高職院校高分子材料成型加工課程建設探索
——基于教學內容與教學模式改革

熊 煦，周 慧，陳 曉 松

高職院校高分子材料成型加工課程建設探索
——基于教學內容與教學模式改革

熊 煦，周 慧，陳 曉 松

高分子材料成型加工是高職院校高分子材料加工技術專業的一門重要專業課程，具有多學科交叉與綜合性且工程實踐性較強等特征。根據專業技術課程的特點，從國家對高職工科學生培養要求出發，提出了課程教學目標并對教學內容和教學模式進行了改革實踐探索，對深化教學改革，強化學生的工程基礎和職業技能，提升高職院校高分子材料成型加工核心課程建設水平具有普遍意義。

高職院校；高分子材料成型加工；教學目標；教學內容；教學模式

隨著國民經濟及科學技術的迅速發展，塑料、橡膠、纖維、功能高分子、涂料和粘合劑等各種高分子材料已經在各個領域得到了廣泛的應用，成為國民經濟、國防工業和高科技領域不可缺少的材料。而高分子材料成型加工正是獲取高分子材料制品、體現材料特性和開發新材料的重要手段，因此，高分子材料成型加工課程是高職院校高分子材料加工技術專業重要的核心課程之一。由于高分子材料成型加工具有多學科相交叉和綜合性，課程體系十分復雜，教學難度較大，因此，深化高分子材料成型加工課程教學改革，加強核心主干課程建設，對培養高分子材料高技能應用型人才具有特別重要的意義。[1]本文圍繞科技發展對高技能應用技術人才培養的要求，根據高分子材料成型加工課程特點和高職學生實際，從綜合培養學生工程基礎和職業技能出發，提出了高分子材料成型加工課程的教學目標，并據此教學目標對教學內容、教學模式進行了改革實踐探索，以促進高分子材料成型加工課程的教學改革，提高高職工科學生的培養質量。

一、高分子材料成型加工課程教學目標

高分子材料制品的性能受多方面因素的制約。高分子化合物的化學組成和結構（如主鏈、支鏈、側基、端基、分子鏈幾何形態、結晶性能、聚集態結構等）、聚合方式（自由基聚合、離子聚合、逐步聚合、配位聚合等）、助劑及其配比以及各組分混合程度等都將對加工性能和使用性能產生不可忽視的影響；成型加工工藝、工藝條件及其控制、成型加工設備都將對高分子材料的混合程度、流變性能、取向程度、結晶性能等產生影響，進而影響高分子材料的使用性能和應用；另外，高分子材料制品還受測試方法和測試條件、使用環境的影響。因此，高分子材料成型加工課程的教學必須從大工程的觀點加以綜合考慮。[2]其課程教學目標應從工程應用和操作控制角度出發闡明高分子材料成型加工的基本原理、工藝過程和加工方法，使學生能夠以高分子材料為對象掌握高分子材料成型加工的基本規律，了解影響高分子材料性能的物理化學因素、添加劑的分類與作用；熟悉高分子材料配方設計方法；掌握高分子材料的成型加工設備、方法以及工藝過程。培養學生高分子材料成型加工工程基礎以及運用理論、方法分析解決工程實際問題的能力和職業技能水平，為學生今后從事高分子材料及其制品的制造加工和操作控制工作奠定較為堅實的理論與實踐基礎。

二、高分子材料成型加工課程教學內容改革

（一）教學內容改革基本要求

高分子材料成型加工課程教學內容改革的基本要求主要有4個方面：（1）應力求體現高分子材料成型加工學科的工程實用性，依據高職學生的實際水平和應達到的知識層次選擇基本教學內容和選擇性開設內容。（2）應在準確把握高分子材料成型加工課程總體框架的基礎上強調基本理論、基本方法和專業知識的系統性；強調對學生工程思維和職業技能的訓練，處理好知識、能力、素質的關系；教學內容還應與職業資格相融合，與工種技能鑒定相融通。（3）應緊緊圍繞工業生產流程，突出“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來選擇基本教學內容，使學生了解和掌握高分子材料、成型加工工藝、制品性能三者之間的關系。（4）應深入理解教學大綱規定的相關教學內容中“了解、熟悉和掌握”三個層次的教學要求，明確教學的主要內容、重點和難點。借內容講分析，借細節講理念，借問題講方法，處理好教學內容與教學質量的關系。

