“人造板工藝學”課程教學改革與實踐探索

湯正捷 李曉平 吳章康

西南林業大學材料科學與工程學院 云南昆明 650224

木材科學與工程是林業院校傳統本科專業之一，是一門應用型較強的專業。“人造板工藝學”是木材科學與工程專業的核心課程，起著承前啟后的作用。“人造板工藝學”課程的學習過程中不僅要運用到物理、化學、力學和傳熱傳質等基礎學科的知識，還要將木材學、木材干燥、膠黏劑與涂料等專業基礎課程的內容融會貫通。隨著國內社會和經濟的發展，我國已經成為人造板生產世界第一大國。2018年，國內纖維板產量為6168萬立方米，刨花板產量為2732萬立方米。從人造板生產大國轉變為人造板生產強國，除了提高產量，更重要的是提高產品質量，其中培養高素質的人造板行業人才是重要的一環。本文將結合西南林業大學的實際情況，從師資隊伍、教學內容、教學方法和考核方式等方面，就“人造板工藝學”的教學改革提出一些想法，以供大家參考。

1 師資隊伍

師資隊伍是課程教學質量發展與提升的關鍵所在。目前，人造板工藝學課程教學團隊共有5人，其中教授2人，副教授1人，講師2人；從學歷結構來看，博士4人，碩士1人；從年齡結構上看，處于35～50歲之間，主要為中青年人群；從教學和科研來看，教學團隊成員都具有多年教學經驗，同時還長期從事科學研究工作，主持省部級及以上科研項目近10項，發表科研論文100余篇。可以看出，目前本教學團隊人員比例構成相對合理，教學和科研能力較好。

在教學團隊建設中，要進一步做好中年教師和青年教師的結對工作，加強中年教師對青年教師的“傳、幫、帶”，積極探索共同備課、內部教學比賽和學習等提升教學質量的形式。組織教學團隊到開設相關課程的學校進行觀摩交流，學習其他學校的先進教學理念。鼓勵青年教師繼續深造、在職進修，積極參加國內外相關教學科研會議，拓展視野、開闊思路。同時，注重引進人才加入現有教學團隊，盡量選擇學科上既有區別又有聯系的人才，可以對現有團隊的知識結構進行補充和完善。

2 教學內容

人造板是以木材或其他植物纖維為原料，通過專門的工藝過程加工，施加膠粘劑或不加膠粘劑，在一定的條件下壓制而成的板材或型材，是一種性能優異、用途廣泛的建筑與裝飾裝修材料。“人造板工藝學”主要研究人造板的生產工藝和技術，理論來源于實踐，但又高于實踐。傳統的人造板工藝學課程內容主要集中在傳統的三大板，即膠合板、刨花板和纖維板。隨著科技的高速發展日新月異，新產品、新技術不斷涌現。傳統的教學內容已經不能滿足現實需求，“人造板工藝學”要與時俱進，教授內容要不斷更新換代。比如，原料制備是將植物纖維原料利用機械或化學等手段加工成一定規格，并符合后續加工工藝要求的木質單元的過程。當前，如何在保證原料質量前提下，提高生產效率、降低生產成本是重點關注的方向。傳統單板類原料制備時，需要事先對木段進行軟化處理，目前已經開發出無須事先蒸煮軟化即可旋切單板的技術。隨著國家對森林保護的加強，拓寬人造板原料來源至關重要。中國是農業大國，每年會產生大量的農作物秸稈，這些秸稈可以作為人造板的原料，充分利用農業秸稈資源，既可以減少秸稈焚燒現象，保護環境，同時也可以為農民增加收入。人造板通常需要使用膠黏劑將原料單元粘在一起，其中脲醛樹脂膠黏劑是最主流的產品。由于脲醛樹脂膠黏劑在使用的過程中會釋放出對人體有害的物質，因此如何生產綠色環保的人造板迫在眉睫，調整脲醛樹脂膠黏劑的配方、使用無醛系列膠黏劑都是研究的熱點。熱壓是人造板工藝中最重要的一個環節，對人造板的性能及生產效率起到決定性作用，為了提高生產效率和產品質量、降低生產能耗，諸如板坯進行蒸氣或者微波預熱、板坯表面噴蒸等新技術方興未艾。人造板作為裝飾裝修材料的同時，也可以通過技術手段賦予其附加功能，如阻燃、防腐和凈化空氣等。通過充分挖掘課程內容，既可以傳授學生本學科的知識，同時也可以增強學生的思想政治素養，達到提高課程整體教學效果的目的。

