《橡胶工艺学》课程教学改革与探索*

李治国

(洛阳理工学院材料科学与工程学院，河南 洛阳 471023)

培养各行各业中的具有较高专业技术的人才，是理工科类型院校的一个重要目标。橡胶主要用于轮胎、胶管胶带、减震垫片等零部件上，是重要的且具有战略意义的物资。近年来，橡胶工业的迅猛发展，使得橡胶技术方面的人才需求越来越大。“十三五”规划中，对橡胶产业提出了调整结构、橡胶工业发展的高新技术化等新要求[1]。这对培养橡胶加工技术方面的人才提出了更高的要求。《橡胶工艺学》课程是我校高分子材料与工程专业的一门重要的专业课程，对于建设应用型本科院校、培养应用型人才来说，具有重要意义。通过该课程的学习可以使学生掌握橡胶制品生产过程中有关橡胶原材料、配方设计和加工工艺及设备等方面的基础知识、基础理论与基本原理及应用，特别是各类橡胶性能及其在生产、生活中的应用；了解作为重要材料的橡胶的化学成分、结构与性质的关系；了解并基本掌握橡胶工艺加工过程中的基本操作方法和工艺条件等[2]。这些为他们将来从事与橡胶制品有关的加工应用、研究开发打下较好的基础。但是在较长时间的教学实践当中，笔者发现这一课程教学仍然存在着一些问题亟待解决。第一个是学生的学习热情和兴趣不高，往往仅以应付期末考核为目的。第二个是对本课程中的最基本的概念和原理的掌握牢固程度不够，而且不能做到与生产和生活实践的有效结合。由于《橡胶工艺学》的教学存在上述问题，对本课程进行教学改革显得非常迫切。因此，本文将探讨针对应用型人才培养的《橡胶工艺学》课程教学改革。

1 《橡胶工艺学》课程的教学特点及现状

多年的教学实践中，笔者发现《橡胶工艺学》课程的教与学过程中可能存在如下几个矛盾：

(1)教学方法及手段上形式较为单一、内容较为滞后和提高培养应用型人才质量的矛盾

目前，《橡胶工艺学》主要是通过多媒体课件的形式来开展教学，同时由于各种条件的制约，课件主要是对于基本概念、基本理论和基本原理等的讲授，这可能在一定程度上影响了学生对知识的理解和接受。简单讲述的方式使得大多数学生对所学习的内容感到很枯燥，缺乏深入理解，学习的主动性也不很高。尤其是，当前虽然材料开发、自动化控制、计算机技术等方面的知识理论与技术飞速发展，极大地推动了橡胶加工技术方面的知识更新，但目前国内《橡胶工艺学》教材内容都仍然以基本理论和经验数据为基础进行编写，新的内容较少，很难跟上橡胶加工技术的进步[3-4]。此外，本课程授课时间安排在大四的第二个学期，这个阶段的学生面临考研复习、实习以及为即将来临的就业做打算等各方面的诸多问题，很难静下心来，导致一部分学生的学习兴趣偏低，教学效果不够理想。

(2)《橡胶工艺学》教学内容重理论而轻实践

诚然，《橡胶工艺学》课程中涉及到大量的专业知识概念和基本原理等理论性东西，但是如果不进行各种有效的、有针对性的实验验证和探索，学生们势必难以对这些基本知识和概念进行有效地、深入地理解和掌握，因而容易造成对最基本且重要的概念、原理、工艺加工过程等内容掌握不牢固的后果。

(3)课程教学的考核方法单调

传统的《橡胶工艺学》课程教学考核主要采用的是期末笔试，这样容易造成学生对书本内容的过度依赖，而对书本以外的知识掌握不足，很难考察学生对本课程知识的综合应用能力，也会影响到学生创新能力的增长。

2 《橡胶工艺学》课程教学的改革与探索

2.1 紧紧围绕教学大纲和人才培养方案，把握橡胶技术最新进展，突出知识重点

从橡胶制品生产加工、研究开发中的最新动态开始切入，将教学内容与学科前沿相结合，并借此突出每个章节的重要知识。在教学过程中，通过提供橡胶技术方面的最新知识，比如液体橡胶和粉末橡胶和橡胶废旧制品的循环利用及环境保护等比较受关注的一些方面的新发展和最新应用动向；穿插介绍教师自己的科研项目研究情况，将研究成果或承担的项目内容与讲授的知识要点相结合，来丰富和充实教学的内容。

