“人造板工藝學(xué)”課程教學(xué)改革與實(shí)踐探索

湯正捷 李曉平 吳章康

西南林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 云南昆明 650224

木材科學(xué)與工程是林業(yè)院校傳統(tǒng)本科專業(yè)之一，是一門應(yīng)用型較強(qiáng)的專業(yè)?！叭嗽彀骞に噷W(xué)”是木材科學(xué)與工程專業(yè)的核心課程，起著承前啟后的作用?！叭嗽彀骞に噷W(xué)”課程的學(xué)習(xí)過(guò)程中不僅要運(yùn)用到物理、化學(xué)、力學(xué)和傳熱傳質(zhì)等基礎(chǔ)學(xué)科的知識(shí)，還要將木材學(xué)、木材干燥、膠黏劑與涂料等專業(yè)基礎(chǔ)課程的內(nèi)容融會(huì)貫通。隨著國(guó)內(nèi)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)已經(jīng)成為人造板生產(chǎn)世界第一大國(guó)。2018年，國(guó)內(nèi)纖維板產(chǎn)量為6168萬(wàn)立方米，刨花板產(chǎn)量為2732萬(wàn)立方米。從人造板生產(chǎn)大國(guó)轉(zhuǎn)變?yōu)槿嗽彀迳a(chǎn)強(qiáng)國(guó)，除了提高產(chǎn)量，更重要的是提高產(chǎn)品質(zhì)量，其中培養(yǎng)高素質(zhì)的人造板行業(yè)人才是重要的一環(huán)。本文將結(jié)合西南林業(yè)大學(xué)的實(shí)際情況，從師資隊(duì)伍、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核方式等方面，就“人造板工藝學(xué)”的教學(xué)改革提出一些想法，以供大家參考。

1 師資隊(duì)伍

師資隊(duì)伍是課程教學(xué)質(zhì)量發(fā)展與提升的關(guān)鍵所在。目前，人造板工藝學(xué)課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)共有5人，其中教授2人，副教授1人，講師2人；從學(xué)歷結(jié)構(gòu)來(lái)看，博士4人，碩士1人；從年齡結(jié)構(gòu)上看，處于35～50歲之間，主要為中青年人群；從教學(xué)和科研來(lái)看，教學(xué)團(tuán)隊(duì)成員都具有多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)還長(zhǎng)期從事科學(xué)研究工作，主持省部級(jí)及以上科研項(xiàng)目近10項(xiàng)，發(fā)表科研論文100余篇?？梢钥闯觯壳氨窘虒W(xué)團(tuán)隊(duì)人員比例構(gòu)成相對(duì)合理，教學(xué)和科研能力較好。

在教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)中，要進(jìn)一步做好中年教師和青年教師的結(jié)對(duì)工作，加強(qiáng)中年教師對(duì)青年教師的“傳、幫、帶”，積極探索共同備課、內(nèi)部教學(xué)比賽和學(xué)習(xí)等提升教學(xué)質(zhì)量的形式。組織教學(xué)團(tuán)隊(duì)到開(kāi)設(shè)相關(guān)課程的學(xué)校進(jìn)行觀摩交流，學(xué)習(xí)其他學(xué)校的先進(jìn)教學(xué)理念。鼓勵(lì)青年教師繼續(xù)深造、在職進(jìn)修，積極參加國(guó)內(nèi)外相關(guān)教學(xué)科研會(huì)議，拓展視野、開(kāi)闊思路。同時(shí)，注重引進(jìn)人才加入現(xiàn)有教學(xué)團(tuán)隊(duì)，盡量選擇學(xué)科上既有區(qū)別又有聯(lián)系的人才，可以對(duì)現(xiàn)有團(tuán)隊(duì)的知識(shí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行補(bǔ)充和完善。

