輕化工程專(zhuān)業(yè)實(shí)驗教學(xué)改革研究與實(shí)踐
[摘要]將原分散于三門(mén)課程的實(shí)驗整合為獨立開(kāi)設的專(zhuān)業(yè)實(shí)驗課程，提高了課時(shí)的利用效率，強化了實(shí)驗內容的關(guān)聯(lián)性，實(shí)驗內容從“驗證型”、“操作型”到“任務(wù)型”、“綜合設計型”的轉變有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習積極性，提高了實(shí)踐過(guò)程的教學(xué)質(zhì)量。
論文關(guān)鍵詞：輕化工程,專(zhuān)業(yè)實(shí)驗,課程體系,課程改革
我校輕化工程由原云南工學(xué)院始建于1979年的制漿造紙專(zhuān)業(yè)發(fā)展而來(lái)，長(cháng)期以來(lái)為地方工業(yè)建設專(zhuān)業(yè)人才的培養起到了一定作用。根據教育部1994年頒布的全國本科院校招生目錄，其業(yè)務(wù)培養要求學(xué)生掌握以多種天然植物為原料，通過(guò)化學(xué)物理和機械方法加工紙張、皮革、紡織品、煙草等的基本理論和工藝原理，獲得實(shí)驗操作技、工藝設計、產(chǎn)品性能分析、生產(chǎn)技術(shù)管理和新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)研究能力的基本訓練。隨著(zhù)高等教育的發(fā)展，原有專(zhuān)業(yè)實(shí)驗教學(xué)的不足越來(lái)越難以滿(mǎn)足專(zhuān)業(yè)培養目標的需要，對專(zhuān)業(yè)實(shí)驗教學(xué)進(jìn)行教學(xué)改革已成必然之勢。
一、對專(zhuān)業(yè)實(shí)驗教學(xué)現狀的分析
我校輕化工程專(zhuān)業(yè)原專(zhuān)業(yè)實(shí)驗教學(xué)由“植物纖維化學(xué)實(shí)驗(32學(xué)時(shí))”、“制漿工藝實(shí)驗(10學(xué)時(shí))”、“造紙工藝實(shí)驗(10學(xué)時(shí))”組成，專(zhuān)業(yè)實(shí)驗一直與理論課程相配合，在完成理論課程的基礎上分別同步開(kāi)設于三個(gè)學(xué)期(“植物纖維化學(xué)實(shí)驗”開(kāi)設于第五學(xué)期，“制漿工藝實(shí)驗”開(kāi)設于第六學(xué)期、“造紙工藝實(shí)驗”開(kāi)設于第七學(xué)期)，實(shí)驗指導教師一般由相應的專(zhuān)業(yè)課程理論授課教師擔任，一般每次實(shí)驗教學(xué)進(jìn)行一個(gè)指標的測定，由學(xué)生根據實(shí)驗指導書(shū)按實(shí)驗步驟進(jìn)行操作。
原實(shí)驗教學(xué)作為理論課的輔助課程，實(shí)驗設置基本上以驗證型為主，實(shí)驗教學(xué)過(guò)程中所有教學(xué)內容是學(xué)生根據實(shí)驗指導書(shū)按實(shí)驗步驟進(jìn)行的“過(guò)程型”、“驗證型”實(shí)驗，教學(xué)方法單一，其結果是雖然部分達到了鍛煉學(xué)生動(dòng)手能力、訓練操作技巧的目的，但使學(xué)生有依賴(lài)、死板之感，不利于提高學(xué)生的興趣和積極性，達不到實(shí)踐教學(xué)培養理論聯(lián)系實(shí)際、啟發(fā)思路、綜合運用知識及創(chuàng )造能力的目的，而且原實(shí)驗教學(xué)雖然教學(xué)學(xué)時(shí)累計達50學(xué)時(shí)，但教學(xué)實(shí)施周期較長(cháng)(延續3個(gè)學(xué)期)，各部分開(kāi)出的實(shí)驗由于任課教師主要是從自己教授的內容的需要進(jìn)行實(shí)驗教學(xué)，實(shí)驗內容存在而各自為陣，其關(guān)聯(lián)性、系統性較差，教學(xué)過(guò)程主要著(zhù)重于對所學(xué)習的理論的驗證和操作能力培養，未注意學(xué)生提出問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力培養，同時(shí)存在學(xué)時(shí)分散，實(shí)驗準備效率低，課時(shí)利用效率較低的缺陷。
二、專(zhuān)業(yè)實(shí)驗教學(xué)改革的主要構想
