過程裝備與控制工程專業實驗教學改革探索

天津科技大學機械工程學院 王 娟

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過程裝備與控制工程專業實驗教學改革探索

天津科技大學機械工程學院 王 娟

實驗教學在學生實驗技能形成、綜合素質提高和創新能力培養過程中具有重要地位和作用。針對實驗教學在高等學校教育中的重要性，本文對天津科技大學過程裝備與控制工程專業實驗教學體系建設模式、實驗教學中存在的主要問題及改革措施進行探討，提出在現有基礎上將培養創新型和實踐型人才的教學思路，融入實驗教學中的開放式、創新式實驗教學改革理念。

過程裝備與控制工程 實驗教學 改革與發展

高校承擔著科技創新的重任，而科技創新必須抓好實驗室建設和實驗教學。實驗教學是過程裝備與控制工程專業（簡稱“過控”）本科教育的重要組成部分，承擔促進理論知識向實踐能力轉化的功能，有利于學生實踐動手能力和創新思維的培養，是本科教學的重要組成部分。為了滿足二十一世紀人才培養需求，加強實驗教學，不斷深化實驗教學改革，培養學生的創新意識、應變能力和實踐動手能力逐漸成為實驗教學改革重點。

“過控”專業是天津科技大學1958年建校就設立的專業之一，五十多年來為國家培養了一批化工機械專業技術人才。該專業是將化學工程、機械工程及控制工程三個方向緊密結合形成的多科型、交叉型學科，有助于學生掌握廣闊的知識面。天津科技大學該專業在干燥、蒸發、制冷、流體機械等方面具有鮮明特色，2010年成為天津市品牌專業。

一、專業實驗教學體系建設現狀

1.建設模式及人才培養目標

天津科技大學過程裝備與控制工程專業隸屬于機械工程學院，該專業在建設過程中有機結合“過程工程”“機械工程”與“控制工程”三個相關學科，形成以機械為主，工藝與控制為輔的“一機兩翼”型交叉專業。培養具有理論研究、工程設計、技術開發及生產管理能力的高級工程技術人才。由于該專業涉及大量機械化工設備及過程單元操作控制的內容，課程實踐性較強，加強實驗教學變得尤為重要。

2.師資隊伍建設

建立一支高素質、高技能、知識結構合理的師資隊伍是專業發展的關鍵。目前，我校“過控”專業共有教師15名（博士學位占73%，碩士學位占27%。），其中教授5名（3名有海外學習經歷），副教授7名，講師2名，實驗員1名。各理論課教師全面參與實驗教學工作，親自講授實驗課程。各級教師分工明確，協調合作，形成一支知識結構合理，專業技能較強，年齡結構和職稱結構比較合理的實驗教師隊伍。幾名教授分別是干燥、蒸發、制冷、流體機械等領域的學科帶頭人，為我校特色專業建設奠定了結實的師資基礎，同時也為專業發展開辟了更廣闊的道路。

3.專業實驗課程設置和設備資源配置

本科生教學計劃內的實驗教學課程涉及開放、半開放和創新型實驗等內容。“過控”專業教學實驗主要承擔壓力容器設計、過程設備設計、過程流體機械、蒸發技術和粉體技術等專業課的實驗內容。經過五十多年的發展，專業教學實驗在技術和設備上都有了堅實基礎，為滿足創新型和實踐型人才培養的目的，近五年來先后投入600多萬用于實驗設備資源配置，除了購置基本設備外，還添置一大批檔次較高的貴重、精密大型儀器設備，如集成膜分離綜合實驗裝置、激光粒度分析儀、比表面積·孔結構分析儀、熱重分析儀、兩維粒子成像測速儀（PIV）等，將計算機模擬仿真技術引入實驗教學，建立模擬仿真實驗室。

近年來，我校通過不斷完善實驗教學改革，專業實驗教學水平取得很大提高。然而，隨著時代發展和對人才培養需求的改變，實驗教學中存在的問題不斷凸顯。

二、專業實驗教學中存在的問題

1.實驗教學體制過于傳統，不利于學生創新實踐能力的培養

受“重理論、輕實踐”傳統教學理念的影響，實驗教學一直處于理論教學的從屬地位，得不到足夠重視。實驗課程設置過于死板，大多數專業課實驗均為驗證性實驗，學生只需按照實驗指導書上的實驗步驟一步一步操作即可，部分實驗指導書多年沒有更新，方法和技術都比較陳舊，不利于學生創新思維和解決問題能力的提高，更不能培養學生的實踐應用和創新能力。部分大型精密儀器，如集成膜分離綜合實驗裝置、激光粒度分析儀等只在一年兩三次的實驗過程中用到，使用率不高，造成資源浪費。

