工程教育認(rèn)證背景下《塑料工藝實驗》教學(xué)改革和探索-

工程教育認(rèn)證背景下《塑料工藝實驗》教學(xué)

改革和探索*宋仕強(qiáng)，袁海寬，范欣，朱敏，江振林，王錦成（上海工程技術(shù)大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，上海202220）自2022年被納入《華盛頓協(xié)議》的預(yù)備成員國以來，我國的工程教育認(rèn)證工作取得了長足進(jìn)展。根據(jù)中國工程認(rèn)證教育協(xié)會公布的信息,到2022年累計241所高校的1353個工科專業(yè)通過工程教育認(rèn)證。工程教育認(rèn)證得到了越來越多的高校認(rèn)可，同時專業(yè)的申請數(shù)量逐年攀升[1-2]。通過工程教育認(rèn)證，提高了高校在學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)、畢業(yè)要求、持續(xù)改進(jìn)、課程體系、師資隊伍、支持條件等方面規(guī)范化程度，推動了我國工程教育與國際接軌，拓寬了畢業(yè)生的就業(yè)擇業(yè)視野[3~4]o上海工程技術(shù)大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院高分子材料與工程專業(yè)已成功入選上海市一流本科專業(yè)建設(shè)點，而本專業(yè)的方向為橡塑方向，《塑料工藝實驗》作為本專業(yè)重要的實驗課程，是對《聚合物成型加工基礎(chǔ)》等專業(yè)必修課程的有力支撐[5],同時也是對前期相關(guān)專業(yè)課程《材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)》、《高分子化學(xué)》、《高分子材料與加工技術(shù)》的專業(yè)拓展，也可作為應(yīng)用化學(xué)、化學(xué)工程等我院其他化工類專業(yè)的選修課進(jìn)行學(xué)習(xí)，能夠使化工專業(yè)學(xué)生了解塑料加工成型的基本操作，拓展化工專業(yè)學(xué)生的知識面和動手能力，為我國塑料行業(yè)培養(yǎng)培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才。基于工程認(rèn)證教育背景下，如何在《塑料工藝實驗》中提高學(xué)生的主觀能動性，激發(fā)學(xué)生主動探索力以及發(fā)現(xiàn)解決問題能力是當(dāng)前函待解決的問題［6］。因此，根據(jù)工程教育認(rèn)證的要求，對《塑料工藝實驗》教學(xué)內(nèi)容的改革勢在必行。1現(xiàn)有課程教學(xué)現(xiàn)狀和存在的問題《塑料工藝實驗》是本專業(yè)在2022年針對塑料成型加工所設(shè)立的專業(yè)性實驗，但隨著近幾年高分子學(xué)科的發(fā)展，塑料加工工藝不斷變化，實驗設(shè)備不斷更新，現(xiàn)有的實驗教學(xué)內(nèi)容也應(yīng)隨著學(xué)科發(fā)展有所變更,更好地符合工程認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)和塑料行業(yè)的發(fā)展，提升化工及高分子專業(yè)學(xué)生在塑料行業(yè)的就業(yè)能力。此外，《塑料工藝實驗》設(shè)立較早，大多屬于驗證性實驗，實驗難度較小，只需按照實驗教材上的步驟就完成實驗，不符合工程認(rèn)證所倡導(dǎo)的提高學(xué)生解決復(fù)雜工程問題能力為目標(biāo)，以產(chǎn)出為導(dǎo)向的思想理念。其次，在實驗教學(xué)過程中仍然是沿用傳統(tǒng)的填鴨式教學(xué)方法，即以教師為中心向?qū)W生單向輸入知識，無法激發(fā)學(xué)生主動探索的興趣，不能提高學(xué)生解決問題的能力，與工程認(rèn)證下培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才目標(biāo)不符。最后，實驗成績的評定，主要包括實驗報告，課堂表現(xiàn)以及實驗操作等，評價指標(biāo)過于單一。因此，基于工程認(rèn)證背景下，課程內(nèi)容緊緊圍繞工程認(rèn)證的三大理念，將實驗內(nèi)容變?yōu)橐运芰霞庸に贸晒麨閷?dǎo)向，以學(xué)生為實驗中心，不斷完善創(chuàng)新實驗內(nèi)容。2改革措施1實驗內(nèi)容塑料工藝實驗現(xiàn)有的實驗內(nèi)容只涉及擠出和壓縮成型工藝，將原有的擠出和壓縮成型工藝拓展到注塑、流延、壓注和真空吹塑等塑料成型工藝，實驗將由學(xué)生作為中心從母料的選擇購買到配方自主設(shè)計、混煉等后進(jìn)行塑料成型加工；對于塑料性能測試方面由力學(xué)性能，擴(kuò)展到對電性能、熱性能和流變性能進(jìn)行測試這樣不僅極大地豐富了實驗內(nèi)容而且貼合目前塑料企業(yè)的實際需求。