系统论视角下 “木材学”实验教学体系研究与实践

郭明辉，袁 媛

(东北林业大学生物质材料科学与技术教育部重点实验室，哈尔滨 150040)

为满足新世纪林业经济社会对高素质创新型人才的需求，要求高等学校通过教学改革来不断地完善教学培养体系建设，其中实验教学在培养高素质创新人才方面具有不可替代的作用。因此，构建科学合理、符合教学实际的实验教学体系是教学改革的首要任务。木材科学与工程是实践性很强的专业，其“木材学”作为该专业的一门重要的专业基础课程，木材学实验教学作为木材学课程教学体系的重要环节，将理论教学内容扩展与深化，对后续的专业实验教学具有承上启下的关键作用。近年来，针对木材学实验教学改革，林业教育工作者进行了积极探索和实践研究，并取得了许多可观的实践成果，包括树种识别系统、教学软件、多媒体网络平台等等［1－4］。

针对目前东北林业大学木材学实验教学中普遍存在的问题，如教学体系意识不强、教学模式单一、教学内容与学时不匹配、教学管理比较薄弱等问题，急需对木材学实验教学进行了改革和探索。系统论作为一种科学方法的理论，是将研究对象作为一个整体的系统，通过系统方法全面研究、分析和协调系统、要素和环境三者的相互关系和变化规律性，最终达到最优化的目的［5］。因而，在凝练、集成与固化已取得的实验教学改革成果和经验的基础上，依托学科建设和专业优势，运用系统科学理论和方法，以培养学生创新思维和实践能力为目标，提出了以主体系统、客体系统和教学条件系统、教学管理系统构成的“四系统”实验教学体系，以满足本专业人才培养规格要求，为培养创新型人才提供有力支撑和保障。

1 强化主体系统建设提升人文综合素质

主体系统［6］即师生主体系统，由指导教师(教师和实验人员)和学生构成。主体系统建设作为体系建设的基础，坚持“以人为本”的原则，主要从指导教师这一层面开展工作。

1.1 创新教学观念强化专业思想教育

在主体系统建设中，树立教学民主理念，在实验教学过程中，指导教师注重营造一种平等、宽松的教学氛围，尊重学生的主体地位，加强学生与教师的交流沟通;树立“教即导”的教学理念，坚持以“学生为主体，教师为主导”的教学原则，转变灌输式教学为启发式教学，鼓励学生独立思考，勇于发表意见，从而调动学生对实验的主动性、积极性和创造性，激发其创新思维和创新意识，全面提升创新和实践能力;树立教学反思理念，将实验教学反思分为“教前、教中、教后”三个阶段，教师能够及时有效对各阶段教学过程反馈的信息进行反思，提升自我监控能力。

同时，教师将思想教育融入实验教学当中，结合本专业实际和相关实验教学内容，对学生进行良好的教育引导，摆脱学生只是“被动受教育的容器”这一观念，增强学生自主学习意识，以获得良好的教学效果。

1.2 提高教师素质加强实验队伍建设

在实验室队伍建中，采取多种培训方式，如物理与虚拟互补的培训手段，如企业考察、远程教学、网络教学等［7］，提高了指导教师的自身素质;建立新进青年教师实验室锻炼机制，引进高水平人才到实验室指导工作，提高了实验队伍的整体层次;优化实验教学中人员配置结构，采用“1+2+N”的形式，针对木材宏微观构造特征复杂在实验过程中不易观察等问题，每次实验课中配备一名授课老师和两名实验指导教师辅导，选拔若干名优秀的研究生进行协助辅导，使学生在有限的课时内掌握更多的实验内容，提高了整体的实验课堂效率。

2 加强客体系统建设构建创新人才培养模式

客体系统由实验教学目标、实验教学任务和实验教学内容三部分构成［8］。实验教学目标是主体系统通过实验教学预期达到的效果。实验教学任务对实验教学各环节进行规范和量化，是将各相关章节的实验教学目标具体化。实验教学内容是在教学互动过程中服务于实验教学目标形成的动态素材和信息，一般包括课程标准、方案和教材等等。

2.1 明确实验教学目标

为满足社会对复合型人才的需求，木材学实验不应是单纯培养基础实验技能，而是应该以培养“厚基础、重能力、高素质、求创新”人才为目标，确定了“理实并重、一实两创”的人才培养模式，通过对学生实验能力、创新意识和创新思维的培养，强化学生严谨求实的科研意识，完成对后续专业课程基本技能的训练。

2.2 优化实验模式设计

增加木材学实验课学时比例，推行“基础实验为主，综合实验为辅”的实验教学模式，将单纯的演示型实验转变为演示型与设计型相结合。通过经典实验，如木材切片，培养学生基础操作技能，同时开设设计型的辅助实验，兴趣浓厚的学生还可以利用课余选择自己感兴趣的实验，如木材染色实验，学生可以通过自主配色，提高学生的综合操作技能。

2.3 完善实验教学内容

随着科学技术的不断发展，新技术新知识与日俱增，实验教学内容不应只停留在课本层面，应该与生产实际紧密结合，除实验课程要求学生掌握的一些常用树种的识别外，增加了当今流行的用于制造高档家具和地板的进口树种，其中包括红木家具的识别，增强了学生适应社会发展需求的能力。在实验教学内容中补充了的绝大部分名词的英文注释，结合木材实物演示，提高双语实验教学效果。

