高分子材料加工实验教学的创新性实践探索*

丁光柱，刘结平，曹　静，李品华

(淮北师范大学化学与材料科学学院， 安徽　淮北　235000)



高分子材料加工实验教学的创新性实践探索*

丁光柱，刘结平，曹静，李品华

(淮北师范大学化学与材料科学学院， 安徽淮北235000)

高分子材料加工实验技术是高分子科研和教学中非常重要的环节之一，对今后相关专业的学习和就业都将发挥重要的积极作用。针对高分子材料加工实验教学中教学资源设备、教学内容、教学形式和创新性教学方面的不足之处进行分析，在此基础上对高分子材料加工实验教学进行了一些创新性实践探索，主要注重实验课程开设的合理连贯性、多渠道改进教学方法和以毕业需求为导向增加综合性和设计性实验的比例，取得了良好的效果。

高分子材料；材料加工；创新性；实验教学

1　课题背景

创新是一个民族进步的灵魂，是一个国家兴旺发达的源泉和动力，创新型国家的建立是离不开培养大量具有创新精神的新型人才，社会的进步离不开这些创新型人才的贡献，高等教育有能力也有这种责任为社会培养具有高端专业的创新型人才。教育部在关于开展高等学校实验教学示范中心建设和评审工作的通知中明确提出要加强高等教育实验教学的创新性教学[1]，努力提高大学生的创新能力，促进高等教育的良性发展。对大学生创新能力的培养已经成为各个高等学校教学改革和关注的重要内容，作为衡量教学质量高低的重要评价标准之一。本着这个目标，越来越多的高校积极寻找途径和方法激发学生的创新意识，提高学生的实践能力，促进创新人才的培养。作为理工科的大学生，专业实验教学是培养学生实践动手能力的重要教学环节，创新的实验教学不仅能加深理解理论知识和掌握实验的基本技能，而且能够在教学环节中运用所学知识分析和解决问题，获得新的知识和技能，对大学生创新能力的培养具有举足轻重的作用。

高分子材料已经成为现在生产和生活中各个方面所不可缺少的材料，高分子材料主要是指相对分子量较高的化合物材料，主要包括塑料、橡胶和纤维[2]。高分子材料科学是一门应用型科学，高分子材料加工实验教学无疑是高分子材料科学中重要和实践性极强的课程，高分子材料加工实验主要是强调材料在制备成制品的过程中材料、工艺以及制品性能之间的关系。高分子材料加工实验技术是高分子科研和教学中非常重要的环节之一，对大学生的实验技能的培养、专业知识的提高、思维能力的活跃和实践动手能力的增强，以及对今后相关专业的学习和生产工作都将发挥重要的积极作用[3-5]。因此，如何加强高分子材料加工实验的教学是摆在相关高校教师面前的一个重要课题，尤其是随着科技和社会的发展，如何改革和完善原有的实验教学资源和方法，探索高分子材料加工实验教学的创新性，使大学生获得与实际学习和工作相适应的知识和实验技能是一项长期而艰巨的任务[6]。

在分析了高分子材料加工实验教学中不足之处的基础上，本论文对高分子材料加工实验教学中的创新性实践进行了探索研究。

2　实验教学中存在的问题

高分子材料加工实验是高分子材料中比较典型的专业教学实验之一，近年来，随着国家和教育部门对高等学校教育教学体制改革的不断深入，高分子材料加工实验在实验教学的资源投入、教学内容和教学形式方面已经取得了一定的成果，但是随着科技和社会的快速发展，高分子材料专业实验在教学过程中还是具有某些方面的不足。

2.1实验设备简单陈旧

传统的高分子材料加工实验主要是对相关高分子理论知识的验证和补充，而且高分子材料加工主要设备都是体型巨大，结构复杂，耗资很多。一般高校从教学的总体考虑和资金的困难方面只能购买相对比较简单的设备资源，而且一旦购买投入使用后，很长时间都不会更新和替换，这样就会使得高分子材料加工实验相当多的设备简单陈旧，很难与现在公司市场上的高分子材料加工设备相配套，学生学到的技能和知识范围很有限，一旦进入社会工作起来不知所措，脱节严重。

2.2实验内容滞后

高分子材料加工实验的教学内容虽然进行了一定程度的改革和完善，但是目前的实验内容仍然以传统经典的教学内容为主，教学内容相对于专业的发展还是滞后很多，造成这种状态的原因较多，不乏也有设备资源的简单陈旧的原因。真正体现当前科技和专业发展的教学内容较少，真正体现学生实验技术能力的实验较少，真正体现培养学生综合性和设计性的实验开设较少，真正体现专业实验教学内容承上启下具有连贯性和系统性的实验内容还是较少。

