高职院校高分子材料成型加工课程建设探索——基于教学内容与教学模式改革

熊 煦，周 慧，陈 晓 松

高职院校高分子材料成型加工课程建设探索
——基于教学内容与教学模式改革

熊 煦，周 慧，陈 晓 松

高分子材料成型加工是高职院校高分子材料加工技术专业的一门重要专业课程，具有多学科交叉与综合性且工程实践性较强等特征。根据专业技术课程的特点，从国家对高职工科学生培养要求出发，提出了课程教学目标并对教学内容和教学模式进行了改革实践探索，对深化教学改革，强化学生的工程基础和职业技能，提升高职院校高分子材料成型加工核心课程建设水平具有普遍意义。

高职院校；高分子材料成型加工；教学目标；教学内容；教学模式

随着国民经济及科学技术的迅速发展，塑料、橡胶、纤维、功能高分子、涂料和粘合剂等各种高分子材料已经在各个领域得到了广泛的应用，成为国民经济、国防工业和高科技领域不可缺少的材料。而高分子材料成型加工正是获取高分子材料制品、体现材料特性和开发新材料的重要手段，因此，高分子材料成型加工课程是高职院校高分子材料加工技术专业重要的核心课程之一。由于高分子材料成型加工具有多学科相交叉和综合性，课程体系十分复杂，教学难度较大，因此，深化高分子材料成型加工课程教学改革，加强核心主干课程建设，对培养高分子材料高技能应用型人才具有特别重要的意义。[1]本文围绕科技发展对高技能应用技术人才培养的要求，根据高分子材料成型加工课程特点和高职学生实际，从综合培养学生工程基础和职业技能出发，提出了高分子材料成型加工课程的教学目标，并据此教学目标对教学内容、教学模式进行了改革实践探索，以促进高分子材料成型加工课程的教学改革，提高高职工科学生的培养质量。

一、高分子材料成型加工课程教学目标

高分子材料制品的性能受多方面因素的制约。高分子化合物的化学组成和结构（如主链、支链、侧基、端基、分子链几何形态、结晶性能、聚集态结构等）、聚合方式（自由基聚合、离子聚合、逐步聚合、配位聚合等）、助剂及其配比以及各组分混合程度等都将对加工性能和使用性能产生不可忽视的影响；成型加工工艺、工艺条件及其控制、成型加工设备都将对高分子材料的混合程度、流变性能、取向程度、结晶性能等产生影响，进而影响高分子材料的使用性能和应用；另外，高分子材料制品还受测试方法和测试条件、使用环境的影响。因此，高分子材料成型加工课程的教学必须从大工程的观点加以综合考虑。[2]其课程教学目标应从工程应用和操作控制角度出发阐明高分子材料成型加工的基本原理、工艺过程和加工方法，使学生能够以高分子材料为对象掌握高分子材料成型加工的基本规律，了解影响高分子材料性能的物理化学因素、添加剂的分类与作用；熟悉高分子材料配方设计方法；掌握高分子材料的成型加工设备、方法以及工艺过程。培养学生高分子材料成型加工工程基础以及运用理论、方法分析解决工程实际问题的能力和职业技能水平，为学生今后从事高分子材料及其制品的制造加工和操作控制工作奠定较为坚实的理论与实践基础。

二、高分子材料成型加工课程教学内容改革

（一）教学内容改革基本要求

高分子材料成型加工课程教学内容改革的基本要求主要有4个方面：（1）应力求体现高分子材料成型加工学科的工程实用性，依据高职学生的实际水平和应达到的知识层次选择基本教学内容和选择性开设内容。（2）应在准确把握高分子材料成型加工课程总体框架的基础上强调基本理论、基本方法和专业知识的系统性；强调对学生工程思维和职业技能的训练，处理好知识、能力、素质的关系；教学内容还应与职业资格相融合，与工种技能鉴定相融通。（3）应紧紧围绕工业生产流程，突出“高分子材料—成型加工—制品性能”这条高分子材料成型加工的主线来选择基本教学内容，使学生了解和掌握高分子材料、成型加工工艺、制品性能三者之间的关系。（4）应深入理解教学大纲规定的相关教学内容中“了解、熟悉和掌握”三个层次的教学要求，明确教学的主要内容、重点和难点。借内容讲分析，借细节讲理念，借问题讲方法，处理好教学内容与教学质量的关系。

