《高分子材料成型加工原理》课程建设研究

摘 要：《高分子材料成型加工原理》课程建设在教学内容设置上要兼顾“共同性”和“特色性”，在教学方法上要灵活运用多种教学手段引导和督促学生进行自主学习，采用案例教学为学生形象具体地展示相关专业知识的重点和难点。经过课程建设，取得了较好的教学效果。

关键词：高分子材料成型加工原理；课程建设；案例教学

我国高等教育发展迅速，但是还存在发展不平衡的问题，尤其是不同学校间教学水平还存在较大差距，学生创新能力的培养还有待加强。我校是一所具有电力特色的地方院校，高分子材料方面的教学和研究尚在起步阶段，要想快速追赶国内外的先进教学水平，必须重视相关专业课程的建设。《高分子材料成型加工原理》是我校材料科学与工程专业本科学生的一门专业必修课程。这门课程的建设水平将直接影响到专业教学水平。为了加快我校相关专业的教学水平提高的步伐，对《高分子材料成型加工原理》这一课程进行建设是非常必要的。

一、 教学内容的选择与教材建设

课程内容设置要理性地解决课程为谁而设和如何设立的问题，当这一问题体现在课程建设中时就要考虑教学内容的选择问题。首先，本课程安排了高分子材料加工与成型相关基础知识，主要有橡胶、塑料和合成纤维的介绍、高分子加工助剂、高分子加工方法原理（包括挤出、注塑、吹塑、压延、纺丝、橡胶成型等）。这些属于这门课程的共性内容。其次，为了突出《高分子材料成型加工原理》课程的“特色性”，经过研讨，在课程授课中添加了电绝缘高分子材料、导电高分子材料等与电力行业相关材料的知识点介绍。通过这样的教学内容的选择，不但加深了学生对通用高分子材料的认识，而且强化了电力行业背景这一特色。

在教材的选择方面选取了国家级或省部级优秀教材作为主要教学参考书，同时还推荐了相关的一些专著作为辅助教材，弥补了通用的优秀教材强调“共同性”而缺乏“特色性”的问题。教学内容的整合与优化可使学生毕业后即能够进行上岗生产也能进行科研工作，满足社会对各种高分子材料专业人才的需要。

二、 教学方法的改进与探索

在本课程的教学中，强调预习的重要性。要求学生首先进行自主学习，然后在课堂上借助多媒体课件进行教学内容的重点和难点的讲解，通过视频展示、动画演示来弥补不能进行生产现场教学的缺憾。在教学中还利用随堂考查的方式检测教学效果，通过提问加强师生互动，以书面小測验检验课堂教学效果和督促学生积极学习。在课外教学中经常采用微信、电子邮件等对学生进行答疑，另外也推荐学生观看相关的慕课课件或视频。

在教学中经常采用“相似类比”的方法进行讲述。例如，对常见高分子材料加工方法中“压延成型”进行讲解时用“饺子皮”的制作过程来类比高分子材料的加工过程与加工原理，用“面包/蛋糕”的制作过程类比讲解高分子材料“泡沫材料成型”技术等。采用这样的讲述方式，学生感到有趣生动，形象而且具体，教学效果好。

另外，在电力/电子相关高分子材料加工技术的讲述时，通过视频和动画等进行辅助教学。例如，在讲授“印刷电路板”的加工技术——塑料板/片材挤出成型及表面镀铜技术时，首先，讲解用常见的挤出成型技术制备塑料板/片材。然后，通过图片展示来讲解“鲜花电镀”这样一个趣味试验，让学生了解如何在不导电的材料——鲜花表面镀上一层金属铜，从而把鲜花变成了金光灿灿的“金属假花”。以此来说明绝缘的高分子材料塑料板材表面镀金属的操作工艺流程。然后再介绍利用“照相刻蚀技术”把不要的铜镀层刻蚀掉后得到“印刷线路板”。最后，再引申讲述塑料表面电镀技术在汽车用塑料镀铬装饰等方面也有很多应用。通过这一案例，可以发现：虽然课程讲述的内容已经超出纯粹的高分子加工成型技术课程，但是学生听起来饶有兴趣，也很轻松，对相关知识的理解比较深刻，同时也扩大了学生的知识面。

