熊 煦，周 慧，陳 曉 松

高職院校高分子材料成型加工課程建設(shè)探索
——基于教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)模式改革

熊 煦，周 慧，陳 曉 松

高分子材料成型加工是高職院校高分子材料加工技術(shù)專業(yè)的一門重要專業(yè)課程，具有多學(xué)科交叉與綜合性且工程實踐性較強等特征。根據(jù)專業(yè)技術(shù)課程的特點，從國家對高職工科學(xué)生培養(yǎng)要求出發(fā)，提出了課程教學(xué)目標(biāo)并對教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式進行了改革實踐探索，對深化教學(xué)改革，強化學(xué)生的工程基礎(chǔ)和職業(yè)技能，提升高職院校高分子材料成型加工核心課程建設(shè)水平具有普遍意義。

高職院校；高分子材料成型加工；教學(xué)目標(biāo)；教學(xué)內(nèi)容；教學(xué)模式

隨著國民經(jīng)濟及科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，塑料、橡膠、纖維、功能高分子、涂料和粘合劑等各種高分子材料已經(jīng)在各個領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，成為國民經(jīng)濟、國防工業(yè)和高科技領(lǐng)域不可缺少的材料。而高分子材料成型加工正是獲取高分子材料制品、體現(xiàn)材料特性和開發(fā)新材料的重要手段，因此，高分子材料成型加工課程是高職院校高分子材料加工技術(shù)專業(yè)重要的核心課程之一。由于高分子材料成型加工具有多學(xué)科相交叉和綜合性，課程體系十分復(fù)雜，教學(xué)難度較大，因此，深化高分子材料成型加工課程教學(xué)改革，加強核心主干課程建設(shè)，對培養(yǎng)高分子材料高技能應(yīng)用型人才具有特別重要的意義。[1]本文圍繞科技發(fā)展對高技能應(yīng)用技術(shù)人才培養(yǎng)的要求，根據(jù)高分子材料成型加工課程特點和高職學(xué)生實際，從綜合培養(yǎng)學(xué)生工程基礎(chǔ)和職業(yè)技能出發(fā)，提出了高分子材料成型加工課程的教學(xué)目標(biāo)，并據(jù)此教學(xué)目標(biāo)對教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式進行了改革實踐探索，以促進高分子材料成型加工課程的教學(xué)改革，提高高職工科學(xué)生的培養(yǎng)質(zhì)量。

一、高分子材料成型加工課程教學(xué)目標(biāo)

高分子材料制品的性能受多方面因素的制約。高分子化合物的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)（如主鏈、支鏈、側(cè)基、端基、分子鏈幾何形態(tài)、結(jié)晶性能、聚集態(tài)結(jié)構(gòu)等）、聚合方式（自由基聚合、離子聚合、逐步聚合、配位聚合等）、助劑及其配比以及各組分混合程度等都將對加工性能和使用性能產(chǎn)生不可忽視的影響；成型加工工藝、工藝條件及其控制、成型加工設(shè)備都將對高分子材料的混合程度、流變性能、取向程度、結(jié)晶性能等產(chǎn)生影響，進而影響高分子材料的使用性能和應(yīng)用；另外，高分子材料制品還受測試方法和測試條件、使用環(huán)境的影響。因此，高分子材料成型加工課程的教學(xué)必須從大工程的觀點加以綜合考慮。[2]其課程教學(xué)目標(biāo)應(yīng)從工程應(yīng)用和操作控制角度出發(fā)闡明高分子材料成型加工的基本原理、工藝過程和加工方法，使學(xué)生能夠以高分子材料為對象掌握高分子材料成型加工的基本規(guī)律，了解影響高分子材料性能的物理化學(xué)因素、添加劑的分類與作用；熟悉高分子材料配方設(shè)計方法；掌握高分子材料的成型加工設(shè)備、方法以及工藝過程。培養(yǎng)學(xué)生高分子材料成型加工工程基礎(chǔ)以及運用理論、方法分析解決工程實際問題的能力和職業(yè)技能水平，為學(xué)生今后從事高分子材料及其制品的制造加工和操作控制工作奠定較為堅實的理論與實踐基礎(chǔ)。

