基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的《高分子材料成型加工基礎(chǔ)》課程教學(xué)改革

張世杰，黃軍左

(廣東石油化工學(xué)院化學(xué)工程學(xué)院，廣東茂名 525000)

基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的《高分子材料成型加工基礎(chǔ)》課程教學(xué)改革

張世杰，黃軍左

(廣東石油化工學(xué)院化學(xué)工程學(xué)院，廣東茂名 525000)

《高分子材料成型加工基礎(chǔ)》作為高分子專業(yè)非常重要的專業(yè)課，學(xué)生普遍反映難以理解掌握。為改善教學(xué)效果、培養(yǎng)應(yīng)用型人才、提高就業(yè)質(zhì)量，作者引入比較教學(xué)法等方法進(jìn)行教學(xué)改革，取得了良好的綜合效果。

高分子材料;成型加工;比較教學(xué)法;應(yīng)用型人才培養(yǎng)

高分子材料作為最重要的材料品種之一，對(duì)于人類社會(huì)的發(fā)展進(jìn)步具有重要意義。目前很多國(guó)內(nèi)高校都開(kāi)設(shè)了高分子材料與工程專業(yè)，其中不少學(xué)校的專業(yè)方向都偏向于高分子材料成型加工，尤其是塑料成型加工。在目前的專業(yè)課程體系中，均開(kāi)設(shè)有《高分子化學(xué)》、《高分子物理》、《高分子材料成型加工基礎(chǔ)》、《高分子助劑》、《高分子材料》、《高分子成型設(shè)備》、《塑料模具設(shè)計(jì)》等課程。其中《高分子化學(xué)》和《高分子物理》是專業(yè)基礎(chǔ)課，系統(tǒng)講授與聚合和成型加工相關(guān)的基礎(chǔ)理論知識(shí)，雖然非常重要，但與工業(yè)界生產(chǎn)實(shí)際間還存在明顯差別。目前而言高分子專業(yè)的本?？粕谄髽I(yè)中主要從事成型類相關(guān)職位，崗位對(duì)于成型工藝提出了較高的要求。社會(huì)對(duì)于應(yīng)用型人才的需求，凸顯出《高分子材料成型加工基礎(chǔ)》作為專業(yè)課代表的重要地位。

就目前的課程結(jié)構(gòu)而言，雖然《高分子成型加工基礎(chǔ)》按照高分子材料的不同成型工藝和方法進(jìn)行了系統(tǒng)講授，但學(xué)生普遍反映理解難度較大，較為空洞。為解決以上問(wèn)題，作者在授課過(guò)程中有意識(shí)的引入比較教學(xué)法，以期改善課程的授課效果，對(duì)于構(gòu)建“三位一體”應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式做出了貢獻(xiàn)。下文將以比較教學(xué)法在“擠出成型”部分的授課實(shí)踐進(jìn)行介紹。

1 目前“擠出成型”部分的授課實(shí)踐

“擠出成型”部分的學(xué)習(xí)目的與要求:熟悉擠出成型設(shè)備主要是單螺桿和雙螺桿擠出機(jī)的工作原理，擠出成型過(guò)程。了解擠出成型在塑料、橡膠和纖維中的應(yīng)用，了解擠出工藝流程、工藝條件的控制、螺桿擠出機(jī)的結(jié)構(gòu)及選用方法。主要授課內(nèi)容:概述(定義、應(yīng)用、分類、實(shí)例、擠出成型設(shè)備及主要技術(shù)參數(shù)、成型特點(diǎn))、單螺桿擠出理論(準(zhǔn)備知識(shí)、固體輸送理論、熔融理論、熔體輸送理論)、螺桿擠出機(jī)的結(jié)構(gòu)及選用方法(選用擠出機(jī)要考慮的問(wèn)題、擠壓系統(tǒng)、加料系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、加熱冷卻系統(tǒng))、擠出成型過(guò)程(原料準(zhǔn)備、機(jī)頭成型、定型與冷卻、牽引與卷取、后處理)、常見(jiàn)制品的擠出成型(管材、片材、薄膜、異型材、紡絲、其它產(chǎn)品)、擠出成型的發(fā)展(反應(yīng)擠出、新型設(shè)備)。

