《塑料制品及配方设计》课程理论与实践教学改革的探索

杨春林+严伟+曾加+罗军+刘渊

摘要：结合高分子材料专业的专业特色、社会发展需求及高分子材料专业人才培养的目标，本文对塑料制品及配方设计课程理论教学及实践教学的改革进行了探索，对该课程的教学方法和手段进行了探讨，使学生全面掌握塑料制品及配方设计工艺，培养和提高学生的综合素质。

关键词：塑料制品；配方设计；理论；实践；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）27-0063-02

从事高分子材料专业学习的学生知道，“高分子成型加工”、“高分子物理”和“高分子化学”，共同构成了高分子材料专业的三大主干基础课程。而“塑料材料与配方设计”是高分子材料与工程专业成型加工分支下一门重要的专业课程，对合成树脂及塑料助剂的深入了解，正确的选用塑料原料和塑料助剂，合理的进行配方设计，在塑料成型加工过程中至关重要，也是获得品质优良塑料制品的技术保障。然而，“塑料材料与配方设计”在课程教学环节中，只是片面的理论介绍涉及某一材料的某一性能，大部分同学觉得课堂内容比较单一，理论性过多，实践性较少。鉴于以上不足，为了培养和提高学生理论联系实践的能力，适应目前社会对高分子人才的实际需求，力求学生能在较短的时间内掌握该课程的教学内容，特别是课程理论与实践教学有效的结合学习，改变传统的教学模式，本文从以下几个方面的教学改革进行了有效的探索。

一、围绕人才培养目标，夯实课程建设的教学改革探索

立足贵阳学院的人才培养目标——“突出实用、服务本地”，紧扣《贵州省新材料产业“十二五”发展规划》中涉及的高分子材料人才培养方向领域，我校根据具体情况和要求，对专业人才培养方案进行了认真地讨论，不断完善课程的教学大纲与基本要求，力求符合实际的需求。材料科学与工程本科生的课程和教学大纲应主要集中在材料科学与工程的四个基本要素——合成和加工、结构、性质、使用性能及其相互关系[1]。“塑料材料与配方设计”课程以每种塑料材料的合成、结构与性能关系、加工性能、应用性能、成型方法、改性以及最新的发展状况等角度，完整地将通用热塑性塑料、工程塑料、热固性塑料展现在每位高分子专业学生面前，从而使学生可以完整、全面地了解每种塑料材料以及各种助剂的功效、添加量、作用机理和最新发展状况。目的是使学生掌握高分子材料加工助剂的概况、合成、作用机理及其应用，重点掌握塑料增塑剂、抗氧剂、热稳定剂和阻燃剂的结构特点和作用机理，了解其结构与性能之间的关系，熟悉塑料制品实际应用配方设计。力求紧扣工程应用型人才培养的目标和工程实际，从应用型本科生学习的实际出发，重视理论与工程实际的结合，突出应用性较强的内容，有利于工程应用。通过该课程的学习，再配以一定的配方设计方法的讲授，为培养高素质应用型人才，提高学生综合素质打下坚实基础。

二、完善教学内容的教学改革探索

1.教学内容与专业特色相结合。“塑料材料与配方设计”是我校高分子材料专业一门重要的专业课，根据在以往的教学过程中的观察与经验，教学多采用传统模式，课程具有与物理化学联系密切、抽象概念多等特点，大多数学生觉得课堂内容难以理解，不感兴趣，丧失学好该课程的信心，然后就逐渐厌学甚至放弃学习。该门课程的授课对象是大学三年级的学生，处于这个时期的学生学习兴趣和学习热情处于整个大学的全盛时期，求知欲强，精力充沛。面对这样的学生，如何有效地利用他们的求知欲，激发起学习该课程的兴趣，并针对他们的缺点，制定行之有效的方法及对策，使其通过该门课程的学习，培养起运用创新教学理念、联系科学研究和提高解决实际问题的能力，是值得我们教学工作者思考并认真对待的问题。如何围绕塑料制品的化学组成、结构及聚合方式、添加剂及其配比以及成型加工工艺、工艺条件及其控制、成型设备等知识内容对学生开展有效教学是一个重中之重。教学内容必须与专业特色有效结合，在向学生传授课程理论基础知识的同时，又要围绕当前贵州省高分子材料人才培养领域涉及的塑料成型加工新技术、新发展方向进行有效的结合介绍。遵循高分子材料的成型加工基本原理，着重对新的成型加工工艺进行研究，尤其是通用塑料与工程塑料的成型加工区别。在日常教学过程中，将高分子材料基础理论与实际日常生活中常见塑料制品的例子相结合，开展与学生的分析和讨论，启发学生在学习过程中牢牢抓住本课程的主题思想。例如：在介绍五大通用塑料制品尤其是PVC制品生产时，介绍了生产PVC软硬制品过程中各类助剂的选择及添加量控制，合理的配方设计，不同的成型加工方法，以及不同成型工艺生产的制品具有不同的特殊性能，应用的不同的场合，让学生掌握“高分子材料-成型加工-制品性能”三者之间的关系。

