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        “新工科”體系下《聚合物成型加工實(shí)驗(yàn)》教學(xué)改革

        2020-03-09 17:18:59楊春林聶勝?gòu)?qiáng)張春梅
        廣州化工 2020年3期
        關(guān)鍵詞:成型加工微課

        楊春林,嚴(yán) 偉,曾 加,聶勝?gòu)?qiáng),張春梅,羅 軍,劉 淵

        (貴陽(yáng)學(xué)院化學(xué)與材料工程學(xué)院, 貴州 貴陽(yáng) 550003)

        《華盛頓協(xié)議》是國(guó)際上最具權(quán)威性和影響力的工程教育互認(rèn)協(xié)議之一。其宗旨是通過(guò)多邊認(rèn)可工程教育資格,促進(jìn)工程學(xué)位互認(rèn)和工程技術(shù)人員的國(guó)際流動(dòng)[1]。

        為實(shí)現(xiàn)高等教育創(chuàng)新、適應(yīng)未來(lái)工業(yè)革命的挑戰(zhàn),開(kāi)展“新工科”學(xué)科布局,構(gòu)建多樣化、個(gè)性化的工程人才培養(yǎng)模式已經(jīng)成為教育部重要戰(zhàn)略發(fā)展方向。

        “新工科”建設(shè)已經(jīng)成為各高校專業(yè)建設(shè)、人才培養(yǎng)創(chuàng)新變革的重要工作。在高等教育創(chuàng)新發(fā)展的要求下,“提質(zhì)”同樣是基本原則。為促進(jìn)全國(guó)高?!靶鹿た啤苯ㄔO(shè)發(fā)展與模式創(chuàng)新,幫助教師準(zhǔn)確把握“新工科”建設(shè)的內(nèi)涵,并結(jié)合《國(guó)標(biāo)》達(dá)成“提質(zhì)”:保證達(dá)到國(guó)家的合格標(biāo)準(zhǔn)、努力爭(zhēng)創(chuàng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)一步了解高等教育改革發(fā)展形勢(shì)與政策及新工科建設(shè)的具體操作方法,及時(shí)組織開(kāi)展相關(guān)研究和實(shí)踐,更好地推動(dòng)高校工程技術(shù)人才的培養(yǎng)工作。

        培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)方案是直接影響高校人才培養(yǎng)的關(guān)鍵因素工程教育認(rèn)證指導(dǎo)下的人才培養(yǎng)觀以產(chǎn)出為導(dǎo)向[2],逆向設(shè)計(jì)培養(yǎng)方案,從“教師教什么”轉(zhuǎn)變?yōu)椤皩W(xué)生達(dá)到什么”,以社會(huì)需求來(lái)確定合理的培養(yǎng)目標(biāo),明確支撐培養(yǎng)目標(biāo)的畢業(yè)要求。從工程教育認(rèn)證對(duì)畢業(yè)生的12條認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)可以看出,工程教育應(yīng)注意以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向,在多學(xué)科背景下對(duì)學(xué)生工程實(shí)踐能力的培養(yǎng),并重視其職業(yè)道德和社會(huì)責(zé)任感[3]。

        十三五社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中,貴州始終堅(jiān)守發(fā)展和生態(tài)兩條底線,大力推動(dòng)生態(tài)產(chǎn)業(yè)化、產(chǎn)業(yè)生態(tài)化,不斷增強(qiáng)提高可持續(xù)發(fā)展能力,提出了深入實(shí)施大扶貧、大數(shù)據(jù)、大生態(tài)三大戰(zhàn)略行動(dòng)。

        基于以上新時(shí)期高等教育“新工科”建設(shè)發(fā)展新要求,結(jié)合本校高分子材料專業(yè)的專業(yè)特色、貴州社會(huì)經(jīng)濟(jì)綠色環(huán)保、可持續(xù)性發(fā)展戰(zhàn)略,進(jìn)行了以下幾個(gè)方面高分子材料成型加工實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)改革探索:

        1 完善課程的教學(xué)內(nèi)容和聚合物成型加工實(shí)驗(yàn)教材的編制

        立足貴陽(yáng)學(xué)院的人才培養(yǎng)目標(biāo)——“突出實(shí)用、服務(wù)本地”,緊扣貴州省新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì),我們根據(jù)省情具體情況和要求,對(duì)專業(yè)人才培養(yǎng)方案進(jìn)行的認(rèn)真的討論,不斷完善課程的教學(xué)內(nèi)容,力求符合實(shí)際的需求[4]。

