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摘要:高分子材料加工與成型課程設(shè)計(jì)是材料化學(xué)專業(yè)學(xué)生對(duì)所學(xué)相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)的綜合運(yùn)用與實(shí)踐。從課程設(shè)計(jì)題目選定及時(shí)間安排、教師輔導(dǎo)、成績(jī)考核等方面入手，改進(jìn)指導(dǎo)方法，能提高課程設(shè)計(jì)的教學(xué)效果，有利于培養(yǎng)應(yīng)用型與創(chuàng)新型相結(jié)合的專業(yè)人才。
關(guān)鍵詞:高分子材料加工與成型;課程設(shè)計(jì);指導(dǎo)方法;教學(xué)改革
高分子材料加工與成型課程設(shè)計(jì)是高分子材料專業(yè)系列課程中的重要組成部分，是學(xué)生在完成高分子材料成型與加工原理理論學(xué)習(xí)和工廠認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)后的一項(xiàng)實(shí)踐項(xiàng)目，是學(xué)生對(duì)所學(xué)相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)的綜合運(yùn)用與實(shí)踐［1－2］。通過這一實(shí)踐環(huán)節(jié)，使學(xué)生熟悉并了解文獻(xiàn)檢索相關(guān)知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生資料收集及運(yùn)用、設(shè)計(jì)及配方計(jì)算、計(jì)算機(jī)CAD作圖的能力，為畢業(yè)設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)［3－4］。高分子材料加工與成型課程設(shè)計(jì)通常是在給定設(shè)計(jì)題目基礎(chǔ)上，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，一人一題獨(dú)立完成。通常安排2～3周，需要一定的獨(dú)立思考能力和團(tuán)隊(duì)合作精神。在指導(dǎo)學(xué)生完成課程設(shè)計(jì)的過程中，我們發(fā)現(xiàn)不少同學(xué)只會(huì)死記書本知識(shí)而不會(huì)靈活運(yùn)用，在接受設(shè)計(jì)題目后茫然無措，不能有效收集資料。此外，對(duì)課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)不重視，懶于思考，經(jīng)常坐等其他同學(xué)接近完成后拿來機(jī)械模仿，不去思之所以然，導(dǎo)致設(shè)計(jì)說明書漏洞百出。因此，為了提高學(xué)生課程設(shè)計(jì)完成質(zhì)量，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和主觀能動(dòng)性，幫助學(xué)生熟悉工程設(shè)計(jì)流程并掌握正確的工藝計(jì)算規(guī)則，指導(dǎo)老師必須針對(duì)學(xué)生實(shí)際情況，探索合適的指導(dǎo)方法，以達(dá)到培養(yǎng)合格工程實(shí)踐人才的目的。現(xiàn)就課程設(shè)計(jì)的各個(gè)環(huán)節(jié)指導(dǎo)方法的改革和實(shí)踐總結(jié)如下。
1課程設(shè)計(jì)題目的選定及時(shí)間安排
在課程設(shè)計(jì)開始之前，首先要對(duì)學(xué)生情況進(jìn)行摸底，了解學(xué)生對(duì)相關(guān)理論知識(shí)的掌握及靈活運(yùn)用程度，以及對(duì)本專業(yè)領(lǐng)域主流產(chǎn)品實(shí)際生產(chǎn)流程、工藝參數(shù)、基本配方的熟悉程度，了解學(xué)生獲取文獻(xiàn)及生產(chǎn)資料的渠道和學(xué)生對(duì)課程設(shè)計(jì)的重視程度。在輔導(dǎo)學(xué)生時(shí)，通過啟發(fā)的方式引導(dǎo)學(xué)生提出問題并幫助其找到解決問題的思路。通過詳細(xì)的調(diào)研和輔導(dǎo)，了解學(xué)生的基礎(chǔ)，并使學(xué)生知道如何進(jìn)行課程設(shè)計(jì)準(zhǔn)備工作。