“木材干燥學(xué)”理論與實(shí)踐課程教學(xué)改革思考

徐康 李賢軍 李新功 郝曉峰

摘要隨著新工科、新農(nóng)科建設(shè)的不斷推進(jìn)，推進(jìn)傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)學(xué)科改造升級(jí)，開展傳統(tǒng)學(xué)科專業(yè)教學(xué)改革與實(shí)踐，以進(jìn)一步提高傳統(tǒng)學(xué)科人才培養(yǎng)質(zhì)量已成為共識(shí)。林業(yè)工程學(xué)科是我校傳統(tǒng)特色優(yōu)勢(shì)學(xué)科，推進(jìn)學(xué)科與專業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展才能為正在轉(zhuǎn)型升級(jí)的林業(yè)產(chǎn)業(yè)輸送更多高水平優(yōu)秀人才。本文以木材干燥學(xué)教學(xué)為切入點(diǎn)，從實(shí)際教學(xué)出發(fā)，分析了當(dāng)前課程特點(diǎn)及教學(xué)過程存在的問題，并就理論課程、實(shí)驗(yàn)課程以及課程設(shè)計(jì)教學(xué)改革等方面做了闡述，以期為同領(lǐng)域相關(guān)課程的建設(shè)提供積極有益的思路。

關(guān)鍵詞 木材干燥學(xué) 課程改革 理論課 實(shí)踐課

中圖分類號(hào)：G424文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2021.17.050

Teaching Reform of Theory and Practice Course of Wood Drying

XU Kang， LI Xianjun， LI Xingong， HAO Xiaofeng

（CollegeofMaterialandScience，CentralSouthUniversityofForestryandTechnology，Changsha，Hunan410004）

AbstractWith the continuous advancement of the construction of new engineering and new agriculture， it has become a consensus to promote the transformation and upgrading of traditional advantageous disciplines， carry out the teaching reform and practice of traditional disciplines， and further improve the quality of talent training in traditional disciplines. Forestry engineering discipline is a traditional characteristic and advantageous discipline in our university. Only by promoting the innovation and development of disciplines and specialties can we provide more high-level talents for the forestry industry which is undergoing transformation and upgrading. In this paper， wood drying teaching as a starting point， starting from the actual teaching， analysis of the current curriculum characteristics and problems existing in the teaching process， and theoretical courses， experimental courses and curriculum design teaching reform are described， in order to provide positive and useful ideas for the construction of related courses in the same field.

Keywordswood drying； course reform； theory course； practice course

2019年9月29日，教育部發(fā)布“教育部關(guān)于深化本科教育教學(xué)改革全面提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的意見”提出，以新工科、新醫(yī)科、新農(nóng)科、新文科建設(shè)引領(lǐng)帶動(dòng)高校專業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整優(yōu)化和內(nèi)涵提升，做強(qiáng)主干專業(yè)，打造特色優(yōu)勢(shì)專業(yè)，升級(jí)改造傳統(tǒng)專業(yè)，為傳統(tǒng)學(xué)科專業(yè)的高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展指明了方向。

林業(yè)工程學(xué)科是我校創(chuàng)辦歷史悠久、特色鮮明、優(yōu)勢(shì)突出，具有博士后科研流動(dòng)站、博士學(xué)位授予權(quán)的傳統(tǒng)支柱學(xué)科。長(zhǎng)期以來，學(xué)科始終致力于培養(yǎng)具有家國(guó)情懷和行業(yè)理想，掌握本領(lǐng)域?qū)W術(shù)前沿，善于提煉科學(xué)問題，具備獨(dú)立從事高水平創(chuàng)新研究和科技攻關(guān)能力的高級(jí)專門人才。然而，隨著學(xué)科的不斷發(fā)展以及林產(chǎn)工業(yè)的不斷進(jìn)步，林業(yè)工程類專業(yè)作為傳統(tǒng)專業(yè)，其原有知識(shí)體系、人才培養(yǎng)模式已不能完全滿足現(xiàn)代林產(chǎn)工業(yè)對(duì)人才質(zhì)量的需求，也正面臨林產(chǎn)工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)對(duì)人才需求提出的新要求。為此，亟須針對(duì)不同培養(yǎng)階段和培養(yǎng)層次的特點(diǎn)，突破以填鴨式授課型、教師全程演示型和驗(yàn)證型為主的傳統(tǒng)理論與實(shí)踐教學(xué)方法，融入以信息化技術(shù)為基礎(chǔ)的翻轉(zhuǎn)課堂、線上線下混合式教學(xué)等教學(xué)模式與手段，構(gòu)建以因材施教、科學(xué)實(shí)驗(yàn)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、技能實(shí)訓(xùn)、創(chuàng)新能力為導(dǎo)向的理論與實(shí)踐教學(xué)體系，開展“復(fù)合型、應(yīng)用型、創(chuàng)新型”創(chuàng)新人才培養(yǎng)，全面提升學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新實(shí)踐能力。[1-5]

