“新工科”體系下《聚合物成型加工實驗》教學(xué)改革

楊春林，嚴(yán) 偉，曾 加，聶勝強(qiáng)，張春梅，羅 軍，劉 淵

(貴陽學(xué)院化學(xué)與材料工程學(xué)院， 貴州 貴陽 550003)

《華盛頓協(xié)議》是國際上最具權(quán)威性和影響力的工程教育互認(rèn)協(xié)議之一。其宗旨是通過多邊認(rèn)可工程教育資格，促進(jìn)工程學(xué)位互認(rèn)和工程技術(shù)人員的國際流動[1]。

為實現(xiàn)高等教育創(chuàng)新、適應(yīng)未來工業(yè)革命的挑戰(zhàn)，開展“新工科”學(xué)科布局，構(gòu)建多樣化、個性化的工程人才培養(yǎng)模式已經(jīng)成為教育部重要戰(zhàn)略發(fā)展方向。

“新工科”建設(shè)已經(jīng)成為各高校專業(yè)建設(shè)、人才培養(yǎng)創(chuàng)新變革的重要工作。在高等教育創(chuàng)新發(fā)展的要求下，“提質(zhì)”同樣是基本原則。為促進(jìn)全國高?！靶鹿た啤苯ㄔO(shè)發(fā)展與模式創(chuàng)新，幫助教師準(zhǔn)確把握“新工科”建設(shè)的內(nèi)涵，并結(jié)合《國標(biāo)》達(dá)成“提質(zhì)”：保證達(dá)到國家的合格標(biāo)準(zhǔn)、努力爭創(chuàng)國際標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)一步了解高等教育改革發(fā)展形勢與政策及新工科建設(shè)的具體操作方法，及時組織開展相關(guān)研究和實踐，更好地推動高校工程技術(shù)人才的培養(yǎng)工作。

培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)方案是直接影響高校人才培養(yǎng)的關(guān)鍵因素工程教育認(rèn)證指導(dǎo)下的人才培養(yǎng)觀以產(chǎn)出為導(dǎo)向[2]，逆向設(shè)計培養(yǎng)方案，從“教師教什么”轉(zhuǎn)變?yōu)椤皩W(xué)生達(dá)到什么”，以社會需求來確定合理的培養(yǎng)目標(biāo)，明確支撐培養(yǎng)目標(biāo)的畢業(yè)要求。從工程教育認(rèn)證對畢業(yè)生的12條認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)可以看出，工程教育應(yīng)注意以市場需求為導(dǎo)向，在多學(xué)科背景下對學(xué)生工程實踐能力的培養(yǎng)，并重視其職業(yè)道德和社會責(zé)任感[3]。

十三五社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，貴州始終堅守發(fā)展和生態(tài)兩條底線,大力推動生態(tài)產(chǎn)業(yè)化、產(chǎn)業(yè)生態(tài)化,不斷增強(qiáng)提高可持續(xù)發(fā)展能力，提出了深入實施大扶貧、大數(shù)據(jù)、大生態(tài)三大戰(zhàn)略行動。

基于以上新時期高等教育“新工科”建設(shè)發(fā)展新要求，結(jié)合本校高分子材料專業(yè)的專業(yè)特色、貴州社會經(jīng)濟(jì)綠色環(huán)保、可持續(xù)性發(fā)展戰(zhàn)略，進(jìn)行了以下幾個方面高分子材料成型加工實驗課程的教學(xué)改革探索：

1 完善課程的教學(xué)內(nèi)容和聚合物成型加工實驗教材的編制

立足貴陽學(xué)院的人才培養(yǎng)目標(biāo)——“突出實用、服務(wù)本地”，緊扣貴州省新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢，我們根據(jù)省情具體情況和要求，對專業(yè)人才培養(yǎng)方案進(jìn)行的認(rèn)真的討論，不斷完善課程的教學(xué)內(nèi)容，力求符合實際的需求[4]。