2 教學(xué)內(nèi)容

人造板是以木材或其他植物纖維為原料，通過(guò)專門的工藝過(guò)程加工，施加膠粘劑或不加膠粘劑，在一定的條件下壓制而成的板材或型材，是一種性能優(yōu)異、用途廣泛的建筑與裝飾裝修材料?！叭嗽彀骞に噷W(xué)”主要研究人造板的生產(chǎn)工藝和技術(shù)，理論來(lái)源于實(shí)踐，但又高于實(shí)踐。傳統(tǒng)的人造板工藝學(xué)課程內(nèi)容主要集中在傳統(tǒng)的三大板，即膠合板、刨花板和纖維板。隨著科技的高速發(fā)展日新月異，新產(chǎn)品、新技術(shù)不斷涌現(xiàn)。傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容已經(jīng)不能滿足現(xiàn)實(shí)需求，“人造板工藝學(xué)”要與時(shí)俱進(jìn)，教授內(nèi)容要不斷更新?lián)Q代。比如，原料制備是將植物纖維原料利用機(jī)械或化學(xué)等手段加工成一定規(guī)格，并符合后續(xù)加工工藝要求的木質(zhì)單元的過(guò)程。當(dāng)前，如何在保證原料質(zhì)量前提下，提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本是重點(diǎn)關(guān)注的方向。傳統(tǒng)單板類原料制備時(shí)，需要事先對(duì)木段進(jìn)行軟化處理，目前已經(jīng)開(kāi)發(fā)出無(wú)須事先蒸煮軟化即可旋切單板的技術(shù)。隨著國(guó)家對(duì)森林保護(hù)的加強(qiáng)，拓寬人造板原料來(lái)源至關(guān)重要。中國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，每年會(huì)產(chǎn)生大量的農(nóng)作物秸稈，這些秸稈可以作為人造板的原料，充分利用農(nóng)業(yè)秸稈資源，既可以減少秸稈焚燒現(xiàn)象，保護(hù)環(huán)境，同時(shí)也可以為農(nóng)民增加收入。人造板通常需要使用膠黏劑將原料單元粘在一起，其中脲醛樹(shù)脂膠黏劑是最主流的產(chǎn)品。由于脲醛樹(shù)脂膠黏劑在使用的過(guò)程中會(huì)釋放出對(duì)人體有害的物質(zhì)，因此如何生產(chǎn)綠色環(huán)保的人造板迫在眉睫，調(diào)整脲醛樹(shù)脂膠黏劑的配方、使用無(wú)醛系列膠黏劑都是研究的熱點(diǎn)。熱壓是人造板工藝中最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，對(duì)人造板的性能及生產(chǎn)效率起到?jīng)Q定性作用，為了提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)能耗，諸如板坯進(jìn)行蒸氣或者微波預(yù)熱、板坯表面噴蒸等新技術(shù)方興未艾。人造板作為裝飾裝修材料的同時(shí)，也可以通過(guò)技術(shù)手段賦予其附加功能，如阻燃、防腐和凈化空氣等。通過(guò)充分挖掘課程內(nèi)容，既可以傳授學(xué)生本學(xué)科的知識(shí)，同時(shí)也可以增強(qiáng)學(xué)生的思想政治素養(yǎng)，達(dá)到提高課程整體教學(xué)效果的目的。

