杜江華，韓 非，楊鵬元

(北方民族大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院 , 寧夏 銀川 750021)

北方民族大學(xué)高分子材料與工程專業(yè)始建于2006年。經(jīng)過10余年的快速發(fā)展，專業(yè)現(xiàn)有在校學(xué)生人數(shù)320余人左右，其中少數(shù)民族學(xué)生占50%左右，專業(yè)教師現(xiàn)有人數(shù)為15人，實(shí)踐教學(xué)場(chǎng)地、設(shè)備和儀器的種類和臺(tái)套數(shù)均可滿足當(dāng)前的實(shí)踐教學(xué)及教師科研之需。然而，學(xué)生的專業(yè)實(shí)踐能力并未能有顯著的提升和增強(qiáng)，尤其在高分子材料成型加工方面，學(xué)生對(duì)成型基礎(chǔ)理論的掌握和基本實(shí)驗(yàn)技能都有所欠缺。歸結(jié)其原因，當(dāng)前實(shí)踐教學(xué)模式已滯后于我校民族學(xué)生的學(xué)習(xí)心理、學(xué)習(xí)狀態(tài)的變化是一個(gè)重要因素。分析這幾年的實(shí)踐教學(xué)過程，可發(fā)現(xiàn)當(dāng)前的實(shí)踐教學(xué)模式存在兩方面的不足。第一、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟的“標(biāo)準(zhǔn)化”，缺乏激勵(lì)學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的主觀能動(dòng)性 ?，F(xiàn)有的每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，無論是驗(yàn)證性項(xiàng)目還是綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，學(xué)生只要按實(shí)驗(yàn)講義進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，都可得到預(yù)知的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。學(xué)生在該實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中僅充當(dāng)了操作者的角色，或者說是“復(fù)讀機(jī)”的角色，無法促使學(xué)生發(fā)揮其實(shí)驗(yàn)的主觀能動(dòng)性。第二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式的“死板化”。教師依據(jù)現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件(場(chǎng)地，器材等)及有限的實(shí)驗(yàn)教學(xué)課時(shí)，給學(xué)生選擇在現(xiàn)有條件下可完成的實(shí)驗(yàn)，因而實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目多為"可預(yù)知實(shí)驗(yàn)結(jié)果"的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。作為實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師而言，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，僅充當(dāng)了下達(dá)任務(wù)及演示實(shí)驗(yàn)者的角色，無法真正體現(xiàn)教師的"指導(dǎo)"作用。因而，如何增強(qiáng)學(xué)生對(duì)加工與成型理論和基本實(shí)驗(yàn)技能的掌握，本文就北方民族大學(xué)高分子材料與工程專業(yè)的高分子成型加工類的《塑料成型工藝實(shí)驗(yàn)》課程的課程教學(xué)進(jìn)行了以下探索。

1 結(jié)合高分子加工成型基礎(chǔ)理論抽象知識(shí)點(diǎn)，設(shè)計(jì)課程實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容

我校高分子專業(yè)開設(shè)的高分子成型加工的理論課主要為《塑料成型工藝》和《橡膠成型工藝》課程，學(xué)時(shí)均為40學(xué)時(shí)?；趦砷T課程均為實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，因而也開設(shè)了相對(duì)應(yīng)的《塑料成型工藝實(shí)驗(yàn)》和《橡膠成型工藝實(shí)驗(yàn)》課程，希望學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)對(duì)理論課中的概念和原理給予理解和掌握，但實(shí)驗(yàn)并未能達(dá)到預(yù)期的效果。另外，學(xué)生在學(xué)理論課的過程中，無論是課堂中的問題回答表現(xiàn)或者課后問題的解答情況，均反映出學(xué)生出對(duì)類似于“塑化”、“流變性”、"剪切敏感"等抽象知識(shí)點(diǎn)的理解模糊、理解失準(zhǔn)、理解偏頗。因而，能否將理論課中的抽象知識(shí)點(diǎn)與實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容相互結(jié)合且能夠在有限的實(shí)驗(yàn)時(shí)間實(shí)施成為解決上述問題的關(guān)鍵。就此，本文以《塑料成型工藝實(shí)驗(yàn)》的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行了嘗試。

1.1 以理論課程作業(yè)中較為抽象的問題為導(dǎo)向，備選實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容