在整個實驗過程中學(xué)生作為主體參與到實驗方案設(shè)計、操作的全過程，貫徹了學(xué)生為中心的導(dǎo)向,提高了學(xué)生積極性和創(chuàng)造性，同時每位學(xué)生選擇的配方不同實驗方案所得結(jié)果不同，體現(xiàn)了差異化的教學(xué)也豐富了課程實驗內(nèi)容。實驗教學(xué)隨著多媒體教學(xué)的不斷發(fā)展，《塑料工藝實驗》中涉及到的擠出機(jī)、注射機(jī)、模壓機(jī)等塑料成型設(shè)備，可采用動畫和視頻相結(jié)合的方式,通過動畫效果將儀器的內(nèi)部構(gòu)造和功能生動形象地進(jìn)行展示，加深學(xué)生的理解；在涉及實驗安全方面，可結(jié)合塑料加工廠中發(fā)生的事故作為案例，結(jié)合錄像等多媒體手段，開展課堂討論，解析事故發(fā)生的原因，引起學(xué)生的重視；此外，還可利用虛擬仿真軟件，將實驗反應(yīng)過程中傳質(zhì)傳熱等物理化學(xué)變化，生動形象地展現(xiàn)出來，體現(xiàn)以學(xué)生為主導(dǎo)的教學(xué)理念。最后，指導(dǎo)教師可以采用互動式教學(xué)針對每個學(xué)生不同的實驗方案進(jìn)行分析指導(dǎo)，實現(xiàn)一人一題，提升學(xué)生的參與感,讓學(xué)生感受到他們是課堂的“主人”。實驗成績評定以往成績的評定主要側(cè)重于實驗報告的撰寫，根據(jù)學(xué)生報告中實驗數(shù)據(jù)的正確率以及實驗分析、工整度等進(jìn)行評判，同時實驗內(nèi)容單一會導(dǎo)致學(xué)生抄襲現(xiàn)象嚴(yán)重，也無法調(diào)動學(xué)生的積極性和主動性，反饋機(jī)制單一，更無法評估學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、探索創(chuàng)新能力和解決問題的能力等。本實驗采用前期準(zhǔn)備考核、過程考核和結(jié)果考核的全要素考核方式，主要體現(xiàn)在：（1）自擬實驗方案以及預(yù)習(xí)（30%）,包含前期文獻(xiàn)調(diào)研，自擬實驗方案可行性，所用藥品的物性數(shù)據(jù)等進(jìn)行評分，實驗方案可行性不夠不能進(jìn)入實驗室；（2）課堂實驗表現(xiàn)（40%）,根據(jù)實驗過程中儀器及藥品的正確操作，材料測試性能結(jié)果，以及實驗過程中出現(xiàn)問題所對應(yīng)的解決方案，記錄每一位學(xué)生的表現(xiàn)并給出分?jǐn)?shù)；（3）結(jié)果考核（30%）,包含報告撰寫規(guī)范性，結(jié)果可靠性、現(xiàn)象結(jié)果分析等。3改革效果調(diào)動學(xué)生的積極性通過對實驗內(nèi)容，教學(xué)方法以及成績評定等方面的改革，增加了自主實驗內(nèi)容和課前預(yù)習(xí)成績評定的比例，需要學(xué)生主動調(diào)研實驗相關(guān)資料，了解相關(guān)知識，獨立設(shè)計和思考實驗內(nèi)容和步驟以及注意事項等,因而可以充分調(diào)動學(xué)生的積極性，培養(yǎng)科學(xué)研究的規(guī)范性、嚴(yán)謹(jǐn)性,提高學(xué)生良好的科研習(xí)慣、科研態(tài)度以及分析問題解決問題的能力，有助于工程教育認(rèn)證下的高素質(zhì)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識與按部就班地按照老師的講解進(jìn)行實驗不同，改革之后在內(nèi)容上鼓勵學(xué)生針對當(dāng)下有關(guān)塑料工藝制造行業(yè)的瓶頸以及前沿研究內(nèi)容，設(shè)計相關(guān)實驗內(nèi)容，通過大量文獻(xiàn)資料調(diào)研，擬定相關(guān)實驗方案，并與老師討論。在這個過程中，學(xué)生積極投入到文獻(xiàn)資料的調(diào)研，對行業(yè)知識和存在的瓶頸有了比較清晰的認(rèn)知，然后積極探尋并提出自己的解決方案。此過程對學(xué)生創(chuàng)新思維的訓(xùn)練和培養(yǎng)起到積極作用。提升學(xué)生的實際操作能力為了符合工程教育認(rèn)證下的要求，經(jīng)過改革摒棄了“手把手”式的教學(xué)模式，使學(xué)生自主操作實驗的時間增加了，學(xué)會了自主實踐與探索;另外，在面對自擬實驗時，對于突發(fā)的各種情況需要學(xué)生獨自面對并解，通過此過程的訓(xùn)練，學(xué)生的實踐能力會迅速提升，有利于培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才。4結(jié)語在工程教育認(rèn)證背景下，《塑料工藝實驗》課程實驗內(nèi)容應(yīng)隨著行業(yè)的發(fā)展而持續(xù)改進(jìn)，在今后的實驗課程建設(shè)可根據(jù)學(xué)