侯維敏+張曉琳+李鳴明+宮蕾+李秀平+詹世平

摘要：《聚合物合成原理及工藝學(xué)》是高分子材料與工程專業(yè)重要的必修專業(yè)核心課。但由于內(nèi)容廣博且理論聯(lián)系實(shí)際緊密，而學(xué)生缺乏生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，給同學(xué)們的學(xué)習(xí)帶來困難。本文探討了為有效提高課堂教學(xué)效果及學(xué)生的工程實(shí)踐能力，在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法及教學(xué)手段等方面的探索。

關(guān)鍵詞：聚合物合成原理；課堂教學(xué)效果；工程實(shí)踐能力

《聚合物合成原理及工藝學(xué)》是以傳統(tǒng)三大合成材料及先進(jìn)高分子材料的工業(yè)生產(chǎn)為模型，以聚合物的大分子鏈設(shè)計(jì)——鏈結(jié)構(gòu)控制——產(chǎn)品性能控制為主線，系統(tǒng)介紹了高分子材料的工業(yè)生產(chǎn)方法及重要品種高分子材料的生產(chǎn)工藝。本門課在高分子材料與工程專業(yè)中的地位非常重要，是一門必修的專業(yè)核心課，主要以有機(jī)化學(xué)、高分子化學(xué)、高分子物理、化工原理等課程為基礎(chǔ)，重在培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)。但由于課程對(duì)先修課程的依賴性強(qiáng)，學(xué)生對(duì)先學(xué)知識(shí)掌握不牢而覺得內(nèi)容晦澀難懂；并且由于課程內(nèi)容廣博，理論聯(lián)系實(shí)際緊密，學(xué)生又沒有任何生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)而覺得知識(shí)枯燥乏味，導(dǎo)致聽課效果差。針對(duì)這些問題，本文通過以下幾方面的改革措施來探討如何能夠有效提高課堂教學(xué)效果及學(xué)生的工程實(shí)踐能力。

一、梳理教學(xué)內(nèi)容，突出重點(diǎn)

聚合物合成原理及工藝學(xué)以合成工藝為主線，主要介紹了高分子材料領(lǐng)域中重要品種的生產(chǎn)方法、結(jié)構(gòu)、性能等方面的內(nèi)容。我們目前選用的是趙德仁主編的第三版《高聚物合成工藝學(xué)》，主要包括兩大部分內(nèi)容，第一部分以工藝為主，介紹聚合方法，如自由基聚合、離子聚合、配位聚合、縮合聚合及逐步加成聚合的生產(chǎn)工藝；第二部分以聚合物品種為主，介紹材料性能應(yīng)用及相應(yīng)的生產(chǎn)方法，如通用塑料、工程塑料、生物降解高聚物、水溶性高聚物、合成纖維、合成橡膠等。這本教材非常經(jīng)典，內(nèi)容編排豐富。但由于課時(shí)少（32學(xué)時(shí)）與內(nèi)容多相沖突，還有一些前后章節(jié)內(nèi)容交叉，或是與其他專業(yè)課程內(nèi)容重疊，不能采用全覆蓋式講授，因此適當(dāng)調(diào)整精選了授課內(nèi)容。

（一）課堂上重點(diǎn)講授第一部分，介紹幾大聚合方法。這些聚合方法在之前的高分子化學(xué)里著重講過聚合機(jī)理等理論知識(shí)及計(jì)算，所以簡單復(fù)習(xí)一下，主要著重生產(chǎn)工藝過程的詳細(xì)介紹，包括原料準(zhǔn)備與精制、催化劑或引發(fā)劑的準(zhǔn)備與配制、聚合反應(yīng)、分離過程、聚合物后處理、回收等具體生產(chǎn)過程，還會(huì)講述過程中所涉及的設(shè)備、工藝條件、配方等。