在塑料制品的成型過程中，塑料的熔體粘度是評(píng)價(jià)塑料流動(dòng)程度難易的重要參數(shù)，而影響熔體粘度大小的主要因素有溫度和剪切速率。在《塑料成型工藝》課程的理論教學(xué)中，大多學(xué)生對(duì)此知識(shí)點(diǎn)的理解較淺，主要表現(xiàn)為學(xué)生不能很好的完成類似于"討論P(yáng)E、PC、POM、PVC在成型過程中剪切粘度變趨勢(shì)？通過那些手段可以改善這些材材料的流動(dòng)性？"的問題。鑒于該問題較為抽象且大部分學(xué)生不能正確完成，因而可將該問題設(shè)計(jì)為轉(zhuǎn)矩流變儀的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容。通過將抽象問題設(shè)置為實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容，不僅可有助于學(xué)生完成課后問題，而且可促使學(xué)生主動(dòng)思考實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和完成實(shí)驗(yàn)；同時(shí)，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)"高分子材料熔體黏度與剪切速率和溫度的關(guān)系"的認(rèn)識(shí)，加深學(xué)生對(duì)高分子加工與高分子材料的流變性的關(guān)系的理解，鍛煉學(xué)生分析問題和解決問題的能力。

1.2 依據(jù)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目課時(shí)，優(yōu)化調(diào)整備選的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容

鑒于《塑料成型工藝實(shí)驗(yàn)》課時(shí)僅為16課時(shí)，因而還需對(duì)備選的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容進(jìn)一步優(yōu)化以使學(xué)生在規(guī)定的課時(shí)內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)，如將上節(jié)敘述的理論課的課后作業(yè)問題可優(yōu)化為“溫度和剪切速率對(duì)PC熔體粘度的影響”、“溫度和剪切速率對(duì)PE熔體粘度的影響” 、“溫度和剪切速率對(duì)POM熔體粘度的影響”、“溫度和剪切速率對(duì)PVC熔體粘度的影響”等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容。在實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生可按照所優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)題目進(jìn)行分組。實(shí)驗(yàn)完成后，每個(gè)實(shí)驗(yàn)小組相互對(duì)其結(jié)果進(jìn)行比較，并最終討論出溫度和剪切速率對(duì)"PE、PC、POM、PVC"熔體粘度的影響程度。

2 完善實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，提高學(xué)生綜合實(shí)踐基本技能

完善的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)是提高學(xué)生綜合實(shí)踐基本技能的主要組成部分[1-2]。我校高分子專業(yè)在現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)條件允可的條件下，盡量完善每個(gè)項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，加大對(duì)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力的培養(yǎng)。如在以往實(shí)施“PP/PE拉伸樣條的注射成型”的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中，由于受課時(shí)量和設(shè)備臺(tái)套數(shù)的限制，實(shí)驗(yàn)主要有實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師演示完成。而學(xué)生對(duì)注塑模具如何吊裝、如何固定將模具、如何調(diào)整調(diào)整模厚、如何調(diào)整注射工藝參數(shù)等環(huán)節(jié)均未能動(dòng)手實(shí)踐。另外，目前的注塑機(jī)設(shè)備自動(dòng)化程度較高，學(xué)生在注塑成型工藝實(shí)驗(yàn)中若采用半自動(dòng)模式，通過操作幾個(gè)按鍵就可注射出相應(yīng)的塑件，因而實(shí)驗(yàn)不能起到鍛煉學(xué)生的基本操作能力、分析問題和解決問題的能力。因此，在該注射成型實(shí)驗(yàn)的環(huán)節(jié)中，要求學(xué)生在注塑機(jī)手動(dòng)模式的條件下完成實(shí)驗(yàn)，并按照模具吊裝、固定、調(diào)模、注射成型、制品頂出、卸模等實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)執(zhí)行。通過完善注射成型的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，不僅可增強(qiáng)學(xué)生對(duì)注射成型工藝過程的認(rèn)識(shí)，而且可加深學(xué)生對(duì)注塑機(jī)結(jié)構(gòu)的理解、增加學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐的機(jī)會(huì)和提高學(xué)生操作注射機(jī)與成型模具的基本技能。

3 重視實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理，錘煉學(xué)生基本科研素養(yǎng)

