“人造板工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)”課程教學(xué)改革探索
——以南京林業(yè)大學(xué)為例

王開立，劉曉蓉，黃潤(rùn)州，梅長(zhǎng)彤

（南京林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 江蘇 南京 210037）

林業(yè)工程學(xué)科作為林業(yè)資源高效加工利用的應(yīng)用型學(xué)科，為更好地服務(wù)國(guó)家“中國(guó)制造2025”“碳達(dá)峰碳中和”等發(fā)展戰(zhàn)略，其產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)面臨著進(jìn)一步調(diào)整與轉(zhuǎn)型。近年來，為適應(yīng)國(guó)家發(fā)展和產(chǎn)業(yè)對(duì)人才的需求，我國(guó)農(nóng)林高校逐漸加大了林業(yè)工程學(xué)科專業(yè)的建設(shè)力度，強(qiáng)化了實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，提高了學(xué)生的綜合實(shí)踐能力，為培養(yǎng)社會(huì)亟需的創(chuàng)新型、復(fù)合應(yīng)用型林業(yè)產(chǎn)業(yè)高級(jí)人才奠定了良好的基礎(chǔ)。

1 “人造板工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)”教學(xué)課程內(nèi)涵及教學(xué)困境

1.1 課程內(nèi)涵

南京林業(yè)大學(xué)木材科學(xué)與工程專業(yè)是國(guó)家“一流專業(yè)”建設(shè)點(diǎn)，是林業(yè)工程國(guó)家“雙一流”學(xué)科下一個(gè)重要的專業(yè)方向。其中，“人造板工藝學(xué)”是木材科學(xué)與工程課程體系中理論和實(shí)踐性較強(qiáng)的一門核心專業(yè)特色課程。通過該課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠掌握人造板制造的基本原理和生產(chǎn)工藝的基本理論知識(shí)，并具備一定的分析問題和解決問題的能力，為從事人造板產(chǎn)品開發(fā)、工藝設(shè)計(jì)、生產(chǎn)管理和經(jīng)營(yíng)服務(wù)等方面的工作奠定基礎(chǔ)。“人造板工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)”更是學(xué)生根據(jù)所學(xué)理論知識(shí)，實(shí)踐學(xué)習(xí)人造板制造工藝的重要課程。課程的開設(shè)目的是通過該課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能更好地掌握人造板工藝的相關(guān)知識(shí)，在實(shí)踐過程中具有提出問題、分析問題和解決問題的能力，同時(shí)具有一定的操作動(dòng)手能力和人造板產(chǎn)品質(zhì)量評(píng)估能力，為適應(yīng)以后的具體工作奠定良好的基礎(chǔ)。

1.2 課程教學(xué)困境

1.2.1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式有待改善

目前，“人造板工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)”課程主要授課對(duì)象為木材科學(xué)與工程專業(yè)的大三學(xué)生，授課內(nèi)容主要包括人造板生產(chǎn)所用原料的質(zhì)量分析、人造板的制造和人造板產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)的相關(guān)理論及試驗(yàn)方法，且主要圍繞膠合板、刨花板和纖維板三大板種。教學(xué)內(nèi)容陳舊而單一，考核形式片面而單調(diào)。在授課過程中，通常教師為授課主體，首先簡(jiǎn)要介紹實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)所需儀器設(shè)備、實(shí)驗(yàn)方法與步驟等，然后學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)流程進(jìn)行機(jī)械化的實(shí)驗(yàn)操作，整個(gè)教學(xué)過程中，學(xué)生缺乏主動(dòng)性和創(chuàng)造性。另外，實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核主要根據(jù)出勤率、實(shí)驗(yàn)操作表現(xiàn)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫情況等進(jìn)行評(píng)價(jià)，很難客觀評(píng)價(jià)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，從而導(dǎo)致學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和獨(dú)立思考能力明顯不足。

1.2.2 課程設(shè)置有待加強(qiáng)