        按照工程教育專業(yè)認(rèn)證的要求,需明確實(shí)驗(yàn)課程需要覆蓋的能力要求,確定課程的教學(xué)目標(biāo),進(jìn)而制定符合專業(yè)認(rèn)證要求的教學(xué)大綱和編制聚合物成型加工及性能表征實(shí)驗(yàn)教材。我們目前按照貴州省一流專業(yè)建設(shè)要求,正在陸續(xù)建設(shè)相關(guān)專業(yè)課程,比如:聚合物成型加工實(shí)驗(yàn)(塑料擠出成型實(shí)驗(yàn)、塑料注塑成型實(shí)驗(yàn)、橡膠的開(kāi)煉、硫化工藝實(shí)驗(yàn)、轉(zhuǎn)矩流變儀測(cè)定聚合物的流變曲線實(shí)驗(yàn)等)都撰寫了相關(guān)的儀器操作規(guī)程和實(shí)驗(yàn)講義。畢業(yè)論文設(shè)計(jì)環(huán)節(jié),選題要符合本專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)并具有明確的工程背景,應(yīng)有一定的知識(shí)覆蓋面,盡可能涵蓋本專業(yè)主干課程的內(nèi)容。結(jié)合我們貴州高分子產(chǎn)業(yè)自身優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn),了解掌握塑料成型加工過(guò)程中所用到設(shè)備基本結(jié)構(gòu)及基本操作,并能根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)進(jìn)行調(diào)試;熟悉常用制品的生產(chǎn)工藝及配方,學(xué)會(huì)根據(jù)制品的性能進(jìn)行工藝及配方的調(diào)試,學(xué)會(huì)配方的設(shè)計(jì),能夠設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)及對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、解釋并得出合理結(jié)論,從而到達(dá)培養(yǎng)對(duì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行管理的能力[5]。

        2 加強(qiáng)綜合性、設(shè)計(jì)性等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目訓(xùn)練,提高學(xué)生主動(dòng)創(chuàng)新實(shí)踐能力

        根據(jù)工程教育專業(yè)認(rèn)證注重學(xué)生工程實(shí)踐能力的培養(yǎng),要求學(xué)生能夠?qū)⑺鶎W(xué)的理論知識(shí)和實(shí)踐相結(jié)合,解決行業(yè)實(shí)際存在的復(fù)雜工程問(wèn)題,切實(shí)提高學(xué)生主動(dòng)創(chuàng)新實(shí)踐能力。為此,我們整合了本專業(yè)原有的專業(yè)基礎(chǔ)和選修課程單一實(shí)驗(yàn),逐步變更為綜合性、設(shè)計(jì)創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)。以“聚丙烯三元共混工藝實(shí)驗(yàn)”為例,改革更新后,原有的實(shí)驗(yàn)原理和設(shè)備介紹部分仍保留,不再給出實(shí)驗(yàn)配方,而是要求學(xué)生通過(guò)查閱文獻(xiàn)等方式,結(jié)合所設(shè)計(jì)的塑料制品性能和特點(diǎn)以及設(shè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì),逆向思考,通過(guò)綜合、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn),達(dá)到什么設(shè)計(jì)要求,是提高改善材料的哪方面的性能?由此怎么選擇合適的材料加工方法和加工設(shè)備?怎么設(shè)計(jì)改善聚丙烯增韌增強(qiáng)的最佳實(shí)驗(yàn)配方和具體實(shí)驗(yàn)方案?怎么選擇原料與加工助劑?學(xué)生們根據(jù)實(shí)驗(yàn)方案積極自主查閱文獻(xiàn),思考填充劑種類的選擇和添加量以及熱塑性彈性體對(duì)聚丙烯共混改性的影響,從原料挑選到成型加工中成型工藝參數(shù)的控制,一直到后面的性能測(cè)試表征等進(jìn)行一系列綜合性的實(shí)驗(yàn),同時(shí)還要考慮經(jīng)濟(jì)成本和綠色環(huán)影響等因素。通過(guò)綜合性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)等驗(yàn)項(xiàng)目的完成,學(xué)生可以獲得配方設(shè)計(jì)、成型條件設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)與性能測(cè)試方法的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析以及經(jīng)濟(jì)環(huán)境成本分析等實(shí)踐鍛煉,有效提高解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力,培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、加工設(shè)備選擇、測(cè)試分析表征等綜合實(shí)踐能力。

        3 引入“微課”視頻輔助教學(xué),豐富聚合物課程成型加工實(shí)驗(yàn)多媒體教學(xué)

        引入“微課”視頻多媒體輔助教學(xué),通過(guò)形象、生動(dòng)、直觀的圖文、動(dòng)畫(huà)、視頻結(jié)合并茂形式表現(xiàn)出來(lái),調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性和學(xué)習(xí)興趣,便于學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和掌握[6],對(duì)于聚合物成型加工過(guò)程中塑料制品的成型加工原理,加工工序步驟演示,更加直觀和生動(dòng),利于學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的進(jìn)一步掌握。