所謂師者，傳道、授業、解惑也。高等學校開設的各門課程除了教授各個學科的知識以外，還因具有育人功能，即課程思政。2016年，全國高校思想政治工作會議上強調指出要把思想政治工作貫穿教育教學全過程，實現全程育人、全方位育人，努力開創我國高等教育事業發展新局面。上海教育領域圍繞高校思想政治教育改革，創造性地提出“課程思政”這一概念，就是為大學生思想政治教育建設提出的一個宏偉藍圖、一個發展方向，構建出融思想政治理論課、通識課、專業課等多門類課程于一體的立體化課程體系。“人造板工藝學”屬于工科類課程，這類課程中意識形態不明顯，因此在授課時要注意不能生搬硬套，需要靈活處理，將思想政治教育與科學精神、創新意識、科學研究等相互融合，通過潤物細無聲的方式來教育學生。人造板工業是伴隨著工業大革命誕生的，主要起源于歐美。中國工業化開始較晚，國內人造板生產企業，尤其是年產量大、產品質量高的企業，多數選擇國外的生產工藝和生產設備。對于這種現象，要合理地引導學生，中國擁有悠久的木制品加工和使用歷史，鼓勵同學們努力學習、博采眾長，為中國的人造板工業貢獻自己的一份力量。同時還需要培育教師的課程思政意識，加強教師的思想政治理論素養，提高課程教師的思想政治教育能力素養。

我國將采取更加有力的政策和措施，力爭2030年前二氧化碳排放量達到峰值，努力爭取2060年前實現碳中和。木材及人造板工業是環保低碳的產業，有研究表明，生產1噸水泥、1噸鋼材和1噸玻璃約排放1220kg、6470kg和1870kg CO當量，而加工1立方米木材(規格材)僅排放30.3kg CO當量。同時木材和人造板制品是有效的碳封存體，根據碳儲量計量方法測算，我國每立方米原木和鋸材的平均固碳量約889.328kg CO當量，我國每立方米人造板的平均固碳量約1145.79kg CO當量，因此合理生產和使用木材和人造板制品有利于我國碳中和和碳達峰目標的早日實現。在教學過程中，恰當引導學生除了從質量、生產效率和效益等方面，還可以從碳中和、碳達峰的角度去考慮人造板生產工藝中的問題。

3 教學方法

教學方法也是教學過程中非常關鍵的一個環節。如果能用巧妙的方法將上述教學內容恰當地展示出來，則可以起到事半功倍的效果。人造板工藝學的教學方法可以從以下幾方面進行改進：

改變傳統教師講、學生聽的照本宣科的教學模式。采用啟發、引導式教學，授之以漁，授課教師提出線索和思路，學生對所學內容進行歸納總結及延伸。采用討論式教學，使學生真正成為教學的一分子。通過討論一方面可以使得學生的問題暴露出來，便于講授內容和側重點的調整；另一方面可以鍛煉學生的思考能力，最終起到教學相長的作用。

合理運用多種現代科技手段輔助教學。“人造板工藝學”是一門應用性較強的課程，同時還要應用到物理、化學和力學等基本原理。例如，在講授原料單元干燥時，可利用軟件制作出干燥過程中水分在原料單元中運動的三維動畫，這樣可以將木質原料中較為抽象的大毛細管和微毛細管水分傳導的機理形象地展示出來，便于學生理解和掌握；在人造板板坯鋪裝原理的講授過程中，采用多媒體技術向同學們展示板坯鋪裝的動態過程，尤其要比較不同結構之間的差別，如均質結構、三層結構以及漸變結構等；熱壓過程是人造板中最重要的一個環節，講解時可充分運用動畫、圖片和聲音等，增強課程內容的趣味性和可讀性，如熱壓過程中熱量和水分的流動、板坯結構的動態變化以及板坯容易出現的缺陷等。同時還可以充分利用慕課、翻轉課堂等手段，根據教學進度將多媒體課件、課前預習題和課后練習題等發放給學生，將課堂外與課堂內聯系起來，提升教學效果。

