“一流課程”建設背景下過程裝備與控制工程專業實驗教學探討

徐丹

摘要：本文基于貴州省本科高校一流教學水平提升工程項目建設工作，以一流課程建設為背景。針對過程裝備與控制工程專業實驗教學的現狀，從專業實驗集中設課、專業實驗與實訓相結合、增加特色綜合實驗及創新拓展實驗、實驗教學方式改革以及實驗教材建設等五個方面對本專業實驗教學過程進行了探討，以提高實驗在培養體系中的重要作用，適應新時代新時期對學生實踐能力培養的要求。

關鍵詞：一流課程；專業實驗；探討

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）33-0269-02

一、引言

“雙一流”，即世界一流大學和一流學科建設，是國家做出的重大戰略決策，亦是我國高等教育領域繼“211”工程“985”工程之后的又一國家戰略。有利于提升中國高等教育綜合實力和國際競爭力，為實現“兩個一百年”奮斗目標和中華民族偉大復興的中國夢提供有力支撐。

2016年，貴州省教育廳在全省本科高校開展一流教學水平提升工程項目建設工作，項目建設內容為“一流專業、一流課程、一流師資、一流平臺”四個方面。我?！斑^程裝備與控制工程核心課程群”項目獲批貴州省本科高校一流課程建設。

過程裝備與控制工程專業的前身是化工設備與機械專業，創設于20世紀50年代，1998年調整更名為過程裝備與控制工程。當前形勢下，傳統實驗模式、內容設置、教學方法等方面已不能滿足“雙一流”建設要求。為此，本文對專業實驗教學進行改革探討并提出了一些路徑，為培養學生的自主創新、獨立設計及解決復雜工程等能力奠定基礎。

二、專業實驗教學現狀

目前，在人才培養方案中，專業實驗教學主要為課帶實驗。其中四門主干課程《過程裝備控制技術及應用》實驗8學時、《過程流體機械》實驗8學時、《過程設備設計》實驗8學時、《過程設備制造》實驗8學時。實驗內容由于受實驗室條件和實驗設備的限制，主要是一些基本的驗證性和演示性實驗。教學方式以傳統的實驗模式為主，教師結合實驗設備講解實驗內容、原理、步驟、數據處理方法等，學生按照指導書的步驟完成實驗，并處理實驗結果，撰寫實驗報告。作為學生，只是被動地接受教學，而不能主動思考。其結果不僅使學生所學的理論知識不能轉化為相應的能力，還使學生缺少了自主實踐意識，不利于學生創新意識的提高、工程意識的建立。這種教學模式已經不能滿足“雙一流”背景下“一流課程”建設的需求。因此，對現有的專業實驗教學模式進行改革，是提高專業實驗教學水平的必然選擇。

三、專業實驗教學建設

（一）專業實驗集中設課

將分散實驗集中于一門課程開設。目前本專業實驗主要分散在各門課程中隨課開設。隨著本科教學的不斷深入進行，分散教學模式已逐漸顯示出弊端。比如：未開設專業綜合性和創新性實驗，課程與課程之間關聯性脫節，內容或形式上依附于理論教學，實驗的安排隨意性、伸縮性大，不能體現實驗教學本身的連貫性與系統性。將專業實驗集中于一門課程開設，有利于實驗設備的合理利用，有利于學生對專業整體認識的提高，有利于學生自我設計、自我動手、提高自主實踐能力。另外可以開放實驗室，學生可利用自己的時間，在教師的指導下在實驗室進行思考與操作。對實驗教學質量的提高創造了良好的條件。

目前本專業開設實驗的課程——《過程裝備控制技術及應用》內容涵蓋單容水箱特性的測試、雙容水箱特性的測試、液位定值控制系統、溫度定值控制系統等；《過程流體機械》內容涵蓋柔性轉子臨界轉速測試實驗、離心泵并串聯實驗；《過程設備設計》內容涵蓋內壓薄壁容器應力測試、外壓容器失穩、容器爆破等；《過程設備制造》內容涵蓋超聲波探傷實驗、熒光探傷實驗、著色探傷實驗等。實驗課程通過整合后，能保持原有實驗不變，增加綜合性、設計性、創新性實驗。

（二）專業實驗與實訓相結合

在硬件條件允許的情況下，充分利用原有實驗設施的基礎上，配備一定的實訓設備（比如換熱器管路及塔設備等化機實訓裝置）、過程設備模型及管道、傳感器和檢測裝置等。學生可對裝置進行拆裝，了解工作原理及設備內部結構，了解各部件的主要功能。通過裝置對實驗項目的來源進行感官的認識，能夠更好地理解實驗參數，加強學生工程意識的培養，提升學生工程實踐能力，建立較為完備的特色突出的實驗與實訓相結合的教學平臺。

（三）增加特色綜合實驗及創新拓展實驗

將專業實驗課程設置在大學四年級上學期開設。此前，學生已完成主要專業基礎課程的理論學習，已完成認識實習、生產實習等實踐類課程的教學安排，對專業理論和培養體系已有一定的認識，已積累了學科基礎、專業基礎以及一定的專業知識。專業實驗安排在第七學期集中進行，可增加一些特色綜合實驗及創新拓展實驗，比如：有限元分析設計。傳統的手工設計計算設計出來的壓力容器性能參數不好，可在專業實驗中增設軟件仿真實踐教學，應用ANSYS有限元分析軟件嘗試設計壓力容器，培養學生獨立設計的能力；增設活塞壓縮機性能綜合實驗（活塞式空壓機排氣量測定、活塞式空壓機示功圖繪制）等。

（四）實驗教學方式改革

由于實驗室條件及實驗設備的原因，傳統實驗教學方式存在學生走過場、散漫的現象，只有極少學生能真正進行實驗操作，掌握實驗原理及操作過程。專業實驗集中開課后，實驗集中在一定時間段進行，可將學生分組細化，每組3—5人，按不同課程不同實驗，學生按組同時輪流使用，這樣避免了分散實驗時學生扎堆在某一設備處的現象，不同設備同時得到充分利用，學生也可對實驗裝備進行詳細的操作。一些設計性實驗（如有限元分析實驗），可以做到學生一人一組，學生可以利用課余時間自主完成。這樣不僅充分利用了實驗室有限的實驗設備，也使學生的實驗積極性大大提高，同時也避免了部分學生偷懶的現象。

（五） 實驗教材建設

隨著“一流課程”建設的推進，傳統的實驗教材已不能滿足當前的要求。因此，需要根據目前的實驗要求、實驗條件以及新形勢下實驗項目的開展、實驗教學方式、實驗考核方式等對實驗教材進行重新編寫。一本好的實驗教材，也是保證實驗順利進行的基礎。

四、結論

專業實驗是專業理論課程的實踐表現形式，通過專業實驗加深學生對理論知識的充分理解和認識。因此，專業實驗的開設在整個培養體系中有著重要的作用，特別是對學生創新意識的培養、工程能力的提高、學習興趣的激發有著不可替代的作用，而專業實驗的開設需要適應新時期新時代對學生培養體系的要求。按照“雙一流”建設要求，“一流課程”建設就必須對專業實驗教學進行改革。

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