聚合物合成工艺学是高分子材料科学与工程专业的重要基础理论课程,在高分子工程技术领域的应用也日益广泛｡教育部“卓越工程师教育培养计划”(简称“卓越计划”)是贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010~2020年)》和《国家中长期人才发展规划纲要(2010~2020年)》的重大改革项目,也是促进我国由工程教育大国迈向工程教育强国的重大举措,该计划实施的主要目标在于与行业结合建立新型的人才培养机制,培养造就创新能力强､适应经济社会发展需要的高质量工程技术人才｡武汉纺织大学是教育部批准的第二批实施卓越计划的高校,其中高分子材料科学与工程专业是武汉纺织大学首批试点专业｡
为配合武汉纺织大学“卓越工程师计划”的实施,结合高分子合成工艺学课程的特点和学生的实际情况,对“卓越工程师班”(以下简称卓越班)的聚合物合成工艺学课程进行了教学实践改革,取得了良好的效果｡为适应卓越工程师“知识结构合理､综合能力强和人文社会素质高的高分子材料本科应用型高级工程人才”的培养目标,文章针对武汉纺织大学高分子材料科学与工程专业卓越工程师班提出聚合物合成工艺学课程教学模式改革方案｡
1高聚物合成工艺学的地位和作用
高聚物合成工艺学是高分子材料科学与工程专业重要的专业课之一,课程主要内容以聚合工艺为主,其内容非常丰富而且体系繁杂,课程系统主要介绍高分子材料领域众多产品的生产方法和工序,涉及其高分子材料的结构､性能和应用并让学生了解高分子合成工业的发展趋势｡
因此课程的教学任务是在高聚物合成工艺的教学环节,以高分子化学的理论为基础,努力使大学生掌握不同聚合物的合成原理及工艺流程,了解高分子合成过程中聚合工艺各阶段的特征和重要性,把握聚合物合成方法与结构性能的关系,增长大学生的工业大生产观点,促进其形成在生产活动或科研中分析问题和解决问题的能力｡
随着社会的发展和科研工作者的努力,高聚物的品种和制备工艺日新月异,这就要求大学生不但要深入了解高分子材料的合成工艺､性能､应用及后处理过程,而且需要学会利用现代化手段了解聚合物合成工艺的发展前沿｡对大学生而言该课程的学习既可以为今后更深入地学习高分子材料加工工艺､聚合物流变学以及高分子材料改性等专业课奠定基础,又有利于大学生充分了解工厂实际,指导其就业｡
2面向“卓越工程师培养”的聚合物合成工艺学教学内容和教学方法改革
根据武汉纺织大学卓越工程师高分子材料科学与工程专业培养方案和卓越人才培养标准,高聚物合成工艺学在教学过程中进行一下探索｡
2.1调整教学内容
在教学内容安排上,高聚物合成工艺学主要包含以下两部分内容:(1)聚合物典型的聚合方法及机理;(2)高聚物的合成工艺及生产流程｡其每部分内容又分成若干章节,每种基本方法或每一类聚合物单独成章,如生产单体的原料路线､自由基聚合生产工艺､离子聚合与配位聚合生产工艺､缩合聚合生产工艺､高聚物改性工艺､工程塑料､合成纤维以及合成橡胶等章节｡此外,该课程还是建立在有机化学､高分子化学､高分子材料､化工原理､化工设备与仪表等课程基础上的一门综合性课程,但又不是这些学科课程的简单加和,所以高聚物合成工艺学讲授时需要对所学所用知识点进行介绍,尽力做到主次分明､详略得当,把握重点及难点,且适当的补充相关知识点｡
由于高聚物的结构､性质和合成方法的相关理论知识在高分子化学和高分子物理等课程中已经做了详细讲述,因此,在卓越班的教学过程中可以将第二部分各种高聚物的工业合成内容有机地穿插进聚合方法的介绍中来,侧重说明适用相应方法的聚合物种类和聚合工艺特点,使学生对不同聚合方法的理论､影响因素和适用范围产生更深刻的理解｡针对第二部分塑料､纤维和橡胶的所有工艺内容,每一类型选择几种典型聚合物材料进行重点讲授,强化学生对工艺流程和操作规程的认识｡
