塑料制品研发实训实验的设计和构建

孙立国+赵冬梅+姜宪凯+张艳红+金政+赵东宇

摘要：本文结合塑料制品研发大型综合设计实验这门创新型实践课程，详细分析了实验对提高学生就业能力的不同作用。证明该课程设计有效提高了学生的综合创新及实践能力，增加了高分子材料与工程专业学生的就业竞争力。

关键词：塑料制品研发实训实验；设计；构建

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）06-0231-02

一、引言

随着经济水平的提高，高校人才培养与社会人才需求之间出现了一些矛盾[1]。这种矛盾导致了一方面大学生的就业的严峻形势逐年加剧，另一方面用人单位出现了“用工荒”的现象。中共中央国务院《关于深化教育改革全面推进素质教育的决定》中明确指出：“实行素质教育要以培养学生的创新精神和实践能力为重点。”多年就业信息反馈，理工科专业的学生素质结构与社会需要不符。黑龙江大学高分子材料与工程专业开设了“塑料制品研发实训”这一课程。

与传统实验教学相比，“塑料制品研发实训”属于一门创新型实验课程。传统实验教学习惯于把专业实验课附属于专业理论课，少量安排若干学时的教学实验。实验大多是观摩性、验证性实验[3]。学生仅仅是按照实验指导书中规定的几个实验项目，掌握一些简单操作，缺乏动手训练，更缺乏设计综合实验的能力。而创新实验则要求学生精心选题、科学设计，培养学生创新思维、创新意识、实践能力。具有创新和实践能力的大学生，无疑更能脱颖而出。

二、综合设计实验体系的构成

“塑料制品研发实训”是由黑龙江大学化学化工与材料学院和创业教育学院协作为高分子材料与工程大四学生开设的一门旨在提高学生的创新创业能力的创业教育课程。“塑料制品研发实训”是理论直接指导实践的一门课程。理论部分讲授塑料制品研发基础，包括高分子化学、高分子物理、高聚物成型加工等课程；实验部分是由五个综合设计性实验组成，提高学生在塑料制品方面的综合能力和设计能力，使学生在专业领域内的创新实践方面得到实战性的训练。五个实验可成为一个单独的实验，且都有各自的作用和意义。它们之间环环相扣，相辅相成，成为有机的大型综合设计实验。

1.塑料制品配方设计及加工。以学生为主，教师适当参与，培养学生查阅资料及运用理论知识解决实际问题的能力。学生运用高分子化学、高分子物理、聚合物成型加工等理论知识并查阅相关文献，独立地设计出制备目标产品所需要的材料配方，制定出制备该材料的生产程序、工艺。这就与传统的验证型、演示型实验相比有了根本的不同。后者实验内容单调重复，学生按照实验指导书规定的方法和步骤去完成实验内容，验证课堂上的理论或定理等。这就使得学生处于被动接受的地位，同学之间缺乏交流，教学效果非常地不理想[4]。前者吸收了传统实验教学的经验教训，抛开了实验指导书的束缚，充分地调动了学生的积极性。而且由于塑料配方的设计完全由自己完成，提高了学生在实验过程中的参与感与存在感，使他们能够以一个认真负责的态度去对待实验。塑料配方设计完全由学生完成并不代表他们可以随意设计，这是因为要设计出一个合理可行的方案，就必须具有扎实的理论知识及大量的文献调研。设计的初步方案应先提交给教师审阅，结合教师提出的修改意见，学生认真修改并确定最终实验方案。此外，学生还需要对注塑机的操作规程有一定的了解，熟悉并掌握挤出造粒的详细流程，这样才能将合理的塑料配方加工成制作制品的原料。

设计一个合理的配方，表面上看上去很简单，但其实包含了很多内在联系。学生不仅需要具有扎实的理论基础，还需要兼顾市场，使其具有可生产性。这就要求学生对市场有一个很好的调研，了解各种配料的市场价格，争取以最低的成本生产出性能良好的制品。

通过实验培养学生独立分析问题、解决问题、创新思维和实验组织的能力，设计合理的塑料制品配方是一个从事塑料加工工作者必备的技能，通过实验掌握基本的塑料配方设计方面的相关知识，为以后的就业增加砝码。

2.塑料制品材料测试。学生设计的塑料配方制备出的粒料是否能够符合制品的性能要求，需要通过对其进行各种性能的测试，包括热机性能、力学性能测试，有条件的话也进行热分析，以确定设计方案的合理性并选出最佳配方。这就需要学生了解塑料材料性能测试相关仪器的使用方法以及塑料材料的测试标准并按照标准对材料进行测试。由于对不同塑料制品的功能和性能的要求不同，塑料制品配方也会有所不同。学生可根据材料测试的反馈信息进一步对设计好的塑料配方进行调整和修改，使其达到制品所需的性能要求。通过这个过程加强了学生动手操作能力和独立分析问题、解决问题的能力培养，提高学生对正确设计塑料制品重要性的认识，从而为将来的就业打下扎实的基础。

