教研產用相融合的粘合劑課程教學改革探究

摘 要：結合人才培養需要和粘合劑課程特點以及社會發展需求，構建基于教研產用相融合的粘合劑課程教學改革模式，借助科學研究和區域產業優化課程內容、開展現場教學以及構建開放實驗探究平臺與學科競賽相結合，鼓勵引導學生積極主動以粘合劑課程為媒介將所學理論知識與應用實踐有機結合起來，融會貫通化學、材料與工程應用的知識脈絡體系。該文以臨沂大學為例，主要介紹材料科學與工程學院在材料科學與工程（高分子方向）專業粘合劑教學改革方面的嘗試以及取得的初步進展。

關鍵詞：粘合劑；教研產用；融合；教學改革；課程建設

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2024）21-0147-04

Abstract： Based on the needs of talent cultivation， the characteristics of Adhesives course， and the needs of social development， a teaching reform model for Adhesives course has been designed and constructed. By utilizing scientific research and regional industry optimization to optimize Adhesives course content， conducting on-site teaching， and building open experimental exploration platforms and subject competitions， we encourage and guide students to actively combine theoretical knowledge with practical applications through Adhesives course， and integrate the knowledge framework of chemistry， materials， and engineering applications. This paper mainly introduces the attempt and preliminary progress of implementing this teaching reform of Adhesives course for the major of materials science and engineering （polymer direction）.

Keywords： Adhesives course; teaching， research， industry and application; integration; teaching reform; course construction

自改革開放以來，我國高等院校的規模和數量迅速發展，在服務國民經濟發展和社會進步方面發揮了至關重要的作用。盡管受多重因素影響導致目前各高等院校在辦學層次、培養目標和發展水平等方面差異明顯，但是各高等院校又都在積極地向研究型和綜合型大學的發展目標靠攏。因而國家及相關教育部門一直在推動和夯實高等院校的差異化和特色化改革[1-2]。在這其中，教育部等部門印發了《關于引導部分地方普通本科高校向應用型轉變的指導意見》，國務院辦公廳印發《關于深化產教融合的若干意見》，推動部分高校培養更多應用型、復合型和創新型人才，促進經濟結構調整和產業升級發展，這都進一步體現了國家對高等院校的改革以及實施產教融合培養應用型人才的戰略規劃和堅強決心。而臨沂大學作為山東省應用型本科高校建設首批支持高校和山東省應用型人才培養特色名校，也緊隨國家政策實時提出并逐步構建了“水乳交融、共生共榮”的校地關系，積極服務于地方區域經濟發展。

臨沂大學材料科學與工程（高分子方向）專業自開設之初就確立了以培養高素質應用型工程技術人才為目標和以產教融合課程體系為支撐的專業建設方向，近年來穩步實施與推進。在這其中，粘合劑是高分子方向專業核心課程，繼有機化學、高分子化學及聚合物合成工藝學等課程的后續課程，更是將工程應用與科學理論緊密聯系的橋梁，通過以粘合劑為媒介貫通高分子材料結構與性能的關系以及各性能之間的相互制約與變化規律[3-6]。因此，本教學團隊構建了教研產用相融合的粘合劑課程教學模式，借助科學研究和區域產業優化課程內容、開展現場教學以及構建開放實驗探究平臺與學科競賽相結合，鼓勵引導學生進行積極主動以粘合劑課程為媒介將所學的理論知識與應用實踐有機結合起來，融會貫通化學、材料與工程應用的知識脈絡體系。本文教研產用相融合課程教育教學模式如圖1所示。

為了進一步強化和推進粘合劑課程教研產用的深度融合，本文梳理和總結了近年來本教學團隊在粘合劑課程教學內容、教學方法和實施效果評價等方面的經驗和不足之處。盡管本教學團隊有較為深厚的理論基礎和豐富的實踐經驗，在教學內容、教學方法及課程考核等方面也不斷持續改進和優化，但是受限于教學團隊人員的層次和水平，也希望以本論文總結為契機，通過拋磚引玉與其他高等院校開設粘合劑這一課程的同行進行交流與探討，繼續推進粘合劑課程教學改革，為國家培育更加勝任粘合劑及相關行業的教育、科研及工程應用人才[7-8]。

一 教學內容改革

粘合劑是臨沂大學材料科學與工程（高分子方向）專業核心課程，課程系統全面地介紹粘合劑的基本知識、基本理論和基本原理，了解各主要大類粘合劑的基本內容和研究發展概況，學會利用膠接基礎理論知識分析和解決膠接過程及膠接制品出現的膠接技術問題。課程具體教學內容包括緒論、粘合基礎、醛類樹脂粘合劑、丙烯酸酯粘合劑、環氧樹脂粘合劑、聚氨酯粘合劑、有機硅樹脂粘合劑、熱熔性粘合劑和水基粘合劑。該教學內容不僅涉及重要的黏結理論基礎、同時還與臨沂市區域經濟特色如（高端）木產業、包裝行業及建材行業所需要的醛類、丙烯酸酯類、環氧樹脂類以及聚氨酯類粘合劑有機結合起來。通過本課程的學習，加深學生對粘合劑工業應用端的理解，培養學生將所學理論知識與應用實踐有機結合起來，融會貫通化學、材料尤其是高分子材料專業的知識體系，并初步具備設計和研發粘合劑的能力，為學生將來寬口徑擇業以及從事粘合劑行業相關的生產、科學研究及應用等工作夯實基礎[9]。本文教研產用相融合的粘合劑課程教學內容改革如圖2所示。