制漿造紙工程是我校輕化工程專(zhuān)業(yè)的培養方向，多年以來(lái)，一直存在專(zhuān)業(yè)范圍較窄、學(xué)實(shí)驗課程內容陳舊、工程實(shí)踐膚淺等方面的不足，忽視了對學(xué)生綜合能力和創(chuàng )新精神的培養，影響了學(xué)生分析問(wèn)題與解決問(wèn)題的能力的培養。為了適應新形勢下的要求，我們以培養學(xué)生獨立自主地分析問(wèn)題、綜合問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，提高課時(shí)利用效率，擴大專(zhuān)業(yè)內涵、拓寬專(zhuān)業(yè)知識面為原則，以使專(zhuān)業(yè)實(shí)驗教學(xué)過(guò)程成為學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、啟發(fā)思路、綜合運用知識的實(shí)踐過(guò)程，提高學(xué)生的實(shí)踐能力為目標，通過(guò)整合實(shí)驗內容、革新教學(xué)組織方式對專(zhuān)業(yè)實(shí)驗進(jìn)行了教學(xué)改革的探索。
針對原專(zhuān)業(yè)實(shí)驗教學(xué)中存在的不足，對其進(jìn)行了“3+3”到“1+1”的變革(原專(zhuān)業(yè)實(shí)驗教學(xué)分設于3個(gè)學(xué)期，3門(mén)課程改為1門(mén)課程，1個(gè)學(xué)期完成)，對分散于植物纖維化學(xué)、制漿原理與工程、造紙原理與工程工藝三門(mén)課程的實(shí)驗內容進(jìn)行了優(yōu)化、整合，開(kāi)設獨立于專(zhuān)業(yè)理論課程的專(zhuān)業(yè)實(shí)驗課程-“植物纖維實(shí)驗技術(shù)”，構建了新的實(shí)驗教學(xué)體系，并相對提高專(zhuān)業(yè)實(shí)驗教學(xué)學(xué)時(shí)(64學(xué)時(shí))，將分散的實(shí)驗課時(shí)集中進(jìn)行教學(xué)，提高實(shí)驗課時(shí)的利用效率的教改方案。在新的實(shí)驗教學(xué)中，通過(guò)加強課程教學(xué)內容的內在聯(lián)系,開(kāi)設“綜合性”、“設計性”實(shí)驗內容，將基本操作技能的訓練貫穿于“綜合性”、“設計性”的實(shí)驗中，采用“討論式”、“研究式”的教學(xué)方法進(jìn)行了教學(xué)。
三、專(zhuān)業(yè)實(shí)驗教學(xué)體系的規劃
原“植物纖維實(shí)驗”包括植物纖維原料的化學(xué)成分、纖維形態(tài)指標的測定，實(shí)驗內容單獨開(kāi)設，實(shí)驗學(xué)時(shí)為32學(xué)時(shí)(7-8個(gè)實(shí)驗分別進(jìn)行，每個(gè)實(shí)驗測定一個(gè)成分，每一個(gè)實(shí)驗寫(xiě)一份報告)，通過(guò)實(shí)驗教學(xué)學(xué)生僅了解到各測定成分的實(shí)驗原理、測定方法，對相關(guān)成分的測定的目的、意義僅停留于理論上的認識，最終學(xué)生對實(shí)驗采用的植物纖維原料的特點(diǎn)缺乏綜合性分析評價(jià)，綜合考慮問(wèn)題的能力在纖維化學(xué)實(shí)驗過(guò)程中未得到應用的鍛煉。在新的專(zhuān)業(yè)實(shí)驗教學(xué)過(guò)程中，結合本專(zhuān)業(yè)實(shí)驗內容的特點(diǎn)，將原植物纖維化學(xué)實(shí)驗的所有實(shí)驗整合為一個(gè)綜合實(shí)驗-“植物纖維化學(xué)成分、纖維形態(tài)特性評價(jià)實(shí)驗”，采用“研究式”的教學(xué)方法，以完成科研項目的形式組織實(shí)驗教學(xué)，將學(xué)生按每組5-6人進(jìn)行分組，每組一種纖維原料，要求學(xué)生在3-4周內自主安排時(shí)間，完成影響制漿造紙性能的化學(xué)成分、纖維形態(tài)等各相關(guān)成分的平行測定，最后結合測定結果，綜合分析評價(jià)所用原料的特性，對其作為纖維原料的品質(zhì)優(yōu)劣進(jìn)行評價(jià)，完成綜合實(shí)驗報告。這種開(kāi)設“綜合性”實(shí)驗，由各組同學(xué)分工進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗，可在較短的學(xué)時(shí)內完成所有影響纖維原料性能的指標的測定，有效地縮短了教學(xué)學(xué)時(shí)(可在3-4周完成所有實(shí)驗)，改變了原教學(xué)計劃中將原本有機結合在一起的內容被人為分開(kāi)進(jìn)行的不足，要求學(xué)生根據各指標的平行測定結果綜合評價(jià)該原料作為制漿造紙原料的質(zhì)量?jì)?yōu)劣，不僅訓練學(xué)生的相關(guān)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗操作能力，也鍛煉了學(xué)生綜合考慮問(wèn)題的能力和嚴謹求實(shí)的工作作風(fēng)。
