高分子材料加工實驗教學的創新性實踐探索*

丁光柱，劉結平，曹　靜，李品華

(淮北師范大學化學與材料科學學院， 安徽　淮北　235000)

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高分子材料加工實驗教學的創新性實踐探索*

丁光柱，劉結平，曹靜，李品華

(淮北師范大學化學與材料科學學院， 安徽淮北235000)

高分子材料加工實驗技術是高分子科研和教學中非常重要的環節之一，對今后相關專業的學習和就業都將發揮重要的積極作用。針對高分子材料加工實驗教學中教學資源設備、教學內容、教學形式和創新性教學方面的不足之處進行分析，在此基礎上對高分子材料加工實驗教學進行了一些創新性實踐探索，主要注重實驗課程開設的合理連貫性、多渠道改進教學方法和以畢業需求為導向增加綜合性和設計性實驗的比例，取得了良好的效果。

高分子材料；材料加工；創新性；實驗教學

1　課題背景

創新是一個民族進步的靈魂，是一個國家興旺發達的源泉和動力，創新型國家的建立是離不開培養大量具有創新精神的新型人才，社會的進步離不開這些創新型人才的貢獻，高等教育有能力也有這種責任為社會培養具有高端專業的創新型人才。教育部在關于開展高等學校實驗教學示范中心建設和評審工作的通知中明確提出要加強高等教育實驗教學的創新性教學[1]，努力提高大學生的創新能力，促進高等教育的良性發展。對大學生創新能力的培養已經成為各個高等學校教學改革和關注的重要內容，作為衡量教學質量高低的重要評價標準之一。本著這個目標，越來越多的高校積極尋找途徑和方法激發學生的創新意識，提高學生的實踐能力，促進創新人才的培養。作為理工科的大學生，專業實驗教學是培養學生實踐動手能力的重要教學環節，創新的實驗教學不僅能加深理解理論知識和掌握實驗的基本技能，而且能夠在教學環節中運用所學知識分析和解決問題，獲得新的知識和技能，對大學生創新能力的培養具有舉足輕重的作用。

高分子材料已經成為現在生產和生活中各個方面所不可缺少的材料，高分子材料主要是指相對分子量較高的化合物材料，主要包括塑料、橡膠和纖維[2]。高分子材料科學是一門應用型科學，高分子材料加工實驗教學無疑是高分子材料科學中重要和實踐性極強的課程，高分子材料加工實驗主要是強調材料在制備成制品的過程中材料、工藝以及制品性能之間的關系。高分子材料加工實驗技術是高分子科研和教學中非常重要的環節之一，對大學生的實驗技能的培養、專業知識的提高、思維能力的活躍和實踐動手能力的增強，以及對今后相關專業的學習和生產工作都將發揮重要的積極作用[3-5]。因此，如何加強高分子材料加工實驗的教學是擺在相關高校教師面前的一個重要課題，尤其是隨著科技和社會的發展，如何改革和完善原有的實驗教學資源和方法，探索高分子材料加工實驗教學的創新性，使大學生獲得與實際學習和工作相適應的知識和實驗技能是一項長期而艱巨的任務[6]。

在分析了高分子材料加工實驗教學中不足之處的基礎上，本論文對高分子材料加工實驗教學中的創新性實踐進行了探索研究。

2　實驗教學中存在的問題

高分子材料加工實驗是高分子材料中比較典型的專業教學實驗之一，近年來，隨著國家和教育部門對高等學校教育教學體制改革的不斷深入，高分子材料加工實驗在實驗教學的資源投入、教學內容和教學形式方面已經取得了一定的成果，但是隨著科技和社會的快速發展，高分子材料專業實驗在教學過程中還是具有某些方面的不足。

2.1實驗設備簡單陳舊

傳統的高分子材料加工實驗主要是對相關高分子理論知識的驗證和補充，而且高分子材料加工主要設備都是體型巨大，結構復雜，耗資很多。一般高校從教學的總體考慮和資金的困難方面只能購買相對比較簡單的設備資源，而且一旦購買投入使用后，很長時間都不會更新和替換，這樣就會使得高分子材料加工實驗相當多的設備簡單陳舊，很難與現在公司市場上的高分子材料加工設備相配套，學生學到的技能和知識范圍很有限，一旦進入社會工作起來不知所措，脫節嚴重。

2.2實驗內容滯后

高分子材料加工實驗的教學內容雖然進行了一定程度的改革和完善，但是目前的實驗內容仍然以傳統經典的教學內容為主，教學內容相對于專業的發展還是滯后很多，造成這種狀態的原因較多，不乏也有設備資源的簡單陳舊的原因。真正體現當前科技和專業發展的教學內容較少，真正體現學生實驗技術能力的實驗較少，真正體現培養學生綜合性和設計性的實驗開設較少，真正體現專業實驗教學內容承上啟下具有連貫性和系統性的實驗內容還是較少。

