“互聯網+”教育背景下《膠黏劑與涂料》課程信息化教學探索與實踐

賀 璐，司紅燕，黃 敏，羅 海，王 鵬

（江西農業大學 林學院，江西南昌 330045）

膠黏劑與涂料是木材加工工業重要的化工原料，與人們的日常生活也息息相關。培養具有膠黏劑和涂料專業知識背景的人才是行業發展的需求，因此，農林院校在林產化工專業開設了“膠黏劑與涂料”課程。該課程內容主要包括膠黏劑的特點、膠接基礎理論、發展歷史、研究現狀及未來的發展趨勢，其中重點內容為膠黏劑的組成、合成制備方法及性能用途。本文主要從膠黏劑與涂料課程的教學內容和教學方法著手，針對目前教學中存在的問題進行改進，從而培養出勝任從事膠黏劑研發工作的專業人才。

1 “膠黏劑與涂料”課程的特點和教學現狀

“膠黏劑與涂料”課程是農林院校林產化工專業本科生的專業基礎課，在精細化工領域處于重要地位。學生在學習了“有機化學”“定量分析化學”“高分子化學”等課程后，具備一定的有機化學知識，再重點學習膠黏劑的合成、固化反應及機理。學生在學習過程中要著重理解膠黏劑的結構和性能之間的聯系，以便將來能從分子結構的角度設計和研發出性能更加優良的膠黏劑產品[1]。

江西農業大學林產化工專業自1990年開設“膠黏劑與涂料”課程以來，經過多年的教學實踐，現該課程的總學時為32學時，均為理論學時。而西南林業大學“膠黏劑化學與工藝學”課程的總學時為48學時，其中理論課學時為32學時，實驗課學時為16學時[2]。江西農業大學與西南林業大學開設的“膠黏劑化學與工藝學”課程相比，總學時少了16學時。從教學內容看，與西南林業大學“膠黏劑生產工藝學”課程相似，都充分結合了農林院校的特點，更側重于木材膠黏劑方面的基礎理論知識的學習，并選用了東北林業大學著名膠黏劑專家顧繼友教授主編的《膠黏劑與涂料》（第2版）作為該課程的教材[3]。

2 《膠黏劑與涂料》傳統課程教學存在的問題

《膠黏劑與涂料》課程因其理論體系多元，專業性較強，在教學過程中存在一些亟待解決的問題。

1）在有限的學時內需要學習10種以上膠黏劑的合成制備原理，對于高分子化學、高等有機合成基礎知識薄弱的林產化工專業學生而言，理論知識難以理解透徹，更無法在學習過程中建立完備的知識體系。

2）傳統課堂上以教師講授為主，缺乏有效互動，無法體現學生學習的主體地位。隨著課堂講授次數的增加，前排的學生越來越少，位置逐漸后移。且在有限的互動環節中形成了鮮明的課堂位置分層，位置靠前的學生認真聽課，積極參與課堂問答和討論，位置靠后的學生參與互動少，學習興趣逐漸降低[4]。

3）《膠黏劑與涂料》實驗課教學以酚醛樹脂的合成及性能測試為主要內容，該類膠黏劑在合成和使用過程存在釋放甲醛、苯酚等致癌物等缺點，在實驗室制備及性能檢測過程易給學生帶來潛在的健康威脅；而且固化的膠黏劑也難以降解，易給環境帶來污染和危害。另外，膠黏劑的配方和制備工藝復雜，合成時間長，傳統實驗教學對反應原理、步驟等內容的講解較為抽象，難以清晰呈現實驗操作的全部細節，在有限學時內，學生難以掌握膠黏劑原料比例和合成工藝與其游離甲醛含量間的關系。這些不足限制了木材工業用膠黏劑制備及性能檢測實驗項目的開展，嚴重影響了學生工程實踐能力和創新能力的培養。

3 “互聯網+”背景下《膠黏劑與涂料》課程教學改革的 措施

針對《膠黏劑與涂料》傳統課程教學過程中存在的問題，通過學習《膠黏劑與涂料》相關在線開放課程和國家級精品課程，查找類似問題的解決方案資料，借鑒國內相關課程的教學改革成果，結合當前“互聯網+”的教育背景，從教學內容、教學方法等角度提出了改革的措施。

3.1 革新教學內容

3.1.1 多元化教學內容

在課程的第一堂課中向學生介紹除教材外的課程學習參考資料，除了介紹本課程相關的權威專著外，還會推薦跟本課程相關的中英文期刊。在各章節講授過程中，實時推送給學生一些膠黏劑研究的最新文獻。如在講述氨基樹脂膠黏劑中甲醛的危害時，會將綠色膠黏劑的最新研究文獻作為學生的課外導讀。這不僅擴大了學生的知識面，而且激發了學生學習的興趣。

為了提高學生在學習反應機理時的基礎知識水平，增補了一些常見的鏈反應機理（烯類高聚物膠黏劑章節）、聚合反應類型（聚氨酯膠黏劑章節）等的資料，使學生能及時深刻地理解合成反應機理的內容。此外，為了提高學生的專業文獻閱讀能力，在課堂教學中補充了一些有關膠黏劑的專業英語術語，鼓勵學生在課后閱讀翻譯一些英文學術期刊，開闊學生的視野，了解全球膠黏劑行業的研究進展。

