《高分子材料成型加工原理》課程建設(shè)研究

摘 要：《高分子材料成型加工原理》課程建設(shè)在教學(xué)內(nèi)容設(shè)置上要兼顧“共同性”和“特色性”，在教學(xué)方法上要靈活運(yùn)用多種教學(xué)手段引導(dǎo)和督促學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，采用案例教學(xué)為學(xué)生形象具體地展示相關(guān)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。經(jīng)過(guò)課程建設(shè)，取得了較好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：高分子材料成型加工原理；課程建設(shè)；案例教學(xué)

我國(guó)高等教育發(fā)展迅速，但是還存在發(fā)展不平衡的問(wèn)題，尤其是不同學(xué)校間教學(xué)水平還存在較大差距，學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)還有待加強(qiáng)。我校是一所具有電力特色的地方院校，高分子材料方面的教學(xué)和研究尚在起步階段，要想快速追趕國(guó)內(nèi)外的先進(jìn)教學(xué)水平，必須重視相關(guān)專(zhuān)業(yè)課程的建設(shè)?！陡叻肿硬牧铣尚图庸ぴ怼肥俏倚２牧峡茖W(xué)與工程專(zhuān)業(yè)本科學(xué)生的一門(mén)專(zhuān)業(yè)必修課程。這門(mén)課程的建設(shè)水平將直接影響到專(zhuān)業(yè)教學(xué)水平。為了加快我校相關(guān)專(zhuān)業(yè)的教學(xué)水平提高的步伐，對(duì)《高分子材料成型加工原理》這一課程進(jìn)行建設(shè)是非常必要的。

一、 教學(xué)內(nèi)容的選擇與教材建設(shè)

課程內(nèi)容設(shè)置要理性地解決課程為誰(shuí)而設(shè)和如何設(shè)立的問(wèn)題，當(dāng)這一問(wèn)題體現(xiàn)在課程建設(shè)中時(shí)就要考慮教學(xué)內(nèi)容的選擇問(wèn)題。首先，本課程安排了高分子材料加工與成型相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)，主要有橡膠、塑料和合成纖維的介紹、高分子加工助劑、高分子加工方法原理（包括擠出、注塑、吹塑、壓延、紡絲、橡膠成型等）。這些屬于這門(mén)課程的共性?xún)?nèi)容。其次，為了突出《高分子材料成型加工原理》課程的“特色性”，經(jīng)過(guò)研討，在課程授課中添加了電絕緣高分子材料、導(dǎo)電高分子材料等與電力行業(yè)相關(guān)材料的知識(shí)點(diǎn)介紹。通過(guò)這樣的教學(xué)內(nèi)容的選擇，不但加深了學(xué)生對(duì)通用高分子材料的認(rèn)識(shí)，而且強(qiáng)化了電力行業(yè)背景這一特色。

在教材的選擇方面選取了國(guó)家級(jí)或省部級(jí)優(yōu)秀教材作為主要教學(xué)參考書(shū)，同時(shí)還推薦了相關(guān)的一些專(zhuān)著作為輔助教材，彌補(bǔ)了通用的優(yōu)秀教材強(qiáng)調(diào)“共同性”而缺乏“特色性”的問(wèn)題。教學(xué)內(nèi)容的整合與優(yōu)化可使學(xué)生畢業(yè)后即能夠進(jìn)行上崗生產(chǎn)也能進(jìn)行科研工作，滿(mǎn)足社會(huì)對(duì)各種高分子材料專(zhuān)業(yè)人才的需要。

二、 教學(xué)方法的改進(jìn)與探索

在本課程的教學(xué)中，強(qiáng)調(diào)預(yù)習(xí)的重要性。要求學(xué)生首先進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，然后在課堂上借助多媒體課件進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的重點(diǎn)和難點(diǎn)的講解，通過(guò)視頻展示、動(dòng)畫(huà)演示來(lái)彌補(bǔ)不能進(jìn)行生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)的缺憾。在教學(xué)中還利用隨堂考查的方式檢測(cè)教學(xué)效果，通過(guò)提問(wèn)加強(qiáng)師生互動(dòng)，以書(shū)面小測(cè)驗(yàn)檢驗(yàn)課堂教學(xué)效果和督促學(xué)生積極學(xué)習(xí)。在課外教學(xué)中經(jīng)常采用微信、電子郵件等對(duì)學(xué)生進(jìn)行答疑，另外也推薦學(xué)生觀看相關(guān)的慕課課件或視頻。