在工藝部分的實(shí)驗教學(xué)中，以“纖維原料漂白漿生產(chǎn)工藝開(kāi)發(fā)實(shí)驗”代替原獨立開(kāi)設打漿工藝試驗、抄造工藝實(shí)驗及紙張物理性能測定實(shí)驗，在實(shí)驗教學(xué)過(guò)程中，分別對未漂漿的硬度、殘堿、得率、漂白漿白度、漂白藥品殘余濃度、打漿度等提出質(zhì)量要求，要求學(xué)生根據纖維原料的化學(xué)組成、未漂漿的質(zhì)量等實(shí)際檢測結果，在查閱收集相關(guān)文獻的基礎上，選擇設計工藝條件(包括蒸煮、漂白、打漿等主要工藝過(guò)程的工藝條件)，然后通過(guò)實(shí)驗結果(一般每組進(jìn)行四種用堿量、兩種用氯量、3-4批打漿的工藝實(shí)驗)優(yōu)化各主要工藝過(guò)程的相關(guān)工藝條件，將過(guò)去根據教師給出的工藝條件、實(shí)驗步驟進(jìn)行實(shí)驗的“過(guò)程型”實(shí)驗改變?yōu)?ldquo;任務(wù)型”、“設計型”實(shí)驗。通過(guò)這種提出問(wèn)題、提出任務(wù)，用類(lèi)似科學(xué)研究的方式，由學(xué)生運用所學(xué)知識完成，將基本操作技能的訓練貫穿在解決工藝問(wèn)題的“探究性學(xué)習”方式，不僅可以達到掌握相關(guān)操作能力的目的，對學(xué)生運用所學(xué)理論知識進(jìn)行工藝開(kāi)發(fā)的能力和創(chuàng )新能力也能得到直接地鍛煉，有利于提高學(xué)生的學(xué)習主動(dòng)性、積極性。
四、專(zhuān)業(yè)實(shí)驗教學(xué)改革的實(shí)踐
從輕化工程01級開(kāi)始，在學(xué)校教學(xué)管理部門(mén)的支持下，我們對專(zhuān)業(yè)實(shí)驗教學(xué)進(jìn)行了改革實(shí)踐，首先對專(zhuān)業(yè)課程的教學(xué)計劃進(jìn)行了調整，將原開(kāi)設于不同學(xué)期的制漿原理與工程(原開(kāi)設于第六學(xué)期)和造紙原理與工程(原第七學(xué)期)調整為同一學(xué)期(第六學(xué)期)進(jìn)行，將專(zhuān)業(yè)實(shí)驗開(kāi)設為獨立的實(shí)驗課程進(jìn)行專(zhuān)業(yè)實(shí)驗教學(xué)。
教學(xué)實(shí)施過(guò)程對教學(xué)效果具有重要影響，為了強化教學(xué)過(guò)程管理，我們采取了以下的實(shí)施辦法：實(shí)驗課程以項目組(每組5-6人)研究課題的形式組織完成，實(shí)驗基本內容由教研室統一要求，學(xué)生自由組合組成項目組，每組分別完成一個(gè)課題，由學(xué)生分工合作完成基本實(shí)驗內容，共用同一組數據獨立完成實(shí)驗報告。在教學(xué)過(guò)程中指導教師主要采用“啟發(fā)式”的教學(xué)方法，實(shí)驗過(guò)程中負責指導學(xué)生根據各實(shí)驗階段進(jìn)行資料收集，制訂試驗方案、結合相關(guān)理論確定工藝條件，督促學(xué)生完成實(shí)驗內容，糾正學(xué)生實(shí)驗過(guò)程中的不正確操作，組織學(xué)生對實(shí)驗結果進(jìn)行相關(guān)分析討論。
