淺析高分子材料學(xué)相關(guān)內(nèi)容的實(shí)踐性教學(xué)改革

王雪蓮

摘 要：本文結(jié)合企業(yè)技術(shù)改造中碰到的問(wèn)題及解決方法，分析了目前技工院校高分子材料學(xué)相關(guān)內(nèi)容教學(xué)的現(xiàn)狀，提出了以企業(yè)技術(shù)改造項(xiàng)目為導(dǎo)向，運(yùn)用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、校企合作的方法，促使高分子材料學(xué)相關(guān)內(nèi)容的教學(xué)更加貼近企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際，從而培養(yǎng)出企業(yè)需要的技能人才。

關(guān)鍵詞：高分子材料學(xué) 項(xiàng)目導(dǎo)向 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 教學(xué)改革

一、高分子材料學(xué)相關(guān)內(nèi)容在模具設(shè)計(jì)中的作用

高分子材料學(xué)是模具專(zhuān)業(yè)必學(xué)的內(nèi)容，應(yīng)用性極強(qiáng)。在技工院校中，它通常被作為塑料模具成型工藝課程的部分內(nèi)容來(lái)講?？此坪?jiǎn)單的內(nèi)容，在塑料模具設(shè)計(jì)中卻起著“牽一發(fā)而動(dòng)全身”的作用。在塑料模具設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須先確定塑件的材料，然后才能根據(jù)塑件材料的性能特點(diǎn)進(jìn)行模具的設(shè)計(jì)。在塑件的成型過(guò)程中，收縮率影響著塑件的尺寸，溫度影響著成型的工藝，而流動(dòng)性的好壞直接決定了塑件能否順利成型。與此同時(shí)，如果模具、工藝有不足之處，也可以通過(guò)改變塑件材料的配方來(lái)彌補(bǔ)。所以高分子材料的選擇與塑料模具的設(shè)計(jì)在塑件成型的過(guò)程中相輔相成，缺一不可。

二、高分子材料學(xué)相關(guān)內(nèi)容教學(xué)現(xiàn)狀

（一）教材內(nèi)容偏少，缺少實(shí)際應(yīng)用案例

目前，技工院校普遍采用的教材都將高分子材料學(xué)相關(guān)內(nèi)容作為塑料模具成型工藝課程的一個(gè)章節(jié)。這些教材往往都會(huì)介紹常用熱塑性與熱固性材料的產(chǎn)量、特點(diǎn)、成型性能、適用場(chǎng)合。學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)以上內(nèi)容，可以了解材料的基本特點(diǎn)及其基本應(yīng)用場(chǎng)合。如PVC材料的特點(diǎn)是有較好的絕緣性，耐酸堿力強(qiáng)，化學(xué)穩(wěn)定性也較好，但最大的缺點(diǎn)是熱穩(wěn)定性較差，因此通常在成型時(shí)需添加熱穩(wěn)定劑。但對(duì)于需要加哪種熱穩(wěn)定劑、加多少量、加入熱穩(wěn)定劑的效果如何，這些在教材中未提及，而這正是企業(yè)生產(chǎn)時(shí)所需要的。

（二）教學(xué)形式缺乏系統(tǒng)性、模塊化

與傳統(tǒng)的教學(xué)方式比，當(dāng)前的教學(xué)方式已有很大的改變，有更強(qiáng)的直觀(guān)性，也更通俗易懂。技工院校多采用多媒體教學(xué)方式，在教學(xué)過(guò)程中加入圖片及視頻，使學(xué)生能通過(guò)圖片及企業(yè)的生產(chǎn)線(xiàn)視頻了解各種塑料的特點(diǎn)及應(yīng)用場(chǎng)合。但在實(shí)際的塑件生產(chǎn)中是有一套完整的生產(chǎn)工藝的，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、材料的選擇、模具的設(shè)計(jì)、模具的加工裝配、產(chǎn)品的生產(chǎn)以及產(chǎn)品的后期處理，每一個(gè)環(huán)節(jié)都息息相關(guān)。材料的選擇不僅影響著產(chǎn)品的功能，同樣也影響著模具的設(shè)計(jì)。特別是在科技快速發(fā)展的今天，新型材料層出不窮，每個(gè)產(chǎn)品也不局限于使用單一材料，往往是將多種材料組合使用在一個(gè)產(chǎn)品上，如將高分子材料與非高分子材料組合使用，情況就更為復(fù)雜。

