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《高分子助剂及应用》教学方式探讨

时间:2024-07-28

陈 杰

(吉林化工学院材料科学与工程学院,吉林 吉林 132022)

高分子材料现在已成为工业、农业、日常生活及国防工业等各个领域不可或缺的材料,对于人类社会的发展进步意义重大[1-2]。然而,高分子材料本身有许多需要克服的缺点,高分子材料不加助剂,有的难以成型加工,有的无法应用或应用受到限制。高分子材料加工助剂的研究晚于高分子材料[3],在高分子材料的生产加工过程中添加各种助剂,可提高产品质量、改善生产工艺条件,也是赋予产品某些特性的主要方法之一[4]。

《高分子助剂及应用》课程是一门重要的专业课程,其实用性很强。这门课程主要是研究高分子材料加工过程中所用的助剂,通过该课程的学习,使学生掌握高分子材料加工过程中所用助剂的类型、作用机理、结构、特性、应用及对高分子材料的加工及性能的影响,培养学生分析及解决问题的能力,为其它课程或今后开展高分子材料设计、加工、研究等相关工作奠定理论和实践基础。

如何引导学生,吸引学生,发挥学生的学习热情,并对所学知识灵活应用,是一名教师不断研究和探索的课题,本文结合《高分子助剂及应用》的课程特点,谈一谈该课程的教学心得以及教学方法的探讨。

1 第一堂课教学方法探讨

高分子助剂种类繁多,相关内容具有较强的概述性,单纯的课堂讲授会使学生感觉枯燥,失去学习兴趣。为了促发学生的学习积极性,在第一堂课将高分子助剂系统知识精彩导入,激发学生对助剂理论知识的兴趣,为本课程以后的教学奠定良好的基础。

第一堂课主要为概述部分,除了介绍助剂的概念外,应先讲授材料不加助剂的缺点,比如塑料不加助剂会出现弹性脆、不耐冲击、耐热性差、不耐高温、加工流动性差而难以成型等众多的缺点,导致无法应用。其中聚氯乙烯是最常用的塑料,但也是非常难加工的,主要是因为其熔融温度高于其分解温度,也就是没有达到加工温度就开始分解,如果不添加热稳定剂和增塑剂就无法加工。在教学过程中可把助剂比喻成工业味精,助剂如同食品中味精等调味品,炒菜过程中缺少酱、醋、味精等就烹调不出美味,高分子材料中不加助剂,就生产不出合格的产品。这样,学生可以更形象地去理解助剂在材料加工中的重要性。

听课兴趣增加之后再结合实际应用讲授助剂的特点、分类及选用助剂的原则,选用助剂的原则是第一堂课讲授的重点内容,其间可以讲解一下高分子型助剂的耐迁移和低抽出性等特点,高分子型助剂是助剂的发展趋势之一,也是高分子专业学生对口研究的课题,这样也提高了学生对本专业的热爱。同时,第一堂课可以尽量多讲述几个贴近生活的实例,调动学生学习的积极性,提高教学效果。

2 其它章节教学内容探讨

考虑到本课程学时不多,其它章节的讲授,可以结合自己的专业方向,把教学重点放在高分子材料加工过程中常用助剂上,比如增塑剂、抗氧剂、热稳定剂、光稳定剂和阻燃剂等。

对于每一章所讲述助剂的定义、发展史等时,不用做重点讲解,定义明确出来,发展史粗略讲解让学生有个概括性的了解即可。而对于助剂的结构特点和作用机理,是重点讲解内容,也是教学的难点,需要学生重点掌握。其间要重点阐述助剂结构与材料性能之间的关系。

对于助剂的类别、应用和选用原则,是为了让学生进一步理解作用机理,让学生进一步了解该类助剂的应用特点,所以这也是讲解的重点内容。因为我校的高分子材料与工程专业培养的是工程应用型人才,所以在讲课过程中,要重点强调助剂在具体的高分子材料,如聚氯乙烯、聚乙烯、ABS树脂等中是怎样应用的,不同的材料应选择什么样的助剂,这样不仅能让学生知道高分子材料加工助剂是什么,更能让学生知道助剂怎么用。而其他内容,如助剂的合成或发展趋势,由于时间关系,只能大致地讲解或让学生课后查阅相关资料,自行学习。