此外，通过将课堂讲授内容和学生未来的职业发展相结合，比如假定学生即将就职于某橡胶制品厂，那么我们应该具备哪些最基本和关键的知识呢？并且进一步努力和实际应用相结合，比如，如何选择最符合使用目标需要的物美价廉的橡胶品种和制品来满足市场需要呢？以此方式扩大学生的就业机会和提高应聘的成功率。通过这样的教学尝试，将橡胶技术的最新成果和具体产品相结合，引出课堂讲授的重点知识，既提高了对于重要知识点的理解程度，又能够拓广学生们的知识视野，并增加他们的学习热情和学习主动性。

2.2 改进和扩充教学方法和手段，提高互动，启发学生独立思考

采用多种教学方法和教学手段来提高学生们的学习效果：

(1)对比学习法。比如，将生胶与硫化胶放在一起进行对比，分析两者的区别和联系。又如，软化剂和增塑剂的区别和联系，补强剂和填充剂的区别和联系等，将容易混淆的一些概念性知识放在一起对比记忆，既不容易混淆，又能记得很牢固。

(2)知识系统学习法。形成系统化的知识，按照内在逻辑，形成网络，进行全面学习记忆。比如，橡胶配方的六大组成体系，可以按照主次，组分的作用和意义等方面，进行系统学习和掌握。

(3)采用启发式和互动式的教学手段，提高学生学习热情和积极性。具体做法为，其一，结合生活中橡胶产品应用实例进行讲授，变抽象的理论为实际生活中具体的可用性和实用性。例如，通过日常生活中橡皮擦配方的实例，让同学们具体来了解橡胶配方的基本组成体系。又比如，让同学们思考我们常见的家用轿车门窗上的密封条应该选择哪种橡胶原材料？经过充分各抒己见后，由老师指出最佳的原材料为乙丙橡胶，这主要从橡胶材料在户外使用时需要的优异耐候性进行考虑，从而将所学知识很好地应用于日常生活中，也加深了同学们对相关知识的理解深度和对知识记忆的牢固程度。其二，在每一小章节结束后，让学生自己主动阅读和查找最新的橡胶应用和研发的前沿性知识，并分组准备PPT到讲台上发言，最后由老师做出总结和点评。这样的课堂互动，增加了课堂教学对学生的吸引力，激发了学生学习的兴趣和主动性，提高其主动收集相关资料的能力，并训练了学生们归纳总结形成自己的看法和观点等方面的独立思考能力，为他们以后的毕业设计或者研究生阶段继续研究深造打下良好的基础。

(4)根据橡胶和塑料各自的特性，对橡胶和塑料加工设备采用比较法讲解。橡胶和塑料这两种重要的高分子材料有一定的区别：橡胶的粘度较大，加工时流动性较差，成型的温度较低，成型时多发生硫化交联；塑料粘度较低，加工流动性较好，成型的温度较高，成型时主要为冷却定型。橡胶和塑料材料的这些不同，使得两者的加工设备也会有差异。比如，橡胶加工设备的模具多用压模，而塑料加工设备的模具主要是挤出模和注射模。在授课时，需要结合橡胶与塑料加工设备的这些特点，利用视频材料将设备实物的具体动作演示出来，非常有助于学生深入认识、理解和掌握橡胶和塑料两种类型设备的差异和应用。在进行这一部分的教学时，同时会结合带领学生去轮胎公司进行生产实习的机会，请有丰富经验的工人师傅讲授相关的现场设备工作原理及操作要领，并解答同学们的各种疑问。

(5)借助校企项目合作的机会，邀请橡胶企业中经验丰富的工程技术人员讲授有关的配方设计、橡胶加工工艺和加工设备等方面的最新进展、设计中的注意事项、设计经验或者是实际配方设计中的心得体会等。

