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摘 要:涂料专业是林业工程国家一级学科下的一个重要学科方向,对林产品的高值化利用具有重要意义。本文以南京林业大学胶粘剂与涂料工程方向的教学为例,介绍了通过合理设置理论与实验实践课程环节,并将理论、实验与所承担的科研项目有机结合,有效提高学生的专业兴趣与学习效果,充分发挥了多课程综合训练的效果,培养了大批符合社会要求的优秀毕业生。
关键词:涂料专业;多课程综合训练;林业工程
一、引言
涂料行业是一门古老而新兴的行业。在当今社会,涂料在家装、电子、机械、工程等各个方面都发挥着重要的作用,是一门与人们的生活息息相关的学科。然而,在涂料科学的教育方面,还没有形成一个全面的、广泛被采纳的教育体系。或者被作为职业教育的一部分,进行涂饰技术方面的传授,而缺少理论基础;或者作为高分子科学、流变学等基础学科的分支应用进行一般性介绍,而缺少系统的理论和实践体系。从学科体系的完整性及可持续发展角度,理论基础与应用实践均需要形成完整的教育体系,并相辅相成,才能够培养出能够适应新时代涂料发展要求的合格人才。
南京林业大学是一所以林科为特色,以资源、生态和环境类学科为优势的多科性大学。其中林业工程学科在2012年学科评估中排名全国第二,在木材用涂料及木制品表面涂饰方面,具有丰富的研发和教学经验。材料院的材料工程专业长期开设《涂料与涂饰》专业课程,讲授木制品涂饰的基本知识。从2009年起,本科开设了胶粘剂与涂料工程的专业方向,对涂料的组成、配方、涂饰工艺等进行专业化、系统化的课程讲授,并配备相应实验实践教学环节,取得了一定的成果。
随着社会行业分化越来越明显,高校课程设置体现出了越来越明显的专业化程度高、实践性强、多学科交叉性强等特点。以往单一的专业基础课程已不能满足让学生全面系统了解专业知识的目的。取而代之的,在若干门专业基础课之外,还需学习相关实验、专业特色课程等。例如,涂料课程通常建立在化学、物理、高分子、色彩学等基础理论课程及大量相关实践实验基础之上。在这种情况下,如何让诸多相关知识体系的专业基础理论课程、专业特色理论课程与专业实验实践课程有机结合在一起,使得学生在学习过程中能够多课程融会贯通、相互促进,取得高效的学习效果,这成为了在多课程综合教学过程中必须要考虑的重要问题之一。
另一方面,专业课程的高度分化,使得在原本单一的专业基础课程的基础上,派生出了大量必需的专业特色课程。还是以南京林业大学木材科学与工程专业胶粘剂与涂料工程方向的涂料类课程为例,专业相关课程包括了《涂料与涂饰工艺学》《涂料表界面原理与应用》《涂料调色》《涂料配方设计与剖析》《功能涂料》等,分布在第6-7学期。学生在学习过程中,常常会出现“学一门,会一门,考试之后忘一门”的不良现象。这其中的原因包括:1.学生的学习态度不端正,仅仅为了应付考试,考完就忘;2.课程本身专业程度较高,学生(尤其是本科生)的学习兴趣不高;3.虽然都是涂料类课程,但在撰写大纲时为了避免重复,课程内容之间的重叠较少,使得学生不需要去考虑课程之间的联系。因此,如何利用多课程综合教学模式强化课程之间的联系,使得学生可以“学一门,收益多门”成为了一件很有意义的工作。
目前,多课程综合教学模式在自动化控制教学、机电控制教学、药物学教学等方面均有了很多积极的研究进展。通过设置一个多功能机器人实物、综合实验装置系统或某一学科作为模块化教学的主线,将多课程有机结合在一起,有效提高了学生对课程的认识和兴趣,学习效率大大增强。本文介绍南京林业大学在涂料教学中,合理设置涂料方向理论与实践课程,并通过理论课程、实验与项目实践三者的有机结合,进行多课程综合教学,激发学生学习兴趣,提高教学质量。
二、涂料理论课程设置
