應用型轉型背景下的能動類專業實驗教學改革與實踐

賀業光　李延吉　王偉云　邢萬麗　謝俊　楊天華

摘 要 實驗教學是提高學生實踐能力，培養學生科學思維和創新意識的重要手段。根據能動類綜合實驗教學的特點及存在的問題，結合應用型轉型專業的具體要求，從漸進式實驗項目的設置、結合工程問題的實驗預習和過程化考評方面進行了綜合實驗教學的改革和實踐，取得了良好的教學效果。

關鍵詞 應用型專業 能動類 綜合實驗 考核方法

中圖分類號：G642文獻標識碼：A

0引言

綜合實驗訓練是能動類專業學生必修的一門基礎課程，它在培養學生的實驗操作能力、科學實驗方法以及科學創新意識方面起著重要的作用。

1能動類專業實驗教學特點和現狀

能動類專業實驗以工程熱力學、傳熱學、工程流體力學課程為理論基礎，目的是幫助學生奠定工程應用中的理論知識基礎，加強學生對熱工設備和裝置的直觀認識，培養學生的實驗動手能力、科學實驗方法、解決工程實際問題的能力。

為順應地方本科院校應用轉型的要求，以我校能源與環境系統工程專業為例。綜合實驗周約占學生實踐培養總學時的23%。該環節的設置與實施對學生專業綜合能力的培養起到了積極作用。

2綜合實驗課程教學目前存在的問題

目前地方高校能動類專業的實驗課程教學普遍存在與應用轉型要求不符的情況：（1）教學方法單一。目前能動類實驗大多進行灌輸式教學，學生按部就班的開展實驗，不會主動的探究實驗過程與工程問題之間的聯系。（2）實驗內容缺乏，與工程實際結合的設計性實驗不夠。能動類專業熱工基礎實驗內容基本固定，多為導熱系數測定、皮托管測速實驗、噴管綜合性能測定等。大多數實驗為演示或驗證實驗，這不利于培養學生的創新思維。（3）實驗教學缺乏有效考核機制。目前實驗教學考核機制單一，僅以平時成績與實驗報告的加權成績做為最終成績，且實驗報告成績占絕大部分，導致學生交上來的報告抄襲顯現嚴重，這種重結果、忽略過程評價的考評機制很難準確衡量學生實驗操作和創新思維水平的高低。

3能動專業實踐教學“應用轉型”綜合改革舉措及效果

3.1分階段分層次設置實驗項目

根據轉型專業培養方案及專業理論課程的知識背景，強調漸進培養的分階段、分層次實驗教學環節，在第五學期主要開設經典驗證性實驗和演示性實驗。

在第六學期，學生通過專業課的學習和前期綜合實驗訓練，具備了一定的專業知識儲備和實驗操作技能，這一階段主要開設面向生產實際的綜合性實驗和本專業領域的拓展性實驗。如鍋爐適用煤種選擇的熱重分析實驗需要采用熱天平分析判斷燃料的燃盡特定，以此判斷候選煤種是否適合，學生可以根據實驗目的設計燃料配比，爐膛條件進行綜合實驗，從而能夠針對具體的問題設計改進實驗研究方案。

通過以上兩個階段實驗的實施，建立實驗課程之間的系統聯系，將基礎性的實驗和應用拓展性的實驗分階段進行，在兩個綜合實驗周安排更為豐富的專業實驗和實訓內容。

3.2結合工程實際問題開展實驗預習

學生在開展驗證性和演示性實驗之前充分預習實驗的基本內容，了解實驗的主體和目的。例如在噴管流動特性實驗中，學生必須首先掌握當地聲速、馬赫數、臨界參數和臨界壓比的概念;實驗前如何選定實驗條件才能觀察到膨脹不足、膨脹過度等流動現象;預先根據實驗設備的具體條件、實驗目的，列出計劃測定的各種工況;了解儀器設備的性能、可靠性、數據誤差的可能來源;對實驗預期進行前期論證，比如不同噴管的出口截面壓力和背壓之間有何關系。在此基礎上鼓勵學生大膽猜想，小心求證，寫出預習報告。

對于綜合實驗和拓展性實驗，不僅要求學生提前了解實驗目的、基本原理和操作過程、安全事項，還要求學生在理解實驗原理的基礎上結合工程實際，分析該實驗項目解決了哪些實際問題。例如，旋風除塵器性能實驗要求學生預習旋風除塵器性能測定的基本方法，了解運行工況對除塵器效率和阻力的影響;通過查閱相關文獻探究旋風除塵器全效率和阻力隨入口氣流速度的變化規律，其對除塵器的選擇和運行使用有什么現實意義。

3.3改革實驗考評方法

實驗成績考評分解為七個主要內容：實驗預習報告、出勤、課堂表現、實驗操作、數據記錄、數據分析與處理、工程實際問題論述。學生自主選擇實驗項目后，在實驗進行過程中，教師考評細則逐一對單次實驗全過程考核，并記錄實驗效果，總分100分。期末將學生所有實驗成績平均后，得出最終成績，采用百分制或五級制進行成績錄入。對有創新意識和積極主動的學生適當加分，對遲到和不遵守課堂紀律的學生扣分。綜合考評中要有一定比例的不及格率，沒有激勵與懲罰會降低實驗效果。

4結語

根據目前高校本科專業應用型轉型的發展形式和轉型專業試點的具體要求，能源與環境系統工程轉型專業綜合實驗教學通過理論與實踐相結合的教學模式，強化了應用型人才的培養，將原有單一、枯燥的基本實驗操作訓練與實際問題緊密聯系起來，有較強的針對性、應用性。

基金項目：2018年6月，沈陽航空航天大學：能源與環境系統工程專業綜合實驗周實踐教學改革初探及考核方式研究（JG2017015）。

作者簡介：賀業光（1983--），男，漢族，遼寧省丹東市人， 碩士，工程師，從事熱工實驗教學與研究。

參考文獻

[1] 陳翠，熊德琴.適應地方應用型人才培養目標的有機化學實驗改革探索[J].課程教育研究，2016（03）： 13.

[2] 顏愛斌，殷洪亮，張蕊.流體熱工基礎實驗教學綜合改革的探討[J].實驗室科學，2012（05）：39-41.