2.教学内容与科研实践相结合。“塑料材料与配方设计”课程教学内容应与教师科研实践有效结合，使两者达到互助互促的作用，以科研促进教学发展，将教师科研工作有效融入到教学实验中，体现教学与科研的互动，提高学生分析问题、解决问题、实验操作和使用计算机软件的能力。例如：塑料制品的增韧途径有多种方法，可将教师科研课题与相关课程知识相结合来进行教学，如聚合物纳米复合材料对塑料增韧的影响，尤其是近年来较热门的稀土偶联剂的研究，在增加粒子与基体树脂结合力的同时，兼顾一定的内润滑作用等，可以鼓励感兴趣的学生参与到教师的科研实验中来，学以致用，加强对知识点理解的同时，拓宽视野，锻炼科研及动手能力。

三、丰富教学方法的教学改革探索

1.传统与先进多媒体辅助、计算机技术运用等教学手段相结合。传统的教学手段——板书由于其单调、枯燥的特点已不能完全适应当前的教学要求，而多媒体辅助——PPT教学使原本量大、抽象、复杂、枯燥无味的理论知识，通过形象、生动、直观的图文并茂形式表现出来，调动了学生的积极性和学习兴趣，便于学生对知识的理解和掌握[3]。比如通过多媒体电子课件辅助教学，对于高分子塑料制品成型加工过程中塑料助剂的作用机理的演示以及挤出成型、注射成型等成型加工过程的演示，更加直观和生动，利于学生对理论知识的进一步掌握。塑料配方设计是指确定配方中各种助剂加入量的方法。一个塑料配方中往往包括增塑剂、热稳定剂、抗氧剂、光稳定剂、润滑剂、填充剂、阻燃剂等多种添加剂。多种助剂的合理搭配，通过利于计算机技术（word、cad）来对配方设计进行科学地设计，有效地减少了实验次数，节省实验时间，使配方设计更加准确、快速，达到事半功倍的效果。endprint

2.教师理论实践指导与学生自主学习相结合。在理论教学中，我们知道塑料配方设计的方法有两种：一种是单因素变量配方设计法；一种是多因素变量配方设计法。在课程理论教学过程中，尤其是正交设计法介绍环节，我们在教学中采用重点难点教师讲授、学生自主学习的方法。学生自主学习之后，采用课堂提问的方式以检验学生自主学习的学习成果，让学生了解正交设计法的使用特点，掌握多因素变量的实验方法，优化出最佳配方。学生具有较强的学习兴趣和能力，通过教师理论指导与学生自主学习相结合，我们将学生能力激发出来，使学生的学习变被动为主动，从而收到事半功倍的教学效果。在实践教学中，秉承贵州省的绿色发展观念，保护自然生态环境，走节能减排可持续发展之路，在塑料制品成型加工及废旧塑料回收及再生利用中，始终贯彻绿色生态理念，对日常生活废弃塑料，譬如食品包装、各类饮料瓶、储存容器及薄膜等塑料制品，有意识地进行分选挑捡，改性再生利用，将实验课程内容涉及到的包括塑料的混炼，塑料的双螺杆挤出成型、注射成型等各种加工方法工艺，通过相容性混炼技术来进行废旧塑料的再生利用。比如：回收的PP耐应力开裂性能较差且低温脆性较大，可选择回收HDPE及LLDPE制备再生共混物，也可以回收农膜与PP制备合金，利用适当设备经过混炼实施。这既增加了学生的实践操作能力，又培养了绿色环保创新意识。同时，成立课外实践兴趣小组，让学生充分调动主观能动性，开展探讨思考，与教师共同讨论分析，提出解决思路，找出解决问题办法，提高学习兴趣和逐步培养科研创新能力。

3.企事业工厂参观学习。本专业目前与贵州省材料产业技术研究院、龙里蓝图新材料公司等企事业单位建立了良好合作关系，建立了实习基地。通过与这些合作企业的协作，学生可以现场实地对各种成型加工所涉及的原料处理、设备、工艺流程、质量控制等实际生产过程进行近距离的感受，让学生们了解橡胶和塑料加工过程使用的原材料、工艺方法及工艺流程以及生产过程中所使用的仪器和设备。将知识与生产进一步联系和认识，毋庸置疑对学生有了很大的帮助。比如：参观塑钢门窗加工工厂时，讲解员详细地向学生介绍了加工车间的工作情况及以聚氯乙烯树脂为基本原料进行成型工艺的加工流程。通过参观，每一个学生都受益匪浅，知道了PVC，这也为我们以后专业方向的选择和学习打下了良好的基础。

随着市场对塑料制品需求的不断扩大以及塑料工业的高速发展，培养出高素质应用型人才，使其具备更加牢固的知识基础，更加灵活地运用知识的能力，成为当务之急。本课程通过几个方面的课程理论与实践教学改革，极大地调动了学生的学习兴趣，提高了学生的逻辑推理能力以及分析问题和解决问题的能力，在培养学生的积极自主学习能力、配方设计能力、实践能力等方面都取得了良好的效果。

参考文献：

[1]美国国家研究委员会.90年代的材料科学与工程——在材料时代保持竞争[M].中国航空工业总公司北京航空材料研究所，航空信息中心，译.北京：航空工业出版社，1992.

[2]周达飞，唐颂超.高分子材料成型加工[M].北京：中国轻工业出版社，2000.endprint