（三）教師所教、學(xué)生所學(xué)與企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際相差較大

目前技工院校對(duì)于高分子材料學(xué)相關(guān)內(nèi)容的教學(xué)，大部分都停留在理論的傳授上，與生產(chǎn)實(shí)際相差甚遠(yuǎn)。例如，理論上在PVC材料中加入硬脂酸鈣熱穩(wěn)定劑，能大大提高PVC 材料的熱穩(wěn)定性，能保證模具成型?？蓪?shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，如果加入的硬脂酸鈣熱穩(wěn)定劑量過(guò)大，會(huì)造成PVC材料的透明度降低。這類(lèi)細(xì)節(jié)學(xué)生根本無(wú)法從教材中得知，學(xué)生只有多實(shí)驗(yàn)、多實(shí)踐，才能掌握正確的添加工藝。因此，教師需要在實(shí)際教學(xué)中加入與實(shí)際生產(chǎn)相接近的實(shí)驗(yàn)，這樣做不僅可讓學(xué)生驗(yàn)證在課堂上所學(xué)，還可以為學(xué)生提供解決問(wèn)題的思路。特別是在配方的優(yōu)化方面，如果有充分的實(shí)驗(yàn)機(jī)會(huì)，學(xué)生可根據(jù)教材上的知識(shí)點(diǎn)選用2～3種理論上可行的材料，通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)的方式，驗(yàn)證配方是否可行。這種需要學(xué)生動(dòng)手的實(shí)驗(yàn)?zāi)軜O大地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。學(xué)生可在反復(fù)實(shí)驗(yàn)中不斷發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、思考問(wèn)題，找到合適的配方。經(jīng)歷過(guò)反復(fù)的實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練，學(xué)生在走上工作崗位后遇到類(lèi)似的問(wèn)題就會(huì)舉一反三，嘗試用各種思路去解決問(wèn)題。

三、高分子材料學(xué)相關(guān)內(nèi)容教學(xué)的改革措施

（一）增加教材內(nèi)容，整合企業(yè)技術(shù)改革項(xiàng)目案例

目前技工學(xué)校教材中關(guān)于高分子材料學(xué)的內(nèi)容偏少，缺少和實(shí)踐緊密結(jié)合的案例，應(yīng)當(dāng)予以補(bǔ)充。教師應(yīng)當(dāng)收集企業(yè)技術(shù)改革項(xiàng)目案例，將這些案例納入教材和教學(xué)過(guò)程中。通過(guò)技術(shù)改革項(xiàng)目案例，將零散的知識(shí)模塊化，把所有相關(guān)知識(shí)聯(lián)系在一起。對(duì)于模具專(zhuān)業(yè)來(lái)說(shuō)，高分子材料學(xué)相關(guān)內(nèi)容不是可有可無(wú)的，它是影響模具設(shè)計(jì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。學(xué)生只有把高分子材料學(xué)相關(guān)內(nèi)容學(xué)好，把它運(yùn)用到實(shí)際生產(chǎn)中，才有可能達(dá)到現(xiàn)代企業(yè)的要求。

（二）以“項(xiàng)目導(dǎo)向+實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證”方式進(jìn)行模塊化教學(xué)

部分技工院校學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣不高，屬于被動(dòng)學(xué)習(xí)。如果在教學(xué)中采取“項(xiàng)目導(dǎo)向+實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證”的方式，選用企業(yè)成功的技術(shù)改革項(xiàng)目案例，不僅可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還可以使學(xué)生了解當(dāng)前企業(yè)解決各種問(wèn)題的方法，為學(xué)生在今后的學(xué)習(xí)、就業(yè)生涯中碰到類(lèi)似的難題時(shí)預(yù)先指明方向。具體教學(xué)思路及方式如下。

