過程裝備與控制工程專業(yè)裝備類核心課程群教學(xué)改革與實踐

宋春芳，崔政偉

(江南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，江蘇無錫214122)

過程裝備與控制工程專業(yè)裝備類核心課程群教學(xué)改革與實踐

宋春芳，崔政偉

(江南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，江蘇無錫214122)

裝備類核心課程群是過程裝備與工程專業(yè)重要的學(xué)科基礎(chǔ)課程，區(qū)別于其他傳統(tǒng)化工設(shè)備與機(jī)械，建設(shè)有輕工特色的裝備類核心課程群，需要通過優(yōu)化課程群體系內(nèi)部教學(xué)內(nèi)容，改革教學(xué)方法和教學(xué)手段，建設(shè)教材體系，改革實踐教學(xué)等措施才能達(dá)到提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的目的。

核心課程群;課程體系;教學(xué)內(nèi)容;教學(xué)改革

學(xué)科交叉、融合和用信息化改造傳統(tǒng)的“化工設(shè)備與機(jī)械”學(xué)科產(chǎn)生了過程裝備與控制工程學(xué)科。化工設(shè)備與機(jī)械專業(yè)是在建國初期向蘇聯(lián)學(xué)習(xí)，在我國幾所高校首先設(shè)立后發(fā)展起來的，半個世紀(jì)以來，畢業(yè)生幾乎供不應(yīng)求，為我國社會主義建設(shè)輸送了大批優(yōu)秀工程科技人才。1998年3月，教育部正式批準(zhǔn)建立“過程裝備與控制工程”(過控)專業(yè)，這一專業(yè)在歐美國家本科和研究生專業(yè)目錄上是沒有的，在我國已有浙江大學(xué)、北京化工大學(xué)、華東理工大學(xué)、大連理工大學(xué)和華南理工大學(xué)等近百所高校開設(shè)這一專業(yè)，是適合我國國情，具有中國特色的一門新興交叉學(xué)科。

江南大學(xué)的過控專業(yè)大約是2000年開設(shè)的，起步較晚，而且我校的過控專業(yè)是在“食品機(jī)械”的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，這與國內(nèi)其他大部分高校的過控專業(yè)在“化工設(shè)備與機(jī)械”的基礎(chǔ)上發(fā)展而來是有區(qū)別的。我校的過控專業(yè)偏重于食品、農(nóng)產(chǎn)品加工及輕化工過程裝備，應(yīng)該說是我校的特色專業(yè)，所以不能完全照搬其他高校過控專業(yè)過程裝備類課程體系與模式，因此通過本項目實施，構(gòu)建有輕工過程裝備特色的課程體系、教材體系以及人才培養(yǎng)的模式，對我校過控專業(yè)的發(fā)展以及提高我校過控專業(yè)學(xué)生的社會競爭力具有重要的作用。

目前我校過控專業(yè)過程裝備類課程體系與教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法與教學(xué)手段以及實驗教學(xué)尚存在著一些問題，如課程之間銜接不好，有些內(nèi)容課程之間有重復(fù)，有些內(nèi)容沒有融入課程之中，課程的實踐環(huán)節(jié)都沒有很好地體現(xiàn)。另外，過程裝備類課程有些內(nèi)容難度較大，比較抽象，如過程設(shè)備設(shè)計課程中的板殼有力矩理論、分析設(shè)計法，學(xué)生在課堂上難以理解和消化。因此，優(yōu)化過程裝備類課程結(jié)構(gòu)、加強(qiáng)現(xiàn)代化教學(xué)手段的研究也是過控專業(yè)過程裝備類核心教學(xué)改革的重要內(nèi)容。

一、課程群體系內(nèi)部教學(xué)內(nèi)容的整合與優(yōu)化

設(shè)置過程裝備類核心課程群的目的是傳授學(xué)生設(shè)計和應(yīng)用過程裝備和過程系統(tǒng)的理論與方法。過程裝備類課程門數(shù)多，目前存在學(xué)時多、相互之間內(nèi)容部分重復(fù)交叉、實踐教學(xué)薄弱等問題，必須加以改革［1］。具體而言:

(1)重新修訂教學(xué)計劃和教學(xué)大綱時，對目前的過程裝備類課程進(jìn)行整合與優(yōu)化，注重課程間授課內(nèi)容和先后順序的協(xié)調(diào)發(fā)展。如“過程機(jī)械設(shè)計”和“食品加工裝備原理與設(shè)計”的內(nèi)容有部分重復(fù)，“食品工程設(shè)計概論”、“食品加工裝備原理與設(shè)計”、“食品工業(yè)成套裝備應(yīng)用技術(shù)”的內(nèi)容也有部分重復(fù)。應(yīng)根據(jù)整個知識體系，安排內(nèi)容和授課順序。

(2)打破傳統(tǒng)的學(xué)科課程間的壁壘，優(yōu)化整合課程，使各類課程融會貫通、緊密聯(lián)系、宏觀調(diào)控和微觀整合，以提高學(xué)生的綜合知識水平和專業(yè)素質(zhì)。每門課程設(shè)主講和副講，每個章節(jié)讓精通該內(nèi)容的老師主講，打破一門課由一人講到底的傳統(tǒng)做法，同時建立每門課的授課教師梯隊。

(3)專業(yè)課程的交叉、交融和綜合。我系學(xué)生前兩年主要學(xué)習(xí)機(jī)械專業(yè)基礎(chǔ)課，如工程力學(xué)、機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)等課程，后兩年學(xué)習(xí)專業(yè)基礎(chǔ)和專業(yè)課程。并加大實驗課的改革，將流體力學(xué)、傳熱學(xué)等專業(yè)基礎(chǔ)課程的實驗集中在一起，改為獨立的實驗課程“過程單元操作實驗”，使學(xué)生的知識得到交融和綜合，并得到系統(tǒng)的實驗技能培訓(xùn)。壓力容器設(shè)計和食品過程機(jī)械是本專業(yè)的特色專業(yè)課程，將“食品工程設(shè)計概論”、“食品加工裝備原理與設(shè)計”和“食品工業(yè)成套裝備應(yīng)用技術(shù)”課程的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行組織與融合，并將實驗內(nèi)容進(jìn)行修訂和更新，強(qiáng)化綜合性。

(4)積極探索課程群知識體系的板塊建設(shè)，重點解決分流(根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)和社會需求，在高年級設(shè)置不同的專業(yè)方向分流培養(yǎng))問題、貫通(本科與研究生教育貫通培養(yǎng))問題。切實強(qiáng)化基礎(chǔ)，增強(qiáng)適應(yīng)性;強(qiáng)調(diào)分方向辦學(xué)，突出專門性特點。

二、教學(xué)方法和教學(xué)手段的改革

(1)多媒體課件的開發(fā)。過程裝備類課程群涉及到大量的通用和專用設(shè)備和機(jī)器，特點是圖多、公式多，知識面廣。多媒體課件用于課堂教學(xué)不僅為教師節(jié)省了大量的作圖和系統(tǒng)分析時間，還能形象直觀地展示設(shè)備及講解問題。結(jié)合實際教學(xué)情況對過程裝備系的課程開發(fā)多媒體課件，用于課堂輔助教學(xué)。通過本次課程群的建設(shè)，已有的多媒體課件要不斷完善，其他課程也將開發(fā)出多媒體課件。

(2)試題庫的建立。建立試題庫不僅為課堂教學(xué)特別是例題講解和習(xí)題課帶來方便，而且可以實現(xiàn)教考分離。目前在各科專業(yè)中，主要是一些公共基礎(chǔ)課有試題庫，但在專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課中試題庫并不多見。我們在收集了大量習(xí)題、試題以及多年的教學(xué)積累基礎(chǔ)上，組織開發(fā)過程裝備類課程的試題庫，實現(xiàn)了手動和自動出試卷滿足教學(xué)要求。