2.3 增加橡胶专题项目教学，使理论学习与实践紧密结合

为了巩固并加深《橡胶工艺学》课程基本知识和基本原理的理论学习，增强培养学生的橡胶加工工艺操作等方面的能力。以笔者曾在国内大型轮胎公司工作多年的实践经历和经验，深入浅出地为学生讲解轮胎的主要原材料、配方和结构，各种使用性能要求及设计要求，以及有限元分析模拟用来评价和指导轮胎设计等方面的具体工作。结合以前工作的实际经验，有重点、选择性地讲授轮胎胎面、胎侧等部位的胶料配方的设计原理和实例，结合具体的轮胎产品进行讲授，并鼓励同学们实际观察和鉴别轮胎的断面，使学生们能够很好地区分出各部位的胶料，并启发大家为什么各部位的胶料配方设计不同？帮助学生更加深入和更加具体形象地了解橡胶产品的生产、设计、加工、评价等各方面工作。并在课程讲解的适当阶段，穿插介绍轮胎使用和外观设计中的基本知识和规则，外部标识，尺寸代码以及和车辆轮辋装配中的具体问题和设计考虑等使用问题，进一步加深学生对橡胶产品知识的理解并提高兴趣。此外，结合自己以前企业中所从事的轮胎有限元结构分析与模拟工作，讲授橡胶轮胎产品设计中计算机应用的作用和重要意义，提高学生运用计算机技术来综合解决实际的橡胶产品工程应用设计问题等的能力。

2.4 推动考核方法改革，多方面考察学生的综合能力

传统的考核方法容易导致学生对知识的死记硬背，会导致高分低能[5-6]。为了改变只以笔试成绩评价学习效果的现状，本课程的考核方法改为平时考核与期末考试各占一定的比例。平时考核比重占30%，包括上课时的提问、平时考勤、做作业、小讨论、小测验等。“提问”用来了解学生对已学知识的理解、掌握的程度，“考勤”考察学习态度，“作业”能强化、巩固所学知识。每讲解完一章的内容后，进行一个小型的有关橡胶技术发展新进展方面的小型讨论，课程结束以后，对各章的小型讨论内容进行汇集，形成较全面的一个学习报告，这样既考查了学生对橡胶工艺学所学知识的掌握情况，同时也考察了学生的综合应用知识的能力；最后用“小测验”对课程学习的每个阶段进行小结，以考查学生对某个阶段知识的整体掌握情况。期末考试比重占70%，在期末考试中，由传统的记忆型闭卷考试，改为发散型开卷考试，内容一部分为一些重要的基本概念和基础知识，另一部分则是通过橡胶生产加工的实际情况提出考试问题，充分调动学生的发散思维，以考察学生分析实际橡胶生产工艺条件和工艺过程、解决生产实际问题的能力，并提高学生的自主思考能力。期末考试的题目设定遵循以下两个原则：①在期末试卷中，将应用分析的题型占有一定的比重，突出着重考查对所学基础知识、基本原理的灵活运用；②定量计算的问题题型保持一定的比重，突出考查学生的定量分析能力，由笼统的定性知识，向相对严谨的理工科定量思维模式进行培训和转变。

3 结 语

《橡胶工艺学》的教学改革是在我校高分子材料与工程专业的2011-2015级本科生中进行实施的。通过对课程教学进行不断改革与探索，取得了较好的效果，学生课堂上学习的积极性、主动性都有了显著的增长，学生们普遍都能够掌握课程的基础原理和概念，而且学生对橡胶技术知识的综合应用能力也有了较大的增长。目前已有几十名毕业生在相关的橡胶企业从事工作，20多名应届学生有意向签约与橡胶加工、研发有关的工作。学生们对本课程所学橡胶知识非常认同，同时签约企业也对毕业生们在橡胶加工技术方面具有的知识与综合能力有较大的认可。本课程的教学改革与探索已经取得了初步成效，然而今后的教学工作中，我们仍要在教学内容的选择和教学方法的更新和扩充上不断地进行更多探索，争取在学生的综合能力的培养上取得更好更多、更新的进步，为社会培养出更多合格甚至优秀的人才。