高分子材料成型加工實驗教學的改革與探索

謝暉

【摘 要】文章首先對高分子材料成型加工這門學科進行了簡要闡述，然后從系統(tǒng)性地設計實驗教學課程、讓實驗的“驗證性”向“探究性”轉變、增加實驗教學的創(chuàng)意性與趣味性以及實施案例教學法來提高學生的實驗分析能力等幾個方面闡述了對高職院校高分子材料成型加工這門學科的實驗教學進行改革的方法。

【關鍵詞】高分子材料成型加工；工藝；實驗教學；改革；綜合能力

在高等職業(yè)教育從精英教育轉向高素質技能人才教育發(fā)展以后，創(chuàng)造性與適用性的實驗教學方法的重要性日益凸顯。高分子材料成型加工作為一門專業(yè)性強、實用性與系統(tǒng)性兼具、技術不斷快速發(fā)展的新興學科來說，高分子材料成型加工教學的實施需要通過理論教學和實踐教學的有機結合，培養(yǎng)學生良好的學習方法和探究性、創(chuàng)新性的思維方法。為此，探究性的實驗教學已經(jīng)成為其教學過程中十分重要的教學手段與教學環(huán)節(jié)。隨著新材料技術的不斷發(fā)展，高分子材料特別塑料已經(jīng)在各個領域得到了越來越廣泛地應用，已成為現(xiàn)代工業(yè)三大新型材料，高分子材料成型加工業(yè)已成為我國經(jīng)濟發(fā)展的支柱產業(yè)。高分子材料成型加工是一門實踐性很強的學科，因此，對于高分子材料成型加工這門學科的教學來說，改革創(chuàng)新實驗教學，對保證本學科的整體教學效果和質量有著非常重要的意義。

一、高分子材料成型加工專業(yè)概述

高分子材料成型加工技術是以高分子材料的結構性能和改性制備、制品設計、成型工藝、模具設計與應用、性能檢測、設備應用等為研究對象的一門學科。開設主要課程有高分子化學基礎、高分子物理學、聚合物流變學、聚合物加工原理、高分子材料與配方、高分子材料成型工藝、塑料成型模具、塑料成型設備等。高分子材料成型加工工藝是高分子材料成型加工技術專業(yè)最為核心的課程。培養(yǎng)具有高分子材料成型加工專業(yè)基礎知識，能在高分子材料領域從事科學研究、技術開發(fā)、工藝設計、生產及經(jīng)營管理等方面工作的高素質應用型專門技能人才。通過本專業(yè)的學習，學生應該掌握高分子材料的改性與配制方法；高分子材料的組成、結構和性能關系；聚合物加工流變學、成型加工工藝和成型模具設計的基本理論和基本技能；具有對高分子材料進行改性及加工工藝研究、設計和分析測試，并開發(fā)新型高分子材料及產品的初步能力；具有應用計算機進行模流分析、制品與模具設計應用的能力；具有對高分子材料改性及加工過程進行技術經(jīng)濟分析和管理的初步能力。

二、高分子材料成型加工實驗教學的改革方法探索

（一） 對實驗課程進行系統(tǒng)性設計，讓其更具實操性

高分子材料成型加工技術是一門系統(tǒng)學科，其實驗教學課程也應該是一個具有系統(tǒng)性的課程。但在以往的課程設置中卻將實驗課程分割成了高分子化學實驗、高分子物理實驗、高分子成型加工實驗等若干個零碎的單元實驗，學生獲得的實驗知識散亂，無法形成系統(tǒng)的知識鏈和技能集群。因此，將相關實驗課程進行項目分類，按照案例模塊設計，將相關實驗有機地串聯(lián)成一門集趣味性、知識性和實踐性為一體的完整實驗教學課程，這樣知識間的聯(lián)系也更為緊密，使實驗課程的實操性更高。

