過程裝備與控制工程專業實驗教學的改革研究

【摘 要】近年來，隨著社會形勢的變化和教學的改革，工科專業實驗教學環節整體削弱。本文針對延安大學過程裝備與控制工程專業實驗教學現狀，著重對實驗教學存在的問題進行分析，提出了實驗教學改革的措施，完善實驗室管理制度，增強延安大學“過控”專業的實驗教學能力，提高實驗教學質量。

【關鍵詞】實驗教學 問題 改革 措施 研究

【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810（2014）32-0016-02

實驗教學是過程裝備與控制工程專業（以下簡稱“過控”專業）本科教育的重要組成部分，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的地位和作用。總結實驗教學的歷史經驗發現，目前中國實驗教學的成功之處是學生理論知識的鞏固與應用，不足之處是學生缺乏自主創新的能力，缺乏主動思考、積極解決問題的能力。如何鞏固基礎實驗的完成，進一步強化綜合素質和創新能力的培養，有效提高學生實踐動手能力和培養積極的創新思維是實驗教學改革的重點和目標。

一 “過控”專業實驗教學概述

延安大學“過控”專業于2007年成立，相繼建立了材料力學實驗室、過程控制實驗室、過程流體機械實驗室、機械設計實驗室等，購買了PLC編程、控制、力學性能測試實驗設備等實驗儀器，在實驗室建設方面取得了一定的成績。但由于專業起步較晚，與其他工科院校相比，我們在實驗室建設、實驗教學經驗等方面還存在一定差距。為使“過控”專業更好地發展，能夠培養出滿足社會發展需要的合格大學生，我們必須認識現狀，加強實驗教學改革，進一步完善實驗室建設，提高實驗教學和管理水平。

二 實驗教學中存在的問題

1.實驗教學體制過于傳統，驗證型實驗過多

傳統實驗教學模式過于死板，一定程度上限制了學生的積極性和創造性。而且大多數是驗證型實驗（如：化工原理實驗、PLC編程原理實驗等），都配有相應的實驗指導書，學生只要按照實驗步驟一步步操作就能完成實驗任務。這種毫無探究性的實驗只能訓練學生的基本動手能力，而其思維和解決問題的能力得不到具體的應用，更不能培養學生的實踐應用和創新能力。調查中還發現，課表安排的個別實驗沒能落實。如化工容器設計實驗，由于是在高壓下進行的，實驗室空間有限，存在安全隱患，故沒能按計劃開設，一定程度上造成了教學資源的浪費。

2.實驗成績評估體系缺乏激勵性

目前的實驗成績評定基本上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，而忽視了實驗的操作情況，不能促使學生在操作過程中積極思考。在完成實驗報告時，只要參考實驗講義或者其他同學的實驗報告即可，從而造成抄襲現象嚴重，實驗效果下降。

三 實驗教學改革的措施

目前，高等教育改革正在全方位深入進行。其中，實驗教學改革是重要的組成部分，實驗室則是培養學生理論聯系實際、建立創新意識、提高工程實驗能力的重要實踐基地。同時實驗教學還可以培養學生科學求實的精神、嚴謹周密的工作作風和團結協作的精神。

在提高實驗教學地位的同時，要以學生為中心，構建學習知識、應用知識和創造新知識三個層次訓練體系。還要對現行實驗教學進行改革，豐富實驗內容，改變實驗教學方式，提升實驗教師素質，在實驗老師的指引下，讓學生去積極思考、探索并動手完成實驗，以達到培養學生的動手能力和創新能力的目的。具體改革措施如下：

1.完善傳統的化工容器設計實驗和無損檢測實驗

化工容器設計實驗包括內壓容器薄膜應力測定實驗、外壓容器失穩實驗、內壓厚壁容器爆破實驗在內的三個經典實驗。為能更好地配合此實驗的進行，在實驗室建設過程中，已經配備對應的實驗設備，只要做出具體的實驗安全防范措施，嚴格遵守操作規范，即可進行實驗。