（二）挑選教材中第二部分內(nèi)容的聚合物品種作為實(shí)例，適當(dāng)穿插進(jìn)入第一部分的講解。例如，講到自由基懸浮聚合時(shí)，會(huì)引入有代表性的聚氯乙烯（PVC）的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、應(yīng)用及生產(chǎn)工藝等來講解，并舉一些與生活貼近的應(yīng)用實(shí)例，像PVC制作的保鮮膜，由于殘留致癌單體氯乙烯，盡量不用，尤其不要用這種膜包裝食物，還將它與聚乙烯（PE）膜比較，告訴學(xué)生們兩者的區(qū)分方法；PVC人造革與聚氨酯（PU）人造革制作的仿皮衣皮革包的區(qū)分方法；PVC貼皮家具的制作過程等；講解逐步加成聚合時(shí)，就主要以聚氨酯為代表來介紹生產(chǎn)工藝。

（三）書中第二部分內(nèi)容以學(xué)生自學(xué)了解為主，學(xué)生可針對(duì)某個(gè)感興趣的聚合物品種看書學(xué)習(xí)并查閱相關(guān)文獻(xiàn)，最后整理提交一個(gè)專題報(bào)告，主要介紹該聚合物的結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)、生產(chǎn)方法及工藝、應(yīng)用等，分?jǐn)?shù)記入期末總成績。

二、結(jié)合實(shí)踐教學(xué)。提高工程能力

工程實(shí)踐能力是工程師最重要、最基本的素質(zhì)之一，也是高等院校工科專業(yè)教育的薄弱環(huán)節(jié)?！毒酆衔锖铣稍砑肮に噷W(xué)》是實(shí)現(xiàn)聚合物材料從實(shí)驗(yàn)室規(guī)模到工業(yè)化生產(chǎn)必經(jīng)之路，是理論聯(lián)系實(shí)際的重要橋梁。本課程著重強(qiáng)調(diào)工程技術(shù)觀點(diǎn)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)訓(xùn)練，從而提高學(xué)生工程實(shí)踐能力，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問題的能力，為今后學(xué)生從事高分子設(shè)計(jì)、改性、加工和應(yīng)用奠定理論基礎(chǔ)，并為從事工程技術(shù)工作打下良好的基礎(chǔ)。所以本課程需要與實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)緊密配合，才能實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)。

（一）將實(shí)習(xí)與課堂教學(xué)相結(jié)合。認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)和生產(chǎn)實(shí)習(xí)是實(shí)踐教學(xué)的重要環(huán)節(jié)?！毒酆衔锖铣稍砑肮に噷W(xué)》課程安排在認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)和生產(chǎn)實(shí)習(xí)之間的學(xué)期里。我們選擇了與本專業(yè)密切相關(guān)的一些生產(chǎn)企業(yè)去參觀學(xué)習(xí)，如大連西太平洋石油化工有限公司，主要參觀聚丙烯生產(chǎn)車間，同學(xué)們在工程師的帶領(lǐng)及講解下了解了聚丙烯的生產(chǎn)工藝流程和具體的生產(chǎn)裝置，加深理解了課堂所學(xué)的知識(shí)；參觀順達(dá)聚氨酯的車間，工程師先用PPT介紹產(chǎn)品及工藝特點(diǎn)，然后參觀具體生產(chǎn)工藝流程，講述了從原料到最終產(chǎn)品加工包裝的各個(gè)環(huán)節(jié)；在大連北方海鷗制漆廠參觀了油漆的生產(chǎn)、表征及研發(fā)部門。然而我們也意識(shí)到學(xué)生在企業(yè)參觀實(shí)習(xí)的時(shí)間畢竟非常有限，大學(xué)4年僅有4周時(shí)間。因而我們計(jì)劃進(jìn)一步加強(qiáng)校企聯(lián)系，將定期聘請(qǐng)校內(nèi)外專家或企業(yè)成功人士來學(xué)校進(jìn)行一系列與生產(chǎn)實(shí)際或?qū)I(yè)前沿發(fā)展密切相關(guān)的講座，這樣既可以開闊學(xué)生的視野也能提高工程實(shí)踐能力，此外還能激發(fā)他們對(duì)課堂學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)的興趣。

