过程装备与控制工程专业实验教学改革探索

天津科技大学机械工程学院 王 娟



过程装备与控制工程专业实验教学改革探索

天津科技大学机械工程学院 王 娟

实验教学在学生实验技能形成、综合素质提高和创新能力培养过程中具有重要地位和作用。针对实验教学在高等学校教育中的重要性，本文对天津科技大学过程装备与控制工程专业实验教学体系建设模式、实验教学中存在的主要问题及改革措施进行探讨，提出在现有基础上将培养创新型和实践型人才的教学思路，融入实验教学中的开放式、创新式实验教学改革理念。

过程装备与控制工程 实验教学 改革与发展

高校承担着科技创新的重任，而科技创新必须抓好实验室建设和实验教学。实验教学是过程装备与控制工程专业（简称“过控”）本科教育的重要组成部分，承担促进理论知识向实践能力转化的功能，有利于学生实践动手能力和创新思维的培养，是本科教学的重要组成部分。为了满足二十一世纪人才培养需求，加强实验教学，不断深化实验教学改革，培养学生的创新意识、应变能力和实践动手能力逐渐成为实验教学改革重点。

“过控”专业是天津科技大学1958年建校就设立的专业之一，五十多年来为国家培养了一批化工机械专业技术人才。该专业是将化学工程、机械工程及控制工程三个方向紧密结合形成的多科型、交叉型学科，有助于学生掌握广阔的知识面。天津科技大学该专业在干燥、蒸发、制冷、流体机械等方面具有鲜明特色，2010年成为天津市品牌专业。

一、专业实验教学体系建设现状

1.建设模式及人才培养目标

天津科技大学过程装备与控制工程专业隶属于机械工程学院，该专业在建设过程中有机结合“过程工程”“机械工程”与“控制工程”三个相关学科，形成以机械为主，工艺与控制为辅的“一机两翼”型交叉专业。培养具有理论研究、工程设计、技术开发及生产管理能力的高级工程技术人才。由于该专业涉及大量机械化工设备及过程单元操作控制的内容，课程实践性较强，加强实验教学变得尤为重要。

2.师资队伍建设

建立一支高素质、高技能、知识结构合理的师资队伍是专业发展的关键。目前，我校“过控”专业共有教师15名（博士学位占73%，硕士学位占27%。），其中教授5名（3名有海外学习经历），副教授7名，讲师2名，实验员1名。各理论课教师全面参与实验教学工作，亲自讲授实验课程。各级教师分工明确，协调合作，形成一支知识结构合理，专业技能较强，年龄结构和职称结构比较合理的实验教师队伍。几名教授分别是干燥、蒸发、制冷、流体机械等领域的学科带头人，为我校特色专业建设奠定了结实的师资基础，同时也为专业发展开辟了更广阔的道路。

3.专业实验课程设置和设备资源配置

本科生教学计划内的实验教学课程涉及开放、半开放和创新型实验等内容。“过控”专业教学实验主要承担压力容器设计、过程设备设计、过程流体机械、蒸发技术和粉体技术等专业课的实验内容。经过五十多年的发展，专业教学实验在技术和设备上都有了坚实基础，为满足创新型和实践型人才培养的目的，近五年来先后投入600多万用于实验设备资源配置，除了购置基本设备外，还添置一大批档次较高的贵重、精密大型仪器设备，如集成膜分离综合实验装置、激光粒度分析仪、比表面积·孔结构分析仪、热重分析仪、两维粒子成像测速仪（PIV）等，将计算机模拟仿真技术引入实验教学，建立模拟仿真实验室。

近年来，我校通过不断完善实验教学改革，专业实验教学水平取得很大提高。然而，随着时代发展和对人才培养需求的改变，实验教学中存在的问题不断凸显。

二、专业实验教学中存在的问题

1.实验教学体制过于传统，不利于学生创新实践能力的培养

受“重理论、轻实践”传统教学理念的影响，实验教学一直处于理论教学的从属地位，得不到足够重视。实验课程设置过于死板，大多数专业课实验均为验证性实验，学生只需按照实验指导书上的实验步骤一步一步操作即可，部分实验指导书多年没有更新，方法和技术都比较陈旧，不利于学生创新思维和解决问题能力的提高，更不能培养学生的实践应用和创新能力。部分大型精密仪器，如集成膜分离综合实验装置、激光粒度分析仪等只在一年两三次的实验过程中用到，使用率不高，造成资源浪费。

