造紙原理與工程教學(xué)設(shè)計與實踐

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理論教學(xué)最直接和普遍的體現(xiàn)就是各類課程的教學(xué)過程，專業(yè)課即是其中重要的一部分。造紙原理與工程就是這樣一門理論性很強的專業(yè)課。我校制定的造紙原理與工程課程教學(xué)大綱明確規(guī)定：“課程的教學(xué)目的是使學(xué)生掌握紙張生產(chǎn)的基本原理及各生產(chǎn)階段、環(huán)節(jié)的指導(dǎo)理論、工作機理，掌握生產(chǎn)工藝過程中條件，參數(shù)的運用和控制技術(shù)，使學(xué)生初步具備從事專業(yè)研究、工藝技術(shù)管理的能力。”在設(shè)計造紙原理與工程這門課程時，我們始終秉持這一宗旨，突出課程的理論性。當然，突出理論性是不能脫離實踐的，因為工程理論本身就是實踐的集中體現(xiàn)。課程講授時，對每一個工藝環(huán)節(jié)的討論，都在其工藝過程的表象下用三方面的理論加以闡釋，即從工程角度找機理，從基礎(chǔ)理論找根據(jù)，從實踐經(jīng)驗找支撐，從而使工藝問題既有理論依據(jù)，又有實踐驗證，最后歸納出工程意義上的結(jié)論。我們的造紙原理與工程課的特點就是很多知識點的講述，都從為什么開始，最終得到一個機理而結(jié)束。學(xué)生不僅學(xué)會了一個機理，還學(xué)會了一個方法，對專業(yè)理論理解透了，印象也深了。實踐證明，扎實的理論基礎(chǔ)對學(xué)生后來的發(fā)展是大有益處的。讀研的學(xué)生在進入高一層次的學(xué)習(xí)時會很快適應(yīng)探索性工作，而從事本專業(yè)生產(chǎn)性工作的學(xué)生，在熟悉了工作環(huán)境后，則能夠很快地獨立分析、處理生產(chǎn)問題，明顯要優(yōu)于基礎(chǔ)和專業(yè)理論功底弱的學(xué)生。

我們的體會是不同層次的教育必須有不同水平的要求，而這個“水平”的體現(xiàn)很重要的指標就是理論和實踐兩項。本科教育中理論這條水平線無疑是應(yīng)該畫得高一些。具體體現(xiàn)在課程上，就是理論教學(xué)一定要過硬，要上水平。明確了課程的宗旨，就有了方向，課程的特點也就顯現(xiàn)出來了。

精心設(shè)計課程結(jié)構(gòu)，構(gòu)建周密的知識網(wǎng)絡(luò)

教育部高等學(xué)校《輕化工程專業(yè)規(guī)范》提出“根據(jù)高等院校理工科本科專業(yè)人才培養(yǎng)模式，專業(yè)人才的培養(yǎng)要體現(xiàn)知識、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展的原則。要設(shè)計適當?shù)闹R體系為載體來進行能力培養(yǎng)和素質(zhì)教育，要強化知識結(jié)構(gòu)的設(shè)計與建設(shè)，使每一個知識平臺構(gòu)成一個適當?shù)挠?xùn)練系統(tǒng)?！睙o疑，造紙原理與工程這門課程的知識平臺要保證課程宗旨的實現(xiàn)，必須有一套保障體系，其中重要的一項內(nèi)容就是建立合理、有效的課程結(jié)構(gòu)。這個結(jié)構(gòu)要圍繞課程宗旨，形成縱向與橫向交匯的知識網(wǎng)絡(luò)，把課程所應(yīng)涉及的知識串聯(lián)起來，使學(xué)生經(jīng)過學(xué)習(xí)，在頭腦中形成系統(tǒng)的、完整的知識體系，而不是零散的知識碎片。只有這樣，再加上實踐環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，才能達到知識、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展的目標。