在擬定課程設(shè)計(jì)題目時(shí)，盡量擬定學(xué)生感興趣且資料收集較為容易的題目。如我們?cè)谏a(chǎn)實(shí)習(xí)中曾經(jīng)組織學(xué)生參觀株洲時(shí)代新材、株洲工業(yè)園金德管業(yè)，對(duì)改性塑料生產(chǎn)工藝、注塑、模塑和擠出加工成型方法積累了詳細(xì)的一手資料，學(xué)生對(duì)一些應(yīng)用性強(qiáng)的產(chǎn)品如家電專用PP塑料、汽車內(nèi)外飾件的工程塑料、給排水管等產(chǎn)生了濃厚興趣，我們擬定了一系列有針對(duì)性的題目供學(xué)生選擇，如“高鐵用PTFE滑塊產(chǎn)品工藝設(shè)計(jì)”“耐高溫聚乙烯管工藝設(shè)計(jì)”和“高鐵用尼龍扣件加工工藝設(shè)計(jì)”等。課程設(shè)計(jì)開始的時(shí)間選擇也極為重要。課程設(shè)計(jì)一般需要2～3周時(shí)間，程序?yàn)橹笇?dǎo)老師下達(dá)題目，進(jìn)行具體安排和講述基本要求，確定考核方式，使學(xué)生充分了解課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容和需達(dá)到的任務(wù)指標(biāo)。但是如果采用集中的2～3周時(shí)間，完成從選題到設(shè)計(jì)方案優(yōu)化和完善以及設(shè)計(jì)說明書的撰寫，時(shí)間上較為緊迫。因此，需要機(jī)動(dòng)靈活地安排設(shè)計(jì)各個(gè)環(huán)節(jié)的時(shí)間。同時(shí)，由于目前我校的高分子材料加工成型課程設(shè)計(jì)安排在理論課程結(jié)束后、期中考試周開始前，生產(chǎn)實(shí)習(xí)安排在學(xué)期初，雖然理論課程的學(xué)習(xí)和課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)銜接緊密，有利于學(xué)生在對(duì)理論課程尚有深刻記憶時(shí)通過課程設(shè)計(jì)進(jìn)一步加深理解，但即將開始的期中考試必然會(huì)分散學(xué)生的精力，占用不少時(shí)間，使課程設(shè)計(jì)完成的效率和質(zhì)量難以保證。學(xué)期初的生產(chǎn)實(shí)習(xí)由于只是進(jìn)入車間參觀，聽取工程師講解，生產(chǎn)實(shí)習(xí)結(jié)束后馬上是多門專業(yè)課程的學(xué)習(xí)，實(shí)習(xí)期間掌握的現(xiàn)場(chǎng)知識(shí)和工藝細(xì)節(jié)會(huì)隨時(shí)間流逝慢慢淡忘，對(duì)課程設(shè)計(jì)沒有起到應(yīng)有的輔助作用。為了把生產(chǎn)實(shí)習(xí)、理論課程講授和課程設(shè)計(jì)有機(jī)地結(jié)合起來，我們改革了課程設(shè)計(jì)的教學(xué)過程，在學(xué)期初安排生產(chǎn)實(shí)習(xí)時(shí)，根據(jù)實(shí)習(xí)內(nèi)容安排了課程設(shè)計(jì)的選題工作，使學(xué)生帶著課程設(shè)計(jì)的任務(wù)進(jìn)行生產(chǎn)實(shí)習(xí)。在實(shí)習(xí)動(dòng)員會(huì)議上，指導(dǎo)老師引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注實(shí)際生產(chǎn)中原料配方、原料質(zhì)量指標(biāo)、設(shè)備參數(shù)、車間生產(chǎn)制度等與設(shè)計(jì)相關(guān)的問題，做好詳細(xì)記錄。學(xué)生在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)時(shí)，由于有確定的目標(biāo)，可做到“帶腦”“帶心”參觀生產(chǎn)過程，與工程技術(shù)人員深入交流，有利于獲得更多的生產(chǎn)資料。實(shí)習(xí)結(jié)束后，要求學(xué)生在實(shí)習(xí)報(bào)告中添加和設(shè)計(jì)題目有關(guān)的生產(chǎn)工藝現(xiàn)狀與發(fā)展、工藝流程及控制方面的內(nèi)容，使學(xué)生對(duì)將要進(jìn)行的課程設(shè)計(jì)有一個(gè)總體認(rèn)識(shí)。