过程装备与控制工程专业装备类核心课程群教学改革与实践
2011-08-15宋春芳崔政伟
宋春芳,崔政伟
(江南大学机械工程学院,江苏无锡214122)
过程装备与控制工程专业装备类核心课程群教学改革与实践
宋春芳,崔政伟
(江南大学机械工程学院,江苏无锡214122)
装备类核心课程群是过程装备与工程专业重要的学科基础课程,区别于其他传统化工设备与机械,建设有轻工特色的装备类核心课程群,需要通过优化课程群体系内部教学内容,改革教学方法和教学手段,建设教材体系,改革实践教学等措施才能达到提高人才培养质量的目的。
核心课程群;课程体系;教学内容;教学改革
学科交叉、融合和用信息化改造传统的“化工设备与机械”学科产生了过程装备与控制工程学科。化工设备与机械专业是在建国初期向苏联学习,在我国几所高校首先设立后发展起来的,半个世纪以来,毕业生几乎供不应求,为我国社会主义建设输送了大批优秀工程科技人才。1998年3月,教育部正式批准建立“过程装备与控制工程”(过控)专业,这一专业在欧美国家本科和研究生专业目录上是没有的,在我国已有浙江大学、北京化工大学、华东理工大学、大连理工大学和华南理工大学等近百所高校开设这一专业,是适合我国国情,具有中国特色的一门新兴交叉学科。
江南大学的过控专业大约是2000年开设的,起步较晚,而且我校的过控专业是在“食品机械”的基础上发展而来的,这与国内其他大部分高校的过控专业在“化工设备与机械”的基础上发展而来是有区别的。我校的过控专业偏重于食品、农产品加工及轻化工过程装备,应该说是我校的特色专业,所以不能完全照搬其他高校过控专业过程装备类课程体系与模式,因此通过本项目实施,构建有轻工过程装备特色的课程体系、教材体系以及人才培养的模式,对我校过控专业的发展以及提高我校过控专业学生的社会竞争力具有重要的作用。
目前我校过控专业过程装备类课程体系与教学内容、教学方法与教学手段以及实验教学尚存在着一些问题,如课程之间衔接不好,有些内容课程之间有重复,有些内容没有融入课程之中,课程的实践环节都没有很好地体现。另外,过程装备类课程有些内容难度较大,比较抽象,如过程设备设计课程中的板壳有力矩理论、分析设计法,学生在课堂上难以理解和消化。因此,优化过程装备类课程结构、加强现代化教学手段的研究也是过控专业过程装备类核心教学改革的重要内容。
一、课程群体系内部教学内容的整合与优化
设置过程装备类核心课程群的目的是传授学生设计和应用过程装备和过程系统的理论与方法。过程装备类课程门数多,目前存在学时多、相互之间内容部分重复交叉、实践教学薄弱等问题,必须加以改革[1]。具体而言:
(1)重新修订教学计划和教学大纲时,对目前的过程装备类课程进行整合与优化,注重课程间授课内容和先后顺序的协调发展。如“过程机械设计”和“食品加工装备原理与设计”的内容有部分重复,“食品工程设计概论”、“食品加工装备原理与设计”、“食品工业成套装备应用技术”的内容也有部分重复。应根据整个知识体系,安排内容和授课顺序。
(2)打破传统的学科课程间的壁垒,优化整合课程,使各类课程融会贯通、紧密联系、宏观调控和微观整合,以提高学生的综合知识水平和专业素质。每门课程设主讲和副讲,每个章节让精通该内容的老师主讲,打破一门课由一人讲到底的传统做法,同时建立每门课的授课教师梯队。
(3)专业课程的交叉、交融和综合。我系学生前两年主要学习机械专业基础课,如工程力学、机械设计基础等课程,后两年学习专业基础和专业课程。并加大实验课的改革,将流体力学、传热学等专业基础课程的实验集中在一起,改为独立的实验课程“过程单元操作实验”,使学生的知识得到交融和综合,并得到系统的实验技能培训。压力容器设计和食品过程机械是本专业的特色专业课程,将“食品工程设计概论”、“食品加工装备原理与设计”和“食品工业成套装备应用技术”课程的教学内容进行组织与融合,并将实验内容进行修订和更新,强化综合性。
(4)积极探索课程群知识体系的板块建设,重点解决分流(根据培养目标和社会需求,在高年级设置不同的专业方向分流培养)问题、贯通(本科与研究生教育贯通培养)问题。切实强化基础,增强适应性;强调分方向办学,突出专门性特点。
二、教学方法和教学手段的改革
(1)多媒体课件的开发。过程装备类课程群涉及到大量的通用和专用设备和机器,特点是图多、公式多,知识面广。多媒体课件用于课堂教学不仅为教师节省了大量的作图和系统分析时间,还能形象直观地展示设备及讲解问题。结合实际教学情况对过程装备系的课程开发多媒体课件,用于课堂辅助教学。通过本次课程群的建设,已有的多媒体课件要不断完善,其他课程也将开发出多媒体课件。
(2)试题库的建立。建立试题库不仅为课堂教学特别是例题讲解和习题课带来方便,而且可以实现教考分离。目前在各科专业中,主要是一些公共基础课有试题库,但在专业基础课和专业课中试题库并不多见。我们在收集了大量习题、试题以及多年的教学积累基础上,组织开发过程装备类课程的试题库,实现了手动和自动出试卷满足教学要求。
