李晓娜 李炯炯 李建章

[摘 要] “胶黏剂与涂料”课程是农林业院校木材科学与工程专业本科生必修的一门重要专业课。木材胶黏剂在人造板行业占有重要地位，胶黏剂制造水平的高低直接影响人造板的生产质量。“胶黏剂与涂料”实验课程的开展更是学生学习胶黏剂制备和性能检测，将所学理论知识应用于生产实际，实践学习的重要机会。为了紧跟我国胶黏剂行业发展步伐，满足木材加工行业对新型环保型胶黏剂和应用型人才的需求，提高学生的应用与创新能力，通过从教学内容、教学形式、成绩考核三个方面对胶黏剂与涂料实验课教学改革进行探讨，旨在提高该课程教学效率，为学生今后从事本专业科研、企业生产等工作打下基础。

[关键词] 胶黏剂与涂料;教学改革;实验教学

[基金项目] 2019年度国家自然科学基金青年基金项目“基于超支化聚合物仿生构建的大豆蛋白胶黏剂增强增韧与作用机制研究”（31901253）

[作者简介] 李晓娜（1990—），女，河南安阳人，博士，南京林业大学材料科学与工程学院助理研究员，师资博士后，主要从事环保型木材胶黏剂研究;李炯炯（1988—），男，河南周口人，博士，南京林业大学材料科学与工程学院副教授，主要从事高性能木材胶黏剂研究;李建章（1966—），男，河南安阳人，博士，北京林业大学材料科学与技术学院教授，博士生导师，主要从事木质复合材料与胶黏剂和木材改性研究。

[中图分类号] G642.3   [文献标识码] A    [文章编号] 1674-9324（2021）24-0077-04   [收稿日期] 2021-02-25

木材胶黏剂在人造板行业占有重要地位[1]，胶黏剂制造水平的高低直接影响人造板的生产质量。“胶黏剂与涂料”课程的理论教学和实验训练是木材科学与工程专业学生学习和应用胶黏剂知识的重要课程[2]。通过该课程的学习，学生能够了解木材胶黏剂的特点及应用，涂料的品种及应用，为人造板工艺、人造板表面装饰及木制品加工工艺等专业课的学习奠定基础。“胶黏剂与涂料”实验课程更是学生贴近生产实际，学习胶黏剂制备工艺的重要课程。“胶黏剂与涂料”实验课程开设目的是通过实验设计与操作，学生能掌握胶黏剂的合成方法及合成工艺，结合理论课知识，能分析和解决胶黏剂在生产应用中出现的问题，为今后从事本专业科研、企业生产等工作打下基础。

目前“胶黏剂与涂料”实验课程，主要是脲醛树脂胶黏剂的合成教学，教学内容单一而陈旧，教学重传授知识而轻学生能力培养，同时存在学生照搬讲义、实验按方抓药等问题，极大地影响了实验课的教学效果。因此文章从教学内容、教学形式、成绩考评方式三方面提出了进一步深化教学改革的具体措施，旨在提高本科生对胶黏剂行业认知和实践能力，培养学生应用创新能力。

一、教学内容改革

（一）课前网络学习

课前网络学习有助于学生对本节实验课程的整体理解与消化。与学生直接照抄一遍实验讲义不同，教师可提前将实验目的、原理、步骤、注意事项等制作成动画或视频，演示实验流程，让学生对实验方法及流程有更深刻的印象。将实验中易出现的问题以动画形式展现，如实验合成过程出现的凝胶现象，生动直观的展示能给学生留下深刻印象，有利于正视实验过程中该问题的规避。同时学生通过观看实验流程演示，做到心中有步骤，而不是慌乱盲目的进行实验，可以培养学生自己动手能力，克服学生对老师以及实验讲义的依赖思想。实验教学过程，教师仅作为观察者，对学生实验过程稍加指点，培养学生独立性。