“木材干燥學(xué)”是林業(yè)工程學(xué)科木材科學(xué)與工程、家具設(shè)計(jì)與制造、室內(nèi)設(shè)計(jì)與裝飾及相關(guān)專業(yè)的主干課程，是串聯(lián)“木材學(xué)”“熱工學(xué)”等專業(yè)基礎(chǔ)課與“人造板工藝學(xué)”“木制品加工工藝學(xué)”“制材學(xué)”等專業(yè)課的核心紐帶課程?！澳静母稍飳W(xué)”課程內(nèi)容主要包括干燥介質(zhì)特性，木材干燥特性、木材干燥過程中的熱、質(zhì)傳遞規(guī)律，木材常規(guī)與特種干燥設(shè)備、工藝、原理，木材干燥過程的實(shí)施與控制等。“木材干燥學(xué)”課程特點(diǎn)主要表現(xiàn)為：（1）理論性較強(qiáng)，課程內(nèi)容綜合了木材學(xué)、熱工學(xué)、物理數(shù)學(xué)、流體、機(jī)械、軟件控制等多學(xué)科理論知識(shí)，學(xué)科交叉效應(yīng)明顯，其中木材-水分關(guān)系、干燥過程中非穩(wěn)態(tài)水分遷移、熱量傳遞、不同層位應(yīng)力生成與發(fā)展及其對(duì)與干燥缺陷形成的響應(yīng)關(guān)系等理論知識(shí)點(diǎn)較為抽象，不易理解，課程理論知識(shí)學(xué)習(xí)難度較大，學(xué)生對(duì)這些重、難點(diǎn)知識(shí)難以做到全面的掌握，進(jìn)而導(dǎo)致了教師課堂授課難、學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高的問題；（2）實(shí)踐能力要求高，緊貼木材工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際問題，需要豐富的實(shí)踐操作經(jīng)驗(yàn)，課程核心內(nèi)容如木材干燥基準(zhǔn)的制定、干燥工藝的實(shí)施、干燥質(zhì)量的在線監(jiān)控、不同干燥方法及其不同干燥窯的窯體結(jié)構(gòu)特征等知識(shí)，都需要對(duì)生產(chǎn)實(shí)際有很好的認(rèn)知。而實(shí)踐課程由于條件限制，基本只能在實(shí)驗(yàn)室中開展，與生產(chǎn)實(shí)際有一定脫節(jié)，進(jìn)一步造成學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的理解與認(rèn)知不到位。考慮到課程特點(diǎn)，“木材干燥學(xué)”總課時(shí)由24個(gè)理論課時(shí)與8個(gè)實(shí)驗(yàn)課時(shí)構(gòu)成，另外還開設(shè)為期一周時(shí)間的課程設(shè)計(jì)。結(jié)合當(dāng)前課程教學(xué)與學(xué)生培養(yǎng)現(xiàn)狀，筆者首先梳理了課程教學(xué)過程中存在的問題，并提出了理論與實(shí)踐課程改革的相關(guān)建議。

