高分子材料加工實驗教學(xué)的創(chuàng)新性實踐探索*

丁光柱，劉結(jié)平，曹　靜，李品華

(淮北師范大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院， 安徽　淮北　235000)

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高分子材料加工實驗教學(xué)的創(chuàng)新性實踐探索*

丁光柱，劉結(jié)平，曹靜，李品華

(淮北師范大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院， 安徽淮北235000)

高分子材料加工實驗技術(shù)是高分子科研和教學(xué)中非常重要的環(huán)節(jié)之一，對今后相關(guān)專業(yè)的學(xué)習(xí)和就業(yè)都將發(fā)揮重要的積極作用。針對高分子材料加工實驗教學(xué)中教學(xué)資源設(shè)備、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)形式和創(chuàng)新性教學(xué)方面的不足之處進(jìn)行分析，在此基礎(chǔ)上對高分子材料加工實驗教學(xué)進(jìn)行了一些創(chuàng)新性實踐探索，主要注重實驗課程開設(shè)的合理連貫性、多渠道改進(jìn)教學(xué)方法和以畢業(yè)需求為導(dǎo)向增加綜合性和設(shè)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(chuàng)新性；實驗教學(xué)

1　課題背景

創(chuàng)新是一個民族進(jìn)步的靈魂，是一個國家興旺發(fā)達(dá)的源泉和動力，創(chuàng)新型國家的建立是離不開培養(yǎng)大量具有創(chuàng)新精神的新型人才，社會的進(jìn)步離不開這些創(chuàng)新型人才的貢獻(xiàn)，高等教育有能力也有這種責(zé)任為社會培養(yǎng)具有高端專業(yè)的創(chuàng)新型人才。教育部在關(guān)于開展高等學(xué)校實驗教學(xué)示范中心建設(shè)和評審工作的通知中明確提出要加強(qiáng)高等教育實驗教學(xué)的創(chuàng)新性教學(xué)[1]，努力提高大學(xué)生的創(chuàng)新能力，促進(jìn)高等教育的良性發(fā)展。對大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)已經(jīng)成為各個高等學(xué)校教學(xué)改革和關(guān)注的重要內(nèi)容，作為衡量教學(xué)質(zhì)量高低的重要評價標(biāo)準(zhǔn)之一。本著這個目標(biāo)，越來越多的高校積極尋找途徑和方法激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識，提高學(xué)生的實踐能力，促進(jìn)創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。作為理工科的大學(xué)生，專業(yè)實驗教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生實踐動手能力的重要教學(xué)環(huán)節(jié)，創(chuàng)新的實驗教學(xué)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(xué)環(huán)節(jié)中運(yùn)用所學(xué)知識分析和解決問題，獲得新的知識和技能，對大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)具有舉足輕重的作用。

高分子材料已經(jīng)成為現(xiàn)在生產(chǎn)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(xué)是一門應(yīng)用型科學(xué)，高分子材料加工實驗教學(xué)無疑是高分子材料科學(xué)中重要和實踐性極強(qiáng)的課程，高分子材料加工實驗主要是強(qiáng)調(diào)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(guān)系。高分子材料加工實驗技術(shù)是高分子科研和教學(xué)中非常重要的環(huán)節(jié)之一，對大學(xué)生的實驗技能的培養(yǎng)、專業(yè)知識的提高、思維能力的活躍和實踐動手能力的增強(qiáng)，以及對今后相關(guān)專業(yè)的學(xué)習(xí)和生產(chǎn)工作都將發(fā)揮重要的積極作用[3-5]。因此，如何加強(qiáng)高分子材料加工實驗的教學(xué)是擺在相關(guān)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(fā)展，如何改革和完善原有的實驗教學(xué)資源和方法，探索高分子材料加工實驗教學(xué)的創(chuàng)新性，使大學(xué)生獲得與實際學(xué)習(xí)和工作相適應(yīng)的知識和實驗技能是一項長期而艱巨的任務(wù)[6]。

在分析了高分子材料加工實驗教學(xué)中不足之處的基礎(chǔ)上，本論文對高分子材料加工實驗教學(xué)中的創(chuàng)新性實踐進(jìn)行了探索研究。

2　實驗教學(xué)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(yè)教學(xué)實驗之一，近年來，隨著國家和教育部門對高等學(xué)校教育教學(xué)體制改革的不斷深入，高分子材料加工實驗在實驗教學(xué)的資源投入、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)形式方面已經(jīng)取得了一定的成果，但是隨著科技和社會的快速發(fā)展，高分子材料專業(yè)實驗在教學(xué)過程中還是具有某些方面的不足。