合理的課程結(jié)構(gòu)的形成是需要長時間的、不斷的琢磨來完善的。這里面包括對教材內(nèi)容體系的深入理解，對兄弟院校課程的借鑒，對學(xué)生反饋意見的甄別，對本專業(yè)教學(xué)經(jīng)歷的反思，經(jīng)過篩選沉淀、去粗取精，才能建立起一個比較合理、切合實際的課程構(gòu)架。在課程結(jié)構(gòu)設(shè)計上，我們以造紙工藝過程為拉動整個知識網(wǎng)絡(luò)的綱，以打漿、調(diào)料、流送、成形、壓榨、干燥、壓光、卷取和完成整理等工序為若干條經(jīng)線，再以保證產(chǎn)品和操作質(zhì)量為緯線，穿插于條條經(jīng)線之間，織成一張涵蓋整個造紙工藝過程的網(wǎng)。在生產(chǎn)過程中，每一道工序要保證操作順利，保證不影響產(chǎn)品質(zhì)量，就必須有正確的理論來指導(dǎo)生產(chǎn)。課程中體現(xiàn)出的就是原理、機理的討論，并延伸到對生產(chǎn)實際問題的解釋、剖析。例如，打漿部分，從打漿目的和紙張強度概念切入，引出打漿為什么能賦予紙張某些性能的問題。很自然地又會引出解釋（即打漿機理）。再從曾有過的多種解釋中比較出“氫鍵學(xué)說”的合理性。打漿機理清楚確定了，接著擴展到打漿方式等工藝理論。這樣就很流暢地解決了打漿工藝的指導(dǎo)理論問題。我們在此基礎(chǔ)上討論有關(guān)打漿的工藝問題，就有了理論依據(jù)，也可以很好地解釋一些生產(chǎn)實踐中的現(xiàn)象。再如干燥部分，首先明確紙張在紙機上干燥是一個傳熱、傳質(zhì)的過程，由此就可解釋紙張在紙機上干燥的周期性和不等速性。每一個機理相當于網(wǎng)上的一個結(jié)點，把經(jīng)緯線逐漸結(jié)系起來，網(wǎng)便逐漸牢固并擴大起來。課程學(xué)完，學(xué)生也就獲得了一門完整的、系統(tǒng)的造紙原理與工程的知識。

我們認為課程結(jié)構(gòu)合理的設(shè)計，是實現(xiàn)課程宗旨的有力保證。同時，課程結(jié)構(gòu)的設(shè)計也是一門藝術(shù)，同樣的內(nèi)容構(gòu)成不同的結(jié)構(gòu)傳遞給學(xué)生，收到的效果是不一樣的。結(jié)構(gòu)合理的課程內(nèi)容，再加上教師熟練、生動的講述，就會如潺潺流水般注入學(xué)生的心中，留下深刻的印象。所以說課程結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計對一門課程的成功講授是至關(guān)重要的。

合理調(diào)動各個教學(xué)環(huán)節(jié)，最大限度地發(fā)揮課程功能

通過一門課程使學(xué)生掌握一定的理論知識是課程設(shè)置的宗旨，但不是教學(xué)的終極目的，教學(xué)的終極目的是堅持能力為重、優(yōu)化知識結(jié)構(gòu)、強化能力培養(yǎng)、著力提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、實踐能力、創(chuàng)新能力（《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020）》）。要實現(xiàn)這樣的目的，僅靠課堂上的講授是不能圓滿完成的，必須與其他教學(xué)環(huán)節(jié)配合起來才能實現(xiàn)。特別是工科這樣實踐性很強的專業(yè)，必須把實踐教學(xué)等實訓(xùn)性教學(xué)環(huán)節(jié)與理論性教學(xué)環(huán)節(jié)緊緊結(jié)合在一起，有針對性地設(shè)置相應(yīng)的驗證、探索、實訓(xùn)、調(diào)查等實踐環(huán)節(jié)，使理論知識落到實處，得以具體化。造紙原理與工程是典型的工科專業(yè)課，自然需要多環(huán)節(jié)配合教學(xué)，以使學(xué)生能在有限的教學(xué)時段里獲取的知識量達到最大化，專業(yè)課的作用發(fā)揮到最大限度。