2.3教學形式固定

與其他實驗教學一樣，大部分高分子加工實驗教學將實驗目的、要求、原理、儀器、操作步驟以及數據處理細節等都告訴學生，而且在實驗過程中老師還會講解、觀察和指正。學生基本就是簡單的操作工，完全按照講義一次次重復經典的實驗現象，沒有獨立思考、分析問題和解決問題的能力培養，更談不上有創新能力的提高，學生也越來越沒有實驗學習的激情，基本實驗技能和實驗知識得不到有效的鍛煉，教學效果自然不好。

2.4創新能力培養欠缺

實驗教學選用的實驗內容都是經典的實驗，只是像理論課一樣進行教和學，學生被動的接受和操作，在學生操作和學習的過程中創新能力的培養十分欠缺：將最新的相關專業的科研成果和實驗方法引入到教學中欠缺，將連貫性的有機整體的實驗開設欠缺，將設計性和驗證型的實驗內容開設比例欠缺，將教師的科研活動和科研資源就地引入實驗內容的做法欠缺，將具有新穎性和前沿性的市場專業行情融入實驗教學中欠缺。

因此，在分析了當前高分子材料加工實驗教學現狀的基礎上，為了更好的培養學生分析問題和解決問題的能力，讓學生成為具有創新型的專業研究人才，我們對高分子材料加工實驗教學進行了一些創新性探索。

3　創新性實踐探索

3.1注重實驗課程開設的合理連貫性。

本校高分子材料加工實驗是在大三下學期開設，按照高分子化學、高分子物理和高分子加工理論的連貫性，我們在進行實驗課程創新性探索時注重實驗內容開設的合理連貫性。高分子材料合成實驗開完之后對聚合物材料的相關結構和材料參數進行表征，相關的高分子物理實驗應運而生，然后在高分子加工實驗中將材料的參數、物理性能、加工工藝參數和成品質量結合起來，這種實驗課程開設有機統一的優點在于學生可以系統把握實驗的技能和知識點的重要性，同時可以培養學生的整體專業思維能力。例如，在開設聚合物熔融指數測定和聚合物結晶形態實驗項目的基礎上，我們進行聚合物材料擠出實驗和材料拉伸等實驗，學生在進行實驗時自然很積極投入預期的教學目標。

3.2多渠道改進教學方法

首先，注重多媒體實驗教學的重要性。可以充分利用多媒體技術將實驗的原理、目的、操作要點和思考問題等做成課件給學生展示，此部分內容可以在實驗操作之前完成，而且課件內容不僅僅局限于此次實驗，可以將與此次內容相關的內容發散式思維展開，讓學生從面上了解實驗的知識，這部分在課堂有限時間內是不能完成的。例如擠出實驗，可以將實驗設備的型號、廠家、能力、產品特點、優缺點等做成課件，學生在學完之后感覺知識面明顯變寬，實驗積極性和主動性也大大提高。

其次，以市場為平臺推進學用并進。現在畢業的學生理論知識很扎實，但是好多畢業生要么學的知識在工作后不知道怎么用，要么實踐動手能力極差。高分子材料加工是實踐應用能力極強的專業，我們考慮學校材料加工資源的有限性和市場資源的前沿性，充分利用市場平臺，主動就近聯系相關企業和科研機構，組織學生進行專業參觀和見習交流，集中收集相關的實踐小課題，在實驗的教學中進行相應的縮放微型化應用操作。通過此項活動，學生可以真正感受材料加工的現場和應用要點，了解市場的最新行情，拓寬知識面，進一步加強聯系理論知識和實際應用，學用并進，為今后提高學生在實際中分析問題和解決問題的能力奠定一定的基礎。

再者，依托本校科研平臺積極利用教師科研成果和導師制管理，設立開放實驗。根據本校的實際科研特色和科研資源，充分結合本校教師的科研平臺和目前實行的導師制管理規范，將二者有效地引入到材料加工實驗的教學中。為了培養學生的科研能力和指導學生的學習和生活，本校實行了有效的導師制管理規范，到了三年級的時候，導師制的學生對導師的課題研究已經有了深入的了解和參與，將平時相關的疑問和探索直接帶到材料加工實驗教學中，充分利用導師的科研資源，自行設計實驗，在材料加工實驗中進行一些初步的科研探索。經過導師和加工實驗人員的審核，設立開放實驗時間，學生在加工實驗室進行相應的實驗，最后實驗的結論由導師和實驗專業人員給出相應的評價，取得相應的實驗分數。開放實驗可以使學生獲得新的知識，促進研究型人才的培養，體現整體創新能力的提升，調動積極性和創造力[7]，也可以促進導師制管理的發展，受益頗多。

