過(guò)程裝備與控制工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探索

天津科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 王 娟

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過(guò)程裝備與控制工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探索

天津科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 王 娟

實(shí)驗(yàn)教學(xué)在學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能形成、綜合素質(zhì)提高和創(chuàng)新能力培養(yǎng)過(guò)程中具有重要地位和作用。針對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)在高等學(xué)校教育中的重要性，本文對(duì)天津科技大學(xué)過(guò)程裝備與控制工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系建設(shè)模式、實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的主要問(wèn)題及改革措施進(jìn)行探討，提出在現(xiàn)有基礎(chǔ)上將培養(yǎng)創(chuàng)新型和實(shí)踐型人才的教學(xué)思路，融入實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的開放式、創(chuàng)新式實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革理念。

過(guò)程裝備與控制工程 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 改革與發(fā)展

高校承擔(dān)著科技創(chuàng)新的重任，而科技創(chuàng)新必須抓好實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是過(guò)程裝備與控制工程專業(yè)（簡(jiǎn)稱“過(guò)控”）本科教育的重要組成部分，承擔(dān)促進(jìn)理論知識(shí)向?qū)嵺`能力轉(zhuǎn)化的功能，有利于學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，是本科教學(xué)的重要組成部分。為了滿足二十一世紀(jì)人才培養(yǎng)需求，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，不斷深化實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、應(yīng)變能力和實(shí)踐動(dòng)手能力逐漸成為實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革重點(diǎn)。

“過(guò)控”專業(yè)是天津科技大學(xué)1958年建校就設(shè)立的專業(yè)之一，五十多年來(lái)為國(guó)家培養(yǎng)了一批化工機(jī)械專業(yè)技術(shù)人才。該專業(yè)是將化學(xué)工程、機(jī)械工程及控制工程三個(gè)方向緊密結(jié)合形成的多科型、交叉型學(xué)科，有助于學(xué)生掌握廣闊的知識(shí)面。天津科技大學(xué)該專業(yè)在干燥、蒸發(fā)、制冷、流體機(jī)械等方面具有鮮明特色，2010年成為天津市品牌專業(yè)。

一、專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系建設(shè)現(xiàn)狀

1.建設(shè)模式及人才培養(yǎng)目標(biāo)

天津科技大學(xué)過(guò)程裝備與控制工程專業(yè)隸屬于機(jī)械工程學(xué)院，該專業(yè)在建設(shè)過(guò)程中有機(jī)結(jié)合“過(guò)程工程”“機(jī)械工程”與“控制工程”三個(gè)相關(guān)學(xué)科，形成以機(jī)械為主，工藝與控制為輔的“一機(jī)兩翼”型交叉專業(yè)。培養(yǎng)具有理論研究、工程設(shè)計(jì)、技術(shù)開發(fā)及生產(chǎn)管理能力的高級(jí)工程技術(shù)人才。由于該專業(yè)涉及大量機(jī)械化工設(shè)備及過(guò)程單元操作控制的內(nèi)容，課程實(shí)踐性較強(qiáng)，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)變得尤為重要。

2.師資隊(duì)伍建設(shè)

建立一支高素質(zhì)、高技能、知識(shí)結(jié)構(gòu)合理的師資隊(duì)伍是專業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。目前，我?！斑^(guò)控”專業(yè)共有教師15名（博士學(xué)位占73%，碩士學(xué)位占27%。），其中教授5名（3名有海外學(xué)習(xí)經(jīng)歷），副教授7名，講師2名，實(shí)驗(yàn)員1名。各理論課教師全面參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作，親自講授實(shí)驗(yàn)課程。各級(jí)教師分工明確，協(xié)調(diào)合作，形成一支知識(shí)結(jié)構(gòu)合理，專業(yè)技能較強(qiáng)，年齡結(jié)構(gòu)和職稱結(jié)構(gòu)比較合理的實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍。幾名教授分別是干燥、蒸發(fā)、制冷、流體機(jī)械等領(lǐng)域的學(xué)科帶頭人，為我校特色專業(yè)建設(shè)奠定了結(jié)實(shí)的師資基礎(chǔ)，同時(shí)也為專業(yè)發(fā)展開辟了更廣闊的道路。