（二）贴近生产生活，更新实验教学内容

随着人们对生活环境的要求越来越高，人们越来越關注甲醛基胶黏剂带来的甲醛污染问题。甲醛易挥发，具有强毒性、致癌和致畸性，会对人类的肝、肺、免疫功能等带来严重危害[3]。尤其脲醛树脂粘接制品，如家具及室内装修材料，在使用期间会源源不断地释放甲醛。谈醛色变的时代，人们更希望使用绿色环保型木材胶黏剂。随着胶黏剂行业的不断扩大和发展，胶黏剂的使用种类也变得丰富而环保。近年来，生物质基胶黏剂发展迅速，如大豆蛋白基胶黏剂，由于其不使用甲醛，以大豆蛋白为原料添加一定量交联剂制备，制备方法简单，具备绿色环保可再生的优点，已在人造板加工行业占有举足轻重的地位[4]。一般“胶黏剂与涂料”实验课程主要进行脲醛树脂的合成实验。为了紧跟胶黏剂行业发展步伐，满足人们对新型环保型胶黏剂的需求，“胶黏剂”实验课程可引入大豆蛋白胶黏剂相关实验，从制备方法到性能分析进行学习，如固体含量、黏度、粘接强度等[5]，以及甲醛含量与粘接性能与脲醛树脂对比等，提高学生对新型胶黏剂的探索欲，了解社会及生产实践对胶黏剂需求的定位。

（三）增加实验课时，加强实验深度

目前，南京林业大学木材科学与工程专业，本科生“胶黏剂与涂料”课程一共是32学时，包括讲授28学时，实验4学时。在有限的实验课时内，教师为完成教学实验，一般提前将实验流程展示在黑板上，然后学生根据实验讲义机械地进行实验，最后提交纸质版的实验报告。现有教学仅仅是让学生按照实验配方、实验讲义进行验证性实验。由于实验课时太短，实验仅限于脲醛树脂的合成阶段，相应的胶黏剂性能检测等实验未能涉及。实验的目的是贴近生产实践，胶黏剂性能与人造板行业具有直接的联系，因此“胶黏剂与涂料”实验课程应增加课时，增加胶黏剂性能测试实验，包括胶黏剂黏度、甲醛释放量、pH值、固体含量、胶接性能等的测定。性能检测的过程是与生产实践紧密结合的过程。在性能检测实验过程，可以诱导学生思考，胶黏剂黏度过大或者过小会给生产实际带来什么问题？实验中为什么需要确保制备胶黏剂固体含量在一定范围？胶黏剂合成后，pH调节到什么范围有利于储存？通过胶黏剂性能检测与生产实际联系起来，将企业中常遇到的生产问题与实验相结合，才能将实验课程开展得更加深刻。

（四）鼓励学生自主设计实验方案

目前实验课不能调动学生的思考与应用能力，往往是学生照方抓药，照抄实验讲义，实验报告千篇一律。脲醛树脂的合成对于化学知识薄弱的木材科学与工程专业本科生来讲，其合成机理是枯燥而难懂的。“胶黏剂与涂料”课程理论教学关于脲醛树脂合成方面学时有限，学生很难在很短的课堂时间消化理解晦涩难懂的化学反应机理。因此为了让学生更加主动的学习和掌握胶黏剂合成的方法和机理，教师可以安排学生根据理论课知识，自主设计合成实验方案。如教师给出脲醛树脂摩尔比范围，而不是直接指定实验配比，让学生在尿素（U）和甲醛（F）的摩尔比U/F=1∶（1.2～1.5）范围内自主选择摩尔比，列出详细实验配比然后进行实验[6];如大豆蛋白胶黏剂制备实验，可以让学生查阅文献，自主选择交联剂种类、用量等进行实验。实验设计过程是学生对理论知识消化和巩固的过程，鼓励学生探索创新、求新求异，培养学生创造思考能力。

