前言：寻找写作灵感？中文期刊网用心挑选的《涂料与涂装》课程的教学改革思考，希望能为您的阅读和创作带来灵感，欢迎大家阅读并分享。
[摘要]本文针对目前《涂料与涂装》课程在教学上存在的问题，从教学理念，教学内容，教学方法，课程应用这四个方面进行积极尝试和探索，提出项目式教学的建议，以期打破传统《涂料与涂装》课堂教学的局限性，激发学生的积极性，培养学生利用本课程相关知识解决实际工业生产问题的能力，为学生今后走进社会，从事涂料化工领域工作打下坚实的基础。
[关键词]涂料与涂装；项目式教学；实验实践；教学改革；实践技能
《涂料与涂装》作为材料科学领域的一门主要课程，不仅对学生专业知识的培养起着至关重要的作用，也与《无机化学》、《有机化学》、《高分子化学》等其他学科紧密联系。《涂料与涂装》作为一门与生活实际和工业领域息息相关的一门学科，近年来发展迅速，应用广泛。涂料制备与涂装技术中的一些原理和知识也成了大学本科生培养过程中必须掌握的内容[1-2]。本课程是一门与工业生产紧密联系的学科，主要通过向学生传授现代涂料功能原理、配方设计、生产工艺、涂装工艺和方法等知识，使学生理解涂料的组成、分类和命名原则[3]；掌握各成膜物质(树脂)的分子结构、性能特点、固化机理和生产工艺，以及相应涂料制备工艺和用途；懂得涂料常用涂装技术的特点、要求和应用；了解涂料与涂装的发展趋势，能够根据要求初步设计涂料配方并选择适合的涂装方法。但是目前对《涂料与涂装》的讲解主要停留在理论教学层次，采取老师讲学生听这类老套的教学方法，缺乏实践探索，老师讲的枯燥乏味，学生听得云里雾里，学习积极性不高，难以做到学以致用[4-5]。作者结合本课程的特点，从教学理念上进行改革，旨在提高学生知识的运用能力，教学内容上采用“理论教学+实践操作+考核改革”相结合的模式，从以下三个部分进行探讨。
1加强专业理论知识教学团队建设
教师在教育工作中起主导作用，教育教学工作的有秩有序进行离不开教师的组织和领导。因此，教师自身的专业水平，教学能力在一定程度上决定了学生的学习效果和高度。作为一名高校教师，面对的学生群体已有独立的思维以及较高的学习能力，所以要求教师要紧跟时代发展，更新教学理念，维持时刻学习和进步的快节奏，改革教学内容，以提高课堂教学质量。鼓励教师走出去，多去兄弟院校、相关企业学习实践，不断提升自己的知识与能力。通过自己所学所知，所见所闻，为学生搭建学习桥梁，打开涂料世界的大门，丰富学生知识面，帮助学生了解最新行业动态和需求。
2采用项目式教学
《涂料与涂装》与工业生产联系十分紧密，因此也决定了实验实践环节在其教学过程中存在的必要性。把实际应用融入课堂，有针对性、有计划性的开展课程实践，构建任务式、项目式教学体系尤为重要。该课程的改革体现在课堂前半段，由专业教师为学生讲解涂料与涂装的基本概念。在学生有一定理论基础的前提下，后半段下达相关项目任务，比如选题、涂料配方设计、涂料制备与性能检测、涂层制备及性能检测等等。学生分组完成各部分内容，首先进入实验室进行初试，定期跟进学生完成进度，督促学生按时提交中期报告，发挥学生的知识掌握与应用能力。建立校企联合，带学生实地感受涂料一线生产，结合实践生产，完善自身项目，完成结题报告与结题答辩。具体包括：
2.1介绍“项目式学习”定义与方式
项目式学习是指学生在教师指导下，根据各自的兴趣、爱好和条件，自由分组，选择不同的研究课题，独立自主的开展项目研究，从中培养创新精神和创造能力的一种学习形式。项目式学习研学期为4周，每小组选择一个课题，在规定时间内进行项目研究。最终成果以结题报告、实物产品及PPT汇报的形式呈现。学生自由组队，每组5人，选出小组长并留下联系方式。任务分配由各小组成员自由讨论决定。
