工程教育认证背景下《塑料工艺实验》教学改革和探索-

工程教育认证背景下《塑料工艺实验》教学

改革和探索*宋仕强，袁海宽，范欣，朱敏，江振林，王锦成（上海工程技术大学化学化工学院，上海202220）自2022年被纳入《华盛顿协议》的预备成员国以来，我国的工程教育认证工作取得了长足进展。根据中国工程认证教育协会公布的信息,到2022年累计241所高校的1353个工科专业通过工程教育认证。工程教育认证得到了越来越多的高校认可，同时专业的申请数量逐年攀升[1-2]。通过工程教育认证，提高了高校在学生的培养目标、毕业要求、持续改进、课程体系、师资队伍、支持条件等方面规范化程度，推动了我国工程教育与国际接轨，拓宽了毕业生的就业择业视野[3~4]o上海工程技术大学化学化工学院高分子材料与工程专业已成功入选上海市一流本科专业建设点，而本专业的方向为橡塑方向，《塑料工艺实验》作为本专业重要的实验课程，是对《聚合物成型加工基础》等专业必修课程的有力支撑[5],同时也是对前期相关专业课程《材料科学与工程基础》、《高分子化学》、《高分子材料与加工技术》的专业拓展，也可作为应用化学、化学工程等我院其他化工类专业的选修课进行学习，能够使化工专业学生了解塑料加工成型的基本操作，拓展化工专业学生的知识面和动手能力，为我国塑料行业培养培养高素质应用型人才。基于工程认证教育背景下，如何在《塑料工艺实验》中提高学生的主观能动性，激发学生主动探索力以及发现解决问题能力是当前函待解决的问题［6］。因此，根据工程教育认证的要求，对《塑料工艺实验》教学内容的改革势在必行。1现有课程教学现状和存在的问题《塑料工艺实验》是本专业在2022年针对塑料成型加工所设立的专业性实验，但随着近几年高分子学科的发展，塑料加工工艺不断变化，实验设备不断更新，现有的实验教学内容也应随着学科发展有所变更,更好地符合工程认证的标准和塑料行业的发展，提升化工及高分子专业学生在塑料行业的就业能力。此外，《塑料工艺实验》设立较早，大多属于验证性实验，实验难度较小，只需按照实验教材上的步骤就完成实验，不符合工程认证所倡导的提高学生解决复杂工程问题能力为目标，以产出为导向的思想理念。其次，在实验教学过程中仍然是沿用传统的填鸭式教学方法，即以教师为中心向学生单向输入知识，无法激发学生主动探索的兴趣，不能提高学生解决问题的能力，与工程认证下培养高素质应用型人才目标不符。最后，实验成绩的评定，主要包括实验报告，课堂表现以及实验操作等，评价指标过于单一。因此，基于工程认证背景下，课程内容紧紧围绕工程认证的三大理念，将实验内容变为以塑料加工所得成果为导向，以学生为实验中心，不断完善创新实验内容。2改革措施1实验内容塑料工艺实验现有的实验内容只涉及挤出和压缩成型工艺，将原有的挤出和压缩成型工艺拓展到注塑、流延、压注和真空吹塑等塑料成型工艺，实验将由学生作为中心从母料的选择购买到配方自主设计、混炼等后进行塑料成型加工；对于塑料性能测试方面由力学性能，扩展到对电性能、热性能和流变性能进行测试这样不仅极大地丰富了实验内容而且贴合目前塑料企业的实际需求。在整个实验过程中学生作为主体参与到实验方案设计、操作的全过程，贯彻了学生为中心的导向,提高了学生积极性和创造性，同时每位学生选择的配方不同实验方案所得结果不同，体现了差异化的教学也丰富了课程实验内容。实验教学随着多媒体教学的不断发展，《塑料工艺实验》中涉及到的挤出机、注射机、模压机等塑料成型设备，可采用动画和视频相结合的方式,通过动画效果将仪器的内部构造和功能生动形象地进行展示，加深学生的理解；在涉及实验安全方面，可结合塑料加工厂中发生的事故作为案例，结合录像等多媒体手段，开展课堂讨论，解析事故发生的原因，引起学生的重视；此外，还可利用虚拟仿真软件，将实验反应过程中传质传热等物理化学变化，生动形象地展现出来，体现以学生为主导的教学理念。最后，指导教师可以采用互动式教学针对每个学生不同的实验方案进行分析指导，实现一人一题，提升学生的参与感,让学生感受到他们是课堂的“主人”。实验成绩评定以往成绩的评定主要侧重于实验报告的撰写，根据学生报告中实验数据的正确率以及实验分析、工整度等进行评判，同时实验内容单一会导致学生抄袭现象严重，也无法调动学生的积极性和主动性，反馈机制单一，更无法评估学生的学习能力、探索创新能力和解决问题的能力等。本实验采用前期准备考核、过程考核和结果考核的全要素考核方式，主要体现在：（1）自拟实验方案以及预习（30%）,包含前期文献调研，自拟实验方案可行性，所用药品的物性数据等进行评分，实验方案可行性不够不能进入实验室；（2）课堂实验表现（40%）,根据实验过程中仪器及药品的正确操作，材料测试性能结果，以及实验过程中出现问题所对应的解决方案，记录每一位学生的表现并给出分数；（3）结果考核（30%）,包含报告撰写规范性，结果可靠性、现象结果分析等。3改革效果调动学生的积极性通过对实验内容，教学方法以及成绩评定等方面的改革，增加了自主实验内容和课前预习成绩评定的比例，需要学生主动调研实验相关资料，了解相关知识，独立设计和思考实验内容和步骤以及注意事项等,因而可以充分调动学生的积极性，培养科学研究的规范性、严谨性,提高学生良好的科研习惯、科研态度以及分析问题解决问题的能力，有助于工程教育认证下的高素质应用型人才的培养。培养学生的创新意识与按部就班地按照老师的讲解进行实验不同，改革之后在内容上鼓励学生针对当下有关塑料工艺制造行业的瓶颈以及前沿研究内容，设计相关实验内容，通过大量文献资料调研，拟定相关实验方案，并与老师讨论。在这个过程中，学生积极投入到文献资料的调研，对行业知识和存在的瓶颈有了比较清晰的认知，然后积极探寻并提出自己的解决方案。此过程对学生创新思维的训练和培养起到积极作用。提升学生的实际操作能力为了符合工程教育认证下的要求，经过改革摒弃了“手把手”式的教学模式，使学生自主操作实验的时间增加了，学会了自主实践与探索;另外，在面对自拟实验时，对于突发的各种情况需要学生独自面对并解，通过此过程的训练，学生的实践能力会迅速提升，有利于培养高素质应用型人才。4结语在工程教育认证背景下，《塑料工艺实验》课程实验内容应随着行业的发展而持续改进，在今后的实验课程建设可根据学