3.專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程設(shè)置和設(shè)備資源配置

本科生教學(xué)計(jì)劃內(nèi)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程涉及開放、半開放和創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)等內(nèi)容?！斑^(guò)控”專業(yè)教學(xué)實(shí)驗(yàn)主要承擔(dān)壓力容器設(shè)計(jì)、過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)、過(guò)程流體機(jī)械、蒸發(fā)技術(shù)和粉體技術(shù)等專業(yè)課的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。經(jīng)過(guò)五十多年的發(fā)展，專業(yè)教學(xué)實(shí)驗(yàn)在技術(shù)和設(shè)備上都有了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，為滿足創(chuàng)新型和實(shí)踐型人才培養(yǎng)的目的，近五年來(lái)先后投入600多萬(wàn)用于實(shí)驗(yàn)設(shè)備資源配置，除了購(gòu)置基本設(shè)備外，還添置一大批檔次較高的貴重、精密大型儀器設(shè)備，如集成膜分離綜合實(shí)驗(yàn)裝置、激光粒度分析儀、比表面積·孔結(jié)構(gòu)分析儀、熱重分析儀、兩維粒子成像測(cè)速儀（PIV）等，將計(jì)算機(jī)模擬仿真技術(shù)引入實(shí)驗(yàn)教學(xué)，建立模擬仿真實(shí)驗(yàn)室。

近年來(lái)，我校通過(guò)不斷完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平取得很大提高。然而，隨著時(shí)代發(fā)展和對(duì)人才培養(yǎng)需求的改變，實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問(wèn)題不斷凸顯。

二、專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問(wèn)題

1.實(shí)驗(yàn)教學(xué)體制過(guò)于傳統(tǒng)，不利于學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力的培養(yǎng)

受“重理論、輕實(shí)踐”傳統(tǒng)教學(xué)理念的影響，實(shí)驗(yàn)教學(xué)一直處于理論教學(xué)的從屬地位，得不到足夠重視。實(shí)驗(yàn)課程設(shè)置過(guò)于死板，大多數(shù)專業(yè)課實(shí)驗(yàn)均為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生只需按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書上的實(shí)驗(yàn)步驟一步一步操作即可，部分實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書多年沒有更新，方法和技術(shù)都比較陳舊，不利于學(xué)生創(chuàng)新思維和解決問(wèn)題能力的提高，更不能培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用和創(chuàng)新能力。部分大型精密儀器，如集成膜分離綜合實(shí)驗(yàn)裝置、激光粒度分析儀等只在一年兩三次的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中用到，使用率不高，造成資源浪費(fèi)。

2.實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)u(píng)估體系不完善

目前的實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)u(píng)定基本都是根據(jù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告質(zhì)量的優(yōu)劣或者實(shí)驗(yàn)結(jié)果正確與否來(lái)決定，忽略實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程，甚至在許多課程的成績(jī)考核中實(shí)驗(yàn)成績(jī)僅作為理論考試成績(jī)的參考，居于“可有可無(wú)”的地位，致使實(shí)驗(yàn)課程學(xué)習(xí)得不到重視。由于缺乏完善的成績(jī)考核體系，學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)課的積極性不高，只有少數(shù)學(xué)生認(rèn)真完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)報(bào)告抄襲現(xiàn)象嚴(yán)重，實(shí)驗(yàn)效果整體不佳。

三、專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革措施

1.突破傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式

首先，學(xué)校應(yīng)改變以往驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、演示型實(shí)驗(yàn)為主的狀況，增加綜合性、設(shè)計(jì)性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)參與度，使學(xué)生可以根據(jù)自己設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案自主調(diào)試、安裝設(shè)備，加深對(duì)設(shè)備主體和單元操作控制的認(rèn)識(shí)；完善實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，擺脫傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書按步的束縛，充分發(fā)揮學(xué)生的自學(xué)能力；充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，更新實(shí)驗(yàn)課程的授課方式，由傳統(tǒng)講授式、注入式的方式轉(zhuǎn)變?yōu)閱l(fā)式、創(chuàng)新式的教學(xué)方式。