二 教學形式改革

（一） 構建粘合劑現場教學與傳統教學方式相結合

新工科背景下，應用型人才培養需要理論與實踐相結合，粘合劑課程本是一門實踐性很強的課程，因而本課程教學團隊不僅借助區域特色產業優化了課程內容，同時也在教學形式上不斷創新突破。在這一實踐過程中，我們結合魯南蘇北區域發展特色實施了三個現場教學改革嘗試。其中，鑒于臨沂市（高端）木業及板材產業涉及的大量醛類樹脂粘合劑，因此在教學設計上采取了現場教學與課堂教學的交互穿插這一創新設計，通過帶領同學們實地參觀本地一些知名板材制造企業，將教學現場搬到工業生產現場，給學生帶來現場震撼的同時，更好地將理論知識和實際工業生產有機結合起來。同時在教學內容設計上對醛類樹脂粘合劑這一章節內容也有所側重和加強，具體教學內容分別包括脲醛樹脂粘合劑、酚醛樹脂粘合劑和三聚氰胺樹脂粘合劑三部分，而且在教學內容篩選和側重方面，都緊緊圍繞臨沂市（高端）木業面臨的問題和挑戰——粘合劑的低（無）醛化、高性能化和綠色化開展教學設計與講解，這樣通過與生產實際的近距離接觸不僅避免了枯燥的基礎理論知識講解，同時也極大提高了學生的學習興趣和主動性，使理性認識與感性認識有機結合起來，提高了學習效果，教學效果反饋良好。

（二） 構建學科競賽和創新創業與粘合劑課程教學相融合

粘合劑作為實踐應用性很強的一門課程，傳統教學只注重課堂理論傳授，即使實踐豐富的教師通過大量生產實例來講解和說明，但理論畢竟是理論，僅憑語言描述是很難激發當下學生的學習興趣和主動性[10-11]。為此，本教學團隊結合當前新工科和國家創新創業的發展要求，幫助學生以粘合劑為媒介串聯高分子學科知識的同時，積極構建學科競賽和創新創業與粘合劑課程教學相融合的教學方式，將學科競賽和創新創業與粘合劑課程的實踐性有機結合起來，實現“知識傳授、學科競賽和創新創業實踐”三位一體的粘合劑課程教育教學和實踐體系。

在此，以粘合劑課程中涉及的丙烯酸樹脂類粘合劑為例說明。眾所周知，建筑防水一直是建筑建材行業無法回避的難題，而丙烯酸樹脂類粘合劑又作為防水涂料的主要有機成膜物質之一而備受關注。因此，本教學團隊就從防水涂料用丙烯酸樹脂類乳液粘合劑入手，組建了“滴水不漏之臨大藍精靈防水小隊”和“減水大師”小組團隊，在教師的指導下充分發揮學生的主觀能動性，先后獲得了第十八屆“挑戰杯”山東省大學生課外學術科技作品競賽一等獎、第九屆中國大學生高分子材料創新創業大賽二等獎，還連續獲得第七屆和第八屆山東省大學生高分子材料創新設計大賽三等獎等8項獎勵。在帶領學生獲得佳績的同時，也有效激發了學生對本專業的認同和學習興趣，還先后指導學生獲批校級、省級和國家級大學生創新創業計劃項目10余項，發表論文12篇，申報發明專利7項。通過連續三屆學生的實踐效果來看，有效實現了粘合劑課程教學與學科競賽和創新創業的雙贏，并形成了良好的帶動和示范效應。

（三） 搭建粘結與密封創新實驗室平臺，引導和鼓勵學生自主探索

材料是人類社會賴以生存和發展的物質基礎，其中高分子材料更是現代工業和高新技術的重要基石之一，目前已發展成為國民經濟基礎產業以及國家安全不可或缺的重要保證，而粘合劑作為最突出的高分子材料之一在人類社會生活中也正在發揮越來越重要的作用[12-13]。因此，本教學團隊不僅注重粘合劑專業知識的傳授，同時還著力提高學生的實踐與創新能力，鼓勵學生立足生產生活實際，通過調研考察和發現貼近生活實際中的粘合問題，并在老師的指導和啟發下把理論和實踐結合起來，培養學生初步從事科學研究的意識和動手能力，從而促進教學質量和育人水平的提高。此外也積極推進不同學科的交叉融合與國際前沿知識的滲透，努力拓寬學生的視野與層次，引導學生多角度思考分析問題，注重培養學生嚴謹而又寬廣的科學素養和人文情懷。