（二）將課程設(shè)計(jì)、化工設(shè)計(jì)大賽與課堂教學(xué)相結(jié)合。本專業(yè)綜合性課程設(shè)計(jì)安排在本課程結(jié)束后的學(xué)期，該課程設(shè)計(jì)與本專業(yè)課程內(nèi)容緊密相關(guān)。由于本課程的第二部分內(nèi)容由學(xué)生自行選擇某個(gè)聚合物品種并查閱相關(guān)文獻(xiàn)，在課程設(shè)計(jì)階段，即可根據(jù)上學(xué)期提交的專題報(bào)告，繼續(xù)完成相關(guān)的工藝和設(shè)備設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，最后還需附上工藝流程圖及設(shè)備的工藝條件圖。

（三）開放專業(yè)實(shí)驗(yàn)室，包括合成、加工、表征3個(gè)實(shí)驗(yàn)室，設(shè)備先進(jìn)齊全，可以用于學(xué)生們的課外實(shí)踐活動(dòng)基地。例如，同學(xué)們可以根據(jù)課堂所學(xué)的自由基本體聚合實(shí)施方法來制備有機(jī)玻璃棒；采用噴霧干燥器處理乳液聚合產(chǎn)物，與采用破乳劑沉降析出產(chǎn)物對(duì)比，觀察其形態(tài)大小等方面的不同；采用縮合聚合的界面縮聚的方法制備尼龍絲等；采用先進(jìn)的二氧化碳超臨界裝置進(jìn)行綠色聚合的研究探索。

（四）鼓勵(lì)學(xué)生參加各種競賽活動(dòng)。例如，每年高分子材料與工程專業(yè)都組隊(duì)參加遼寧省及全國化工設(shè)計(jì)大賽，曾獲得過全國大學(xué)生化工設(shè)計(jì)競賽二等獎(jiǎng)；每年都組織申報(bào)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目，讓同學(xué)們早在大一大二就可以進(jìn)入老師的課題組做創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生的科研興趣及綜合能力。這些項(xiàng)目為他們工程實(shí)踐及創(chuàng)新能力的提高提供了很好的平臺(tái)，并能將自己的研究成果凝練總結(jié)發(fā)表在學(xué)術(shù)期刊上，其中一項(xiàng)優(yōu)秀的校級(jí)項(xiàng)目還被選中，獲得遼寧省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目資助并順利結(jié)題。endprint

三、利用多媒體提高教學(xué)效果

《聚合物合成原理及工藝學(xué)》的課程內(nèi)容與生產(chǎn)實(shí)踐聯(lián)系緊密，若全部以傳統(tǒng)板書的形式進(jìn)行教學(xué)，難以達(dá)到良好的教學(xué)效果，并且由于課時(shí)少內(nèi)容多，傳統(tǒng)的教學(xué)手段承載的容量有限，板書耗時(shí)。這時(shí)我們可利用多媒體，如視頻、動(dòng)畫等將這些難以表述的內(nèi)容清地顯示在屏幕上，這樣學(xué)生更容易接受和理解。本課程中涉及到大量的合成工藝流程圖及單元設(shè)備圖，可讓學(xué)生采用Auto CAD軟件參與繪制；針對(duì)工藝流程原理、反應(yīng)機(jī)理、設(shè)備工作原理等抽象難懂的教學(xué)難點(diǎn)，采用Flash軟件制作單個(gè)動(dòng)畫文件，直觀形象地進(jìn)行模擬；對(duì)于一些需要詳細(xì)說明的教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)，使用動(dòng)畫也難達(dá)到滿意的教學(xué)效果時(shí)，則利用網(wǎng)絡(luò)資源搜集視頻素材，例如回收的廢舊塑料瓶如何制成滌綸衣服、制作聚氨酯泡沫座椅的過程、油漆的制作、石油的開采、合成橡膠的制備等視頻。采用直觀的單元設(shè)備圖、工藝流程圖、Flash動(dòng)畫、視頻等多種媒體形式，大大地豐富了課程的教學(xué)內(nèi)容，有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、加深學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容的透徹理解，從而達(dá)到常規(guī)教學(xué)手段難以達(dá)到的教學(xué)效果。