首先，在項(xiàng)目導(dǎo)向教學(xué)中拋出問(wèn)題，如某文具生產(chǎn)企業(yè)現(xiàn)有樹(shù)脂鉛芯生產(chǎn)工藝效率低、廢料率高，而現(xiàn)有的配方無(wú)法實(shí)現(xiàn)螺桿連續(xù)擠出，該如何解決企業(yè)難題？

其次，針對(duì)問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分析：現(xiàn)有配方是3000目石墨粉、液體PVC和適量的增塑劑，而在這個(gè)配方中液體PVC是主要的高分子材料。這時(shí)候就要引導(dǎo)學(xué)生分析液體PVC 的主要特點(diǎn)：液體PVC是熱穩(wěn)定性極差的塑料，然而在配方中并沒(méi)有熱穩(wěn)定劑。從而讓學(xué)生在教師的引導(dǎo)下找出了原有配方無(wú)法實(shí)現(xiàn)螺桿連續(xù)擠出的原因在于配方中沒(méi)有熱穩(wěn)定劑。原因找到了，解決方案也就找到了，那就是必須加入熱穩(wěn)定劑。

最后，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)分析得出的解決方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：根據(jù)分析的結(jié)果，在配方中缺少熱穩(wěn)定劑，需加入熱穩(wěn)定劑才能實(shí)現(xiàn)螺桿式連續(xù)擠出。但熱穩(wěn)定劑種類(lèi)有很多，應(yīng)該加入哪種熱穩(wěn)定劑，應(yīng)該加多少量的熱穩(wěn)定劑，往往需要經(jīng)驗(yàn)才能知道這些問(wèn)題的答案，但學(xué)生缺少的就是經(jīng)驗(yàn)。在這個(gè)階段，可使用企業(yè)常用的實(shí)驗(yàn)法，根據(jù)成型的方式不同，選用不同的實(shí)驗(yàn)設(shè)備。在這個(gè)案例中，成型的方式是連續(xù)螺桿擠出，因而選用的實(shí)驗(yàn)設(shè)備是組合式轉(zhuǎn)矩流變儀，初選鈣鋅穩(wěn)定劑、硬脂酸鈣穩(wěn)定劑進(jìn)行配方改進(jìn)實(shí)驗(yàn)。分別以配方1（加鈣鋅穩(wěn)定劑）、配方2（加硬脂酸鈣穩(wěn)定劑）進(jìn)行對(duì)比分析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，加入硬脂酸鈣穩(wěn)定劑時(shí)穩(wěn)定效果較好。用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的方式進(jìn)行教學(xué)，相對(duì)通俗易懂，非常適用于毫無(wú)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的學(xué)生。

（三）開(kāi)展校企合作，進(jìn)行企業(yè)試生產(chǎn)

在高分子材料學(xué)相關(guān)內(nèi)容的教學(xué)中，如果能把經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證可行的配方，在企業(yè)中進(jìn)行試生產(chǎn)，不僅能為解決企業(yè)技術(shù)難題提供思路，還能增加教學(xué)的直觀(guān)性。通過(guò)試生產(chǎn)，學(xué)生不僅可以知道他們?cè)谡n堂上分析得出的配方在實(shí)際的生產(chǎn)中是否可行，還能了解在生產(chǎn)中碰到的各種問(wèn)題。這樣的教學(xué)必定是事半功倍，同時(shí)，還能為企業(yè)解決實(shí)際的難題。

四、小結(jié)

科技的發(fā)展對(duì)模具專(zhuān)業(yè)的教學(xué)提出了越來(lái)越高的要求，針對(duì)高分子材料應(yīng)用性極強(qiáng)的特點(diǎn)，采用“項(xiàng)目導(dǎo)向+實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證”的教學(xué)模式，同時(shí)加強(qiáng)校企合作，可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和解決問(wèn)題的能力。通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與企業(yè)試生產(chǎn)的方式，可以促使學(xué)生對(duì)高分子材料學(xué)相關(guān)內(nèi)容的學(xué)習(xí)更加貼近企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際。

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（作者單位：龍巖技師學(xué)院）