高校“高分子材料成型與工藝”課程教學改革探索

付麗華+徐傳輝

【摘 要】本文從教學內容、教學方法、創新能力培養等方面，通過精心選用教材，合理分配課內課外學時，詳略搭配安排教學內容，充分利用現代化教學手段與網絡資源，探索化學工程與工藝專業“高分子材料成型與工藝”課程教學改革。

【關鍵詞】高分子材料成型與工藝 微信 教學改革

【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2017）06C-0078-02

高分子材料是化工產品的一個分支，是目前發展最快、應用前景最廣且最具生命力的一類化工產品；高分子行業的迅猛發展，急需大量復合型人才。而大多數高校高分子材料專業的人才培養側重在材料的合成等偏理論方面，對高分子材料加工成型為終極產品的工藝環節關注的程度不高。廣西大學化學工程與工藝專業在化工材料加工工藝方面開設了系統的專業課程群，為“高分子材料成型與工藝”課程的設置打下了堅實的理論基礎。然而，廣西大學化學工程與工藝專業沒有開設過高分子物理、高分子化學、高分子材料、聚合物加工原理、高分子材料基礎等高分子基礎或專業基礎課程，且該專業作為一個覆蓋范圍廣泛的交叉的專業，開設的專業課程很多，所有的專業課程學時都高度壓縮。在高分子材料理論知識缺乏、課程學時數少、無配套實驗的背景下，本文從教學內容、教學方法、創新能力培養等方面對“高分子材料成型與工藝”課程教學改革進行探索。

一、教材的選用

廣西大學化學化工學院“高分子材料成型與工藝”課程剛開設時，選用的教材是史玉升等編著的《高分子材料成型工藝》，學生通過學習可以掌握高分子材料的制備、性能、成型、評價及應用，全面系統地了解高分子材料成型技術的最新知識。教學過程中，學生反映這本教材的難度太大，因為“高分子材料成型與工藝”是一門專業技術課程，需在完成化工熱力學、化工原理、物理化學、有機化學、無機化學、分析化學、高分子物理和化學、高分子材料、聚合物加工原理、高分子材料基礎等基礎理論課和專業基礎課程后，對學生進行綜合訓練。

“高分子材料成型與工藝”課程是在大三第一學期開設的專業課，此時學生已經修完化工熱力學、化工原理、物理化學、有機化學、無機化學、分析化學等基礎理論課，然而基本沒有學過高分子物理、高分子化學、高分子材料、聚合物加工原理、高分子材料基礎等專業基礎課，高分子材料方面的基礎較差，加上這本教材講述的理論知識較少，所以學起來較吃力。根據學生的反映，學院及時更換了教材，采用周達飛等主編的《高分子材料成型加工》“九五”重點教材，該教材高度概括了高分子材料的最基礎的知識，對加工成型影響很大的高分子流變學基礎知識進行較全面深入的介紹，全面介紹了高分子材料成型加工最常用的基本工藝，也兼顧了新技術和新方法，難度適中，得到學生好評。

二、教學內容的改革

高分子材料成型技術涉及化學、材料、材料加工、機械等多種學科，“高分子材料成型與工藝”課程是一門專業技術課程，需要廣泛的理論知識基礎。化學工程與工藝專業的學生基本無高分子材料理論基礎知識，學習起來的確難度很大。非高分子材料專業的“高分子材料成型與工藝”課程要以“高分子材料—成型加工—制品性能”這條主線展開教學內容，重點掌握三者的關系，強調成型加工對制品性能的重要性，這是本課程的主題思想，也是高分子材料的工程特征；選用“九五”重點教材《高分子材料成型加工》，充分利用國內外重要專業期刊了解行業最新動態，不斷更新及補充教學內容，確保教學內容的先進性；在教學內容安排上，以高分子材料成型加工的大工程觀點為著眼點，以寬專業為目標，概況高分子材料理論基礎和概念（詳細的內容指定參考范圍讓學生利用課外時間自學），從高分子材料的加工原理出發，著重對成型加工工藝進行討論。從高分子材料的成型加工的共性出發，對模壓、擠出、注塑及壓延四大成型技術及工藝進行重點講授，然后講授塑料、橡膠及復合材料的成型特點和區別，對于一些新的成型方法，以及教材中未涉及而在一些科技文獻中見報道的新的成型方法及工藝，教師建立了QQ群這樣的交流平臺，并將高分子領域權威的一些微信公眾號分享到平臺上，經常轉發高分子材料國際國內的重要進展到平臺，引導學生關注，激發學生的學習積極性，讓學生以興趣為導向自動組成興趣學習小組的方式進行自學。筆者首先通過課內課外結合強化高分子理論基礎與概念，對成型加工影響最大的流變性在課堂上進行詳細介紹，而其他性能如穩定性、電性能、光性能等材料性能則作為課外學習內容，在有限的學時內，節選核心內容，把高分子材料合成、性能、加工及相互間的影響規律簡要完整地介紹。比如教材中同一種成型方法按不同的應用體系分成很多小結，而教學過程中每種成型工藝僅以一種材料為代表來講，但不同章節會選不同的材料體系來進行，比如講橡膠的壓延，那么注塑可能選塑料，而擠出可能選復合材料，這樣來兼顧各類高分子材料的成型。

