“人造板工艺学”课程教学改革与实践探索

汤正捷 李晓平 吴章康

西南林业大学材料科学与工程学院 云南昆明 650224

木材科学与工程是林业院校传统本科专业之一，是一门应用型较强的专业。“人造板工艺学”是木材科学与工程专业的核心课程，起着承前启后的作用。“人造板工艺学”课程的学习过程中不仅要运用到物理、化学、力学和传热传质等基础学科的知识，还要将木材学、木材干燥、胶黏剂与涂料等专业基础课程的内容融会贯通。随着国内社会和经济的发展，我国已经成为人造板生产世界第一大国。2018年，国内纤维板产量为6168万立方米，刨花板产量为2732万立方米。从人造板生产大国转变为人造板生产强国，除了提高产量，更重要的是提高产品质量，其中培养高素质的人造板行业人才是重要的一环。本文将结合西南林业大学的实际情况，从师资队伍、教学内容、教学方法和考核方式等方面，就“人造板工艺学”的教学改革提出一些想法，以供大家参考。

1 师资队伍

师资队伍是课程教学质量发展与提升的关键所在。目前，人造板工艺学课程教学团队共有5人，其中教授2人，副教授1人，讲师2人；从学历结构来看，博士4人，硕士1人；从年龄结构上看，处于35～50岁之间，主要为中青年人群；从教学和科研来看，教学团队成员都具有多年教学经验，同时还长期从事科学研究工作，主持省部级及以上科研项目近10项，发表科研论文100余篇。可以看出，目前本教学团队人员比例构成相对合理，教学和科研能力较好。

在教学团队建设中，要进一步做好中年教师和青年教师的结对工作，加强中年教师对青年教师的“传、帮、带”，积极探索共同备课、内部教学比赛和学习等提升教学质量的形式。组织教学团队到开设相关课程的学校进行观摩交流，学习其他学校的先进教学理念。鼓励青年教师继续深造、在职进修，积极参加国内外相关教学科研会议，拓展视野、开阔思路。同时，注重引进人才加入现有教学团队，尽量选择学科上既有区别又有联系的人才，可以对现有团队的知识结构进行补充和完善。

2 教学内容

人造板是以木材或其他植物纤维为原料，通过专门的工艺过程加工，施加胶粘剂或不加胶粘剂，在一定的条件下压制而成的板材或型材，是一种性能优异、用途广泛的建筑与装饰装修材料。“人造板工艺学”主要研究人造板的生产工艺和技术，理论来源于实践，但又高于实践。传统的人造板工艺学课程内容主要集中在传统的三大板，即胶合板、刨花板和纤维板。随着科技的高速发展日新月异，新产品、新技术不断涌现。传统的教学内容已经不能满足现实需求，“人造板工艺学”要与时俱进，教授内容要不断更新换代。比如，原料制备是将植物纤维原料利用机械或化学等手段加工成一定规格，并符合后续加工工艺要求的木质单元的过程。当前，如何在保证原料质量前提下，提高生产效率、降低生产成本是重点关注的方向。传统单板类原料制备时，需要事先对木段进行软化处理，目前已经开发出无须事先蒸煮软化即可旋切单板的技术。随着国家对森林保护的加强，拓宽人造板原料来源至关重要。中国是农业大国，每年会产生大量的农作物秸秆，这些秸秆可以作为人造板的原料，充分利用农业秸秆资源，既可以减少秸秆焚烧现象，保护环境，同时也可以为农民增加收入。人造板通常需要使用胶黏剂将原料单元粘在一起，其中脲醛树脂胶黏剂是最主流的产品。由于脲醛树脂胶黏剂在使用的过程中会释放出对人体有害的物质，因此如何生产绿色环保的人造板迫在眉睫，调整脲醛树脂胶黏剂的配方、使用无醛系列胶黏剂都是研究的热点。热压是人造板工艺中最重要的一个环节，对人造板的性能及生产效率起到决定性作用，为了提高生产效率和产品质量、降低生产能耗，诸如板坯进行蒸气或者微波预热、板坯表面喷蒸等新技术方兴未艾。人造板作为装饰装修材料的同时，也可以通过技术手段赋予其附加功能，如阻燃、防腐和净化空气等。通过充分挖掘课程内容，既可以传授学生本学科的知识，同时也可以增强学生的思想政治素养，达到提高课程整体教学效果的目的。

