王薇 林咨含 劉大軍 魏舒 馬鵬飛

[摘 要]高分子合成工藝學(xué)是長(zhǎng)春理工大學(xué)化學(xué)工程與工藝專業(yè)的一門(mén)專業(yè)核心課程。該課程改革以提高學(xué)生的工程專業(yè)素質(zhì)為基礎(chǔ)，以使學(xué)生更快、更好地適應(yīng)工科發(fā)展和科技進(jìn)步為目標(biāo)，以專業(yè)認(rèn)證為前提，運(yùn)用先進(jìn)科技提升課程改革，促進(jìn)專業(yè)發(fā)展。從教學(xué)方法改革，教學(xué)內(nèi)容改革，實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)與教學(xué)互相輔助，互聯(lián)網(wǎng)+化工虛擬仿真等四個(gè)方面，探索高分子合成工藝學(xué)的專業(yè)核心課程建設(shè)的路徑。

[關(guān)鍵詞]高分子合成工藝學(xué);互聯(lián)網(wǎng)+;教學(xué)方法改革

[基金項(xiàng)目]2017年長(zhǎng)春理工大學(xué)“《高分子合成工藝學(xué)》專業(yè)核心課程建設(shè)的研究與實(shí)踐”（20190108111344）

[作者簡(jiǎn)介]王 薇（1978—），女，吉林長(zhǎng)春人，博士后，長(zhǎng)春理工大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院講師，主要從事高分子化學(xué)與物理研究;林咨含（1986—），女，吉林長(zhǎng)春人，博士，長(zhǎng)春理工大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院講師，主要從事納米材料與生物應(yīng)用研究。

[中圖分類號(hào)] G642.3[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A[文章編號(hào)] 1674-9324（2020）27-0203-02[收稿日期] 2019-12-13

導(dǎo)言：高分子化合物包括合成橡膠、合成纖維、塑料等，因其應(yīng)用范圍廣、產(chǎn)量大，故被稱為“三大合成材料”。高分子的廣泛應(yīng)用使高分子合成工藝學(xué)課程與人民生活、社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、尖端科技等領(lǐng)域都產(chǎn)生了密切聯(lián)系。它不僅是高等學(xué)校中一門(mén)重要的核心專業(yè)課程，而且是自然科學(xué)中的一門(mén)中心學(xué)科。國(guó)家提出了“科教興國(guó)”的戰(zhàn)略方針，加深大學(xué)生與高分子合成工藝學(xué)相關(guān)的工科知識(shí)顯得尤為必要。學(xué)生只有能用高分子聚合的觀點(diǎn)來(lái)理解由小分子到高分子伴隨能量變化的原因和規(guī)律，學(xué)會(huì)應(yīng)用高分子化學(xué)合成工藝學(xué)的方法，認(rèn)識(shí)自然科學(xué)與社會(huì)實(shí)踐的相互聯(lián)系，樹(shù)立起科學(xué)的社會(huì)觀，提高社會(huì)實(shí)踐能力，在畢業(yè)后才能更好地適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展，為國(guó)家做出更大的貢獻(xiàn)。

因此，高分子合成工藝學(xué)是高等學(xué)校化工類專業(yè)培養(yǎng)現(xiàn)代技術(shù)和管理人才的必修課程。當(dāng)今社會(huì)對(duì)人才培養(yǎng)的多元化和合理化提出了更高要求，這使各大院校開(kāi)始關(guān)注人才培養(yǎng)的特色。不同種類的院校以其自身特色為社會(huì)培養(yǎng)出更多尖端人才和職業(yè)技術(shù)工人等[1]。在工科專業(yè)認(rèn)證的引領(lǐng)下，學(xué)院積極修改培養(yǎng)方案，在特色教育上將本科大四學(xué)期開(kāi)設(shè)的化學(xué)工程與工藝專業(yè)課分為精細(xì)化工方向和功能高分子方向，高分子合成工藝學(xué)是功能高分子方向的核心課程。課程改革從教學(xué)方法，教學(xué)內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)與教學(xué)互相輔助，互聯(lián)網(wǎng)+化工虛擬仿真四個(gè)方面，探索高分子合成工藝學(xué)的專業(yè)核心課程建設(shè)。高分子合成工藝學(xué)課程的改革與創(chuàng)新能夠提高學(xué)生對(duì)高分子的認(rèn)識(shí)，讓學(xué)生學(xué)會(huì)新型高分子的合成與表征方法、新型高分子的工業(yè)合成工藝，幫助學(xué)生用高分子合成與應(yīng)用的方法來(lái)改造世界，創(chuàng)造新型的高分子材料，為國(guó)家科學(xué)技術(shù)發(fā)展增加動(dòng)力。

一、教學(xué)方法改革

隨著科學(xué)的發(fā)展與進(jìn)步，各種信息來(lái)源日益豐富，單純講授書(shū)本知識(shí)的教學(xué)方法已經(jīng)不能吸引學(xué)生對(duì)課程的興趣。因此，教學(xué)方法改革勢(shì)在必行。