為了讓學(xué)生更好地消化理論知識(shí)，提高效率，課程設(shè)計(jì)集中的時(shí)間段可安排在期中考試結(jié)束后，一來學(xué)生可釋放復(fù)習(xí)迎考的壓力，心態(tài)最為放松，有利于課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的開展;二來老師結(jié)束理論課程也有更多的精力全程輔導(dǎo)。在組織課程設(shè)計(jì)的教學(xué)模式上，為了強(qiáng)化學(xué)生的獨(dú)立性，減少對(duì)教師和其他同學(xué)的依賴，在選題上盡量體現(xiàn)不同，如在產(chǎn)品規(guī)格、原料來源和質(zhì)量指標(biāo)、生產(chǎn)工藝選擇等方面存在差異。同時(shí)，指導(dǎo)教師需在統(tǒng)一的時(shí)間檢查進(jìn)度，召集3次設(shè)計(jì)討論會(huì)議，時(shí)間節(jié)點(diǎn)設(shè)置在工藝計(jì)算部分初步完成、設(shè)計(jì)說明書初稿完成和圖紙初稿完成階段，在集體討論中，對(duì)相關(guān)環(huán)節(jié)出現(xiàn)的錯(cuò)誤可及時(shí)更正。在學(xué)生分組上，應(yīng)考慮不同學(xué)生的層次，在對(duì)學(xué)生性格、心理的充分了解上進(jìn)行分組，如有的學(xué)生工作細(xì)致，追求完美，有的學(xué)生善于整理文獻(xiàn)，有的學(xué)生公式運(yùn)用熟練，計(jì)算能力強(qiáng)，合理的分組能達(dá)到1+1＞2的效果。
2課程設(shè)計(jì)應(yīng)體現(xiàn)學(xué)生的自主性和教師輔導(dǎo)的有效性
在課程設(shè)計(jì)教學(xué)過程中，指導(dǎo)老師的輔導(dǎo)環(huán)節(jié)是十分重要的［5］。指導(dǎo)老師首先要消除學(xué)生面對(duì)選題時(shí)茫然無措、無從下手的心理，給學(xué)生詳細(xì)講解相關(guān)范例，幫助確定設(shè)計(jì)說明書框架并及時(shí)審閱相關(guān)內(nèi)容。指導(dǎo)老師輔導(dǎo)可以采取在線隨時(shí)輔導(dǎo)和線下集中組織兩種方式相結(jié)合的形式。老師統(tǒng)一召集學(xué)生，以會(huì)議的形式對(duì)設(shè)計(jì)任務(wù)、設(shè)計(jì)說明書的內(nèi)容和格式、圖紙的要求和數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)定，對(duì)學(xué)生普遍存在的問題進(jìn)行統(tǒng)一解答。引導(dǎo)學(xué)生查閱和使用工具書，對(duì)往屆課程設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問題提前做好預(yù)警并提出解決的途徑。由于學(xué)生在知識(shí)儲(chǔ)備和接受水平上存在個(gè)體差異，開展有針對(duì)性的個(gè)別輔導(dǎo)十分必要。在線聊天工具是大多數(shù)學(xué)生使用頻繁且得心應(yīng)手的工具，在線討論也可消除學(xué)生單獨(dú)會(huì)見老師的緊張。設(shè)計(jì)組的學(xué)生和指導(dǎo)老師可建立討論組，暢所欲言，開放和放松的氛圍也有利于激發(fā)靈感，減少失誤。學(xué)生遇到公式運(yùn)用上的困難以及某些關(guān)鍵資料無法收集的情況，可以直接和老師進(jìn)行一對(duì)一的討論，獲得及時(shí)有效的幫助。
3課程設(shè)計(jì)授課方式改革應(yīng)體現(xiàn)科學(xué)性和學(xué)生獨(dú)立性
3．1課程設(shè)計(jì)在課程體系中有承上啟下的作用
課程設(shè)計(jì)是在學(xué)生已經(jīng)掌握一定的基礎(chǔ)理論知識(shí)之后和開展畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))之前的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，具有承上啟下的作用［3］。首先，它以某一理論課程為基礎(chǔ)，如在學(xué)習(xí)了高分子成型加工原理這一門理論課后開始高分子成型工藝課程設(shè)計(jì)，學(xué)習(xí)了塑料成型加工設(shè)備后，相應(yīng)地開始高分子設(shè)備課程設(shè)計(jì)等。根據(jù)課程所學(xué)內(nèi)容對(duì)學(xué)生提出了設(shè)計(jì)任務(wù)和技術(shù)要求，又給學(xué)生動(dòng)腦、動(dòng)手的余地。這個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)，乃至今后走上工作崗位后的實(shí)際工作都有著重要的影響。
