“新工科”體系下《聚合物成型加工實驗》教學改革

楊春林，嚴 偉，曾 加，聶勝強，張春梅，羅 軍，劉 淵

(貴陽學院化學與材料工程學院， 貴州 貴陽 550003)

《華盛頓協議》是國際上最具權威性和影響力的工程教育互認協議之一。其宗旨是通過多邊認可工程教育資格，促進工程學位互認和工程技術人員的國際流動[1]。

為實現高等教育創新、適應未來工業革命的挑戰，開展“新工科”學科布局，構建多樣化、個性化的工程人才培養模式已經成為教育部重要戰略發展方向。

“新工科”建設已經成為各高校專業建設、人才培養創新變革的重要工作。在高等教育創新發展的要求下，“提質”同樣是基本原則。為促進全國高校“新工科”建設發展與模式創新，幫助教師準確把握“新工科”建設的內涵，并結合《國標》達成“提質”：保證達到國家的合格標準、努力爭創國際標準，進一步了解高等教育改革發展形勢與政策及新工科建設的具體操作方法，及時組織開展相關研究和實踐，更好地推動高校工程技術人才的培養工作。

培養目標和培養方案是直接影響高校人才培養的關鍵因素工程教育認證指導下的人才培養觀以產出為導向[2]，逆向設計培養方案，從“教師教什么”轉變為“學生達到什么”，以社會需求來確定合理的培養目標，明確支撐培養目標的畢業要求。從工程教育認證對畢業生的12條認證標準可以看出，工程教育應注意以市場需求為導向，在多學科背景下對學生工程實踐能力的培養，并重視其職業道德和社會責任感[3]。

十三五社會經濟發展中，貴州始終堅守發展和生態兩條底線,大力推動生態產業化、產業生態化,不斷增強提高可持續發展能力，提出了深入實施大扶貧、大數據、大生態三大戰略行動。

基于以上新時期高等教育“新工科”建設發展新要求，結合本校高分子材料專業的專業特色、貴州社會經濟綠色環保、可持續性發展戰略，進行了以下幾個方面高分子材料成型加工實驗課程的教學改革探索：

1 完善課程的教學內容和聚合物成型加工實驗教材的編制

立足貴陽學院的人才培養目標——“突出實用、服務本地”，緊扣貴州省新材料產業發展趨勢，我們根據省情具體情況和要求，對專業人才培養方案進行的認真的討論，不斷完善課程的教學內容，力求符合實際的需求[4]。

按照工程教育專業認證的要求，需明確實驗課程需要覆蓋的能力要求，確定課程的教學目標，進而制定符合專業認證要求的教學大綱和編制聚合物成型加工及性能表征實驗教材。我們目前按照貴州省一流專業建設要求，正在陸續建設相關專業課程，比如：聚合物成型加工實驗(塑料擠出成型實驗、塑料注塑成型實驗、橡膠的開煉、硫化工藝實驗、轉矩流變儀測定聚合物的流變曲線實驗等)都撰寫了相關的儀器操作規程和實驗講義。畢業論文設計環節，選題要符合本專業的培養目標并具有明確的工程背景，應有一定的知識覆蓋面，盡可能涵蓋本專業主干課程的內容。結合我們貴州高分子產業自身優勢和特點，了解掌握塑料成型加工過程中所用到設備基本結構及基本操作，并能根據實際生產進行調試；熟悉常用制品的生產工藝及配方，學會根據制品的性能進行工藝及配方的調試，學會配方的設計，能夠設計實驗及對實驗數據進行分析、解釋并得出合理結論，從而到達培養對相關實驗項目進行管理的能力[5]。