涂料的理論课程设置了《涂料与涂饰工艺学》《涂料表界面原理与应用》《涂料调色》《涂料配方设计与剖析》《功能涂料》等,其中:
《涂料与涂饰工艺学》,64学时,4个学分。主要介绍涂料的基本概念、组成、涂料的生产、涂饰技术与工艺等方面的知识,使学生对涂料产品和行业有一个基本认识。
《涂料表界面原理与应用》,32学时,2个学分。主要介绍与涂料储存、使用相关的稳定性问题,以及与涂料有关的流变学基础知识。
《涂料调色》,32学时,2个学分。主要介绍调色所涉及的色度学基础知识,以及手工调色和计算机调色的一般原理。
《涂料配方设计与剖析》,32学时,2个学分。主要介绍涂料配方设计的一般原理,并对木材用涂料常见配方进行分析。
《功能涂料》,32学时,2个学分。主要对应用于航天、机械、新能源、新材料等领域的功能型涂料进行介绍,拓展学生对于涂料的认识,充分激发学生兴趣。
三、涂料实践训练
涂料作为一门实践性学科,实验实践是必不可少的一个重要组成部分。目前南京林业大学的胶粘剂与涂料专业开设的实验实践训练包括涂料与涂饰实验、工厂实习等。
涂料与涂饰实验一般安排在理论课程《涂料与涂饰工艺学》的学习任务完成之后,学生对于涂料的相关知识点有了一个初步的认识,为了进一步巩固学生的理解、激发学生的兴趣、培养学生的动手能力而设置。主要通过引导学生动手参与,使学生熟悉木制品表面涂饰的技术和工艺流程;并使学生熟悉国家标准中对于涂膜的相关质量标准(如干燥时间、涂膜附着力等)的测试方法。
学校的理论与实验课程仅仅使对涂料行业的教学行介绍,然而学校学习最终必然是服务于工厂生产实践的,因此有必要带领学生设身处地的去感受工厂的生产氛围、了解生产的工艺流程,使学生对涂料的行业现状以及毕业后的工作选择有一个感性的认识。因此,我们安排在大四之前、完成涂料的课堂学习任务之后的大三暑期,去相关的工厂进行参观实习。即使学生能够更进一步的接触涂料行业,见识更多更先进的生产线及品种繁多的涂料产品;也有利于学生与工厂企业之间的直接交流。 四、項目实践训练
工厂生产实习固然有利于提高学生的感性认识,但实践较短,且学生无法直接动手参与。因此,我们在日常教学过程中,也常常引导学生参与与涂料相关的科研项目实践,力图通过让学生参与项目,使学生对于前沿的涂料生产制造技术、新涂料的配方设计等,有更加近距离的认识。
近年来,我们专业的教师承担了大量的国家和省部级的科研项目。通过让引导学生的积极参与,学生专业知识的掌握能力得到了明显提高,有相当部分的专业本科生已发表或参与发表了专利、核心期刊甚至SCI期刊的论文。
五、涂料多课程综合训练
结合上述涂料基础理论课程与实验实践环节,我们在理论授课和实验实践环节中,注重两者之间的结合与渗透,使学生并不孤立地去学习某一两门课程,能够将所学所见所做融会贯通,从而综合提升教学质量。
在理论授课环节,一方面,我们注重不同课程之间的联系。如在《涂料配方设计与剖析》课程中介绍常见涂料的配方及配方设计时,结合《涂料与涂饰工艺学》中涂料组成成膜物、颜料、溶剂和助剂四大部分,分别分析配方中各物料的作用,从而既巩固了过往的知识,又便于学生理解配方组分作用。另一方面,我们也注意在课程更多地体现实验实践的感性内容。除了通过上课提问等方式引导学生回忆并将实验内容与理论课程相结合外,还通过组织参与项目实践的同学进行口头汇报,来促进更多的学生参与进来,更广泛地激发学生的学习积极性。
在实践授课环节,将课堂理论知识与实验实践相结合也是重要一块。如附着力、耐磨性等涂膜性质在课堂理论讲授往往较抽象,因此我们在涂料实验环节有意识地进行了涂膜相关性质的测试,从而提高学生的感性认识。又例如,聚氨酯、环氧等专业涂料的性质、应用繁多,学生在课堂学习过程中往往会相互混淆,枯燥无味,难以记忆。因此我们有选择性地在生产实习过程中选择了一些利用这些专业涂料应用到太阳能、风电等领域的企业进行参观,从而让学生对涂料的认识更加具体形象,并增进了专业自豪感。