作為一門專業(yè)性強(qiáng)的必修實(shí)驗(yàn)課程，“人造板工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)”與“人造板工藝學(xué)”理論課程相輔相成，“人造板工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)”共安排了16 課時(shí)的實(shí)驗(yàn)課程時(shí)間，總實(shí)驗(yàn)課時(shí)太少。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是實(shí)踐性教學(xué)的一種組織形式，主要分為教師講授與學(xué)生實(shí)踐兩個(gè)部分，為保證學(xué)生的實(shí)驗(yàn)時(shí)間，教師不得不壓縮實(shí)驗(yàn)前的理論講述時(shí)間，造成實(shí)驗(yàn)流程講解不充分，學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)時(shí)暴露問題較多；如前期理論講述時(shí)間過長(zhǎng)，分配給學(xué)生的實(shí)驗(yàn)時(shí)間過少，則無法確保每位學(xué)生都能主動(dòng)參與實(shí)驗(yàn)。另外，每次實(shí)驗(yàn)課僅安排2 個(gè)課時(shí)，對(duì)于某些耗時(shí)較長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)或者需要連貫操作的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，如木材單元含水率測(cè)試，膠黏劑的制備與拌膠、鋪裝及熱壓連續(xù)化過程，人造板物理力學(xué)性能的樣品制備及測(cè)試過程（如吸水厚度膨脹率、內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度測(cè)試等），難以嚴(yán)格按照正常的流程和工藝進(jìn)行規(guī)范化實(shí)驗(yàn)。

1.2.3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)建設(shè)有待改善

我校用于“人造板工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)”課程教學(xué)的實(shí)驗(yàn)儀器尚不夠齊全，且較為陳舊，尤其是用于本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)的大型儀器設(shè)備數(shù)量不足，學(xué)生一般需組成多人小組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)周期長(zhǎng)。受實(shí)驗(yàn)課時(shí)和實(shí)驗(yàn)儀器的限制，實(shí)驗(yàn)過程中每組僅有1－2 位同學(xué)可以參與實(shí)驗(yàn)操作，其他同學(xué)只是簡(jiǎn)單觀看和數(shù)據(jù)記錄，導(dǎo)致學(xué)生的主動(dòng)性下降，且獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)減少，嚴(yán)重影響實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量，不利于學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)。

1.2.4 實(shí)驗(yàn)操作安全意識(shí)有待加強(qiáng)“人造板工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)”課程旨在要求學(xué)生掌握人造板生產(chǎn)工藝及其性能測(cè)試方法，其實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程存在一定的安全隱患。例如，熱壓機(jī)使用過程中，在高溫高壓環(huán)境中，操作人員面臨一定危險(xiǎn)，尤其在纖維板或刨花板熱壓結(jié)束時(shí)，如果高溫高壓下突然卸壓，板內(nèi)的高溫蒸汽急劇噴射而出，極有可能對(duì)周圍師生造成傷害；利用裁板鋸切割試件時(shí)，操作危險(xiǎn)性大，高速運(yùn)轉(zhuǎn)的鋸片存在極大安全隱患；實(shí)驗(yàn)壓板過程通常使用脲醛樹脂膠黏劑，存在甲醛釋放問題，尤其是在高溫壓板過程中的甲醛釋放具有強(qiáng)烈刺激性，對(duì)師生的健康造成嚴(yán)重影響。此外，實(shí)驗(yàn)教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生的安全知識(shí)較為匱乏，安全意識(shí)比較淡薄，且實(shí)驗(yàn)室為學(xué)生準(zhǔn)備的防護(hù)用具嚴(yán)重不足。

2 “人造板工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)”實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程改革與探索