（二）教学内容的选择

高职教育具有很强的职业定向性，要求课程内容要贴近实际职业领域，要求职业技能训练能使学生具备基本从业能力，使学生在专业课程学习过程中掌握职业领域专业知识并获取职业技能的直接经验。有关高分子材料成型加工的教材版本很多，但教材编排体系差别较大，因此，如何根据教学目标科学选择教学内容对于教学和学生学习尤为重要，直接关系到学生课程基本原理学习程度以及材料成型加工等工程应用能力的培养质量。我们以国内有影响的教材为素材，结合职业定向和从业能力，精选高分子材料成型加工课程的基本教学内容，而将其它内容按需求选择性开设。[3-4]

1.材料的加工性质。教学内容包括聚合物材料的加工性；聚合物粘弹性形变与加工条件的关系；粘弹性形变的滞后效应。使学生掌握高分子材料的基本概念和加工特性；理解聚合物粘弹性形变与加工条件的关系以及缩短聚合物松弛时间的方法。

2.聚合物的流变性质。教学内容包括聚合物熔体的流变行为；影响聚合物流变行为的主要因素。使学生了解聚合物流动和变形的特征和基本分类；掌握粘度及其影响因素的关系，特别是成型加工工艺有关的参数，如温度、压力、剪切以及聚合物结构和组成因素等。

3.聚合物加工过程的物理和化学变化。教学内容包括成型加工过程中聚合物的结晶；加工过程中聚合物的取向；加工过程中聚合物的降解；加工过程中聚合物的交联。使学生掌握聚合物加工成型过程中影响结晶和取向的因素以及结晶、取向等结构变化及其对制品性能的影响。

4.成型物料的配制。教学内容包括物料的组成和添加剂的作用；物料的混合和分散机理；配料工艺。使学生掌握成型物料的组成和添加剂的作用；理解混合和分散的基本原理及混合效果的评定；了解常用的混合设备和常用的配料工艺。

5.塑料一次成型。教学内容包括挤出成型，注射成型和其它成型方法。挤出成型使学生了解单螺杆挤出机的基本结构；了解工艺和结构参数对挤出制品质量的影响。注射成型使学生了解移动螺杆式注塑机的基本结构和工作原理；了解模具的基本结构；掌握成型时熔体进入型腔内部流动情况、制品的内在质量与成型工艺的关系。其它成型方法使学生了解模压、压延等塑料的成型方法。

6.橡胶的组成及配合。教学内容包括橡胶、配合剂、配方设计。要使学生掌握橡胶的分类、常用配合剂及其作用；了解橡胶配方设计的基本原理。

7.胶料的加工。教学内容包括胶料的加工性能、塑炼、混炼、硫化。要使学生了解橡胶的加工性能及其加工工艺；掌握硫化对橡胶性能的影响及硫化过程阶段。

8.纺丝液体的性质及制备。教学内容包括成纤聚合物的性质，成纤聚合物的熔融及溶解，纺丝液体的性能，纤维成形原理及方法，纤维的后拉伸及热处理。要使学生了解成纤聚合物的性质、成纤聚合物的熔融及溶解、纺丝液体的性能，掌握纤维成形的原理以及常用成型方法，了解纤维的后拉伸及热处理。

9.高分子复合材料及加工成型。教学内容包括高分子复合材料，高分子材料的共混。要使学生了解高分子复合材料的组成、常用成型方法、特种复合材料及高分子复合材料的发展方向，了解高分子材料的共混方法。