2.實驗成績評估體系不完善

目前的實驗成績評定基本都是根據實驗報告質量的優劣或者實驗結果正確與否來決定，忽略實驗操作過程，甚至在許多課程的成績考核中實驗成績僅作為理論考試成績的參考，居于“可有可無”的地位，致使實驗課程學習得不到重視。由于缺乏完善的成績考核體系，學生參與實驗課的積極性不高，只有少數學生認真完成實驗內容，處理實驗數據，實驗報告抄襲現象嚴重，實驗效果整體不佳。

三、專業實驗教學改革措施

1.突破傳統實驗教學方式

首先，學校應改變以往驗證性實驗、演示型實驗為主的狀況，增加綜合性、設計性、創新性實驗項目，提高學生的實驗參與度，使學生可以根據自己設計的實驗方案自主調試、安裝設備，加深對設備主體和單元操作控制的認識；完善實驗指導書，擺脫傳統實驗指導書按步的束縛，充分發揮學生的自學能力；充分發揮學生的主觀能動性，更新實驗課程的授課方式，由傳統講授式、注入式的方式轉變為啟發式、創新式的教學方式。

2.更新優化設備資源配置。學校應整合設備資源，建立探索性、綜合性的多學科交叉實驗操作平臺。例如，建立多功能實驗臺，將多種操作過程，多個操作參數、控制變量集中在一個實驗平臺，學生可以在單個實驗平臺上進行多項實驗。隨著技術發展和課程內容變革，學校不斷更新實驗教學儀器、設備，提高儀器設備的現代化技術含量；加大實驗室開放力度，鼓勵學生課余時間進入實驗室進行實驗操作。部分大型貴重、精密儀器可以對本科生定時開放，由研究生指導本科生進行實驗儀器操作，講解設備功能、使用步驟及注意事項，保證合理使用、正確操作的前提下提高大型貴重設備使用率。

3.提供更多的實踐學習機會

增加學生進入企業學習的機會。學校要為學生提供更多的認識實習、生產實習和畢業實習的機會，加強學生對過程裝備的感官認識，培養學生的動手能力和工程意識，為高級工程技術人才培養提供良好的實踐平臺；鼓勵本科生進入相關專業實驗室學習。以畢業設計和課程設計為依托，鼓勵本科生進入研究生實驗室完成課程設計和畢業設計的實驗內容，培養本科生的科研能力。一方面，本科生可以熟悉、了解研究生生活，把握本專業的科研動態，學習如何檢索、閱讀文獻，如何整理研究思路、搭建試驗臺、完成設計課題。另一方面，本科生可以充分利用研究生實驗室內的圖書和設備資源，在學長、學姐的指導下拓寬研究思路，加深對研究課題的認識程度，鍛煉自己思考、動手和創新能力，為日后的研究生生活及工作中打下良好基礎。

4.建立完善的實驗成績考核體系

首先，學校要加大實驗成績在總成績中所占的比重，提高學生對實驗課的重視度。其次，實驗成績應進行全方位的綜合考慮，將實驗出勤率、實驗理論、實驗操作、實驗報告和實驗操作考試記入實驗成績考核范疇，根據綜合成績給出相應的分數。對于綜合性和設計性實驗，將實驗的可行性、創新性、經濟性等作為考核因素。

四、結束語

實驗教學在學生實驗技能形成、綜合素質提高和創新能力培養過程中具有重要地位和作用。目前，天津科技大學過程裝備與控制專業在實驗建設體系上比較完善，具有明確的專業培養目標，優秀的師資團隊和豐富的資源配套實施，雖然實驗教學仍然存在問題，但經過不斷探索、改革、創新、健全，天津科技大學“過控”專業的實驗教學將會達到更高水平。

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王娟（1989—），女，助理實驗師，碩士，研究方向：實驗室管理及計算流體力學

ISSN2095-6711/Z01-2016-07-0167