王靜　王文一　紀秀杰　趙義平　張興祥

【摘 要】隨著科技的進步和網(wǎng)絡幕課的發(fā)展，高等學校的傳統(tǒng)教育面臨著巨大的挑戰(zhàn)。復合材料成型工藝實驗作為復合材料專業(yè)實驗教學的基本課程之一，如何提高其教學效果成為任課教師必須思考的問題。本文闡述了如何做好復合材料實驗預習、吸引學生興趣引發(fā)學生的獨立思考和實踐能力，充分發(fā)揮復合材料實驗在本科生教學中的重要作用。

【關鍵詞】復合材料實驗；創(chuàng)新實踐能力；教學方法

復合材料成型工藝實驗是我院復合材料專業(yè)的專業(yè)基礎實驗，涉及到化學、材料、化工、環(huán)境等專業(yè)的理論知識。它是一門實驗科學，可以通過實驗使得同學們更深刻地理解和掌握一些基本理論，同時可以鍛煉實驗基本技能，更能夠培養(yǎng)學生們嚴謹?shù)目茖W態(tài)度、科學的實驗方法、較強的動手能力，為同學們步入社會提供理論和實踐基礎。作為任課教師我們該如何提高復合材料實驗課程的教學效果呢？以下談談筆者在實驗教學過程中對教學方法及實驗設計的體會。

1.實驗預習形式的調整

實驗的預習是為了加深學生對理論課內容的理解，增強學生們做實驗的積極性，鍛煉學生的自學能力。這些都在培養(yǎng)學生探究能力和創(chuàng)新能力等方面發(fā)揮著重要作用，同時還能提高教師實驗課的效率。然而，大多數(shù)同學的預習報告只是抄了一遍實驗內容，沒有思考的過程。有的同學還抱怨講義內容太多，抄的手麻，而在課堂講授的時候都不知道實驗的操作步驟。這嚴重影響了實驗課程的教學效果，無法達到培養(yǎng)同學們創(chuàng)新能力的目的。這就要求教師進行換位思考，改變預習形式。

復合實驗一般都是以2人為一組，采用每次實驗課隨機請同學們在課堂上進行實驗講解，老師的作用可以作為實驗內容的補充講解，強化實驗要點和注意事項。這樣對于不愛預習的同學有預習的緊迫感，而對于做好課前復習并善于思考的同學而言是展現(xiàn)自己的一次機會。對于預習充分，講解思路清晰的同學，可以通過實驗加分的方式予以鼓勵。同樣，對于講解過程中，提出關鍵問題或者補充的同學，也可以予以加分。這樣能夠很好的發(fā)揮預習的作用，加深同學們對實驗的理解，同時對于實驗重點和注意事項能夠印象深刻。

這一方法，淡化了老師的主導作用，能夠更好的啟發(fā)學生對實驗的思考，做到理論知識與獨立思考的融會貫通。

2.實驗內容及形式的調整

對于復合材料專業(yè)的學生而言，學生能夠通過成型工藝實驗鞏固已學過的聚合物成型原理與工程的理論知識，學習擬定實驗方案、選擇和制定工藝參數(shù)，掌握各實驗的目的、原理及各種儀器設備的基本操作方法，從而培養(yǎng)學生的實際操作能力和科學研究能力，為畢業(yè)后從事復合材料相關的工作奠定良好的基礎。然而，成型工藝實驗的原材料多為各類樹脂液，即使在通風櫥中也有刺激性的氣味；另外，儀器多為大型設備，無法做到每人做一次，多是小組合作，大大降低了學生的興趣和主觀能動性。

俗話說：興趣是最好的老師，提高學生興趣，寓學于樂是提高實驗教學成果的最佳方式。在成型實驗中，以聚合物為基體的復合材料制品在設計時基體的基本性能數(shù)據(jù)通常用樹脂澆注體的性能代替，因此，掌握樹脂澆注體技術非常重要。我院對本實驗采取開放式設計實驗，學生初步反應良好。在澆注體實驗中，部分同學選擇模具的制作，另一部分同學則選擇工藝品的制作。兩年中，同學們的作品已經(jīng)由平面發(fā)展成為立體作品。由于引起了學生的興趣，同學們對影響樹脂作品的顏色、外觀、制作時間等因素都進行了認真的思考，提問也比較活躍。比如，實驗教學中選用的樹脂為不飽和聚酯樹脂，樹脂本身為綠色，受紫色促進劑顏色的影響，促進劑比例高的情況下，澆注體產(chǎn)品顏色就會變?yōu)辄S綠色；反之，促進劑含量低時，在固化劑含量一定的情況下，反應時間邊長，同時澆注體產(chǎn)品的顏色也會更接近樹脂本色。這樣，同學們對于澆注體實驗的原理、步驟、注意事項及配方的選擇有了更深刻的認識，實驗效果得到了加強。