3．2課程設(shè)計(jì)具有很強(qiáng)的綜合性
為了使學(xué)生獲得必要的工程設(shè)計(jì)能力，必須通過授課方式改革來體現(xiàn)科學(xué)性和學(xué)生的獨(dú)立性。如指導(dǎo)老師從往屆的設(shè)計(jì)中，挑選代表不同水平層次的設(shè)計(jì)，在課程設(shè)計(jì)開始前的課堂講授環(huán)節(jié)進(jìn)行詳細(xì)的對(duì)比分析，幫助學(xué)生建立起一個(gè)設(shè)計(jì)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。為了培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立性，在設(shè)計(jì)時(shí)，務(wù)必使每位學(xué)生有不同的設(shè)計(jì)基本數(shù)據(jù)，如產(chǎn)量、原料組成和配方設(shè)計(jì)，生產(chǎn)工藝等，減少學(xué)生對(duì)其他同學(xué)的依賴，積極參與到設(shè)計(jì)的整個(gè)過程，能夠較好地提高學(xué)生的參與性、積極性，同時(shí)激發(fā)學(xué)生主動(dòng)思考和創(chuàng)造。在課程設(shè)計(jì)過程中，工藝流程和設(shè)備類型的選擇都需要根據(jù)物料的物性參數(shù)和實(shí)際工藝條件來共同決定。
3．3課程設(shè)計(jì)授課需針對(duì)不同學(xué)習(xí)層次進(jìn)行合理設(shè)計(jì)
在實(shí)際指導(dǎo)環(huán)節(jié)，由于學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ)和能力的差異，在獲取基礎(chǔ)工程數(shù)據(jù)、物性數(shù)據(jù)、方案設(shè)計(jì)、公式選用等方面都會(huì)有或多或少的困難，可對(duì)問題進(jìn)行分析，采取不同的處理方法:1)針對(duì)少數(shù)同學(xué)遇到的非共性問題，單獨(dú)輔導(dǎo)，對(duì)認(rèn)識(shí)不清的問題進(jìn)行答疑解惑。如注塑、擠出工藝中基本原理和工藝條件確定，對(duì)于PS，需考慮熔體溫度、模具溫度、平均注射速度的影響，而對(duì)于PP和PE，還需額外考慮保壓時(shí)間和總循環(huán)時(shí)間的影響。2)對(duì)于大部分學(xué)生在課程設(shè)計(jì)過程中遇到的共性問題，采取集中詳細(xì)講解的方式進(jìn)行，并對(duì)設(shè)計(jì)過程中所涉及的知識(shí)點(diǎn)在實(shí)際工程中的影響進(jìn)行引導(dǎo)與分析。如在擠出機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算中，對(duì)于擠壓系統(tǒng)的計(jì)算，包括螺桿主要參數(shù)設(shè)計(jì)和機(jī)筒設(shè)計(jì)以及螺桿和機(jī)筒材料的選擇與校核。然后根據(jù)市場(chǎng)上常見擠出機(jī)的型號(hào)和基本數(shù)據(jù)，結(jié)合擠出機(jī)生產(chǎn)能力、產(chǎn)量基本要求，根據(jù)物料特性、理論公式計(jì)算出螺桿加料段、塑化段和均化段長(zhǎng)度尺寸，確定螺桿種類，并根據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)進(jìn)行校核，選定擠出機(jī)設(shè)備。3)對(duì)于設(shè)計(jì)過程中學(xué)生遇到的因不了解設(shè)備形狀和結(jié)構(gòu)等造成的困難，指導(dǎo)教師可通過實(shí)物、多媒體圖片及動(dòng)畫的方式向?qū)W生展示說明，讓學(xué)生充分了解設(shè)計(jì)中所選用設(shè)備的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)。