所谓师者，传道、授业、解惑也。高等学校开设的各门课程除了教授各个学科的知识以外，还因具有育人功能，即课程思政。2016年，全国高校思想政治工作会议上强调指出要把思想政治工作贯穿教育教学全过程，实现全程育人、全方位育人，努力开创我国高等教育事业发展新局面。上海教育领域围绕高校思想政治教育改革，创造性地提出“课程思政”这一概念，就是为大学生思想政治教育建设提出的一个宏伟蓝图、一个发展方向，构建出融思想政治理论课、通识课、专业课等多门类课程于一体的立体化课程体系。“人造板工艺学”属于工科类课程，这类课程中意识形态不明显，因此在授课时要注意不能生搬硬套，需要灵活处理，将思想政治教育与科学精神、创新意识、科学研究等相互融合，通过润物细无声的方式来教育学生。人造板工业是伴随着工业大革命诞生的，主要起源于欧美。中国工业化开始较晚，国内人造板生产企业，尤其是年产量大、产品质量高的企业，多数选择国外的生产工艺和生产设备。对于这种现象，要合理地引导学生，中国拥有悠久的木制品加工和使用历史，鼓励同学们努力学习、博采众长，为中国的人造板工业贡献自己的一份力量。同时还需要培育教师的课程思政意识，加强教师的思想政治理论素养，提高课程教师的思想政治教育能力素养。

我国将采取更加有力的政策和措施，力争2030年前二氧化碳排放量达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。木材及人造板工业是环保低碳的产业，有研究表明，生产1吨水泥、1吨钢材和1吨玻璃约排放1220kg、6470kg和1870kg CO当量，而加工1立方米木材(规格材)仅排放30.3kg CO当量。同时木材和人造板制品是有效的碳封存体，根据碳储量计量方法测算，我国每立方米原木和锯材的平均固碳量约889.328kg CO当量，我国每立方米人造板的平均固碳量约1145.79kg CO当量，因此合理生产和使用木材和人造板制品有利于我国碳中和和碳达峰目标的早日实现。在教学过程中，恰当引导学生除了从质量、生产效率和效益等方面，还可以从碳中和、碳达峰的角度去考虑人造板生产工艺中的问题。

3 教学方法

教学方法也是教学过程中非常关键的一个环节。如果能用巧妙的方法将上述教学内容恰当地展示出来，则可以起到事半功倍的效果。人造板工艺学的教学方法可以从以下几方面进行改进：

改变传统教师讲、学生听的照本宣科的教学模式。采用启发、引导式教学，授之以渔，授课教师提出线索和思路，学生对所学内容进行归纳总结及延伸。采用讨论式教学，使学生真正成为教学的一分子。通过讨论一方面可以使得学生的问题暴露出来，便于讲授内容和侧重点的调整；另一方面可以锻炼学生的思考能力，最终起到教学相长的作用。

合理运用多种现代科技手段辅助教学。“人造板工艺学”是一门应用性较强的课程，同时还要应用到物理、化学和力学等基本原理。例如，在讲授原料单元干燥时，可利用软件制作出干燥过程中水分在原料单元中运动的三维动画，这样可以将木质原料中较为抽象的大毛细管和微毛细管水分传导的机理形象地展示出来，便于学生理解和掌握；在人造板板坯铺装原理的讲授过程中，采用多媒体技术向同学们展示板坯铺装的动态过程，尤其要比较不同结构之间的差别，如均质结构、三层结构以及渐变结构等；热压过程是人造板中最重要的一个环节，讲解时可充分运用动画、图片和声音等，增强课程内容的趣味性和可读性，如热压过程中热量和水分的流动、板坯结构的动态变化以及板坯容易出现的缺陷等。同时还可以充分利用慕课、翻转课堂等手段，根据教学进度将多媒体课件、课前预习题和课后练习题等发放给学生，将课堂外与课堂内联系起来，提升教学效果。