2.2开题
开题必须结合本课程知识，以当下社会研究的热点问题或亟需解决的问题为背景，选择合适的研究题目与内容。比如大型钢结构桥梁、港口工程机械(大型钢制集装箱和装卸桥)、石化装置(石油储罐、海洋钻井平台及输油管道)、电力设施(控制柜和输电塔)以及工程建筑(国家大剧院和“鸟巢”)等户外钢结构设施对国民经济发展和民生基础设施建造具有重要意义，但其在生产、运输和使用过程中，都面临着来自大气、海洋和土壤的腐蚀。据统计，我国每年因钢铁腐蚀及其影响造成的损失就高达30000多亿人民币，约占整个GDP的4%。因此钢结构防腐蚀研究是一项长期的且具有重大意义的伟大工程。鉴于此，可以选择“钢结构重防腐涂层体系研究”为题目。通过文献查阅，了解钢结构的腐蚀机理和方式；明晰金属防腐的重要性和主要措施；知悉重防腐涂层的作用原理和体系设计；结合所学知识，确立大致的涂层设计方案。
2.3研究实践
确定具体的研究路线与研究内容。以“钢结构重防腐涂层体系研究”为例，结合学科知识与文献查询，并参考实际因素，在老师指导下确定具体的涂层体系。比如，钢结构重防腐涂层体系一般采用“底涂+中涂+面涂”复合涂层体系。底涂需对钢结构具有优良的防腐蚀性能。通过文献查阅，环氧富锌底漆、无机富锌底漆和红丹防锈底漆对钢结构均具有优异的防腐蚀性能。但考虑到无机富锌涂层力学性能较差，且对基材的前处理要求高，红丹底漆涂层毒性大，对环境有污染，故选择耐腐蚀性优良、力学性能优异、环境友好的环氧富锌涂层作为底漆涂层。中漆涂层主要是增加复合涂层厚度，延长腐蚀介质渗透到基材表面的时间。可供选择的主要由环氧云铁涂层和环氧玻璃鳞片涂层。但环氧玻璃鳞片涂层力学性能不佳，抗冲击性差，因而选择环氧云铁涂层。它与底漆配套性好，抗渗透性优良，是一种优异的中间涂层。面漆涂层是重防腐涂层的第一道屏障，须具有优异的抗老化性能，在光照下不易出现开裂、剥离等现象。否则，腐蚀介质会突破外层屏障，直达基材，造成严重腐蚀。经文献查询，可选择丙烯酸聚氨酯涂层、氟碳涂层和有机硅涂层作为面涂。但考虑到氟碳涂层价格昂贵，有机硅涂层硬度低等问题，选择性价比高、耐候性与机械性能优良的丙烯酸聚氨酯涂层作为面漆涂层。因此，最终确定“环氧富锌底+环氧云铁中+丙烯酸聚氨酯面”的复合涂层体系。然后，通过查阅文献，知悉各类涂料的基础性能指标，结合实验室已有原材料，在老师指导下确定各涂料的大致配方，在实验室进行小试研究。在该过程中，要了解配方设计的基本思路，掌握不同涂料和涂层的的相关制备工艺，掌握涂层性能的基本检测方法。在实验室小试研究结束后，去相关企业进行见习和实习。在公司技术人员指导下，对研究的产品进行中试(一次性生产500~1000Kg)。该过程主要是对实验室设计的配方进行验证与完善，同时了解工厂涂料的制备工艺，明晰实验室小试生产与工厂大生产之间的区别，为后续配方修改完善提供指导思路。例如，在实验室制备环氧富锌涂料时，由于生产量小，分散机的转速可以达到2500r/min以上。因此涂料配方中的防沉剂只需要添加整个涂料体系的0.5%左右，涂料就可以达到良好的分散防沉效果。然而，在实际工业生产中，由于一次生产达一吨以上，分散机的转速达到600r/min时，涂料的惯性就会导致分散罐摇摆不定，因此分散效果远低于实验室的小量生产。