包裝工程專業《包裝材料學》課程教學探索

杜斌 智秀娟

摘要：作為農林院校中以食品科學與工程學院為依托進行辦學的包裝工程專業，在課程教學過程中，教學內容的深度、廣度、選擇與教授，要結合學校的定位與學科發展方向。本文就《包裝材料學》課程教學內容的選擇，教學手段的革新，開放性的交流空間的創設，以及如何在教學過程中有效利用多媒體資源和三維軟件，將抽象枯燥的理論聯系實際，解決現實生活中的專業問題進行了探討，對有限的學時下進一步提高課堂教學效果進行了較為深入的思考。

關鍵詞：包裝材料學；案例教學；教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）14-0125-02

一、背景

依托于我校食品科學與工程學院辦學的包裝工程專業，要求學生掌握有關包裝材料的基本理論知識和應用技能。《包裝材料學》作為一門的重要專業課，課程僅分配48學時，在這樣少的學時條件下，要使學生理解并掌握包裝材料的基本概念與原理，授課內容的選擇及講授方式是非常重要的。通過半年不斷的嘗試和教學實踐，結合非材料專業學生的特點，本文就《包裝材料學》課程教學改革與探索的實際，教學內容的選擇完善以及教學方式與多媒體課件的研制方面做出一些總結。

二、理論聯系實際，調整教學內容，加強實例教學

天津科技大學王建清老師主編的《包裝材料學》[1]，是包裝工程專業領域的優秀教材，但是面對食品學院包裝工程專業的學生，要求教師有所側重，刪減或者增添新內容，以適應學校的專業定位“食品包裝技術以及與包裝相關的食品質量安全與控制”。比如，在講授紙包裝材料時應重點講解造紙植物纖維原料的化學組成、結構特征及其主要功能，要把紙的材料結構與功能的關系解釋清楚，而將紙漿的制備放在次要位置。我們可以在羊皮紙和玻璃紙的制造原理的講解中，讓學生清楚理解它們為何不帶靜電、防塵、扭結性好等優點；理解為何它們不耐火卻耐熱，可在190℃的高溫下不變形，可在包裝中與食品一起進行高溫消毒。這些優缺點的解釋在教科書上并沒有很好地體現出來。

針對教材中材料加工的內容占比較大，而材料加工的工藝復雜，跟我院的專業定位關系較為松散，同時缺乏實踐教學條件，為此調整教學側重。學生可重點學習一些包裝材料如聚丙烯、聚對二苯甲酸乙二醇酯等加工工藝對材料性能的影響，比如結晶性、力學性能、透氣性能等。在充分體現學科特點的前提下，適當削減了與專業關系不大的加工，增添了與專業相關的知識。講述聚丙烯（PP）薄膜加工時，應當結合包裝專業特點來舉例聚丙烯加工過程對其在包裝工業上的應用具有深刻的影響，如雙向拉伸與流延聚丙烯薄膜的性能解析。在講述時也要注意比較聚丙烯與聚苯乙烯發泡餐具，通過聯系實際，讓學生們從專業角度得到10年前國家禁止聚苯乙烯發泡餐盒而推廣聚丙烯餐盒的原因。

在上課過程中必須替學生對常用材料性能進行歸納，幫助學生記住這些材料的分子結構的特點，了解哪種材料能作為內層，哪些材料作為阻隔層，哪些材料可以作為外層。書本上大多聚焦單層薄膜的講解，但是實際應用中，大多數是要求包裝材料具有復合性的，許多種類的食品要求包裝材料必須具備多功能性，如阻濕、阻氣、阻香、阻光及為適應機械包裝而需要有一定的強度等，在講課中必須幫助學生理解復合包裝的意義與包裝材料多層結構的分析。這在《包裝材料學》的課本所涉及的面與深度對側重食品包裝的包裝工程專業學生而言是不夠的。

對于在食品學院包裝工程專業的學生，要重點講解溫濕度對材料功能的影響。這些知識點對于我們食品包裝是非常重要的，我們要作為重點講授，從化學結構上向學生解釋為何不同材料的透氣、透水率不同。

我們在講解各種薄膜材料時也應當重點講解塑料中各種添加劑的種類以及它們潛在的遷移與食品安全風險。比如，講解聚氯乙烯（PVC）時，從分子結構的特點引入“塑化劑風波”，講述聚氯乙烯由于分子的剛性需要塑化劑才能加工成型，與食品相接觸后必然造成有毒塑化劑的遷移。結合我國《食品容器、包裝材料用添加劑使用衛生標準》，對可用于食品包裝的高分子材料（PE、PP、PS、AS、ABS、PA、PET、PC、PVC）中使用的添加物質做簡單的介紹，講解使用量與遷移限量的規定的意義；簡單介紹添加劑的遷移模擬方法、影響因素以及數學模型，通過現實生活中同學們已經有所耳聞、鮮活的例子來幫助學生對知識點的理解與記憶，提升他們對專業的學習興趣。