在新的實(shí)驗教學(xué)中，學(xué)生以課題組的形式完成學(xué)習任務(wù)，具體的實(shí)驗安排由學(xué)生在指導教師的幫助下自主制定，學(xué)習時(shí)間安排較為自由，指導教師客觀(guān)上不能全程跟蹤實(shí)驗過(guò)程，實(shí)驗已具有開(kāi)放性的特點(diǎn)，為了督促學(xué)習主動(dòng)性較差的學(xué)生完成學(xué)習任務(wù)，我們強化了對學(xué)生的課程考核,實(shí)驗課程成績(jì)由“植物纖維化學(xué)成分、纖維形態(tài)綜合評價(jià)實(shí)驗”、“纖維原料漂白漿生產(chǎn)工藝開(kāi)發(fā)實(shí)驗”兩部分的實(shí)驗成績(jì)及課程考試成績(jì)構成(分別占40%、40%、20%)，其中各實(shí)驗成績(jì)根據實(shí)驗紀律、實(shí)驗準備的深入程度、實(shí)驗方案的可行性、操作能力、實(shí)驗報告(其考查重點(diǎn)對工藝條件選擇論證和對實(shí)驗結果的分析)等方面分別給出成績(jì)，以不同的比重構成各實(shí)驗內容的實(shí)驗的成績(jì)，綜合各部分成績(jì)構成實(shí)驗成績(jì);課程考試成績(jì)由實(shí)際操作及口試成績(jì)構成，實(shí)驗成績(jì)不及格者不得參加實(shí)驗課程考試。
歷經(jīng)五年的教學(xué)實(shí)踐表明，雖然受實(shí)驗設備、實(shí)驗教學(xué)學(xué)時(shí)等因數的制約，尚難以完成拓寬專(zhuān)業(yè)面的實(shí)驗項目的開(kāi)展，但新的實(shí)驗教學(xué)方案在激發(fā)學(xué)生的學(xué)習積極性、主動(dòng)性方面起到了明顯的作用，實(shí)驗教學(xué)質(zhì)量得到了較大的提升，許多同學(xué)在完成本課程的學(xué)習進(jìn)行的課程學(xué)習總結中都體現出課程學(xué)習興趣較濃、收獲較大的感受，有的還建議由同學(xué)自選纖維原料完成全部實(shí)驗，建議加大實(shí)驗室的開(kāi)放，讓同學(xué)對相關(guān)工藝條件進(jìn)行更多的實(shí)驗研究。在教學(xué)過(guò)程中具體表現為不僅在課內積極主動(dòng)參與工藝條件和實(shí)驗結果的分析討論，精心進(jìn)行實(shí)驗操作，在課外也投入了大量時(shí)間進(jìn)行實(shí)驗(完成實(shí)驗全過(guò)程實(shí)際需要200學(xué)時(shí)左右的時(shí)間)。實(shí)驗過(guò)程中我們要求學(xué)生進(jìn)行平行實(shí)驗，實(shí)驗誤差要求達到一定范圍(考慮到學(xué)生初次進(jìn)行專(zhuān)業(yè)實(shí)驗操作，實(shí)驗相對誤差要求略低于國家相關(guān)標準)，實(shí)驗誤差較大的或因實(shí)驗操作失誤導致實(shí)驗失敗的均要查找原因，進(jìn)行重做的實(shí)驗要求也大大鍛煉了學(xué)生嚴謹求實(shí)、認真細致的工作作風(fēng);此外，自主安排實(shí)驗進(jìn)度、分工配合完成實(shí)驗的組織方式對學(xué)生的自我管理能力，團隊意識的培養也起到了一定作用。就專(zhuān)業(yè)能力的的培養方面，新的實(shí)驗過(guò)程實(shí)際上對學(xué)生進(jìn)行了一次植物纖維原料開(kāi)發(fā)、工藝開(kāi)發(fā)的實(shí)訓，學(xué)生學(xué)到了科學(xué)研究的初步方法，從進(jìn)入畢業(yè)環(huán)節后學(xué)生完成畢業(yè)論文時(shí)學(xué)生的動(dòng)手能力較強的結果也可反映出我校輕化工程專(zhuān)業(yè)實(shí)驗改革取得預期的效果。
五、結論
專(zhuān)業(yè)實(shí)驗教學(xué)的主要目的是驗證、鞏固專(zhuān)業(yè)理論知識，提高學(xué)生根據所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識提出問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，強化訓練基本實(shí)驗操作技能，是學(xué)生在校的主要實(shí)踐過(guò)程，是培養學(xué)生綜合素質(zhì)、創(chuàng )新能力的主要途徑之一。我校輕化工程專(zhuān)業(yè)實(shí)驗教學(xué)改革的實(shí)踐表明，教學(xué)改革后的專(zhuān)業(yè)實(shí)驗教學(xué)在使實(shí)驗成為學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、啟發(fā)思路、綜合運用知識的實(shí)踐過(guò)程方面起到了明顯的效果,專(zhuān)業(yè)實(shí)驗課程對培養實(shí)驗技能，提高實(shí)踐和創(chuàng )新能力，培養嚴謹求實(shí)科研作風(fēng)等起到了積極的促進(jìn)作用。
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