木材科学与工程专业“胶黏剂与涂料”课程教学改革初探

张世锋+周文瑞

摘 要 “胶黏剂与涂料”是木材科学与工程专业理论和实践性较强的专业基础课程，也是“人造板工艺学”、“人造板表面装饰”等专业课学习的基础。为了拓宽学生知识面，培养创新思维方式和提高动手能力，根据专业特点，对胶黏剂与涂料课程的教学内容、教学方法和方式进行了改革与探索，目的使学生在掌握木材胶黏剂与涂料必要的基本知识、基本理论和基本技能的同时，增加学生学习和使用木材胶黏剂与涂料知识的兴趣，提高分析和解决问题的能力，为以后学习和工作打下良好基础。

关键词 木材科学与工程专业 胶黏剂与涂料 教学改革

中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2015.11.042

Wood Science and Engineering Adhesives &

Coatings Course Teaching Reform

ZHANG Shifeng， ZHOU Wenrui

（College of Materials Science and Technology， Beijing Forestry University，

Key Laboratory of Wood Science and Engineering， Beijing 100083）

Abstract "Adhesives & Coatings" wood science and engineering theory and practice strong professional foundation courses， foundation is "based panel technology"， "wood-based panel surface decoration" and other courses of learning. In order to broaden students' knowledge， develop innovative ways of thinking and improve the ability， based on professional characteristics of adhesives and coatings courses teaching content， teaching methods and approach to the reform and exploration， aim to enable students to master the wood adhesive and paint the necessary basic knowledge， basic theory and basic skills， while increasing students' interest in learning and use of wood adhesives and coatings knowledge to improve analysis and problem-solving skills， and lay a good foundation for future learning and work.

Key words wood science and engineering; Adhesives & Coatings; teaching reform

“胶黏剂与涂料”是木材科学与工程专业理论和实践性较强的专业基础课程，也是“人造板工艺学”、“人造板表面装饰”等专业课学习的基础。笔者经过几年实践教学发现，如果仅仅讲授木材胶黏剂基本理论，难以提高学生学习积极性和主动性，不利于学生知识面的拓宽、创新思维的培养和动手能力的提高，无法理论联系实际、学以致用，毕业后学生也难以将所学知识在企业充分应用。

为此，根据木材科学与工程专业的人才培养方案，调整“胶黏剂与涂料”课程内容，教学方法和方式，在注重讲授木材胶黏剂基本知识的同时，充分发挥学生主观能动性和学习兴趣;通过调整教学方法和更新教学内容，增加基本知识在木材加工方面应用实例，提高学生的学习兴趣，引导学生利用所学知识解决实际问题;开放实验室，实现教学与科研同步，保持教学内容的先进性，提高学生实验设计和动手能力及灵活运用知识能力。

1 调整教学方法，灵活运用“填鸭式”和“启发式”教育方法

“填鸭式”和“启发式”教育方法是两种典型的教育模式。“填鸭式”教育通常比喻灌输式教育，是前苏联的教育家凯洛夫提出的。启发式教育则充分发挥教师与学生双方的主观能动性，形成师生之间相互对话、相互讨论、相互交流、相互促进，以开发学生智力、启迪学生智慧。①填鸭式教学是知识积累的必经过程，胶黏剂与涂料的基本理论学习需要这种教育方式，应当以课堂教学和多媒体技术并用，提高学生兴趣。当基本知识掌握以后，采用提问、讨论相结合的启发式教学方法，增加学生自主思考问题的时间，提升学习效果。

以绪论部分的讲授为例，在学生掌握基本知识以后，引导学生针对下述问题进行讨论：（1）木材能否替代金属、塑料等其他材料？如何替代其他材料？如何达到甚至超过其他材料的性能？（2）低质木材如何替代珍贵木材？

针对上述问题，要求学生充分了解：准备替代的金属材料存在什么问题？使用木材或木质复合材料如何解决金属等材料存在的缺陷？采取什么样的方法与手段？最后能够达到什么样的结果与效果？为此，要求学生提前查阅文献资料，做到：（1）用数据支持观点;（2）用图片直观表达;（3）尽可能解释清楚要解决问题、解决问题的思路与方法、结果与效果。

学生们为了解决上述问题，必须阅读大量相关文献，掌握木质材料及被替代材料的基本性能与结构原理，将知识学以致用，提高专业知识综合学习效果。

2 变换学习主体，充分调动学生学习兴趣和积极性，提高学生解决实际问题的能力

兴趣是最好的老师，也是行为的动力，如果学生对所学课程感兴趣，意识到课程的重要，学习热情和效果将大大提高。为了提高教学效果，教师要以学生为中心，让学生积极思考和主动实践并参与到教学活动中，不再是单纯地听讲和记录，而是积极探索研究。由于木材胶黏剂与涂料课程特点，胶接理论及胶黏剂合成配方与工艺较为抽象，教师可以结合企业生产实际和研究实验，将胶接理论与人造板实际生产中的热压工艺联系起来，将脲醛树脂的结构及人造板热压工艺与人造板的力学性能及甲醛释放量结合起来，使学生在学习相关知识的同时，参照实例加深理解和认识，从而使理性认识与感性认识结合起来，提高学生的学习积极性;并通过提出问题，让学生回顾所学知识，通过对问题的分析和研究，最终解决问题。学生在以后工作学习中遇到类似的实际问题时，能够顺利解决。②