各個教學(xué)環(huán)節(jié)的配合需要合理、自然、協(xié)調(diào)，而不是生硬的湊合、堆砌，這就需要教師對課程本身熟悉、熟練，對各個相關(guān)環(huán)節(jié)運用自如，做到各環(huán)節(jié)之間結(jié)合自然，天衣無縫，能讓學(xué)生受到潛移默化的教育，在很自然的、流暢的狀態(tài)下獲取知識。我們在課程設(shè)置時圍繞理論教學(xué)設(shè)置了課堂討論、產(chǎn)品生產(chǎn)設(shè)計、行業(yè)調(diào)研收資、課程設(shè)計等環(huán)節(jié)，以強化理論教學(xué)效果。課堂討論穿插于課堂講授過程中，可以根據(jù)學(xué)生掌握情況靈活進行，主要用以解決難點、疑點，可讓學(xué)生對知識掌握得更明晰、透徹，時間可由教師根據(jù)實際情況掌握、調(diào)度；產(chǎn)品生產(chǎn)設(shè)計則是以作業(yè)的形式進行，主要用以檢驗學(xué)生對紙張性質(zhì)、特點及其與生產(chǎn)工藝的關(guān)系方面知識的掌握情況，訓(xùn)練學(xué)生區(qū)分、設(shè)計產(chǎn)品的能力和初步的工藝設(shè)計能力，作業(yè)過程可以進行有教師指導(dǎo)的方案比較、討論，不須占用課堂時間；行業(yè)調(diào)研收資安排在課程結(jié)束后的專題實踐中，可以兩種方式進行，一種是讓學(xué)生深入市場、企業(yè)，了解、掌握第一手資料，如各種紙品的市場銷售價格、份額及品牌、產(chǎn)地，與造紙行業(yè)相關(guān)的上下游產(chǎn)業(yè)情況，造紙行業(yè)的輔助產(chǎn)業(yè)情況等方面的資料，整理成調(diào)研報告。另一種是讓學(xué)生通過各種途徑查閱不同紙張品種、不同區(qū)域的產(chǎn)銷情況、原料供應(yīng)、消耗情況、漿、紙產(chǎn)品進出口情況等方面的資料，整理成綜述報告；課程設(shè)計安排在生產(chǎn)實習(xí)后，其目的之一就是檢驗專業(yè)課程的教、學(xué)效果，我們在課程設(shè)計中分別設(shè)置制漿和造紙兩類題目，以檢驗學(xué)生對工藝理論和技術(shù)的掌握程度，訓(xùn)練學(xué)生運用專業(yè)理論的技能。這些環(huán)節(jié)與理論教學(xué)穿插、交織，互為補充，使理論落到實處，學(xué)生的專業(yè)能力得到有效的提升。

我們在教學(xué)實踐中體會到，多環(huán)節(jié)對課堂理論教學(xué)的支撐是必要的，而且是有效的。用這些環(huán)節(jié)隨時檢驗教和學(xué)的效果，有問題及時解決，可以避免問題間隔時間太長，容易淡忘。實踐性的訓(xùn)練確實有助于學(xué)生對知識的理解和掌握。這樣多環(huán)節(jié)的結(jié)合，會使理論教學(xué)活起來，使理論知識深入融會到學(xué)生的思維中去，變成他們自己思維的一部分，真正達到教會、學(xué)會的目的。一門專業(yè)課對學(xué)生的知識獲取、能力提升具有不可忽視的作用，特別是在專業(yè)能力方面甚至起著決定作用，因此專業(yè)課的教學(xué)質(zhì)量至關(guān)重要，教師必須精心設(shè)計，精心磨煉，不斷改進，不斷提高。造紙原理與工程是輕化工程（制漿造紙）專業(yè)的核心課，尤其需要教師精心打造。我們愿與同行加強交流，共同努力，把這門課教得更好，為培養(yǎng)更多優(yōu)秀的制漿造紙技術(shù)人才作出貢獻。（本文作者：于鋼、蘇文強、劉文波、金海蘭 單位：東北林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院）