由此可推測，對于注塑成型、真空導入（VIP）等成型實驗，我們也可以開展開放性實驗。比如：熱注塑成型機為大型儀器，一般采用演示實驗的方法，有些同學刻意圍在外圈不去學習儀器操作。針對這種現(xiàn)象，我們可以選取便攜式的化妝品小瓶等具有吸引力的小制品為模具，能在最大程度上滿足學生的好奇心，從而激發(fā)學習的欲望。層壓成型、模壓成型的區(qū)別就在于模壓成型有模具，然而現(xiàn)開展的實驗均是制備平板材料，學生不僅興致不高而且成型特點不易區(qū)分。同樣的，真空導入成型的設計也是平板產(chǎn)品，學生早已經(jīng)厭煩。因此，我們可以在進行專業(yè)建設時，購入具有吸引力的教學模具，比如小滑板、小杯子等等。

樹脂傳遞模塑成型（RTM），其設備包括空壓機、RTM機以及注射槍，其中RTM機上樹脂配方的調節(jié)和注射槍的注射是RTM的難點，其操作也相對復雜，單一的講解各部分的作用無法讓學生有一個系統(tǒng)的認識。而且講授時間過長，部分細節(jié)沒有聽懂的學生很容易產(chǎn)生疲勞感，授課效果大打折扣。實驗課任課老師可以自己在準備實驗中進行視頻錄像，并在實驗操作過程中加以講解。課堂上，播放視頻錄像能夠吸引學生的注意力，使學生對實驗有一個系統(tǒng)操作的認識。在重點和難點部分，使用教學儀器進行現(xiàn)場講解，加深學生對樹脂配方調節(jié)的方法和注意事項的記憶，事半功倍。最后由學生親自操作，在學生自己操作的過程中，再次體會儀器的使用和操作順序，補充在觀摩視頻和教師講解中沒有注意的事項，查漏補缺，達到系統(tǒng)全面掌握儀器使用的目的。

這些方法，在最大程度上吸引了學生興趣，通過開放型的實驗設計或者富吸引力的小制品，引導學生思考和學習，便于不同成型工藝的特點和要點的區(qū)分和記憶。

3.實驗報告的書寫

實驗后，教師針對實驗要求學生進行數(shù)據(jù)處理或者實驗思考總結。復合材料實驗中，只有凝膠時間、揮發(fā)分、單絲和復絲強度實驗需要數(shù)據(jù)的處理及作圖。以往同學們作圖的方法大部分手動畫圖，這種方法誤差大同時耗時。一般情況下我們向同學們講解origin作圖軟件的使用方法，通過事例數(shù)據(jù)的反復練習使同學們熟練掌這種作圖軟件，它能滿足大部分本科生的作圖需求，幫助同學們節(jié)省了以往手動作圖的時間，同時提高實驗結果的科學性和準確性，有利于科學研究的開展。根據(jù)實驗作圖結果分析實驗過程中哪些是有效數(shù)據(jù)，哪些是無效數(shù)據(jù)，同時分析無效數(shù)據(jù)產(chǎn)生的原因，深刻理解實驗內容。

成型工藝實驗是復合材料實驗的重點，也是學院為了同學們畢業(yè)后步入社會從事相關學科工作和學習進行的技能訓練。報告中主要包括實驗完成后對實驗的整體性把握，對實驗目的、實驗方法、實驗內容和實驗操作過程中的注意事項全新的認識和自己對實驗的一個心得體會，實驗成敗的影響因素分析等等。教師應該結合實驗過程中學生的動手能力以及完成情況在報告上寫優(yōu)秀、良好或者好等這樣不同的批注語，以鼓勵同學們繼續(xù)發(fā)揚主觀能動性。

4.結束語

為了提高復合材料成型工藝實驗課程的教學效果，針對成型工藝實驗課程的特點，總結了以上教學方法，培養(yǎng)同學們主動探究問題和解決問題的能力，在成型工藝實驗過程中真正實現(xiàn)了“教師為輔，學生為主，寓學于樂”的學習模式，強化了學生創(chuàng)新意識的培養(yǎng)，使同學們形成嚴謹?shù)目茖W態(tài)度，獲得科學合理的實驗方法，為社會培養(yǎng)創(chuàng)新型人才奠定基礎。

致謝：

天津工業(yè)大學2013年校級教育教學改革立項項目：2013-3-04；天津市教育科學“十二五”規(guī)劃課題： 高等教育青年課題 （HEYP6001）； 高等教育重點課題： （HE2013）。