本科生毕业后,继续进修研究生也是一条重要的出路。因此,对于部分学有余力,又对专业感兴趣的学生,引导其参与教师的科研项目或申请大学生创新项目,促进其对专业知识的理解领悟,提高其科研兴趣也是一项重要的举措。这也是多课程综合训练中,综合训练程度最高的方式。我们通过让学生参与科研项目,接触环氧阻燃涂料、自清洁涂料等新型涂料的研发和配方设计工作,使学生亲身体验本专业“高大上”的一面;并引导学生主动运用课堂所学、实验课所为,去解决项目实践过程中所遇到的问题。这对于后续学生进行毕业设计,以及部分学生进一步攻读研究生也都是大有裨益的。但这种基于项目的综合训练也存在一些缺陷,很重要一块在于,这种方式往往只能够让一部分学生参与其中,难以实现学生的全员参与。因此,我们通过组织学生项目实践汇报等方式,让参与项目的学生将自己的项目经历收获介绍给其他学生,从而间接地让大多数学生能够取得项目参与的代入感。
六、结语
随着涂料行业在新材料、新能源等领域发挥出越来越重要的作用,焕发了第二春,涂料科学的发展也成为了行业进步的助推器。而这其中,涂料教育质量的好坏是决定行业科学进步极其重要的一个环节。通过多学科综合训练的尝试,能够让学生在学习中站在更高的角度,全面的认识行业中相关科学与技术的发展。既有利于提高学生的学习效果,也有利于培养符合社会要求的优秀毕业生。在后续的教育工作中,我们将进一步探索更加细致的教育尝试,为社会进步与行业发展添砖加瓦。
参考文献:
[1]魏衡华,常国栋.采用多课程综合教学模式的尝试[J].教育与现代化,2005,01:27-29.
[2]黄爱华,叶建辉,黎勉,查晓春.采用多课程综合教学模式的实践[J].科技经济市场,2007,07:174-175.
[3]王克玲.多课程综合模块化教学在药物学教学中的探索[J].教育教学论坛,2013,48:179-180.
[4]陆文德.涂料专业教育亟待发展[J].中国涂料,1995,2):22-23.
(作者单位:南京林业大学材料科学与工程学院)
关键词:涂料专业;多课程综合训练;林业工程
一、引言
涂料行业是一门古老而新兴的行业。在当今社会,涂料在家装、电子、机械、工程等各个方面都发挥着重要的作用,是一门与人们的生活息息相关的学科。然而,在涂料科学的教育方面,还没有形成一个全面的、广泛被采纳的教育体系。或者被作为职业教育的一部分,进行涂饰技术方面的传授,而缺少理论基础;或者作为高分子科学、流变学等基础学科的分支应用进行一般性介绍,而缺少系统的理论和实践体系。从学科体系的完整性及可持续发展角度,理论基础与应用实践均需要形成完整的教育体系,并相辅相成,才能够培养出能够适应新时代涂料发展要求的合格人才。
南京林业大学是一所以林科为特色,以资源、生态和环境类学科为优势的多科性大学。其中林业工程学科在2012年学科评估中排名全国第二,在木材用涂料及木制品表面涂饰方面,具有丰富的研发和教学经验。材料院的材料工程专业长期开设《涂料与涂饰》专业课程,讲授木制品涂饰的基本知识。从2009年起,本科开设了胶粘剂与涂料工程的专业方向,对涂料的组成、配方、涂饰工艺等进行专业化、系统化的课程讲授,并配备相应实验实践教学环节,取得了一定的成果。
随着社会行业分化越来越明显,高校课程设置体现出了越来越明显的专业化程度高、实践性强、多学科交叉性强等特点。以往单一的专业基础课程已不能满足让学生全面系统了解专业知识的目的。取而代之的,在若干门专业基础课之外,还需学习相关实验、专业特色课程等。例如,涂料课程通常建立在化学、物理、高分子、色彩学等基础理论课程及大量相关实践实验基础之上。在这种情况下,如何让诸多相关知识体系的专业基础理论课程、专业特色理论课程与专业实验实践课程有机结合在一起,使得学生在学习过程中能够多课程融会贯通、相互促进,取得高效的学习效果,这成为了在多课程综合教学过程中必须要考虑的重要问题之一。
