“人造板工藝學實驗”課程教學改革探索
——以南京林業大學為例

王開立，劉曉蓉，黃潤州，梅長彤

（南京林業大學材料科學與工程學院 江蘇 南京 210037）

林業工程學科作為林業資源高效加工利用的應用型學科，為更好地服務國家“中國制造2025”“碳達峰碳中和”等發展戰略，其產業結構面臨著進一步調整與轉型。近年來，為適應國家發展和產業對人才的需求，我國農林高校逐漸加大了林業工程學科專業的建設力度，強化了實踐教學環節，提高了學生的綜合實踐能力，為培養社會亟需的創新型、復合應用型林業產業高級人才奠定了良好的基礎。

1 “人造板工藝學實驗”教學課程內涵及教學困境

1.1 課程內涵

南京林業大學木材科學與工程專業是國家“一流專業”建設點，是林業工程國家“雙一流”學科下一個重要的專業方向。其中，“人造板工藝學”是木材科學與工程課程體系中理論和實踐性較強的一門核心專業特色課程。通過該課程的學習，學生能夠掌握人造板制造的基本原理和生產工藝的基本理論知識，并具備一定的分析問題和解決問題的能力，為從事人造板產品開發、工藝設計、生產管理和經營服務等方面的工作奠定基礎。“人造板工藝學實驗”更是學生根據所學理論知識，實踐學習人造板制造工藝的重要課程。課程的開設目的是通過該課程的學習，使學生能更好地掌握人造板工藝的相關知識，在實踐過程中具有提出問題、分析問題和解決問題的能力，同時具有一定的操作動手能力和人造板產品質量評估能力，為適應以后的具體工作奠定良好的基礎。

1.2 課程教學困境

1.2.1 實驗教學模式有待改善

目前，“人造板工藝學實驗”課程主要授課對象為木材科學與工程專業的大三學生，授課內容主要包括人造板生產所用原料的質量分析、人造板的制造和人造板產品質量檢驗的相關理論及試驗方法，且主要圍繞膠合板、刨花板和纖維板三大板種。教學內容陳舊而單一，考核形式片面而單調。在授課過程中，通常教師為授課主體，首先簡要介紹實驗目的、實驗所需儀器設備、實驗方法與步驟等，然后學生按照實驗流程進行機械化的實驗操作，整個教學過程中，學生缺乏主動性和創造性。另外，實驗教學考核主要根據出勤率、實驗操作表現和實驗報告撰寫情況等進行評價，很難客觀評價學生發現問題、分析問題和解決問題的能力，從而導致學生的創新意識和獨立思考能力明顯不足。

1.2.2 課程設置有待加強

作為一門專業性強的必修實驗課程，“人造板工藝學實驗”與“人造板工藝學”理論課程相輔相成，“人造板工藝學實驗”共安排了16 課時的實驗課程時間，總實驗課時太少。實驗教學是實踐性教學的一種組織形式，主要分為教師講授與學生實踐兩個部分，為保證學生的實驗時間，教師不得不壓縮實驗前的理論講述時間，造成實驗流程講解不充分，學生動手實驗時暴露問題較多；如前期理論講述時間過長，分配給學生的實驗時間過少，則無法確保每位學生都能主動參與實驗。另外，每次實驗課僅安排2 個課時，對于某些耗時較長的實驗環節或者需要連貫操作的實驗環節，如木材單元含水率測試，膠黏劑的制備與拌膠、鋪裝及熱壓連續化過程，人造板物理力學性能的樣品制備及測試過程（如吸水厚度膨脹率、內結合強度測試等），難以嚴格按照正常的流程和工藝進行規范化實驗。

1.2.3 實驗教學平臺建設有待改善

我校用于“人造板工藝學實驗”課程教學的實驗儀器尚不夠齊全，且較為陳舊，尤其是用于本科實驗教學的大型儀器設備數量不足，學生一般需組成多人小組進行實驗，實驗周期長。受實驗課時和實驗儀器的限制，實驗過程中每組僅有1－2 位同學可以參與實驗操作，其他同學只是簡單觀看和數據記錄，導致學生的主動性下降，且獨立完成實驗的機會減少，嚴重影響實踐教學質量，不利于學生實踐能力的培養。

1.2.4 實驗操作安全意識有待加強“人造板工藝學實驗”課程旨在要求學生掌握人造板生產工藝及其性能測試方法，其實驗教學過程存在一定的安全隱患。例如，熱壓機使用過程中，在高溫高壓環境中，操作人員面臨一定危險，尤其在纖維板或刨花板熱壓結束時，如果高溫高壓下突然卸壓，板內的高溫蒸汽急劇噴射而出，極有可能對周圍師生造成傷害；利用裁板鋸切割試件時，操作危險性大，高速運轉的鋸片存在極大安全隱患；實驗壓板過程通常使用脲醛樹脂膠黏劑，存在甲醛釋放問題，尤其是在高溫壓板過程中的甲醛釋放具有強烈刺激性，對師生的健康造成嚴重影響。此外，實驗教學中發現，學生的安全知識較為匱乏，安全意識比較淡薄，且實驗室為學生準備的防護用具嚴重不足。