1理論與實(shí)踐教學(xué)中存在的問題

1.1木材干燥學(xué)課程體系概況

“木材干燥學(xué)”是理論指導(dǎo)實(shí)踐并最終應(yīng)用于實(shí)踐的一門課程。課程教學(xué)緊緊圍繞“理論知識(shí)夯實(shí)-實(shí)踐能力培養(yǎng)-工程素養(yǎng)提升-服務(wù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展”這四大目標(biāo)。針對(duì)上述人才培養(yǎng)目標(biāo)，形成了由木材干燥學(xué)理論課程、實(shí)驗(yàn)課程以及課程設(shè)計(jì)所構(gòu)成的三位一體的課程體系。此外，在理論課程教學(xué)之前還安排了一次為期兩周的暑期生產(chǎn)實(shí)習(xí)，涵蓋木材干燥、人造板生產(chǎn)、家具制造等生產(chǎn)工藝的認(rèn)知，以形成初步直觀認(rèn)知，為后續(xù)理論與實(shí)驗(yàn)課程學(xué)習(xí)奠定更好的基礎(chǔ)。

1.2主要存在的問題

課程知識(shí)點(diǎn)多，但理論課時(shí)量較少，一定程度上制約了課堂教學(xué)過程中知識(shí)點(diǎn)的外延與拓展。教學(xué)模式以傳統(tǒng)教學(xué)為主，教學(xué)手段相對(duì)單一，對(duì)抽象的重難點(diǎn)知識(shí)的形象化、可視化、體驗(yàn)式、情景式教學(xué)不足，學(xué)生對(duì)抽象重難點(diǎn)知識(shí)的認(rèn)知與理解不到位。教學(xué)案例、視頻、動(dòng)畫演示等資源不夠豐富，教學(xué)內(nèi)容與學(xué)術(shù)研究存在一定程度脫節(jié)，未發(fā)揮最新學(xué)術(shù)研究成果對(duì)教學(xué)的輔助支撐作用。例如，木材干燥學(xué)課程的核心內(nèi)容之一是理解木材干燥過程中木材內(nèi)部自由水與吸著水等在不同干燥階段的相態(tài)變化與遷移過程，由于水分及其遷移過程難以實(shí)現(xiàn)直觀可視，因而該部分內(nèi)容既是具體化也是非常抽象化的知識(shí)體系。然而，最新學(xué)術(shù)研究表明，基于低場(chǎng)核磁共振技術(shù)及其核磁共振成像技術(shù)，已經(jīng)可以較好的實(shí)現(xiàn)木材中不同尤其是自由水的可視化，該方法所獲得的數(shù)據(jù)與圖像可以成為輔助學(xué)生直觀認(rèn)知水分與理解相關(guān)知識(shí)的重要途徑，可為輔助理論課程的教學(xué)提供很好的支撐。

實(shí)驗(yàn)課課時(shí)總量有限，實(shí)驗(yàn)教學(xué)只能局限于實(shí)驗(yàn)室。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容偏基礎(chǔ)操作與認(rèn)知，與生產(chǎn)實(shí)際所涉及的具體應(yīng)用存在部分脫節(jié)，理論與實(shí)踐聯(lián)系仍然不夠緊密；實(shí)驗(yàn)內(nèi)容僅局限于木材干燥相關(guān)的。例如，目前實(shí)驗(yàn)課程幾乎圍繞木材干燥認(rèn)知與木材干燥過程的一些操作等展開，對(duì)竹材干燥環(huán)節(jié)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)幾乎未有涉及。竹材加工產(chǎn)業(yè)是我國(guó)的特色優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)，也是具有廣闊前景的綠色產(chǎn)業(yè)，2020年我國(guó)竹產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值約3000億元左右。竹材干燥是竹制品生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，具體包括竹片單元的干燥、碾壓竹束的干燥、碾壓浸膠竹束的干燥等多種竹材單元的干燥，不同竹材單元的干燥方法存在明顯區(qū)別，且與木材的干燥方法也存在較大區(qū)別，因而有必要在現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)課程安排上進(jìn)行適當(dāng)衍生與拓展。

課程設(shè)計(jì)的靈活度不夠，開放性、探究性、啟發(fā)型課題設(shè)置較少，學(xué)生對(duì)理論知識(shí)與實(shí)踐操作的綜合運(yùn)用能力不足；教師在課程設(shè)計(jì)中的過程管理、指導(dǎo)效率還存在一定不足，課程設(shè)計(jì)考核的形式還有待改進(jìn)，以進(jìn)一步提高學(xué)生的綜合素質(zhì)與能力。