在教学过程中，还特别提出开放性设计题目要求学生自主完成。开放性设计题目可以锻炼学生知识学习和运用的能力。若题目设计得当就可以像一根“线”把课程教学的重点内容都贯穿起来，加深学生对知识点的综合理解。开设开放性题目，对任课教师也提出了更高的要求，要能根据现有的实验条件和教学内容进行统一规划，提出高质量的研究型开放性设计题目。为此，我们进行了一些尝试，例如，选择学生生活中常见物品和比较感兴趣的内容，提出如下题目“设计制造一种手机塑料外壳，要求给出选材和加工成型设计方案”。在这样一个设计题目中，需要学生思考选择哪种塑料原料，添加什么样的加工助剂，生产配方如何确定，加工机械设备的选定，工艺流程、加工工艺参数如何选择，高分子原材料的市场价格，产品的性价比等。通过这样一项开放性设计题目，学生将进一步了解不同塑料的物理性能、加工性能，助剂的使用，生产配方的设计，高分子材料加工设备的原理和应用，高分子材料的化学反应等知识和高分子材料及产品的市场情况等。在设计完成后，还要配合多个提问使学生对涉及的知识点的理解和掌握更加明晰和深入。例如，某塑料的耐高温性是由什么决定的？耐溶剂性是什么决定的？某助剂是如何起作用的？生产配方要考虑哪些因素？工艺流程中的生产参数如何选择？产品质量如何检测……这些问题在设计过程中都会出现，但没有被学生明确地提炼、归纳出来，但是当设计完成后，经过任课教师的引导与阐述可以提高学生在方案设计、设备操作和专业知识的进一步综合、运用和创新等方面的能力。

三、 课程建设后的教学效果的变化

经过课程建设，在课堂授课中学生“抬头率”显著提高，学生对本课程的满意度也得到提高。在课程建设后，课程内容更加丰富有趣，学生在课堂上看手机、阅读教材或课外书的现象明显减少，大部分学生能与教师进行积极互动，对教师的课堂讲解能有效地回应。与课程建设前相比，学生的迟到和旷课现象也得到有效地改善。学生感到在课程学习中学到知识，相关专业能力也得到锻炼，提高了学生学习的主动性，学生能够积极投入本课程的学习中。学生的本课程考试卷面及格率和优秀率等与课程建设之前相比在课程建设之后得到了改善。

本课程的教学给学生留下了深刻的印象，也提高了学生对高分子材料的认识。大四毕业前夕课程组随机对部分学生进行了访谈。受访学生反馈本门课程是大学四年中为数不多的印象最为深刻的课程之一。认为本课程学时虽然不多，但是信息量大，内容丰富有趣且贴近实际应用。部分学生认为不但学到了高分子材料加工的相关知识，还锻炼了自我学习能力以及试验方案设计和报告撰写能力，对后续学习乃至毕业后的工作都非常有益。

四、 结束语

经过课程建设，本课程获得了较好的教学效果，学生相应的专业知识得到了丰富和加强，但是有少部分学生反映本课程的学习负担较重，课程任务工作量大，挤占了其他课程的学习时间。因此，今后本课程的建设和教学改革中要进一步考虑学生的接受能力以及与其他各门课程学习中的时间和精力投入分配平衡等问题，着重于对学生学习习惯和学习能力的培养，主要使学生掌握本门课程相关知识的发展脉络和基本学习方法，为学生的进一步学习和工作打下良好基础。

参考文献：

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[4]陈丽娟，向育君，刘清泉.材料化学专业高分子材料成型加工原理课程教学改革探索[J].广东化工，2017，44（10）：235-236.

作者简介：

赵玉增，上海市，上海电力大学环境与化学工程学院。