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摘要:高分子材料加工與成型課程設計是材料化學專業學生對所學相關基礎知識的綜合運用與實踐。從課程設計題目選定及時間安排、教師輔導、成績考核等方面入手，改進指導方法，能提高課程設計的教學效果，有利于培養應用型與創新型相結合的專業人才。
關鍵詞:高分子材料加工與成型;課程設計;指導方法;教學改革
高分子材料加工與成型課程設計是高分子材料專業系列課程中的重要組成部分，是學生在完成高分子材料成型與加工原理理論學習和工廠認識實習后的一項實踐項目，是學生對所學相關基礎知識的綜合運用與實踐［1－2］。通過這一實踐環節，使學生熟悉并了解文獻檢索相關知識，培養學生資料收集及運用、設計及配方計算、計算機CAD作圖的能力，為畢業設計打下基礎［3－4］。高分子材料加工與成型課程設計通常是在給定設計題目基礎上，根據設計要求，一人一題獨立完成。通常安排2～3周，需要一定的獨立思考能力和團隊合作精神。在指導學生完成課程設計的過程中，我們發現不少同學只會死記書本知識而不會靈活運用，在接受設計題目后茫然無措，不能有效收集資料。此外，對課程設計環節不重視，懶于思考，經常坐等其他同學接近完成后拿來機械模仿，不去思之所以然，導致設計說明書漏洞百出。因此，為了提高學生課程設計完成質量，激發學生學習興趣和主觀能動性，幫助學生熟悉工程設計流程并掌握正確的工藝計算規則，指導老師必須針對學生實際情況，探索合適的指導方法，以達到培養合格工程實踐人才的目的?，F就課程設計的各個環節指導方法的改革和實踐總結如下。
1課程設計題目的選定及時間安排
在課程設計開始之前，首先要對學生情況進行摸底，了解學生對相關理論知識的掌握及靈活運用程度，以及對本專業領域主流產品實際生產流程、工藝參數、基本配方的熟悉程度，了解學生獲取文獻及生產資料的渠道和學生對課程設計的重視程度。在輔導學生時，通過啟發的方式引導學生提出問題并幫助其找到解決問題的思路。通過詳細的調研和輔導，了解學生的基礎，并使學生知道如何進行課程設計準備工作。在擬定課程設計題目時，盡量擬定學生感興趣且資料收集較為容易的題目。如我們在生產實習中曾經組織學生參觀株洲時代新材、株洲工業園金德管業，對改性塑料生產工藝、注塑、模塑和擠出加工成型方法積累了詳細的一手資料，學生對一些應用性強的產品如家電專用PP塑料、汽車內外飾件的工程塑料、給排水管等產生了濃厚興趣，我們擬定了一系列有針對性的題目供學生選擇，如“高鐵用PTFE滑塊產品工藝設計”“耐高溫聚乙烯管工藝設計”和“高鐵用尼龍扣件加工工藝設計”等。課程設計開始的時間選擇也極為重要。課程設計一般需要2～3周時間，程序為指導老師下達題目，進行具體安排和講述基本要求，確定考核方式，使學生充分了解課程設計的內容和需達到的任務指標。但是如果采用集中的2～3周時間，完成從選題到設計方案優化和完善以及設計說明書的撰寫，時間上較為緊迫。因此，需要機動靈活地安排設計各個環節的時間。同時，由于目前我校的高分子材料加工成型課程設計安排在理論課程結束后、期中考試周開始前，生產實習安排在學期初，雖然理論課程的學習和課程設計環節銜接緊密，有利于學生在對理論課程尚有深刻記憶時通過課程設計進一步加深理解，但即將開始的期中考試必然會分散學生的精力，占用不少時間，使課程設計完成的效率和質量難以保證。學期初的生產實習由于只是進入車間參觀，聽取工程師講解，生產實習結束后馬上是多門專業課程的學習，實習期間掌握的現場知識和工藝細節會隨時間流逝慢慢淡忘，對課程設計沒有起到應有的輔助作用。