另外,授课时一定要重点突出、主次分明,重点内容一定要让学生记录下来,否则,学生因把握不住课堂学习的重点,不爱听讲,学习效果会很差。

3 灵活的教学方式,激发学生的学习兴趣

3.1 多媒体教学与传统教学相结合

《高分子助剂及应用》这门课程教学内容繁多,具有较强的理论性和实践性。单纯的一种教学方式会使课堂枯燥,采用多媒体教学和传统教学相结合是很好的教学方式。

(1)当需要多种形式的展示,如助剂的外观图片、助剂使用效果的表征图片、合成助剂的工艺流程图、生产车间及合成产品中的图片及影像等时,应以多媒体为主;(2)助剂作用原理、结构及分类可以通过多媒体方式进行。教师应充分利用网上资源,并根据实际情况自己制作含动画的CAD课件,如讲述某种助剂的作用机理时,可以利用动画进行情景演示,这样讲授的知识也更加直观和生动。多媒体可以更直观地展现最新研究进展,能够使学生更好的将理论学习与实践相结合,提高学生学习兴趣,集中注意力,增强教学效果。

传统教学中的板书也是教学环节中不可缺少的。利用板书的引导带动学生的思维逐渐深入,更容易将知识点讲透,在黑板上一边书写一边讲解本章重点,学生更容易跟上教师的思路,更有利于学生对知识点的理解。比如讲到光稳定剂的作用机理时,可以把它和讲过的抗氧剂和热稳定剂的作用机理进行对比讲解,因为这三种助剂都是稳定化助剂,也统称为“防老剂”。可以把三种助剂作用机理的关键词都写在黑板上,再结合多媒体上机理的详细内容进行对比分析,引导学生思考这三种助剂分别是怎样防止高分子材料老化的,作用机理有什么不同,这样更容易将难点讲透,更容易加深学生对知识的理解,而且学生在复习旧知识的同时,新知识也会学得更扎实。

板书可以很好地整合散乱的知识点,展示教学内容的知识要点,有利于学生对相关知识的记忆。板书的内容再通过多媒体进行一下总结,会收到更好的教学效果。

3.2 互动式教学

为了激发学生学习《高分子助剂及应用》这门课的兴趣,发挥学生的主观能动性,让学生参与到课堂教学中,互动式教学是有效的教学方式[5]。

互动式教学: 一方面可在课堂上提问,可以随机也可有针对性提问,可以提出一些高分子材料实际生产过程中与所学助剂相关的技术问题,或者提出一些现实生活中关于助剂的现象,引导学生运用已有的知识进行分析判断,若课堂上回答不出来课后自行查资料,下一堂课时继续提问;另一方面可以给学生设计几个问题,如:选择合适的助剂进行材料配方设计或者是某种助剂在某种高分子材料中的作用原理是怎样的等等,让学生课下查阅资料,并制作多媒体课件,选择某一堂课让学生尝试上讲台授课,也就是翻转课堂,讲完后与全班同学讨论交流,最后再由教师分析点评。互动式教学,可以将学生的被动学习转化成主动学习,激发学生的学习热情。

我校与中国石油吉化公司保持长期的交流合作,每一年我专业的学生都有两周到吉化公司相关企业生产实习的机会,生产实习是理论与实践相结合的教学形式,是学生加深课堂所学知识的重要过程,要抓住生产实习的有利契机,同样进行互动式教学。在生产实习过程中每次下现场前,都准备几道思考题,让学生带着问题到现场,学生到现场参观学习后,教师再结合课堂传授的助剂知识,对此生产线上产品的加工方法、所加助剂的类型、机理等进行提问,并引导学生运用所学知识,解决生产问题,将知识融会贯通。

4 教学效果与评价

我校的《高分子助剂及应用》课程是一门考查课,成绩考核一般采用作业、笔记、课堂讨论、课堂考试、小论文等方式进行。引导学生多思考多讨论,才能调动学生主动学习的积极性,互动式教学过程中学生的现场发挥及翻转课堂学生的讲课情况,学生对于课题的参与程度,都与成绩评定紧密挂钩,互动式教学讨论至少要占到总成绩的20%。

《高分子助剂及应用》是一门应用性很强的课程,通过实践,觉得用小论文考核更符合这门课程,因为写小论文本身就是一次再次学习的过程。比如,以某种高分子材料助剂如何在某材料中发挥作用为题,让学生接合实际写出小论文,这样在写小论文的过程中,就需要学生通过多种方式,查阅较多的资料,将相关内容很好地组织,并要形成自己的观点,撰写的小论文字数要求在3000字左右。小论文更能体现出学生的学习态度和掌握的知识水平。期末成绩可以选择小论文占总成绩的40%,课堂讨论占总成绩的20%,作业、笔记及课堂考试占总成绩的40%。

5 结 语

《高分子助剂及应用》这门课程在讲授过程中,要采用多种教学方式,激发学生学习热情,要切合实际改革考核方式,使学生更加系统、灵活的掌握课程内容,要重视理论与实际应用相结合,紧扣企业的需求,培养工程应用型人才。目前,新型高分子材料及高分子材料加工助剂不断被研发出来,知识不断更新,而学生的学习方式、学习兴趣也随时代变化,如何上好《高分子助剂及应用》这门课也需要与时俱进,要不断探索、不断研究。

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