基于《聚合物加工原理實(shí)驗(yàn)》的“原位反思”教學(xué)理論研究

向萌 楊菁菁 周仕龍 范望喜 董爽

摘要：以聚合物加工原理實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，介紹了引入“原位反思”教學(xué)方法的原因和實(shí)現(xiàn)途徑。實(shí)踐研究證明，這種教學(xué)方法對學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)有著積極作用。實(shí)驗(yàn)前通過預(yù)習(xí)，反思實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計;實(shí)驗(yàn)中觀察現(xiàn)象，反思實(shí)驗(yàn)方法的可行性和可操作性;實(shí)驗(yàn)后總結(jié)，反思實(shí)驗(yàn)可改進(jìn)的部分;逐步引導(dǎo)學(xué)生思維，加強(qiáng)了課前、課中、課后的互動，將原位反思貫穿于整個實(shí)踐教學(xué)過程，對學(xué)生畢業(yè)后快速適應(yīng)工作崗位具有一定幫助。

關(guān)鍵詞：聚合物加工原理;原位反思;教學(xué)方法

中圖分類號：G642.307? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ?文章編號：1674-9324（2020）15-0273-02

引言

為了適應(yīng)社會發(fā)展需要，培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的功能材料高級專門人才，我院功能材料專業(yè)開設(shè)了聚合物加工原理實(shí)驗(yàn)課程，從材料的合成研發(fā)，改性制備到性能測試分別設(shè)計相關(guān)實(shí)驗(yàn)課程體系，配合專業(yè)理論課程的設(shè)置，培養(yǎng)能夠適應(yīng)市場和區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求的工程技術(shù)應(yīng)用型本科畢業(yè)生。

一、引入“原位反思”教學(xué)方法的原因

（一）學(xué)生實(shí)驗(yàn)積極性差

傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式多是引導(dǎo)學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，然后教會學(xué)生儀器操作方法，最后得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果。學(xué)生看似全程參與了實(shí)驗(yàn)過程，但從未反思實(shí)驗(yàn)設(shè)計是否合理，實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否正確。以聚合物加工原理實(shí)驗(yàn)課程中導(dǎo)熱聚乙烯復(fù)合材料制備與表征實(shí)驗(yàn)為例，實(shí)驗(yàn)前要求學(xué)生預(yù)習(xí)，大多數(shù)學(xué)生按照指導(dǎo)書內(nèi)容，從實(shí)驗(yàn)?zāi)康拈_始一字不落地謄抄書上內(nèi)容，課堂上僅按照授課教師給出的實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，吝嗇動腦，沒有自己的想法，更談不上舉一反三。一套實(shí)驗(yàn)做下來，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)原理不清，設(shè)備原理更加不會，僅僅只會簡單的儀器操作，沒有掌握實(shí)驗(yàn)的精髓，課程結(jié)束后很快遺忘實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，這樣的教學(xué)方法學(xué)生往往感到厭煩?，F(xiàn)在學(xué)生自主意識和思維模式有很大不同，接受新鮮事物的能力比較強(qiáng)，生搬硬套的實(shí)驗(yàn)步驟，陳腐守舊的教學(xué)方法激發(fā)不了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣，需要改進(jìn)教學(xué)方法。

（二）學(xué)生缺乏自主創(chuàng)新意識和實(shí)驗(yàn)主人翁精神

學(xué)生一味遵從教材或教師實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的安排，按部就班，預(yù)習(xí)后缺乏反思實(shí)驗(yàn)方案合理性的意識，盲目實(shí)驗(yàn)。成功是僥幸，是偶然，實(shí)驗(yàn)重復(fù)性差，沒有找出規(guī)律，真正了解實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)過程。

（三）學(xué)生的就業(yè)適應(yīng)期較長

目前大學(xué)畢業(yè)生走上工作崗位后，只會按照企業(yè)操作規(guī)程工作，一旦產(chǎn)品種類發(fā)生變化，或產(chǎn)品出現(xiàn)質(zhì)量問題，無從下手，不會分析問題原因，導(dǎo)致其在企業(yè)中發(fā)展受限。甚至一些畢業(yè)生對所學(xué)知識掌握不深不精，連最基本的專業(yè)知識都比較薄弱，更談不上理論聯(lián)系實(shí)踐，導(dǎo)致就業(yè)難的問題。為適應(yīng)社會發(fā)展，學(xué)生的綜合素質(zhì)提高十分重要。反思性實(shí)驗(yàn)教學(xué)引導(dǎo)學(xué)生勤思考，合理組織思維邏輯關(guān)系，提高自身素質(zhì)[1，2]。

二、“原位反思”實(shí)現(xiàn)的瓶頸

“原位反思”難以實(shí)現(xiàn)主要是因?yàn)閷W(xué)生的理論基礎(chǔ)差，沒有理論支撐，學(xué)生很難構(gòu)成完整的實(shí)驗(yàn)方案思考體系?！毒酆衔锛庸ぴ韺?shí)驗(yàn)》一般開設(shè)在第七學(xué)期，學(xué)生已經(jīng)基本完成了專業(yè)課程的學(xué)習(xí)，通過系統(tǒng)的實(shí)踐課程訓(xùn)練，一方面鍛煉學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，另一方鞏固理論知識，進(jìn)一步培養(yǎng)應(yīng)用理論知識解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的能力，從而引導(dǎo)學(xué)生自行設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案，選擇實(shí)驗(yàn)方法，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，反思實(shí)驗(yàn)體系可行性和合理性的綜合能力[1-3]。