按照工程教育專業(yè)認(rèn)證的要求，需明確實驗課程需要覆蓋的能力要求，確定課程的教學(xué)目標(biāo)，進(jìn)而制定符合專業(yè)認(rèn)證要求的教學(xué)大綱和編制聚合物成型加工及性能表征實驗教材。我們目前按照貴州省一流專業(yè)建設(shè)要求，正在陸續(xù)建設(shè)相關(guān)專業(yè)課程，比如：聚合物成型加工實驗(塑料擠出成型實驗、塑料注塑成型實驗、橡膠的開煉、硫化工藝實驗、轉(zhuǎn)矩流變儀測定聚合物的流變曲線實驗等)都撰寫了相關(guān)的儀器操作規(guī)程和實驗講義。畢業(yè)論文設(shè)計環(huán)節(jié)，選題要符合本專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)并具有明確的工程背景，應(yīng)有一定的知識覆蓋面，盡可能涵蓋本專業(yè)主干課程的內(nèi)容。結(jié)合我們貴州高分子產(chǎn)業(yè)自身優(yōu)勢和特點，了解掌握塑料成型加工過程中所用到設(shè)備基本結(jié)構(gòu)及基本操作，并能根據(jù)實際生產(chǎn)進(jìn)行調(diào)試；熟悉常用制品的生產(chǎn)工藝及配方，學(xué)會根據(jù)制品的性能進(jìn)行工藝及配方的調(diào)試，學(xué)會配方的設(shè)計，能夠設(shè)計實驗及對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、解釋并得出合理結(jié)論，從而到達(dá)培養(yǎng)對相關(guān)實驗項目進(jìn)行管理的能力[5]。

2 加強(qiáng)綜合性、設(shè)計性等實驗項目訓(xùn)練，提高學(xué)生主動創(chuàng)新實踐能力

根據(jù)工程教育專業(yè)認(rèn)證注重學(xué)生工程實踐能力的培養(yǎng)，要求學(xué)生能夠?qū)⑺鶎W(xué)的理論知識和實踐相結(jié)合，解決行業(yè)實際存在的復(fù)雜工程問題，切實提高學(xué)生主動創(chuàng)新實踐能力。為此，我們整合了本專業(yè)原有的專業(yè)基礎(chǔ)和選修課程單一實驗，逐步變更為綜合性、設(shè)計創(chuàng)新性實驗項目實驗。以“聚丙烯三元共混工藝實驗”為例，改革更新后，原有的實驗原理和設(shè)備介紹部分仍保留，不再給出實驗配方，而是要求學(xué)生通過查閱文獻(xiàn)等方式，結(jié)合所設(shè)計的塑料制品性能和特點以及設(shè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢，逆向思考，通過綜合、創(chuàng)新性實驗，達(dá)到什么設(shè)計要求，是提高改善材料的哪方面的性能？由此怎么選擇合適的材料加工方法和加工設(shè)備？怎么設(shè)計改善聚丙烯增韌增強(qiáng)的最佳實驗配方和具體實驗方案？怎么選擇原料與加工助劑？學(xué)生們根據(jù)實驗方案積極自主查閱文獻(xiàn)，思考填充劑種類的選擇和添加量以及熱塑性彈性體對聚丙烯共混改性的影響，從原料挑選到成型加工中成型工藝參數(shù)的控制，一直到后面的性能測試表征等進(jìn)行一系列綜合性的實驗，同時還要考慮經(jīng)濟(jì)成本和綠色環(huán)影響等因素。通過綜合性實驗和設(shè)計性實驗等驗項目的完成，學(xué)生可以獲得配方設(shè)計、成型條件設(shè)計、結(jié)構(gòu)與性能測試方法的設(shè)計、實驗結(jié)果的分析以及經(jīng)濟(jì)環(huán)境成本分析等實踐鍛煉，有效提高解決復(fù)雜工程問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生實驗設(shè)計、加工設(shè)備選擇、測試分析表征等綜合實踐能力。

3 引入“微課”視頻輔助教學(xué)，豐富聚合物課程成型加工實驗多媒體教學(xué)

引入“微課”視頻多媒體輔助教學(xué)，通過形象、生動、直觀的圖文、動畫、視頻結(jié)合并茂形式表現(xiàn)出來,調(diào)動了學(xué)生的積極性和學(xué)習(xí)興趣,便于學(xué)生對知識的理解和掌握[6]，對于聚合物成型加工過程中塑料制品的成型加工原理，加工工序步驟演示，更加直觀和生動，利于學(xué)生對理論知識的進(jìn)一步掌握。