（五）规范实验操作，树立实验绿色化理念

化学实验的规范操作是保障学生安全以及实验成功的基础。作为一名本科生，应该从踏入实验室的那一刻就树立安全意识。脲醛树脂合成过程，涉及高温反应，甲醛毒性，氢氧化钠强碱性试剂的使用。学生拿到药品，应该第一时间学习药品化学性质、使用方法、注意事项等基本信息。实验过程，口罩、手套、防护目镜等防护措施要做到位。同时，在教学过程发现学生称量药品，如氢氧化钠溶液的配制，往往一次取试剂过多，然后随手将多余的试剂直接倒入下水道。教师应对学生灌输绿色化实验理念，实验过程废弃药品不能随意丢弃，应该放到指定回收位置。实验试剂应该多次少取，确保实验药品不浪费，生活环境不污染。秉承“人与自然和谐相处”理念，实验过程注意三废回收，将绿色化学理念植入到每一个学子心中。

二、教学形式改革

（一）让学生成为实验的主导

现在实验教学过程，往往教师占主导地位，学生被动地进行实验，这样的实验教学效果欠佳。教师可让学生根据胶黏剂合成原理，自己设计胶黏剂合成方案，让学生成为实验的主导，从实验中学习更多，提高学生创新意识和对知识的掌握能力。以本专业“脲醛树脂合成”实验课为例，传统的在进行“胶黏剂”实验课程教学时，往往是从实验目的、原理、步骤都设计得很完整，教师提前将实验配比、步骤、反应温度、pH值调控及实验试剂用量等板书展示，然后学生就是“照方抓药”，直接按照流程完成实验，这样很难达到实验课程与理论课程更好结合的目的。“胶黏剂”实验课程是与理论课程及实践生产紧密相关的一门课程，学生应该掌握胶黏剂合成的方法与机理，而不能仅仅是照猫画虎。如在脲醛树脂合成实验时，教师可指定胶黏剂摩尔比范围，让学生根据胶黏剂摩尔比不同，自己计算甲醛和尿素使用量，制作详细的实验配比表格。教师审阅，方案合格后，学生方可按照自己实验方案合成胶黏剂，这样有助于培养学上独立思考和创新能力，进一步牢固掌握脲醛树脂的合成工艺。

（二）课程交叉学习

“胶黏剂”实验课程与人造板工艺学实验课相结合，从直观的胶合板强度对比，可以让学生对胶黏剂摩尔比与性能的关系建立更深刻的理解。一般“胶黏剂与涂料”实验课程，学生将脲醛树脂胶黏剂合成完成之后，本次实验课程结束，学生对自己制备的胶黏剂粘接性能并没有进一步验证，只是简单的合成并没有进一步应用，大大降低了学生对于本实验的认知感和成就感。将该实验课程与人造板工艺学实验相结合，学生可以将自己制备的脲醛树脂胶黏剂应用于如三层胶合板制备，然后测定胶合板胶合强度。将自己制备的胶黏剂应用到胶合板制备中去，一方面极大提高了学生的成就感以及对于本实验的兴趣，另一方面通过直观的强度对比，将抽象的摩尔比与性能的关系形象化，更有利于学生知识的融会贯通，提高学生的实践应用能力。

（三）增加实验课程的趣味性，培養学生对专业的兴趣

在实验安全范围内，让学生自己探索实验反应条件，如温度，pH等。常规的实验合成过程，胶黏剂浊点出现以后，老师会指导学生尽快将pH值调节为碱性，否则会出现凝胶。其实，教师让学生自己掌握反应时间，在安全范围内，教师不进行过多干预，若实验失败，合成过程胶黏剂出现凝胶现象，这个现象出现正好可以进一步引导学生思考是什么原因造成了实验的失败。这样一方面让实验变得有趣，同时激发了学生进一步思考，提升他们的科研兴趣。实验是探索的过程，不是害怕失败的过程，失败后学生能对结果进行解释和论证，也是进一步加深学习的过程。鼓励学生自己动手，自己设计实验，激发学生学习兴趣，才能更好地达到开展实验课程的目的。

