高分子合成工艺学专业核心课程建设的研究与实践

王薇 林咨含 刘大军 魏舒 马鹏飞

[摘 要]高分子合成工艺学是长春理工大学化学工程与工艺专业的一门专业核心课程。该课程改革以提高学生的工程专业素质为基础，以使学生更快、更好地适应工科发展和科技进步为目标，以专业认证为前提，运用先进科技提升课程改革，促进专业发展。从教学方法改革，教学内容改革，实验、实习与教学互相辅助，互联网+化工虚拟仿真等四个方面，探索高分子合成工艺学的专业核心课程建设的路径。

[关键词]高分子合成工艺学;互联网+;教学方法改革

[基金项目]2017年长春理工大学“《高分子合成工艺学》专业核心课程建设的研究与实践”（20190108111344）

[作者简介]王 薇（1978—），女，吉林长春人，博士后，长春理工大学化学与环境工程学院讲师，主要从事高分子化学与物理研究;林咨含（1986—），女，吉林长春人，博士，长春理工大学化学与环境工程学院讲师，主要从事纳米材料与生物应用研究。

[中图分类号] G642.3[文献标识码] A[文章编号] 1674-9324（2020）27-0203-02[收稿日期] 2019-12-13

导言：高分子化合物包括合成橡胶、合成纤维、塑料等，因其应用范围广、产量大，故被称为“三大合成材料”。高分子的广泛应用使高分子合成工艺学课程与人民生活、社会经济的发展、尖端科技等领域都产生了密切联系。它不仅是高等学校中一门重要的核心专业课程，而且是自然科学中的一门中心学科。国家提出了“科教兴国”的战略方针，加深大学生与高分子合成工艺学相关的工科知识显得尤为必要。学生只有能用高分子聚合的观点来理解由小分子到高分子伴随能量变化的原因和规律，学会应用高分子化学合成工艺学的方法，认识自然科学与社会实践的相互联系，树立起科学的社会观，提高社会实践能力，在毕业后才能更好地适应社会的发展，为国家做出更大的贡献。

因此，高分子合成工艺学是高等学校化工类专业培养现代技术和管理人才的必修课程。当今社会对人才培养的多元化和合理化提出了更高要求，这使各大院校开始关注人才培养的特色。不同种类的院校以其自身特色为社会培养出更多尖端人才和职业技术工人等[1]。在工科专业认证的引领下，学院积极修改培养方案，在特色教育上将本科大四学期开设的化学工程与工艺专业课分为精细化工方向和功能高分子方向，高分子合成工艺学是功能高分子方向的核心课程。课程改革从教学方法，教学内容，实验、实习与教学互相辅助，互联网+化工虚拟仿真四个方面，探索高分子合成工艺学的专业核心课程建设。高分子合成工艺学课程的改革与创新能够提高学生对高分子的认识，让学生学会新型高分子的合成与表征方法、新型高分子的工业合成工艺，帮助学生用高分子合成与应用的方法来改造世界，创造新型的高分子材料，为国家科学技术发展增加动力。

一、教学方法改革

随着科学的发展与进步，各种信息来源日益丰富，单纯讲授书本知识的教学方法已经不能吸引学生对课程的兴趣。因此，教学方法改革势在必行。

首先，在课程中加入实例，例如聚乙烯工艺流程、聚丙烯生产工艺流程等，参照吉化集团、上海石化、天津石化等公司化工生产工艺的介绍，使学生更加直观地学习工厂工艺流程，受到了学生的广泛认可。其次，从师生角度分析教学方法所存在的问题。一般有两个原因：第一，老师“一言堂”的教学现状导致学生上课不积极;第二，由于许多学生准备考研，压力较大，同时专业课又都在大四进行，导致学生对专业课的学习态度不认真。如何改善这一现状是当前需要思考的重要问题。我院在修改培养方案时，将高分子合成工艺学课程提前到大三下学期，这样就不会与考研形成冲突，使学生能集中精力认真听课。在上课时，尝试使用翻转课堂。例如，给学生布置作业—查某个高分子聚合物的生产流程。学生通过查阅网络、书籍等相关资料，学习聚合反应工艺，然后带着问题来到课堂，分组讨论，老师会根据讨论的焦点有针对性地分析问题，最后，给出结论。在引导、指正的同时，将知识融会贯通。学生在老师的课程教学中学会了用心思考、解决问题，懂得如何撰写小论文。学生在自学和问答中找到了正确的学习方法，并在作图、研究中学会了相关的工程知识。老师也在问答中掌握了学生的学习情况，在课堂上会针对学生普遍存在的问题及教学重难点详细进行讲解。讲授方法不再是“填鸭式”的教学方法，有利于培养学生的实践、创新能力。