三、“原位反思”的實(shí)現(xiàn)途徑

（一）實(shí)驗(yàn)前預(yù)習(xí)反思，心中有數(shù)

實(shí)驗(yàn)課程的預(yù)習(xí)工作十分重要，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的內(nèi)容只是單純針對某一個實(shí)驗(yàn)，要想真正完成一次實(shí)驗(yàn)，在上課前，要“思考，模擬實(shí)驗(yàn)”，具體的實(shí)施途徑：1.引導(dǎo)學(xué)生查閱資料，反思檢索內(nèi)容，結(jié)合理論課程學(xué)習(xí)，了解實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，理解?shí)驗(yàn)原理，合理選擇實(shí)驗(yàn)原料。例如導(dǎo)熱聚乙烯復(fù)合材料制備與表征實(shí)驗(yàn)，由于金屬電子元器件易腐蝕，安全性較差，可以采用功能高分子材料替代。聚乙烯材料電阻率高，介電常數(shù)低，但導(dǎo)熱系數(shù)小，熱量不容易散去，需要改性處理提高其導(dǎo)熱性能?？梢蕴砑幼陨韺?dǎo)熱系數(shù)高且在聚乙烯基體中分散性好，在聚合物基體中充當(dāng)導(dǎo)熱網(wǎng)鏈的材料，實(shí)現(xiàn)熱流傳導(dǎo)。在原理基礎(chǔ)上設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案，選取填料氮化鋁。

2.規(guī)劃實(shí)驗(yàn)方案后選定儀器設(shè)備，查看儀器說明書，了解儀器的工作原理和操作方法，根據(jù)基體材料的基本性能確定設(shè)備工藝參數(shù)，以及測試的國家標(biāo)準(zhǔn)，反思實(shí)驗(yàn)方案的合理性。

3.實(shí)驗(yàn)操作前腦中模擬實(shí)驗(yàn)過程，查缺補(bǔ)漏，規(guī)劃實(shí)施方案，組織形式，思考實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)，思考全面，才能做的科學(xué)。

（二）實(shí)驗(yàn)中觀察現(xiàn)象，心中有疑

科學(xué)合理的聚合物加工原理實(shí)驗(yàn)，需要有較好的重復(fù)性和數(shù)據(jù)穩(wěn)定性，這樣才能滿足企業(yè)生產(chǎn)的要求，這就要求我們在校開展學(xué)生實(shí)驗(yàn)的時候讓學(xué)生明白“做實(shí)驗(yàn)”不是一次的成功即可，也不是單調(diào)的重復(fù)就算完成，需要不斷優(yōu)化，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案。導(dǎo)熱聚乙烯的制備在做雙輥開煉部分實(shí)驗(yàn)時，觀察發(fā)現(xiàn)隨著氮化鋁含量提高，原料容易粘在開煉機(jī)雙輥上，成型加工困難，這時需要結(jié)合理論所學(xué)，反思并改進(jìn)工藝條件，比如降低開煉溫度，調(diào)節(jié)輥間距或降低輥速減小摩擦。

（三）實(shí)驗(yàn)后反思總結(jié)，把控全局

實(shí)驗(yàn)結(jié)束后的反思總結(jié)不容忽視，實(shí)驗(yàn)失敗，分析原因，從原料選定，儀器設(shè)備和工藝方法的選擇等方面反思是實(shí)驗(yàn)過程失誤還是實(shí)驗(yàn)方案錯誤;實(shí)驗(yàn)成功，反思是否可以深入開發(fā)和設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案。例如雖然改性后的聚乙烯導(dǎo)熱系數(shù)提高了50%，但采用開煉壓制成型的方法每次產(chǎn)量較少，不適合企業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)，是否可以采用熔融擠出方法制備？采用這種方法實(shí)施的條件是什么？這種方法的利弊在哪里？學(xué)生通過反思總結(jié)訓(xùn)練，不但能夠夯實(shí)理論知識，掌握實(shí)驗(yàn)方法，更能從生產(chǎn)實(shí)際出發(fā)，真正做到學(xué)以致用[4]。

四、結(jié)語

“授之以魚”不如“授之以漁”。當(dāng)代大學(xué)畢業(yè)生理論薄弱，實(shí)驗(yàn)技能不強(qiáng)，制約了其發(fā)展?！霸环此肌苯虒W(xué)方法不僅僅要“教會”學(xué)生知識，更要引導(dǎo)學(xué)生“學(xué)會”學(xué)習(xí)、及時鞏固。這種教學(xué)方法能夠引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)的各個階段，及時查漏補(bǔ)缺，不斷創(chuàng)新，不但提高實(shí)踐教學(xué)合理性，更能培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程技術(shù)問題的能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊振平，嚴(yán)捷，盧傳君.反思性教學(xué)法在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)參與式教學(xué)中的運(yùn)用[J].教育教學(xué)論壇，2018，（1）：145-146.

[2]王曉明.論高校反思性實(shí)驗(yàn)教學(xué)[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2011，28（2）：131-134.

[3]張揚(yáng)，盧雅琳，孫順平，等.工程材料與成形技術(shù)課程教學(xué)改革的對策與嘗試[J].江蘇理工學(xué)院學(xué)報，2017，23（6）：86-88.

[4]周仕龍，楊菁菁，楊潤苗，等.高分子材料專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革研究[J].江蘇理工學(xué)院學(xué)報，2017，23（2）：104-106.