教研产用相融合的粘合剂课程教学改革探究

2024-07-16李因文朱正友李兴建马建峰马登学徐守芳李法强

高教学刊 2024年21期

摘要：结合人才培养需要和粘合剂课程特点以及社会发展需求，构建基于教研产用相融合的粘合剂课程教学改革模式，借助科学研究和区域产业优化课程内容、开展现场教学以及构建开放实验探究平台与学科竞赛相结合，鼓励引导学生积极主动以粘合剂课程为媒介将所学理论知识与应用实践有机结合起来，融会贯通化学、材料与工程应用的知识脉络体系。该文以临沂大学为例，主要介绍材料科学与工程学院在材料科学与工程（高分子方向）专业粘合剂教学改革方面的尝试以及取得的初步进展。

关键词：粘合剂；教研产用；融合；教学改革；课程建设

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：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

自改革开放以来，我国高等院校的规模和数量迅速发展，在服务国民经济发展和社会进步方面发挥了至关重要的作用。尽管受多重因素影响导致目前各高等院校在办学层次、培养目标和发展水平等方面差异明显，但是各高等院校又都在积极地向研究型和综合型大学的发展目标靠拢。因而国家及相关教育部门一直在推动和夯实高等院校的差异化和特色化改革[1-2]。在这其中，教育部等部门印发了《关于引导部分地方普通本科高校向应用型转变的指导意见》，国务院办公厅印发《关于深化产教融合的若干意见》，推动部分高校培养更多应用型、复合型和创新型人才，促进经济结构调整和产业升级发展，这都进一步体现了国家对高等院校的改革以及实施产教融合培养应用型人才的战略规划和坚强决心。而临沂大学作为山东省应用型本科高校建设首批支持高校和山东省应用型人才培养特色名校，也紧随国家政策实时提出并逐步构建了“水乳交融、共生共荣”的校地关系，积极服务于地方区域经济发展。

临沂大学材料科学与工程（高分子方向）专业自开设之初就确立了以培养高素质应用型工程技术人才为目标和以产教融合课程体系为支撑的专业建设方向，近年来稳步实施与推进。在这其中，粘合剂是高分子方向专业核心课程，继有机化学、高分子化学及聚合物合成工艺学等课程的后续课程，更是将工程应用与科学理论紧密联系的桥梁，通过以粘合剂为媒介贯通高分子材料结构与性能的关系以及各性能之间的相互制约与变化规律[3-6]。因此，本教学团队构建了教研产用相融合的粘合剂课程教学模式，借助科学研究和区域产业优化课程内容、开展现场教学以及构建开放实验探究平台与学科竞赛相结合，鼓励引导学生进行积极主动以粘合剂课程为媒介将所学的理论知识与应用实践有机结合起来，融会贯通化学、材料与工程应用的知识脉络体系。本文教研产用相融合课程教育教学模式如图1所示。

为了进一步强化和推进粘合剂课程教研产用的深度融合，本文梳理和总结了近年来本教学团队在粘合剂课程教学内容、教学方法和实施效果评价等方面的经验和不足之处。尽管本教学团队有较为深厚的理论基础和丰富的实践经验，在教学内容、教学方法及课程考核等方面也不断持续改进和优化，但是受限于教学团队人员的层次和水平，也希望以本论文总结为契机，通过抛砖引玉与其他高等院校开设粘合剂这一课程的同行进行交流与探讨，继续推进粘合剂课程教学改革，为国家培育更加胜任粘合剂及相关行业的教育、科研及工程应用人才[7-8]。

一教学内容改革

粘合剂是临沂大学材料科学与工程（高分子方向）专业核心课程，课程系统全面地介绍粘合剂的基本知识、基本理论和基本原理，了解各主要大类粘合剂的基本内容和研究发展概况，学会利用胶接基础理论知识分析和解决胶接过程及胶接制品出现的胶接技术问题。课程具体教学内容包括绪论、粘合基础、醛类树脂粘合剂、丙烯酸酯粘合剂、环氧树脂粘合剂、聚氨酯粘合剂、有机硅树脂粘合剂、热熔性粘合剂和水基粘合剂。该教学内容不仅涉及重要的黏结理论基础、同时还与临沂市区域经济特色如（高端）木产业、包装行业及建材行业所需要的醛类、丙烯酸酯类、环氧树脂类以及聚氨酯类粘合剂有机结合起来。通过本课程的学习，加深学生对粘合剂工业应用端的理解，培养学生将所学理论知识与应用实践有机结合起来，融会贯通化学、材料尤其是高分子材料专业的知识体系，并初步具备设计和研发粘合剂的能力，为学生将来宽口径择业以及从事粘合剂行业相关的生产、科学研究及应用等工作夯实基础[9]。本文教研产用相融合的粘合剂课程教学内容改革如图2所示。

