高分子成型加工實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的一些問題及解決方法

江李旺

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

由于具備質(zhì)量輕、容易加工、價(jià)格低廉等諸多優(yōu)點(diǎn)，使高分子材料在汽車、包裝、建筑等多個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，高分子材料的廣泛應(yīng)用反過來又促進(jìn)了高分子材料與工程這一學(xué)科的發(fā)展[1]。高分子的發(fā)展對(duì)世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著重要的影響，這就要求將來投身高分子行業(yè)建設(shè)的畢業(yè)生對(duì)高分子方面的理論知識(shí)、實(shí)驗(yàn)原理和方法、實(shí)際應(yīng)用中常見的問題及解決方法都比較熟悉。

目前，高分子材料與工程專業(yè)開設(shè)了《高分子物理和化學(xué)實(shí)驗(yàn)》(第一階段)、《高分子成型加工實(shí)驗(yàn)》(第二階段)和《高分子綜合實(shí)驗(yàn)》(第三階段)三種實(shí)驗(yàn)課。第一階段的《高分子物理和化學(xué)實(shí)驗(yàn)》主要是一些簡單的材料制備和驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)，第二階段的《高分子成型加工實(shí)驗(yàn)》主要是高分子的成型和加工方面的實(shí)驗(yàn)，第三階段的《高分子綜合實(shí)驗(yàn)》主要是對(duì)加工好的高分子材料進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析和性能表征。這三種實(shí)驗(yàn)之間互相聯(lián)系、相輔相成，包含了高分子材料的方方面面，從材料制備到成型加工，再到性能表征。其中《高分子成型加工實(shí)驗(yàn)》起到了承前啟后的作用，一方面，需要第一階段的高分子物理和化學(xué)實(shí)驗(yàn)過程中涉及到的相關(guān)知識(shí)作為基礎(chǔ)；另一方面，高分子成型加工實(shí)驗(yàn)過程中也需要成型加工方面的知識(shí)。另外一個(gè)不容忽視的問題是高分子成型加工過程中的加工工藝參數(shù)條件將直接影響制品的性能，也就是第三階段的高分子綜合實(shí)驗(yàn)中的性能表征。實(shí)際上，高分子成型加工實(shí)驗(yàn)中所需要的理論知識(shí)很多，一方面是高分子物理和化學(xué)實(shí)驗(yàn)相關(guān)知識(shí)的進(jìn)一步延伸與高分子綜合實(shí)驗(yàn)相關(guān)知識(shí)的鋪墊，另一方面也有自己獨(dú)立的知識(shí)體系。

因此，《高分子成型加工實(shí)驗(yàn)》在高分子實(shí)驗(yàn)中占有重要的地位，是高分子材料與工程專業(yè)必修的一門非常重要而且專業(yè)的實(shí)踐課，是本?？粕窈髲氖略搶I(yè)的工作所必修具備的專業(yè)素養(yǎng)。開設(shè)這門實(shí)驗(yàn)課的目的是培養(yǎng)學(xué)生分析和判斷實(shí)驗(yàn)結(jié)果及數(shù)據(jù)的能力，以及實(shí)際生產(chǎn)中的工程實(shí)踐能力[2]。但在實(shí)際教學(xué)過程中，我們發(fā)現(xiàn)了諸多問題，學(xué)生對(duì)這門課的重視程度不夠，教學(xué)效果很差，并沒有達(dá)到這門課的教學(xué)目的。

1 高分子成型加工實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中存在的一些問題

1.1 課前預(yù)習(xí)效果較差

在正式講解實(shí)驗(yàn)之前教師通常會(huì)提問一些基本的問題，如本次實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)原理等。這些問題都是比較簡單、基礎(chǔ)的，但實(shí)際情況是通常只有少數(shù)的幾個(gè)學(xué)生回答出來，而且也不太完整準(zhǔn)確，還要看著實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書才能回答出來，有的甚至連實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書上都寫出來的一些基本概念都找不到。