無損檢測實驗形成了八個經典實驗，即超聲波測標準試塊的厚度、超聲波探測試件內的缺陷、超聲波探傷儀探頭的標定、渦流法測金屬裂紋、渦流法測金屬電導率、超聲波與渦流法探測實驗比較、滲透探傷和磁粉法對焊縫探傷。在建立無損檢測實驗室時按照實驗項目配備相應的實驗設備，即可開設此實驗。

2.建立計算機仿真實驗室

計算機仿真實驗是通過軟件對物理設備及實驗過程的虛擬仿真，利用計算機及相應的模擬程序，通過人機對話界面和動畫仿真操作來完成實驗過程。計算機仿真實驗能夠完成電工電路電子技術、自動控制原理、過程控制與DCS、過程裝備傳動控制等專業實驗，彌補我們實驗教學資源的短缺，實現教學資源的優化。

3.增加綜合設計性實驗數量

綜合性實驗是運用已開設課程內容綜合分析某一問題或現象的實驗。學生需要運用所學知識經過一定的分析思考和綜合運用不同課程知識才能完成相關實驗。通過實驗，能夠掌握不同設備的聯合使用與操作，能培養學生的綜合能力和知識應用與滲透能力。

設計性實驗是在學生明確實驗目標的基礎上，只為學生提供必需的儀器、材料，要求學生獨立設計實驗方案，親自動手組裝、操作儀器并完成實驗報告的實驗方法。在實驗中學生可以根據自己的興趣和知識的掌握程度進行方案設計、流程組裝及測試分析，從而提高學生的興趣，激發了他們上實驗課的積極性和創造性，培養其綜合實驗能力。

壓縮驗證性實驗，增加綜合設計性實驗的個數，培養學生的創新思維和綜合實踐能力，這是我們實驗教學改革的趨勢。

4.開設選修實驗課程，實驗室面向學生開放

開設選修實驗課程，實驗室面向學生開放具有以下三個方面的意義：（1）將學生分散在不同的實驗室，便于管理，實驗效果也會相應提升。（2）學生根據自己的興趣愛好，選修一到兩門研究性實驗認真去完成。實驗前通過設計實驗方案，很大程度上提高了實驗的效率，培養其綜合應用基礎知識、專業知識分析問題、解決問題的能力，更有利于培養學生的創新能力。（3）充分利用實驗室設備資源。如實驗室擁有的THSA-1型過控綜合自動化控制系統實驗平臺，一共可以做26個實驗，但由于實驗課時有限，平時只開設6個實驗，這就造成實驗資源的嚴重浪費。

四 結束語

提高實驗教學的能力培養目標與實驗教學時間及實驗室的投資成本有限，是長期存在于實驗教學中的主要矛盾。提高學生工程實踐能力是工科學校面臨的共同問題，“過控”專業作為延安大學創辦的新專業，經過對實驗室的不斷建設與完善，基本做到了理論與實驗相結合的目的，但也存在一定的問題，相信經過認識—改革—健全的過程，延安大學“過控”專業的實驗教學會達到更高的水平。

參考文獻

[1]周建來、姚傳偉、朱健忠.工科專科學校實驗教學改革的思考[J].廣西高教研究，2001（6）：74

[2]鄧洪達、趙美玉.工科本科畢業論文實踐環節存在的問題與實驗教學改革[J].重慶科技學院學報（社會科學版），2011（6）：177

[3]單希林、李衛清、張帆.構建實踐教育創新體系 培養高素質創新人才[J].化工高等教育，2005（3）

[4]孫敏、杜冰、鄭曉英.論工科專業課實驗教學模式[J].實驗室科學，2008（1）：26～27

[5]陳寧寧.高校工科實驗室的開放與實驗教學模式的改革[J].實驗技術與管理，2006（4）：100

〔責任編輯：林勁〕