促进现代互联网与课堂教学相结合。手机App软件辅助课堂的教学方法有很多，比如雨课堂、微助教等。可以尝试使用这些软件辅助课堂教学，如点名、课上习题、课后作业等。另外，还可以建立微信群，在群里为学生们答疑解惑。这些现代科技手段的运用，既能帮助教师加强对学生学习情况的了解，又能帮助学生及时地解决学习中出现的问题。虽然在一定程度上增加了老师的工作量，但从长远来看，其对教学有很多益处。

二、教学内容改革

高聚物合成工业主要将单体经过聚合反应合成高分子化合物，产品主要是塑料、纤维、橡胶、涂料、黏合剂、离子交换树脂等，经过进一步的成型加工后得到相应的高分子化工产品。而高分子合成工艺学课程由浅入深，包括单体准备提纯、聚合方法基础（包括自由基聚合、离子聚合与配位聚合、缩合聚合、逐步加成聚合等）、加工改性、生产工艺。循序渐进地给学生讲解各种高分子的合成方法、工厂生产的工艺流程等[2]。但是，有些知识过于陈旧，很多方法已经不在现实生产中应用，针对此方面的改革就是安排教师定期走访工厂，学习先进的高分子合成工艺，查阅最新的文献和专利，更新高分子合成工艺学的知识，教授给学生先进高聚物的工艺和方法。另外，书本上的反应装置中的阀门就是一个阀门的表示符号，但在实际工厂中有50余种，在实际操作中需要涉猎的知识非常广泛，教师只有不断地更新知识，学生才能学到更多的前沿知识。

三、实验、实习与教学互相辅助

传统基础化学和化工原理都是由实验课来辅助教学的课程，让学生在实验中加深对书本知识的了解。当下，配备实验课的专业课程很少，学习内容多为老师讲解，学生通过实际操作获得的知识十分有限，因此学生对知识的理解也较为浅显。结合教育部及工科认证对专业的要求，学院修改了化学工程与工艺专业的培养方案，增加了高分子化工实验和化学工程与工艺综合实验，一个侧重于单个实验操作，一个侧重于多个实验设计。聚合方法和聚合机理可以结合高分子化工实验和高分子合成工艺学、高分子化学、高分子物理等相关知识。高分子合成工艺学课程能帮助学生加深对实验中各种反应条件和引发剂选择等方面的理解。化学工程与工艺综合实验结合高分子合成工艺学、化工设备基础、化工分离工程、化工原理、化学反应工程、化工设计基础等课程，能帮助学生综合学习高分子合成工艺方法[3]。高分子合成工艺课程内容还需要有工厂实践的基础，因此，我院积极申请实习基地，增加学生校外实习机会，带领学生参观工厂、研究所;鼓励学生申请到高分子合成工厂实习;加强卓越工程师班建设，让学生提前到工厂学习，培养学生工科实践能力。通过实验、实习等方面的学习与操作，学生能够更好地学习高分子合成工艺学课程的内容。

四、互联网+化工虚拟仿真

随着互联网技术的发展，交叉学科互相推动，许多高危、复杂、高消费的课程，都可以用虚拟仿真体验的方式进行。比如，模拟飞行、模拟手术等。化工行业作为一个具有危险性的行业，禁止无关人员参观工厂，而高分子合成工艺学课程又要求学生了解工厂中的生产工艺[4]。所以我们在新的培养方案中加入了化工虚拟仿真，利用虚拟仿真的高分子工艺学反应，加深学生对大型化工厂的理解。学生扮演化工生产工人的角色，模拟工厂的操作流程。学生可以反复参与，犹如身临其境。这样能使学生在避免危险的同时，获得知识的补充，如开关反应、危险应急处理等，是对高分子合成工艺学现场生产操作和毕业设计的补充学习。

五、结束语

通过对高分子合成工艺学课程内容的研究，着眼于当今科技发展趋势，利用互联网+先进技术，集思广益，不断改革，在相关方向取得了丰硕成果。在工科认证和社会需求导向的前提下，不断探索新的教学方法，改进教学内容，引入先进的课堂辅助工具，以期更全面、系统地培养社会需要的优秀工科人才[5]。

参考文献

[1]黄乐平，赵瑾朝，王罗新.聚合物合成工艺学教学中开放性作业的探索[J].轻工科技，2015，31（1）：129-130.

[2]朱国全，谭洪生，董抒华，等.高聚物合成工艺学教学的一点体会[J].山东化工，2016，45（9）：113-114.

[3]林英，宋庆平，沈显荣，等.互联网+《高聚物合成工艺学》教学研究与实践[J].高分子通报，2017（4）：77-81.

[4]苗琦，宫贵贞.翻转课堂在高分子合成工艺学课程中的應用[J].科教导刊（下旬），2017（5）：107-108.

[5]郑晶静，桂晓亮.高聚物合成工艺学课程教学内容更新初探[J].山东化工，2017，46（6）：122-123.