所謂師者，傳道、授業(yè)、解惑也。高等學(xué)校開(kāi)設(shè)的各門課程除了教授各個(gè)學(xué)科的知識(shí)以外，還因具有育人功能，即課程思政。2016年，全國(guó)高校思想政治工作會(huì)議上強(qiáng)調(diào)指出要把思想政治工作貫穿教育教學(xué)全過(guò)程，實(shí)現(xiàn)全程育人、全方位育人，努力開(kāi)創(chuàng)我國(guó)高等教育事業(yè)發(fā)展新局面。上海教育領(lǐng)域圍繞高校思想政治教育改革，創(chuàng)造性地提出“課程思政”這一概念，就是為大學(xué)生思想政治教育建設(shè)提出的一個(gè)宏偉藍(lán)圖、一個(gè)發(fā)展方向，構(gòu)建出融思想政治理論課、通識(shí)課、專業(yè)課等多門類課程于一體的立體化課程體系?！叭嗽彀骞に噷W(xué)”屬于工科類課程，這類課程中意識(shí)形態(tài)不明顯，因此在授課時(shí)要注意不能生搬硬套，需要靈活處理，將思想政治教育與科學(xué)精神、創(chuàng)新意識(shí)、科學(xué)研究等相互融合，通過(guò)潤(rùn)物細(xì)無(wú)聲的方式來(lái)教育學(xué)生。人造板工業(yè)是伴隨著工業(yè)大革命誕生的，主要起源于歐美。中國(guó)工業(yè)化開(kāi)始較晚，國(guó)內(nèi)人造板生產(chǎn)企業(yè)，尤其是年產(chǎn)量大、產(chǎn)品質(zhì)量高的企業(yè)，多數(shù)選擇國(guó)外的生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)設(shè)備。對(duì)于這種現(xiàn)象，要合理地引導(dǎo)學(xué)生，中國(guó)擁有悠久的木制品加工和使用歷史，鼓勵(lì)同學(xué)們努力學(xué)習(xí)、博采眾長(zhǎng)，為中國(guó)的人造板工業(yè)貢獻(xiàn)自己的一份力量。同時(shí)還需要培育教師的課程思政意識(shí)，加強(qiáng)教師的思想政治理論素養(yǎng)，提高課程教師的思想政治教育能力素養(yǎng)。

我國(guó)將采取更加有力的政策和措施，力爭(zhēng)2030年前二氧化碳排放量達(dá)到峰值，努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。木材及人造板工業(yè)是環(huán)保低碳的產(chǎn)業(yè)，有研究表明，生產(chǎn)1噸水泥、1噸鋼材和1噸玻璃約排放1220kg、6470kg和1870kg CO當(dāng)量，而加工1立方米木材(規(guī)格材)僅排放30.3kg CO當(dāng)量。同時(shí)木材和人造板制品是有效的碳封存體，根據(jù)碳儲(chǔ)量計(jì)量方法測(cè)算，我國(guó)每立方米原木和鋸材的平均固碳量約889.328kg CO當(dāng)量，我國(guó)每立方米人造板的平均固碳量約1145.79kg CO當(dāng)量，因此合理生產(chǎn)和使用木材和人造板制品有利于我國(guó)碳中和和碳達(dá)峰目標(biāo)的早日實(shí)現(xiàn)。在教學(xué)過(guò)程中，恰當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生除了從質(zhì)量、生產(chǎn)效率和效益等方面，還可以從碳中和、碳達(dá)峰的角度去考慮人造板生產(chǎn)工藝中的問(wèn)題。

3 教學(xué)方法

教學(xué)方法也是教學(xué)過(guò)程中非常關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)。如果能用巧妙的方法將上述教學(xué)內(nèi)容恰當(dāng)?shù)卣故境鰜?lái)，則可以起到事半功倍的效果。人造板工藝學(xué)的教學(xué)方法可以從以下幾方面進(jìn)行改進(jìn)：

改變傳統(tǒng)教師講、學(xué)生聽(tīng)的照本宣科的教學(xué)模式。采用啟發(fā)、引導(dǎo)式教學(xué)，授之以漁，授課教師提出線索和思路，學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行歸納總結(jié)及延伸。采用討論式教學(xué)，使學(xué)生真正成為教學(xué)的一分子。通過(guò)討論一方面可以使得學(xué)生的問(wèn)題暴露出來(lái)，便于講授內(nèi)容和側(cè)重點(diǎn)的調(diào)整；另一方面可以鍛煉學(xué)生的思考能力，最終起到教學(xué)相長(zhǎng)的作用。