二教学形式改革

（一）构建粘合剂现场教学与传统教学方式相结合

新工科背景下，应用型人才培养需要理论与实践相结合，粘合剂课程本是一门实践性很强的课程，因而本课程教学团队不仅借助区域特色产业优化了课程内容，同时也在教学形式上不断创新突破。在这一实践过程中，我们结合鲁南苏北区域发展特色实施了三个现场教学改革尝试。其中，鉴于临沂市（高端）木业及板材产业涉及的大量醛类树脂粘合剂，因此在教学设计上采取了现场教学与课堂教学的交互穿插这一创新设计，通过带领同学们实地参观本地一些知名板材制造企业，将教学现场搬到工业生产现场，给学生带来现场震撼的同时，更好地将理论知识和实际工业生产有机结合起来。同时在教学内容设计上对醛类树脂粘合剂这一章节内容也有所侧重和加强，具体教学内容分别包括脲醛树脂粘合剂、酚醛树脂粘合剂和三聚氰胺树脂粘合剂三部分，而且在教学内容筛选和侧重方面，都紧紧围绕临沂市（高端）木业面临的问题和挑战——粘合剂的低（无）醛化、高性能化和绿色化开展教学设计与讲解，这样通过与生产实际的近距离接触不仅避免了枯燥的基础理论知识讲解，同时也极大提高了学生的学习兴趣和主动性，使理性认识与感性认识有机结合起来，提高了学习效果，教学效果反馈良好。

（二）构建学科竞赛和创新创业与粘合剂课程教学相融合

粘合剂作为实践应用性很强的一门课程，传统教学只注重课堂理论传授，即使实践丰富的教师通过大量生产实例来讲解和说明，但理论毕竟是理论，仅凭语言描述是很难激发当下学生的学习兴趣和主动性[10-11]。为此，本教学团队结合当前新工科和国家创新创业的发展要求，帮助学生以粘合剂为媒介串联高分子学科知识的同时，积极构建学科竞赛和创新创业与粘合剂课程教学相融合的教学方式，将学科竞赛和创新创业与粘合剂课程的实践性有机结合起来，实现“知识传授、学科竞赛和创新创业实践”三位一体的粘合剂课程教育教学和实践体系。

在此，以粘合剂课程中涉及的丙烯酸树脂类粘合剂为例说明。众所周知，建筑防水一直是建筑建材行业无法回避的难题，而丙烯酸树脂类粘合剂又作为防水涂料的主要有机成膜物质之一而备受关注。因此，本教学团队就从防水涂料用丙烯酸树脂类乳液粘合剂入手，组建了“滴水不漏之临大蓝精灵防水小队”和“减水大师”小组团队，在教师的指导下充分发挥学生的主观能动性，先后获得了第十八届“挑战杯”山东省大学生课外学术科技作品竞赛一等奖、第九届中国大学生高分子材料创新创业大赛二等奖，还连续获得第七届和第八届山东省大学生高分子材料创新设计大赛三等奖等8项奖励。在带领学生获得佳绩的同时，也有效激发了学生对本专业的认同和学习兴趣，还先后指导学生获批校级、省级和国家级大学生创新创业计划项目10余项，发表论文12篇，申报发明专利7项。通过连续三届学生的实践效果来看，有效实现了粘合剂课程教学与学科竞赛和创新创业的双赢，并形成了良好的带动和示范效应。

（三）搭建粘结与密封创新实验室平台，引导和鼓励学生自主探索

材料是人类社会赖以生存和发展的物质基础，其中高分子材料更是现代工业和高新技术的重要基石之一，目前已发展成为国民经济基础产业以及国家安全不可或缺的重要保证，而粘合剂作为最突出的高分子材料之一在人类社会生活中也正在发挥越来越重要的作用[12-13]。因此，本教学团队不仅注重粘合剂专业知识的传授，同时还着力提高学生的实践与创新能力，鼓励学生立足生产生活实际，通过调研考察和发现贴近生活实际中的粘合问题，并在老师的指导和启发下把理论和实践结合起来，培养学生初步从事科学研究的意识和动手能力，从而促进教学质量和育人水平的提高。此外也积极推进不同学科的交叉融合与国际前沿知识的渗透，努力拓宽学生的视野与层次，引导学生多角度思考分析问题，注重培养学生严谨而又宽广的科学素养和人文情怀。

