《高分子材料成型加工基礎(chǔ)》課程結(jié)構(gòu)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)

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《高分子材料成型加工基礎(chǔ)》課程結(jié)構(gòu)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)

摘要：為培養(yǎng)應(yīng)用型人才，考慮對(duì)目前高分子材料科學(xué)與工程本科專業(yè)的專業(yè)課程體系進(jìn)行重新構(gòu)建。以《高分子材料成型加工基礎(chǔ)》為課程龍頭，將關(guān)系密切的《高分子成型設(shè)備》、《塑料配混技術(shù)》、《高分子助劑》等課程并入其中，并將與成型相關(guān)的《高分子物理》、《高分子流變學(xué)》、《高分子材料》和《模具設(shè)計(jì)》等內(nèi)容進(jìn)行穿插介紹，構(gòu)建起新型的《高分子材料成型加工基礎(chǔ)》課程體系，以適應(yīng)社會(huì)對(duì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的需要。

關(guān)鍵詞：高分子材料成型加工 ； 教學(xué)改革

1課程背景

高分子材料作為最重要的材料品種之一，在人類社會(huì)中占有無(wú)可取代的地位。高分子材料優(yōu)異性能的體現(xiàn)，依仗于選用合適的材料并選用適當(dāng)?shù)某尚图庸し椒?。目前很多?guó)內(nèi)高校都開設(shè)了高分子材料與工程專業(yè)，其中絕大多數(shù)學(xué)校的教學(xué)重點(diǎn)都偏向于高分子材料成型加工，尤其是塑料成型加工。在現(xiàn)有的專業(yè)課程體系中，均開設(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)》、《高分子流變學(xué)》等課程。但在課程講授過程中發(fā)現(xiàn)，目前的專業(yè)課程體系存在以下明顯缺陷：《高分子材料成型加工基礎(chǔ)》、《高分子成型設(shè)備》和《塑料模具設(shè)計(jì)》的不少內(nèi)容發(fā)生重疊，由不同的教師向?qū)W生重復(fù)講授。例如：教師在講授《高分子材料成型加工基礎(chǔ)》時(shí)不可避免會(huì)介紹到《高分子成型設(shè)備》和《塑料模具設(shè)計(jì)》的相關(guān)內(nèi)容[1-4]。這種情況下，學(xué)生反映：不少內(nèi)容聽教師講授多次，非常重復(fù)；同時(shí)由于不同課程的講授存在時(shí)間差，例如《成型加工基礎(chǔ)》已經(jīng)開始講授到注射成型工藝，而《塑料成型設(shè)備》還沒有介紹到相關(guān)內(nèi)容，這種情況也會(huì)給學(xué)生的學(xué)習(xí)帶來(lái)難度[5-6]。

同時(shí)根據(jù)目前的就業(yè)實(shí)際，本科生在企業(yè)中主要從事成型類相關(guān)職位，崗位對(duì)于成型工藝的要求較高，而對(duì)于成型設(shè)備要求相對(duì)較低，只要掌握關(guān)鍵成型部件結(jié)構(gòu)、原理和各成型部件間的配合協(xié)調(diào)就可以了[7-8]。現(xiàn)在工業(yè)化分工非?？b密，即使成型設(shè)備出現(xiàn)故障，也會(huì)有專業(yè)維修人員處理，而不需要成型相關(guān)人員動(dòng)手。

為解決舊有課程體系存在的問題，同時(shí)進(jìn)一步提高畢業(yè)生的就業(yè)能力，教育部質(zhì)量工程提出了應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式改革的要求。

2教改思路

針對(duì)固有課程體系存在的不足，本人考慮對(duì)課程體系進(jìn)行調(diào)整：以《高分子材料成型加工基礎(chǔ)》為主干，將《高分子成型設(shè)備》、《塑料配混技術(shù)》、《高分子助劑》進(jìn)行適度精簡(jiǎn)后完全并入其中，在相關(guān)章節(jié)中專門設(shè)立介紹成型設(shè)備、配混技術(shù)和高分子助劑的部分；同時(shí)將《高分子物理》、《高分子流變學(xué)》、《高分子材料》、《塑料模具設(shè)計(jì)》中與成型關(guān)系密切的內(nèi)容，在《高分子材料成型加工基礎(chǔ)》課程講授中進(jìn)行穿插介紹。下面將通過對(duì)擠出成型和注射成型的介紹，對(duì)教改思路進(jìn)行說明。

