以學(xué)生為中心對(duì)無(wú)機(jī)熱工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的綜合改革

李志輝 徐娜 李婷

摘要：教學(xué)改革項(xiàng)目符合以學(xué)生為中心、綜合性實(shí)驗(yàn)研究，對(duì)無(wú)機(jī)非金屬材料工程專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行綜合改革，期望培養(yǎng)學(xué)生綜合實(shí)踐能力，減少撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告的工作量，為學(xué)生減負(fù)。對(duì)其他實(shí)驗(yàn)課程的具體指導(dǎo)提供借鑒作用。

關(guān)鍵詞：以人為本、綜合實(shí)驗(yàn)、教學(xué)改革

1研究意義及現(xiàn)狀分析

無(wú)機(jī)非金屬材料工程專業(yè)屬于材料類專業(yè)，研究的內(nèi)容較為廣泛，各個(gè)高校根據(jù)自身特點(diǎn)有所側(cè)重。傳統(tǒng)的冶金類高校這個(gè)專業(yè)主要研究耐火材料、陶瓷、水泥和玻璃四個(gè)方向。本專業(yè)前身是始建于1952年的耐火材料專業(yè)，為全國(guó)首創(chuàng)，是我國(guó)培養(yǎng)高溫材料領(lǐng)域人才的基地，根據(jù)《普通高等學(xué)校本科專業(yè)目錄》1987年改為硅酸鹽工程專業(yè)，1999年更名為無(wú)機(jī)非金屬材料工程專業(yè)。本專業(yè)是學(xué)校的優(yōu)勢(shì)特色專業(yè)[1]、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革試點(diǎn)專業(yè)，遼寧省緊缺人才培養(yǎng)專業(yè)[2]、普通高等學(xué)校本科工程人才培養(yǎng)模式改革試點(diǎn)專業(yè)、一流本科教育示范專業(yè)，教育部“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”試點(diǎn)專業(yè)[3]、國(guó)家一流本科專業(yè)建設(shè)點(diǎn)。

本專業(yè)有三門骨干基礎(chǔ)課程：《材料科學(xué)基礎(chǔ)》、《無(wú)機(jī)非金屬材料基礎(chǔ)》和《無(wú)機(jī)非金屬材料熱工基礎(chǔ)》，都有相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)。2017版培養(yǎng)計(jì)劃時(shí)將三門課程的實(shí)驗(yàn)部分，獨(dú)立設(shè)置為《無(wú)機(jī)非金屬材料基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)》。自2017級(jí)學(xué)生開始實(shí)施，已經(jīng)成功運(yùn)行了9個(gè)班型。

本實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，將其中與《無(wú)機(jī)非金屬材料熱工基礎(chǔ)》相關(guān)的三個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行合理整合。也就是將伯努利方程應(yīng)用實(shí)驗(yàn)、燃料油閃火點(diǎn)和燃燒點(diǎn)測(cè)定實(shí)驗(yàn)和大空間外水平圓管空氣自然對(duì)流傳熱實(shí)驗(yàn)，有機(jī)綜合在一個(gè)項(xiàng)目中，命名為“無(wú)機(jī)熱工基礎(chǔ)綜合實(shí)驗(yàn)”。

2項(xiàng)目研究達(dá)到的目的

在教學(xué)實(shí)踐中，我們注意到專業(yè)學(xué)生在一個(gè)學(xué)期中，要完成多門理論課程和實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)任務(wù)，僅本專業(yè)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容需要上交的《實(shí)驗(yàn)報(bào)告》就有24份之多：“無(wú)機(jī)非金屬材料基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)”9個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目需要交9份實(shí)驗(yàn)報(bào)告，“無(wú)機(jī)材料性能”4份，“材料現(xiàn)代研究方法”4份，“耐火材料巖相學(xué)”6份，“耐火材料化學(xué)分析”1份綜合大報(bào)告，我們看著都覺得學(xué)生比較辛苦。

通過教改項(xiàng)目的實(shí)施，將三個(gè)驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，進(jìn)行順暢整合，突出不同知識(shí)點(diǎn)的綜合性運(yùn)用和開發(fā)，豐富成綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。學(xué)生來(lái)到實(shí)驗(yàn)室按順序一次性連續(xù)做完三個(gè)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，免于奔波之苦。將學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告從3份減少到1份，將實(shí)驗(yàn)原理等與教材一致的部分省略，只保留實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、處理、現(xiàn)象、分析等差異性的部分，以學(xué)生為本，從這個(gè)角度為學(xué)生減負(fù)。

3項(xiàng)目?jī)?nèi)容創(chuàng)新點(diǎn)實(shí)施

3.1項(xiàng)目基本內(nèi)容

整合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。將“伯努利方程應(yīng)用”、“燃料油閃火點(diǎn)和燃燒點(diǎn)測(cè)定”和“大空間外水平圓管空氣自然對(duì)流傳熱”三個(gè)實(shí)驗(yàn)，整合成“無(wú)機(jī)熱工基礎(chǔ)綜合實(shí)驗(yàn)”一個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

升級(jí)項(xiàng)目類型。將原“伯努利方程應(yīng)用”實(shí)驗(yàn)管段位置和吹風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)量閘板進(jìn)行不同點(diǎn)位的組合，綜合分析伯努利方程在流體中的應(yīng)用。將原“大空間外水平圓管空氣自然對(duì)流傳熱”，由固定采樣點(diǎn)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，豐富完善成學(xué)生自行組合管長(zhǎng)和溫度的綜合性實(shí)驗(yàn)。整體將本實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目升級(jí)為綜合性實(shí)驗(yàn)。

3.2項(xiàng)目創(chuàng)新點(diǎn)