（二）讓實驗的“驗證性”向“探究性”轉變，增加學生的自主性

現(xiàn)行的高分子材料成型加工實驗教材上，都是以驗證實驗的正確性作為實驗目的，實驗教材上已經(jīng)將實驗方法、步驟、標準等介紹得非常清楚了，因此，學生只需要按照實驗教材上的步驟完成即可，整個過程很少有需要學生創(chuàng)新探索的地方。很顯然，這樣的實驗教學是無法滿足高職教育對于提高學生綜合實際應用能力的要求的。為此，在已有實驗標準基礎上，將“驗證性”實驗向“探究性”實驗轉變。讓學生自行設計方案，自行探究完整實驗應該如何做。學生將自己設定的實驗步驟完整地記錄下來，在實驗過程中如果出現(xiàn)了問題，學生根據(jù)自己的實驗步驟探究分析問題的癥結。例如在做PP樹脂熔體指數(shù)的測試實驗時，同時進行PP樹脂分子量的測定實驗，通過兩種實驗的對比研究，使學生真正懂得在同一環(huán)境因素條件下，熔體指數(shù)只是樹脂熔體流動性能好壞的表現(xiàn)形式，而高分子的大小才是樹脂熔體流動性好壞的內在決定因素。只有讓學生的所學在探究性的實驗教學中有所體現(xiàn)，學生才能切實得到實踐能力上的提升，才能不斷提升自身綜合素質。在這個過程中，學生分析與解決問題的能力才會得到有效提升。

（三）增加實驗教學的創(chuàng)意性與趣味性

高分子材料成型加工的實驗教學與一般化學實驗的不同之處在于，它的很多實驗都需要一個完整的工藝流程才能看到效果，有的單元實驗枯燥無味，因此，對于高分子材料成型加工實驗來說，增加一些創(chuàng)意性與趣味性是非常必要的。學生如果將做實驗當做自己的興趣來對待，所取得的教學效果會更好。以雙酚A型環(huán)氧樹脂的合成與粘接實驗為例，由于環(huán)氧樹脂是透明的，因此教師可以讓學生在實驗開始前自行準備一些喜歡的樹葉或者卡片之類的東西。當環(huán)氧預聚體合成出來以后可以將這些準備好的樹葉以及卡片等放到合成模具中，然后進行灌漿、封口以及加熱操作，待其固化以后就會得到一個非常漂亮的自制相框。在這一創(chuàng)意的啟發(fā)下，學生還可以發(fā)揮自己的才智制作出臺歷、鑰匙牌等小用具，這就使這樣的實驗變得非常的有趣。這些創(chuàng)意不僅讓學生獲得了成就感，同時也更加喜歡實驗課程。

（四）實施案例教學法來提高學生的實驗分析能力

高職院校教學的重要任務是引導學生學會學習，培養(yǎng)學生的自主學習能力和創(chuàng)新精神。案例教學法是一種以案例為基礎的教學法。在教師的指導下，根據(jù)教學目標和內容的需要，運用案例來個別說明展示，從實際案例出發(fā)，提出問題、分析問題、解決問題，通過師生的共同努力使學生達到舉一反三、理論聯(lián)系實際、融會貫通、增強知識、提高能力和水平的方法。它實現(xiàn)了以學生為主體，以培養(yǎng)學生的實踐能力和創(chuàng)新能力為基本價值取向，將理論與實踐有機地結合了起來，迅速、高效地解決實際問題。為了讓同學們掌握分析解決塑料制品應力開裂現(xiàn)象的方法，在實驗教學過程中，以學校高分子材料加工中心生產的某品牌的食用油包裝瓶蓋在使用過程中發(fā)生部分開裂現(xiàn)象為例，讓同學們分析發(fā)生開裂的原因。通過調查研究知道，瓶蓋發(fā)生開裂可能是加工溫度等工藝條件設定不合適、材料的選擇不夠正確、模具的冷卻系統(tǒng)和模具澆注系統(tǒng)結構不合理等因素造成。然后通過計算機模流分析，發(fā)現(xiàn)主要是澆口進澆方向不正確而引發(fā)的應力收縮開裂。為此，將進澆方向改為從瓶蓋側向進澆，使問題得到了解決。

三、結束語

綜上所述，對于實踐性比較強的高分子材料成型加工技術來說，實驗教學是教學環(huán)節(jié)中非常重要的一個部分。創(chuàng)新性實驗教學對于高分子材料成型加工學科的整體教學效果會產生至關重要的影響。實現(xiàn)高分子材料成型加工實驗教學的改進與改革，有利于提高學生的學習能力、綜合應用能力和解決實際問題的能力。對高分子材料成型加工的實驗教學進行改革，從對實驗課程進行系統(tǒng)性設計著手，讓其更具實操性；使實驗教學從“驗證性”向“探究性”轉變，增加學生的自主性；增加實驗教學的創(chuàng)意性與趣味性，以及實施案例教學法等，實現(xiàn)理論教學與實驗教學的有機結合，提高本學科教學的內涵質量和整體教學效果。

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