高分子合成工藝學(xué)專業(yè)核心課程建設(shè)的研究與實踐

王薇 林咨含 劉大軍 魏舒 馬鵬飛

[摘 要]高分子合成工藝學(xué)是長春理工大學(xué)化學(xué)工程與工藝專業(yè)的一門專業(yè)核心課程。該課程改革以提高學(xué)生的工程專業(yè)素質(zhì)為基礎(chǔ)，以使學(xué)生更快、更好地適應(yīng)工科發(fā)展和科技進步為目標，以專業(yè)認證為前提，運用先進科技提升課程改革，促進專業(yè)發(fā)展。從教學(xué)方法改革，教學(xué)內(nèi)容改革，實驗、實習(xí)與教學(xué)互相輔助，互聯(lián)網(wǎng)+化工虛擬仿真等四個方面，探索高分子合成工藝學(xué)的專業(yè)核心課程建設(shè)的路徑。

[關(guān)鍵詞]高分子合成工藝學(xué);互聯(lián)網(wǎng)+;教學(xué)方法改革

[基金項目]2017年長春理工大學(xué)“《高分子合成工藝學(xué)》專業(yè)核心課程建設(shè)的研究與實踐”（20190108111344）

[作者簡介]王 薇（1978—），女，吉林長春人，博士后，長春理工大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院講師，主要從事高分子化學(xué)與物理研究;林咨含（1986—），女，吉林長春人，博士，長春理工大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院講師，主要從事納米材料與生物應(yīng)用研究。

[中圖分類號] G642.3[文獻標識碼] A[文章編號] 1674-9324（2020）27-0203-02[收稿日期] 2019-12-13

導(dǎo)言：高分子化合物包括合成橡膠、合成纖維、塑料等，因其應(yīng)用范圍廣、產(chǎn)量大，故被稱為“三大合成材料”。高分子的廣泛應(yīng)用使高分子合成工藝學(xué)課程與人民生活、社會經(jīng)濟的發(fā)展、尖端科技等領(lǐng)域都產(chǎn)生了密切聯(lián)系。它不僅是高等學(xué)校中一門重要的核心專業(yè)課程，而且是自然科學(xué)中的一門中心學(xué)科。國家提出了“科教興國”的戰(zhàn)略方針，加深大學(xué)生與高分子合成工藝學(xué)相關(guān)的工科知識顯得尤為必要。學(xué)生只有能用高分子聚合的觀點來理解由小分子到高分子伴隨能量變化的原因和規(guī)律，學(xué)會應(yīng)用高分子化學(xué)合成工藝學(xué)的方法，認識自然科學(xué)與社會實踐的相互聯(lián)系，樹立起科學(xué)的社會觀，提高社會實踐能力，在畢業(yè)后才能更好地適應(yīng)社會的發(fā)展，為國家做出更大的貢獻。

因此，高分子合成工藝學(xué)是高等學(xué)校化工類專業(yè)培養(yǎng)現(xiàn)代技術(shù)和管理人才的必修課程。當今社會對人才培養(yǎng)的多元化和合理化提出了更高要求，這使各大院校開始關(guān)注人才培養(yǎng)的特色。不同種類的院校以其自身特色為社會培養(yǎng)出更多尖端人才和職業(yè)技術(shù)工人等[1]。在工科專業(yè)認證的引領(lǐng)下，學(xué)院積極修改培養(yǎng)方案，在特色教育上將本科大四學(xué)期開設(shè)的化學(xué)工程與工藝專業(yè)課分為精細化工方向和功能高分子方向，高分子合成工藝學(xué)是功能高分子方向的核心課程。課程改革從教學(xué)方法，教學(xué)內(nèi)容，實驗、實習(xí)與教學(xué)互相輔助，互聯(lián)網(wǎng)+化工虛擬仿真四個方面，探索高分子合成工藝學(xué)的專業(yè)核心課程建設(shè)。高分子合成工藝學(xué)課程的改革與創(chuàng)新能夠提高學(xué)生對高分子的認識，讓學(xué)生學(xué)會新型高分子的合成與表征方法、新型高分子的工業(yè)合成工藝，幫助學(xué)生用高分子合成與應(yīng)用的方法來改造世界，創(chuàng)造新型的高分子材料，為國家科學(xué)技術(shù)發(fā)展增加動力。

一、教學(xué)方法改革

隨著科學(xué)的發(fā)展與進步，各種信息來源日益豐富，單純講授書本知識的教學(xué)方法已經(jīng)不能吸引學(xué)生對課程的興趣。因此，教學(xué)方法改革勢在必行。