（四）构建开放性实验平台，鼓励学生进行探索

构建开放性实验平台，给学有余力的学生提供探索的空间。在有限的课堂时间，学生只能初步掌握胶黏剂的合成方法。针对胶黏剂合成实验教学结束后，如有学生想深入研究，都可通过实验预约平台，在指导老师同意下进入实验室。完整的实验，直观的实验数据，比如制备出的胶黏剂有较高的粘接强度，更能让学生体会到成就感。此外，完整的实验数据还可用于学生大创项目、学科竞赛中去，更能激发学生对专业的热爱，为本专业的科研及生产行业培养专业型人才。

三、成绩考核方法改革

传统的实验考核方法是根据学生现场实验操作的熟练程度、实验结果和实验报告三项评定，该评定标准不能突出学生的创新与思考能力，建议增加实验方案设计方面的分值。实验方案设计过程，是学生思考和应用的过程，是学生进行探索的过程，是培养学生创新能力的过程。将实验设计部分加入成绩考核范围很有必要。因此完善的实验成绩考核应包括实验方案设计、现场实验操作和实验报告三部分。实验方案设计成绩占40%，主要为了提高学生学习主动性，考查学生应用创新能力;现场实验操作成绩占30%，包括学生出勤（10%）、现场问答表现（10%）及实验操作熟练程度（10%）;实验报告成绩占30%，包括实验报告撰写规范性（10%）和实验结果与分析（20%），考查学生实验态度、实验现象的总结以及由实验现象引发的思考能力。通过考核方法的改进，能够激发学生的应用思考能力。

四、結语

以上以南京林业大学木材科学与工程专业“胶黏剂与涂料”实验课程教学为例，对比传统教学模式存在的问题从教学内容、教学形式和成绩考核三方面提出了具体的教改措施，旨在紧跟胶黏剂行业步伐，培养应用创新型人才，为本专业科研以及企业生产输送专业型人才。当然，“胶黏剂与涂料”实验教改是一个任重而道远的过程，提高教师自身专业水平与业务能力，改善实验条件等都是教学改革成功的保障。

参考文献

[1]顾继友.我国木材胶黏剂的开发与研究进展[J].林产工业，2017，44（1）：6-9+19.

[2]张世锋，周文瑞.木材科学与工程专业“胶黏剂与涂料”课程教学改革初探[J].科教导刊（中旬刊），2015（11）：87-88.

[3]梁雪松，殷明杰，刘晓秋，等.室内空气甲醛污染相关问题研究进展[J].中国公共卫生管理，2019，35（3）：343-348.

[4]高强，刘峥，李建章.人造板用大豆蛋白胶黏剂研究进展[J].林业工程学报，2020，5（2）：1-11.

[5]陈惠，高强，周文瑞，等.胶黏剂与涂料实验课程教学改革探索[J].教育教学论坛，2018（40）：267-268.

[6]邓书端，杜官本.高等林业院校“胶黏剂化学与工艺学”课程教学改革初探[J].中国林业教育，2018，36（5）：41-45.

Discussion on the Teaching Reform of Adhesives and Coatings Experiment Course： Taking Nanjing Forestry University as an Example

LI Xiao-na1， LI Jiong-jiong1， LI Jian-zhang1，2

（1. College of Materials Science and Engineering， Nanjing Forestry University， Nanjing， Jiangsu 210037， China; 2. College of Materials Science and Technology， Beijing Forestry University，

Beijing 100083， China）

Abstract： Adhesives and Coatings course is an important professional course for undergraduates majoring in wood science and engineering major of forestry colleges and universities. Wood adhesive plays an important role in the wood-based board industry， and the level of adhesive manufacturing directly affects the production quality of wood-based board. The development of Adhesives and Coatings Experiment course is an important opportunity for students to learn the preparation and performance of adhesives， and to apply the theoretical knowledge to the production practice and practice learning. In order to keep up with the development of Chinas adhesive industry， to meet the needs of wood processing industry for new environmental friendly adhesives， and to improve students application and innovation ability， this paper discusses the teaching reform of Adhesives and Coatings experiment course from three aspects of teaching content， teaching form and performance evaluation. The main purpose of the reform is to improve the teaching effect and lay a foundation for students to engage in scientific research and enterprise production in the future.

Key words： adhesives and coatings; teaching reform; experiment teaching