1.2 基本概念模糊不清

前言中也有所提及，高分子成型加工實(shí)驗(yàn)實(shí)際上是高分子物理和化學(xué)實(shí)驗(yàn)的進(jìn)一步延伸，講述過程中經(jīng)常會(huì)涉及到一些《高分子物理》和《高分子化學(xué)》中的基本概念。學(xué)生們已經(jīng)學(xué)習(xí)過這兩門課程，但仍然對(duì)已經(jīng)講過的概念模糊不清，有些甚至完全沒有印象。

1.3 儀器設(shè)備結(jié)構(gòu)、分類不清楚

高分子成型加工實(shí)驗(yàn)通常使用的都是一些大型的儀器設(shè)備，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，種類和分類方式多樣。這些內(nèi)容在《高分子成型機(jī)械》《高分子成型加工基礎(chǔ)》等專業(yè)課中都是有所涉及的，但大多數(shù)學(xué)生對(duì)這些儀器的結(jié)構(gòu)、種類和分類方式等仍舊含糊不清，經(jīng)常混淆，有的甚至把擠出機(jī)當(dāng)成注塑機(jī)，把注塑機(jī)當(dāng)成擠出機(jī)。

1.4 缺乏分析問題的能力

雖然高分子成型加工實(shí)驗(yàn)用的都是一些大型的儀器，但操作是很簡單的，工廠中操作這些儀器設(shè)備的師傅大都是初高中文化水平，仍然能夠操作的很熟練。這門實(shí)驗(yàn)課最重要的目的并不是培養(yǎng)學(xué)生操作儀器的能力，而是培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。能夠舉一反三，能夠根據(jù)加工出來的制品存在的問題分析出哪些工藝參數(shù)出了問題，并能夠迅速解決問題。能夠游刃有余的解決一些常見的、簡單的問題，而對(duì)于那些復(fù)雜的、不常見的問題也能夠大概說出一些門道。

2 針對(duì)這些問題提出的一些解決方法

2.1 提高任課教師的專業(yè)素養(yǎng)

俗話說的好，只有教不好的老師，沒有教不會(huì)的學(xué)生。所以，學(xué)生對(duì)課程沒興趣學(xué)不好，首先應(yīng)該反思的是教師而不是學(xué)生。雖然在高校任教的教師的學(xué)歷是很高的，但不可否認(rèn)的是，這些教師尤其是年輕的教師中大都是一畢業(yè)就來高校工作了。也就是說，很多教師是沒有多少工廠工作經(jīng)歷的。所以，對(duì)我們所用到的儀器設(shè)備的認(rèn)識(shí)可能也僅僅停留在書本上，實(shí)際情況并不十分了解。而我們這門高分子成型加工實(shí)驗(yàn)課恰恰跟實(shí)際的工廠生產(chǎn)有著很大的聯(lián)系，我們實(shí)驗(yàn)過程中用到的儀器設(shè)備和生產(chǎn)線等幾乎等同于工廠生產(chǎn)中的縮小版。僅僅依靠課堂上的講解是很難培養(yǎng)出應(yīng)用型人才的，所以，學(xué)校和教師應(yīng)該多和當(dāng)?shù)馗叻肿臃矫娴墓S建立聯(lián)系，尤其是學(xué)校應(yīng)該自上而下的鼓勵(lì)年輕教師到工廠實(shí)踐，豐富教師的工廠生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)。只有對(duì)工廠實(shí)際的生產(chǎn)過程、常見問題、解決方法都了解了，才能引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的理論知識(shí)將實(shí)際生產(chǎn)帶進(jìn)課堂教學(xué)中，從而起到更好的效果。

