高分子合成工藝學專業核心課程建設的研究與實踐

王薇 林咨含 劉大軍 魏舒 馬鵬飛

[摘 要]高分子合成工藝學是長春理工大學化學工程與工藝專業的一門專業核心課程。該課程改革以提高學生的工程專業素質為基礎，以使學生更快、更好地適應工科發展和科技進步為目標，以專業認證為前提，運用先進科技提升課程改革，促進專業發展。從教學方法改革，教學內容改革，實驗、實習與教學互相輔助，互聯網+化工虛擬仿真等四個方面，探索高分子合成工藝學的專業核心課程建設的路徑。

[關鍵詞]高分子合成工藝學;互聯網+;教學方法改革

[基金項目]2017年長春理工大學“《高分子合成工藝學》專業核心課程建設的研究與實踐”（20190108111344）

[作者簡介]王 薇（1978—），女，吉林長春人，博士后，長春理工大學化學與環境工程學院講師，主要從事高分子化學與物理研究;林咨含（1986—），女，吉林長春人，博士，長春理工大學化學與環境工程學院講師，主要從事納米材料與生物應用研究。

[中圖分類號] G642.3[文獻標識碼] A[文章編號] 1674-9324（2020）27-0203-02[收稿日期] 2019-12-13

導言：高分子化合物包括合成橡膠、合成纖維、塑料等，因其應用范圍廣、產量大，故被稱為“三大合成材料”。高分子的廣泛應用使高分子合成工藝學課程與人民生活、社會經濟的發展、尖端科技等領域都產生了密切聯系。它不僅是高等學校中一門重要的核心專業課程，而且是自然科學中的一門中心學科。國家提出了“科教興國”的戰略方針，加深大學生與高分子合成工藝學相關的工科知識顯得尤為必要。學生只有能用高分子聚合的觀點來理解由小分子到高分子伴隨能量變化的原因和規律，學會應用高分子化學合成工藝學的方法，認識自然科學與社會實踐的相互聯系，樹立起科學的社會觀，提高社會實踐能力，在畢業后才能更好地適應社會的發展，為國家做出更大的貢獻。

因此，高分子合成工藝學是高等學校化工類專業培養現代技術和管理人才的必修課程。當今社會對人才培養的多元化和合理化提出了更高要求，這使各大院校開始關注人才培養的特色。不同種類的院校以其自身特色為社會培養出更多尖端人才和職業技術工人等[1]。在工科專業認證的引領下，學院積極修改培養方案，在特色教育上將本科大四學期開設的化學工程與工藝專業課分為精細化工方向和功能高分子方向，高分子合成工藝學是功能高分子方向的核心課程。課程改革從教學方法，教學內容，實驗、實習與教學互相輔助，互聯網+化工虛擬仿真四個方面，探索高分子合成工藝學的專業核心課程建設。高分子合成工藝學課程的改革與創新能夠提高學生對高分子的認識，讓學生學會新型高分子的合成與表征方法、新型高分子的工業合成工藝，幫助學生用高分子合成與應用的方法來改造世界，創造新型的高分子材料，為國家科學技術發展增加動力。

一、教學方法改革

隨著科學的發展與進步，各種信息來源日益豐富，單純講授書本知識的教學方法已經不能吸引學生對課程的興趣。因此，教學方法改革勢在必行。

首先，在課程中加入實例，例如聚乙烯工藝流程、聚丙烯生產工藝流程等，參照吉化集團、上海石化、天津石化等公司化工生產工藝的介紹，使學生更加直觀地學習工廠工藝流程，受到了學生的廣泛認可。其次，從師生角度分析教學方法所存在的問題。一般有兩個原因：第一，老師“一言堂”的教學現狀導致學生上課不積極;第二，由于許多學生準備考研，壓力較大，同時專業課又都在大四進行，導致學生對專業課的學習態度不認真。如何改善這一現狀是當前需要思考的重要問題。我院在修改培養方案時，將高分子合成工藝學課程提前到大三下學期，這樣就不會與考研形成沖突，使學生能集中精力認真聽課。在上課時，嘗試使用翻轉課堂。例如，給學生布置作業—查某個高分子聚合物的生產流程。學生通過查閱網絡、書籍等相關資料，學習聚合反應工藝，然后帶著問題來到課堂，分組討論，老師會根據討論的焦點有針對性地分析問題，最后，給出結論。在引導、指正的同時，將知識融會貫通。學生在老師的課程教學中學會了用心思考、解決問題，懂得如何撰寫小論文。學生在自學和問答中找到了正確的學習方法，并在作圖、研究中學會了相關的工程知識。老師也在問答中掌握了學生的學習情況，在課堂上會針對學生普遍存在的問題及教學重難點詳細進行講解。講授方法不再是“填鴨式”的教學方法，有利于培養學生的實踐、創新能力。

