包裝結構設計課程實驗教學模式的改進與創新

李連進 郭玉花

（天津商業大學，天津 300134）

隨著社會需求的變化和大學生就業壓力的增加，企業對包裝工程專業人才的能力提出了更高的要求，要求大學畢業生具有完整的知識結構、專業技能、實際操作能力、團隊協作能力及社會交際能力等。包裝結構設計課程涉及的知識面廣泛，在包裝工程本科專業的課程體系中起著承上啟下的重要作用，是一門理論知識和技術與實踐相結合的核心課程。

實驗教學是培養學生加深理解和拓展理論知識、增強實際操作能力的一種重要手段。因此，包裝結構設計課程實驗教學的創新，對增強學生從事包裝技術工作的適應能力和獨立開發包裝產品能力具有至關重要的作用。為提升包裝工程本科學生的分析問題、解決問題以及聯系實際的創新綜合能力，培養直接面向生產一線的高級應用型專業人才，我們對包裝結構設計課程實驗教學模式進行了改進，并開發出一定的綜合性與創新性試驗，以達到提高和拓展學生感性認識、實際動手能力和綜合設計能力的目的。

一、包裝結構設計課程的教學特點

包裝結構設計是一門綜合性課程，涉及數學、機械制圖、包裝材料學、工程力學及公差與配合等知識，要求學生必須掌握包裝結構設計的內容、方法及手段，獲得扎實的理論知識和綜合技術運用能力。

在知識傳授方面，包裝結構設計課程涉及的知識面廣、實用性強，如何將課程的理論知識與實際應用融入到教學中，主要取決于授課教師的理論水平和實際的工程經驗及教學方法。包裝結構設計課程與社會經濟、包裝技術發展密不可分，課程內容更新快，需要及時跟上包裝技術發展的步伐，這對教師的知識更新提出了較高的要求。另外，由于教學學時問題，要求教師在較短的課時內講授諸多的知識，這對教師也是一種考驗。

在學生學習方面，包裝結構設計教材內容涉及塑料、紙、陶瓷及金屬等材料的性能、結構特點、造型、強度計算的理論與方法等。課程內容具有邏輯性差、跨學科和系統性不強等特點，但包裝結構設計課程本身實踐性較強，學生的實踐經驗又相對較少，這直接影響了學生對本課程學習的積極性。

因此，對于包裝結構設計課程實驗教學的指導教師來說，只有在實驗教學中不斷地改進與創新，才能形成有利于學生知識拓展、加深感性認識、提升學習效果的實驗教學模式。

二、傳統實驗教學中存在的問題

實驗是包裝結構設計課程中的重要實踐環節。包裝結構設計課程實驗對學生掌握所學的基本概念、加深理解設計理論與方法具有重要的作用，但這種傳統的實驗固化了學生的思維和行動，限制了學生在實驗中的思考和主觀能動性，在某種程度上制約了學生對課程內容的理解以及創新思維的發揮。

目前的包裝結構設計課程實驗教學目標停留在加深學生對基本概念的理解上，側重點在于理解與驗證課堂所講授的理論知識，并在教師的指導下，按照實驗指導書規定的操作方法完成實驗。這種針對基本知識點設計的實驗，因與各章節的內容相關而造成各實驗相互獨立，缺乏利用先進技術將所涉及的知識全面貫穿的完整實驗教學系統。

包裝結構設計課程實驗的目的應該是促進學生積極主動地去思考，發揮主觀能動性，為學生提供創新的平臺，從而達到鞏固與拓展學生的理論知識，培養學生成為具有實踐動手能力的高級應用型專業人才的目的。

三、包裝結構設計課程實驗教學的改進與創新

1.課程實驗教學改進的指導思想

包裝結構設計課程主要內容是闡述包裝容器設計制造中的理論、方法及工藝，具體包含紙盒、瓦楞紙箱、塑料包裝容器、玻璃包裝容器及金屬包裝容器等。課程設置的目的是使學生在包裝結構設計制造及選用方面獲得專業的基本理論知識和技能，為設計、制造及選用包裝容器而服務。

學生將在第六學期學習到本課程，在此之前學生學習了工程力學、包裝材料學、包裝裝潢設計等課程，這為他們學習本課程提供了一些知識積累。因此，在包裝結構設計教學中，要求教師對課程和實驗進行細致分析，合理安排教學內容，力求教學和實驗一體化，使課堂講授與實驗操作有機結合起來，相互協調、相互補充，使學生充分利用實驗親自體驗包裝容器設計制造過程觀察包裝容器的結構與承載，彌補感性認識的不足，從而理解和鞏固知識內容。

學生在多年的應試教育中養成了死記硬背的習慣，難于靈活掌握緊密結合生產實際、涉及知識面廣、綜合性高的包裝結構設計課程。因此，在實驗教學中，教師要采用與包裝結構設計步驟相一致的方法講解設計的關鍵點，使學生帶著問題和興趣學習，鼓勵學生到市場收集技術資料，采用專題討論方式讓學生從不同的角度思考和比較，分析不同設計方案的優缺點，討論不同設計參數對容器性能的影響，拓展知識內容，提升學生的思考能力和創新能力。

隨著計算機與信息技術的迅速發展，網絡成為大學生的重要學習場所。我們建立課程網站，將課程的教學大綱、教案、實驗指導書、學習輔導、課程樣卷及其相關學習資料放在網上，使學生能夠充分了解自己所學課程的內容和要求。同時，將能夠展現出最先進水平的包裝容器及制造設備的發展動態發布到課程網站，引導學生緊跟時代步伐，激發學生學習最新知識的興趣。