二、高分子材料成型加工課程教學(xué)內(nèi)容改革

（一）教學(xué)內(nèi)容改革基本要求

高分子材料成型加工課程教學(xué)內(nèi)容改革的基本要求主要有4個方面：（1）應(yīng)力求體現(xiàn)高分子材料成型加工學(xué)科的工程實用性，依據(jù)高職學(xué)生的實際水平和應(yīng)達到的知識層次選擇基本教學(xué)內(nèi)容和選擇性開設(shè)內(nèi)容。（2）應(yīng)在準(zhǔn)確把握高分子材料成型加工課程總體框架的基礎(chǔ)上強調(diào)基本理論、基本方法和專業(yè)知識的系統(tǒng)性；強調(diào)對學(xué)生工程思維和職業(yè)技能的訓(xùn)練，處理好知識、能力、素質(zhì)的關(guān)系；教學(xué)內(nèi)容還應(yīng)與職業(yè)資格相融合，與工種技能鑒定相融通。（3）應(yīng)緊緊圍繞工業(yè)生產(chǎn)流程，突出“高分子材料—成型加工—制品性能”這條高分子材料成型加工的主線來選擇基本教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生了解和掌握高分子材料、成型加工工藝、制品性能三者之間的關(guān)系。（4）應(yīng)深入理解教學(xué)大綱規(guī)定的相關(guān)教學(xué)內(nèi)容中“了解、熟悉和掌握”三個層次的教學(xué)要求，明確教學(xué)的主要內(nèi)容、重點和難點。借內(nèi)容講分析，借細節(jié)講理念，借問題講方法，處理好教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)質(zhì)量的關(guān)系。

（二）教學(xué)內(nèi)容的選擇

高職教育具有很強的職業(yè)定向性，要求課程內(nèi)容要貼近實際職業(yè)領(lǐng)域，要求職業(yè)技能訓(xùn)練能使學(xué)生具備基本從業(yè)能力，使學(xué)生在專業(yè)課程學(xué)習(xí)過程中掌握職業(yè)領(lǐng)域?qū)I(yè)知識并獲取職業(yè)技能的直接經(jīng)驗。有關(guān)高分子材料成型加工的教材版本很多，但教材編排體系差別較大，因此，如何根據(jù)教學(xué)目標(biāo)科學(xué)選擇教學(xué)內(nèi)容對于教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)尤為重要，直接關(guān)系到學(xué)生課程基本原理學(xué)習(xí)程度以及材料成型加工等工程應(yīng)用能力的培養(yǎng)質(zhì)量。我們以國內(nèi)有影響的教材為素材，結(jié)合職業(yè)定向和從業(yè)能力，精選高分子材料成型加工課程的基本教學(xué)內(nèi)容，而將其它內(nèi)容按需求選擇性開設(shè)。[3-4]

1.材料的加工性質(zhì)。教學(xué)內(nèi)容包括聚合物材料的加工性；聚合物粘彈性形變與加工條件的關(guān)系；粘彈性形變的滯后效應(yīng)。使學(xué)生掌握高分子材料的基本概念和加工特性；理解聚合物粘彈性形變與加工條件的關(guān)系以及縮短聚合物松弛時間的方法。

2.聚合物的流變性質(zhì)。教學(xué)內(nèi)容包括聚合物熔體的流變行為；影響聚合物流變行為的主要因素。使學(xué)生了解聚合物流動和變形的特征和基本分類；掌握粘度及其影響因素的關(guān)系，特別是成型加工工藝有關(guān)的參數(shù)，如溫度、壓力、剪切以及聚合物結(jié)構(gòu)和組成因素等。

3.聚合物加工過程的物理和化學(xué)變化。教學(xué)內(nèi)容包括成型加工過程中聚合物的結(jié)晶；加工過程中聚合物的取向；加工過程中聚合物的降解；加工過程中聚合物的交聯(lián)。使學(xué)生掌握聚合物加工成型過程中影響結(jié)晶和取向的因素以及結(jié)晶、取向等結(jié)構(gòu)變化及其對制品性能的影響。

