李群英.地方本科院校深化實踐教學改革的實踐與思考[J].中國成人教育，2008，（9）.

[3]元澤懷.開放式設計性綜合實驗課程教學的改革與實踐[J].實驗室研究與探索，2009，28（11）.

[4]韓雅靜，原續波，李寶銀，等.材料科學與工程專業教學平臺實驗室綜合實驗課程改革初探[J].高等工程教育研究，2005，（S1）.

[5]魏鳳春，彭進.塑料制品與模具設計課程教學改革與創新[J].科技資訊，2011，（21）.

[6]王金淑，李洪義，張國珍，等.材料工程基礎綜合實驗課程建設研究[J].高等教育研究，2008，25（2）.endprint