3.1.2 課程主體化繁為簡

在有限的課時內完成多種膠黏劑和涂料的教學任務，需要教師學會對教學內容進行重新梳理分析。對于存在共性的合成制備方法，可以某一膠黏劑為例詳細講解，而剩余的其他膠黏劑從對比分析的角度進行講解，則可使學生能夠快速地掌握多種膠黏劑的制備方法，還學會了對不同膠黏劑進行系統分析。教學過程中不再把所有膠黏劑的內容滿堂灌，而是將膠黏劑和涂料分成幾大核心內容，讓學生既能掌握核心內容要點，又學會融會貫通。

3.1.3 融入思政元素

脲醛樹脂、酚醛樹脂膠黏劑是木材工業中用量較大的膠黏劑，但其制備和使用過程中均存在環境污染和健康隱患[5]，因此在《膠黏劑與涂料》課程的教學中融入“生態文明”“環境保護”等思政元素，積極倡導學生研發環境友好的綠色膠黏劑。在講授制膠車間工藝設計基本知識時，將設計與美化結合，培養高尚的文化素養。

3.2 創新教學方法

3.2.1 開展板書+PPT+雨課堂/超星學習通的教學

傳統教學過程中以教師講、學生聽為主，往往容易使學生感覺所學內容乏陳、枯燥無味，降低了學生學習的積極性。因此，在“互聯網+”教育背景下教師可以在講授課程時，利用學習通、雨課堂等智慧教學手段開展教學活動，激發學生學習的積極性和主觀能動性。

對涉及反應機理的化學方程式等知識，以板書教學為主，師生同步書寫可加強互動交流，有利于學生理解和掌握知識點；對于抽象的理論知識，如表面張力、毛細現象等，可推送相關視頻作為預習資料，增強學生在課堂的學習興趣。

“互聯網+”環境下，通過引入雨課堂、學習通等智慧教學工具，可有效彌補傳統課堂互動的不足，實現全方位、立體式交互，重構以學生為中心的課堂互動模式[6]。通過雨課堂、學習通等智慧教學工具，教師可在課堂快速便捷地發起答題、討論互動，學生的手機則可變身為答題器，反饋結果可在手機端或課堂大屏幕直接予以可視化展示，并能在短時間內實現師生一對全員高效互動。同時，智慧教學工具中的彈幕、討論和互評等功能，有助于實現學生之間的全員互動。智慧教學工具可在課前推送預習視頻、課外閱讀材料等，課中實現師生、生生之間的互動，課后可提供練習題供學生復習鞏固。“互聯網+”環境下的智慧教學工具為課堂互動教學提供了強有力的技術支持，讓教學過程可視化，通過大數據分析讓教學評價更公平、客觀[7]。

3.2.2 虛擬仿真實驗代替傳統實驗課程

為滿足“新農科”“新工科”對林產化工人才培養的要求，以國家虛擬仿真實驗教學課程平臺中福建農林大學的《木材工業用膠黏劑制備及性能檢測虛擬仿真實驗教學項目——以脲醛樹脂膠黏劑為例》項目替代傳統實驗課程。學生在靈活的、交互的虛擬仿真教學實驗環境中可不受場地和時間的限制借助計算機開展實驗，還能避免傳統教學中存在的危害。脲醛樹脂虛擬仿真實驗一方面可以激發學生的學習興趣，在實驗過程中掌握膠合強度合格的膠黏劑的制備，另一方面學生可增強設計環保型低游離甲醛含量木材工業用膠黏劑配方的能力，有利于其未來從事膠黏劑相關的工作和研究。此外，學生可通過課外資料的閱讀，選擇具有發展前景的綠色膠黏劑課題作為大學生創新創業項目的選題。

4 《膠黏劑與涂料》課程教學改革的效果

隨著我國膠黏劑產業的快速發展，提高《膠黏劑與涂料》課程的教學質量，對于培養膠黏劑行業的專業技術人員具有非常重要的意義。通過教學內容、教學方法等多個環節的改革，《膠黏劑與涂料》課程取得了較好的教學效果。

在此教學改革項目中以林產化工專業2017級、2018級本科生為試點對象，分別采用了超星學習通、雨課堂等智慧教學工具。其中2017級主要采用超星學習通對教學過程發布的23個任務點進行監控，學生累計學習次數在3 400人次以上。基于課程視頻、章節測驗、討論、作業等完成度進行的平時成績評定也做到了有據可循。2018級本科生由于疫情原因，采用了線上教學的方式，而智慧教學工具雨課堂主要是在課前推送預習視頻，直播課程后學生在討論區上傳課堂筆記，課后完成章節作業。后臺統計數據表明90%的學生在課前完成了預習，其中酚醛樹脂預習視頻中習題的正確率在90%以上。通過對《膠黏劑與涂料》理論課程改革，激發了學生學習《膠黏劑與涂料》課程的興趣。學生的出勤率和考試及格率均在95%以上，學生對該課程的滿意度達到了94%以上，學生具備了扎實的專業基礎知識。