3.3以畢業需求為導向增加綜合性和設計性實驗的比例

結合本校專業教學發展的實際情況，學生畢業的就業率和社會的適應性也是學校目前教學任務需要考慮的問題，所以在高分子加工實驗教學的活動中，以畢業需求為導向增加綜合性和設計性實驗的比例是很有必要的。綜合性實驗是指綜合運用各種知識的實驗，設計性實驗是指學生在老師的指導下，根據自己的興趣和條件，自主選擇不同的實驗課題進行整體的設計開展研究。綜合性和設計性實驗的主要目標是讓學生通過實驗過程開展一定的科學研究，掌握科學研究的基本方法[8]。在考慮學校實驗資源和知識理論的同時，我們注重加強開設的實驗項目以就業需求為導向，在開設實驗之前可以廣泛開展多種形式的實踐調研確定實驗項目。例如利用實習單位、科研院所、合作高校、市場調研、畢業生回訪等形式方法，開設的實驗項目由學生自主選擇并且設計具體的實施步驟，最后提交實驗報告，獲得相應的學分。這種模式的運用可以培養學生綜合運用理論知識和實驗技能的水平，鍛煉了學生分析問題和解決問題的能力，對提高學生的創新能力具有重要的意義。同時這種模式具有很強的實用性，可以促進學生學習的積極性和創造性，提高就業率和滿意度，為將來的高層次學習和社會工作打下扎實的基礎。我們經過前期的努力開設了高分子加工綜合性和設計性實驗——聚乙烯擠出工藝流程探索體系，總體反應效果良好。

4　結　語

創新的實驗教學不僅能加深理解理論知識和掌握實驗的基本技能，而且能夠在教學環節中運用所學知識分析和解決問題，獲得新的知識和技能，對大學生創新能力的培養具有舉足輕重的作用。目前，高分子材料加工實驗教學雖然取得了一定的教學效果，但是在教學資源設備、教學內容、教學形式和創新性教學方面還有一定的欠缺。所以，我們對高分子材料加工實驗教學進行了一些創新性的初步探索，主要注重實驗課程開設的合理連貫性、多渠道改進教學方法和以畢業需求為導向增加綜合性和設計性實驗的比例，總體反應效果良好。我們將繼續進行相關實驗課程的創新和探索，提高人才培養質量，實現可持續發展。

[1]譚甲凡,成運,黎建輝,等.“三性”實驗教學的研究與探索[J].湖南人文科技學院學報，2009(2):139-140.

[2]孔明偉.高分子材料成型加工技術的發展新探[J].科技論壇,2011(14):7.

[3]梁春杰,班建峰,劉括,等.高分子材料成型加工實驗教學改革研究與探索[J].廣州化工,2014,42(11):235-253.

[4]程絲,王新波.高分子材料專業聚合物加工實驗的改進與探索[J].高校實驗室工作研究，2009(2):50-51.

[5]滕謀勇,葛祥才,謝倩，等.聚合物加工工程實踐教學體系的探索[J].聊城大學學報,2013, 26(3):44-46.

[6]李青山,楊慶祥,張士良,等. 高分子專業實驗教學改革與思維創新能力培養研究[J].高分子通報，2008(12):80-84.

[7]任建軍,劉悅萍,楊愛珍,等. 以學生為主體的開放式實驗教學探索與創新能力培養[J].產業與科技論壇,2014,13(11):124-125.

[8]汪建新,王雅珍,祖立武,等. 高分子專業實驗教學體系的改革與實踐[J].化工時刊,2010,24(4):75-77.

Research in Innovation Exploration of Polymer Material Process Experiment*

DINGGuang-zhu,LIUJie-ping,CAOJing,LIPin-hua

(College of Chemistry and Materials Science, Huaibei Normal University, Anhui Huaibei 235000, China)

Polymer material process experiment system is one of the most significant procedures in polymer scientific research and education. The shortage in experiment education of polymer material process was summarized in details, especially in the field of education resource equipment, education content, education mode and innovation cultivation. Therefore, some innovative education exploration of polymer material process experiment were put forward and carried out, such as reasonable consistency of experiment content establishment, the improvement of education mode from various field and the enhancement of comprehensive and designed experiment content within the guide of employment demand. The exploration achieved good effect in increasing innovative design ability of experimented students.

polymer material; material process; innovation; experiment education

安徽省教育廳科研重點項目(KJ2015A119)。

O631

A

1001-9677(2016)02-0166-03

第一通訊：丁光柱(1981-)， 男，博士，講師，主要從事高分子材料納米科學與技術的研究。