合理運(yùn)用多種現(xiàn)代科技手段輔助教學(xué)。“人造板工藝學(xué)”是一門應(yīng)用性較強(qiáng)的課程，同時(shí)還要應(yīng)用到物理、化學(xué)和力學(xué)等基本原理。例如，在講授原料單元干燥時(shí)，可利用軟件制作出干燥過(guò)程中水分在原料單元中運(yùn)動(dòng)的三維動(dòng)畫(huà)，這樣可以將木質(zhì)原料中較為抽象的大毛細(xì)管和微毛細(xì)管水分傳導(dǎo)的機(jī)理形象地展示出來(lái)，便于學(xué)生理解和掌握；在人造板板坯鋪裝原理的講授過(guò)程中，采用多媒體技術(shù)向同學(xué)們展示板坯鋪裝的動(dòng)態(tài)過(guò)程，尤其要比較不同結(jié)構(gòu)之間的差別，如均質(zhì)結(jié)構(gòu)、三層結(jié)構(gòu)以及漸變結(jié)構(gòu)等；熱壓過(guò)程是人造板中最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，講解時(shí)可充分運(yùn)用動(dòng)畫(huà)、圖片和聲音等，增強(qiáng)課程內(nèi)容的趣味性和可讀性，如熱壓過(guò)程中熱量和水分的流動(dòng)、板坯結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)變化以及板坯容易出現(xiàn)的缺陷等。同時(shí)還可以充分利用慕課、翻轉(zhuǎn)課堂等手段，根據(jù)教學(xué)進(jìn)度將多媒體課件、課前預(yù)習(xí)題和課后練習(xí)題等發(fā)放給學(xué)生，將課堂外與課堂內(nèi)聯(lián)系起來(lái)，提升教學(xué)效果。

加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)。實(shí)踐教學(xué)也是教學(xué)環(huán)節(jié)當(dāng)中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，實(shí)踐教學(xué)對(duì)于理論教學(xué)既是鞏固和提升，同時(shí)也是檢驗(yàn)與督促。實(shí)踐教學(xué)主要包括實(shí)驗(yàn)和實(shí)習(xí)。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，讓同學(xué)們自己動(dòng)手，對(duì)課程教學(xué)中重要的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行實(shí)際操作演練，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中進(jìn)一步領(lǐng)會(huì)理論教學(xué)中的知識(shí)點(diǎn)，比如為什么要遵循人造板組坯原理(對(duì)稱原則、奇數(shù)層原則和層間紋理排列原則等)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)實(shí)際比較遵循和不遵循組坯原則制備得到的人造板性能差異；同時(shí)除了必選實(shí)驗(yàn)以外，鼓勵(lì)同學(xué)根據(jù)自己理論學(xué)習(xí)的實(shí)際，自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，對(duì)自己的想法進(jìn)行驗(yàn)證，從而促進(jìn)理論知識(shí)的掌握和加深，還培養(yǎng)了學(xué)生主動(dòng)提出問(wèn)題、思考問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。在實(shí)踐教學(xué)中，帶領(lǐng)同學(xué)們走出校園，走進(jìn)生產(chǎn)第一線，在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，感受人造板生產(chǎn)的全過(guò)程(人、機(jī)、料、法、環(huán))。同學(xué)們結(jié)合理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)，通過(guò)在工廠實(shí)習(xí)，可以將所學(xué)知識(shí)融會(huì)貫通，同時(shí)結(jié)合工廠實(shí)際，對(duì)于人造板生產(chǎn)工藝的因地制宜與靈活調(diào)整會(huì)有更深刻的理解。另外，積極參加到老師的科研活動(dòng)中也是一種實(shí)踐教學(xué)，盡早地接觸科研活動(dòng)，一來(lái)可以檢驗(yàn)對(duì)所學(xué)知識(shí)的掌握程度，及時(shí)進(jìn)行查漏補(bǔ)缺；二來(lái)可以鍛煉思考、動(dòng)手和科研論文寫(xiě)作的能力，為今后的學(xué)習(xí)和工作奠定良好的基礎(chǔ)。