首先，在課程中加入實(shí)例，例如聚乙烯工藝流程、聚丙烯生產(chǎn)工藝流程等，參照吉化集團(tuán)、上海石化、天津石化等公司化工生產(chǎn)工藝的介紹，使學(xué)生更加直觀地學(xué)習(xí)工廠工藝流程，受到了學(xué)生的廣泛認(rèn)可。其次，從師生角度分析教學(xué)方法所存在的問(wèn)題。一般有兩個(gè)原因：第一，老師“一言堂”的教學(xué)現(xiàn)狀導(dǎo)致學(xué)生上課不積極;第二，由于許多學(xué)生準(zhǔn)備考研，壓力較大，同時(shí)專業(yè)課又都在大四進(jìn)行，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)專業(yè)課的學(xué)習(xí)態(tài)度不認(rèn)真。如何改善這一現(xiàn)狀是當(dāng)前需要思考的重要問(wèn)題。我院在修改培養(yǎng)方案時(shí)，將高分子合成工藝學(xué)課程提前到大三下學(xué)期，這樣就不會(huì)與考研形成沖突，使學(xué)生能集中精力認(rèn)真聽(tīng)課。在上課時(shí)，嘗試使用翻轉(zhuǎn)課堂。例如，給學(xué)生布置作業(yè)—查某個(gè)高分子聚合物的生產(chǎn)流程。學(xué)生通過(guò)查閱網(wǎng)絡(luò)、書(shū)籍等相關(guān)資料，學(xué)習(xí)聚合反應(yīng)工藝，然后帶著問(wèn)題來(lái)到課堂，分組討論，老師會(huì)根據(jù)討論的焦點(diǎn)有針對(duì)性地分析問(wèn)題，最后，給出結(jié)論。在引導(dǎo)、指正的同時(shí)，將知識(shí)融會(huì)貫通。學(xué)生在老師的課程教學(xué)中學(xué)會(huì)了用心思考、解決問(wèn)題，懂得如何撰寫(xiě)小論文。學(xué)生在自學(xué)和問(wèn)答中找到了正確的學(xué)習(xí)方法，并在作圖、研究中學(xué)會(huì)了相關(guān)的工程知識(shí)。老師也在問(wèn)答中掌握了學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，在課堂上會(huì)針對(duì)學(xué)生普遍存在的問(wèn)題及教學(xué)重難點(diǎn)詳細(xì)進(jìn)行講解。講授方法不再是“填鴨式”的教學(xué)方法，有利于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐、創(chuàng)新能力。

促進(jìn)現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)與課堂教學(xué)相結(jié)合。手機(jī)App軟件輔助課堂的教學(xué)方法有很多，比如雨課堂、微助教等。可以嘗試使用這些軟件輔助課堂教學(xué)，如點(diǎn)名、課上習(xí)題、課后作業(yè)等。另外，還可以建立微信群，在群里為學(xué)生們答疑解惑。這些現(xiàn)代科技手段的運(yùn)用，既能幫助教師加強(qiáng)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)情況的了解，又能幫助學(xué)生及時(shí)地解決學(xué)習(xí)中出現(xiàn)的問(wèn)題。雖然在一定程度上增加了老師的工作量，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，其對(duì)教學(xué)有很多益處。

二、教學(xué)內(nèi)容改革

高聚物合成工業(yè)主要將單體經(jīng)過(guò)聚合反應(yīng)合成高分子化合物，產(chǎn)品主要是塑料、纖維、橡膠、涂料、黏合劑、離子交換樹(shù)脂等，經(jīng)過(guò)進(jìn)一步的成型加工后得到相應(yīng)的高分子化工產(chǎn)品。而高分子合成工藝學(xué)課程由淺入深，包括單體準(zhǔn)備提純、聚合方法基礎(chǔ)（包括自由基聚合、離子聚合與配位聚合、縮合聚合、逐步加成聚合等）、加工改性、生產(chǎn)工藝。循序漸進(jìn)地給學(xué)生講解各種高分子的合成方法、工廠生產(chǎn)的工藝流程等[2]。但是，有些知識(shí)過(guò)于陳舊，很多方法已經(jīng)不在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中應(yīng)用，針對(duì)此方面的改革就是安排教師定期走訪工廠，學(xué)習(xí)先進(jìn)的高分子合成工藝，查閱最新的文獻(xiàn)和專利，更新高分子合成工藝學(xué)的知識(shí)，教授給學(xué)生先進(jìn)高聚物的工藝和方法。另外，書(shū)本上的反應(yīng)裝置中的閥門(mén)就是一個(gè)閥門(mén)的表示符號(hào)，但在實(shí)際工廠中有50余種，在實(shí)際操作中需要涉獵的知識(shí)非常廣泛，教師只有不斷地更新知識(shí)，學(xué)生才能學(xué)到更多的前沿知識(shí)。

