轻化工程专业实验教学改革研究与实践

时间：2022-10-08 23:43:27 职称毕业论文我要投稿

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轻化工程专业实验教学改革研究与实践

　　[摘要]将原分散于三门课程的实验整合为独立开设的专业实验课程，提高了课时的利用效率，强化了实验内容的关联性，实验内容从“验证型”、“操作型”到“任务型”、“综合设计型”的转变有效地激发学生的学习积极性，提高了实践过程的教学质量。

轻化工程专业实验教学改革研究与实践

　　论文关键词：轻化工程,专业实验,课程体系,课程改革

　　我校轻化工程由原云南工学院始建于1979年的制浆造纸专业发展而来，长期以来为地方工业建设专业人才的培养起到了一定作用。根据教育部1994年颁布的全国本科院校招生目录，其业务培养要求学生掌握以多种天然植物为原料，通过化学物理和机械方法加工纸张、皮革、纺织品、烟草等的基本理论和工艺原理，获得实验操作技、工艺设计、产品性能分析、生产技术管理和新产品开发研究能力的基本训练。随着高等教育的发展，原有专业实验教学的不足越来越难以满足专业培养目标的需要，对专业实验教学进行教学改革已成必然之势。

　　一、对专业实验教学现状的分析

　　我校轻化工程专业原专业实验教学由“植物纤维化学实验(32学时)”、“制浆工艺实验(10学时)”、“造纸工艺实验(10学时)”组成，专业实验一直与理论课程相配合，在完成理论课程的基础上分别同步开设于三个学期(“植物纤维化学实验”开设于第五学期，“制浆工艺实验”开设于第六学期、“造纸工艺实验”开设于第七学期)，实验指导教师一般由相应的专业课程理论授课教师担任，一般每次实验教学进行一个指标的测定，由学生根据实验指导书按实验步骤进行操作。

　　原实验教学作为理论课的辅助课程，实验设置基本上以验证型为主，实验教学过程中所有教学内容是学生根据实验指导书按实验步骤进行的“过程型”、“验证型”实验，教学方法单一，其结果是虽然部分达到了锻炼学生动手能力、训练操作技巧的目的，但使学生有依赖、死板之感，不利于提高学生的兴趣和积极性，达不到实践教学培养理论联系实际、启发思路、综合运用知识及创造能力的目的，而且原实验教学虽然教学学时累计达50学时，但教学实施周期较长(延续3个学期)，各部分开出的实验由于任课教师主要是从自己教授的内容的需要进行实验教学，实验内容存在而各自为阵，其关联性、系统性较差，教学过程主要着重于对所学习的理论的验证和操作能力培养，未注意学生提出问题、分析问题、解决问题的能力培养，同时存在学时分散，实验准备效率低，课时利用效率较低的缺陷。

　　二、专业实验教学改革的主要构想

　　制浆造纸工程是我校轻化工程专业的培养方向，多年以来，一直存在专业范围较窄、学实验课程内容陈旧、工程实践肤浅等方面的不足，忽视了对学生综合能力和创新精神的培养，影响了学生分析问题与解决问题的能力的培养。为了适应新形势下的要求，我们以培养学生独立自主地分析问题、综合问题、解决问题的能力，提高课时利用效率，扩大专业内涵、拓宽专业知识面为原则，以使专业实验教学过程成为学生理论联系实际、启发思路、综合运用知识的实践过程，提高学生的实践能力为目标，通过整合实验内容、革新教学组织方式对专业实验进行了教学改革的探索。

　　针对原专业实验教学中存在的不足，对其进行了“3+3”到“1+1”的变革(原专业实验教学分设于3个学期，3门课程改为1门课程，1个学期完成)，对分散于植物纤维化学、制浆原理与工程、造纸原理与工程工艺三门课程的实验内容进行了优化、整合，开设独立于专业理论课程的专业实验课程-“植物纤维实验技术”，构建了新的实验教学体系，并相对提高专业实验教学学时(64学时)，将分散的实验课时集中进行教学，提高实验课时的利用效率的教改方案。在新的实验教学中，通过加强课程教学内容的内在联系,开设“综合性”、“设计性”实验内容，将基本操作技能的训练贯穿于“综合性”、“设计性”的实验中，采用“讨论式”、“研究式”的教学方法进行了教学。

　　三、专业实验教学体系的规划

　　原“植物纤维实验”包括植物纤维原料的化学成分、纤维形态指标的测定，实验内容单独开设，实验学时为32学时(7-8个实验分别进行，每个实验测定一个成分，每一个实验写一份报告)，通过实验教学学生仅了解到各测定成分的实验原理、测定方法，对相关成分的测定的目的、意义仅停留于理论上的认识，最终学生对实验采用的植物纤维原料的特点缺乏综合性分析评价，综合考虑问题的能力在纤维化学实验过程中未得到应用的锻炼。在新的专业实验教学过程中，结合本专业实验内容的特点，将原植物纤维化学实验的所有实验整合为一个综合实验-“植物纤维化学成分、纤维形态特性评价实验”，采用“研究式”的教学方法，以完成科研项目的形式组织实验教学，将学生按每组5-6人进行分组，每组一种纤维原料，要求学生在3-4周内自主安排时间，完成影响制浆造纸性能的化学成分、纤维形态等各相关成分的平行测定，最后结合测定结果，综合分析评价所用原料的特性，对其作为纤维原料的品质优劣进行评价，完成综合实验报告。这种开设“综合性”实验，由各组同学分工进行相关实验，可在较短的学时内完成所有影响纤维原料性能的指标的测定，有效地缩短了教学学时(可在3-4周完成所有实验)，改变了原教学计划中将原本有机结合在一起的内容被人为分开进行的不足，要求学生根据各指标的平行测定结果综合评价该原料作为制浆造纸原料的质量优劣，不仅训练学生的相关专业实验操作能力，也锻炼了学生综合考虑问题的能力和严谨求实的工作作风。