在教學(xué)中經(jīng)常采用“相似類(lèi)比”的方法進(jìn)行講述。例如，對(duì)常見(jiàn)高分子材料加工方法中“壓延成型”進(jìn)行講解時(shí)用“餃子皮”的制作過(guò)程來(lái)類(lèi)比高分子材料的加工過(guò)程與加工原理，用“面包/蛋糕”的制作過(guò)程類(lèi)比講解高分子材料“泡沫材料成型”技術(shù)等。采用這樣的講述方式，學(xué)生感到有趣生動(dòng)，形象而且具體，教學(xué)效果好。

另外，在電力/電子相關(guān)高分子材料加工技術(shù)的講述時(shí)，通過(guò)視頻和動(dòng)畫(huà)等進(jìn)行輔助教學(xué)。例如，在講授“印刷電路板”的加工技術(shù)——塑料板/片材擠出成型及表面鍍銅技術(shù)時(shí)，首先，講解用常見(jiàn)的擠出成型技術(shù)制備塑料板/片材。然后，通過(guò)圖片展示來(lái)講解“鮮花電鍍”這樣一個(gè)趣味試驗(yàn)，讓學(xué)生了解如何在不導(dǎo)電的材料——鮮花表面鍍上一層金屬銅，從而把鮮花變成了金光燦燦的“金屬假花”。以此來(lái)說(shuō)明絕緣的高分子材料塑料板材表面鍍金屬的操作工藝流程。然后再介紹利用“照相刻蝕技術(shù)”把不要的銅鍍層刻蝕掉后得到“印刷線(xiàn)路板”。最后，再引申講述塑料表面電鍍技術(shù)在汽車(chē)用塑料鍍鉻裝飾等方面也有很多應(yīng)用。通過(guò)這一案例，可以發(fā)現(xiàn)：雖然課程講述的內(nèi)容已經(jīng)超出純粹的高分子加工成型技術(shù)課程，但是學(xué)生聽(tīng)起來(lái)饒有興趣，也很輕松，對(duì)相關(guān)知識(shí)的理解比較深刻，同時(shí)也擴(kuò)大了學(xué)生的知識(shí)面。

在教學(xué)過(guò)程中，還特別提出開(kāi)放性設(shè)計(jì)題目要求學(xué)生自主完成。開(kāi)放性設(shè)計(jì)題目可以鍛煉學(xué)生知識(shí)學(xué)習(xí)和運(yùn)用的能力。若題目設(shè)計(jì)得當(dāng)就可以像一根“線(xiàn)”把課程教學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容都貫穿起來(lái)，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的綜合理解。開(kāi)設(shè)開(kāi)放性題目，對(duì)任課教師也提出了更高的要求，要能根據(jù)現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件和教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃，提出高質(zhì)量的研究型開(kāi)放性設(shè)計(jì)題目。為此，我們進(jìn)行了一些嘗試，例如，選擇學(xué)生生活中常見(jiàn)物品和比較感興趣的內(nèi)容，提出如下題目“設(shè)計(jì)制造一種手機(jī)塑料外殼，要求給出選材和加工成型設(shè)計(jì)方案”。在這樣一個(gè)設(shè)計(jì)題目中，需要學(xué)生思考選擇哪種塑料原料，添加什么樣的加工助劑，生產(chǎn)配方如何確定，加工機(jī)械設(shè)備的選定，工藝流程、加工工藝參數(shù)如何選擇，高分子原材料的市場(chǎng)價(jià)格，產(chǎn)品的性?xún)r(jià)比等。通過(guò)這樣一項(xiàng)開(kāi)放性設(shè)計(jì)題目，學(xué)生將進(jìn)一步了解不同塑料的物理性能、加工性能，助劑的使用，生產(chǎn)配方的設(shè)計(jì)，高分子材料加工設(shè)備的原理和應(yīng)用，高分子材料的化學(xué)反應(yīng)等知識(shí)和高分子材料及產(chǎn)品的市場(chǎng)情況等。在設(shè)計(jì)完成后，還要配合多個(gè)提問(wèn)使學(xué)生對(duì)涉及的知識(shí)點(diǎn)的理解和掌握更加明晰和深入。例如，某塑料的耐高溫性是由什么決定的？耐溶劑性是什么決定的？某助劑是如何起作用的？生產(chǎn)配方要考慮哪些因素？工藝流程中的生產(chǎn)參數(shù)如何選擇？產(chǎn)品質(zhì)量如何檢測(cè)……這些問(wèn)題在設(shè)計(jì)過(guò)程中都會(huì)出現(xiàn)，但沒(méi)有被學(xué)生明確地提煉、歸納出來(lái)，但是當(dāng)設(shè)計(jì)完成后，經(jīng)過(guò)任課教師的引導(dǎo)與闡述可以提高學(xué)生在方案設(shè)計(jì)、設(shè)備操作和專(zhuān)業(yè)知識(shí)的進(jìn)一步綜合、運(yùn)用和創(chuàng)新等方面的能力。