（二）教學內容的選擇

高職教育具有很強的職業定向性，要求課程內容要貼近實際職業領域，要求職業技能訓練能使學生具備基本從業能力，使學生在專業課程學習過程中掌握職業領域專業知識并獲取職業技能的直接經驗。有關高分子材料成型加工的教材版本很多，但教材編排體系差別較大，因此，如何根據教學目標科學選擇教學內容對于教學和學生學習尤為重要，直接關系到學生課程基本原理學習程度以及材料成型加工等工程應用能力的培養質量。我們以國內有影響的教材為素材，結合職業定向和從業能力，精選高分子材料成型加工課程的基本教學內容，而將其它內容按需求選擇性開設。[3-4]

1.材料的加工性質。教學內容包括聚合物材料的加工性；聚合物粘彈性形變與加工條件的關系；粘彈性形變的滯后效應。使學生掌握高分子材料的基本概念和加工特性；理解聚合物粘彈性形變與加工條件的關系以及縮短聚合物松弛時間的方法。

2.聚合物的流變性質。教學內容包括聚合物熔體的流變行為；影響聚合物流變行為的主要因素。使學生了解聚合物流動和變形的特征和基本分類；掌握粘度及其影響因素的關系，特別是成型加工工藝有關的參數，如溫度、壓力、剪切以及聚合物結構和組成因素等。

3.聚合物加工過程的物理和化學變化。教學內容包括成型加工過程中聚合物的結晶；加工過程中聚合物的取向；加工過程中聚合物的降解；加工過程中聚合物的交聯。使學生掌握聚合物加工成型過程中影響結晶和取向的因素以及結晶、取向等結構變化及其對制品性能的影響。

4.成型物料的配制。教學內容包括物料的組成和添加劑的作用；物料的混合和分散機理；配料工藝。使學生掌握成型物料的組成和添加劑的作用；理解混合和分散的基本原理及混合效果的評定；了解常用的混合設備和常用的配料工藝。

5.塑料一次成型。教學內容包括擠出成型，注射成型和其它成型方法。擠出成型使學生了解單螺桿擠出機的基本結構；了解工藝和結構參數對擠出制品質量的影響。注射成型使學生了解移動螺桿式注塑機的基本結構和工作原理；了解模具的基本結構；掌握成型時熔體進入型腔內部流動情況、制品的內在質量與成型工藝的關系。其它成型方法使學生了解模壓、壓延等塑料的成型方法。

6.橡膠的組成及配合。教學內容包括橡膠、配合劑、配方設計。要使學生掌握橡膠的分類、常用配合劑及其作用；了解橡膠配方設計的基本原理。

7.膠料的加工。教學內容包括膠料的加工性能、塑煉、混煉、硫化。要使學生了解橡膠的加工性能及其加工工藝；掌握硫化對橡膠性能的影響及硫化過程階段。

8.紡絲液體的性質及制備。教學內容包括成纖聚合物的性質，成纖聚合物的熔融及溶解，紡絲液體的性能，纖維成形原理及方法，纖維的后拉伸及熱處理。要使學生了解成纖聚合物的性質、成纖聚合物的熔融及溶解、紡絲液體的性能，掌握纖維成形的原理以及常用成型方法，了解纖維的后拉伸及熱處理。

9.高分子復合材料及加工成型。教學內容包括高分子復合材料，高分子材料的共混。要使學生了解高分子復合材料的組成、常用成型方法、特種復合材料及高分子復合材料的發展方向，了解高分子材料的共混方法。