2.1實驗設(shè)備簡單陳舊

傳統(tǒng)的高分子材料加工實驗主要是對相關(guān)高分子理論知識的驗證和補(bǔ)充，而且高分子材料加工主要設(shè)備都是體型巨大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，耗資很多。一般高校從教學(xué)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(shè)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(dāng)多的設(shè)備簡單陳舊，很難與現(xiàn)在公司市場上的高分子材料加工設(shè)備相配套，學(xué)生學(xué)到的技能和知識范圍很有限，一旦進(jìn)入社會工作起來不知所措，脫節(jié)嚴(yán)重。

2.2實驗內(nèi)容滯后

高分子材料加工實驗的教學(xué)內(nèi)容雖然進(jìn)行了一定程度的改革和完善，但是目前的實驗內(nèi)容仍然以傳統(tǒng)經(jīng)典的教學(xué)內(nèi)容為主，教學(xué)內(nèi)容相對于專業(yè)的發(fā)展還是滯后很多，造成這種狀態(tài)的原因較多，不乏也有設(shè)備資源的簡單陳舊的原因。真正體現(xiàn)當(dāng)前科技和專業(yè)發(fā)展的教學(xué)內(nèi)容較少，真正體現(xiàn)學(xué)生實驗技術(shù)能力的實驗較少，真正體現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生綜合性和設(shè)計性的實驗開設(shè)較少，真正體現(xiàn)專業(yè)實驗教學(xué)內(nèi)容承上啟下具有連貫性和系統(tǒng)性的實驗內(nèi)容還是較少。

2.3教學(xué)形式固定

與其他實驗教學(xué)一樣，大部分高分子加工實驗教學(xué)將實驗?zāi)康?、要求、原理、儀器、操作步驟以及數(shù)據(jù)處理細(xì)節(jié)等都告訴學(xué)生，而且在實驗過程中老師還會講解、觀察和指正。學(xué)生基本就是簡單的操作工，完全按照講義一次次重復(fù)經(jīng)典的實驗現(xiàn)象，沒有獨(dú)立思考、分析問題和解決問題的能力培養(yǎng)，更談不上有創(chuàng)新能力的提高，學(xué)生也越來越?jīng)]有實驗學(xué)習(xí)的激情，基本實驗技能和實驗知識得不到有效的鍛煉，教學(xué)效果自然不好。

2.4創(chuàng)新能力培養(yǎng)欠缺

實驗教學(xué)選用的實驗內(nèi)容都是經(jīng)典的實驗，只是像理論課一樣進(jìn)行教和學(xué)，學(xué)生被動的接受和操作，在學(xué)生操作和學(xué)習(xí)的過程中創(chuàng)新能力的培養(yǎng)十分欠缺：將最新的相關(guān)專業(yè)的科研成果和實驗方法引入到教學(xué)中欠缺，將連貫性的有機(jī)整體的實驗開設(shè)欠缺，將設(shè)計性和驗證型的實驗內(nèi)容開設(shè)比例欠缺，將教師的科研活動和科研資源就地引入實驗內(nèi)容的做法欠缺，將具有新穎性和前沿性的市場專業(yè)行情融入實驗教學(xué)中欠缺。

因此，在分析了當(dāng)前高分子材料加工實驗教學(xué)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，為了更好的培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力，讓學(xué)生成為具有創(chuàng)新型的專業(yè)研究人才，我們對高分子材料加工實驗教學(xué)進(jìn)行了一些創(chuàng)新性探索。

3　創(chuàng)新性實踐探索

3.1注重實驗課程開設(shè)的合理連貫性。

本校高分子材料加工實驗是在大三下學(xué)期開設(shè)，按照高分子化學(xué)、高分子物理和高分子加工理論的連貫性，我們在進(jìn)行實驗課程創(chuàng)新性探索時注重實驗內(nèi)容開設(shè)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(guān)結(jié)構(gòu)和材料參數(shù)進(jìn)行表征，相關(guān)的高分子物理實驗應(yīng)運(yùn)而生，然后在高分子加工實驗中將材料的參數(shù)、物理性能、加工工藝參數(shù)和成品質(zhì)量結(jié)合起來，這種實驗課程開設(shè)有機(jī)統(tǒng)一的優(yōu)點在于學(xué)生可以系統(tǒng)把握實驗的技能和知識點的重要性，同時可以培養(yǎng)學(xué)生的整體專業(yè)思維能力。例如，在開設(shè)聚合物熔融指數(shù)測定和聚合物結(jié)晶形態(tài)實驗項目的基礎(chǔ)上，我們進(jìn)行聚合物材料擠出實驗和材料拉伸等實驗，學(xué)生在進(jìn)行實驗時自然很積極投入預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)。