2.3教学形式固定

与其他实验教学一样，大部分高分子加工实验教学将实验目的、要求、原理、仪器、操作步骤以及数据处理细节等都告诉学生，而且在实验过程中老师还会讲解、观察和指正。学生基本就是简单的操作工，完全按照讲义一次次重复经典的实验现象，没有独立思考、分析问题和解决问题的能力培养，更谈不上有创新能力的提高，学生也越来越没有实验学习的激情，基本实验技能和实验知识得不到有效的锻炼，教学效果自然不好。

2.4创新能力培养欠缺

实验教学选用的实验内容都是经典的实验，只是像理论课一样进行教和学，学生被动的接受和操作，在学生操作和学习的过程中创新能力的培养十分欠缺：将最新的相关专业的科研成果和实验方法引入到教学中欠缺，将连贯性的有机整体的实验开设欠缺，将设计性和验证型的实验内容开设比例欠缺，将教师的科研活动和科研资源就地引入实验内容的做法欠缺，将具有新颖性和前沿性的市场专业行情融入实验教学中欠缺。

因此，在分析了当前高分子材料加工实验教学现状的基础上，为了更好的培养学生分析问题和解决问题的能力，让学生成为具有创新型的专业研究人才，我们对高分子材料加工实验教学进行了一些创新性探索。

3　创新性实践探索

3.1注重实验课程开设的合理连贯性。

本校高分子材料加工实验是在大三下学期开设，按照高分子化学、高分子物理和高分子加工理论的连贯性，我们在进行实验课程创新性探索时注重实验内容开设的合理连贯性。高分子材料合成实验开完之后对聚合物材料的相关结构和材料参数进行表征，相关的高分子物理实验应运而生，然后在高分子加工实验中将材料的参数、物理性能、加工工艺参数和成品质量结合起来，这种实验课程开设有机统一的优点在于学生可以系统把握实验的技能和知识点的重要性，同时可以培养学生的整体专业思维能力。例如，在开设聚合物熔融指数测定和聚合物结晶形态实验项目的基础上，我们进行聚合物材料挤出实验和材料拉伸等实验，学生在进行实验时自然很积极投入预期的教学目标。

3.2多渠道改进教学方法

首先，注重多媒体实验教学的重要性。可以充分利用多媒体技术将实验的原理、目的、操作要点和思考问题等做成课件给学生展示，此部分内容可以在实验操作之前完成，而且课件内容不仅仅局限于此次实验，可以将与此次内容相关的内容发散式思维展开，让学生从面上了解实验的知识，这部分在课堂有限时间内是不能完成的。例如挤出实验，可以将实验设备的型号、厂家、能力、产品特点、优缺点等做成课件，学生在学完之后感觉知识面明显变宽，实验积极性和主动性也大大提高。

其次，以市场为平台推进学用并进。现在毕业的学生理论知识很扎实，但是好多毕业生要么学的知识在工作后不知道怎么用，要么实践动手能力极差。高分子材料加工是实践应用能力极强的专业，我们考虑学校材料加工资源的有限性和市场资源的前沿性，充分利用市场平台，主动就近联系相关企业和科研机构，组织学生进行专业参观和见习交流，集中收集相关的实践小课题，在实验的教学中进行相应的缩放微型化应用操作。通过此项活动，学生可以真正感受材料加工的现场和应用要点，了解市场的最新行情，拓宽知识面，进一步加强联系理论知识和实际应用，学用并进，为今后提高学生在实际中分析问题和解决问题的能力奠定一定的基础。

再者，依托本校科研平台积极利用教师科研成果和导师制管理，设立开放实验。根据本校的实际科研特色和科研资源，充分结合本校教师的科研平台和目前实行的导师制管理规范，将二者有效地引入到材料加工实验的教学中。为了培养学生的科研能力和指导学生的学习和生活，本校实行了有效的导师制管理规范，到了三年级的时候，导师制的学生对导师的课题研究已经有了深入的了解和参与，将平时相关的疑问和探索直接带到材料加工实验教学中，充分利用导师的科研资源，自行设计实验，在材料加工实验中进行一些初步的科研探索。经过导师和加工实验人员的审核，设立开放实验时间，学生在加工实验室进行相应的实验，最后实验的结论由导师和实验专业人员给出相应的评价，取得相应的实验分数。开放实验可以使学生获得新的知识，促进研究型人才的培养，体现整体创新能力的提升，调动积极性和创造力[7]，也可以促进导师制管理的发展，受益颇多。