2.2 3D動(dòng)畫教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合

高分子成型加工實(shí)驗(yàn)與我們平時(shí)所熟知的有機(jī)、無機(jī)、分析、物化等實(shí)驗(yàn)有著很大的不同，這些實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的發(fā)光、發(fā)熱、顏色變化等現(xiàn)象是很容易觀察到的，而高分子成型加工實(shí)驗(yàn)中的注塑成型和擠出成型等生產(chǎn)過程都是在設(shè)備內(nèi)部完成的，外面是觀察不到的，唯一能看到的是制出的成品。所以，整個(gè)生產(chǎn)過程是比較抽象的，講起來也很枯燥，學(xué)生很難理解自然就沒多大興趣了。因此，如果能將這些生產(chǎn)過程制作成3D動(dòng)畫并運(yùn)用于課堂教學(xué)中，創(chuàng)造直觀有趣的實(shí)驗(yàn)過程，學(xué)生便能夠更加深入的了解設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)、組成部分和工作原理[3]。這樣既增加了實(shí)驗(yàn)的趣味性，又可以在學(xué)生的腦海中留下深刻的印象，更容易掌握實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，教學(xué)效果自然也會(huì)提高。

2.3 故意制造一些故障

目前，實(shí)驗(yàn)課普遍存在的問題是大部分都是驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生只是按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書機(jī)械的一步一步的操作。而實(shí)際生產(chǎn)相對(duì)來說是比較復(fù)雜的，而且或多或少都會(huì)出現(xiàn)一些問題。如果還按這些老舊的教學(xué)方法授課指導(dǎo)學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的話很難培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。相反，如果教師打破常規(guī)在實(shí)驗(yàn)過程中適當(dāng)?shù)母淖円幌聴l件或原料，使生產(chǎn)出的產(chǎn)品出現(xiàn)一些問題既可以引起學(xué)生的好奇使其產(chǎn)生興趣，又可以借此引導(dǎo)學(xué)生對(duì)此進(jìn)行分析，并運(yùn)用已學(xué)的理論知識(shí)來解決當(dāng)前的實(shí)際問題。例如，在注射成型實(shí)驗(yàn)中，我們所用的材料是聚丙烯，而聚丙烯的牌號(hào)是有很多種的，性質(zhì)差別很大，加工條件也是不一樣的。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中只是用常用的聚丙烯在已經(jīng)設(shè)定好的程序下完成注射成型演示實(shí)驗(yàn)，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程都很順利，不會(huì)出現(xiàn)什么問題。這樣并不利于培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、思考問題、解決問題的能力。因此，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中可以故意改變一下注射條件使注射出的制品存在缺陷，這樣才會(huì)引起學(xué)生的注意。這時(shí)再針對(duì)出現(xiàn)的問題引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用已學(xué)的理論知識(shí)來分析原因，最后解決問題，達(dá)到舉一反三的效果。雙螺桿擠出機(jī)造粒實(shí)驗(yàn)需要色母粒，這時(shí)我們可以讓不同的組選擇自己喜歡的顏色的色母粒與聚丙烯混合造粒，再將不同顏色的聚丙烯粒料注射出不同顏色的制品，增加實(shí)驗(yàn)的趣味性。

2.4 建立全面的考核方式

目前，高分子成型加工實(shí)驗(yàn)從某種程度上說仍然是理論課的輔助內(nèi)容和手段，既沒有像理論課那樣講解深刻的理論知識(shí)，又沒有起到培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力的效果，導(dǎo)致學(xué)生感覺高分子實(shí)驗(yàn)課索然無趣，因此也就更不會(huì)去重視實(shí)驗(yàn)課了。實(shí)驗(yàn)過程中有些學(xué)生只是在一旁觀看一下，不去親手操作，實(shí)驗(yàn)報(bào)告也是敷衍了事。導(dǎo)致這種現(xiàn)象的原因主要是一方面我們的考核方式不健全、比較單一，只把考勤和實(shí)驗(yàn)報(bào)告作為實(shí)驗(yàn)課的成績；另一方面，學(xué)校對(duì)實(shí)驗(yàn)課的重視程度還不夠，要求沒有像理論課那樣嚴(yán)格。因此，針對(duì)這種現(xiàn)象，我們首先應(yīng)該將實(shí)驗(yàn)課提到與理論課相同的高度，然后建立全面綜合的考核方式，不僅傳統(tǒng)的考勤和實(shí)驗(yàn)報(bào)告決定實(shí)驗(yàn)課的成績，還應(yīng)該將課前預(yù)習(xí)情況、實(shí)驗(yàn)操作情況、回答問題情況等納入到成績考核中。

