自主合作式教學方法在《食品工程原理實驗》中的實踐

【摘要】自主合作式教學方法，在于其將傳統的以教師為中心的封閉型教學模式轉變為以學生為中心的自主合作學習實踐與探究模式。將此方法運用于《食品工程原理實驗》中，充分調動學生學習的積極性，培養學生用實驗方法去發現問題、解決問題的能力和創新能力，培養學生今后獨立從事科學研究的能力。

【關鍵詞】自主合作 實驗教學方法 食品工程原理實驗

【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2013）10-0235-02

食品工程原理是食品科學與工程、糧食工程專業的一門重要的專業課，具有實踐性、應用性強的特點。食品工程原理實驗是與食品工程原理理論相配套的一門實驗課程，其主要任務是掌握典型單元操作設備的操作技能和學會大量數據處理及圖形分析能力、借助實驗方法來解決純理論方法不能解決的工程實際問題。

在以往的食品工程原理實驗教學中多采用驗證性實驗方法，即先由教師講解理論，學生根據實驗指導書預習實驗，之后由學生通過實驗操作驗證理論。學生在實驗過程中只是簡單的機械操作，沒有積極的思維和創新，因此在食品工程原理實驗教學中進行了自主合作式教學方法的嘗試，取得了良好效果。

1.傳統的實驗教學方法存在的缺點

實驗方法是人們根據一定的研究目的，運用一定的物質手段（儀器和設備），在人為控制或變革客觀事物的條件下獲得科學事實的方法。而傳統的實驗教學方法只能簡單地驗證科學事實，缺乏創新性。

1.1 傳統實驗教學管理統一，缺乏靈活性

傳統的實驗教學內容固定，全班學生采用同樣的實驗項目、實驗內容、實驗時間、實驗時數、實驗裝置，學生只按照統一的管理去做實驗，僵固，沒有靈活性。

1.2 傳統實驗內容固定，缺乏綜合性

傳統的實驗教學內容多是依附于理論教學，作為理論驗證的一種手段，其內容多是理論教學中的理論或定律的驗證，內容相對獨立，缺乏綜合性，學生的思維也被局限于相應的理論課程。

1.3 傳統實驗教學方法單一，學生學習被動

傳統實驗教學有著固定的模式，方法單一。一般都有編印的詳細實驗指導書，教師要求學生實驗前根據實驗指導書進行實驗預習，實驗過程中嚴格按照實驗指導書中所列出的操作步驟完成實驗，記錄數據并按要求完成實驗報告。整個實驗過程如同一個機械過程，學生處于被動學習，沒有積極的思維和創新。

傳統的實驗教學方法簡單、易操作，但這種模式缺乏對學生獨立思考能力、獨立動手實踐能力及創新能力的培養。

2.自主合作式實驗的內涵與特征

自主型實驗，是指在實驗的整個過程中，更多地需要學生自行選擇實驗內容或自主設計實驗方案來獨立地完成任務、解決問題而較少地依靠教師的指導完成的實驗。合作學習是指在教學過程中，以學習小組為教學基本形式，教師與學生之間彼此通過協調的活動，共同完成學習任務，并以小組總體表現為主要獎勵依據的一種學習策略。自主合作式實驗則是自主型實驗與合作學習在內涵上的綜合。

自主合作式實驗教學的本質特征，就在于其實驗學習的方式可以將傳統的以教師為中心的封閉型教學模式轉變為以學生為中心的自主合作學習實踐與探究模式。在新的模式下，學生可以自主選擇實驗內容，自主設計實驗方案和選擇實驗時間，以學生合作完成實驗為主進行教學。在新模式下，實驗的內容由驗證性實驗走向綜合性與設計性實驗，這樣既可以充分調動學生學習的積極性，培養學生用實驗方法去發現問題、解決問題的能力和創新能力，又可以逐步培養起學生今后獨立從事科學研究的能力。