2.4 创新实验教学手段

将传统方法与现代教育理念相结合，指导教师充分利用虚拟、仿真现代化技术，通过自助拍摄和精心制作实验教学软件，达到音像俱佳的水平，配以图文并茂的实验讲义，进行辅助实验教学，有助于学生对木材构造的直观理解和掌握。

同时，每次实验课前，指导教师做到针对前一节实验进行总结，并对其实验报告中代表性错误进行总结讲解，将优秀的实验报告给同学们进行传阅，以形成良好的实验学习风气。

3 强化教学条件系统建设打造人才培养良好环境

教学条件系统主要包括实验设施、实验室环境和实验室运行经费等，是实验教学实施的条件保障。

3.1 完善实验教学平台

我院拥有优良木材学教学实验室条件，包括木材观察实验室、木材标本室、木材理化实验室。实验室依托于国家重点实验室，拥有先进的仪器和设备，确保每位学生占有的实验资源的最大化和自由化。其中，观察实验室为每个学生配备了一套木材宏观构造标本，以及从千余种木材切片中精选了一套木材构造特征明显的针阔叶树材显微构造切片，有助于学生从宏观—微观角度全面理解和掌握木材的构造特征。基于我国一流的木材标本室(共收藏国内外各类木材标本2 000余种，共2万余块)［9］建立了一套教学专用的国产材和进口材的木材标本系列。良好的实验经费保障系统，使实验教学过程中不断补充更新实验用标本和试件等实验材料，以满足实验教学基本要求，保证实验教学的顺利展开。

3.2 加强实验中心建设

组建了木材学实验中心，为教师与实验技术人员交流沟通提供平台;建立多媒体实验室中心，为学生提供预订实验、预习实验、复习实验及讨论实验的良好平台。同时，在实验网站开辟“答疑解惑”和讨论专区，实现实时网络化的答疑辅导［9－10］，以专业为单位，设置了实验群组和公共邮箱，实现教师与学生互动教学与讨论，提高实验教学效率。

4 加强教学管理系统建设提高实验教学综合质量

教学管理与评价系统由教学过程管理和教学质量评价两部分组成，是木材学实验教学质量保障的关键系统。

4.1 规范教学过程管理制度

参考基础课实验室评估实践所制定的实验教学管理规范，结合本院木材学实验室的实际情况，制定了“木材学实验教学管理规程”，包括实验室人员须知、学生实验守则和实验室一般规则，对主体系统在实验教学的各环节提出了具体的要求，确保严密组织实验教学，提高实验的教学质量，有利于实验室的高校运转。

4.2 完善教学质量评价制度

通过改革实验课的考评方式，建立“全程考评”制度，具体内容包括以下几方面。

(1)非智力因素考评，包括学生参加实验的态度，是否认真完成实验预习情况，实验过程中操作是否规范，严格遵守实验教学规章制度等。

(2)实验能力考评，包括实验过程的能力表现，是否具有独立思考和动手能力，独立创新和团队协作能力等。

(3)相对成绩考评，包括实验报告的质量和测验成绩。从而对学生知识、能力、素质进行综合考核评价，使成绩评定更加科学合理。

5 结束语

从系统论视角下，将实验教学作为一个体系研究，有助于推进木材学实验教学改革，以适时满足本行业对创新、实践型人才的基础实验能力的需求。通过对“四系统”木材学实验教学体的优化研究与实践，取得了较好的教学效果，但是一个新的体系的建设与应用是一项复杂而繁重的工程，需要通过不断改革、探索，并综合分析评价其教学效果，以建立适合与本学科发展的实验教学体系统，为木材学课程教学改革提供支撑和保障。

【参 考 文 献】

［1］李启岭．浅议《木材学》专题化教学［J］．中国林业教育，1997(3):45－46．

［2］牟继平，罗建举，梁宏温．《木质材料学实验》独立设课的教学实践［J］．广西大学学报(哲学社会科学版)，2006，28(S1):106 －107．

［3］徐 峰，牟继平．充分发挥木材标本馆在木材学教学中的作用［J］．广西大学学报(哲学社会科学版)，2006，28(S1):33 －34．

［4］罗建举．开展木材美学研究 拓宽木材解剖学的应用［J］．中国林业教育，2008(4):25 －27．

［5］孙纪成．系统论的理论及其现实意义［J］．河北学刊，1985(6):49－53．

［6］李明弟，鹿晓阳，孟令君，等．基于系统论视角的实验教学体系［J］．实验室研究与探索，2012，31(3):119 －121+132．

［7］吴全全．论职教教师教学能力的提高［J］．中国职业技术教育，2007(29):9－11．

［8］彭文博，赵 鹏．实验教学体系的设计与探讨［J］．实验室科学，2006(5):6－8．

［9］郭明辉，王 勇，王 莹．“木材学”教学改革中的新思考［J］．继续教育研究，2007(3):131－133．

［10］杨铁滨，薛 伟，宋 颖．《森工机械与装备》课程教学改革探索［J］．森林工程，2011，27(4):85 －87．