2.5 建立學(xué)生反饋機(jī)制

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)課結(jié)束后，學(xué)生只是上交一份實(shí)驗(yàn)報(bào)告，本次課的教學(xué)效果和學(xué)生的掌握情況以及有什么想法都無從知曉。因此，我們應(yīng)該建立一套完整的課后反饋機(jī)制，實(shí)驗(yàn)教學(xué)完成后，讓班委在班里開展問卷調(diào)查，針對(duì)課堂教學(xué)效果提一些自己的看法、意見以及教學(xué)過程中存在的一些問題，并對(duì)自己在課堂上的表現(xiàn)以及知識(shí)掌握情況進(jìn)行自我評(píng)價(jià)，將這些信息及時(shí)反饋給任課教師。系主任應(yīng)該在期末組織一次研討會(huì)，針對(duì)本學(xué)期實(shí)驗(yàn)課中學(xué)生反饋的一些問題進(jìn)行討論、分析，以便于進(jìn)一步改進(jìn)教學(xué)方法，提高教學(xué)質(zhì)量。也可以根據(jù)實(shí)際的實(shí)驗(yàn)條件，針對(duì)學(xué)生提出的一些訴求、建議等開設(shè)一些學(xué)生感興趣的實(shí)驗(yàn)。為了適應(yīng)高分子材料科學(xué)快速發(fā)展的步伐，緊跟時(shí)代前沿，可以將教師的最新研究成果帶進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，促進(jìn)教學(xué)內(nèi)容的更新和升級(jí)[4]。建立起教師、知識(shí)、學(xué)生三者之間的聯(lián)系機(jī)制。

3 結(jié)語

實(shí)驗(yàn)課的改革是本科教學(xué)改革中的一部分，也是比較難把握和實(shí)施的，在改革的過程中難免會(huì)遇到一些問題。目前正處于全國高校進(jìn)行專業(yè)認(rèn)證的發(fā)展階段，各個(gè)高校都在爭先恐后的開展專業(yè)認(rèn)證工作，我們學(xué)校的石油化工專業(yè)已經(jīng)通過了專業(yè)認(rèn)證。我們高分子材料與工程專業(yè)應(yīng)該抓住這次專業(yè)認(rèn)證的契機(jī)，多借鑒成功經(jīng)驗(yàn)，為專業(yè)認(rèn)證做準(zhǔn)備。而高分子成型加工實(shí)驗(yàn)課的改革也是其中重要的一部分，應(yīng)該按照專業(yè)認(rèn)證的要求嚴(yán)格要求教師和學(xué)生。使《高分子成型加工實(shí)驗(yàn)》這門課能夠?yàn)閷W(xué)生以后的畢業(yè)論文、畢業(yè)設(shè)計(jì)、課程設(shè)計(jì)和就業(yè)等奠定扎實(shí)的基礎(chǔ)，培養(yǎng)出能夠適應(yīng)社會(huì)高速發(fā)展，理論知識(shí)扎實(shí)、工程實(shí)踐能力卓越的畢業(yè)生。

[1] Soitong T, Pumchusak J. The relationship of crystallization behavior, mechanical properties, and morphology of polypropylene nanocomposite fibers[J].Journal of Materials Science,2011,46(6):1697-1704.

[2] 楊菁菁,周 健,周仕龍,等.“高分子材料改性綜合實(shí)驗(yàn)”課程教學(xué)的改革與實(shí)踐[J]. 江蘇理工學(xué)院學(xué)報(bào),2015,21(6):146-148.

[3] 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(bào),2017,23(2):104-106.

[4] 曾 鳴,嚴(yán) 蕾,潘勇軍,等.“高分子材料研究方法綜合實(shí)驗(yàn)”課程的教學(xué)探索[J]. 高分子材料科學(xué)與工程,2011,27(10):185-187.

(本文文獻(xiàn)格式：江李旺.高分子成型加工實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的一些問題及解決方法[J].山東化工，2018，47(02)：103-104.)