3.3以毕业需求为导向增加综合性和设计性实验的比例

结合本校专业教学发展的实际情况，学生毕业的就业率和社会的适应性也是学校目前教学任务需要考虑的问题，所以在高分子加工实验教学的活动中，以毕业需求为导向增加综合性和设计性实验的比例是很有必要的。综合性实验是指综合运用各种知识的实验，设计性实验是指学生在老师的指导下，根据自己的兴趣和条件，自主选择不同的实验课题进行整体的设计开展研究。综合性和设计性实验的主要目标是让学生通过实验过程开展一定的科学研究，掌握科学研究的基本方法[8]。在考虑学校实验资源和知识理论的同时，我们注重加强开设的实验项目以就业需求为导向，在开设实验之前可以广泛开展多种形式的实践调研确定实验项目。例如利用实习单位、科研院所、合作高校、市场调研、毕业生回访等形式方法，开设的实验项目由学生自主选择并且设计具体的实施步骤，最后提交实验报告，获得相应的学分。这种模式的运用可以培养学生综合运用理论知识和实验技能的水平，锻炼了学生分析问题和解决问题的能力，对提高学生的创新能力具有重要的意义。同时这种模式具有很强的实用性，可以促进学生学习的积极性和创造性，提高就业率和满意度，为将来的高层次学习和社会工作打下扎实的基础。我们经过前期的努力开设了高分子加工综合性和设计性实验——聚乙烯挤出工艺流程探索体系，总体反应效果良好。

4　结　语

创新的实验教学不仅能加深理解理论知识和掌握实验的基本技能，而且能够在教学环节中运用所学知识分析和解决问题，获得新的知识和技能，对大学生创新能力的培养具有举足轻重的作用。目前，高分子材料加工实验教学虽然取得了一定的教学效果，但是在教学资源设备、教学内容、教学形式和创新性教学方面还有一定的欠缺。所以，我们对高分子材料加工实验教学进行了一些创新性的初步探索，主要注重实验课程开设的合理连贯性、多渠道改进教学方法和以毕业需求为导向增加综合性和设计性实验的比例，总体反应效果良好。我们将继续进行相关实验课程的创新和探索，提高人才培养质量，实现可持续发展。

[1]谭甲凡,成运,黎建辉,等.“三性”实验教学的研究与探索[J].湖南人文科技学院学报，2009(2):139-140.

[2]孔明伟.高分子材料成型加工技术的发展新探[J].科技论坛,2011(14):7.

[3]梁春杰,班建峰,刘括,等.高分子材料成型加工实验教学改革研究与探索[J].广州化工,2014,42(11):235-253.

[4]程丝,王新波.高分子材料专业聚合物加工实验的改进与探索[J].高校实验室工作研究，2009(2):50-51.

[5]滕谋勇,葛祥才,谢倩，等.聚合物加工工程实践教学体系的探索[J].聊城大学学报,2013, 26(3):44-46.

[6]李青山,杨庆祥,张士良,等. 高分子专业实验教学改革与思维创新能力培养研究[J].高分子通报，2008(12):80-84.

[7]任建军,刘悦萍,杨爱珍,等. 以学生为主体的开放式实验教学探索与创新能力培养[J].产业与科技论坛,2014,13(11):124-125.

[8]汪建新,王雅珍,祖立武,等. 高分子专业实验教学体系的改革与实践[J].化工时刊,2010,24(4):75-77.

Research in Innovation Exploration of Polymer Material Process Experiment*

DINGGuang-zhu,LIUJie-ping,CAOJing,LIPin-hua

(College of Chemistry and Materials Science, Huaibei Normal University, Anhui Huaibei 235000, China)

Polymer material process experiment system is one of the most significant procedures in polymer scientific research and education. The shortage in experiment education of polymer material process was summarized in details, especially in the field of education resource equipment, education content, education mode and innovation cultivation. Therefore, some innovative education exploration of polymer material process experiment were put forward and carried out, such as reasonable consistency of experiment content establishment, the improvement of education mode from various field and the enhancement of comprehensive and designed experiment content within the guide of employment demand. The exploration achieved good effect in increasing innovative design ability of experimented students.

polymer material; material process; innovation; experiment education

安徽省教育厅科研重点项目(KJ2015A119)。

O631

A

1001-9677(2016)02-0166-03

第一通讯：丁光柱(1981-)， 男，博士，讲师，主要从事高分子材料纳米科学与技术的研究。