包装工程专业《包装材料学》课程教学探索
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摘要：作为农林院校中以食品科学与工程学院为依托进行办学的包装工程专业，在课程教学过程中，教学内容的深度、广度、选择与教授，要结合学校的定位与学科发展方向。本文就《包装材料学》课程教学内容的选择，教学手段的革新，开放性的交流空间的创设，以及如何在教学过程中有效利用多媒体资源和三维软件，将抽象枯燥的理论联系实际，解决现实生活中的专业问题进行了探讨，对有限的学时下进一步提高课堂教学效果进行了较为深入的思考。
关键词：包装材料学；案例教学；教学改革
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）14-0125-02
一、背景
依托于我校食品科学与工程学院办学的包装工程专业，要求学生掌握有关包装材料的基本理论知识和应用技能。《包装材料学》作为一门的重要专业课，课程仅分配48学时，在这样少的学时条件下，要使学生理解并掌握包装材料的基本概念与原理，授课内容的选择及讲授方式是非常重要的。通过半年不断的尝试和教学实践，结合非材料专业学生的特点，本文就《包装材料学》课程教学改革与探索的实际，教学内容的选择完善以及教学方式与多媒体课件的研制方面做出一些总结。
二、理论联系实际，调整教学内容，加强实例教学
天津科技大学王建清老师主编的《包装材料学》[1]，是包装工程专业领域的优秀教材，但是面对食品学院包装工程专业的学生，要求教师有所侧重，删减或者增添新内容，以适应学校的专业定位“食品包装技术以及与包装相关的食品质量安全与控制”。比如，在讲授纸包装材料时应重点讲解造纸植物纤维原料的化学组成、结构特征及其主要功能，要把纸的材料结构与功能的关系解释清楚，而将纸浆的制备放在次要位置。我们可以在羊皮纸和玻璃纸的制造原理的讲解中，让学生清楚理解它们为何不带静电、防尘、扭结性好等优点；理解为何它们不耐火却耐热，可在190℃的高温下不变形，可在包装中与食品一起进行高温消毒。这些优缺点的解释在教科书上并没有很好地体现出来。
针对教材中材料加工的内容占比较大，而材料加工的工艺复杂，跟我院的专业定位关系较为松散，同时缺乏实践教学条件，为此调整教学侧重。学生可重点学习一些包装材料如聚丙烯、聚对二苯甲酸乙二醇酯等加工工艺对材料性能的影响，比如结晶性、力学性能、透气性能等。在充分体现学科特点的前提下，适当削减了与专业关系不大的加工，增添了与专业相关的知识。讲述聚丙烯（PP）薄膜加工时，应当结合包装专业特点来举例聚丙烯加工过程对其在包装工业上的应用具有深刻的影响，如双向拉伸与流延聚丙烯薄膜的性能解析。在讲述时也要注意比较聚丙烯与聚苯乙烯发泡餐具，通过联系实际，让学生们从专业角度得到10年前国家禁止聚苯乙烯发泡餐盒而推广聚丙烯餐盒的原因。
在上课过程中必须替学生对常用材料性能进行归纳，帮助学生记住这些材料的分子结构的特点，了解哪种材料能作为内层，哪些材料作为阻隔层，哪些材料可以作为外层。书本上大多聚焦单层薄膜的讲解，但是实际应用中，大多数是要求包装材料具有复合性的，许多种类的食品要求包装材料必须具备多功能性，如阻湿、阻气、阻香、阻光及为适应机械包装而需要有一定的强度等，在讲课中必须帮助学生理解复合包装的意义与包装材料多层结构的分析。这在《包装材料学》的课本所涉及的面与深度对侧重食品包装的包装工程专业学生而言是不够的。
对于在食品学院包装工程专业的学生，要重点讲解温湿度对材料功能的影响。这些知识点对于我们食品包装是非常重要的，我们要作为重点讲授，从化学结构上向学生解释为何不同材料的透气、透水率不同。
我们在讲解各种薄膜材料时也应当重点讲解塑料中各种添加剂的种类以及它们潜在的迁移与食品安全风险。比如，讲解聚氯乙烯（PVC）时，从分子结构的特点引入“塑化剂风波”，讲述聚氯乙烯由于分子的刚性需要塑化剂才能加工成型，与食品相接触后必然造成有毒塑化剂的迁移。结合我国《食品容器、包装材料用添加剂使用卫生标准》，对可用于食品包装的高分子材料（PE、PP、PS、AS、ABS、PA、PET、PC、PVC）中使用的添加物质做简单的介绍，讲解使用量与迁移限量的规定的意义；简单介绍添加剂的迁移模拟方法、影响因素以及数学模型，通过现实生活中同学们已经有所耳闻、鲜活的例子来帮助学生对知识点的理解与记忆，提升他们对专业的学习兴趣。