選修內容為塑料二次成型等。根據不同的專業方向以選修方式選擇性開設。

三、高分子材料成型加工課程教學模式改革

（一）突出“高分子材料—成型加工—制品性能”教學主線

高分子材料成型加工課程內容主要涉及高分子材料學、添加劑及其配方設計、聚合物流變學、高分子材料混合與制備、成型加工工藝（擠出成型、注塑成型、壓制成型、壓延成型）等。課程教學的難點是使學生理解高分子材料是如何通過成型加工獲得具有一定形狀和性能的制品；材料的種類和性能與成型工藝之間的關系；制品的性能與成型工藝之間的關系；同樣的材料通過不同的成型工藝進行加工所得制品性能為何不同等工程應用和生產操作問題。因此，只有緊緊圍繞“高分子材料—成型加工—制品性能”這條主線來展開教學，才能使學生理解高分子材料的加工不是簡單的工藝操作，高分子材料、成型加工、制品性能三者是相互關聯的，以加強學生對教學難點的理解，并對課程體系、教學內容的銜接形成總體概念。

（二）基本原理與成型加工工藝相結合

高分子材料成型加工涉及到高分子化學及物理、高分子材料的基本概念和加工特性（可擠壓性、可模塑性、可紡性和可延性）、聚合物粘彈性形變、聚合物熔體的流變行為、成型加工過程中聚合物的結晶、加工過程中聚合物的降解和交聯機理、物料的混合和分散機理等諸多基本原理。闡明基本原理是課程教學的重點，但基本原理重在運用，將闡明基本原理與生產實際相結合，通過案例分析印證基本原理并傳授工業過程生產控制方法，只有這樣，才能增強教學的針對性，調動學生學習積極性和主動性，使學生既學好基本原理又學會如何把知識運用于生產實踐，從而有利于今后運用基本原理指導高分子材料成型加工過程開發和生產操作。例如，在講授橡膠制品生產時，以案例教學方式介紹橡膠可由擠出、注射、壓制、壓延等成型加工方法生產，不同成型工藝生產的橡膠制品具有不同的特性，因此，應用于不同的場合，說明了成型加工工藝與制品性能的關系；同一種結晶型聚合物注射成型時，熔融溫度、冷卻時間、冷卻速率不同，制品內部結晶成核方式以及結晶結構就會不同，得到制品的性能亦不同。從而使教學內容由龐雜繁多變得簡單易懂，強化了學生的專業知識，教學收效甚佳。

（三）課堂講授與問題討論相結合

高分子材料成型加工課程涉及的基本概念、理論和工藝技術方法中難點較多。傳統的“教師講、學生聽”授課方式極易使講授異化為“滿堂灌”、“填鴨式”的教學，使學生的學習思維被老師“牽著走”。采用內容講述與課堂討論相結合的教學方式，課堂教學時針對教學重點難點設置情景、視頻播放、提出問題、引導學生進行分析和討論，既可激發學生的學習興趣又可加深對難點問題的理解和掌握，比單由教師講解更有利于學生扎實專業知識。[5]例如，講授注射吹塑成型時，以飲料瓶為對象向學生提出一系列問題：飲料瓶是由哪種材料制成？通過何種加工方法制備？該成型加工方法的特點是什么？屬于一次成型還是二次成型？讓學生對這些問題展開討論，教師針對學生理解和掌握的情況給予評價和總結，從而調動了學生學習熱情，活躍了課堂氣氛，并使學生對重點、難點問題的理解更加深入和透徹，大大提高了課堂教學效果。

（四）現場教學與企業實踐相結合

高分子材料成型加工是一門理論性與實踐性很強的專業課。對于課程涉及實踐性強的教學內容，采用多媒體教學輔以傳統教學手段的多媒體組合教學，利用多媒體技術模擬材料成型加工操作的仿真動畫，雖可在一定程度上實現將抽象的理論具體化，模糊概念直觀化，工程過程形象化，增強學生的感性認識和對成型加工過程的初步理解，降低學習難度。但對高職學生學習理解仍較困難，特別是對擠出成型、注塑成型、壓制成型等實踐性很強的生產工藝而言。

