材料化學專業(yè)高分子材料成型加工原理課程教學改革探索

朱 科

（渭南師范學院，陜西渭南 714099）

1 教學計劃與教學內(nèi)容改革

高分子材料成型加工原理課程主要內(nèi)容是高分子材料加工的流變特性，高分子材料加工過程中的物理和化學變化，添加劑和配方開發(fā)的作用，材料的混合和分散機理，成型加工的設備，原理和工藝及其對最終產(chǎn)品性能的影響等，整體內(nèi)容非常復雜。因此，高分子材料和工程專業(yè)的學生必須具有一定的專業(yè)知識，并對理論有很好的理解能力，同時要具備一定的實踐能力。因此，本課程主要關注高分子材料—成型和材料加工—產(chǎn)品特性這一主線，將材料化學專業(yè)高分子材料成型加工的教學內(nèi)容主要分為三個方面[2]：①確定高分子材料的組成、類型、功能和選擇高分子材料的配制原理、組成分析、影響高分子材料性能的物理和化學因素；②高分子材料成型設備、成型原理、成型工藝和適應性，成型工藝對各種高分子材料產(chǎn)品的成型工藝和方法；③材料成型工藝中的變化，成型工藝條件對產(chǎn)品材料特性的影響以及控制，改性和應用等。對于上述內(nèi)容，重要的是了解成型和加工工藝，高分子材料的加工與高分子材料、成型工藝和產(chǎn)品特性三個方面相互關聯(lián)。如何掌握上述教學基礎，使學生能夠充分了解高分子材料，成型加工和材料產(chǎn)品的特性和關系，使學生能夠理解并得出結(jié)論，是這門課程的目的。

2 教學方法的改革

材料化學專業(yè)高分子材料成型加工原理課程是一門綜合的實踐課程。該課程機要求學生正確理解高分子材料的結(jié)構(gòu)和特性，熟悉加工過程的變化，并掌握成型工藝的原理和生產(chǎn)管理因素，以開發(fā)合理的配方并選擇合適的工藝，用于從高分子材料制造產(chǎn)品的設備、加工技術和加工方法。目前，該課程的教學方法主要以課堂教學為基礎，但單靠課堂教學無法達到教學目的。同時，這會使學生感到教學過程很無聊、導致教學動機低下和工作中教學困難。因此，如何將無聊，深入和復雜的專業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)樯鷦佑腥さ闹R，是提高教學效率所需要面對的挑戰(zhàn)。

2.1 充分利用多媒體教學方法，以免分散學生的注意力

與傳統(tǒng)的教學方法相比，多媒體教學使用了大量的圖像、視頻以及語音信息，并且集合了互聯(lián)網(wǎng)上的很多資源，可以激發(fā)學生興趣，并提高教學效果。教師創(chuàng)建的電子教學程序不僅簡潔，易于理解和組織，而且還具有大量動畫效果，例如高分子材料熔體的流變現(xiàn)象，管道高分子材料流體的流動以及塑料成型加工等，動畫充滿活力，將空洞的解釋轉(zhuǎn)變?yōu)橹庇^的圖像，可以極大地加深和增強教學效果。因此，根據(jù)所選的教程，使用Power Point 創(chuàng)建適當?shù)亩嗝襟w課程，拍攝各個工廠和成型車間的真實照片，并從互聯(lián)網(wǎng)上收集和組織與該課程相關的圖像和視頻，將這些圖像組合的同時，將視頻選擇性地集成到課程中，以反映課程中的教學思想和教師的設計，增加課堂上的信息量，使學生了解從外觀到實質(zhì)的高分子材料成型加工原理，并提高教學效果。例如，在解釋加工過程中高分子材料熔體流動不穩(wěn)定性和熔體破裂的現(xiàn)象時，僅用語言描述理論解釋是非常抽象的。因此，在教學過程中，將添加適當?shù)膭赢嬔菔疽郧宄孛枋霎敻叻肿硬牧先垠w處于高剪切應力或高剪切速率時，高分子材料流體具有高黏度。在高剪切速率下，彈性變形增加。當存儲的彈性能達到或超過黏度時，阻滯的流動會導致流動不穩(wěn)定，液體在流動過程中會滑動并在液體中彈性恢復，最終導致熔體破壞。由于音頻和視頻的結(jié)合，老師及時提供了語言解釋，將不穩(wěn)定的流動和融化破壞現(xiàn)象從間接變?yōu)橹苯樱瑥某橄笞優(yōu)榫唧w。教學內(nèi)容從復雜變?yōu)楹唵我锥瑥亩鰪娏藢W生的專業(yè)知識，并取得了良好的教學效果。

2.2 增強參與度，增強啟發(fā)式教學方式

啟發(fā)式教學是由教師根據(jù)情況設計的，從知識點和核心主題的各個方面入手，從而使學生能夠通過獨立思考，類比分析和教師主導的歸納充分發(fā)揮自己的主觀能力，逐步解決教師提出的問題，朝著既定目標發(fā)展，以掌握知識的基礎并形成正確的概念，在教學新知識時，還可以提高學生的獨立思考能力和研究能力[1]。啟發(fā)式教學可刺激教室環(huán)境并增加學生的教學興趣，是一種有效的教學方法。在關于高分子材料成型加工原理的課堂教學中，教師在每個班級中預先提出了三個到五個問題，并使用要素來識別主題，與學生積極互動并進行啟發(fā)式教學。