為了把生產實習、理論課程講授和課程設計有機地結合起來，我們改革了課程設計的教學過程，在學期初安排生產實習時，根據實習內容安排了課程設計的選題工作，使學生帶著課程設計的任務進行生產實習。在實習動員會議上，指導老師引導學生關注實際生產中原料配方、原料質量指標、設備參數、車間生產制度等與設計相關的問題，做好詳細記錄。學生在現場實習時，由于有確定的目標，可做到“帶腦”“帶心”參觀生產過程，與工程技術人員深入交流，有利于獲得更多的生產資料。實習結束后，要求學生在實習報告中添加和設計題目有關的生產工藝現狀與發展、工藝流程及控制方面的內容，使學生對將要進行的課程設計有一個總體認識。為了讓學生更好地消化理論知識，提高效率，課程設計集中的時間段可安排在期中考試結束后，一來學生可釋放復習迎考的壓力，心態最為放松，有利于課程設計環節的開展;二來老師結束理論課程也有更多的精力全程輔導。在組織課程設計的教學模式上，為了強化學生的獨立性，減少對教師和其他同學的依賴，在選題上盡量體現不同，如在產品規格、原料來源和質量指標、生產工藝選擇等方面存在差異。同時，指導教師需在統一的時間檢查進度，召集3次設計討論會議，時間節點設置在工藝計算部分初步完成、設計說明書初稿完成和圖紙初稿完成階段，在集體討論中，對相關環節出現的錯誤可及時更正。在學生分組上，應考慮不同學生的層次，在對學生性格、心理的充分了解上進行分組，如有的學生工作細致，追求完美，有的學生善于整理文獻，有的學生公式運用熟練，計算能力強，合理的分組能達到1+1＞2的效果。
2課程設計應體現學生的自主性和教師輔導的有效性
在課程設計教學過程中，指導老師的輔導環節是十分重要的［5］。指導老師首先要消除學生面對選題時茫然無措、無從下手的心理，給學生詳細講解相關范例，幫助確定設計說明書框架并及時審閱相關內容。指導老師輔導可以采取在線隨時輔導和線下集中組織兩種方式相結合的形式。老師統一召集學生，以會議的形式對設計任務、設計說明書的內容和格式、圖紙的要求和數量進行統一規定，對學生普遍存在的問題進行統一解答。引導學生查閱和使用工具書，對往屆課程設計中出現的問題提前做好預警并提出解決的途徑。由于學生在知識儲備和接受水平上存在個體差異，開展有針對性的個別輔導十分必要。在線聊天工具是大多數學生使用頻繁且得心應手的工具，在線討論也可消除學生單獨會見老師的緊張。設計組的學生和指導老師可建立討論組，暢所欲言，開放和放松的氛圍也有利于激發靈感，減少失誤。學生遇到公式運用上的困難以及某些關鍵資料無法收集的情況，可以直接和老師進行一對一的討論，獲得及時有效的幫助。
3課程設計授課方式改革應體現科學性和學生獨立性
3．1課程設計在課程體系中有承上啟下的作用
課程設計是在學生已經掌握一定的基礎理論知識之后和開展畢業論文(設計)之前的實踐教學環節，具有承上啟下的作用［3］。首先，它以某一理論課程為基礎，如在學習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計，學習了塑料成型加工設備后，相應地開始高分子設備課程設計等。根據課程所學內容對學生提出了設計任務和技術要求，又給學生動腦、動手的余地。這個環節對學生的畢業設計，乃至今后走上工作崗位后的實際工作都有著重要的影響。
3．2課程設計具有很強的綜合性
為了使學生獲得必要的工程設計能力，必須通過授課方式改革來體現科學性和學生的獨立性。如指導老師從往屆的設計中，挑選代表不同水平層次的設計，在課程設計開始前的課堂講授環節進行詳細的對比分析，幫助學生建立起一個設計質量標準。為了培養學生的獨立性，在設計時，務必使每位學生有不同的設計基本數據，如產量、原料組成和配方設計，生產工藝等，減少學生對其他同學的依賴，積極參與到設計的整個過程，能夠較好地提高學生的參與性、積極性，同時激發學生主動思考和創造。在課程設計過程中，工藝流程和設備類型的選擇都需要根據物料的物性參數和實際工藝條件來共同決定。