另一方面,专业课程的高度分化,使得在原本单一的专业基础课程的基础上,派生出了大量必需的专业特色课程。还是以南京林业大学木材科学与工程专业胶粘剂与涂料工程方向的涂料类课程为例,专业相关课程包括了《涂料与涂饰工艺学》《涂料表界面原理与应用》《涂料调色》《涂料配方设计与剖析》《功能涂料》等,分布在第6-7学期。学生在学习过程中,常常会出现“学一门,会一门,考试之后忘一门”的不良现象。这其中的原因包括:1.学生的学习态度不端正,仅仅为了应付考试,考完就忘;2.课程本身专业程度较高,学生(尤其是本科生)的学习兴趣不高;3.虽然都是涂料类课程,但在撰写大纲时为了避免重复,课程内容之间的重叠较少,使得学生不需要去考虑课程之间的联系。因此,如何利用多课程综合教学模式强化课程之间的联系,使得学生可以“学一门,收益多门”成为了一件很有意义的工作。
目前,多课程综合教学模式在自动化控制教学、机电控制教学、药物学教学等方面均有了很多积极的研究进展。通过设置一个多功能机器人实物、综合实验装置系统或某一学科作为模块化教学的主线,将多课程有机结合在一起,有效提高了学生对课程的认识和兴趣,学习效率大大增强。本文介绍南京林业大学在涂料教学中,合理设置涂料方向理论与实践课程,并通过理论课程、实验与项目实践三者的有机结合,进行多课程综合教学,激发学生学习兴趣,提高教学质量。
二、涂料理论课程设置
涂料的理論课程设置了《涂料与涂饰工艺学》《涂料表界面原理与应用》《涂料调色》《涂料配方设计与剖析》《功能涂料》等,其中:
《涂料与涂饰工艺学》,64学时,4个学分。主要介绍涂料的基本概念、组成、涂料的生产、涂饰技术与工艺等方面的知识,使学生对涂料产品和行业有一个基本认识。
《涂料表界面原理与应用》,32学时,2个学分。主要介绍与涂料储存、使用相关的稳定性问题,以及与涂料有关的流变学基础知识。
《涂料调色》,32学时,2个学分。主要介绍调色所涉及的色度学基础知识,以及手工调色和计算机调色的一般原理。
《涂料配方设计与剖析》,32学时,2个学分。主要介绍涂料配方设计的一般原理,并对木材用涂料常见配方进行分析。
《功能涂料》,32学时,2个学分。主要对应用于航天、机械、新能源、新材料等领域的功能型涂料进行介绍,拓展学生对于涂料的认识,充分激发学生兴趣。
三、涂料实践训练
涂料作为一门实践性学科,实验实践是必不可少的一个重要组成部分。目前南京林业大学的胶粘剂与涂料专业开设的实验实践训练包括涂料与涂饰实验、工厂实习等。
涂料与涂饰实验一般安排在理论课程《涂料与涂饰工艺学》的学习任务完成之后,学生对于涂料的相关知识点有了一个初步的认识,为了进一步巩固学生的理解、激发学生的兴趣、培养学生的动手能力而设置。主要通过引导学生动手参与,使学生熟悉木制品表面涂饰的技术和工艺流程;并使学生熟悉国家标准中对于涂膜的相关质量标准(如干燥时间、涂膜附着力等)的测试方法。
学校的理论与实验课程仅仅使对涂料行业的教学行介绍,然而学校学习最终必然是服务于工厂生产实践的,因此有必要带领学生设身处地的去感受工厂的生产氛围、了解生产的工艺流程,使学生对涂料的行业现状以及毕业后的工作选择有一个感性的认识。因此,我们安排在大四之前、完成涂料的课堂学习任务之后的大三暑期,去相关的工厂进行参观实习。即使学生能够更进一步的接触涂料行业,见识更多更先进的生产线及品种繁多的涂料产品;也有利于学生与工厂企业之间的直接交流。 四、項目实践训练