        比如:“注塑成型工藝”部分選取了解注塑機(jī)的基本結(jié)構(gòu)及各部分的作用、注塑成型基本操作進(jìn)行微課教學(xué),每講時(shí)長(zhǎng)10分鐘左右。通過(guò)微課,把幾個(gè)重要的知道點(diǎn)向?qū)W生講透,比如:(1)注塑機(jī)的基本結(jié)構(gòu)及各部分的作用:學(xué)習(xí)并掌握什么是注塑機(jī)?注塑機(jī)的基本結(jié)構(gòu)有哪些?① 注射裝置、② 鎖模裝置、③ 液壓傳動(dòng)和電器控制等;(2)注塑成型的原理;(3)注塑成型基本操作:了解注塑成型的主要工藝參數(shù)(溫度、壓力和時(shí)間)控制,初步設(shè)定注塑各段、機(jī)頭和口模的控溫范圍,同時(shí)擬定螺桿轉(zhuǎn)速、注射壓力、保壓力(型腔壓力)、背壓力(塑化壓力)等。

        通過(guò)微課課程建設(shè),將傳統(tǒng)簡(jiǎn)單、枯燥的高分子材料成型加工實(shí)驗(yàn)理論預(yù)習(xí)學(xué)習(xí),轉(zhuǎn)變成多媒體輔助PPT教學(xué),傳統(tǒng)與先進(jìn)多媒體輔助、計(jì)算機(jī)技術(shù)運(yùn)用教學(xué)手段相結(jié)合,豐富高分子材料成型加工實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法,同時(shí)還培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,具備一定的聚合物成型加工專業(yè)素養(yǎng)和能力后,可以有效的解決實(shí)際問(wèn)題,堅(jiān)定學(xué)生的學(xué)習(xí)信念,對(duì)技術(shù)人才的培養(yǎng)起到積極的促進(jìn)作用。也為今后的專業(yè)精品課程建設(shè)、重點(diǎn)課程建設(shè)等方面的科學(xué)研究積累一定的經(jīng)驗(yàn)和依據(jù)。

        4 秉承貴州省的綠色發(fā)展理念,倡導(dǎo)走節(jié)能減排可持續(xù)發(fā)展

        習(xí)近平總書(shū)記提出中國(guó)要堅(jiān)持走綠色、低碳、可持續(xù)發(fā)展道路,在日常教學(xué)實(shí)踐教學(xué)中,我們落實(shí)總書(shū)記的講話精神,秉承貴州省的綠色發(fā)展理念,走節(jié)能減排可持續(xù)發(fā)展之路。我們對(duì)日常生活廢棄塑料譬如各類飲料瓶、儲(chǔ)存容器及薄膜等塑料制品,有意識(shí)的進(jìn)行分選挑撿,改性再生利用。比如:選擇回收熱塑性PE及LLDPE制備再生共混物,回收廢舊PET飲料瓶中,從通過(guò)破碎分離出來(lái)的有用物質(zhì)經(jīng)過(guò)物理或機(jī)械加工成為再進(jìn)行重新造粒。通過(guò)這種第二課堂課外實(shí)踐訓(xùn)練,既增加了學(xué)生的實(shí)踐操作能力,又培養(yǎng)了綠色環(huán)保創(chuàng)新意識(shí)。開(kāi)展探討思考,與教師共同討論分析,提出解決思路,找出解決問(wèn)題辦法,提高學(xué)習(xí)興趣和逐步培養(yǎng)科研創(chuàng)新能力。

        5 結(jié) 語(yǔ)

        隨著世界經(jīng)濟(jì)全球化不斷深入,如何順應(yīng)“工程教育專業(yè)認(rèn)證、可持續(xù)性發(fā)展”國(guó)際高等教育主流理念,對(duì)我們的教學(xué)提出了更高的要求。通過(guò)教學(xué)改革,不斷完善聚合物成型加工課程的教學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,引入微課視頻輔助教學(xué)和加強(qiáng)綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目訓(xùn)練,有效增強(qiáng)了學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題能力,提高了學(xué)生的主動(dòng)創(chuàng)新意識(shí)。在教學(xué)實(shí)驗(yàn)和科研項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)開(kāi)展過(guò)程中植入走節(jié)能減排可持續(xù)發(fā)展理念,培養(yǎng)了學(xué)生們了綠色環(huán)保創(chuàng)新意識(shí),相信只要不斷努力創(chuàng)新,不斷提高教學(xué)質(zhì)量探索研究,奮發(fā)進(jìn)取,迎頭趕上,就能加快本校與先進(jìn)高等工程教育接軌,培養(yǎng)出高素探索質(zhì)應(yīng)用型人才。

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