2.1 創(chuàng)新課程教學(xué)方法

學(xué)生一般缺乏對(duì)實(shí)驗(yàn)室及實(shí)驗(yàn)操作的了解和認(rèn)知。在每次實(shí)驗(yàn)前，教師可安排網(wǎng)絡(luò)教學(xué)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)安全教育，教師可以將實(shí)驗(yàn)的基本理論、實(shí)驗(yàn)操作及注意事項(xiàng)等制作成PPT、動(dòng)畫或視頻等，學(xué)生通過提前觀看動(dòng)畫或視頻，能夠直觀地在腦海中留下印象，更好理解實(shí)驗(yàn)流程，做到心中有數(shù)。此外，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生充分利用“人造板工藝學(xué)”虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目等相關(guān)數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源，借助信息化和數(shù)字化技術(shù)服務(wù)本科實(shí)踐教學(xué)，可避免傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課堂“教師板書—學(xué)生聽講”教學(xué)模式造成的教師講解抽象、學(xué)生無畫面感的教學(xué)弊端，可顯著加深學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)流程以及實(shí)驗(yàn)步驟的理解和掌握，并且可充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的興趣和好奇心，強(qiáng)化學(xué)生的專業(yè)認(rèn)同感，顯著提高教學(xué)質(zhì)量。再者，課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)和行業(yè)實(shí)際生產(chǎn)存在極大差距，我校用于“人造板工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)”課程教學(xué)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備較為陳舊，學(xué)生通過陳舊設(shè)備進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，無法正確認(rèn)識(shí)與了解本行業(yè)現(xiàn)代化生產(chǎn)設(shè)備與先進(jìn)技術(shù)，使學(xué)生對(duì)行業(yè)認(rèn)知存在誤解與落差。一方面，高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)軟硬件建設(shè)，另一方面，教師應(yīng)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)基礎(chǔ)上，補(bǔ)充本行業(yè)先進(jìn)的智能化生產(chǎn)設(shè)備與技術(shù)，將課堂實(shí)驗(yàn)與行業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)狀相結(jié)合，使學(xué)生對(duì)本行業(yè)發(fā)展具有正確認(rèn)知。

2.2 更新課程教學(xué)內(nèi)容

隨著環(huán)保政策的不斷趨嚴(yán)以及人們生活水平的提高，人造板的無醛化一直是木材領(lǐng)域研究和開發(fā)的熱門。人造板在生產(chǎn)和使用過程中釋放甲醛，主要是由于所使用的膠黏劑是大多數(shù)醛類樹脂膠黏劑。甲醛對(duì)人體的嗅覺、皮膚、肺功能、肝功能和免疫功能等方面造成嚴(yán)重?fù)p害。因此，無醛環(huán)保型木材膠黏劑及其膠接人造板制品得到重視和迅速發(fā)展。常見的環(huán)保型膠黏劑有淀粉類膠黏劑，木質(zhì)塑料黏劑及大豆蛋白膠黏劑等。目前，在“人造板工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)”課程中，一般采用“脲醛樹脂膠粉+水”形成脲醛樹脂膠液膠接各類板種。因此，為了滿足政策和市場(chǎng)的需要，可在“人造板工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)”課程中采用一些新興的膠黏劑代替?zhèn)鹘y(tǒng)的脲醛樹脂膠黏劑，探究不同無醛環(huán)保膠黏劑的熱壓溫度，熱壓時(shí)間，壓力等對(duì)各類板種的性能影響；也可將此實(shí)驗(yàn)課程與“膠黏劑與涂料”實(shí)驗(yàn)課相匹配，利用“膠黏劑與涂料”實(shí)驗(yàn)課上制備的各類膠黏劑來制備不同人造板，發(fā)揮課程交叉與互補(bǔ)優(yōu)勢(shì)，同時(shí)也可增加人造板板種的多樣性，如增加飾面板、防火板等，這樣能夠提高學(xué)生對(duì)于新型木材膠黏劑膠接人造板的興趣和探索欲，使學(xué)生更深層次地了解市場(chǎng)對(duì)人造板行業(yè)的需求。

2.3 合理安排實(shí)驗(yàn)時(shí)數(shù)

