新工科背景下輕化工程專業實驗教學體系研究

馬曉坤，關 昶，王海東，梁春爽

（吉林化工學院 石油化工學院，吉林 吉林 132022）

以互聯網產業化、工業智能化、工業一體化為代表，以人工智能、清潔能源、無人控制技術、量子信息技術為主的全新技術革命，拉開了第四次工業革命的序幕。為主動應對新一輪科技革命與產業變革，支撐服務創新驅動發展、“中國制造2025”等一系列國家戰略，2017年，教育部發布了《關于開展新工科研究與實踐的通知》[1-2]。國家積極推廣實施“大眾創新，萬眾創業”“中國制造2025”“互聯網+”等重大發展戰略，培養符合新經濟、新產業、新技術發展要求的工程技術人才[3-4]。

“新工科”計劃的提出，為高等院校人才培養模式改革指明了新的方向，圍繞著知識型、技能型、創新型人才的培養目標，各個高校也對人才培養的模式進行了不同方向的探索與實踐。在全面推進新時期工程教育改革和發展的過程中，要樹立創新型、綜合化、全周期的工程教育“新理念”；同時，構建新興工科和傳統工科相結合的學科專業“新結構”；不斷探索實施工程教育人才培養的“新模式”；打造具有國際競爭力的工程教育“新質量”；建立并完善中國特色工程教育的“新體系”。在“新工科”形勢下，改造升級傳統工科專業，對加快推進我國從工程教育大國走向工程教育強國具有重要的現實意義[5-6]。

1 輕化工程專業實驗教學的現狀及存在的問題

1.1 教學模式單一，學生缺少實驗興趣

傳統大學輕化工程專業實驗教學都是基于專業知識理論講授，在重要知識點上設計相關實驗課程。實驗教師通常簡單講解實驗課程的實驗原理、實驗目的，并對簡單的實驗操作方法及步驟進行介紹和示范。同時，實驗教師會根據實驗目的對所需的數據進行重點說明，提示數據處理及相關的纖維整理樣品。學生在實驗過程中，很多預習都是簡單地抄襲實驗手冊，也多以模仿的形式進行實驗操作，缺乏實驗興趣，沒有探索精神。這種學習狀態很難讓學生將專業知識和動手能力有機結合在一起，學生在面對專業技術問題時也很難提出創新的方案。

1.2 實驗設備老舊，亟待改進

高校的專業實驗課程一般都是隸屬于各個學院，通常僅向本專業的學生開設。實驗室通常都是與教師的科研實驗室進行共享的，這樣在實驗空間和實驗設備方面很難實現公共實驗課程的規模性和綜合性。一方面，由于實驗設備需要集中采購，在實驗經費有限的條件下，通常一次性采購后要用很多年，在實驗過程中經常會出現設備破損，在維修不及時的情況下，只能進行分組實驗，導致部分學生產生依賴性，在組隊時出現“等靠”現象。另一方面，統一采購的儀器可能因為設備功能性不強，不能滿足實驗需求，造成了一定程度的閑置和浪費。

1.3 實驗課程設置缺少與工程實踐的結合

輕化工程專業課程主要圍繞纖維制備原理、纖維染整工藝、纖維染整分析等幾大部分進行。因此，專業課程大多設置纖維鑒別、纖維測定、纖維絲光效果測定、印花實驗等相關實驗，對于當前特種纖維的認識比較薄弱，特別是在碳纖維性能測試方面有很多的知識盲點。吉林化工學院作為吉林省老牌化工類高校，化工優勢突出，產學研合作優勢顯著，與吉林化纖、吉林石化公司等企業和機構有多年的合作經歷和經驗，因此，“新工科”形勢下輕化工程專業實驗課程的設置亟待與工程實踐相結合。

1.4 實驗課程考核形式缺少系統性，學生重視程度低

通常，實驗課程都是采取以實驗報告為主體進行評價的方式來給出學生的最終成績。在實驗報告的批閱過程中，會發現很多雷同的錯誤，學生對實驗課程的重視程度明顯沒有專業考試課程強，很多學生都是應付實驗、以得學分為目的而盲目學習。這種形式對學生的考核較片面，不能準確地反映學生對知識的掌握情況，更無法體現學生運用知識解決問題的能力。