3.模具转换及安装调试。塑料制品的生产和更新是以模具的制造和更新为前提，塑料制品质量的好坏、生产效率的高低取决于塑料模具设计人员的技术水平。因而模具人才成为当今制造行业紧缺的人才[5]。塑料制品模具设计是最重要的一门专业课。

大四学生设计具有市场销售价值的产品需要对市场进行考察，选择适合学校实验室制作的产品，锻炼市场调研能力。制备模具也是一项非常重要的技能。是否合理是塑料制品成型能否成功的重要的一环，掌握AutoCAD等绘图软件尤为重要。大多数学生对于模具比较陌生的，只有熟练掌握制作模具的理论知识，然后多动手、多思考，才能轻松掌握晦涩难懂的模具结构知识，制作出合理的塑料制品模具[5]。此外，需将注射机材料测试模具拆下来，将新设计加工的制品模具安装调试合理后备用，这就要求熟悉注射机构造和拆装程序。做完实验后还需将使用后的制品模具拆下来，将原有的测试模具安装回去。

4.塑料制品加工。日常生活中各种各样的塑料制品，催生了社会对塑料制品加工方面人才的需求，黑龙江大学就开设了高聚物成型加工、聚合物流变学、塑料制品研发实训等课程。通过这些课程使学生掌握了基本的塑料制品加工工艺流程，并能够独立地操作注射机等成型仪器。学生在学校掌握了这些技能，就能胜任塑料制品加工方面的岗位，提高就业能力。endprint

经过实验，学生已经设计出合理的塑料配方和模具，接下来对塑料制品进行加工，过程为：加料-塑化-注射-脱模。每个步骤都有特定的工艺参数，否则不可能顺利制得完美的塑料制品，温度过低，不利于塑化，熔融后粘度较大，流动成型困难，成型后制件容易出现熔接痕、表面无光泽和缺料；温度过高，易引起降解。加工的过程中，应独立自主地操作注射机，老师只起辅助作用。

5.塑料制品检测及实验方案评价。综合评价环节能挖掘学生学习潜力，锻炼他们的总结、归纳等综合能力以及表达能力[7]。教师与学生要实现良性交流；评价要做到客观、全面和具体，分析探讨问题的源头，促进全面发展。评价以正能量的肯定为主，使不同能力层次的学生均能有所收获，有所提升。

评价以提交综合实验报告的形式进行，综合实验报告要求整洁干净、图表清晰，报告内容包括实验题目、实验目的、实验原理、材料和设备、配方设计方案、实验程序、工艺、原始记录、材料表征、产品评价、数据处理和结果讨论，并根据目标产品的实现程度以及这个大型综合设计实验的每个分实验进行独立分析，并在独立分析的基础上进行综合分析和评价。具体实施办法为：教师对学生在配方设计、实验程序、工艺参数的合理性、设备结构拆装的熟练程度上，仪器装置基本操作、产品质量、数量、安全、卫生、科学态度、节约药品、爱护仪器、合作精神、实验报告等诸方面进行考察，并把这些作为评分的依据。再参考最终产品的评价结果，按百分制，打分成绩由预习情况（25%）、实验操作（35%）、实验报告（40%）三部分的总和评定。

三、结语

无论是塑料制品配方的设计还是塑制作与测试，都是学生为主教师为辅。激发学生兴趣，培养创新与实践能力，加强学生动手操作能力和独立分析问题、解决问题的能力。因此，塑料制品研发大型综合设计实验的开创使学生能够很好地与社会需求接轨，有效增加了高分子材料与工程专业学生的就业竞争力。

参考文献：

[1]沈健.以社会需求为导向提升大学生就业适应力[J].中国教育报，2012，（2）.

[2]李群英.地方本科院校深化实践教学改革的实践与思考[J].中国成人教育，2008，（9）.

[3]元泽怀.开放式设计性综合实验课程教学的改革与实践[J].实验室研究与探索，2009，28（11）.

[4]韩雅静，原续波，李宝银，等.材料科学与工程专业教学平台实验室综合实验课程改革初探[J].高等工程教育研究，2005，（S1）.

[5]魏凤春，彭进.塑料制品与模具设计课程教学改革与创新[J].科技资讯，2011，（21）.

[6]王金淑，李洪义，张国珍，等.材料工程基础综合实验课程建设研究[J].高等教育研究，2008，25（2）.endprint