在此，以粘合剂课程中涉及的醛类树脂粘合剂为例说明。其中，鉴于学生非常关注甲醛污染这一热点问题，在讲授醛类树脂粘合剂这一章节时，引导并鼓励学生大胆针对自己关注的问题自由组队进入实验开展自主探索。引导学生收集不同领域潜在含有甲醛的物质，如家装用板材、涂料、生鲜蔬菜及水产等进行甲醛残留含量的确定工作；在此基础上从源头上开展板材用粘合剂的无醛化探究，引导学生选取以大豆蛋白、丙烯酸类以及仿生贻贝多酚类等为原料制备了一系列性能较为优异的无醛粘合剂。通过这一创新性教学方式改革，同学们从选题、文献调研、实验方案设计与实施以及性能评价等方面进行探究，使学生真正成为学习和创新实践的主角，有效激发了学生对粘合剂课程的学习兴趣和学习的主观能动性，增强了学生运用所学理论知识解决本专业复杂工程问题的能力，而且取得了良好的教学效果。此外，也学生后续为毕业论文的开展及将来工作奠定扎实的基础。

三考核评价方法改革

粘合剂作为临沂大学材料科学与工程（高分子方向）专业特色课程之一，旨在使学生具备必要的有机化学、无机化学、分析化学、物理化学以及高分子化学等基础知识之后，以应用性和实践性强的粘合剂课程为媒介，快速帮助学生将所学的化学理论知识与应用实践有机结合起来，融会贯通化学、材料和尤其是高分子材料专业知识体系，为今后科研及工作夯实基础。而前期粘合剂课程考核评价方式还是以传统考核方式为主，侧重期末成绩、再辅以平时成绩和期中成绩。这一考核方式过于单一，没有针对课程特点开展创新性的考核评价，也不能突出学生的创新、思考以及实践动手能力。自材料科学与工程（高分子方向）专业2018级学生开始，本教学团队开展探索尝试基于教研产用相融合的粘合剂课程教学改革，截至目前已经连续实施了四届，对改革后的课程考核评价方式也基本形成了较为规范且兼具传统评价和创新评价相结合的综合考核评价方法，即实行“N+1+1”的综合考核评价模式，其中“N”占40%，包括课堂参与表现（10%）、课堂笔记（15%）和作业成绩（15%）；第一个“1”为期末考试成绩（30%）；第二个“1”为创新实践成绩（30%），内容范围包括学科竞赛、创新创业实践以及兴趣实验探索，且内容和形式灵活可调并不仅限于此。通过引入创新实践成绩这一考核评价方式不仅丰富了课堂教学内容和方式，而且还充分调动起学生的主观能动性，将“传授式”教学和“实践式”教学有机结合起来使理论知识与实际应用实践融为一体，提高了学生学习基础理论知识的兴趣，同时也培养了学生的科学思维能力和综合分析能力。

四教学效果调查与分析

基于教研产用相融合的粘合剂课程教学改革最早始于材料科学与工程（高分子方向）专业（简称“材（高）”）2018级学生（57人），并经过2019级（90人）、2020级（74人）和2021级（34人）进行不断改进和优化，尽管受到之前疫情影响，相关现场教学方式部分受到一定的限制，但是通过本教学团队的不断实践、修正和完善，该基于教研产用相融合的粘合剂课程教学改革已基本完善并运行良好。对本课程目标达成度的分析评价以及对学生的满意度调查结果见表1。

由表1可知，与没有实施基于教研产用相融合的粘合剂课程教学改革的材（高）专业2017级学生相比，连续实施基于教研产用相融合的粘合剂课程教学改革的材（高）专业4个年级（2018级、2019级、2020级和2021级）学生的课程目标均已达成（均大于0.80），且随着粘合剂课程的持续开设达成度也逐年稳步提高；同时后续的课程问卷调查结果也进一步表明，学生对实施的基于教研产用相融合的粘合剂课程教学改革满意度非常高（均大于0.90）。这充分地说明学生对粘合剂课程这一教学改善是非常认可，并乐于参与其中。总之，这一全方位的教学改革模式激发了学生学习的主观能动性和创造性，培养了学生探究、分析及解决问题的意识和能力，强化了学生对高分子学科知识的理解、掌握和运用。

五结论与展望

总之，经过先行试点，接着由点及面，再到最后的全变铺开实施基于教研产用相融合的粘合剂课程教学改革，从积累的反馈及评价来看，这一教学改革尝试方向是正确的，在打破传统课堂束缚的同时确实有利于提高学生学习的积极性和主动性，但是受传统教学安排、考核评价方式以及学生安全等因素限制，在现场教学、创新创业与学科竞赛以及粘结与密封创新实验室平台的广度、深度以及覆盖面等方面还有诸多不足，而且本教学改革目前也还是处于探索尝试阶段，实施过程中必然还会遇到这样那样的问题和难题，我们以此文作为这一教学改革的阶段总结为契机，抛砖引玉，与各兄弟高校一起推动粘合剂及相关高分子学科可成的教学改革工作，提高高分子学科领域的人才培养质量，助推我国高分子材料行业的提质增效和快速发展。

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