在此，以粘合劑課程中涉及的醛類樹脂粘合劑為例說明。其中，鑒于學生非常關注甲醛污染這一熱點問題，在講授醛類樹脂粘合劑這一章節時，引導并鼓勵學生大膽針對自己關注的問題自由組隊進入實驗開展自主探索。引導學生收集不同領域潛在含有甲醛的物質，如家裝用板材、涂料、生鮮蔬菜及水產等進行甲醛殘留含量的確定工作；在此基礎上從源頭上開展板材用粘合劑的無醛化探究，引導學生選取以大豆蛋白、丙烯酸類以及仿生貽貝多酚類等為原料制備了一系列性能較為優異的無醛粘合劑。通過這一創新性教學方式改革，同學們從選題、文獻調研、實驗方案設計與實施以及性能評價等方面進行探究，使學生真正成為學習和創新實踐的主角，有效激發了學生對粘合劑課程的學習興趣和學習的主觀能動性，增強了學生運用所學理論知識解決本專業復雜工程問題的能力，而且取得了良好的教學效果。此外，也學生后續為畢業論文的開展及將來工作奠定扎實的基礎。

三 考核評價方法改革

粘合劑作為臨沂大學材料科學與工程（高分子方向）專業特色課程之一，旨在使學生具備必要的有機化學、無機化學、分析化學、物理化學以及高分子化學等基礎知識之后，以應用性和實踐性強的粘合劑課程為媒介，快速幫助學生將所學的化學理論知識與應用實踐有機結合起來，融會貫通化學、材料和尤其是高分子材料專業知識體系，為今后科研及工作夯實基礎。而前期粘合劑課程考核評價方式還是以傳統考核方式為主，側重期末成績、再輔以平時成績和期中成績。這一考核方式過于單一，沒有針對課程特點開展創新性的考核評價，也不能突出學生的創新、思考以及實踐動手能力。自材料科學與工程（高分子方向）專業2018級學生開始，本教學團隊開展探索嘗試基于教研產用相融合的粘合劑課程教學改革，截至目前已經連續實施了四屆，對改革后的課程考核評價方式也基本形成了較為規范且兼具傳統評價和創新評價相結合的綜合考核評價方法，即實行“N+1+1”的綜合考核評價模式，其中“N”占40%，包括課堂參與表現（10%）、課堂筆記（15%）和作業成績（15%）；第一個“1”為期末考試成績（30%）；第二個“1”為創新實踐成績（30%），內容范圍包括學科競賽、創新創業實踐以及興趣實驗探索，且內容和形式靈活可調并不僅限于此。通過引入創新實踐成績這一考核評價方式不僅豐富了課堂教學內容和方式，而且還充分調動起學生的主觀能動性，將“傳授式”教學和“實踐式”教學有機結合起來使理論知識與實際應用實踐融為一體，提高了學生學習基礎理論知識的興趣，同時也培養了學生的科學思維能力和綜合分析能力。

四 教學效果調查與分析

基于教研產用相融合的粘合劑課程教學改革最早始于材料科學與工程（高分子方向）專業（簡稱“材（高）”）2018級學生（57人），并經過2019級（90人）、2020級（74人）和2021級（34人）進行不斷改進和優化，盡管受到之前疫情影響，相關現場教學方式部分受到一定的限制，但是通過本教學團隊的不斷實踐、修正和完善，該基于教研產用相融合的粘合劑課程教學改革已基本完善并運行良好。對本課程目標達成度的分析評價以及對學生的滿意度調查結果見表1。

由表1可知，與沒有實施基于教研產用相融合的粘合劑課程教學改革的材（高）專業2017級學生相比，連續實施基于教研產用相融合的粘合劑課程教學改革的材（高）專業4個年級（2018級、2019級、2020級和2021級）學生的課程目標均已達成（均大于0.80），且隨著粘合劑課程的持續開設達成度也逐年穩步提高；同時后續的課程問卷調查結果也進一步表明，學生對實施的基于教研產用相融合的粘合劑課程教學改革滿意度非常高（均大于0.90）。這充分地說明學生對粘合劑課程這一教學改善是非常認可，并樂于參與其中。總之，這一全方位的教學改革模式激發了學生學習的主觀能動性和創造性，培養了學生探究、分析及解決問題的意識和能力，強化了學生對高分子學科知識的理解、掌握和運用。

五 結論與展望

總之，經過先行試點，接著由點及面，再到最后的全變鋪開實施基于教研產用相融合的粘合劑課程教學改革，從積累的反饋及評價來看，這一教學改革嘗試方向是正確的，在打破傳統課堂束縛的同時確實有利于提高學生學習的積極性和主動性，但是受傳統教學安排、考核評價方式以及學生安全等因素限制，在現場教學、創新創業與學科競賽以及粘結與密封創新實驗室平臺的廣度、深度以及覆蓋面等方面還有諸多不足，而且本教學改革目前也還是處于探索嘗試階段，實施過程中必然還會遇到這樣那樣的問題和難題，我們以此文作為這一教學改革的階段總結為契機，拋磚引玉，與各兄弟高校一起推動粘合劑及相關高分子學科可成的教學改革工作，提高高分子學科領域的人才培養質量，助推我國高分子材料行業的提質增效和快速發展。

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