4.成型物料的配制。教學(xué)內(nèi)容包括物料的組成和添加劑的作用；物料的混合和分散機理；配料工藝。使學(xué)生掌握成型物料的組成和添加劑的作用；理解混合和分散的基本原理及混合效果的評定；了解常用的混合設(shè)備和常用的配料工藝。

5.塑料一次成型。教學(xué)內(nèi)容包括擠出成型，注射成型和其它成型方法。擠出成型使學(xué)生了解單螺桿擠出機的基本結(jié)構(gòu)；了解工藝和結(jié)構(gòu)參數(shù)對擠出制品質(zhì)量的影響。注射成型使學(xué)生了解移動螺桿式注塑機的基本結(jié)構(gòu)和工作原理；了解模具的基本結(jié)構(gòu)；掌握成型時熔體進入型腔內(nèi)部流動情況、制品的內(nèi)在質(zhì)量與成型工藝的關(guān)系。其它成型方法使學(xué)生了解模壓、壓延等塑料的成型方法。

6.橡膠的組成及配合。教學(xué)內(nèi)容包括橡膠、配合劑、配方設(shè)計。要使學(xué)生掌握橡膠的分類、常用配合劑及其作用；了解橡膠配方設(shè)計的基本原理。

7.膠料的加工。教學(xué)內(nèi)容包括膠料的加工性能、塑煉、混煉、硫化。要使學(xué)生了解橡膠的加工性能及其加工工藝；掌握硫化對橡膠性能的影響及硫化過程階段。

8.紡絲液體的性質(zhì)及制備。教學(xué)內(nèi)容包括成纖聚合物的性質(zhì)，成纖聚合物的熔融及溶解，紡絲液體的性能，纖維成形原理及方法，纖維的后拉伸及熱處理。要使學(xué)生了解成纖聚合物的性質(zhì)、成纖聚合物的熔融及溶解、紡絲液體的性能，掌握纖維成形的原理以及常用成型方法，了解纖維的后拉伸及熱處理。

9.高分子復(fù)合材料及加工成型。教學(xué)內(nèi)容包括高分子復(fù)合材料，高分子材料的共混。要使學(xué)生了解高分子復(fù)合材料的組成、常用成型方法、特種復(fù)合材料及高分子復(fù)合材料的發(fā)展方向，了解高分子材料的共混方法。

選修內(nèi)容為塑料二次成型等。根據(jù)不同的專業(yè)方向以選修方式選擇性開設(shè)。

三、高分子材料成型加工課程教學(xué)模式改革

（一）突出“高分子材料—成型加工—制品性能”教學(xué)主線

高分子材料成型加工課程內(nèi)容主要涉及高分子材料學(xué)、添加劑及其配方設(shè)計、聚合物流變學(xué)、高分子材料混合與制備、成型加工工藝（擠出成型、注塑成型、壓制成型、壓延成型）等。課程教學(xué)的難點是使學(xué)生理解高分子材料是如何通過成型加工獲得具有一定形狀和性能的制品；材料的種類和性能與成型工藝之間的關(guān)系；制品的性能與成型工藝之間的關(guān)系；同樣的材料通過不同的成型工藝進行加工所得制品性能為何不同等工程應(yīng)用和生產(chǎn)操作問題。因此，只有緊緊圍繞“高分子材料—成型加工—制品性能”這條主線來展開教學(xué)，才能使學(xué)生理解高分子材料的加工不是簡單的工藝操作，高分子材料、成型加工、制品性能三者是相互關(guān)聯(lián)的，以加強學(xué)生對教學(xué)難點的理解，并對課程體系、教學(xué)內(nèi)容的銜接形成總體概念。