首先，在課程中加入實例，例如聚乙烯工藝流程、聚丙烯生產(chǎn)工藝流程等，參照吉化集團、上海石化、天津石化等公司化工生產(chǎn)工藝的介紹，使學(xué)生更加直觀地學(xué)習(xí)工廠工藝流程，受到了學(xué)生的廣泛認可。其次，從師生角度分析教學(xué)方法所存在的問題。一般有兩個原因：第一，老師“一言堂”的教學(xué)現(xiàn)狀導(dǎo)致學(xué)生上課不積極;第二，由于許多學(xué)生準備考研，壓力較大，同時專業(yè)課又都在大四進行，導(dǎo)致學(xué)生對專業(yè)課的學(xué)習(xí)態(tài)度不認真。如何改善這一現(xiàn)狀是當前需要思考的重要問題。我院在修改培養(yǎng)方案時，將高分子合成工藝學(xué)課程提前到大三下學(xué)期，這樣就不會與考研形成沖突，使學(xué)生能集中精力認真聽課。在上課時，嘗試使用翻轉(zhuǎn)課堂。例如，給學(xué)生布置作業(yè)—查某個高分子聚合物的生產(chǎn)流程。學(xué)生通過查閱網(wǎng)絡(luò)、書籍等相關(guān)資料，學(xué)習(xí)聚合反應(yīng)工藝，然后帶著問題來到課堂，分組討論，老師會根據(jù)討論的焦點有針對性地分析問題，最后，給出結(jié)論。在引導(dǎo)、指正的同時，將知識融會貫通。學(xué)生在老師的課程教學(xué)中學(xué)會了用心思考、解決問題，懂得如何撰寫小論文。學(xué)生在自學(xué)和問答中找到了正確的學(xué)習(xí)方法，并在作圖、研究中學(xué)會了相關(guān)的工程知識。老師也在問答中掌握了學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，在課堂上會針對學(xué)生普遍存在的問題及教學(xué)重難點詳細進行講解。講授方法不再是“填鴨式”的教學(xué)方法，有利于培養(yǎng)學(xué)生的實踐、創(chuàng)新能力。

促進現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)與課堂教學(xué)相結(jié)合。手機App軟件輔助課堂的教學(xué)方法有很多，比如雨課堂、微助教等?？梢試L試使用這些軟件輔助課堂教學(xué)，如點名、課上習(xí)題、課后作業(yè)等。另外，還可以建立微信群，在群里為學(xué)生們答疑解惑。這些現(xiàn)代科技手段的運用，既能幫助教師加強對學(xué)生學(xué)習(xí)情況的了解，又能幫助學(xué)生及時地解決學(xué)習(xí)中出現(xiàn)的問題。雖然在一定程度上增加了老師的工作量，但從長遠來看，其對教學(xué)有很多益處。

二、教學(xué)內(nèi)容改革

高聚物合成工業(yè)主要將單體經(jīng)過聚合反應(yīng)合成高分子化合物，產(chǎn)品主要是塑料、纖維、橡膠、涂料、黏合劑、離子交換樹脂等，經(jīng)過進一步的成型加工后得到相應(yīng)的高分子化工產(chǎn)品。而高分子合成工藝學(xué)課程由淺入深，包括單體準備提純、聚合方法基礎(chǔ)（包括自由基聚合、離子聚合與配位聚合、縮合聚合、逐步加成聚合等）、加工改性、生產(chǎn)工藝。循序漸進地給學(xué)生講解各種高分子的合成方法、工廠生產(chǎn)的工藝流程等[2]。但是，有些知識過于陳舊，很多方法已經(jīng)不在現(xiàn)實生產(chǎn)中應(yīng)用，針對此方面的改革就是安排教師定期走訪工廠，學(xué)習(xí)先進的高分子合成工藝，查閱最新的文獻和專利，更新高分子合成工藝學(xué)的知識，教授給學(xué)生先進高聚物的工藝和方法。另外，書本上的反應(yīng)裝置中的閥門就是一個閥門的表示符號，但在實際工廠中有50余種，在實際操作中需要涉獵的知識非常廣泛，教師只有不斷地更新知識，學(xué)生才能學(xué)到更多的前沿知識。