　　在工艺部分的实验教学中，以“纤维原料漂白浆生产工艺开发实验”代替原独立开设打浆工艺试验、抄造工艺实验及纸张物理性能测定实验，在实验教学过程中，分别对未漂浆的硬度、残碱、得率、漂白浆白度、漂白药品残余浓度、打浆度等提出质量要求，要求学生根据纤维原料的化学组成、未漂浆的质量等实际检测结果，在查阅收集相关文献的基础上，选择设计工艺条件(包括蒸煮、漂白、打浆等主要工艺过程的工艺条件)，然后通过实验结果(一般每组进行四种用碱量、两种用氯量、3-4批打浆的工艺实验)优化各主要工艺过程的相关工艺条件，将过去根据教师给出的工艺条件、实验步骤进行实验的“过程型”实验改变为“任务型”、“设计型”实验。通过这种提出问题、提出任务，用类似科学研究的方式，由学生运用所学知识完成，将基本操作技能的训练贯穿在解决工艺问题的“探究性学习”方式，不仅可以达到掌握相关操作能力的目的，对学生运用所学理论知识进行工艺开发的能力和创新能力也能得到直接地锻炼，有利于提高学生的学习主动性、积极性。

　　四、专业实验教学改革的实践

　　从轻化工程01级开始，在学校教学管理部门的支持下，我们对专业实验教学进行了改革实践，首先对专业课程的教学计划进行了调整，将原开设于不同学期的制浆原理与工程(原开设于第六学期)和造纸原理与工程(原第七学期)调整为同一学期(第六学期)进行，将专业实验开设为独立的实验课程进行专业实验教学。

　　教学实施过程对教学效果具有重要影响，为了强化教学过程管理，我们采取了以下的实施办法：实验课程以项目组(每组5-6人)研究课题的形式组织完成，实验基本内容由教研室统一要求，学生自由组合组成项目组，每组分别完成一个课题，由学生分工合作完成基本实验内容，共用同一组数据独立完成实验报告。在教学过程中指导教师主要采用“启发式”的教学方法，实验过程中负责指导学生根据各实验阶段进行资料收集，制订试验方案、结合相关理论确定工艺条件，督促学生完成实验内容，纠正学生实验过程中的不正确操作，组织学生对实验结果进行相关分析讨论。

　　在新的实验教学中，学生以课题组的形式完成学习任务，具体的实验安排由学生在指导教师的帮助下自主制定，学习时间安排较为自由，指导教师客观上不能全程跟踪实验过程，实验已具有开放性的特点，为了督促学习主动性较差的学生完成学习任务，我们强化了对学生的课程考核,实验课程成绩由“植物纤维化学成分、纤维形态综合评价实验”、“纤维原料漂白浆生产工艺开发实验”两部分的实验成绩及课程考试成绩构成(分别占40%、40%、20%)，其中各实验成绩根据实验纪律、实验准备的深入程度、实验方案的可行性、操作能力、实验报告(其考查重点对工艺条件选择论证和对实验结果的分析)等方面分别给出成绩，以不同的比重构成各实验内容的实验的成绩，综合各部分成绩构成实验成绩;课程考试成绩由实际操作及口试成绩构成，实验成绩不及格者不得参加实验课程考试。

　　历经五年的教学实践表明，虽然受实验设备、实验教学学时等因数的制约，尚难以完成拓宽专业面的实验项目的开展，但新的实验教学方案在激发学生的学习积极性、主动性方面起到了明显的作用，实验教学质量得到了较大的提升，许多同学在完成本课程的学习进行的课程学习总结中都体现出课程学习兴趣较浓、收获较大的感受，有的还建议由同学自选纤维原料完成全部实验，建议加大实验室的开放，让同学对相关工艺条件进行更多的实验研究。在教学过程中具体表现为不仅在课内积极主动参与工艺条件和实验结果的分析讨论，精心进行实验操作，在课外也投入了大量时间进行实验(完成实验全过程实际需要200学时左右的时间)。实验过程中我们要求学生进行平行实验，实验误差要求达到一定范围(考虑到学生初次进行专业实验操作，实验相对误差要求略低于国家相关标准)，实验误差较大的或因实验操作失误导致实验失败的均要查找原因，进行重做的实验要求也大大锻炼了学生严谨求实、认真细致的工作作风;此外，自主安排实验进度、分工配合完成实验的组织方式对学生的自我管理能力，团队意识的培养也起到了一定作用。就专业能力的的培养方面，新的实验过程实际上对学生进行了一次植物纤维原料开发、工艺开发的实训，学生学到了科学研究的初步方法，从进入毕业环节后学生完成毕业论文时学生的动手能力较强的结果也可反映出我校轻化工程专业实验改革取得预期的效果。

　　五、结论

　　专业实验教学的主要目的是验证、巩固专业理论知识，提高学生根据所学专业知识提出问题、分析问题、解决问题的能力，强化训练基本实验操作技能，是学生在校的主要实践过程，是培养学生综合素质、创新能力的主要途径之一。我校轻化工程专业实验教学改革的实践表明，教学改革后的专业实验教学在使实验成为学生理论联系实际、启发思路、综合运用知识的实践过程方面起到了明显的效果,专业实验课程对培养实验技能，提高实践和创新能力，培养严谨求实科研作风等起到了积极的促进作用。

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