（二）基本原理與成型加工工藝相結(jié)合

高分子材料成型加工涉及到高分子化學(xué)及物理、高分子材料的基本概念和加工特性（可擠壓性、可模塑性、可紡性和可延性）、聚合物粘彈性形變、聚合物熔體的流變行為、成型加工過程中聚合物的結(jié)晶、加工過程中聚合物的降解和交聯(lián)機理、物料的混合和分散機理等諸多基本原理。闡明基本原理是課程教學(xué)的重點，但基本原理重在運用，將闡明基本原理與生產(chǎn)實際相結(jié)合，通過案例分析印證基本原理并傳授工業(yè)過程生產(chǎn)控制方法，只有這樣，才能增強教學(xué)的針對性，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和主動性，使學(xué)生既學(xué)好基本原理又學(xué)會如何把知識運用于生產(chǎn)實踐，從而有利于今后運用基本原理指導(dǎo)高分子材料成型加工過程開發(fā)和生產(chǎn)操作。例如，在講授橡膠制品生產(chǎn)時，以案例教學(xué)方式介紹橡膠可由擠出、注射、壓制、壓延等成型加工方法生產(chǎn)，不同成型工藝生產(chǎn)的橡膠制品具有不同的特性，因此，應(yīng)用于不同的場合，說明了成型加工工藝與制品性能的關(guān)系；同一種結(jié)晶型聚合物注射成型時，熔融溫度、冷卻時間、冷卻速率不同，制品內(nèi)部結(jié)晶成核方式以及結(jié)晶結(jié)構(gòu)就會不同，得到制品的性能亦不同。從而使教學(xué)內(nèi)容由龐雜繁多變得簡單易懂，強化了學(xué)生的專業(yè)知識，教學(xué)收效甚佳。

（三）課堂講授與問題討論相結(jié)合

高分子材料成型加工課程涉及的基本概念、理論和工藝技術(shù)方法中難點較多。傳統(tǒng)的“教師講、學(xué)生聽”授課方式極易使講授異化為“滿堂灌”、“填鴨式”的教學(xué)，使學(xué)生的學(xué)習(xí)思維被老師“牽著走”。采用內(nèi)容講述與課堂討論相結(jié)合的教學(xué)方式，課堂教學(xué)時針對教學(xué)重點難點設(shè)置情景、視頻播放、提出問題、引導(dǎo)學(xué)生進行分析和討論，既可激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣又可加深對難點問題的理解和掌握，比單由教師講解更有利于學(xué)生扎實專業(yè)知識。[5]例如，講授注射吹塑成型時，以飲料瓶為對象向?qū)W生提出一系列問題：飲料瓶是由哪種材料制成？通過何種加工方法制備？該成型加工方法的特點是什么？屬于一次成型還是二次成型？讓學(xué)生對這些問題展開討論，教師針對學(xué)生理解和掌握的情況給予評價和總結(jié)，從而調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，活躍了課堂氣氛，并使學(xué)生對重點、難點問題的理解更加深入和透徹，大大提高了課堂教學(xué)效果。

（四）現(xiàn)場教學(xué)與企業(yè)實踐相結(jié)合

高分子材料成型加工是一門理論性與實踐性很強的專業(yè)課。對于課程涉及實踐性強的教學(xué)內(nèi)容，采用多媒體教學(xué)輔以傳統(tǒng)教學(xué)手段的多媒體組合教學(xué)，利用多媒體技術(shù)模擬材料成型加工操作的仿真動畫，雖可在一定程度上實現(xiàn)將抽象的理論具體化，模糊概念直觀化，工程過程形象化，增強學(xué)生的感性認識和對成型加工過程的初步理解，降低學(xué)習(xí)難度。但對高職學(xué)生學(xué)習(xí)理解仍較困難，特別是對擠出成型、注塑成型、壓制成型等實踐性很強的生產(chǎn)工藝而言。

