基于《聚合物加工原理实验》的“原位反思”教学理论研究
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作者:向萌 杨菁菁 周仕龙 范望喜 董爽
摘要：以聚合物加工原理实验为基础，介绍了引入“原位反思”教学方法的原因和实现途径。实践研究证明，这种教学方法对学生实验能力的培养有着积极作用。实验前通过预习，反思实验方案设计;实验中观察现象，反思实验方法的可行性和可操作性;实验后总结，反思实验可改进的部分;逐步引导学生思维，加强了课前、课中、课后的互动，将原位反思贯穿于整个实践教学过程，对学生毕业后快速适应工作岗位具有一定帮助。
关键词：聚合物加工原理;原位反思;教学方法
中图分类号：G642.307 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2020）15-0273-02
引言
为了适应社会发展需要，培养具有创新精神和实践能力的功能材料高级专门人才，我院功能材料专业开设了聚合物加工原理实验课程，从材料的合成研发，改性制备到性能测试分别设计相关实验课程体系，配合专业理论课程的设置，培养能够适应市场和区域经济发展需求的工程技术应用型本科毕业生。
一、引入“原位反思”教学方法的原因
（一）学生实验积极性差
传统实验教学模式多是引导学生掌握实验目的，然后教会学生仪器操作方法，最后得到实验结果。学生看似全程参与了实验过程，但从未反思实验设计是否合理，实验结果是否正确。以聚合物加工原理实验课程中导热聚乙烯复合材料制备与表征实验为例，实验前要求学生预习，大多数学生按照指导书内容，从实验目的开始一字不落地誊抄书上内容，课堂上仅按照授课教师给出的实验步骤进行实验操作，吝啬动脑，没有自己的想法，更谈不上举一反三。一套实验做下来，发现实验原理不清，设备原理更加不会，仅仅只会简单的仪器操作，没有掌握实验的精髓，课程结束后很快遗忘实验内容，这样的教学方法学生往往感到厌烦。现在学生自主意识和思维模式有很大不同，接受新鲜事物的能力比较强，生搬硬套的实验步骤，陈腐守旧的教学方法激发不了学生的实验兴趣，需要改进教学方法。
（二）学生缺乏自主创新意识和实验主人翁精神
学生一味遵从教材或教师实验内容的安排，按部就班，预习后缺乏反思实验方案合理性的意识，盲目实验。成功是侥幸，是偶然，实验重复性差，没有找出规律，真正了解实验原理和实验过程。
（三）学生的就业适应期较长
目前大学毕业生走上工作岗位后，只会按照企业操作规程工作，一旦产品种类发生变化，或产品出现质量问题，无从下手，不会分析问题原因，导致其在企业中发展受限。甚至一些毕业生对所学知识掌握不深不精，连最基本的专业知识都比较薄弱，更谈不上理论联系实践，导致就业难的问题。为适应社会发展，学生的综合素质提高十分重要。反思性实验教学引导学生勤思考，合理组织思维逻辑关系，提高自身素质[1，2]。
二、“原位反思”实现的瓶颈
“原位反思”难以实现主要是因为学生的理论基础差，没有理论支撑，学生很难构成完整的实验方案思考体系。《聚合物加工原理实验》一般开设在第七学期，学生已经基本完成了专业课程的学习，通过系统的实践课程训练，一方面锻炼学生的实验能力，另一方巩固理论知识，进一步培养应用理论知识解释实验现象的能力，从而引导学生自行设计实验方案，选择实验方法，分析实验结果，反思实验体系可行性和合理性的综合能力[1-3]。
三、“原位反思”的实现途径
（一）实验前预习反思，心中有数
实验课程的预习工作十分重要，实验指导书的内容只是单纯针对某一个实验，要想真正完成一次实验，在上课前，要“思考，模拟实验”，具体的实施途径：1.引导学生查阅资料，反思检索内容，结合理论课程学习，了解实验目的，理解实验原理，合理选择实验原料。例如导热聚乙烯复合材料制备与表征实验，由于金属电子元器件易腐蚀，安全性较差，可以采用功能高分子材料替代。聚乙烯材料电阻率高，介电常数低，但导热系数小，热量不容易散去，需要改性处理提高其导热性能。可以添加自身导热系数高且在聚乙烯基体中分散性好，在聚合物基体中充当導热网链的材料，实现热流传导。在原理基础上设计实验方案，选取填料氮化铝。
2.规划实验方案后选定仪器设备，查看仪器说明书，了解仪器的工作原理和操作方法，根据基体材料的基本性能确定设备工艺参数，以及测试的国家标准，反思实验方案的合理性。
3.实验操作前脑中模拟实验过程，查缺补漏，规划实施方案，组织形式，思考实验注意事项，思考全面，才能做的科学。
（二）实验中观察现象，心中有疑
科学合理的聚合物加工原理实验，需要有较好的重复性和数据稳定性，这样才能满足企业生产的要求，这就要求我们在校开展学生实验的时候让学生明白“做实验”不是一次的成功即可，也不是单调的重复就算完成，需要不断优化，改进实验方案。导热聚乙烯的制备在做双辊开炼部分实验时，观察发现随着氮化铝含量提高，原料容易粘在开炼机双辊上，成型加工困难，这时需要结合理论所学，反思并改进工艺条件，比如降低开炼温度，调节辊间距或降低辊速减小摩擦。
（三）实验后反思总结，把控全局
实验结束后的反思总结不容忽视，实验失败，分析原因，从原料选定，仪器设备和工艺方法的选择等方面反思是实验过程失误还是实验方案错误;实验成功，反思是否可以深入开发和设计实验方案。例如虽然改性后的聚乙烯导热系数提高了50%，但采用开炼压制成型的方法每次产量较少，不适合企业大规模生产，是否可以采用熔融挤出方法制备？采用这种方法实施的条件是什么？这种方法的利弊在哪里？学生通过反思总结训练，不但能够夯实理论知识，掌握实验方法，更能从生产实际出发，真正做到学以致用[4]。
四、结语
“授之以鱼”不如“授之以渔”。当代大学毕业生理论薄弱，实验技能不强，制约了其发展。“原位反思”教学方法不仅仅要“教会”学生知识，更要引导学生“学会”学习、及时巩固。这种教学方法能够引导学生在实验的各个阶段，及时查漏补缺，不断创新，不但提高实践教学合理性，更能培养学生解决复杂工程技术问题的能力。
参考文献：
[1]杨振平，严捷，卢传君.反思性教学法在有机化学实验参与式教学中的运用[J].教育教学论坛，2018，（1）：145-146.
[2]王晓明.论高校反思性实验教学[J].实验技术与管理，2011，28（2）：131-134.
[3]张扬，卢雅琳，孙顺平，等.工程材料与成形技术课程教学改革的对策与尝试[J].江苏理工学院学报，2017，23（6）：86-88.
[4]周仕龙，杨菁菁，杨润苗，等.高分子材料专业综合实验教学改革研究[J].江苏理工学院学报，2017，23（2）：104-106.
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