三、 課程建設(shè)后的教學(xué)效果的變化

經(jīng)過(guò)課程建設(shè)，在課堂授課中學(xué)生“抬頭率”顯著提高，學(xué)生對(duì)本課程的滿(mǎn)意度也得到提高。在課程建設(shè)后，課程內(nèi)容更加豐富有趣，學(xué)生在課堂上看手機(jī)、閱讀教材或課外書(shū)的現(xiàn)象明顯減少，大部分學(xué)生能與教師進(jìn)行積極互動(dòng)，對(duì)教師的課堂講解能有效地回應(yīng)。與課程建設(shè)前相比，學(xué)生的遲到和曠課現(xiàn)象也得到有效地改善。學(xué)生感到在課程學(xué)習(xí)中學(xué)到知識(shí)，相關(guān)專(zhuān)業(yè)能力也得到鍛煉，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，學(xué)生能夠積極投入本課程的學(xué)習(xí)中。學(xué)生的本課程考試卷面及格率和優(yōu)秀率等與課程建設(shè)之前相比在課程建設(shè)之后得到了改善。

本課程的教學(xué)給學(xué)生留下了深刻的印象，也提高了學(xué)生對(duì)高分子材料的認(rèn)識(shí)。大四畢業(yè)前夕課程組隨機(jī)對(duì)部分學(xué)生進(jìn)行了訪(fǎng)談。受訪(fǎng)學(xué)生反饋本門(mén)課程是大學(xué)四年中為數(shù)不多的印象最為深刻的課程之一。認(rèn)為本課程學(xué)時(shí)雖然不多，但是信息量大，內(nèi)容豐富有趣且貼近實(shí)際應(yīng)用。部分學(xué)生認(rèn)為不但學(xué)到了高分子材料加工的相關(guān)知識(shí)，還鍛煉了自我學(xué)習(xí)能力以及試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)和報(bào)告撰寫(xiě)能力，對(duì)后續(xù)學(xué)習(xí)乃至畢業(yè)后的工作都非常有益。

四、 結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)過(guò)課程建設(shè)，本課程獲得了較好的教學(xué)效果，學(xué)生相應(yīng)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)得到了豐富和加強(qiáng)，但是有少部分學(xué)生反映本課程的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)較重，課程任務(wù)工作量大，擠占了其他課程的學(xué)習(xí)時(shí)間。因此，今后本課程的建設(shè)和教學(xué)改革中要進(jìn)一步考慮學(xué)生的接受能力以及與其他各門(mén)課程學(xué)習(xí)中的時(shí)間和精力投入分配平衡等問(wèn)題，著重于對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)習(xí)慣和學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)，主要使學(xué)生掌握本門(mén)課程相關(guān)知識(shí)的發(fā)展脈絡(luò)和基本學(xué)習(xí)方法，為學(xué)生的進(jìn)一步學(xué)習(xí)和工作打下良好基礎(chǔ)。

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作者簡(jiǎn)介：

趙玉增，上海市，上海電力大學(xué)環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院。