三、實驗、實習(xí)與教學(xué)互相輔助

傳統(tǒng)基礎(chǔ)化學(xué)和化工原理都是由實驗課來輔助教學(xué)的課程，讓學(xué)生在實驗中加深對書本知識的了解。當下，配備實驗課的專業(yè)課程很少，學(xué)習(xí)內(nèi)容多為老師講解，學(xué)生通過實際操作獲得的知識十分有限，因此學(xué)生對知識的理解也較為淺顯。結(jié)合教育部及工科認證對專業(yè)的要求，學(xué)院修改了化學(xué)工程與工藝專業(yè)的培養(yǎng)方案，增加了高分子化工實驗和化學(xué)工程與工藝綜合實驗，一個側(cè)重于單個實驗操作，一個側(cè)重于多個實驗設(shè)計。聚合方法和聚合機理可以結(jié)合高分子化工實驗和高分子合成工藝學(xué)、高分子化學(xué)、高分子物理等相關(guān)知識。高分子合成工藝學(xué)課程能幫助學(xué)生加深對實驗中各種反應(yīng)條件和引發(fā)劑選擇等方面的理解?；瘜W(xué)工程與工藝綜合實驗結(jié)合高分子合成工藝學(xué)、化工設(shè)備基礎(chǔ)、化工分離工程、化工原理、化學(xué)反應(yīng)工程、化工設(shè)計基礎(chǔ)等課程，能幫助學(xué)生綜合學(xué)習(xí)高分子合成工藝方法[3]。高分子合成工藝課程內(nèi)容還需要有工廠實踐的基礎(chǔ)，因此，我院積極申請實習(xí)基地，增加學(xué)生校外實習(xí)機會，帶領(lǐng)學(xué)生參觀工廠、研究所;鼓勵學(xué)生申請到高分子合成工廠實習(xí);加強卓越工程師班建設(shè)，讓學(xué)生提前到工廠學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生工科實踐能力。通過實驗、實習(xí)等方面的學(xué)習(xí)與操作，學(xué)生能夠更好地學(xué)習(xí)高分子合成工藝學(xué)課程的內(nèi)容。

四、互聯(lián)網(wǎng)+化工虛擬仿真

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，交叉學(xué)科互相推動，許多高危、復(fù)雜、高消費的課程，都可以用虛擬仿真體驗的方式進行。比如，模擬飛行、模擬手術(shù)等。化工行業(yè)作為一個具有危險性的行業(yè)，禁止無關(guān)人員參觀工廠，而高分子合成工藝學(xué)課程又要求學(xué)生了解工廠中的生產(chǎn)工藝[4]。所以我們在新的培養(yǎng)方案中加入了化工虛擬仿真，利用虛擬仿真的高分子工藝學(xué)反應(yīng)，加深學(xué)生對大型化工廠的理解。學(xué)生扮演化工生產(chǎn)工人的角色，模擬工廠的操作流程。學(xué)生可以反復(fù)參與，猶如身臨其境。這樣能使學(xué)生在避免危險的同時，獲得知識的補充，如開關(guān)反應(yīng)、危險應(yīng)急處理等，是對高分子合成工藝學(xué)現(xiàn)場生產(chǎn)操作和畢業(yè)設(shè)計的補充學(xué)習(xí)。

五、結(jié)束語

通過對高分子合成工藝學(xué)課程內(nèi)容的研究，著眼于當今科技發(fā)展趨勢，利用互聯(lián)網(wǎng)+先進技術(shù)，集思廣益，不斷改革，在相關(guān)方向取得了豐碩成果。在工科認證和社會需求導(dǎo)向的前提下，不斷探索新的教學(xué)方法，改進教學(xué)內(nèi)容，引入先進的課堂輔助工具，以期更全面、系統(tǒng)地培養(yǎng)社會需要的優(yōu)秀工科人才[5]。

參考文獻

[1]黃樂平，趙瑾朝，王羅新.聚合物合成工藝學(xué)教學(xué)中開放性作業(yè)的探索[J].輕工科技，2015，31（1）：129-130.

[2]朱國全，譚洪生，董抒華，等.高聚物合成工藝學(xué)教學(xué)的一點體會[J].山東化工，2016，45（9）：113-114.

[3]林英，宋慶平，沈顯榮，等.互聯(lián)網(wǎng)+《高聚物合成工藝學(xué)》教學(xué)研究與實踐[J].高分子通報，2017（4）：77-81.

[4]苗琦，宮貴貞.翻轉(zhuǎn)課堂在高分子合成工藝學(xué)課程中的應(yīng)用[J].科教導(dǎo)刊（下旬），2017（5）：107-108.

[5]鄭晶靜，桂曉亮.高聚物合成工藝學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容更新初探[J].山東化工，2017，46（6）：122-123.