工厂生产实习固然有利于提高学生的感性认识,但实践较短,且学生无法直接动手参与。因此,我们在日常教学过程中,也常常引导学生参与与涂料相关的科研项目实践,力图通过让学生参与项目,使学生对于前沿的涂料生产制造技术、新涂料的配方设计等,有更加近距离的认识。
近年来,我们专业的教师承担了大量的国家和省部级的科研项目。通过让引导学生的积极参与,学生专业知识的掌握能力得到了明显提高,有相当部分的专业本科生已发表或参与发表了专利、核心期刊甚至SCI期刊的论文。
五、涂料多课程综合训练
结合上述涂料基础理论课程与实验实践环节,我们在理论授课和实验实践环节中,注重两者之间的结合与渗透,使学生并不孤立地去学习某一两门课程,能够将所学所见所做融会贯通,从而综合提升教学质量。
在理论授课环节,一方面,我们注重不同课程之间的联系。如在《涂料配方设计与剖析》课程中介绍常见涂料的配方及配方设计时,结合《涂料与涂饰工艺学》中涂料组成成膜物、颜料、溶剂和助剂四大部分,分别分析配方中各物料的作用,从而既巩固了过往的知识,又便于学生理解配方组分作用。另一方面,我们也注意在课程更多地体现实验实践的感性内容。除了通过上课提问等方式引导学生回忆并将实验内容与理论课程相结合外,还通过组织参与项目实践的同学进行口头汇报,来促进更多的学生参与进来,更广泛地激发学生的学习积极性。
在实践授课环节,将课堂理论知识与实验实践相结合也是重要一块。如附着力、耐磨性等涂膜性质在课堂理论讲授往往较抽象,因此我们在涂料实验环节有意识地进行了涂膜相关性质的测试,从而提高学生的感性认识。又例如,聚氨酯、环氧等专业涂料的性质、应用繁多,学生在课堂学习过程中往往会相互混淆,枯燥无味,难以记忆。因此我们有选择性地在生产实习过程中选择了一些利用这些专业涂料应用到太阳能、风电等领域的企业进行参观,从而让学生对涂料的认识更加具体形象,并增进了专业自豪感。
本科生毕业后,继续进修研究生也是一条重要的出路。因此,对于部分学有余力,又对专业感兴趣的学生,引导其参与教师的科研项目或申请大学生创新项目,促进其对专业知识的理解领悟,提高其科研兴趣也是一项重要的举措。这也是多课程综合训练中,综合训练程度最高的方式。我们通过让学生参与科研项目,接触环氧阻燃涂料、自清洁涂料等新型涂料的研发和配方设计工作,使学生亲身体验本专业“高大上”的一面;并引导学生主动运用课堂所学、实验课所为,去解决项目实践过程中所遇到的问题。这对于后续学生进行毕业设计,以及部分学生进一步攻读研究生也都是大有裨益的。但这种基于项目的综合训练也存在一些缺陷,很重要一块在于,这种方式往往只能够让一部分学生参与其中,难以实现学生的全员参与。因此,我们通过组织学生项目实践汇报等方式,让参与项目的学生将自己的项目经历收获介绍给其他学生,从而间接地让大多数学生能够取得项目参与的代入感。
六、结语
随着涂料行业在新材料、新能源等领域发挥出越来越重要的作用,焕发了第二春,涂料科学的发展也成为了行业进步的助推器。而这其中,涂料教育质量的好坏是决定行业科学进步极其重要的一个环节。通过多学科综合训练的尝试,能够让学生在学习中站在更高的角度,全面的认识行业中相关科学与技术的发展。既有利于提高学生的学习效果,也有利于培养符合社会要求的优秀毕业生。在后续的教育工作中,我们将进一步探索更加细致的教育尝试,为社会进步与行业发展添砖加瓦。
参考文献:
[1]魏衡华,常国栋.采用多课程综合教学模式的尝试[J].教育与现代化,2005,01:27-29.
[2]黄爱华,叶建辉,黎勉,查晓春.采用多课程综合教学模式的实践[J].科技经济市场,2007,07:174-175.
[3]王克玲.多课程综合模块化教学在药物学教学中的探索[J].教育教学论坛,2013,48:179-180.
[4]陆文德.涂料专业教育亟待发展[J].中国涂料,1995,2):22-23.
(作者单位:南京林业大学材料科学与工程学院)