2 “人造板工藝學實驗”實驗教學課程改革與探索

2.1 創新課程教學方法

學生一般缺乏對實驗室及實驗操作的了解和認知。在每次實驗前，教師可安排網絡教學進行實驗安全教育，教師可以將實驗的基本理論、實驗操作及注意事項等制作成PPT、動畫或視頻等，學生通過提前觀看動畫或視頻，能夠直觀地在腦海中留下印象，更好理解實驗流程，做到心中有數。此外，教師應引導學生充分利用“人造板工藝學”虛擬仿真實驗項目等相關數字化網絡教學資源，借助信息化和數字化技術服務本科實踐教學，可避免傳統實驗課堂“教師板書—學生聽講”教學模式造成的教師講解抽象、學生無畫面感的教學弊端，可顯著加深學生對實驗流程以及實驗步驟的理解和掌握，并且可充分調動學生的興趣和好奇心，強化學生的專業認同感，顯著提高教學質量。再者，課堂實驗教學和行業實際生產存在極大差距，我校用于“人造板工藝學實驗”課程教學的實驗設備較為陳舊，學生通過陳舊設備進行實驗，無法正確認識與了解本行業現代化生產設備與先進技術，使學生對行業認知存在誤解與落差。一方面，高校實驗教學應加強實驗軟硬件建設，另一方面，教師應在實驗教學基礎上，補充本行業先進的智能化生產設備與技術，將課堂實驗與行業生產現狀相結合，使學生對本行業發展具有正確認知。

2.2 更新課程教學內容

隨著環保政策的不斷趨嚴以及人們生活水平的提高，人造板的無醛化一直是木材領域研究和開發的熱門。人造板在生產和使用過程中釋放甲醛，主要是由于所使用的膠黏劑是大多數醛類樹脂膠黏劑。甲醛對人體的嗅覺、皮膚、肺功能、肝功能和免疫功能等方面造成嚴重損害。因此，無醛環保型木材膠黏劑及其膠接人造板制品得到重視和迅速發展。常見的環保型膠黏劑有淀粉類膠黏劑，木質塑料黏劑及大豆蛋白膠黏劑等。目前，在“人造板工藝學實驗”課程中，一般采用“脲醛樹脂膠粉+水”形成脲醛樹脂膠液膠接各類板種。因此，為了滿足政策和市場的需要，可在“人造板工藝學實驗”課程中采用一些新興的膠黏劑代替傳統的脲醛樹脂膠黏劑，探究不同無醛環保膠黏劑的熱壓溫度，熱壓時間，壓力等對各類板種的性能影響；也可將此實驗課程與“膠黏劑與涂料”實驗課相匹配，利用“膠黏劑與涂料”實驗課上制備的各類膠黏劑來制備不同人造板，發揮課程交叉與互補優勢，同時也可增加人造板板種的多樣性，如增加飾面板、防火板等，這樣能夠提高學生對于新型木材膠黏劑膠接人造板的興趣和探索欲，使學生更深層次地了解市場對人造板行業的需求。

2.3 合理安排實驗時數

目前的實驗課時過少，僅限于采用簡單的脲醛樹脂壓合膠合板、刨花板、纖維板等幾類人造板。在實驗過程中，學生在規定的時間內根據實驗流程進行機械性實驗，記錄數據，撰寫報告，不能充分發揮主觀能動性，不利于學生創造性和發散性思維的培養。實驗教學應與生產需求相結合，因此，“人造板工藝學實驗”課程應適當增加課時數，增加實驗教學內容，包括不同膠黏劑制備人造板的工藝探究及性能測試，在人造板制備過程中，可引導學生思考，壓合參數（溫度、時間、壓力）過大或過小會給產品帶來哪些變化？人造板的剪切強度與膠黏劑的黏度、固體含量有什么關系？這樣才能讓學生在實驗過程中更加深刻地理解所學理論知識。

2.4 鼓勵自主設計實驗

為了打破實驗課中學生照方抓藥，教師可以安排學生自主設計實驗方案，以培養學生的動腦和動手能力，發現問題和解決問題的能力。如，教師可以給出脲醛樹脂膠合刨花板的熱壓溫度、時間及壓力的范圍，讓學生自己設定參數梯度進行嘗試性實驗，通過性能測試選擇出最優的壓合參數；教師可給出大豆蛋白膠黏劑等關鍵詞，讓學生通過查閱文獻，設計實驗，自主選擇大豆蛋白膠黏劑在人造板制備中的用量，以及熱壓條件等進行實驗。自主設計實驗能夠幫助學生鞏固理論知識，培養學生的創造能力和獨立思考能力。此外，作為“人造板工藝學實驗”課程的補充，學生還可以自主設立大學生創新計劃項目，利用課余實間開展實驗和創新研究。

2.5 完善考核標準

本校“人造板工藝學實驗”課程考核平時表現與實驗報告各占50%，這種評定標準不能突出學生的創新能力與獨立思考能力，建議在考核中以“重過程，輕結果”為指導思想，增加學生在實驗方案設計方面的占比。在自主設計實驗過程中，學生通過查閱資料，總結歸納，發現問題，解決問題，能充分調動學生的科研創造能力。因此，完善的成績考核標準應該包括實驗設計方案（40%），包括實驗方案的完整性（20%）以及實驗的可行性（20%）；平時表現（30%），包括出勤（10%），回答問題（10%）以及實驗操作的熟練程度（10%）；實驗報告（30%），包括實驗報告的完整性（10%）以及實驗結果與分析（20%），通過考核方式的改進，能夠鼓勵和激發學生應用所學知識，提高學生的實踐應用能力，最終提升學生的專業綜合素質。

3 結論

高校林業工程專業實驗教改過程中，構建多元化的實踐教學體系，選擇綜合性較強的，與企業生產相關的實驗項目，更新實驗教學方法和教學內容，增加實驗教學課時數，鼓勵學生自主設計實驗，做好成績考核，能夠提高教學質量和人才培養質量。本文通過對南京林業大學木材科學與工程專業“人造板工藝學實驗”課程內涵及教學過程中出現的問題進行剖析，并汲取其他課程教改成功的經驗，對該課程提出具體的教學改革措施，旨在為本專業科研及企業培養應用型專業人才。