2理論與實(shí)踐教學(xué)改革

2.1基于教學(xué)特點(diǎn)，開展理論課與實(shí)驗(yàn)課的小班化教學(xué)

小班化教學(xué)是未來高校教學(xué)的重要發(fā)展趨勢(shì)，在教學(xué)條件允許的情況下，小班化教學(xué)有助于增加師生互動(dòng)交流，營(yíng)造更好的課堂氛圍，從而提高教學(xué)質(zhì)量與效果。[6-7]長(zhǎng)期以來，關(guān)于小班額與大班額的界定一直存在爭(zhēng)議。[8]Maxwell認(rèn)為，學(xué)生人數(shù)少于35人時(shí)可歸為小班化教學(xué)。[9]以往，“木材干燥學(xué)”理論課程通常以2個(gè)班級(jí)為單位（60人左右）開展教學(xué)，而目前本課程已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了小班化教學(xué)（30人左右）。從教學(xué)效果看，小班化教學(xué)過程中，因?yàn)閱挝粫r(shí)間空間內(nèi)學(xué)生人數(shù)更少，教師在課堂教學(xué)過程中可更好的關(guān)注并照顧到每位同學(xué)，包括眼神、肢體語言以及語言交流，明顯的增加了師生間的情感互動(dòng)與共鳴，課堂教學(xué)研討氛圍更為濃厚，學(xué)生更加主動(dòng)積極的融入整個(gè)教學(xué)過程，這種良性互動(dòng)一方面增加了教師教學(xué)過程的投入感，更有助于形成以學(xué)生為中心的教與學(xué)，同時(shí)也提高了學(xué)生的專注度、吸引了學(xué)生的注意力，從而最終提高了理論課程的教學(xué)質(zhì)量與效果。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)課中將每組的分組人數(shù)適當(dāng)減少，讓每位同學(xué)在參與木材干燥實(shí)驗(yàn)過程中的一些具體操作時(shí)可與老師形成更好的互動(dòng)交流，從而進(jìn)一步提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量。

2.2基于課程屬性，構(gòu)建“線上-線下”混合式教學(xué)模式

“木材干燥學(xué)”理論課程是開展整個(gè)課程體系學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，實(shí)踐課程是理論學(xué)習(xí)的應(yīng)用與落腳點(diǎn)。目前，該課程的理論教學(xué)模式與教學(xué)手段仍然較為單一，主要以教師教授為主，抽象重難點(diǎn)知識(shí)的形象化、可視化、體驗(yàn)式教學(xué)相對(duì)不足，動(dòng)畫模擬、虛擬仿真等技術(shù)的綜合運(yùn)用存在不足。為此，在理論教學(xué)中首先要圍繞課程教學(xué)大綱，優(yōu)化和設(shè)計(jì)課程教學(xué)體系，不斷豐富教學(xué)模式與手段，并利用虛擬仿真等技術(shù)搭建多元化、情景式、可視化、直觀化的線上輔助教學(xué)案例庫，追蹤凝練與課程教學(xué)相關(guān)學(xué)術(shù)研究，并將部分學(xué)術(shù)研究、教學(xué)案例有機(jī)融入線下課堂的理論教學(xué)過程，依托線上教學(xué)反饋與線下教學(xué)反思，構(gòu)建多維度的“線上-線下”混合式教學(xué)模式與體系，從而有序有力又有效的提高教學(xué)質(zhì)量。例如，在講解疏水器設(shè)備時(shí)，學(xué)生對(duì)疏水器的結(jié)構(gòu)及工作原理沒有直觀認(rèn)識(shí)，課堂講解效果十分有限。針對(duì)這種情況，我們通過計(jì)算機(jī)虛擬仿真、動(dòng)畫模擬等技術(shù)，在線上課程構(gòu)建了疏水器、軸流風(fēng)機(jī)、散熱器等木材干燥窯內(nèi)的核心構(gòu)件的工作原理動(dòng)態(tài)視頻、動(dòng)畫演示等一系列案例庫，通過線上認(rèn)知預(yù)習(xí)、線下重點(diǎn)講解，有效的提高了重難點(diǎn)知識(shí)的教學(xué)效果。

2.3深挖產(chǎn)學(xué)研平臺(tái)，打造“一線企業(yè)云直播+實(shí)驗(yàn)室教學(xué)”混合式實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)