2.實驗課程教學的改進與創新

（1）保留傳統的經典實驗

在多年的包裝結構設計課程教學實踐中，形成了一系列行之有效的實驗，這些經典實驗對于學生理解課程知識和掌握實踐技能具有重要作用。例如，學生通過折疊紙盒設計制作和瓦楞紙箱設計制作這兩個實驗，可以全面認識紙包裝容器的設計步驟和制作過程，學會打樣機的使用操作，還能鍛煉學生的動手能力，為今后設計制作紙包裝容器奠定良好的基礎；塑料包裝容器設計制造實驗對學生掌握包裝容器設計知識和結構設計的原則有較大的幫助，還能提高學生進行課程設計以及從事實際工程設計的能力。

（2）利用先進技術更新實驗

更新實驗內容與方法相對落后的實驗。例如，容器的造型設計與成型實驗，主要是使學生了解產品造型設計流程，掌握造型、色彩、表面裝飾及材料綜合運用的方法，實現工程技術與美學藝術的和諧統一，最大限度地獲得社會的認同。在實驗中，我們改用3DMAX軟件繪圖代替過去手工繪圖的方法，并使用3D打印機進行實物制作，使實驗內容既形象具體又省時省力，還能提高學生計算機的應用水平。

（3）增加綜合設計性實驗

根據培養包裝工程應用型人才目標的要求，增加能夠貫穿于整個知識體系的綜合設計性實驗。重點是改變過去的實驗方案、實驗材料、實驗設備及實驗程序都由教師完成，學生只按實驗指導書規定程序操作的傳統模式。增加的綜合設計性實驗只給出實驗目的，學生根據自己的能力和水平設計實驗方案，提出所需的實驗材料與設備，而后在教師的協助下完成實驗。這種綜合設計性實驗調動了學生的主觀能動性、擴展了學生思維，并將學生的設計能力與操作能力得到了充分的發揮，使學生在實驗中將所學理論知識與技術手段得到良好的融合。例如，500毫升飲料包裝容器的設計實驗就是學生根據實驗指導書的要求，自行選擇合適的包裝材料，按照容器的結構和造型設計思路選擇最佳的設計方案，利用3D打印機進行制作，取得了良好的效果。

（4）建立開放式的實驗室

建立一個具有紙盒打樣機、3D打印機、3DMAX造型、小型車床及鉆床等設備的包裝工程開放實驗室，讓學生有機會將自己的設計構思制作成產品模型，使學生的創意付諸實踐。這是一個具有發明創造性活動的平臺，可以使學生在實驗過程中建立產品設計制造的思路和工程理念，從而加深學生的知識理解，拓展其創造性的思維，使實驗室成為學生主動學習、獨立思考與團體討論相結合的創新基地。

（5）數字模擬化實驗的融入

隨著計算機技術的發展，實驗教學模擬形象化成為可能。教師通過大學生科技活動組織學生編寫實驗教學軟件，實現包裝容器設計的參數化。學生在實驗中可以隨意修改容器尺寸，使過去復雜的計算和繪圖變得較為容易。例如，在塑料包裝容器的設計過程中，研究“尺寸參數和造型如何設定才能最能獲得消費者的認同”這個問題，編制了設計軟件后，學生只要輸入不同參數，軟件就自動給出塑料包裝容器的三維設計圖，這為學生提供了直觀和便利的判別條件。

（6）多種實驗考核方法

實驗成績的評定是通過教師對同學實驗過程中實驗操作的觀察與學生實驗報告的內容相結合的方法來評定學生的實驗成績。實驗過程的考核內容包括學生的實驗準備、實驗過程、口頭提問以及學生技能的展示等，后將其與一定的系數相乘，合理評價學生的實踐能力；而實驗報告考核成績則根據實驗的特點、目標、內容和方法，對實驗實驗操作過程、實驗數據處理及實驗結果分析以五級制計算實驗成績。

（7）建設實驗師資隊伍

隨著科學技術的不斷發展，先進實驗儀器設備的引進和綜合設計性實驗數量也在增加，這對實驗教師的理論水平也提出了新的要求。

目前，學校的實驗教學隊伍主要由實驗技術人員、工人和管理人員組成，存在著學歷偏低、高級實驗師的比例較少、教師敬業精神不足、收入相對較低等問題，難于獲得領導的重視。

為適應時代的發展與實驗教學要求，達到培養應用型專業人才的目的，我們通過要求責任教授指導任課教師與實驗人員共同參與實驗室建設、提倡和要求任課教師承擔課內的綜合設計性實驗，組建由教授、青年博士、實驗師及研究生組成的穩定的實驗教學隊伍；樹立以培養學生為本的觀念，為教學科研提供良好的實驗條件和環境；提高實驗教學隊伍的話語權和待遇，激勵現任實驗人員繼續深造學習，加強實驗教學隊伍的考核、管理和激勵，逐漸提高了實驗課的水平和質量。

四、結束語

實驗教學是拓展和加深理論知識和增加操作能力的重要實踐環節，這就要求我們轉變教學理念和方式，從學生的能力培養和用人單位的需求出發，加強實驗教學內容與工程實際的聯系，提高學生分析問題和解決問題的能力，努力使其成為我國包裝工程行業的優秀人才。

通過包裝結構設計課程實驗教學的改進與創新，證明實驗教學實踐能夠確保一線城市普通本科應用型人才培養目標的實現，滿足了包裝工程應用技術人才培養的實驗教學要求，取得了良好的教學效果。

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