2.2微课程有利于完善高聚物合成工艺学的教与学
“微课程”最早是由美国新墨西哥州圣胡安学院的戴维·彭罗斯(David Pen-rose)于2008年提出的,由以下三部分组成:即由文字､音乐以及画面构成,可以让人能够在阅读文字､欣赏画面的同时,引发对学习内容的启发和思考｡微课程的开发有利于高分子材料科学与工程专业教师基础理论知识的讲授,便于在一个学生轻松的环境下提高了对聚合物合成工艺学知识的学习兴趣以及对理论知识的掌握,具有事半功倍的效果｡作为新型教学模式,微课程充分利用现代信息技术､媒体传播技术,提高了聚合物合成工艺学教学活动中的灵活性｡
由于聚合物合成工艺学既是对前述课程的承接,又是后续课程学习的铺垫｡通常的教学过程常常是先讲述基本原理,再说明该原理在实际当中能够体现的实例,根据聚合物合成工艺学教学目标的需要,利用微课程进行基本概念､原理的讲解,同时,组织卓越班学生对微课程进行研讨,提高学生分析问题和解决问题的能力,调动学生学习的积极性,提高学生实际动手能力和创新能力,增强学生的就业竞争力｡如在聚合物合成工艺学相关章节通过制作讲授“自由基聚合”､“聚合物反应器”､“高密度聚乙烯(HDPE)生产”以及“泡沫塑料的白色污染”等微课程,使学生对聚合物合成工艺有了更为深刻的理解,很好地巩固了学习效果｡
2.3课堂外布置高聚物合成工艺学开放性作业
开放性作业,是让学生在较宽松自由的条件和环境中独立自主完成非统一性和非标准性的作业,并在任课教师的引导之下,大学生自主发现､分析､解决问题,探究其基本规律,从而培养学生合作意识､创新精神和实践能力的系统活动,开放性作业是让大学生走出封闭式课堂,在较开放的条件和环境中,不定的时间内,自主完成的非统一性和非标准性作业｡开放性作业的实施把大学生置于课堂之外的广阔空间,同时又对学生的各方面能力提出了更高的要求｡在教学中教师应充分认识到开放性作业对提高教学质量,促进学生全面发展､主动发展的价值和意义｡让学生充分利用课余时间对课程的相关理论去实践､去锻炼,既可以解决课堂教学的时间和空间的局限,还能够促使每个同学得到锻炼,更重要的是可以督促那些不善于利用课余时间的同学,达到封闭式课堂与开放性课堂的有机结合,理论与实践的无缝对接｡
像聚合物合成工艺学这类实践性和前沿性课程如何做好开放性课后作业与封闭式课堂教学的结合既是解决课堂教学与课后作业的最好方法,也是教师巩固课堂教学效果,充分调动卓越班学生积极性､主动性去利用课余时间的最直接最有效的方法｡要想学生在课后能够认认真真地完成开放性作业,必须将课堂教学与课后作业紧密衔接｡具体做法如下:(1)将聚合物合成工艺学课程的教学部分内容实行项目化､任务化;(2)开放性作业与本地高分子生产企业挂钩,且都是现实前沿和学生感兴趣的问题,但又是在课堂上无法完成,必须去企业调查才能完成;(3)课堂上每个学生都必须上交上次作业,随机抽取作业由学生在班里讲解讨论,大家评价好的进行平时成绩奖励和其他精神奖励;(4)搜集本地石油化工企业的共性和个性问题编在项目和任务中要求学生课后去调研解决,在课堂进行解决方案评选,将好的解决方案推荐给企业,并争取一定的奖励回馈｡
3结语
经过对卓越班聚合物合成工艺学教学实践,教学改革取得了显著的效果｡微课程和开放性作业教学首先激发了学生对聚合物合成工艺学的学习兴趣,增强了主观能动性,为本专业的后续课程学习打下了良好的基础｡学生通过查阅资料､分组讨论完成开放性作业的过程,就是一次动手实践的过程,增强了学生的自学能力､实际动手能力,培养了学生的团队合作精神,为“卓越工程师计划”的实施提供了有力的支撑｡
参考文献(略)