木材干燥學(xué)實(shí)踐課課時(shí)總量有限，實(shí)驗(yàn)操作局限于實(shí)驗(yàn)室，學(xué)生對(duì)生產(chǎn)實(shí)踐了解還不夠深入，理論與實(shí)踐聯(lián)系不緊密，難以接軌木材加工行業(yè)發(fā)展的實(shí)際需求，不利于促進(jìn)教育鏈、專業(yè)鏈、產(chǎn)業(yè)鏈與人才鏈的有機(jī)銜接。針對(duì)上述問題，充分挖掘校企合作關(guān)系與實(shí)踐平臺(tái)，在實(shí)驗(yàn)室實(shí)踐教學(xué)過程中，建立師生互動(dòng)式、團(tuán)隊(duì)合作制、自我操作為主與定向指導(dǎo)為輔的教學(xué)體系，并在實(shí)踐教學(xué)過程中嘗試“校內(nèi)實(shí)驗(yàn)室+校外一線企業(yè)”聯(lián)動(dòng)模式，引入木材干燥、竹材干燥等一線企業(yè)云端在線直播教學(xué)，加深對(duì)木材干燥課程知識(shí)的直觀認(rèn)知與理解，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)與實(shí)踐知識(shí)的銜接能力，從而不斷提高專業(yè)視野與素養(yǎng)，不斷培養(yǎng)創(chuàng)新實(shí)踐能力。

2.4明確課程定位，加強(qiáng)理論課程、實(shí)驗(yàn)課程與課程設(shè)計(jì)三位一體課程體系建設(shè)

木材干燥學(xué)課程體系包含木材干燥學(xué)理論課程，實(shí)驗(yàn)課程以及木材干燥學(xué)課程設(shè)計(jì)，三門課程構(gòu)成了彼此相連相互促進(jìn)的三位一體課程體系。每個(gè)課程的定位既有區(qū)別又環(huán)環(huán)相扣、相輔相成。其中，理論教學(xué)是基礎(chǔ)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是理論教學(xué)的衍生與拓展，而課程設(shè)計(jì)是考察對(duì)理論知識(shí)與實(shí)踐操作融合運(yùn)用能力的重要途徑與手段。加強(qiáng)理論課程、實(shí)踐課程與課程設(shè)計(jì)的三位一體課程體系建設(shè)，構(gòu)建一套從初始選題、過程培養(yǎng)、結(jié)業(yè)考核為主線的合理的課程設(shè)計(jì)教學(xué)體系，豐富課程設(shè)計(jì)選題，增加啟發(fā)式、實(shí)踐式的與產(chǎn)業(yè)匹配度高的優(yōu)質(zhì)選題，從而反哺與優(yōu)化理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革內(nèi)容。

3結(jié)語

隨著新工科、新農(nóng)科建設(shè)的不斷推進(jìn)，對(duì)傳統(tǒng)學(xué)科專業(yè)的改造升級(jí)、教學(xué)方法與教學(xué)手段的優(yōu)化變革、人才培養(yǎng)質(zhì)量提高等提出了新的更高要求，培養(yǎng)專業(yè)夯實(shí)、實(shí)踐能力強(qiáng)、綜合創(chuàng)新型人才成為共識(shí)。本文以“木材干燥學(xué)”課程入手，概述了當(dāng)前課程教學(xué)存在的問題，并就理論課程、實(shí)驗(yàn)課程以及課程設(shè)計(jì)教學(xué)改革等方面做了一定闡述，以期為同領(lǐng)域相關(guān)課程的建設(shè)提供借鑒與思考，為傳統(tǒng)學(xué)科教學(xué)質(zhì)量提升提供有益探索。

基金項(xiàng)目：2020年度湖南省普通高等學(xué)校教學(xué)改革研究項(xiàng)目“基于創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)的《木材干燥學(xué)》三位一體課程體系混合式教學(xué)改革與實(shí)踐”（HNJG-2020-0341）；2020年湖南省新工科研究與實(shí)踐項(xiàng)目“林業(yè)工程類專業(yè)改造升級(jí)探索與實(shí)踐”（湘教通〔2020〕90號(hào)）

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