三、實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)與教學(xué)互相輔助

傳統(tǒng)基礎(chǔ)化學(xué)和化工原理都是由實(shí)驗(yàn)課來(lái)輔助教學(xué)的課程，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中加深對(duì)書(shū)本知識(shí)的了解。當(dāng)下，配備實(shí)驗(yàn)課的專業(yè)課程很少，學(xué)習(xí)內(nèi)容多為老師講解，學(xué)生通過(guò)實(shí)際操作獲得的知識(shí)十分有限，因此學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解也較為淺顯。結(jié)合教育部及工科認(rèn)證對(duì)專業(yè)的要求，學(xué)院修改了化學(xué)工程與工藝專業(yè)的培養(yǎng)方案，增加了高分子化工實(shí)驗(yàn)和化學(xué)工程與工藝綜合實(shí)驗(yàn)，一個(gè)側(cè)重于單個(gè)實(shí)驗(yàn)操作，一個(gè)側(cè)重于多個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。聚合方法和聚合機(jī)理可以結(jié)合高分子化工實(shí)驗(yàn)和高分子合成工藝學(xué)、高分子化學(xué)、高分子物理等相關(guān)知識(shí)。高分子合成工藝學(xué)課程能幫助學(xué)生加深對(duì)實(shí)驗(yàn)中各種反應(yīng)條件和引發(fā)劑選擇等方面的理解?；瘜W(xué)工程與工藝綜合實(shí)驗(yàn)結(jié)合高分子合成工藝學(xué)、化工設(shè)備基礎(chǔ)、化工分離工程、化工原理、化學(xué)反應(yīng)工程、化工設(shè)計(jì)基礎(chǔ)等課程，能幫助學(xué)生綜合學(xué)習(xí)高分子合成工藝方法[3]。高分子合成工藝課程內(nèi)容還需要有工廠實(shí)踐的基礎(chǔ)，因此，我院積極申請(qǐng)實(shí)習(xí)基地，增加學(xué)生校外實(shí)習(xí)機(jī)會(huì)，帶領(lǐng)學(xué)生參觀工廠、研究所;鼓勵(lì)學(xué)生申請(qǐng)到高分子合成工廠實(shí)習(xí);加強(qiáng)卓越工程師班建設(shè)，讓學(xué)生提前到工廠學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生工科實(shí)踐能力。通過(guò)實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)等方面的學(xué)習(xí)與操作，學(xué)生能夠更好地學(xué)習(xí)高分子合成工藝學(xué)課程的內(nèi)容。

四、互聯(lián)網(wǎng)+化工虛擬仿真

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，交叉學(xué)科互相推動(dòng)，許多高危、復(fù)雜、高消費(fèi)的課程，都可以用虛擬仿真體驗(yàn)的方式進(jìn)行。比如，模擬飛行、模擬手術(shù)等?；ば袠I(yè)作為一個(gè)具有危險(xiǎn)性的行業(yè)，禁止無(wú)關(guān)人員參觀工廠，而高分子合成工藝學(xué)課程又要求學(xué)生了解工廠中的生產(chǎn)工藝[4]。所以我們?cè)谛碌呐囵B(yǎng)方案中加入了化工虛擬仿真，利用虛擬仿真的高分子工藝學(xué)反應(yīng)，加深學(xué)生對(duì)大型化工廠的理解。學(xué)生扮演化工生產(chǎn)工人的角色，模擬工廠的操作流程。學(xué)生可以反復(fù)參與，猶如身臨其境。這樣能使學(xué)生在避免危險(xiǎn)的同時(shí)，獲得知識(shí)的補(bǔ)充，如開(kāi)關(guān)反應(yīng)、危險(xiǎn)應(yīng)急處理等，是對(duì)高分子合成工藝學(xué)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)操作和畢業(yè)設(shè)計(jì)的補(bǔ)充學(xué)習(xí)。

五、結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)高分子合成工藝學(xué)課程內(nèi)容的研究，著眼于當(dāng)今科技發(fā)展趨勢(shì)，利用互聯(lián)網(wǎng)+先進(jìn)技術(shù)，集思廣益，不斷改革，在相關(guān)方向取得了豐碩成果。在工科認(rèn)證和社會(huì)需求導(dǎo)向的前提下，不斷探索新的教學(xué)方法，改進(jìn)教學(xué)內(nèi)容，引入先進(jìn)的課堂輔助工具，以期更全面、系統(tǒng)地培養(yǎng)社會(huì)需要的優(yōu)秀工科人才[5]。

參考文獻(xiàn)

[1]黃樂(lè)平，趙瑾朝，王羅新.聚合物合成工藝學(xué)教學(xué)中開(kāi)放性作業(yè)的探索[J].輕工科技，2015，31（1）：129-130.

[2]朱國(guó)全，譚洪生，董抒華，等.高聚物合成工藝學(xué)教學(xué)的一點(diǎn)體會(huì)[J].山東化工，2016，45（9）：113-114.

[3]林英，宋慶平，沈顯榮，等.互聯(lián)網(wǎng)+《高聚物合成工藝學(xué)》教學(xué)研究與實(shí)踐[J].高分子通報(bào)，2017（4）：77-81.

[4]苗琦，宮貴貞.翻轉(zhuǎn)課堂在高分子合成工藝學(xué)課程中的應(yīng)用[J].科教導(dǎo)刊（下旬），2017（5）：107-108.

[5]鄭晶靜，桂曉亮.高聚物合成工藝學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容更新初探[J].山東化工，2017，46（6）：122-123.