在玻璃包裝材料與金屬包裝材料上，簡化講解材料的加工過程，側重于食品包裝技術與安全，加強材料的物質組成、腐蝕防護、毒殘遷移以及其他一些性質的講解。

三、加強《包裝材料學》與《包裝工藝學》及《農產品貯藏》的有機聯系

《包裝材料學》是向學生講授材料結構與性能的課程，是為《包裝工藝學》服務的，應初步讓學生掌握包裝材料與包裝工藝之間的關系。在講解四大包裝材料基本概念時，同時應該注意結合《包裝工藝學》所涉及的各種包裝，使《包裝材料學》與《包裝工藝學》[2]真正有機地融合起來。比如，在講解阻隔材料的時候，我們可以通過周黑鴨，鮮切蔬菜的氣調包裝等例子來講解其阻隔材料對包裝工藝的影響，懂得氣體的阻隔能力對生鮮的保鮮非常重要，這樣才能把包裝材料學講得比較生動而且聯系實際。不能把《包裝材料學》與《包裝工藝學》及《農產品貯藏》割裂開來進行教學[3]。

四、改進了教學手段，有效利用多媒體資源和化學作圖軟件，運用多種方法加深學生的理解

《包裝材料學》課程中材料的很多性質都與加工工藝有關，這些工藝流程以及工藝條件在課本上概念很抽象，難以理解。我們必須有效利用多媒體資源，使基本場景的理解變得容易，特別是材料性質與工藝的關系，避免了死記硬背。比如，高分子雙向拉伸、單向拉伸與流延膜性能的區別，書本上對這些概念很少提及，許多學生對于它們的區別很難理解，但是我們教師講解單層膜或復合膜時經常需要提及這些薄膜。我們覺得應該通過形象的多媒體實驗演示來講解，由于實驗課時有限，我們在課前對相關實驗進行錄像，然后在課堂上進行視頻演示，能很好地幫助學生理解雙向-單向-流延之間的區別。利用演示實驗能讓學生充分理解高分子聚合物的加工工藝與性能之間的關系。

例如，包裝材料復合膜概念的詮釋，在書中用很小的部分來講述，但是復合膜廣泛地在食品領域應用，對復合薄膜各層的性質的理解，對于食品包裝的學生是非常重要的，必須知道內層、外層、阻隔層的構效關系，為此教師去尋找更好的課程資源，特別是市場用的復合包裝的例子來分析它們的優缺點。我們以利樂包裝的生產視頻來闡述各層間的分子相互作用，以及如何有序復合。通過這種視頻演示舉例，可以讓學生更好地理解各層之間的相互作用，這對于抽象概念的理解是有很大幫助的。

對于四大包裝材料的講解，則利用各種軟件制作材料的三維空間構型，結合三維動畫，動態演示分子骨架，輕松地帶學生進入微觀的分子世界，讓抽象的分子結構與概念形象化。

五、創設開放性的交流空間，鼓勵學生主動參與教學活動

在課程教學過程中，除了引入實例教學、有效利用多媒體資源等教學措施以外，引申話題，創設開放性的交流空間，鼓勵學生主動參與教學活動也是非常重要的。如，塑料的教學中，在結合高分子的結構特點說明其應用的基礎上，提出問題：“為什么PA/BOPP（內層），PVA/PVDC/PE（內層）是錯誤的食品復合包裝結構？”“為何高溫（90度）蒸煮包裝PET/NY/LDPE（內層）這種形式不對？”“為什么雖然PE、PP中可以不加塑化劑但必須加光熱穩定劑？”“為何聚苯乙烯餐盒只能在70度以下使用？”然后學生分組從聚合物分子結構、電負性等角度討論，積極參與到教學活動中。這樣不僅可以引起學生興趣，重要的是可以加深學生對基本理論知識的理解和掌握，達到事半功倍的效果。

六、結語

包裝材料是一門理論性強、概念抽象難懂且較難掌握的課程，作為包裝工程專業，特別是偏重食品包裝技術的學生的重要專業基礎課，學生需要在有限的學時里掌握包裝材料的基本概念和理論，教師則需要不斷地探索教學方法，采用多種手段提高教學的交互性和生動性，以調動學生學習的主動性和積極性，才能取得令人滿意的教學效果。

參考文獻：

[1]王建清.包裝材料學[M].北京：中國輕工業出版社，2010.

[2]潘松年.包裝工藝學[M].北京：印刷工業出版社，2007.

[3]龔雙江.農產品貯藏加工[M].北京：高等教育出版社，2002.