在玻璃包装材料与金属包装材料上，简化讲解材料的加工过程，侧重于食品包装技术与安全，加强材料的物质组成、腐蚀防护、毒残迁移以及其他一些性质的讲解。
三、加强《包装材料学》与《包装工艺学》及《农产品贮藏》的有机联系
《包装材料学》是向学生讲授材料结构与性能的课程，是为《包装工艺学》服务的，应初步让学生掌握包装材料与包装工艺之间的关系。在讲解四大包装材料基本概念时，同时应该注意结合《包装工艺学》所涉及的各种包装，使《包装材料学》与《包装工艺学》[2]真正有机地融合起来。比如，在讲解阻隔材料的时候，我們可以通过周黑鸭，鲜切蔬菜的气调包装等例子来讲解其阻隔材料对包装工艺的影响，懂得气体的阻隔能力对生鲜的保鲜非常重要，这样才能把包装材料学讲得比较生动而且联系实际。不能把《包装材料学》与《包装工艺学》及《农产品贮藏》割裂开来进行教学[3]。
四、改进了教学手段，有效利用多媒体资源和化学作图软件，运用多种方法加深学生的理解
《包装材料学》课程中材料的很多性质都与加工工艺有关，这些工艺流程以及工艺条件在课本上概念很抽象，难以理解。我们必须有效利用多媒体资源，使基本场景的理解变得容易，特别是材料性质与工艺的关系，避免了死记硬背。比如，高分子双向拉伸、单向拉伸与流延膜性能的区别，书本上对这些概念很少提及，许多学生对于它们的区别很难理解，但是我们教师讲解单层膜或复合膜时经常需要提及这些薄膜。我们觉得应该通过形象的多媒体实验演示来讲解，由于实验课时有限，我们在课前对相关实验进行录像，然后在课堂上进行视频演示，能很好地帮助学生理解双向-单向-流延之间的区别。利用演示实验能让学生充分理解高分子聚合物的加工工艺与性能之间的关系。
例如，包装材料复合膜概念的诠释，在书中用很小的部分来讲述，但是复合膜广泛地在食品领域应用，对复合薄膜各层的性质的理解，对于食品包装的学生是非常重要的，必须知道内层、外层、阻隔层的构效关系，为此教师去寻找更好的课程资源，特别是市场用的复合包装的例子来分析它们的优缺点。我们以利乐包装的生产视频来阐述各层间的分子相互作用，以及如何有序复合。通过这种视频演示举例，可以让学生更好地理解各层之间的相互作用，这对于抽象概念的理解是有很大帮助的。
对于四大包装材料的讲解，则利用各种软件制作材料的三维空间构型，结合三维动画，动态演示分子骨架，轻松地带学生进入微观的分子世界，让抽象的分子结构与概念形象化。
五、创设开放性的交流空间，鼓励学生主动参与教学活动
在课程教学过程中，除了引入实例教学、有效利用多媒体资源等教学措施以外，引申话题，创设开放性的交流空间，鼓励学生主动参与教学活动也是非常重要的。如，塑料的教学中，在结合高分子的结构特点说明其应用的基础上，提出问题：“为什么PA/BOPP（内层），PVA/PVDC/PE（内层）是错误的食品复合包装结构？”“为何高温（90度）蒸煮包装PET/NY/LDPE（内层）这种形式不对？”“为什么虽然PE、PP中可以不加塑化剂但必须加光热稳定剂？”“为何聚苯乙烯餐盒只能在70度以下使用？”然后学生分组从聚合物分子结构、电负性等角度讨论，积极参与到教学活动中。这样不仅可以引起学生兴趣，重要的是可以加深学生对基本理论知识的理解和掌握，达到事半功倍的效果。
六、结语
包装材料是一门理论性强、概念抽象难懂且较难掌握的课程，作为包装工程专业，特别是偏重食品包装技术的学生的重要专业基础课，学生需要在有限的学时里掌握包装材料的基本概念和理论，教师则需要不断地探索教学方法，采用多种手段提高教学的交互性和生动性，以调动学生学习的主动性和积极性，才能取得令人满意的教学效果。
参考文献：
[1]王建清.包装材料学[M].北京：中国轻工业出版社，2010.
[2]潘松年.包装工艺学[M].北京：印刷工业出版社，2007.
[3]龚双江.农产品贮藏加工[M].北京：高等教育出版社，2002.
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