2 輕化工程實驗課程改革研究

2.1 豐富實驗課堂教學方法，提高學生興趣

輕化工程實驗課程的講授過程通常是以突出學生的實踐操作為主體，以最終的數據結果或性能對比來鞏固輕化工程專業知識點。因此，在實驗教學過程中，教師授課的時長是有限的，需要用更加直觀、簡潔的方式讓學生快速掌握實驗步驟和數據結果處理方法。可以將網絡教學充分應用于輕化實驗課程的講授上，利用百度秒懂百科、實驗教學視頻，畫面直觀、形象生動地向學生演示知識點和實驗操作。采用啟發式教學，激發學生主動學習的興趣，培養學生獨立思考、分析問題和解決問題的能力，引導學生主動通過實踐獲得知識。

2.2 實驗課程考核系統化，提高學生重視程度

高校的實驗課程多以考察課的形式進行評價和量化，很難讓學生像重視必修課程一樣重視實驗課程。實際上，實驗課程的開設是將專業知識點的精華與生產生活實際進行結合后的一種再教育過程。實驗課程的考核也更需要系統化，學習通的課程設置就可以改善這一問題。設置課程后，可以將上述方案中形成的電子教案、多媒體教學材料上傳到學習通中，并將學生的預習情況以提問的形式進行量化考核，這樣就能夠更好地監控學生在實驗課程前進行預習的情況。在此基礎上，還可以對每個學生在實驗課程中的操作態度、操作標準化、合作協調性等進行打分。最后，讓學生在“作業”模塊上傳自己的實驗報告，將整個實驗教學課程中所需考核的點在學習通中進行全面的考核，這樣的實驗成績才會公平、透明、完善，更加有利于提高學生對實驗課程的重視程度，具體的考核體系如表1所示。

表1 輕化工程實驗課程考核體系

2.3 實驗設備管理一體化，提高使用效率

輕化工程專業實驗設備的選購具有獨特性，因此，應該注重設備的更新和維護，在實驗課程開設前規定好儀器的使用范圍和維護方法，將儀器的維護作為實驗考核成績的一部分，這樣就可以讓學生更加小心地操作，提高實驗儀器的使用效率。個別通用的實驗儀器，特別是玻璃儀器，比如烏氏黏度計、移液管、量筒、燒杯等，損耗和破損是很難避免的，要有清晰的使用進出賬目，有利于及時補充和替換，確保多個班級多組實驗的順利進行。對于較為貴重的測試分析儀器，可以協調全校的資源配置，進行測試儀器的共享化，將實驗課程開設的經費進行合理化配置。

2.4 實驗教學設計與應用相結合，提高專業知識認知度

在“新工科”背景下，輕化工程實驗課程建設應與學生的畢業要求有機結合，要圍繞著輕化專業就業的需求，積極從合作企業的人才需求入手，制定人才培養方向和人才培養目標，提高專業人才的就業優勢。傳統的輕化工程專業實驗課程設有“纖維鑒別實驗”“纖維纖度測定”“棉織物絲光效果測定”“織物印花實驗”“織物抗靜電劑合成及應用實驗”“織物染色工藝實驗”等一系列有關纖維性能的測試實驗。在“新工科”背景下，應用型本科院校的課程體系改革必須與時俱進，將現代高性能纖維和新型纖維制備技術應用到輕化工程專業實驗課程中。因此，在選修課程上，針對高性能碳纖維表面改性工藝進行了知識點覆蓋，同時，為了提高學生對表面改性必要性的認識，開設了“纖維毛絲率測定實驗”。針對先進的靜電紡絲技術，在實驗課程上開設了“靜電紡絲法制備聚合物纖維實驗”，讓學生可以更快速地與新材料和新技術進行知識接軌，更加有利于提高學生在就業競爭中的綜合實力。

3 結語

隨著高等教育教學改革的不斷推進，在“新工科”背景下，教育應覆蓋學生4年教育教學的始終。實驗作為工科專業的重要教學環節，應當在課程教學中與時俱進，融入新工科教學理念，不斷加強實驗課程與工程實際的結合。輕化工程專業實驗作為一門特有的專業基礎課，在“新工科”背景下，應該不斷豐富教學方法，結合網絡教學，系統管理實驗設備，增加新的實驗知識點，為培養新型輕化工程人才不斷改革。