这就要求，在实际生产过程中防沉剂的用量要占整个涂料体系的1.0%左右，才能使制备的涂料具有良好的储存稳定性能。再比如，在制备丙烯酸聚氨酯面漆时，实验室生产和实际工业生产区别也非常大。在实验室生产时，由于量少(一次不超过1Kg)，因此在制备时可以将所有的树脂、颜料、溶剂、助剂一起加到分散研磨罐中，先分散30min，再研磨2~4h，达到一定的细度后，即可出料包装。但在实际工业生产中，由于生产量大，为提高生产效率，我们会先把所有的颜料、一部分丙烯酸树脂进行研磨、一部分溶剂和助剂进行分散研磨，制备色浆。这一过程可以提高生产效率，因为分散研磨的主要意思是降颜料的大小，所以浆料中颜料的浓度越大，研磨效果越好。然后将色浆与剩余的树脂、溶剂、助剂一起混合分散，最终出料包装。最后，通过中试生产中出现的问题与不足，回实验室对涂料配方重新设计调整，直到满足各项指标要求。
2.4结题和展示
研究实践结束以后，对项目进行结题和成果展示。以“钢结构重防腐涂层体系研究”为例，项目结题须撰写结题报告，成果汇报PPT以及相应的产品展示。产品展示包括环氧富锌涂料与涂层、环氧云铁涂料与涂层、丙烯酸聚氨酯涂料与涂层、复合涂层，及相应的检测报告。比如，对于环氧富锌底漆，在报告中要写出环氧富锌涂料的配方、涂料制备方法、与固化剂的用量配比、涂料性能及涂层性能等，具体示例如下所示。
2.4.1环氧富锌涂料配方
2.4.2环氧涂料的制备工艺与应用配比
对于涂料A组分的制备：首先按组分配方，将环氧树脂、锌粉、云母氧化铁、二甲苯、有机膨润土、分散剂、防沉剂等按比例加入研磨罐中。将分散研磨机装上分散盘，设置转速为1500r/min，分散15min。然后停止分散，取下分散盘，装上研磨盘，放入锆珠，将转速设置为3500r/min，研磨1h。将余料加入研磨罐，将转速设置为1500r/min，分散15~20min。最后停止分散，将搅拌均匀的上述漆料过滤，装入漆料桶中，即为涂料的A组分。对于固化剂B组分的制备：将甲苯与聚酰胺650按质量比为40︰60混合均匀，即得到固化剂B组分。对于稀释剂C组分的制备：稀释剂由甲苯、二甲苯和正丁醇组成，把三者按甲苯︰二甲苯︰正丁醇=40︰40︰20(重量比)混合均匀，便得到稀释剂C组分。使用配比：使用时，将A、B、C三组分按质量比为100︰20︰10混合均匀，熟化10min后即可进行喷涂。
2.4.3环氧涂料的性能
2.4.4环氧涂层性能
3完善考核评价内容和方式
传统的《涂料与涂装》课程考核以笔试为主，题型单一，卷面知识有限，学生也多采用死记硬背的备考模式，不能较好的体现学生应用涂料专业知识解决实际生产问题的能力。改革后的考核体系采取闭卷考试和项目考核相结合的模式，重在考察学生的知识应用能力。闭卷考试占50%，内容上弱化概念的生搬硬套，强调问题的综合分析。旨在突出学生针对生产实践中产生的问题，运用专业知识分析、解决问题的能力。项目考核占50%，主要考察学生在项目参与过程中团队合作、实践操作及知识运用的能力。新型考核方式更科学、更有效，更能体现学生的专业综合能力。随着工业水平的高速发展，涂料工业已由原来不起眼的小行业迅速发展成为国民经济各领域不可或缺的重点行业。为提高教学质量，培养专业实践型人才，本文从《涂料与涂装》课程改革入手，针对该课程在传统教学中存在的重理论，轻实践的问题，通过改革教学理念，加强教师专业水平培训，运用项目式教学模式，重新划定考试考核标准，在一定程度上提高本课程的授课效果，使之成为特色鲜明，生动有趣，实用性强的新型课程。
作者：雷辉斌 蒋剑波 单位：吉首大学 化学化工学院