4考核方式應(yīng)綜合全面評(píng)價(jià)學(xué)生的實(shí)踐能力
作為工科專業(yè)，我校材料化學(xué)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)高分子材料設(shè)計(jì)、加工改性領(lǐng)域的工程技術(shù)人才。僅僅通過提交設(shè)計(jì)說明書、由指導(dǎo)老師評(píng)定一個(gè)分?jǐn)?shù)，對(duì)于評(píng)價(jià)學(xué)生的綜合能力來說還較為片面。課程設(shè)計(jì)考核的是學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的綜合應(yīng)用能力［6］。因此，有必要對(duì)考核方式進(jìn)行改進(jìn)，比如指導(dǎo)老師可以提出一些有針對(duì)性的問題，這些問題沒有統(tǒng)一的答案，但可以開啟學(xué)生思路。如原材料為什么要規(guī)定某些成分的最高含量值，超過規(guī)定值會(huì)有什么影響;如果在現(xiàn)有配方基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高韌性或硬度應(yīng)怎么改進(jìn)等等。指導(dǎo)老師可以引導(dǎo)學(xué)生在專業(yè)知識(shí)基礎(chǔ)上探索答案，使學(xué)生提高運(yùn)用專業(yè)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。為了更好地考察學(xué)生的實(shí)踐能力和綜合思維能力，課程設(shè)計(jì)的考核方式可以實(shí)施彈性考核，從而更好地考察學(xué)生的實(shí)踐能力和綜合表現(xiàn)能力。考核成績(jī)將按比例分配至課程設(shè)計(jì)的各個(gè)具體環(huán)節(jié)，即設(shè)計(jì)方案的提出和思路(20%)、課程設(shè)計(jì)方案的工程計(jì)算和工藝安排(35%)、工程圖紙繪制(20%)、課程設(shè)計(jì)答辯(15%)和開放性工程實(shí)際問題回答(10%)。其中，設(shè)計(jì)方案的提出和思路主要從方案的合理性、實(shí)踐性進(jìn)行評(píng)價(jià)，同時(shí)考察學(xué)生思路是否清晰、文獻(xiàn)調(diào)研是否周密以及系統(tǒng)總結(jié)能力等;課程設(shè)計(jì)方案的工程計(jì)算和工藝安排主要考察學(xué)生是否能充分利用所學(xué)相關(guān)知識(shí)在設(shè)計(jì)資料基礎(chǔ)上完成正確的工藝計(jì)算，并根據(jù)平時(shí)實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)獲取的現(xiàn)場(chǎng)知識(shí)充分進(jìn)行工藝安排;工程圖紙繪制主要考察學(xué)生圖紙繪制的正確、規(guī)范程度，課程設(shè)計(jì)答辯主要考察學(xué)生的綜合表達(dá)能力;而通過對(duì)指導(dǎo)教師所提出的工程問題的解答可了解學(xué)生的理論知識(shí)基礎(chǔ)是否扎實(shí)，能否活學(xué)活用。
5結(jié)語(yǔ)
綜上所述，高分子材料加工與成型課程設(shè)計(jì)的選題需結(jié)合學(xué)生就業(yè)方向，因地制宜，難度適中;時(shí)間安排要靈活機(jī)動(dòng)，適當(dāng)分散，以安排在期中考試結(jié)束后為佳;教師輔導(dǎo)應(yīng)方式靈活，統(tǒng)一與個(gè)別相結(jié)合，注意保護(hù)學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性;考核方式應(yīng)多樣化，將設(shè)計(jì)的多個(gè)環(huán)節(jié)分開考核，綜合評(píng)價(jià)，考察學(xué)生多方面的能力。應(yīng)用上述指導(dǎo)方法，學(xué)生均感覺通過完成高分子材料加工與成型課程設(shè)計(jì)，既提高了對(duì)知識(shí)的理解和應(yīng)用，又增強(qiáng)了動(dòng)手能力和解決實(shí)際問題的能力，收獲很大。
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作者:陳麗娟 向育君 劉清泉 單位:湖南科技大學(xué)