(3)教学网站的开发。积极研究网络化教学手段,建立和完善课程教学网站,充分利用网络和多媒体技术提高教学的先进性和趣味性,加强学生与老师的实时交流,使广大学生能够通过网络平台获得所需的教学资源,还可以方便学生在不同时间、不同地点根据自己的需要进行自主化、个性化学习。
课题组逐步将相关课程的各种资料上网,包括电子教案、教学大纲、实验大纲、授课计划、教学课件、部分习题等等,为学生和老师提供一个教学交流平台,真正实现师生互动,双向教学的目标。
三、教材体系建设
在学校教学研究项目基金的资助下,建立过控专业装备类核心课程群教材质量保障体系,对课程所用教材质量与适用性进行评估。同时着手对过程装备类课程编写适合本专业背景和领域的讲义和教材,在教材编写上力求能够提出改革思想,提出新观点,追踪前沿技术的发展,满足本专业师生的要求。
食品加工装备原理与设计课程所采用的教材是本专业老师自编的教材《食品加工技术装备》,该教材第一版于1999年12月由中国轻工业出版社出版。该教材于2002年获得江南大学“教学成果一等奖”,并于2002年被评为国家教育部“全国普通高等学校优秀教材”二等奖。经过七年的教学应用后,课程组积累了丰富的教学经验,重新修订了《食品加工技术装备》,于2007年4月出版了第二版,并被确立为江苏省重点建设立项教材项目。
目前,本专业教师正在编写教材《食品加工装备成套应用技术》,收集了国内外的一些先进生产线应用实例,通过加工工艺、单机设计与整条生产线的组合应用,注重培养学生综合运用知识的能力,并加强工程实践能力的学习与培养。
G642.0
A
1001-7836(2011)08-0077-02
10.3969/j.issn.1001 -7836.2011.08.032
2011-01-10
江南大学2008年质量工程建设项目
宋春芳(1974-),女,内蒙古巴盟人,副教授,博士,从事食品机械与工艺研究。
四、实践教学改革
改革已有的课程实验内容,增加综合性与设计性实验的比例,提高学生对过程装备设计的理解和实际运用能力。在实验教学运行模式上,承担过程装备类核心课程群的实验室逐步实现开放式管理,达到教学时间、教学内容和教学设备的开放。
(1)整合、新建综合专业实验室。在现有实验室布局和实验教学的基础上,整合综合实验室(创新实验室)。目前实验室已经有挤压膨化机、离心分离机、粒度测定仪、压力容器实验装置、冻干机、真空干燥设备、微波真空干燥设备、气流粉碎机和湿法粉碎等设备,固定资产近140万元。目前该实验室承担了“过程设备设计”、“过程机械设计”、“食品加工装备原理与设计”等课程的实验教学。
(2)创建大学生创新实验基地。结合新的人才培养方案,为培养学生的创新精神、综合素质和实践能力,初步建立大学生实践创新基地。创新实践基地主要是作为培养大学生实践创新能力和参加全国大学生比赛(挑战杯)等活动的场所[2]。此外,创新实践基地让优秀学生尽早加入到实验室建设、学术研究和科研工作中,争取发表学术论文和科研成果等。研究内容和方向主要有:1)湿法粉碎机理与设备;2)微波真空干燥技术和设备;3)天然产品低温提取技术和设备;4)挤压膨化技术和设备;5)气流粉碎技术和设备;6)压力阀在线检测系统等。
(3)开放专业实验室,积极开展第二课题教学。实验室开放、研究室开放、课外实验选修等形成制度,这些为学生提供了第二课堂,指派两位富有经验的教师担任第二课堂的辅导老师,努力培养学生的专业兴趣,参与教师科研,切实提高了学生学习的积极性和创新能力。学生可以利用课余时间下实验室进行开放选修实验等,参加“挑战杯”竞赛活动等,进一步锻炼了学生的创新精神、实践能力和创新能力,使优秀的人才脱颖而出,从而培养一批优秀人才。
(4)加强实验教学与实验室建设的管理。改进与编写适合我院实验教学与管理的各种规章制度。编写实验指导书、实验教材等教学资料(过程单元操作实验、过程设备设计、过程机械设计)。
过程装备与控制工程专业装备类核心课程群教学的改革与实践,打破了传统的学科课程间的壁垒,优化整合了课程内容,创建了学生过程装备创新的实践平台,彰显了轻工过程装备的特色,为培养学生更好地适应社会的发展和需求,提高学生的理论与实践能力,探索出一套行之有效的过控专业过程装备类核心课程群的教学内容和教学模式,在过程装备与控制工程专业及相关专业具有一定的推广价值。
[1]王瑾,张国海,宋春明,等.机械基础课程群教学改革研究与实践[J].安徽工业大学学报:社会科学版,2009(26)3:124-125.
[2]蔡启仲.以课程与实践教学环节群建设为基础加强实践教学环节管理的体系[J].改革实验室研究与探索,2005,(24):96 -98.