“为什么普通乳胶（聚醋酸乙烯酯乳液胶黏剂）存在耐水、耐热性差且易蠕变等问题？并提出改进方法。”引导学生从聚合物合成反应机理出发，分析聚醋酸乙烯酯乳液合成过程，理解聚合物体系结构与性能的关系。让学生理解普通乳胶不耐水的主要原因是由于合成时使用了聚乙烯醇（PVA）作为保护胶体，PVA分子链本身含有大量羟基，导致胶黏剂耐水性较差。要想提高聚醋酸乙烯酯乳液胶黏剂的耐水性能，可以通过减少羟基数目和增加分子链之间的交联来实现，与提高木材尺寸稳定性的原理类似（木材分子结构中存在大量羟基，是木材尺寸不稳定的主要因素），可以与木材改性的方法相互借鉴，提高其耐水性。普通乳胶耐热性和易蠕变的主要原因是由于聚醋酸乙烯酯为线型高分子，且结晶度低，分子间作用力主要是较弱的范德华力;为了克服这一缺点，可以通过增加分子内交联和分子间交联来实现。

从美国加州空气委员会（CARB）法案所带来复合木制品甲醛释放限量的贸易技术壁垒出发，让学生利用所学基本知识解决“使用脲醛树脂制造的人造板及其制品如何满足标准要求”的问题。同学们在课本知识以外，又提出了很多有意思的新奇方法：（1）采用其他低毒低挥发性醛类替代甲醛，合成非甲醛脲醛树脂胶黏剂;（2）抽真空处理人造板。人造板及其制品初期甲醛释放量高，主要是由于一些甲醛被吸附和封闭其中，通过抽真空，应该能有效去除该部分甲醛，降低人造板及其制品甲醛释放量;（3）添加活性炭等吸附剂。在脲醛树脂中或在人造板原材料中添加活性炭、硅藻土、凹凸棒土等高吸附性物质，吸附释放的甲醛;（4）添加纳米光触媒等物质。光触媒理论上可以分解甲醛，添加光触媒有可能降低人造板制品甲醛释放量;（5）碱性水浴处理人造板。人造板释放甲醛的一个主要原因是脲醛树脂固化时使用了氯化铵等固化剂，使固化后的脲醛树脂处于酸性环境，易于降解放出甲醛。对胶合板等产品使用弱碱性水溶液浸渍处理，有望使固化后的脲醛树脂胶层回复到弱碱性环境，提高胶层耐老化性，降低甲醛释放量，等等。

通过课堂针对性的训练，激发学生学习兴趣，提高学生文献查阅和知识凝练能力，培养学生创新思维，强化学生运用理论知识解决实际问题能力。③

3 更新教学内容，教学与科研同步，充分利用现有条件，开放实验室，提高学生实验设计和动手能力

3.1 及时更新充实教学内容，讲授学科前沿知识

当今科学技术迅速发展，日新月异，为了适应现代社会需求，必须培养学生既掌握基础知识，又了解学科前沿，思路开阔、思想活跃。为此，“胶黏剂与涂料”教学内容必须与时俱进，根据学科发展，结合最新科研进展，及时更新充实内容，让学生了解与掌握新知识、新概念、新观点、新技术和新方法。

传统脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂及酚醛树脂等“三醛”胶黏剂作为木材胶黏剂的主力，由于其主要原料来自不可再生的化石资源，胶黏剂及胶接制品中存在甲醛、苯酚等有毒有害物质释放问题，其应用越来越受到限制。生物质胶黏剂、无胶胶黏剂、仿生胶接及纳米科技在胶黏剂领域受到越来越多的关注。生物质胶黏剂作为一种可再生、无毒无害的绿色胶黏剂，目前成为国内外学者的研究热点。教师应该及时更新教学内容，实现科研资源向教学资源转化，保持教学内容的先进性，把研究思路和方法教给学生。

3.2 开放实验室，让学生们参与科学研究

“胶黏剂与涂料”是一门实践应用性较强的课程，课堂教学仅凭语言描述，难以深刻理解，而实验教学和开放实验室能够克服上述不足。开放实验室不仅能够提高学生的创新能力，而且能够为学生提供一个发挥个人潜能的广阔空间，在实验与制作的过程中使学生的创造性思维得以实践。④引导学有余力的学生参与教师科研课题，指导学生针对胶黏剂与涂料中存在的问题，开展实验与研究。如生物质胶黏剂存在着耐水性差问题，可以引导学生利用所学知识尝试去解决这一问题。通过开放实验室，给学生提供适当的实验条件，指导学生设计实验，通过实验去验证所学知识，提高动手能力，获得解决问题的快乐。

4 结束语

近年来，我国胶黏剂与涂料研究和应用技术伴随着多学科和新技术的介入，已得到了飞速的发展，在教学实践中，应结合学科特点结合发展趋势，优化和更新教学内容，灵活运用多种教学方法，增加最新研究理论和研究技术，保持教学、科研和应用同步发展，充分利用各种现代条件，激发学生的学习热情，提高学生的动手能力和实际解决问题的能力，继续推进木材科学与工程专业“胶黏剂与涂料”课程的改革是非常必要的。

注释

① 杨瑞平.互动教学法探讨[J].山西财经大学学报（高等教育版），2003.1：35-37.

② 朱丽滨，顾继友，高振华，韦双颖.《胶黏剂与涂料》精品课程的建设与实践[J].森林工程，2011.1：94-96.

③ 朱宏.高校创新人才培养模式的探索与实践[J].高校教育管理，2008.3：6-11.

④ 江锦花.大学生科技创新与开放实验室管理模式[J].实验室研究与探索，2009.12：12-15.