3．3課程設計授課需針對不同學習層次進行合理設計
在實際指導環節，由于學生的知識基礎和能力的差異，在獲取基礎工程數據、物性數據、方案設計、公式選用等方面都會有或多或少的困難，可對問題進行分析，采取不同的處理方法:1)針對少數同學遇到的非共性問題，單獨輔導，對認識不清的問題進行答疑解惑。如注塑、擠出工藝中基本原理和工藝條件確定，對于PS，需考慮熔體溫度、模具溫度、平均注射速度的影響，而對于PP和PE，還需額外考慮保壓時間和總循環時間的影響。2)對于大部分學生在課程設計過程中遇到的共性問題，采取集中詳細講解的方式進行，并對設計過程中所涉及的知識點在實際工程中的影響進行引導與分析。如在擠出機的設計計算中，對于擠壓系統的計算，包括螺桿主要參數設計和機筒設計以及螺桿和機筒材料的選擇與校核。然后根據市場上常見擠出機的型號和基本數據，結合擠出機生產能力、產量基本要求，根據物料特性、理論公式計算出螺桿加料段、塑化段和均化段長度尺寸，確定螺桿種類，并根據計算數據進行校核，選定擠出機設備。3)對于設計過程中學生遇到的因不了解設備形狀和結構等造成的困難，指導教師可通過實物、多媒體圖片及動畫的方式向學生展示說明，讓學生充分了解設計中所選用設備的結構和特點。
4考核方式應綜合全面評價學生的實踐能力
作為工科專業，我校材料化學專業的培養目標是培養高分子材料設計、加工改性領域的工程技術人才。僅僅通過提交設計說明書、由指導老師評定一個分數，對于評價學生的綜合能力來說還較為片面。課程設計考核的是學生對理論知識的綜合應用能力［6］。因此，有必要對考核方式進行改進，比如指導老師可以提出一些有針對性的問題，這些問題沒有統一的答案，但可以開啟學生思路。如原材料為什么要規定某些成分的最高含量值，超過規定值會有什么影響;如果在現有配方基礎上進一步提高韌性或硬度應怎么改進等等。指導老師可以引導學生在專業知識基礎上探索答案，使學生提高運用專業知識解決實際問題的能力。為了更好地考察學生的實踐能力和綜合思維能力，課程設計的考核方式可以實施彈性考核，從而更好地考察學生的實踐能力和綜合表現能力?？己顺煽儗幢壤峙渲琳n程設計的各個具體環節，即設計方案的提出和思路(20%)、課程設計方案的工程計算和工藝安排(35%)、工程圖紙繪制(20%)、課程設計答辯(15%)和開放性工程實際問題回答(10%)。其中，設計方案的提出和思路主要從方案的合理性、實踐性進行評價，同時考察學生思路是否清晰、文獻調研是否周密以及系統總結能力等;課程設計方案的工程計算和工藝安排主要考察學生是否能充分利用所學相關知識在設計資料基礎上完成正確的工藝計算，并根據平時實習環節獲取的現場知識充分進行工藝安排;工程圖紙繪制主要考察學生圖紙繪制的正確、規范程度，課程設計答辯主要考察學生的綜合表達能力;而通過對指導教師所提出的工程問題的解答可了解學生的理論知識基礎是否扎實，能否活學活用。
5結語
綜上所述，高分子材料加工與成型課程設計的選題需結合學生就業方向，因地制宜，難度適中;時間安排要靈活機動，適當分散，以安排在期中考試結束后為佳;教師輔導應方式靈活，統一與個別相結合，注意保護學生的學習自主性;考核方式應多樣化，將設計的多個環節分開考核，綜合評價，考察學生多方面的能力。應用上述指導方法，學生均感覺通過完成高分子材料加工與成型課程設計，既提高了對知識的理解和應用，又增強了動手能力和解決實際問題的能力，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