促進現代互聯網與課堂教學相結合。手機App軟件輔助課堂的教學方法有很多，比如雨課堂、微助教等。可以嘗試使用這些軟件輔助課堂教學，如點名、課上習題、課后作業等。另外，還可以建立微信群，在群里為學生們答疑解惑。這些現代科技手段的運用，既能幫助教師加強對學生學習情況的了解，又能幫助學生及時地解決學習中出現的問題。雖然在一定程度上增加了老師的工作量，但從長遠來看，其對教學有很多益處。

二、教學內容改革

高聚物合成工業主要將單體經過聚合反應合成高分子化合物，產品主要是塑料、纖維、橡膠、涂料、黏合劑、離子交換樹脂等，經過進一步的成型加工后得到相應的高分子化工產品。而高分子合成工藝學課程由淺入深，包括單體準備提純、聚合方法基礎（包括自由基聚合、離子聚合與配位聚合、縮合聚合、逐步加成聚合等）、加工改性、生產工藝。循序漸進地給學生講解各種高分子的合成方法、工廠生產的工藝流程等[2]。但是，有些知識過于陳舊，很多方法已經不在現實生產中應用，針對此方面的改革就是安排教師定期走訪工廠，學習先進的高分子合成工藝，查閱最新的文獻和專利，更新高分子合成工藝學的知識，教授給學生先進高聚物的工藝和方法。另外，書本上的反應裝置中的閥門就是一個閥門的表示符號，但在實際工廠中有50余種，在實際操作中需要涉獵的知識非常廣泛，教師只有不斷地更新知識，學生才能學到更多的前沿知識。

三、實驗、實習與教學互相輔助

傳統基礎化學和化工原理都是由實驗課來輔助教學的課程，讓學生在實驗中加深對書本知識的了解。當下，配備實驗課的專業課程很少，學習內容多為老師講解，學生通過實際操作獲得的知識十分有限，因此學生對知識的理解也較為淺顯。結合教育部及工科認證對專業的要求，學院修改了化學工程與工藝專業的培養方案，增加了高分子化工實驗和化學工程與工藝綜合實驗，一個側重于單個實驗操作，一個側重于多個實驗設計。聚合方法和聚合機理可以結合高分子化工實驗和高分子合成工藝學、高分子化學、高分子物理等相關知識。高分子合成工藝學課程能幫助學生加深對實驗中各種反應條件和引發劑選擇等方面的理解。化學工程與工藝綜合實驗結合高分子合成工藝學、化工設備基礎、化工分離工程、化工原理、化學反應工程、化工設計基礎等課程，能幫助學生綜合學習高分子合成工藝方法[3]。高分子合成工藝課程內容還需要有工廠實踐的基礎，因此，我院積極申請實習基地，增加學生校外實習機會，帶領學生參觀工廠、研究所;鼓勵學生申請到高分子合成工廠實習;加強卓越工程師班建設，讓學生提前到工廠學習，培養學生工科實踐能力。通過實驗、實習等方面的學習與操作，學生能夠更好地學習高分子合成工藝學課程的內容。

四、互聯網+化工虛擬仿真

隨著互聯網技術的發展，交叉學科互相推動，許多高危、復雜、高消費的課程，都可以用虛擬仿真體驗的方式進行。比如，模擬飛行、模擬手術等。化工行業作為一個具有危險性的行業，禁止無關人員參觀工廠，而高分子合成工藝學課程又要求學生了解工廠中的生產工藝[4]。所以我們在新的培養方案中加入了化工虛擬仿真，利用虛擬仿真的高分子工藝學反應，加深學生對大型化工廠的理解。學生扮演化工生產工人的角色，模擬工廠的操作流程。學生可以反復參與，猶如身臨其境。這樣能使學生在避免危險的同時，獲得知識的補充，如開關反應、危險應急處理等，是對高分子合成工藝學現場生產操作和畢業設計的補充學習。

五、結束語

通過對高分子合成工藝學課程內容的研究，著眼于當今科技發展趨勢，利用互聯網+先進技術，集思廣益，不斷改革，在相關方向取得了豐碩成果。在工科認證和社會需求導向的前提下，不斷探索新的教學方法，改進教學內容，引入先進的課堂輔助工具，以期更全面、系統地培養社會需要的優秀工科人才[5]。

參考文獻

[1]黃樂平，趙瑾朝，王羅新.聚合物合成工藝學教學中開放性作業的探索[J].輕工科技，2015，31（1）：129-130.

[2]朱國全，譚洪生，董抒華，等.高聚物合成工藝學教學的一點體會[J].山東化工，2016，45（9）：113-114.

[3]林英，宋慶平，沈顯榮，等.互聯網+《高聚物合成工藝學》教學研究與實踐[J].高分子通報，2017（4）：77-81.

[4]苗琦，宮貴貞.翻轉課堂在高分子合成工藝學課程中的應用[J].科教導刊（下旬），2017（5）：107-108.

[5]鄭晶靜，桂曉亮.高聚物合成工藝學課程教學內容更新初探[J].山東化工，2017，46（6）：122-123.