工程教育認證背景下《塑料工藝實驗》教學改革和探索*

宋仕強，袁海寬，范 欣，朱 敏，江振林，王錦成

(上海工程技術大學化學化工學院，上海 201620)

自2013年被納入《華盛頓協議》的預備成員國以來，我國的工程教育認證工作取得了長足進展。根據中國工程認證教育協會公布的信息，到2020年累計241所高校的1353個工科專業通過工程教育認證。工程教育認證得到了越來越多的高校認可，同時專業的申請數量逐年攀升[1-2]。通過工程教育認證，提高了高校在學生的培養目標、畢業要求、持續改進、課程體系、師資隊伍、支持條件等方面規范化程度，推動了我國工程教育與國際接軌，拓寬了畢業生的就業擇業視野[3-4]。

上海工程技術大學化學化工學院高分子材料與工程專業已成功入選上海市一流本科專業建設點，而本專業的方向為橡塑方向，《塑料工藝實驗》作為本專業重要的實驗課程，是對《聚合物成型加工基礎》等專業必修課程的有力支撐[5]，同時也是對前期相關專業課程《材料科學與工程基礎》、《高分子化學》、《高分子材料與加工技術》的專業拓展，也可作為應用化學、化學工程等我院其他化工類專業的選修課進行學習，能夠使化工專業學生了解塑料加工成型的基本操作，拓展化工專業學生的知識面和動手能力，為我國塑料行業培養培養高素質應用型人才。基于工程認證教育背景下，如何在《塑料工藝實驗》中提高學生的主觀能動性，激發學生主動探索力以及發現解決問題能力是當前函待解決的問題[6]。因此，根據工程教育認證的要求，對《塑料工藝實驗》教學內容的改革勢在必行。

1 現有課程教學現狀和存在的問題

《塑料工藝實驗》是本專業在2012年針對塑料成型加工所設立的專業性實驗，但隨著近幾年高分子學科的發展，塑料加工工藝不斷變化，實驗設備不斷更新，現有的實驗教學內容也應隨著學科發展有所變更，更好地符合工程認證的標準和塑料行業的發展，提升化工及高分子專業學生在塑料行業的就業能力。此外，《塑料工藝實驗》設立較早，大多屬于驗證性實驗，實驗難度較小，只需按照實驗教材上的步驟就完成實驗，不符合工程認證所倡導的提高學生解決復雜工程問題能力為目標，以產出為導向的思想理念。其次，在實驗教學過程中仍然是沿用傳統的填鴨式教學方法，即以教師為中心向學生單向輸入知識，無法激發學生主動探索的興趣，不能提高學生解決問題的能力，與工程認證下培養高素質應用型人才目標不符。最后，實驗成績的評定，主要包括實驗報告，課堂表現以及實驗操作等，評價指標過于單一。因此，基于工程認證背景下，課程內容緊緊圍繞工程認證的三大理念，將實驗內容變為以塑料加工所得成果為導向，以學生為實驗中心，不斷完善創新實驗內容。

2 改革措施

2.1 實驗內容

塑料工藝實驗現有的實驗內容只涉及擠出和壓縮成型工藝，將原有的擠出和壓縮成型工藝拓展到注塑、流延、壓注和真空吹塑等塑料成型工藝，實驗將由學生作為中心從母料的選擇購買到配方自主設計、混煉等后進行塑料成型加工；對于塑料性能測試方面由力學性能，擴展到對電性能、熱性能和流變性能進行測試這樣不僅極大地豐富了實驗內容而且貼合目前塑料企業的實際需求。在整個實驗過程中學生作為主體參與到實驗方案設計、操作的全過程，貫徹了學生為中心的導向，提高了學生積極性和創造性，同時每位學生選擇的配方不同實驗方案所得結果不同，體現了差異化的教學也豐富了課程實驗內容。

2.2 實驗教學

隨著多媒體教學的不斷發展，《塑料工藝實驗》中涉及到的擠出機、注射機、模壓機等塑料成型設備，可采用動畫和視頻相結合的方式，通過動畫效果將儀器的內部構造和功能生動形象地進行展示，加深學生的理解；在涉及實驗安全方面，可結合塑料加工廠中發生的事故作為案例，結合錄像等多媒體手段，開展課堂討論，解析事故發生的原因，引起學生的重視；此外，還可利用虛擬仿真軟件，將實驗反應過程中傳質傳熱等物理化學變化，生動形象地展現出來，體現以學生為主導的教學理念。最后，指導教師可以采用互動式教學針對每個學生不同的實驗方案進行分析指導，實現一人一題，提升學生的參與感，讓學生感受到他們是課堂的“主人”。

2.3 實驗成績評定

以往成績的評定主要側重于實驗報告的撰寫，根據學生報告中實驗數據的正確率以及實驗分析、工整度等進行評判，同時實驗內容單一會導致學生抄襲現象嚴重，也無法調動學生的積極性和主動性，反饋機制單一，更無法評估學生的學習能力、探索創新能力和解決問題的能力等。本實驗采用前期準備考核、過程考核和結果考核的全要素考核方式，主要體現在：(1)自擬實驗方案以及預習(30%)，包含前期文獻調研，自擬實驗方案可行性，所用藥品的物性數據等進行評分，實驗方案可行性不夠不能進入實驗室；(2)課堂實驗表現(40%)，根據實驗過程中儀器及藥品的正確操作，材料測試性能結果，以及實驗過程中出現問題所對應的解決方案，記錄每一位學生的表現并給出分數；(3)結果考核(30%)，包含報告撰寫規范性，結果可靠性、現象結果分析等。

3 改革效果

3.1 調動學生的積極性

通過對實驗內容，教學方法以及成績評定等方面的改革，增加了自主實驗內容和課前預習成績評定的比例，需要學生主動調研實驗相關資料，了解相關知識，獨立設計和思考實驗內容和步驟以及注意事項等，因而可以充分調動學生的積極性，培養科學研究的規范性、嚴謹性，提高學生良好的科研習慣、科研態度以及分析問題解決問題的能力，有助于工程教育認證下的高素質應用型人才的培養。

3.2 培養學生的創新意識

與按部就班地按照老師的講解進行實驗不同，改革之后在內容上鼓勵學生針對當下有關塑料工藝制造行業的瓶頸以及前沿研究內容，設計相關實驗內容，通過大量文獻資料調研，擬定相關實驗方案，并與老師討論。在這個過程中，學生積極投入到文獻資料的調研，對行業知識和存在的瓶頸有了比較清晰的認知，然后積極探尋并提出自己的解決方案。此過程對學生創新思維的訓練和培養起到積極作用。

3.3 提升學生的實際操作能力

為了符合工程教育認證下的要求，經過改革摒棄了“手把手”式的教學模式，使學生自主操作實驗的時間增加了，學會了自主實踐與探索；另外，在面對自擬實驗時，對于突發的各種情況需要學生獨自面對并解，通過此過程的訓練，學生的實踐能力會迅速提升，有利于培養高素質應用型人才。

4 結 語

在工程教育認證背景下，《塑料工藝實驗》課程實驗內容應隨著行業的發展而持續改進，在今后的實驗課程建設可根據學生的反饋來優化實驗內容，成績評定等；根據實際需求，設計更多前沿性、創新性和有一定難度的實驗課程，來滿足部分有余力的學生的需求。總之，《塑料工藝實驗》教學改革后的實驗內容不僅可以是加深高分子專業學生對專業課程的理解，也可以作為其他化工專業選修課實驗拓寬知識面及就業領域。