（1）教學(xué)內(nèi)容和課程體系的創(chuàng)新

通過資源整合，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的相關(guān)性，將原有的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目從驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)升級(jí)為綜合性實(shí)驗(yàn)，以此來(lái)提高學(xué)生的綜合能力，豐富知識(shí)體系。為日后學(xué)習(xí)工藝學(xué)、設(shè)備課程打好堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

（2）教學(xué)方法和手段研究的創(chuàng)新

隨著OBE教學(xué)理念的引入，注重改變主講教師的思維方式，提高業(yè)務(wù)水平，注重“以學(xué)生為中心，產(chǎn)出為導(dǎo)向，持續(xù)改進(jìn)”的現(xiàn)代教學(xué)理念的運(yùn)用和研究。將分散的知識(shí)點(diǎn)，較為集中系統(tǒng)地進(jìn)行教學(xué)，首先需要指導(dǎo)教師系統(tǒng)講解知識(shí)點(diǎn)之間的相關(guān)性。其次三位主講教師注意掌握教學(xué)節(jié)奏，不同組別之間有效銜接。學(xué)生們作好預(yù)習(xí)工作，在教學(xué)過程中，應(yīng)該會(huì)覺得學(xué)習(xí)思路更加清晰，系統(tǒng)。

（3）考核方式的創(chuàng)新

教師減少學(xué)生部分書寫工作量，反過來(lái)，要求學(xué)生提高報(bào)告質(zhì)量，強(qiáng)調(diào)過程管理，極大提高學(xué)生積極參與實(shí)驗(yàn)的興致，勤于動(dòng)手實(shí)驗(yàn)方能取得較好的成績(jī)。學(xué)生實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)多樣化、精準(zhǔn)性、合理性，主講教師綜合評(píng)定實(shí)驗(yàn)成績(jī)，更加公平、合理。

（4）學(xué)生能力的培養(yǎng)

學(xué)生能夠發(fā)揮主觀能動(dòng)性，自主進(jìn)行綜合實(shí)驗(yàn)，學(xué)生實(shí)驗(yàn)前需進(jìn)行一定的準(zhǔn)備工作，實(shí)驗(yàn)過程更加靈活多樣，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ瑒?dòng)手動(dòng)腦、勤于思考、團(tuán)結(jié)合作、綜合分析、解決問題、工程實(shí)踐等的綜合實(shí)踐能力。學(xué)生提高了對(duì)無(wú)機(jī)非金屬材料熱工基礎(chǔ)知識(shí)的理解與掌握，增加了對(duì)專業(yè)的興趣，學(xué)生提高了對(duì)人生規(guī)劃的準(zhǔn)確度和自信心。

3.3項(xiàng)目實(shí)施和報(bào)告

收集、整理相關(guān)文獻(xiàn)材料，豐富完善實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，合理分組，進(jìn)行多種組合方案的實(shí)驗(yàn)實(shí)施。

學(xué)生先認(rèn)真預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)，有不明確的地方可以與指導(dǎo)教師進(jìn)行溝通、研討。要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)的全過程中思路清晰，動(dòng)手動(dòng)腦能力強(qiáng)，對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和現(xiàn)象能夠進(jìn)行合理分析。

以李志輝編著的《無(wú)機(jī)非金屬材料工程專業(yè)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)》的第二章內(nèi)容為本項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)教材，項(xiàng)目組在實(shí)踐教學(xué)過程中，進(jìn)行完善、修訂。

對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目成績(jī)進(jìn)行改革，《實(shí)驗(yàn)報(bào)告》成績(jī)占50%，實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備、過程、數(shù)據(jù)、結(jié)果分析等綜合環(huán)節(jié)占50%。

《實(shí)驗(yàn)報(bào)告》中，需要完成的思考題：

（1）伯努利方程的應(yīng)用條件和原理是什么？

（2）在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)過程中需要注意哪些問題？

（3）測(cè)量燃料的閃火點(diǎn)和燃燒點(diǎn)有何意義？

（4）描述測(cè)量燃料閃火點(diǎn)和燃燒點(diǎn)的現(xiàn)象。

（5）怎樣保證空氣自然對(duì)流過渡流的狀態(tài)？

（6）層流或湍流狀態(tài)其準(zhǔn)則方程式如何改？

4結(jié)論

在實(shí)施過程中，注重“以學(xué)生為中心，產(chǎn)出為導(dǎo)向，持續(xù)改進(jìn)”的現(xiàn)代教學(xué)OBE理念的運(yùn)用和研究，期望對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)、就業(yè)、成才和能力提升有幫助。學(xué)生通過實(shí)施實(shí)驗(yàn)，正確理解課堂上學(xué)習(xí)的理論知識(shí)，建立抽象的立體思維能力，并培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手動(dòng)腦能力，對(duì)學(xué)生消化對(duì)應(yīng)的理論課上學(xué)到的抽象理論，提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力均有極大的幫助。

參考文獻(xiàn)

[1]李志輝.優(yōu)勢(shì)特色專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的研究與實(shí)踐，山海經(jīng)-教育前沿，2020，40（17）：163.

[2]李志輝.緊缺人才培養(yǎng)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系構(gòu)建，世界家苑，2020，21（9）：146.

[3]李志輝，張國(guó)棟，李婷，等.卓越工程師培養(yǎng)與實(shí)習(xí)基地建設(shè)的研究.實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2013，30（3）：169-170，179.

資助：遼寧科技大學(xué)2021年實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革項(xiàng)目（SYJG202122）。

作者簡(jiǎn)介：李志輝（1974-），男，黑龍江富裕人，碩士，副教授，從事無(wú)機(jī)非金屬材料工程專業(yè)的教學(xué)與科研工作。