在科學(xué)研究中，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)[3]。對(duì)每一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，數(shù)據(jù)的處理需規(guī)范、合理和準(zhǔn)確。在通常的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，由于實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理相對(duì)簡(jiǎn)單，指導(dǎo)教師多不會(huì)要求學(xué)生熟悉和掌握一些常用的數(shù)據(jù)處理軟件，如Origin軟件，Excel軟件。但對(duì)一名工科學(xué)生而言，掌握和熟悉必要的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理軟件對(duì)今后的工作和研究是很有必要的。因此，在開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程中，應(yīng)結(jié)合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，要求學(xué)生采用常用的數(shù)據(jù)處理軟件和方法對(duì)其數(shù)據(jù)進(jìn)行處理且能畫出相應(yīng)的圖和表。針對(duì)高分子材料成型加工實(shí)驗(yàn)，我校高分子專業(yè)針對(duì)不同的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，要求學(xué)生采用origin軟件或Excel軟件對(duì)數(shù)據(jù)處理并畫出實(shí)驗(yàn)變量關(guān)系的圖或表。如在轉(zhuǎn)矩流變儀實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)處理中，要求學(xué)生采用origin軟件將“溫度與時(shí)間的關(guān)系曲線圖”、“轉(zhuǎn)矩與時(shí)間的關(guān)系曲線圖”分別畫出，并對(duì)圖譜對(duì)比分析，然后并給出相應(yīng)實(shí)驗(yàn)結(jié)論；對(duì)PVC管材擠出成型實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生將數(shù)據(jù)以表格的形式列出，并比較擠出工藝條件對(duì)PVC管材均勻度和直徑的影響。通過以上要求，不僅使學(xué)生熟悉了origin/Excel數(shù)據(jù)處理軟件的使用，而且規(guī)范了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理，同時(shí)改變了學(xué)生對(duì)原有的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的觀念，增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)處理的重視和規(guī)范意識(shí)。

4 增加實(shí)驗(yàn)分組數(shù)， 激發(fā)學(xué)生主觀實(shí)踐能動(dòng)性

隨著教學(xué)硬件的條件逐步改善，增加實(shí)驗(yàn)分組數(shù)可有利于學(xué)生整體實(shí)踐能力的提高[4]。針對(duì)高分子成型加工實(shí)踐類的課程，我校高分子專業(yè)根據(jù)不同實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的特點(diǎn)和內(nèi)容確定分組數(shù)。如PVC管材的擠出成型實(shí)驗(yàn)，我們根據(jù)管材的擠出成型過程(熔融、擠出、牽引、定型冷卻、切割)將學(xué)生分成5人1組，每班共8組，每組實(shí)施實(shí)驗(yàn)的擠出工藝條件均要有所區(qū)別；對(duì)塑料拉伸性能的測(cè)試實(shí)驗(yàn)，我們將學(xué)生分成2人1組，每班共20組；對(duì)注塑成型工藝實(shí)驗(yàn)，我們根據(jù)實(shí)施實(shí)驗(yàn)的注射工藝參數(shù)的不同，將學(xué)生分成5人1組，每班共8組。與以往實(shí)驗(yàn)分組數(shù)少的情況比，現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)分組數(shù)的增加調(diào)動(dòng)了學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的積極性和能動(dòng)性。

5 結(jié)語

《塑料成型工藝實(shí)驗(yàn)》課程是一門綜合性及實(shí)踐性較強(qiáng)的課程，北方民族大學(xué)高分子材料專業(yè)通過對(duì)該課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)探索，以理論課程作業(yè)中較為抽象的問題為導(dǎo)向，設(shè)計(jì)了問題導(dǎo)入式的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容，調(diào)動(dòng)了學(xué)生思考實(shí)驗(yàn)的能動(dòng)性，加深了學(xué)生對(duì)抽象的成型理論的理解和掌握，提高了學(xué)生基本實(shí)驗(yàn)技能及對(duì)實(shí)驗(yàn)基本問題的分析和解決能力。但在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中仍存在一些不足，如具有高分子材料加工背景的實(shí)驗(yàn)教師數(shù)量少，學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)軇?dòng)性不足，實(shí)驗(yàn)室開放與實(shí)驗(yàn)安全監(jiān)管等問題。希望以后在現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)的基礎(chǔ)上，不斷完善和探索符合我校民族學(xué)生特點(diǎn)的實(shí)踐教學(xué)模式，滿足少數(shù)民族地區(qū)發(fā)展的應(yīng)用型高分子材料專業(yè)與工程人才。

[1] 王明彥.“電力電子技術(shù)”實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)開展研究性教學(xué)的探索[J].中國電力教育,2009(5):137-139.

[2] 潘 嵐.從美國大學(xué)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式談實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的教學(xué)改革[J].中國計(jì)量學(xué)院學(xué)報(bào),2001(s1):53-55.

[3] 程衍富，戴同慶 ，潘林峰,等.在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力[J].實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)，2009,7(3):92-93.

[4] 趙杰官，官守濤，張紅梅，等.優(yōu)化學(xué)生實(shí)驗(yàn)分組提高實(shí)驗(yàn)課教學(xué)質(zhì)量[J].中國醫(yī)藥導(dǎo)報(bào)，2012，916)：163-164.

(本文文獻(xiàn)格式：杜江華，韓非，楊鵬元.民族高?！端芰铣尚凸に噷?shí)驗(yàn)》課程的教學(xué)探索研究[J].山東化工，2018，47(02)：101-102.)