3.自主合作式實驗教學的實施

食品工程原理實驗教學過程采取自主、開放、合作、探索式實驗教學方式，根據實際條件，在開設的幾個實驗項目中，讓學生自主選擇一個自己感興趣的實驗項目，自主設計實驗方案，自主實施實驗過程，教師僅起引導、輔助、解疑的作用。

3.1 食品工程原理中自主合作式實驗教學組織實施流程：

①學生在選做實驗中自主選擇實驗項目；②按項目分組；③查閱資料，小組討論，遞交實驗設計方案；④指導教師修改，確認方案，協調安排實驗時間；⑤學生自主實驗，教師巡回指導、操作培訓；⑥小組課后討論，撰寫實驗召院報告；⑦上交報告、研討記錄等材料。

3.2 食品工程原理實驗中“汽-氣對流傳熱系數測定實驗”中自主合作式教學方法的實施

汽-氣對流傳熱系數測定實驗是《食品工程原理實驗》課程中自選實驗項目之一， 可以利用該裝置測定流體（空氣）在套管換熱器內作強制湍流時的對流傳熱系數值，同時還可將實驗數據整理成準數關聯式的形式，并通過強化管的實驗測定，了解工程上強化傳熱的手段和基本原理。在以往的實驗教學中，學生只是簡單的選做，按照教研室自編實驗指導書，被動、機械地進行操作，思想僵化、缺乏創新。在自主合作式實驗教學方法的運用中，此實驗實現了提高學生觀察力、開拓思維、掌握實驗技能和技巧、形成良好的科學態度等方面的目的。

3.2.1 自主合作式實驗教學實施步驟

①在年級內做創新實驗動員，鼓勵思想好、學習成績好、上進心強的同學積極參與其中，根據愛好自主選擇實驗項目。

②根據選擇該實驗項目的學生人數進行分組，以小組為單位開展組內合作實驗，一般每小組4-5人。

③每小組同學按照實驗項目基本要求，在學校的圖書館及校網站上數字圖書館內查閱相關資料，包括在期刊網、超星數字圖書館上查閱資料，對目前的對流傳熱系數的測定方面的學術進展有一定的認識。另外，去新華書店購買相關的新書籍，更新現有知識。

④制定具體的實驗方案，要求不拘泥于簡單的傳熱系數實驗數據測定，要有知識的拓寬與實驗研究的創新。

⑤在教師的指導下獨立完成實驗裝置調試、實驗操作、數據測定、創新研究等，并獨立完成相關的實驗數據處理，圖表的繪制，實驗分析，得出結論。

⑥指導老師根據實驗過程、結論及表現給以評價。

3.2.2 自主合作式實驗教學取得成績

①首次實現了實驗項目的自主選擇及小組成員間的合作。

②不僅完成了簡單的傳熱系數的測定，而且創新性地研究了傳熱效率的影響因素。

③不僅完成了實驗操作，而且學習、研究了實驗裝置的結構、運行、拆卸及故障處理等。如熱電阻溫度計的結構、工作原理的學習，研究了安裝及誤差減少措施。

④學習了相關知識及數據處理軟件、手段等，如利用Excel軟件做準數關系曲線，確定該直線方程所對應的空氣流量范圍。

4.結論

4.1 加強實驗操作中的計算機控制與處理實驗數據的訓練，使食品科學工程基礎實驗與現代實驗技術相適應，提高實驗效率和實驗的自動化程度，培養學生嚴謹的科學實驗態度；

4.2 通過觀察實驗裝置中感溫元件，并進行實際安裝和拆卸，掌握工程實驗研究中常用的計量、測量和控制技術，培養從事應用和開發研究的動手能力；

4.3 通過實驗研究對流傳熱系數準數方程及相應的空氣流量范圍。

自主合作實驗方法在食品工程原理實驗教學中的應用實踐，培養了學生的自主創新意識，學生思維的靈敏度、開闊度都有了較大的發展，同時也培養了學生發現信息、加工信息、研究問題的能力及合作、交往技巧。

參考文獻：

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