2.实验成绩评估体系不完善

目前的实验成绩评定基本都是根据实验报告质量的优劣或者实验结果正确与否来决定，忽略实验操作过程，甚至在许多课程的成绩考核中实验成绩仅作为理论考试成绩的参考，居于“可有可无”的地位，致使实验课程学习得不到重视。由于缺乏完善的成绩考核体系，学生参与实验课的积极性不高，只有少数学生认真完成实验内容，处理实验数据，实验报告抄袭现象严重，实验效果整体不佳。

三、专业实验教学改革措施

1.突破传统实验教学方式

首先，学校应改变以往验证性实验、演示型实验为主的状况，增加综合性、设计性、创新性实验项目，提高学生的实验参与度，使学生可以根据自己设计的实验方案自主调试、安装设备，加深对设备主体和单元操作控制的认识；完善实验指导书，摆脱传统实验指导书按步的束缚，充分发挥学生的自学能力；充分发挥学生的主观能动性，更新实验课程的授课方式，由传统讲授式、注入式的方式转变为启发式、创新式的教学方式。

2.更新优化设备资源配置。学校应整合设备资源，建立探索性、综合性的多学科交叉实验操作平台。例如，建立多功能实验台，将多种操作过程，多个操作参数、控制变量集中在一个实验平台，学生可以在单个实验平台上进行多项实验。随着技术发展和课程内容变革，学校不断更新实验教学仪器、设备，提高仪器设备的现代化技术含量；加大实验室开放力度，鼓励学生课余时间进入实验室进行实验操作。部分大型贵重、精密仪器可以对本科生定时开放，由研究生指导本科生进行实验仪器操作，讲解设备功能、使用步骤及注意事项，保证合理使用、正确操作的前提下提高大型贵重设备使用率。

3.提供更多的实践学习机会

增加学生进入企业学习的机会。学校要为学生提供更多的认识实习、生产实习和毕业实习的机会，加强学生对过程装备的感官认识，培养学生的动手能力和工程意识，为高级工程技术人才培养提供良好的实践平台；鼓励本科生进入相关专业实验室学习。以毕业设计和课程设计为依托，鼓励本科生进入研究生实验室完成课程设计和毕业设计的实验内容，培养本科生的科研能力。一方面，本科生可以熟悉、了解研究生生活，把握本专业的科研动态，学习如何检索、阅读文献，如何整理研究思路、搭建试验台、完成设计课题。另一方面，本科生可以充分利用研究生实验室内的图书和设备资源，在学长、学姐的指导下拓宽研究思路，加深对研究课题的认识程度，锻炼自己思考、动手和创新能力，为日后的研究生生活及工作中打下良好基础。

4.建立完善的实验成绩考核体系

首先，学校要加大实验成绩在总成绩中所占的比重，提高学生对实验课的重视度。其次，实验成绩应进行全方位的综合考虑，将实验出勤率、实验理论、实验操作、实验报告和实验操作考试记入实验成绩考核范畴，根据综合成绩给出相应的分数。对于综合性和设计性实验，将实验的可行性、创新性、经济性等作为考核因素。

四、结束语

实验教学在学生实验技能形成、综合素质提高和创新能力培养过程中具有重要地位和作用。目前，天津科技大学过程装备与控制专业在实验建设体系上比较完善，具有明确的专业培养目标，优秀的师资团队和丰富的资源配套实施，虽然实验教学仍然存在问题，但经过不断探索、改革、创新、健全，天津科技大学“过控”专业的实验教学将会达到更高水平。

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王娟（1989—），女，助理实验师，硕士，研究方向：实验室管理及计算流体力学

ISSN2095-6711/Z01-2016-07-0167