同傳統課堂教學法相比，現場教學法最顯著的特點在于可直接接觸認識對象并親身參與實踐活動，能夠為學生提供豐富的直接經驗，有助于學生理解和掌握理論知識，培養運用知識于實踐的能力。[6-7]筆者所在學校專業實驗室配套有中型注塑成型機等大型設備，為本課程的現場教學提供了條件。如現場教學時首先利用多媒體放映注射成型工藝相關視頻，使學生有一定的感性認識，然后對注塑機設備的各個結構組成進行直觀功能介紹，并進行現場操作演示，使學生直觀了解注塑成型工藝過程，最后讓學生親自動手操作一個完整的工藝過程。在現場教學過程中，學生不僅基本掌握了注射成型的工藝，而且加深了加工工藝對制品性能影響的理解，提高了其操作實踐動手能力。

高分子材料成型加工課程還具有很強的工程應用性，課程教學過程中要求學生掌握原材料及其配方、成型設備、工藝條件及控制、環境和成本以及它們之間的聯系等諸多工程知識和技能，這就需要讓學生建立起大工程的整體觀。要達成此教學目的，光靠課堂教學和現場教學顯然是不夠的，教師在課程教學過程中還安排學生到企業、車間實地了解成型設備、工藝流程、生產控制及生產線管理等，學生對工業化生產有了具體直觀的感受，達到了促使學生初步建立起高分子材料—成型加工—制品性能工業化生產系統工程觀的教學目的。

（五）基本教學內容與科技生產前沿相結合

產業結構的調整和發展對高分子材料的要求日益提高，也使高分子成型加工工藝不斷更新和完善，如各種新型、簡單、高效、特殊的加工設備及工藝的出現。高分子材料成型加工課程教學要將基本教學內容與科技生產前沿相結合，注意結合本學科前沿研究領域和最新發展動態，適時介紹高分子成型加工的新技術、新工藝、新方法，增加教學信息量，豐富和活化教學內容，使教學跟上時代步伐，以拓寬學生的專業知識和增強學生的適應性。

高分子材料成型加工作為一門綜合性與實踐性很強的重要專業課程，教學難度較大，須從國家對高職工科學生培養要求出發，加強高分子材料成型加工核心課程建設，深化課程體系與教學內容改革，科學選擇教學內容；要從高職工科學生認知規律出發，根據教學內容和教學目的要求積極探索行之有效的教學模式，既強調實踐教學的重要，又不忽視基礎理論知識，以適應科技和生產技術發展對高職工科類人才培養的素質要求。

[1]聶恒凱，徐冬梅，柳峰，等.高分子材料加工（塑料成型工藝方向）專業教學改革的探討[J].教育與職業，2011（3）:125-126.

[2]唐頌超.高分子材料成型加工課程建設與教學改革[J].化工高等教育，2008（1）：25-27.

[3]周達飛，唐頌超.高分子材料成型加工(第二版)[M].北京：中國輕工業出版社，2006.

[4]王玫瑰，孔萍，李建鋼，等.高分子材料加工技術專業工學結合課程模式的探索 [J].職業技術教育，2008（26）：25-26.

[5]李寶銘，張星，鄭玉嬰，等.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）:39-42.

[6]唐日光.現場教學法在專業課教學中的運用[J].新職教，2000（3）：27-28.

[7]張桂云.高分子材料成型加工課程教學改革初探 [J].廣東化工，2010（6）：159-160.

熊煦，男，常州工程職業技術學院材料工程技術系教師，碩士，主要研究方向為聚合物加工與改性；周慧，女，常州工程職業技術學院材料工程技術系講師，碩士，主要研究方向為聚合物基復合材料；陳曉松，男，常州工程職業技術學院材料工程技術系講師，碩士，主要研究方向為聚合物加工與改性。

G712

A

1674-7747（2012）09-0044-04

[責任編輯 徐 晶]