2 加強綜合性、設計性等實驗項目訓練，提高學生主動創新實踐能力

根據工程教育專業認證注重學生工程實踐能力的培養，要求學生能夠將所學的理論知識和實踐相結合，解決行業實際存在的復雜工程問題，切實提高學生主動創新實踐能力。為此，我們整合了本專業原有的專業基礎和選修課程單一實驗，逐步變更為綜合性、設計創新性實驗項目實驗。以“聚丙烯三元共混工藝實驗”為例，改革更新后，原有的實驗原理和設備介紹部分仍保留，不再給出實驗配方，而是要求學生通過查閱文獻等方式，結合所設計的塑料制品性能和特點以及設產業發展趨勢，逆向思考，通過綜合、創新性實驗，達到什么設計要求，是提高改善材料的哪方面的性能？由此怎么選擇合適的材料加工方法和加工設備？怎么設計改善聚丙烯增韌增強的最佳實驗配方和具體實驗方案？怎么選擇原料與加工助劑？學生們根據實驗方案積極自主查閱文獻，思考填充劑種類的選擇和添加量以及熱塑性彈性體對聚丙烯共混改性的影響，從原料挑選到成型加工中成型工藝參數的控制，一直到后面的性能測試表征等進行一系列綜合性的實驗，同時還要考慮經濟成本和綠色環影響等因素。通過綜合性實驗和設計性實驗等驗項目的完成，學生可以獲得配方設計、成型條件設計、結構與性能測試方法的設計、實驗結果的分析以及經濟環境成本分析等實踐鍛煉，有效提高解決復雜工程問題的能力，培養學生實驗設計、加工設備選擇、測試分析表征等綜合實踐能力。

3 引入“微課”視頻輔助教學，豐富聚合物課程成型加工實驗多媒體教學

引入“微課”視頻多媒體輔助教學，通過形象、生動、直觀的圖文、動畫、視頻結合并茂形式表現出來,調動了學生的積極性和學習興趣,便于學生對知識的理解和掌握[6]，對于聚合物成型加工過程中塑料制品的成型加工原理，加工工序步驟演示，更加直觀和生動，利于學生對理論知識的進一步掌握。

比如：“注塑成型工藝”部分選取了解注塑機的基本結構及各部分的作用、注塑成型基本操作進行微課教學，每講時長10分鐘左右。通過微課，把幾個重要的知道點向學生講透，比如：(1)注塑機的基本結構及各部分的作用：學習并掌握什么是注塑機？注塑機的基本結構有哪些？① 注射裝置、② 鎖模裝置、③ 液壓傳動和電器控制等；(2)注塑成型的原理；(3)注塑成型基本操作：了解注塑成型的主要工藝參數(溫度、壓力和時間)控制，初步設定注塑各段、機頭和口模的控溫范圍，同時擬定螺桿轉速、注射壓力、保壓力(型腔壓力)、背壓力(塑化壓力)等。

通過微課課程建設，將傳統簡單、枯燥的高分子材料成型加工實驗理論預習學習，轉變成多媒體輔助PPT教學，傳統與先進多媒體輔助、計算機技術運用教學手段相結合，豐富高分子材料成型加工實驗教學方法，同時還培養學生學習興趣，具備一定的聚合物成型加工專業素養和能力后，可以有效的解決實際問題，堅定學生的學習信念，對技術人才的培養起到積極的促進作用。也為今后的專業精品課程建設、重點課程建設等方面的科學研究積累一定的經驗和依據。

4 秉承貴州省的綠色發展理念，倡導走節能減排可持續發展

習近平總書記提出中國要堅持走綠色、低碳、可持續發展道路，在日常教學實踐教學中，我們落實總書記的講話精神，秉承貴州省的綠色發展理念，走節能減排可持續發展之路。我們對日常生活廢棄塑料譬如各類飲料瓶、儲存容器及薄膜等塑料制品，有意識的進行分選挑撿，改性再生利用。比如：選擇回收熱塑性PE及LLDPE制備再生共混物，回收廢舊PET飲料瓶中，從通過破碎分離出來的有用物質經過物理或機械加工成為再進行重新造粒。通過這種第二課堂課外實踐訓練，既增加了學生的實踐操作能力，又培養了綠色環保創新意識。開展探討思考，與教師共同討論分析，提出解決思路，找出解決問題辦法，提高學習興趣和逐步培養科研創新能力。

5 結 語

隨著世界經濟全球化不斷深入，如何順應“工程教育專業認證、可持續性發展”國際高等教育主流理念，對我們的教學提出了更高的要求。通過教學改革，不斷完善聚合物成型加工課程的教學實驗內容，引入微課視頻輔助教學和加強綜合性實驗項目訓練，有效增強了學生解決復雜工程問題能力，提高了學生的主動創新意識。在教學實驗和科研項目實驗開展過程中植入走節能減排可持續發展理念，培養了學生們了綠色環保創新意識，相信只要不斷努力創新，不斷提高教學質量探索研究，奮發進取，迎頭趕上，就能加快本校與先進高等工程教育接軌，培養出高素探索質應用型人才。