目前的實(shí)驗(yàn)課時(shí)過少，僅限于采用簡(jiǎn)單的脲醛樹脂壓合膠合板、刨花板、纖維板等幾類人造板。在實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)根據(jù)實(shí)驗(yàn)流程進(jìn)行機(jī)械性實(shí)驗(yàn)，記錄數(shù)據(jù)，撰寫報(bào)告，不能充分發(fā)揮主觀能動(dòng)性，不利于學(xué)生創(chuàng)造性和發(fā)散性思維的培養(yǎng)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)與生產(chǎn)需求相結(jié)合，因此，“人造板工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)”課程應(yīng)適當(dāng)增加課時(shí)數(shù)，增加實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，包括不同膠黏劑制備人造板的工藝探究及性能測(cè)試，在人造板制備過程中，可引導(dǎo)學(xué)生思考，壓合參數(shù)（溫度、時(shí)間、壓力）過大或過小會(huì)給產(chǎn)品帶來哪些變化？人造板的剪切強(qiáng)度與膠黏劑的黏度、固體含量有什么關(guān)系？這樣才能讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中更加深刻地理解所學(xué)理論知識(shí)。

2.4 鼓勵(lì)自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

為了打破實(shí)驗(yàn)課中學(xué)生照方抓藥，教師可以安排學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，以培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)腦和動(dòng)手能力，發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。如，教師可以給出脲醛樹脂膠合刨花板的熱壓溫度、時(shí)間及壓力的范圍，讓學(xué)生自己設(shè)定參數(shù)梯度進(jìn)行嘗試性實(shí)驗(yàn)，通過性能測(cè)試選擇出最優(yōu)的壓合參數(shù)；教師可給出大豆蛋白膠黏劑等關(guān)鍵詞，讓學(xué)生通過查閱文獻(xiàn)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，自主選擇大豆蛋白膠黏劑在人造板制備中的用量，以及熱壓條件等進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)軌驇椭鷮W(xué)生鞏固理論知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力和獨(dú)立思考能力。此外，作為“人造板工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)”課程的補(bǔ)充，學(xué)生還可以自主設(shè)立大學(xué)生創(chuàng)新計(jì)劃項(xiàng)目，利用課余實(shí)間開展實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新研究。

2.5 完善考核標(biāo)準(zhǔn)

本校“人造板工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)”課程考核平時(shí)表現(xiàn)與實(shí)驗(yàn)報(bào)告各占50%，這種評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)不能突出學(xué)生的創(chuàng)新能力與獨(dú)立思考能力，建議在考核中以“重過程，輕結(jié)果”為指導(dǎo)思想，增加學(xué)生在實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)方面的占比。在自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生通過查閱資料，總結(jié)歸納，發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的科研創(chuàng)造能力。因此，完善的成績(jī)考核標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該包括實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案（40%），包括實(shí)驗(yàn)方案的完整性（20%）以及實(shí)驗(yàn)的可行性（20%）；平時(shí)表現(xiàn)（30%），包括出勤（10%），回答問題（10%）以及實(shí)驗(yàn)操作的熟練程度（10%）；實(shí)驗(yàn)報(bào)告（30%），包括實(shí)驗(yàn)報(bào)告的完整性（10%）以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析（20%），通過考核方式的改進(jìn)，能夠鼓勵(lì)和激發(fā)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識(shí)，提高學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用能力，最終提升學(xué)生的專業(yè)綜合素質(zhì)。

3 結(jié)論

高校林業(yè)工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教改過程中，構(gòu)建多元化的實(shí)踐教學(xué)體系，選擇綜合性較強(qiáng)的，與企業(yè)生產(chǎn)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，更新實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容，增加實(shí)驗(yàn)教學(xué)課時(shí)數(shù)，鼓勵(lì)學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，做好成績(jī)考核，能夠提高教學(xué)質(zhì)量和人才培養(yǎng)質(zhì)量。本文通過對(duì)南京林業(yè)大學(xué)木材科學(xué)與工程專業(yè)“人造板工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)”課程內(nèi)涵及教學(xué)過程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行剖析，并汲取其他課程教改成功的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)該課程提出具體的教學(xué)改革措施，旨在為本專業(yè)科研及企業(yè)培養(yǎng)應(yīng)用型專業(yè)人才。