三、教學方法的改革

教學方法是影響教學目標是否能夠實現、實現的程度和效率的關鍵。非高分子材料專業的“高分子材料成型與工藝”課程教學存在兩個難點：一是許多內容涉及高分子加工機械、設備結構及操作過程，這要求有實際感性認識和直觀性；二是該課程的理論性和實踐性都很強，如何在教學過程中實現理論與實際的結合，用理論來解釋生產中的實際問題，或以具體實例來說明理論，促使學生真正掌握知識。針對這些問題，“高分子材料成型與工藝”課程在教學過程中對教學方法、教學手段進行了改革。

（一）現代化教學與傳統教學相結合。“高分子材料成型與工藝”課程中許多內容涉及高分子加工機械、設備結構及操作過程，這要求有實際感性認識和直觀性，同時，該課程的理論性和實踐性都很強。筆者根據所選用教材，利用PowerPoint加入聲音、圖像、動畫、視頻等各種多媒體信息，并根據需要設計各種演示效果，將抽象、生澀難懂的知識形象生動地展示給學生，激起學生學習的興趣、吸引他們的注意力，大大加深學生對知識的理解和印象。由于化學化工學院缺乏相應的高分子材料成型教學設備，教學小組聯系外界資源制作了幾個基本成型工藝的微課，同時廣泛收集案例、動畫演示及成型錄像，不斷補充到授課內容中，讓學生對高分子成型工藝及設備等有更直觀的認識，對課件內容進行更新和完善，豐富課堂內容，加大課堂信息量，使學生獲得對高分子材料成型加工的理性和感性雙重認識，使教學達到事半功倍的效果。

同時，教師也要注意吸取傳統教學中講解的優點，將教師的語言、激情和應變能力體現在多媒體教學中，并用眼神、情感、心靈與學生溝通，必要時還要進行板書，讓學生徹底把握一些關鍵問題。

（二）采用“任務驅動”教學法和啟發式互動式教學。與傳統的以教師為主體的“填鴨式”“灌輸式”教學方式不同，筆者在部分知識點的授課中嘗試采用“任務驅動”教學法，從傳統教學的講授、灌輸和教師主宰課堂，轉變為組織和引導；從單純講解轉變為與學生進行適當的交流和探討。筆者在講述“高分子材料配方設計”這一章內容時，并沒有按照書本來進行，而是布置了一道思考題“設計食品袋的配方”，讓學生通過自學課本內容與上網查找相關知識等來完成這一思考題，并在學生完成后讓他們用PPT來展示成果，通過討論的形式與學生探討了配方設計中的一些原則與內容。

啟發式互動式教學強調先讓學生積極思考，再進行適時啟發；教師不僅要加強自身專業素養和知識積累，而且更重要的是建立師生互動的教學過程，并營造良好的課堂教學氛圍，實現教學相長；教師注意自己角色的轉變，良好的學習情境可使學生了解學習任務的必要性和與學習任務相關的學習信息，從而激發學習意愿和濃厚的學習興趣；在教學過程中，對于重要的知識點，通過案例教學，與學生共同分析和討論，啟發學生進行思考，培養學生的創新能力。

（三）課堂講授與問題討論相結合。在教學過程中，始終圍繞教學主線，但又避免單一過多地講解相關理論，適時將高分子成型的基本理論與實際生活和生產相結合，與學生進行分析和討論， 激發學生學習的積極性和主動性。以學生日常生活中常用的各種飲料瓶子和水杯等為例，分別介紹它們的主要原材料（PP、PC等）、配方和主要成型工藝（擠出吹塑成型、注塑吹塑成型、注塑成型、壓制成型等），不同成型工藝生產的瓶子和水杯具有不同的特性，并縱向對比了各種成型加工方法、工藝及特點等，在講述的過程中還給學生灌輸了環保安全的意識。在講述過程中，學生拿著各自不同的飲料瓶或水杯，或觀察色澤、透明性，或捏捏比較它們的硬度，看看瓶底找找原材料的主要成分，相互還交換瓶子或水杯進行研究，課堂氣氛非常好。課后學生反映通過使用這個具體的例子教學，讓他們深刻地理解了原材料、配方、成型工藝等與材料制品性能的關系。此例子生動地體現了“高分子材料—成型加工—制品性能”這條高分子材料成型加工的主線，從而使教學內容由龐雜繁多變得簡單易懂，通過理論結合實際，強化了學生的專業知識，教學效果甚佳。

（四）理論與實踐相結合。“高分子材料成型與工藝”是一門理論性和實踐性很強的課程，不僅要求學生盡可能地掌握每種加工工藝所依據的原理、生產控制因素以及在加工中高分子材料所發生的物理化學變化，熟知影響制品性能的各種因素，而且要學會選擇和運用合適的加工設備、加工方法和加工工藝。筆者通過理論與實踐相結合，將自己指導的一項專業實驗項目設計為一個開放性的綜合性的實驗“高分子材料/陰離子型鈣基膨潤土功能材料合成與成型”，感興趣的學生利用課余時間參與，讓學生全面了解原材料、制備方法、工藝過程、成型加工方法等綜合知識，并理解各種因素的變化對最終功能材料性能及結構的影響。這不僅激發了學生的學習興趣，調動學生學習的積極性和主動性，而且可使學生不僅獲得理論的認識，更能獲得感觀的認識，進一步提高教學質量和學習效率。

【參考文獻】

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[4]李寶銘，張星，鄭玉嬰.高分子材料成型與加工課程建設初探[J].化工高等教育，2010（3）

【作者簡介】付麗華（1977— ），女，江西臨川人，博士，廣西大學副教授。

（責編 盧 雯）