基于《聚合物加工原理實驗》的“原位反思”教學理論研究

向萌 楊菁菁 周仕龍 范望喜 董爽

摘要：以聚合物加工原理實驗為基礎，介紹了引入“原位反思”教學方法的原因和實現途徑。實踐研究證明，這種教學方法對學生實驗能力的培養有著積極作用。實驗前通過預習，反思實驗方案設計;實驗中觀察現象，反思實驗方法的可行性和可操作性;實驗后總結，反思實驗可改進的部分;逐步引導學生思維，加強了課前、課中、課后的互動，將原位反思貫穿于整個實踐教學過程，對學生畢業后快速適應工作崗位具有一定幫助。

關鍵詞：聚合物加工原理;原位反思;教學方法

中圖分類號：G642.307? ? ?文獻標志碼：A? ? ?文章編號：1674-9324（2020）15-0273-02

引言

為了適應社會發展需要，培養具有創新精神和實踐能力的功能材料高級專門人才，我院功能材料專業開設了聚合物加工原理實驗課程，從材料的合成研發，改性制備到性能測試分別設計相關實驗課程體系，配合專業理論課程的設置，培養能夠適應市場和區域經濟發展需求的工程技術應用型本科畢業生。

一、引入“原位反思”教學方法的原因

（一）學生實驗積極性差

傳統實驗教學模式多是引導學生掌握實驗目的，然后教會學生儀器操作方法，最后得到實驗結果。學生看似全程參與了實驗過程，但從未反思實驗設計是否合理，實驗結果是否正確。以聚合物加工原理實驗課程中導熱聚乙烯復合材料制備與表征實驗為例，實驗前要求學生預習，大多數學生按照指導書內容，從實驗目的開始一字不落地謄抄書上內容，課堂上僅按照授課教師給出的實驗步驟進行實驗操作，吝嗇動腦，沒有自己的想法，更談不上舉一反三。一套實驗做下來，發現實驗原理不清，設備原理更加不會，僅僅只會簡單的儀器操作，沒有掌握實驗的精髓，課程結束后很快遺忘實驗內容，這樣的教學方法學生往往感到厭煩。現在學生自主意識和思維模式有很大不同，接受新鮮事物的能力比較強，生搬硬套的實驗步驟，陳腐守舊的教學方法激發不了學生的實驗興趣，需要改進教學方法。

（二）學生缺乏自主創新意識和實驗主人翁精神

學生一味遵從教材或教師實驗內容的安排，按部就班，預習后缺乏反思實驗方案合理性的意識，盲目實驗。成功是僥幸，是偶然，實驗重復性差，沒有找出規律，真正了解實驗原理和實驗過程。

（三）學生的就業適應期較長

目前大學畢業生走上工作崗位后，只會按照企業操作規程工作，一旦產品種類發生變化，或產品出現質量問題，無從下手，不會分析問題原因，導致其在企業中發展受限。甚至一些畢業生對所學知識掌握不深不精，連最基本的專業知識都比較薄弱，更談不上理論聯系實踐，導致就業難的問題。為適應社會發展，學生的綜合素質提高十分重要。反思性實驗教學引導學生勤思考，合理組織思維邏輯關系，提高自身素質[1，2]。

二、“原位反思”實現的瓶頸

“原位反思”難以實現主要是因為學生的理論基礎差，沒有理論支撐，學生很難構成完整的實驗方案思考體系。《聚合物加工原理實驗》一般開設在第七學期，學生已經基本完成了專業課程的學習，通過系統的實踐課程訓練，一方面鍛煉學生的實驗能力，另一方鞏固理論知識，進一步培養應用理論知識解釋實驗現象的能力，從而引導學生自行設計實驗方案，選擇實驗方法，分析實驗結果，反思實驗體系可行性和合理性的綜合能力[1-3]。

三、“原位反思”的實現途徑

（一）實驗前預習反思，心中有數

實驗課程的預習工作十分重要，實驗指導書的內容只是單純針對某一個實驗，要想真正完成一次實驗，在上課前，要“思考，模擬實驗”，具體的實施途徑：1.引導學生查閱資料，反思檢索內容，結合理論課程學習，了解實驗目的，理解實驗原理，合理選擇實驗原料。例如導熱聚乙烯復合材料制備與表征實驗，由于金屬電子元器件易腐蝕，安全性較差，可以采用功能高分子材料替代。聚乙烯材料電阻率高，介電常數低，但導熱系數小，熱量不容易散去，需要改性處理提高其導熱性能。可以添加自身導熱系數高且在聚乙烯基體中分散性好，在聚合物基體中充當導熱網鏈的材料，實現熱流傳導。在原理基礎上設計實驗方案，選取填料氮化鋁。

2.規劃實驗方案后選定儀器設備，查看儀器說明書，了解儀器的工作原理和操作方法，根據基體材料的基本性能確定設備工藝參數，以及測試的國家標準，反思實驗方案的合理性。

3.實驗操作前腦中模擬實驗過程，查缺補漏，規劃實施方案，組織形式，思考實驗注意事項，思考全面，才能做的科學。

（二）實驗中觀察現象，心中有疑

科學合理的聚合物加工原理實驗，需要有較好的重復性和數據穩定性，這樣才能滿足企業生產的要求，這就要求我們在校開展學生實驗的時候讓學生明白“做實驗”不是一次的成功即可，也不是單調的重復就算完成，需要不斷優化，改進實驗方案。導熱聚乙烯的制備在做雙輥開煉部分實驗時，觀察發現隨著氮化鋁含量提高，原料容易粘在開煉機雙輥上，成型加工困難，這時需要結合理論所學，反思并改進工藝條件，比如降低開煉溫度，調節輥間距或降低輥速減小摩擦。

（三）實驗后反思總結，把控全局

實驗結束后的反思總結不容忽視，實驗失敗，分析原因，從原料選定，儀器設備和工藝方法的選擇等方面反思是實驗過程失誤還是實驗方案錯誤;實驗成功，反思是否可以深入開發和設計實驗方案。例如雖然改性后的聚乙烯導熱系數提高了50%，但采用開煉壓制成型的方法每次產量較少，不適合企業大規模生產，是否可以采用熔融擠出方法制備？采用這種方法實施的條件是什么？這種方法的利弊在哪里？學生通過反思總結訓練，不但能夠夯實理論知識，掌握實驗方法，更能從生產實際出發，真正做到學以致用[4]。

四、結語

“授之以魚”不如“授之以漁”。當代大學畢業生理論薄弱，實驗技能不強，制約了其發展。“原位反思”教學方法不僅僅要“教會”學生知識，更要引導學生“學會”學習、及時鞏固。這種教學方法能夠引導學生在實驗的各個階段，及時查漏補缺，不斷創新，不但提高實踐教學合理性，更能培養學生解決復雜工程技術問題的能力。

參考文獻：

[1]楊振平，嚴捷，盧傳君.反思性教學法在有機化學實驗參與式教學中的運用[J].教育教學論壇，2018，（1）：145-146.

[2]王曉明.論高校反思性實驗教學[J].實驗技術與管理，2011，28（2）：131-134.

[3]張揚，盧雅琳，孫順平，等.工程材料與成形技術課程教學改革的對策與嘗試[J].江蘇理工學院學報，2017，23（6）：86-88.

[4]周仕龍，楊菁菁，楊潤苗，等.高分子材料專業綜合實驗教學改革研究[J].江蘇理工學院學報，2017，23（2）：104-106.