四、提高科研素養(yǎng)及環(huán)保意識(shí)

目前，隨著國家現(xiàn)代化進(jìn)程的加快，培養(yǎng)高素質(zhì)人才是本科教學(xué)工作的重中之重。高素質(zhì)主要體現(xiàn)在創(chuàng)新意識(shí)與能力，這就需要我們平時(shí)更注重學(xué)生科研思維的培養(yǎng)，增強(qiáng)其創(chuàng)新性實(shí)踐意識(shí)，以適應(yīng)社會(huì)發(fā)展需要。此外還需讓學(xué)生加強(qiáng)環(huán)保意識(shí)，發(fā)展綠色科研之路，減少污染，保護(hù)地球環(huán)境。我們主要通過以下兩方面的措施提高學(xué)生的科研素養(yǎng)及環(huán)保意識(shí)：

（一）引入學(xué)科前沿科研內(nèi)容，寓科研于教學(xué)。例如，乳液聚合中的乳化劑屬于表面活性劑，講授時(shí)引入表面現(xiàn)象的介紹，通過圖片和視頻，介紹了科學(xué)家們通過向自然學(xué)習(xí)從而制備出仿生材料。例如，模擬荷葉的超疏水結(jié)構(gòu)制備自清潔材料；研究水蠅如何實(shí)現(xiàn)輕松在水中站立跳躍，為今后開發(fā)微型水上交通工具提供思路。

（二）倡導(dǎo)學(xué)生積極參與環(huán)保行動(dòng)，提高環(huán)保意識(shí)。在講授教材第一章廢舊塑料的回收時(shí)，針對(duì)這一主題與學(xué)生探討解決方案，還介紹了如何將廢舊塑料瓶加工處理變成滌綸毛衣；播放一次性泡沫塑料飯盒如何回收再利用的視頻；講解如何將廢棄的蝦蟹殼經(jīng)過化學(xué)處理變成可吸收的手術(shù)縫合線殼聚糖的過程等。此外讓同學(xué)們積極參與到環(huán)保行動(dòng)中，做好垃圾分類、利用課余時(shí)間清理校園垃圾、減少一次性塑料的使用等這些力所能及的事情。

五、促進(jìn)教師工程實(shí)踐能力提升

教師是教學(xué)主體，教師的工程實(shí)踐能力對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)效果及工程實(shí)踐能力的提高起到至關(guān)重要的作用。由于目前高校教師尤其是青年教師，雖然學(xué)歷很高，但大多是從此校門轉(zhuǎn)入彼校門，缺乏實(shí)際工廠工作經(jīng)驗(yàn)，講課時(shí)重理論輕實(shí)踐，因此亟待提高教師工程實(shí)踐能力。我們需要建立一些長期合作的工廠實(shí)踐基地，教師定期進(jìn)行工程實(shí)踐培訓(xùn)或去企業(yè)掛職鍛煉，吸收積累生產(chǎn)一線的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，做到理論結(jié)合實(shí)踐；多鼓勵(lì)青年教師參加工程實(shí)踐培訓(xùn)課程及會(huì)議，例如參加Aspen軟件培訓(xùn)，老師們可以利用軟件完成實(shí)際工藝的模擬及優(yōu)化；教師指導(dǎo)學(xué)生多參加全國化工設(shè)計(jì)大賽、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、挑戰(zhàn)杯等項(xiàng)目。

六、結(jié)語

在《聚合物合成原理及工藝學(xué)》的課程教學(xué)中，為提高課堂教學(xué)效果，爭取在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)讓學(xué)生掌握更多專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，我們在教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)手段等多個(gè)方面進(jìn)行了積極有效的改革探索與實(shí)踐。主要采用精選教學(xué)內(nèi)容、重視實(shí)踐環(huán)節(jié)、利用多媒體、提高科研素養(yǎng)及環(huán)保意識(shí)、考核多樣化、提高教師工程實(shí)踐能力等一系列措施，不僅能提高課堂教學(xué)效果，還有助于培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力。endprint