加强实践教学。实践教学也是教学环节当中非常重要的一个环节，实践教学对于理论教学既是巩固和提升，同时也是检验与督促。实践教学主要包括实验和实习。在实验教学中，让同学们自己动手，对课程教学中重要的知识点进行实际操作演练，在实验过程中进一步领会理论教学中的知识点，比如为什么要遵循人造板组坯原理(对称原则、奇数层原则和层间纹理排列原则等)，通过实验实际比较遵循和不遵循组坯原则制备得到的人造板性能差异；同时除了必选实验以外，鼓励同学根据自己理论学习的实际，自主设计实验，对自己的想法进行验证，从而促进理论知识的掌握和加深，还培养了学生主动提出问题、思考问题和解决问题的能力。在实践教学中，带领同学们走出校园，走进生产第一线，在生产现场，感受人造板生产的全过程(人、机、料、法、环)。同学们结合理论教学和实验，通过在工厂实习，可以将所学知识融会贯通，同时结合工厂实际，对于人造板生产工艺的因地制宜与灵活调整会有更深刻的理解。另外，积极参加到老师的科研活动中也是一种实践教学，尽早地接触科研活动，一来可以检验对所学知识的掌握程度，及时进行查漏补缺；二来可以锻炼思考、动手和科研论文写作的能力，为今后的学习和工作奠定良好的基础。

材料科学与工程学院目前拥有“林业生物质资源高效利用国家地方联合工程研究中心”“生物质材料国际联合研究中心”“西南山地森林资源保育与利用教育部重点实验室”(利用分室)、“国家林业和草原局木材与木竹制品质量检验检测中心(昆明)”“云南省木材胶黏剂及胶合制品重点实验室”“云南省木质材料加工工程技术研究中心”等多个国家及省部级实验室和科研平台，为同学们的学习提供了强有力的保障。

4 考核方式

传统的考核方式为平时成绩加上期末卷面成绩，其中又以期末卷面成绩为主要部分，这种考核方式相对单一，考核结果不能充分地反映学生真实的学习效果。所以，应增加平时课堂测验，学习是一个循序渐进的过程，“人造板工艺学”课程的学习也不例外。课程中的知识点是相互关联的，只有将每一个知识点都掌握，才能将课程的知识内容消化吸收，形成一个完整的体系。因此，在平时授课过程中加入定期或不定期的课堂测验，既可以检验同学们的掌握情况，又可以督促同学们将所学的知识及时消化吸收，在理解的基础上牢记。

注重实验和实习的考核。实验和实习是一种良好的考察学生对学习内容掌握情况的考核方式，既考察了其对理论知识的学习情况，也可以检验其动手操作能力。对实验和实习进行全过程考核，而不是仅仅对实验和实习的结果进行评价。注重实验和实习过程中每一个环节和步骤，对于实验和实习结果，如若与预期不一致，只要能找到问题所在，总结出经验教训，也是达到了实验和实习的目的，这样更能加深同学对知识点的理解。此外，要加强对实验和实习报告的要求。在实验和实习过程中，每位同学的实际情况都会有所差异，通过最后的总结报告，可以将实践过程中遇到的情况进行提炼，达到实践教学与理论教学互动的效果。

理论考试中增加开放性问题。在试卷考题中适当加入一些开放性题目，比如将本学科研究的前沿问题、企业在生产中遇到的问题以及人造板新产品的开发等作为素材，结合课本中的知识点进行出题。这类题目可以综合考察学生的专业素养，能够增加区分度。同时，这类题目可以激发同学们的创造力和想象力，为以后的继续学习深造埋下伏笔。