2.1　擠出成型教改

在擠出成型章節(jié)的講授中，介紹以下成型設(shè)備知識(shí)：擠出機(jī)的各系統(tǒng)組成、基本機(jī)構(gòu)和基本功能，其中重點(diǎn)介紹擠出系統(tǒng)(機(jī)筒、螺桿)并包括使用維護(hù)和更換、傳動(dòng)系統(tǒng)(減速機(jī)構(gòu))包括保養(yǎng)、各種常見擠出產(chǎn)品的成型機(jī)頭和定型機(jī)構(gòu)(包括管材、板材、薄膜等)[9]。在擠出成型工藝的授課中，精簡(jiǎn)擠出原理方面的授課量，減少對(duì)于理論性方面的介紹，使學(xué)生重點(diǎn)掌握對(duì)擠出成型影響顯著的各種因素。在授課過程中廣泛采用視頻、動(dòng)畫等手段調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，條件允許的情況下可以將一些課時(shí)安排在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，讓學(xué)生能夠具體接觸擠出成型生產(chǎn)線，加深對(duì)知識(shí)的理解深度。同時(shí)在授課中穿插介紹《高分子物理》、《高分子助劑》、《高分子材料》、《塑料模具設(shè)計(jì)》等相關(guān)內(nèi)容。

例如：介紹擠出PVC異型材的尺寸控制，由于高分子的離模膨脹現(xiàn)象，從原理角度對(duì)該現(xiàn)象的解釋就會(huì)涉及《高分子物理》中高分子熔體的彈性[10-11]，以及機(jī)頭不同部位溫度差異對(duì)于高分子熔體彈性回復(fù)的影響，另外如果考慮選用改變?cè)系呐浞浇M成、降低樹脂基體的相對(duì)分子質(zhì)量(涉及《高分子材料》)，選用不同的助劑(如填充劑品種和用量，涉及《高分子助劑》)，以上措施均能明顯改善離模膨脹現(xiàn)象，降低產(chǎn)品尺寸控制的難度。同時(shí)改變成型機(jī)頭的結(jié)構(gòu)尤其是平直流道部分的長(zhǎng)度，改變成型輔機(jī)(如定型冷卻結(jié)構(gòu)、牽引機(jī)構(gòu))，也會(huì)在一定程度上發(fā)揮改善作用，這些內(nèi)容會(huì)涉及《高分子成型設(shè)備》方面的內(nèi)容[12]。

2.2　注射成型教改

在注射成型章節(jié)的講授中，除了介紹注射成型工藝，還需要介紹注射機(jī)的基本構(gòu)成，包括噴嘴、螺桿、機(jī)筒、鎖模系統(tǒng)，成型模具，模溫控制系統(tǒng)。要注射出一個(gè)合格制品，必須將成型工藝、材料、模具設(shè)計(jì)、注射機(jī)結(jié)合起來(lái)進(jìn)行綜合性講授，才能使學(xué)生對(duì)注射成型產(chǎn)業(yè)有系統(tǒng)性認(rèn)識(shí)，獲得較強(qiáng)的應(yīng)用性能力，滿足工業(yè)界對(duì)人才的要求。

現(xiàn)以聚氯乙烯材料的注射成型為例，進(jìn)行深入介紹。聚氯乙烯(PVC)材料由于本身耐熱性較差，容易熱分解，所以加工難度較大。如果要對(duì)其進(jìn)行注射成型：①需要設(shè)計(jì)高耐熱的PVC配方，向其中加入熱穩(wěn)定劑(涉及《高分子助劑》知識(shí))，如果涉及性能改善方面，則會(huì)牽扯到《高分子材料》和《塑料配混技術(shù)》知識(shí)；②選用合適的注射機(jī)，特殊的螺桿設(shè)計(jì)、防腐蝕處理和直通型噴嘴，涉及《塑料成型機(jī)械》知識(shí)；③確定注射成型工藝，選擇合適的加熱溫度、注射速度、注射壓力和時(shí)間、保壓壓力和時(shí)間；④設(shè)計(jì)適用的注射模具，包括流道、澆口、型腔設(shè)計(jì)和模架選擇，其中會(huì)涉及《模具設(shè)計(jì)》、《塑料成型機(jī)械》和《高分子流變學(xué)》知識(shí)。教師只有綜合開展以上四方面知識(shí)的介紹，才能改善授課效果，提高學(xué)生的應(yīng)用能力。

3結(jié)語(yǔ)

《高分子材料成型加工基礎(chǔ)》作為一門涉及多學(xué)科知識(shí)的綜合性課程，具有很強(qiáng)的實(shí)用性和學(xué)科交叉性[13]。如果能夠基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式下進(jìn)行課程體系的調(diào)整和建設(shè)，對(duì)于學(xué)生實(shí)踐能力提升、就業(yè)能力增強(qiáng)均具有明顯的促進(jìn)作用。但也要求教師對(duì)于高分子材料科學(xué)多門課程具有較強(qiáng)的駕馭、組織能力以及豐富的工程實(shí)踐，這方面也是我們努力的方向。

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作者簡(jiǎn)介：張世杰(1976-)，男，副教授，主要研究方向是高分子材料合成制備與改性，E-mail：zsj0903@126.com。

收稿日期：2015-07-21

中圖分類號(hào)：G642.0

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1003-3467(2015)12-0058-02