比如：“注塑成型工藝”部分選取了解注塑機(jī)的基本結(jié)構(gòu)及各部分的作用、注塑成型基本操作進(jìn)行微課教學(xué)，每講時長10分鐘左右。通過微課，把幾個重要的知道點向?qū)W生講透，比如：(1)注塑機(jī)的基本結(jié)構(gòu)及各部分的作用：學(xué)習(xí)并掌握什么是注塑機(jī)？注塑機(jī)的基本結(jié)構(gòu)有哪些？① 注射裝置、② 鎖模裝置、③ 液壓傳動和電器控制等；(2)注塑成型的原理；(3)注塑成型基本操作：了解注塑成型的主要工藝參數(shù)(溫度、壓力和時間)控制，初步設(shè)定注塑各段、機(jī)頭和口模的控溫范圍，同時擬定螺桿轉(zhuǎn)速、注射壓力、保壓力(型腔壓力)、背壓力(塑化壓力)等。

通過微課課程建設(shè)，將傳統(tǒng)簡單、枯燥的高分子材料成型加工實驗理論預(yù)習(xí)學(xué)習(xí)，轉(zhuǎn)變成多媒體輔助PPT教學(xué)，傳統(tǒng)與先進(jìn)多媒體輔助、計算機(jī)技術(shù)運用教學(xué)手段相結(jié)合，豐富高分子材料成型加工實驗教學(xué)方法，同時還培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，具備一定的聚合物成型加工專業(yè)素養(yǎng)和能力后，可以有效的解決實際問題，堅定學(xué)生的學(xué)習(xí)信念，對技術(shù)人才的培養(yǎng)起到積極的促進(jìn)作用。也為今后的專業(yè)精品課程建設(shè)、重點課程建設(shè)等方面的科學(xué)研究積累一定的經(jīng)驗和依據(jù)。

4 秉承貴州省的綠色發(fā)展理念，倡導(dǎo)走節(jié)能減排可持續(xù)發(fā)展

習(xí)近平總書記提出中國要堅持走綠色、低碳、可持續(xù)發(fā)展道路，在日常教學(xué)實踐教學(xué)中，我們落實總書記的講話精神，秉承貴州省的綠色發(fā)展理念，走節(jié)能減排可持續(xù)發(fā)展之路。我們對日常生活廢棄塑料譬如各類飲料瓶、儲存容器及薄膜等塑料制品，有意識的進(jìn)行分選挑撿，改性再生利用。比如：選擇回收熱塑性PE及LLDPE制備再生共混物，回收廢舊PET飲料瓶中，從通過破碎分離出來的有用物質(zhì)經(jīng)過物理或機(jī)械加工成為再進(jìn)行重新造粒。通過這種第二課堂課外實踐訓(xùn)練，既增加了學(xué)生的實踐操作能力，又培養(yǎng)了綠色環(huán)保創(chuàng)新意識。開展探討思考，與教師共同討論分析，提出解決思路，找出解決問題辦法，提高學(xué)習(xí)興趣和逐步培養(yǎng)科研創(chuàng)新能力。

5 結(jié) 語

隨著世界經(jīng)濟(jì)全球化不斷深入，如何順應(yīng)“工程教育專業(yè)認(rèn)證、可持續(xù)性發(fā)展”國際高等教育主流理念，對我們的教學(xué)提出了更高的要求。通過教學(xué)改革，不斷完善聚合物成型加工課程的教學(xué)實驗內(nèi)容，引入微課視頻輔助教學(xué)和加強(qiáng)綜合性實驗項目訓(xùn)練，有效增強(qiáng)了學(xué)生解決復(fù)雜工程問題能力，提高了學(xué)生的主動創(chuàng)新意識。在教學(xué)實驗和科研項目實驗開展過程中植入走節(jié)能減排可持續(xù)發(fā)展理念，培養(yǎng)了學(xué)生們了綠色環(huán)保創(chuàng)新意識，相信只要不斷努力創(chuàng)新，不斷提高教學(xué)質(zhì)量探索研究，奮發(fā)進(jìn)取，迎頭趕上，就能加快本校與先進(jìn)高等工程教育接軌，培養(yǎng)出高素探索質(zhì)應(yīng)用型人才。