选修内容为塑料二次成型等。根据不同的专业方向以选修方式选择性开设。

三、高分子材料成型加工课程教学模式改革

（一）突出“高分子材料—成型加工—制品性能”教学主线

高分子材料成型加工课程内容主要涉及高分子材料学、添加剂及其配方设计、聚合物流变学、高分子材料混合与制备、成型加工工艺（挤出成型、注塑成型、压制成型、压延成型）等。课程教学的难点是使学生理解高分子材料是如何通过成型加工获得具有一定形状和性能的制品；材料的种类和性能与成型工艺之间的关系；制品的性能与成型工艺之间的关系；同样的材料通过不同的成型工艺进行加工所得制品性能为何不同等工程应用和生产操作问题。因此，只有紧紧围绕“高分子材料—成型加工—制品性能”这条主线来展开教学，才能使学生理解高分子材料的加工不是简单的工艺操作，高分子材料、成型加工、制品性能三者是相互关联的，以加强学生对教学难点的理解，并对课程体系、教学内容的衔接形成总体概念。

（二）基本原理与成型加工工艺相结合

高分子材料成型加工涉及到高分子化学及物理、高分子材料的基本概念和加工特性（可挤压性、可模塑性、可纺性和可延性）、聚合物粘弹性形变、聚合物熔体的流变行为、成型加工过程中聚合物的结晶、加工过程中聚合物的降解和交联机理、物料的混合和分散机理等诸多基本原理。阐明基本原理是课程教学的重点，但基本原理重在运用，将阐明基本原理与生产实际相结合，通过案例分析印证基本原理并传授工业过程生产控制方法，只有这样，才能增强教学的针对性，调动学生学习积极性和主动性，使学生既学好基本原理又学会如何把知识运用于生产实践，从而有利于今后运用基本原理指导高分子材料成型加工过程开发和生产操作。例如，在讲授橡胶制品生产时，以案例教学方式介绍橡胶可由挤出、注射、压制、压延等成型加工方法生产，不同成型工艺生产的橡胶制品具有不同的特性，因此，应用于不同的场合，说明了成型加工工艺与制品性能的关系；同一种结晶型聚合物注射成型时，熔融温度、冷却时间、冷却速率不同，制品内部结晶成核方式以及结晶结构就会不同，得到制品的性能亦不同。从而使教学内容由庞杂繁多变得简单易懂，强化了学生的专业知识，教学收效甚佳。

（三）课堂讲授与问题讨论相结合

高分子材料成型加工课程涉及的基本概念、理论和工艺技术方法中难点较多。传统的“教师讲、学生听”授课方式极易使讲授异化为“满堂灌”、“填鸭式”的教学，使学生的学习思维被老师“牵着走”。采用内容讲述与课堂讨论相结合的教学方式，课堂教学时针对教学重点难点设置情景、视频播放、提出问题、引导学生进行分析和讨论，既可激发学生的学习兴趣又可加深对难点问题的理解和掌握，比单由教师讲解更有利于学生扎实专业知识。[5]例如，讲授注射吹塑成型时，以饮料瓶为对象向学生提出一系列问题：饮料瓶是由哪种材料制成？通过何种加工方法制备？该成型加工方法的特点是什么？属于一次成型还是二次成型？让学生对这些问题展开讨论，教师针对学生理解和掌握的情况给予评价和总结，从而调动了学生学习热情，活跃了课堂气氛，并使学生对重点、难点问题的理解更加深入和透彻，大大提高了课堂教学效果。

（四）现场教学与企业实践相结合

高分子材料成型加工是一门理论性与实践性很强的专业课。对于课程涉及实践性强的教学内容，采用多媒体教学辅以传统教学手段的多媒体组合教学，利用多媒体技术模拟材料成型加工操作的仿真动画，虽可在一定程度上实现将抽象的理论具体化，模糊概念直观化，工程过程形象化，增强学生的感性认识和对成型加工过程的初步理解，降低学习难度。但对高职学生学习理解仍较困难，特别是对挤出成型、注塑成型、压制成型等实践性很强的生产工艺而言。