同傳統(tǒng)課堂教學(xué)法相比，現(xiàn)場教學(xué)法最顯著的特點在于可直接接觸認識對象并親身參與實踐活動，能夠為學(xué)生提供豐富的直接經(jīng)驗，有助于學(xué)生理解和掌握理論知識，培養(yǎng)運用知識于實踐的能力。[6-7]筆者所在學(xué)校專業(yè)實驗室配套有中型注塑成型機等大型設(shè)備，為本課程的現(xiàn)場教學(xué)提供了條件。如現(xiàn)場教學(xué)時首先利用多媒體放映注射成型工藝相關(guān)視頻，使學(xué)生有一定的感性認識，然后對注塑機設(shè)備的各個結(jié)構(gòu)組成進行直觀功能介紹，并進行現(xiàn)場操作演示，使學(xué)生直觀了解注塑成型工藝過程，最后讓學(xué)生親自動手操作一個完整的工藝過程。在現(xiàn)場教學(xué)過程中，學(xué)生不僅基本掌握了注射成型的工藝，而且加深了加工工藝對制品性能影響的理解，提高了其操作實踐動手能力。

高分子材料成型加工課程還具有很強的工程應(yīng)用性，課程教學(xué)過程中要求學(xué)生掌握原材料及其配方、成型設(shè)備、工藝條件及控制、環(huán)境和成本以及它們之間的聯(lián)系等諸多工程知識和技能，這就需要讓學(xué)生建立起大工程的整體觀。要達成此教學(xué)目的，光靠課堂教學(xué)和現(xiàn)場教學(xué)顯然是不夠的，教師在課程教學(xué)過程中還安排學(xué)生到企業(yè)、車間實地了解成型設(shè)備、工藝流程、生產(chǎn)控制及生產(chǎn)線管理等，學(xué)生對工業(yè)化生產(chǎn)有了具體直觀的感受，達到了促使學(xué)生初步建立起高分子材料—成型加工—制品性能工業(yè)化生產(chǎn)系統(tǒng)工程觀的教學(xué)目的。

（五）基本教學(xué)內(nèi)容與科技生產(chǎn)前沿相結(jié)合

產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和發(fā)展對高分子材料的要求日益提高，也使高分子成型加工工藝不斷更新和完善，如各種新型、簡單、高效、特殊的加工設(shè)備及工藝的出現(xiàn)。高分子材料成型加工課程教學(xué)要將基本教學(xué)內(nèi)容與科技生產(chǎn)前沿相結(jié)合，注意結(jié)合本學(xué)科前沿研究領(lǐng)域和最新發(fā)展動態(tài)，適時介紹高分子成型加工的新技術(shù)、新工藝、新方法，增加教學(xué)信息量，豐富和活化教學(xué)內(nèi)容，使教學(xué)跟上時代步伐，以拓寬學(xué)生的專業(yè)知識和增強學(xué)生的適應(yīng)性。

高分子材料成型加工作為一門綜合性與實踐性很強的重要專業(yè)課程，教學(xué)難度較大，須從國家對高職工科學(xué)生培養(yǎng)要求出發(fā)，加強高分子材料成型加工核心課程建設(shè)，深化課程體系與教學(xué)內(nèi)容改革，科學(xué)選擇教學(xué)內(nèi)容；要從高職工科學(xué)生認知規(guī)律出發(fā)，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目的要求積極探索行之有效的教學(xué)模式，既強調(diào)實踐教學(xué)的重要，又不忽視基礎(chǔ)理論知識，以適應(yīng)科技和生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展對高職工科類人才培養(yǎng)的素質(zhì)要求。

[1]聶恒凱，徐冬梅，柳峰，等.高分子材料加工（塑料成型工藝方向）專業(yè)教學(xué)改革的探討[J].教育與職業(yè)，2011（3）:125-126.

[2]唐頌超.高分子材料成型加工課程建設(shè)與教學(xué)改革[J].化工高等教育，2008（1）：25-27.

[3]周達飛，唐頌超.高分子材料成型加工(第二版)[M].北京：中國輕工業(yè)出版社，2006.

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熊煦，男，常州工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院材料工程技術(shù)系教師，碩士，主要研究方向為聚合物加工與改性；周慧，女，常州工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院材料工程技術(shù)系講師，碩士，主要研究方向為聚合物基復(fù)合材料；陳曉松，男，常州工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院材料工程技術(shù)系講師，碩士，主要研究方向為聚合物加工與改性。

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A

1674-7747（2012）09-0044-04

[責(zé)任編輯 徐 晶]