聚合物直接成网大型实验课程教学改革与探索

聚合物直接成网大型实验课程教学改革与探索

“聚合物直接成网的大规模实验”是一门关于非织造材料和工程的专业理论课程，“聚合物直接成网、非织造布工艺原理”是一门需要专业基础的实践课程。通过本实践课培养学生理论联系实际的能力,加深学生对纺粘和熔喷非织造设备的认识,理解纺粘和熔喷非织造材料性能和工艺之间的关系,从而掌握熔喷和纺粘非织造设备的控制和工艺调节,为毕业论文和毕业后从事纺粘或熔喷非织造布制备相关工作打下坚实的实践基础。但实验设备为体积庞大且结构复杂的纺粘和熔喷试验线,很多工作单元分布在试验线内部,面对这种大型实验设备,不可能现场拆卸每个零部件让学生看,学生因没有亲眼看到这些工作单元的构造,对这些工作单元的工作原理理解肯定不会深入。另外,由于设备为耗资庞大的大型试验线,受台套数只有1台和设备危险性高的限制,实验室不能实现在有限时间的实验课上让每位同学有大量时间独立操作设备,学生的积极性和学习热情不能有效调动,实验课结束后很多同学不能独立完成试验线的操作,在一定程度上影响了教学效果,教学质量有待进一步提高。一、实践教育改革的内容1.维立体效果展示为了解决设备结构复杂和在实验课上不能现场拆卸的局限性,但又必须让每个学生能够结合理论课知识点深入理解试验线中每个工作单元的工作原理的问题。利用三维建模软件制作了纺粘和熔喷试验线各工作单元的三维立体图和工作时的动画视频,教师在实验课中能够在实验室借助多媒体结合各工作单元在试验线中的分布位置、三维立体图和工作时的动画视频讲解它们的工作原理,以直观的三维立体效果展示整个试验线和各工作单元的工作原理,三维效果使得实验具备真实感,这样能够刺激学生的感官,让他们有学习的欲望,可有效地提高学生的学习积极性,提高对理论课知识点的理解。受设备套数只有一台的限制,学生的动手操作机会少。为了提高每位同学的操作试验线的能力,在工作单元工作时的动画视频中加入操作按钮与工作单元的联系,可展示当按下某一操作按钮时,相应的工作单元能够立即运转起来,同时也展示在制备非织造布过程中工作单元正确的运转次序,即按下操作按钮的正确次序,此时展示的就是试验线的操作流程,实现了虚拟实验过程与现实的统一,通过该视频的反复观看,学生能够更加直观理解试验线的操作流程,提高独立操作试验线的信心,以达到能够独立操作纺粘和熔喷试验线的目的,拓展学生学习的空间,从而进一步提高学生的动手能力。2.机械人员通过多媒体课件的形式在实践课堂上展现最新的纺粘和熔喷设备,介绍其加工原理和机械构造,结合实验室教学用的纺粘和熔喷设备,启发学生分析该设备的局限性,此时学生的主动学习意识最强,接受和理解这些最新仪器涉及的知识点不仅快而且效果好,而这些知识点都是通过学生认真研究钻研过的,引导学生利用现有知识解决未知,培养学生开发新产品的能力。在启发性实践教学过程中,要求教学人员有较高的业务能力和素质。在开展实践课前,教学人员需完成实践课相关理论课的听课和业务培训,查找和收集国内外相关文献和资料,现场调研相关企业的最新设备,熟悉目前国内和国外最新的纺粘和熔喷设备,能够启发学生分析它们的局限性和优缺点。3.学中操作的训练摒弃过去生硬刻板的教学方法,允许并鼓励学生对老师的操作提出质疑。在实践教学中,学生在预习实验的前提下,老师在演示实验过程中,在学生不知情的情况下故意将错误操作呈现给学生,激发学生对教师的操作提出质疑,并且进一步引导学生提出正确操作。在此过程中,激发其学习热情,进一步提高教学效果。4.根据不同工艺制备的非织造布产品课程实验内容的设计主要着眼于让学生在实践中提高动手能力的同时加深对理论课知识点的理解,所以目前课程中的实验项目都是教师提前设计好的。原实验项目“纺粘和熔喷非织造布的制备”的上课内容统一规定为让学生在不同工艺下制备纺粘和熔喷非织造布,做出来的布没有产品价值。我们可将其中的实验项目与市场上的非织造布产品联系起来。例如,将上课内容改为让学生在不同工艺下制备口罩,口罩是市场上的一种常见非织造布产品,他需要查找口罩需选择什么原料,应选择什么工艺条件,学生的自主学习能力提高。其他的产品我们都做成实验项目库,学生在上课前可根据自己的兴趣选择实验项目,学生也可提出自己想研发的新产品,自主查找需选择什么原料,应选择什么工艺条件,经教师确认该产品可在纺粘和熔喷试验线上制备时,学生可实验,让他们有学习的欲望,可有效地提高学生的学习积极性,学习效果得到提高。5.学生实验成绩所占比例的适当分配在实践课上教师放手引导,使学生成为实验课的主角,在实验中既动手又动脑。教师及时巡视辅导,对每位学生的实验情况随时作好纪录,并将其作为评定学生实验成绩的一项重要依据。减少实践课期末考试的成绩所占的比例,加重平时自主实验分所占的比例,平时成绩、实验报告和期末考试成绩所在比例分别为50%、30%和20%。平时成绩由多元要素组成,包括课堂考勤、课堂提问、阶段考核、原始数据记录、动手能力和综合素质等方面。教师从学生最关心的分数上着手,让学生清楚认识到自主性的重要性,激励学生重视自己综合能力的培养。二、熔喷和纺粘设备的控制和工艺调节“聚合物直接成网大型实验”的教学任务是培养学生理论联系实际的能力,加深对纺粘和熔喷非织造设备的认识,从而掌握熔喷和纺粘设备的控制和工艺调节。实践表明:本课程的教学改革取得了良好的效果,学生从被动学习改为主动学习,上课提问题的学生人数明显增加,学习热情提高,上课气氛活跃,学生的非织造产品研发意识明显增强,当生产产品时,自主解决问题的能力明显提高,学生成为课堂的主角,进一步提高了教学质量。三、建立课程实验项目库,学生自主学习“聚合物直接成网大型实验”课程的教学改革主要着眼于解决设备台套数只有1台和不能随时拆卸的局限性,提高学生的动手能力和自主学习的积极性。在实验室借助多媒体结合各工作单元在试验线中的分布位置、三维立体图和工作时的动画视频讲解它们的工作原理,学生能够更加深入理解理论课所讲的知识点。通过反复观看工作单元工作时的动画视频,实现虚拟实验过程与现实的统一,学生能够更加直观理解试验线的操作流程,提高独立操作试验线的信心,提高学生