同传统课堂教学法相比，现场教学法最显著的特点在于可直接接触认识对象并亲身参与实践活动，能够为学生提供丰富的直接经验，有助于学生理解和掌握理论知识，培养运用知识于实践的能力。[6-7]笔者所在学校专业实验室配套有中型注塑成型机等大型设备，为本课程的现场教学提供了条件。如现场教学时首先利用多媒体放映注射成型工艺相关视频，使学生有一定的感性认识，然后对注塑机设备的各个结构组成进行直观功能介绍，并进行现场操作演示，使学生直观了解注塑成型工艺过程，最后让学生亲自动手操作一个完整的工艺过程。在现场教学过程中，学生不仅基本掌握了注射成型的工艺，而且加深了加工工艺对制品性能影响的理解，提高了其操作实践动手能力。

高分子材料成型加工课程还具有很强的工程应用性，课程教学过程中要求学生掌握原材料及其配方、成型设备、工艺条件及控制、环境和成本以及它们之间的联系等诸多工程知识和技能，这就需要让学生建立起大工程的整体观。要达成此教学目的，光靠课堂教学和现场教学显然是不够的，教师在课程教学过程中还安排学生到企业、车间实地了解成型设备、工艺流程、生产控制及生产线管理等，学生对工业化生产有了具体直观的感受，达到了促使学生初步建立起高分子材料—成型加工—制品性能工业化生产系统工程观的教学目的。

（五）基本教学内容与科技生产前沿相结合

产业结构的调整和发展对高分子材料的要求日益提高，也使高分子成型加工工艺不断更新和完善，如各种新型、简单、高效、特殊的加工设备及工艺的出现。高分子材料成型加工课程教学要将基本教学内容与科技生产前沿相结合，注意结合本学科前沿研究领域和最新发展动态，适时介绍高分子成型加工的新技术、新工艺、新方法，增加教学信息量，丰富和活化教学内容，使教学跟上时代步伐，以拓宽学生的专业知识和增强学生的适应性。

高分子材料成型加工作为一门综合性与实践性很强的重要专业课程，教学难度较大，须从国家对高职工科学生培养要求出发，加强高分子材料成型加工核心课程建设，深化课程体系与教学内容改革，科学选择教学内容；要从高职工科学生认知规律出发，根据教学内容和教学目的要求积极探索行之有效的教学模式，既强调实践教学的重要，又不忽视基础理论知识，以适应科技和生产技术发展对高职工科类人才培养的素质要求。

[1]聂恒凯，徐冬梅，柳峰，等.高分子材料加工（塑料成型工艺方向）专业教学改革的探讨[J].教育与职业，2011（3）:125-126.

[2]唐颂超.高分子材料成型加工课程建设与教学改革[J].化工高等教育，2008（1）：25-27.

[3]周达飞，唐颂超.高分子材料成型加工(第二版)[M].北京：中国轻工业出版社，2006.

[4]王玫瑰，孔萍，李建钢，等.高分子材料加工技术专业工学结合课程模式的探索 [J].职业技术教育，2008（26）：25-26.

[5]李宝铭，张星，郑玉婴，等.高分子材料成型与加工课程建设初探[J].化工高等教育，2010（3）:39-42.

[6]唐日光.现场教学法在专业课教学中的运用[J].新职教，2000（3）：27-28.

[7]张桂云.高分子材料成型加工课程教学改革初探 [J].广东化工，2010（6）：159-160.

熊煦，男，常州工程职业技术学院材料工程技术系教师，硕士，主要研究方向为聚合物加工与改性；周慧，女，常州工程职业技术学院材料工程技术系讲师，硕士，主要研究方向为聚合物基复合材料；陈晓松，男，常州工程职业技术学院材料工程技术系讲师，硕士，主要研究方向为聚合物加工与改性。

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1674-7747（2012）09-0044-04

[责任编辑 徐 晶]