2.更新優(yōu)化設(shè)備資源配置。學(xué)校應(yīng)整合設(shè)備資源，建立探索性、綜合性的多學(xué)科交叉實(shí)驗(yàn)操作平臺(tái)。例如，建立多功能實(shí)驗(yàn)臺(tái)，將多種操作過(guò)程，多個(gè)操作參數(shù)、控制變量集中在一個(gè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，學(xué)生可以在單個(gè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)行多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)。隨著技術(shù)發(fā)展和課程內(nèi)容變革，學(xué)校不斷更新實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器、設(shè)備，提高儀器設(shè)備的現(xiàn)代化技術(shù)含量；加大實(shí)驗(yàn)室開放力度，鼓勵(lì)學(xué)生課余時(shí)間進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。部分大型貴重、精密儀器可以對(duì)本科生定時(shí)開放，由研究生指導(dǎo)本科生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)儀器操作，講解設(shè)備功能、使用步驟及注意事項(xiàng)，保證合理使用、正確操作的前提下提高大型貴重設(shè)備使用率。

3.提供更多的實(shí)踐學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)

增加學(xué)生進(jìn)入企業(yè)學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)。學(xué)校要為學(xué)生提供更多的認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)和畢業(yè)實(shí)習(xí)的機(jī)會(huì)，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)過(guò)程裝備的感官認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和工程意識(shí)，為高級(jí)工程技術(shù)人才培養(yǎng)提供良好的實(shí)踐平臺(tái)；鼓勵(lì)本科生進(jìn)入相關(guān)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室學(xué)習(xí)。以畢業(yè)設(shè)計(jì)和課程設(shè)計(jì)為依托，鼓勵(lì)本科生進(jìn)入研究生實(shí)驗(yàn)室完成課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，培養(yǎng)本科生的科研能力。一方面，本科生可以熟悉、了解研究生生活，把握本專業(yè)的科研動(dòng)態(tài)，學(xué)習(xí)如何檢索、閱讀文獻(xiàn)，如何整理研究思路、搭建試驗(yàn)臺(tái)、完成設(shè)計(jì)課題。另一方面，本科生可以充分利用研究生實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的圖書和設(shè)備資源，在學(xué)長(zhǎng)、學(xué)姐的指導(dǎo)下拓寬研究思路，加深對(duì)研究課題的認(rèn)識(shí)程度，鍛煉自己思考、動(dòng)手和創(chuàng)新能力，為日后的研究生生活及工作中打下良好基礎(chǔ)。

4.建立完善的實(shí)驗(yàn)成績(jī)考核體系

首先，學(xué)校要加大實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)诳偝煽?jī)中所占的比重，提高學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課的重視度。其次，實(shí)驗(yàn)成績(jī)應(yīng)進(jìn)行全方位的綜合考慮，將實(shí)驗(yàn)出勤率、實(shí)驗(yàn)理論、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)報(bào)告和實(shí)驗(yàn)操作考試記入實(shí)驗(yàn)成績(jī)考核范疇，根據(jù)綜合成績(jī)給出相應(yīng)的分?jǐn)?shù)。對(duì)于綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，將實(shí)驗(yàn)的可行性、創(chuàng)新性、經(jīng)濟(jì)性等作為考核因素。

四、結(jié)束語(yǔ)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)在學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能形成、綜合素質(zhì)提高和創(chuàng)新能力培養(yǎng)過(guò)程中具有重要地位和作用。目前，天津科技大學(xué)過(guò)程裝備與控制專業(yè)在實(shí)驗(yàn)建設(shè)體系上比較完善，具有明確的專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，優(yōu)秀的師資團(tuán)隊(duì)和豐富的資源配套實(shí)施，雖然實(shí)驗(yàn)教學(xué)仍然存在問(wèn)題，但經(jīng)過(guò)不斷探索、改革、創(chuàng)新、健全，天津科技大學(xué)“過(guò)控”專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)將會(huì)達(dá)到更高水平。

［1］杜善義.發(fā)明創(chuàng)造源于實(shí)驗(yàn)［J］.實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2005

［2］魯越青，朱小芳，白忠喜.對(duì)高校實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與教學(xué)管理職能整合的思考［J］.實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2011

［3］周勇軍.過(guò)程裝備與控制工程專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革建設(shè)［J］.中國(guó)電力教育，2009

［4］楊 軍，宋克儉.高校實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)成績(jī)考核辦法探析［J］.高等理科教育，2009

［5］王 峰，魚 靜.高校開放實(shí)驗(yàn)室與學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)［J］.實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2011

王娟（1989—），女，助理實(shí)驗(yàn)師，碩士，研究方向：實(shí)驗(yàn)室管理及計(jì)算流體力學(xué)

ISSN2095-6711/Z01-2016-07-0167