3.2多渠道改進(jìn)教學(xué)方法

首先，注重多媒體實驗教學(xué)的重要性。可以充分利用多媒體技術(shù)將實驗的原理、目的、操作要點和思考問題等做成課件給學(xué)生展示，此部分內(nèi)容可以在實驗操作之前完成，而且課件內(nèi)容不僅僅局限于此次實驗，可以將與此次內(nèi)容相關(guān)的內(nèi)容發(fā)散式思維展開，讓學(xué)生從面上了解實驗的知識，這部分在課堂有限時間內(nèi)是不能完成的。例如擠出實驗，可以將實驗設(shè)備的型號、廠家、能力、產(chǎn)品特點、優(yōu)缺點等做成課件，學(xué)生在學(xué)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(jìn)學(xué)用并進(jìn)。現(xiàn)在畢業(yè)的學(xué)生理論知識很扎實，但是好多畢業(yè)生要么學(xué)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(yīng)用能力極強(qiáng)的專業(yè)，我們考慮學(xué)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(lián)系相關(guān)企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)，組織學(xué)生進(jìn)行專業(yè)參觀和見習(xí)交流，集中收集相關(guān)的實踐小課題，在實驗的教學(xué)中進(jìn)行相應(yīng)的縮放微型化應(yīng)用操作。通過此項活動，學(xué)生可以真正感受材料加工的現(xiàn)場和應(yīng)用要點，了解市場的最新行情，拓寬知識面，進(jìn)一步加強(qiáng)聯(lián)系理論知識和實際應(yīng)用，學(xué)用并進(jìn)，為今后提高學(xué)生在實際中分析問題和解決問題的能力奠定一定的基礎(chǔ)。

再者，依托本?？蒲衅脚_積極利用教師科研成果和導(dǎo)師制管理，設(shè)立開放實驗。根據(jù)本校的實際科研特色和科研資源，充分結(jié)合本校教師的科研平臺和目前實行的導(dǎo)師制管理規(guī)范，將二者有效地引入到材料加工實驗的教學(xué)中。為了培養(yǎng)學(xué)生的科研能力和指導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)和生活，本校實行了有效的導(dǎo)師制管理規(guī)范，到了三年級的時候，導(dǎo)師制的學(xué)生對導(dǎo)師的課題研究已經(jīng)有了深入的了解和參與，將平時相關(guān)的疑問和探索直接帶到材料加工實驗教學(xué)中，充分利用導(dǎo)師的科研資源，自行設(shè)計實驗，在材料加工實驗中進(jìn)行一些初步的科研探索。經(jīng)過導(dǎo)師和加工實驗人員的審核，設(shè)立開放實驗時間，學(xué)生在加工實驗室進(jìn)行相應(yīng)的實驗，最后實驗的結(jié)論由導(dǎo)師和實驗專業(yè)人員給出相應(yīng)的評價，取得相應(yīng)的實驗分?jǐn)?shù)。開放實驗可以使學(xué)生獲得新的知識，促進(jìn)研究型人才的培養(yǎng)，體現(xiàn)整體創(chuàng)新能力的提升，調(diào)動積極性和創(chuàng)造力[7]，也可以促進(jìn)導(dǎo)師制管理的發(fā)展，受益頗多。

3.3以畢業(yè)需求為導(dǎo)向增加綜合性和設(shè)計性實驗的比例

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

4　結(jié)　語

創(chuàng)新的實驗教學(xué)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(xué)環(huán)節(jié)中運(yùn)用所學(xué)知識分析和解決問題，獲得新的知識和技能，對大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)具有舉足輕重的作用。目前，高分子材料加工實驗教學(xué)雖然取得了一定的教學(xué)效果，但是在教學(xué)資源設(shè)備、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)形式和創(chuàng)新性教學(xué)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(xué)進(jìn)行了一些創(chuàng)新性的初步探索，主要注重實驗課程開設(shè)的合理連貫性、多渠道改進(jìn)教學(xué)方法和以畢業(yè)需求為導(dǎo)向增加綜合性和設(shè)計性實驗的比例，總體反應(yīng)效果良好。我們將繼續(xù)進(jìn)行相關(guān)實驗課程的創(chuàng)新和探索，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

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

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

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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(xué)與技術(shù)的研究。