加強實踐教學。實踐教學也是教學環節當中非常重要的一個環節，實踐教學對于理論教學既是鞏固和提升，同時也是檢驗與督促。實踐教學主要包括實驗和實習。在實驗教學中，讓同學們自己動手，對課程教學中重要的知識點進行實際操作演練，在實驗過程中進一步領會理論教學中的知識點，比如為什么要遵循人造板組坯原理(對稱原則、奇數層原則和層間紋理排列原則等)，通過實驗實際比較遵循和不遵循組坯原則制備得到的人造板性能差異；同時除了必選實驗以外，鼓勵同學根據自己理論學習的實際，自主設計實驗，對自己的想法進行驗證，從而促進理論知識的掌握和加深，還培養了學生主動提出問題、思考問題和解決問題的能力。在實踐教學中，帶領同學們走出校園，走進生產第一線，在生產現場，感受人造板生產的全過程(人、機、料、法、環)。同學們結合理論教學和實驗，通過在工廠實習，可以將所學知識融會貫通，同時結合工廠實際，對于人造板生產工藝的因地制宜與靈活調整會有更深刻的理解。另外，積極參加到老師的科研活動中也是一種實踐教學，盡早地接觸科研活動，一來可以檢驗對所學知識的掌握程度，及時進行查漏補缺；二來可以鍛煉思考、動手和科研論文寫作的能力，為今后的學習和工作奠定良好的基礎。

材料科學與工程學院目前擁有“林業生物質資源高效利用國家地方聯合工程研究中心”“生物質材料國際聯合研究中心”“西南山地森林資源保育與利用教育部重點實驗室”(利用分室)、“國家林業和草原局木材與木竹制品質量檢驗檢測中心(昆明)”“云南省木材膠黏劑及膠合制品重點實驗室”“云南省木質材料加工工程技術研究中心”等多個國家及省部級實驗室和科研平臺，為同學們的學習提供了強有力的保障。

4 考核方式

傳統的考核方式為平時成績加上期末卷面成績，其中又以期末卷面成績為主要部分，這種考核方式相對單一，考核結果不能充分地反映學生真實的學習效果。所以，應增加平時課堂測驗，學習是一個循序漸進的過程，“人造板工藝學”課程的學習也不例外。課程中的知識點是相互關聯的，只有將每一個知識點都掌握，才能將課程的知識內容消化吸收，形成一個完整的體系。因此，在平時授課過程中加入定期或不定期的課堂測驗，既可以檢驗同學們的掌握情況，又可以督促同學們將所學的知識及時消化吸收，在理解的基礎上牢記。

注重實驗和實習的考核。實驗和實習是一種良好的考察學生對學習內容掌握情況的考核方式，既考察了其對理論知識的學習情況，也可以檢驗其動手操作能力。對實驗和實習進行全過程考核，而不是僅僅對實驗和實習的結果進行評價。注重實驗和實習過程中每一個環節和步驟，對于實驗和實習結果，如若與預期不一致，只要能找到問題所在，總結出經驗教訓，也是達到了實驗和實習的目的，這樣更能加深同學對知識點的理解。此外，要加強對實驗和實習報告的要求。在實驗和實習過程中，每位同學的實際情況都會有所差異，通過最后的總結報告，可以將實踐過程中遇到的情況進行提煉，達到實踐教學與理論教學互動的效果。

理論考試中增加開放性問題。在試卷考題中適當加入一些開放性題目，比如將本學科研究的前沿問題、企業在生產中遇到的問題以及人造板新產品的開發等作為素材，結合課本中的知識點進行出題。這類題目可以綜合考察學生的專業素養，能夠增加區分度。同時，這類題目可以激發同學們的創造力和想象力，為以后的繼續學習深造埋下伏筆。