“人造板工艺学实验”课程教学改革探索——以南京林业大学为例

王开立，刘晓蓉，黄润州，梅长彤

（南京林业大学材料科学与工程学院 江苏 南京 210037）

林业工程学科作为林业资源高效加工利用的应用型学科，为更好地服务国家“中国制造2025”“碳达峰碳中和”等发展战略，其产业结构面临着进一步调整与转型。近年来，为适应国家发展和产业对人才的需求，我国农林高校逐渐加大了林业工程学科专业的建设力度，强化了实践教学环节，提高了学生的综合实践能力，为培养社会亟需的创新型、复合应用型林业产业高级人才奠定了良好的基础。

1 “人造板工艺学实验”教学课程内涵及教学困境

1.1 课程内涵

南京林业大学木材科学与工程专业是国家“一流专业”建设点，是林业工程国家“双一流”学科下一个重要的专业方向。其中，“人造板工艺学”是木材科学与工程课程体系中理论和实践性较强的一门核心专业特色课程。通过该课程的学习，学生能够掌握人造板制造的基本原理和生产工艺的基本理论知识，并具备一定的分析问题和解决问题的能力，为从事人造板产品开发、工艺设计、生产管理和经营服务等方面的工作奠定基础。“人造板工艺学实验”更是学生根据所学理论知识，实践学习人造板制造工艺的重要课程。课程的开设目的是通过该课程的学习，使学生能更好地掌握人造板工艺的相关知识，在实践过程中具有提出问题、分析问题和解决问题的能力，同时具有一定的操作动手能力和人造板产品质量评估能力，为适应以后的具体工作奠定良好的基础。

1.2 课程教学困境

1.2.1 实验教学模式有待改善

目前，“人造板工艺学实验”课程主要授课对象为木材科学与工程专业的大三学生，授课内容主要包括人造板生产所用原料的质量分析、人造板的制造和人造板产品质量检验的相关理论及试验方法，且主要围绕胶合板、刨花板和纤维板三大板种。教学内容陈旧而单一，考核形式片面而单调。在授课过程中，通常教师为授课主体，首先简要介绍实验目的、实验所需仪器设备、实验方法与步骤等，然后学生按照实验流程进行机械化的实验操作，整个教学过程中，学生缺乏主动性和创造性。另外，实验教学考核主要根据出勤率、实验操作表现和实验报告撰写情况等进行评价，很难客观评价学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，从而导致学生的创新意识和独立思考能力明显不足。

1.2.2 课程设置有待加强

作为一门专业性强的必修实验课程，“人造板工艺学实验”与“人造板工艺学”理论课程相辅相成，“人造板工艺学实验”共安排了16 课时的实验课程时间，总实验课时太少。实验教学是实践性教学的一种组织形式，主要分为教师讲授与学生实践两个部分，为保证学生的实验时间，教师不得不压缩实验前的理论讲述时间，造成实验流程讲解不充分，学生动手实验时暴露问题较多；如前期理论讲述时间过长，分配给学生的实验时间过少，则无法确保每位学生都能主动参与实验。另外，每次实验课仅安排2 个课时，对于某些耗时较长的实验环节或者需要连贯操作的实验环节，如木材单元含水率测试，胶黏剂的制备与拌胶、铺装及热压连续化过程，人造板物理力学性能的样品制备及测试过程（如吸水厚度膨胀率、内结合强度测试等），难以严格按照正常的流程和工艺进行规范化实验。

1.2.3 实验教学平台建设有待改善

我校用于“人造板工艺学实验”课程教学的实验仪器尚不够齐全，且较为陈旧，尤其是用于本科实验教学的大型仪器设备数量不足，学生一般需组成多人小组进行实验，实验周期长。受实验课时和实验仪器的限制，实验过程中每组仅有1－2 位同学可以参与实验操作，其他同学只是简单观看和数据记录，导致学生的主动性下降，且独立完成实验的机会减少，严重影响实践教学质量，不利于学生实践能力的培养。

1.2.4 实验操作安全意识有待加强“人造板工艺学实验”课程旨在要求学生掌握人造板生产工艺及其性能测试方法，其实验教学过程存在一定的安全隐患。例如，热压机使用过程中，在高温高压环境中，操作人员面临一定危险，尤其在纤维板或刨花板热压结束时，如果高温高压下突然卸压，板内的高温蒸汽急剧喷射而出，极有可能对周围师生造成伤害；利用裁板锯切割试件时，操作危险性大，高速运转的锯片存在极大安全隐患；实验压板过程通常使用脲醛树脂胶黏剂，存在甲醛释放问题，尤其是在高温压板过程中的甲醛释放具有强烈刺激性，对师生的健康造成严重影响。此外，实验教学中发现，学生的安全知识较为匮乏，安全意识比较淡薄，且实验室为学生准备的防护用具严重不足。