授課難點(diǎn):兼顧單和雙螺桿擠出機(jī)的介紹，兩者間對(duì)接較難實(shí)現(xiàn)。同時(shí)由于實(shí)驗(yàn)條件有限，無(wú)法使學(xué)生親手操作擠出成型生產(chǎn)線或?qū)ζ溥M(jìn)行拆裝。學(xué)?，F(xiàn)有的擠出成型設(shè)備品種過(guò)于單一。作為授課中非常重要的擠出機(jī)頭部分，也存在類似問(wèn)題，學(xué)生普遍反映難以理解掌握。

2 比較教學(xué)法在“擠出成型”授課中的應(yīng)用

教師在“擠出成型”部分的講授過(guò)程中，應(yīng)該緊緊抓住擠出機(jī)及機(jī)頭進(jìn)行重點(diǎn)講解，其它輔機(jī)可以相對(duì)簡(jiǎn)略介紹。目前常用的擠出機(jī)分為單螺桿和雙螺桿兩類。雙螺桿擠出機(jī)是在單螺桿擠出機(jī)基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)。在先對(duì)學(xué)生系統(tǒng)講授單螺桿擠出機(jī)后，可以將雙螺桿擠出機(jī)與單螺桿擠出機(jī)進(jìn)行比較，包括螺桿結(jié)構(gòu)、螺桿排布方式、混煉元件構(gòu)型、機(jī)筒是否為積木式、輸送原理、物料的運(yùn)動(dòng)方式、成型工藝參數(shù)、傳動(dòng)系統(tǒng)、自潔能力等。抓住以上重點(diǎn)，就可使學(xué)生觸類旁通、形象加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解。

例如:在對(duì)緊密嚙合型同向旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出機(jī)與普通單螺桿擠出機(jī)進(jìn)行對(duì)比時(shí)，可以以雙螺桿擠出機(jī)擁有兩條平行排布的螺桿(其軸線處于同一水平面)、螺桿間緊密嚙合、物料在螺桿與機(jī)筒壁間呈八字形運(yùn)動(dòng)方式、兩條緊密嚙合的螺桿的螺牙互相咬合，能夠發(fā)揮自潔作用、由于兩根螺桿導(dǎo)致機(jī)筒孔為八字形;與此相對(duì)，單螺桿擠出機(jī)由于只有一條螺桿，所以物料只能在螺槽與機(jī)筒壁間的空間螺旋運(yùn)動(dòng)，混煉效果比較差，無(wú)自潔能力、與單螺桿配套的機(jī)筒孔為圓孔狀。經(jīng)過(guò)對(duì)比，可以使學(xué)生對(duì)于單、雙螺桿擠出機(jī)間的結(jié)構(gòu)差異、工藝參數(shù)差異具有深入的了解，改善學(xué)習(xí)效果。

同時(shí)在排氣擠出機(jī)、雙階擠出機(jī)的講授過(guò)程中也存在類似情況。在授課過(guò)程中，可以引導(dǎo)學(xué)生將排氣擠出機(jī)或雙階擠出機(jī)看作兩根螺桿串聯(lián)起來(lái)，組成了一根長(zhǎng)徑比較大的螺桿。作為排氣擠出機(jī)的第一段螺桿，其三段功能區(qū)完整，而第二段螺桿主要以定量定壓擠出為目的;而排氣擠出機(jī)和雙階擠出機(jī)的差別，只存在于雙階擠出機(jī)的兩根螺桿間并無(wú)連接，只是使物料經(jīng)歷兩次擠出來(lái)改善混煉效果，在兩階擠出機(jī)結(jié)合處，也有一定的排氣作用。而排氣擠出機(jī)相當(dāng)于兩段螺桿間存在物理連接，在連接處通過(guò)抽真空，以排除物料中的氣體和揮發(fā)性物質(zhì)。

3 結(jié)束語(yǔ)

《高分子材料成型加工基礎(chǔ)》作為高分子專業(yè)的專業(yè)課代表，通過(guò)引入比較教學(xué)法等多種教學(xué)手段，對(duì)于改善教學(xué)效果、培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力、提高就業(yè)能力具有非常重要的作用。

G642.0

B

1003-3467(2014)12-0058-01

2014-10-18

張世杰(1976-)，男，材料學(xué)副教授，主要研究方向?yàn)楦叻肿硬牧虾铣?、制備與改性，電話:15099817709。