2.3 建立興趣小組，創(chuàng)新實驗主題，以促進課程教學

高分子材料成型加工技術涵蓋廣泛學科，與此相關的化學和物理已成為現(xiàn)階段研究的熱點[2]。各種加工條件和添加劑會影響材料的形狀、結(jié)構(gòu)和特性，進而會影響材料的形狀和產(chǎn)品的質(zhì)量。學生必須掌握形成和加工各種高分子材料的原理。課堂講課和教學實驗很難取得好的結(jié)果。因此，在教學中創(chuàng)建高分子材料成型加工興趣小組，并進行創(chuàng)新實驗，通過實驗結(jié)合理論課程，學生將對設備，工藝流程和制造要素有一定的了解，取得良好的教學效果。另外，在高分子材料成型加工原理課程教學的過程中，還結(jié)合了教師的研究工作。

2.4 積極進行實踐教學

除了教學教科書外，教師還應帶領學生以實習形式進入高分子材料成型加工的生產(chǎn)車間。通過觀察成型過程，進一步加深對書中介紹的理論知識的理解，以便學生掌握。例如，在殼型材料實習期間，學生參與了色母料制備、配方、工程，從設計，成型材料結(jié)構(gòu)和建模到產(chǎn)品質(zhì)量控制的一系列相互聯(lián)系的環(huán)節(jié)，特別是從過程控制的角度來看對產(chǎn)品性能的影響。培養(yǎng)嚴格而務實的學生，并為他們將來的工作打下良好的基礎。在高分子材料成型加工原理課程教學過程中，培訓內(nèi)容根據(jù)主線進行組織，依據(jù)實際情況進行教學改革和研究，注重理論與實踐的結(jié)合，使學生真正受益于教學，提高學生在研發(fā)、實際生產(chǎn)甚至制造的綜合運用能力。

3 課程的改革

3.1 優(yōu)化課程體系

在開始課程之前，先安排學生在高分子材料公司訪問，以便學生了解該課程，并體驗高分子材料成型加工在實際生產(chǎn)中的應用，獲得實際工業(yè)生產(chǎn)的具體而直觀的體驗，激發(fā)學生對這一專業(yè)的熱愛，并為開設本課程奠定基礎。在課程框架內(nèi)，專業(yè)基礎課程的培訓將幫助學生在初始階段理解高分子材料并形成一般的知識結(jié)構(gòu)，可以具體化和豐富他們的知識。

3.2 選擇合適的教材

高分子材料成型與加工課程的教學時間短，選擇正確的教科書尤為重要。如何與時俱進，充分體現(xiàn)現(xiàn)代科學技術的新成就，而又要貫徹少而精的原則，已成為必須認真對待的問題。選擇合適的教材尤為重要，教材要側(cè)重于高分子材料成型加工的工程學觀點，并根據(jù)高分子材料的概念和加工高分子材料的原理討論形成過程。教材要結(jié)構(gòu)清晰，實用性強，理論與實踐相結(jié)合，滿足培養(yǎng)高級應用專家的教學目標。

3.3 制作電子教學材料

高質(zhì)量的課程演示軟件可以加深教學者對知識的理解，增加課堂信息并改善教學成果。電子教學課程的內(nèi)容可以不斷更新和改進，使學生了解高分子材料成型加工，并加深他們對知識的理解和掌握。使用啟發(fā)式討論，問題和其他互動教學方法，進一步動員教學者的教學熱情，并提高對知識點的理解。在創(chuàng)建電子教學課程時，有必要突出重點和復雜點，指出問題，并在板上講授指導性思想和一些不便的內(nèi)容，例如定義、概念，圖表和視頻，然后結(jié)合電子教學工具來加深理解，提高教學效果[3]。

3.4 注意課堂教學

高分子材料成型加工課程的內(nèi)容太抽象，知識點分散，僅將傳統(tǒng)的教學方法添加到電子教學程序中無法滿足當前的教學需求。在教學時，使用場景設置、視頻播放、問題指導等方法來整合教學內(nèi)容，幫助學生分析和討論關鍵的教學要點和困難，并回答學生在課堂上不理解的問題，可以創(chuàng)建一個活躍的教學環(huán)境，激發(fā)學生的教學興趣，并促進對教學內(nèi)容的理解和吸收。課堂教學應以明確的目標組織每節(jié)課，教會學生發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題，以激發(fā)學生的主動性并改變被動教學。

3.5 給予良好的教學評價

有效的教師反饋有助于改善教學質(zhì)量，提高教學質(zhì)量，課程評估方法是教師反饋的重要組成部分。好的評估方法不僅可以客觀公正地評估學生的表現(xiàn)，而且可以提高他們的興趣和動力。根據(jù)高分子材料成型加工課程的理論和實踐模塊，對不同的教學評估采用了不同的教學方法。理論內(nèi)容可以通過課外活動、課堂表現(xiàn)和考試來評估；實際內(nèi)容可以通過小組討論、小組報告、論文和考試進行評估。鼓勵學生研究和參考資料，全面分析各種信息，加深和擴大他們的知識，并組織各種討論，以充分展示不同學生的專業(yè)知識[5]。將教師反饋中反映的問題與學生的觀點相結(jié)合，完善教學方法，實現(xiàn)持續(xù)改進教學。

4 結(jié)束語

高分子材料成型加工對于材料科學專家來說是一門重要的專業(yè)課程。如何利用課堂時間并運用科學有效的教學方法，使學生快速理解和掌握課程知識的基本要素，是一個挑戰(zhàn)，需要教師不斷對教學進行創(chuàng)新，以提高教學效果，培養(yǎng)出合格的材料人才。