(3)教學(xué)網(wǎng)站的開發(fā)。積極研究網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)手段，建立和完善課程教學(xué)網(wǎng)站，充分利用網(wǎng)絡(luò)和多媒體技術(shù)提高教學(xué)的先進(jìn)性和趣味性，加強(qiáng)學(xué)生與老師的實時交流，使廣大學(xué)生能夠通過網(wǎng)絡(luò)平臺獲得所需的教學(xué)資源，還可以方便學(xué)生在不同時間、不同地點根據(jù)自己的需要進(jìn)行自主化、個性化學(xué)習(xí)。

課題組逐步將相關(guān)課程的各種資料上網(wǎng)，包括電子教案、教學(xué)大綱、實驗大綱、授課計劃、教學(xué)課件、部分習(xí)題等等，為學(xué)生和老師提供一個教學(xué)交流平臺，真正實現(xiàn)師生互動，雙向教學(xué)的目標(biāo)。

三、教材體系建設(shè)

在學(xué)校教學(xué)研究項目基金的資助下，建立過控專業(yè)裝備類核心課程群教材質(zhì)量保障體系，對課程所用教材質(zhì)量與適用性進(jìn)行評估。同時著手對過程裝備類課程編寫適合本專業(yè)背景和領(lǐng)域的講義和教材，在教材編寫上力求能夠提出改革思想，提出新觀點，追蹤前沿技術(shù)的發(fā)展，滿足本專業(yè)師生的要求。

食品加工裝備原理與設(shè)計課程所采用的教材是本專業(yè)老師自編的教材《食品加工技術(shù)裝備》，該教材第一版于1999年12月由中國輕工業(yè)出版社出版。該教材于2002年獲得江南大學(xué)“教學(xué)成果一等獎”，并于2002年被評為國家教育部“全國普通高等學(xué)校優(yōu)秀教材”二等獎。經(jīng)過七年的教學(xué)應(yīng)用后，課程組積累了豐富的教學(xué)經(jīng)驗，重新修訂了《食品加工技術(shù)裝備》，于2007年4月出版了第二版，并被確立為江蘇省重點建設(shè)立項教材項目。

目前，本專業(yè)教師正在編寫教材《食品加工裝備成套應(yīng)用技術(shù)》，收集了國內(nèi)外的一些先進(jìn)生產(chǎn)線應(yīng)用實例，通過加工工藝、單機(jī)設(shè)計與整條生產(chǎn)線的組合應(yīng)用，注重培養(yǎng)學(xué)生綜合運用知識的能力，并加強(qiáng)工程實踐能力的學(xué)習(xí)與培養(yǎng)。

G642．0

A

1001－7836(2011)08－0077－02

10．3969/j．issn．1001 －7836．2011．08．032

2011－01－10

江南大學(xué)2008年質(zhì)量工程建設(shè)項目

宋春芳(1974－)，女，內(nèi)蒙古巴盟人，副教授，博士，從事食品機(jī)械與工藝研究。

四、實踐教學(xué)改革

改革已有的課程實驗內(nèi)容，增加綜合性與設(shè)計性實驗的比例，提高學(xué)生對過程裝備設(shè)計的理解和實際運用能力。在實驗教學(xué)運行模式上，承擔(dān)過程裝備類核心課程群的實驗室逐步實現(xiàn)開放式管理，達(dá)到教學(xué)時間、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)設(shè)備的開放。