2 “人造板工艺学实验”实验教学课程改革与探索

2.1 创新课程教学方法

学生一般缺乏对实验室及实验操作的了解和认知。在每次实验前，教师可安排网络教学进行实验安全教育，教师可以将实验的基本理论、实验操作及注意事项等制作成PPT、动画或视频等，学生通过提前观看动画或视频，能够直观地在脑海中留下印象，更好理解实验流程，做到心中有数。此外，教师应引导学生充分利用“人造板工艺学”虚拟仿真实验项目等相关数字化网络教学资源，借助信息化和数字化技术服务本科实践教学，可避免传统实验课堂“教师板书—学生听讲”教学模式造成的教师讲解抽象、学生无画面感的教学弊端，可显著加深学生对实验流程以及实验步骤的理解和掌握，并且可充分调动学生的兴趣和好奇心，强化学生的专业认同感，显著提高教学质量。再者，课堂实验教学和行业实际生产存在极大差距，我校用于“人造板工艺学实验”课程教学的实验设备较为陈旧，学生通过陈旧设备进行实验，无法正确认识与了解本行业现代化生产设备与先进技术，使学生对行业认知存在误解与落差。一方面，高校实验教学应加强实验软硬件建设，另一方面，教师应在实验教学基础上，补充本行业先进的智能化生产设备与技术，将课堂实验与行业生产现状相结合，使学生对本行业发展具有正确认知。

2.2 更新课程教学内容

随着环保政策的不断趋严以及人们生活水平的提高，人造板的无醛化一直是木材领域研究和开发的热门。人造板在生产和使用过程中释放甲醛，主要是由于所使用的胶黏剂是大多数醛类树脂胶黏剂。甲醛对人体的嗅觉、皮肤、肺功能、肝功能和免疫功能等方面造成严重损害。因此，无醛环保型木材胶黏剂及其胶接人造板制品得到重视和迅速发展。常见的环保型胶黏剂有淀粉类胶黏剂，木质塑料黏剂及大豆蛋白胶黏剂等。目前，在“人造板工艺学实验”课程中，一般采用“脲醛树脂胶粉+水”形成脲醛树脂胶液胶接各类板种。因此，为了满足政策和市场的需要，可在“人造板工艺学实验”课程中采用一些新兴的胶黏剂代替传统的脲醛树脂胶黏剂，探究不同无醛环保胶黏剂的热压温度，热压时间，压力等对各类板种的性能影响；也可将此实验课程与“胶黏剂与涂料”实验课相匹配，利用“胶黏剂与涂料”实验课上制备的各类胶黏剂来制备不同人造板，发挥课程交叉与互补优势，同时也可增加人造板板种的多样性，如增加饰面板、防火板等，这样能够提高学生对于新型木材胶黏剂胶接人造板的兴趣和探索欲，使学生更深层次地了解市场对人造板行业的需求。

2.3 合理安排实验时数

目前的实验课时过少，仅限于采用简单的脲醛树脂压合胶合板、刨花板、纤维板等几类人造板。在实验过程中，学生在规定的时间内根据实验流程进行机械性实验，记录数据，撰写报告，不能充分发挥主观能动性，不利于学生创造性和发散性思维的培养。实验教学应与生产需求相结合，因此，“人造板工艺学实验”课程应适当增加课时数，增加实验教学内容，包括不同胶黏剂制备人造板的工艺探究及性能测试，在人造板制备过程中，可引导学生思考，压合参数（温度、时间、压力）过大或过小会给产品带来哪些变化？人造板的剪切强度与胶黏剂的黏度、固体含量有什么关系？这样才能让学生在实验过程中更加深刻地理解所学理论知识。

2.4 鼓励自主设计实验

为了打破实验课中学生照方抓药，教师可以安排学生自主设计实验方案，以培养学生的动脑和动手能力，发现问题和解决问题的能力。如，教师可以给出脲醛树脂胶合刨花板的热压温度、时间及压力的范围，让学生自己设定参数梯度进行尝试性实验，通过性能测试选择出最优的压合参数；教师可给出大豆蛋白胶黏剂等关键词，让学生通过查阅文献，设计实验，自主选择大豆蛋白胶黏剂在人造板制备中的用量，以及热压条件等进行实验。自主设计实验能够帮助学生巩固理论知识，培养学生的创造能力和独立思考能力。此外，作为“人造板工艺学实验”课程的补充，学生还可以自主设立大学生创新计划项目，利用课余实间开展实验和创新研究。

2.5 完善考核标准

本校“人造板工艺学实验”课程考核平时表现与实验报告各占50%，这种评定标准不能突出学生的创新能力与独立思考能力，建议在考核中以“重过程，轻结果”为指导思想，增加学生在实验方案设计方面的占比。在自主设计实验过程中，学生通过查阅资料，总结归纳，发现问题，解决问题，能充分调动学生的科研创造能力。因此，完善的成绩考核标准应该包括实验设计方案（40%），包括实验方案的完整性（20%）以及实验的可行性（20%）；平时表现（30%），包括出勤（10%），回答问题（10%）以及实验操作的熟练程度（10%）；实验报告（30%），包括实验报告的完整性（10%）以及实验结果与分析（20%），通过考核方式的改进，能够鼓励和激发学生应用所学知识，提高学生的实践应用能力，最终提升学生的专业综合素质。

3 结论

高校林业工程专业实验教改过程中，构建多元化的实践教学体系，选择综合性较强的，与企业生产相关的实验项目，更新实验教学方法和教学内容，增加实验教学课时数，鼓励学生自主设计实验，做好成绩考核，能够提高教学质量和人才培养质量。本文通过对南京林业大学木材科学与工程专业“人造板工艺学实验”课程内涵及教学过程中出现的问题进行剖析，并汲取其他课程教改成功的经验，对该课程提出具体的教学改革措施，旨在为本专业科研及企业培养应用型专业人才。