材料科學(xué)與工程學(xué)院目前擁有“林業(yè)生物質(zhì)資源高效利用國(guó)家地方聯(lián)合工程研究中心”“生物質(zhì)材料國(guó)際聯(lián)合研究中心”“西南山地森林資源保育與利用教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”(利用分室)、“國(guó)家林業(yè)和草原局木材與木竹制品質(zhì)量檢驗(yàn)檢測(cè)中心(昆明)”“云南省木材膠黏劑及膠合制品重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”“云南省木質(zhì)材料加工工程技術(shù)研究中心”等多個(gè)國(guó)家及省部級(jí)實(shí)驗(yàn)室和科研平臺(tái)，為同學(xué)們的學(xué)習(xí)提供了強(qiáng)有力的保障。

4 考核方式

傳統(tǒng)的考核方式為平時(shí)成績(jī)加上期末卷面成績(jī)，其中又以期末卷面成績(jī)?yōu)橹饕糠?，這種考核方式相對(duì)單一，考核結(jié)果不能充分地反映學(xué)生真實(shí)的學(xué)習(xí)效果。所以，應(yīng)增加平時(shí)課堂測(cè)驗(yàn)，學(xué)習(xí)是一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程，“人造板工藝學(xué)”課程的學(xué)習(xí)也不例外。課程中的知識(shí)點(diǎn)是相互關(guān)聯(lián)的，只有將每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)都掌握，才能將課程的知識(shí)內(nèi)容消化吸收，形成一個(gè)完整的體系。因此，在平時(shí)授課過(guò)程中加入定期或不定期的課堂測(cè)驗(yàn)，既可以檢驗(yàn)同學(xué)們的掌握情況，又可以督促同學(xué)們將所學(xué)的知識(shí)及時(shí)消化吸收，在理解的基礎(chǔ)上牢記。

注重實(shí)驗(yàn)和實(shí)習(xí)的考核。實(shí)驗(yàn)和實(shí)習(xí)是一種良好的考察學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容掌握情況的考核方式，既考察了其對(duì)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)情況，也可以檢驗(yàn)其動(dòng)手操作能力。對(duì)實(shí)驗(yàn)和實(shí)習(xí)進(jìn)行全過(guò)程考核，而不是僅僅對(duì)實(shí)驗(yàn)和實(shí)習(xí)的結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)。注重實(shí)驗(yàn)和實(shí)習(xí)過(guò)程中每一個(gè)環(huán)節(jié)和步驟，對(duì)于實(shí)驗(yàn)和實(shí)習(xí)結(jié)果，如若與預(yù)期不一致，只要能找到問(wèn)題所在，總結(jié)出經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，也是達(dá)到了實(shí)驗(yàn)和實(shí)習(xí)的目的，這樣更能加深同學(xué)對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解。此外，要加強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)和實(shí)習(xí)報(bào)告的要求。在實(shí)驗(yàn)和實(shí)習(xí)過(guò)程中，每位同學(xué)的實(shí)際情況都會(huì)有所差異，通過(guò)最后的總結(jié)報(bào)告，可以將實(shí)踐過(guò)程中遇到的情況進(jìn)行提煉，達(dá)到實(shí)踐教學(xué)與理論教學(xué)互動(dòng)的效果。

理論考試中增加開(kāi)放性問(wèn)題。在試卷考題中適當(dāng)加入一些開(kāi)放性題目，比如將本學(xué)科研究的前沿問(wèn)題、企業(yè)在生產(chǎn)中遇到的問(wèn)題以及人造板新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)等作為素材，結(jié)合課本中的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行出題。這類題目可以綜合考察學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)，能夠增加區(qū)分度。同時(shí)，這類題目可以激發(fā)同學(xué)們的創(chuàng)造力和想象力，為以后的繼續(xù)學(xué)習(xí)深造埋下伏筆。