(1)整合、新建綜合專業(yè)實驗室。在現(xiàn)有實驗室布局和實驗教學(xué)的基礎(chǔ)上，整合綜合實驗室(創(chuàng)新實驗室)。目前實驗室已經(jīng)有擠壓膨化機(jī)、離心分離機(jī)、粒度測定儀、壓力容器實驗裝置、凍干機(jī)、真空干燥設(shè)備、微波真空干燥設(shè)備、氣流粉碎機(jī)和濕法粉碎等設(shè)備，固定資產(chǎn)近140萬元。目前該實驗室承擔(dān)了“過程設(shè)備設(shè)計”、“過程機(jī)械設(shè)計”、“食品加工裝備原理與設(shè)計”等課程的實驗教學(xué)。

(2)創(chuàng)建大學(xué)生創(chuàng)新實驗基地。結(jié)合新的人才培養(yǎng)方案，為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神、綜合素質(zhì)和實踐能力，初步建立大學(xué)生實踐創(chuàng)新基地。創(chuàng)新實踐基地主要是作為培養(yǎng)大學(xué)生實踐創(chuàng)新能力和參加全國大學(xué)生比賽(挑戰(zhàn)杯)等活動的場所［2］。此外，創(chuàng)新實踐基地讓優(yōu)秀學(xué)生盡早加入到實驗室建設(shè)、學(xué)術(shù)研究和科研工作中，爭取發(fā)表學(xué)術(shù)論文和科研成果等。研究內(nèi)容和方向主要有:1)濕法粉碎機(jī)理與設(shè)備;2)微波真空干燥技術(shù)和設(shè)備;3)天然產(chǎn)品低溫提取技術(shù)和設(shè)備;4)擠壓膨化技術(shù)和設(shè)備;5)氣流粉碎技術(shù)和設(shè)備;6)壓力閥在線檢測系統(tǒng)等。

(3)開放專業(yè)實驗室，積極開展第二課題教學(xué)。實驗室開放、研究室開放、課外實驗選修等形成制度，這些為學(xué)生提供了第二課堂，指派兩位富有經(jīng)驗的教師擔(dān)任第二課堂的輔導(dǎo)老師，努力培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)興趣，參與教師科研，切實提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和創(chuàng)新能力。學(xué)生可以利用課余時間下實驗室進(jìn)行開放選修實驗等，參加“挑戰(zhàn)杯”競賽活動等，進(jìn)一步鍛煉了學(xué)生的創(chuàng)新精神、實踐能力和創(chuàng)新能力，使優(yōu)秀的人才脫穎而出，從而培養(yǎng)一批優(yōu)秀人才。

(4)加強(qiáng)實驗教學(xué)與實驗室建設(shè)的管理。改進(jìn)與編寫適合我院實驗教學(xué)與管理的各種規(guī)章制度。編寫實驗指導(dǎo)書、實驗教材等教學(xué)資料(過程單元操作實驗、過程設(shè)備設(shè)計、過程機(jī)械設(shè)計)。

過程裝備與控制工程專業(yè)裝備類核心課程群教學(xué)的改革與實踐，打破了傳統(tǒng)的學(xué)科課程間的壁壘，優(yōu)化整合了課程內(nèi)容，創(chuàng)建了學(xué)生過程裝備創(chuàng)新的實踐平臺，彰顯了輕工過程裝備的特色，為培養(yǎng)學(xué)生更好地適應(yīng)社會的發(fā)展和需求，提高學(xué)生的理論與實踐能力，探索出一套行之有效的過控專業(yè)過程裝備類核心課程群的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式，在過程裝備與控制工程專業(yè)及相關(guān)專業(yè)具有一定的推廣價值。

［1］王瑾，張國海，宋春明，等．機(jī)械基礎(chǔ)課程群教學(xué)改革研究與實踐［J］．安徽工業(yè)大學(xué)學(xué)報:社會科學(xué)版，2009(26)3:124－125．

［2］蔡啟仲．以課程與實踐教學(xué)環(huán)節(jié)群建設(shè)為基礎(chǔ)加強(qiáng)實踐教學(xué)環(huán)節(jié)管理的體系［J］．改革實驗室研究與探索，2005，(24):96 －98．