2022年第6期·新工科背景下“卷烟制造工艺”课程实践教学改革探究
[出处] 教育教学论坛_2022年第6期
武云杰 付博 陈红丽 王欢欢 田斌强
[关键词] 卷烟制造工艺;实践教学;教学改革;新工科
[基金项目] 2020年度河南省一流本科课程“卷烟工艺学”(教高〔2020〕193号);2019年度河南省高等教育教学改革研究与实践项目“基于产教融合的烟草类专业协同育人模式探索与实践”(2019SJGLX220)
[作者简介] 武云杰(1987—),男,河南南阳人,博士,河南农业大学烟草学院讲师,主要从事烟草加工理论及教学研究;田斌强(1976—),男,陕西周至人,博士,河南农业大学烟草学院副教授(通信作者),主要从事烟草加工理论及教学研究。
[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 1674-9324(2022)06-0061-04 [收稿日期] 2021-08-06
2017年以来,教育部积极推进新工科建设,作为全面深入推进供给侧结构性改革的重要举措,着力将人才的培养目标与产业链、价值链对接,为新兴产业建设和新时代国家经济发展提供高层次人才[1]。实践教学是巩固和加深理论认识的重要途径,是培养具有创新意识的高素质工程技术人员的重要环节,是理论联系实际、培养学生掌握科学方法和提高动手能力的关键一环,但学生实践能力普遍偏差,是人才供需的主要矛盾之一[2]。因此,实践能力提升是新工科建设背景下工程类专业人才培养的重要着力点,实践教学作为在校生获取实践技能、锻炼创新能力和强化科技素养的重要途径,受到越来越多的施教者和受教者的共同关注[3]。
“卷烟制造工艺”是烟草工程专业的核心课程,在教学实践中发现,部分学生对于实践能力的提升存在迫切需求,但其实际动手能力偏弱、对问题思考不够深入,实践能力不能完全满足行业需求。同时,随着卷烟制造逐渐向标准化、产业化和智能化方向发展,企业对人才能力的需求也发生了转变,这就需要我们紧跟行业发展动态,深入推进新工科背景下课程实践教学改革研究,提升学生动手实践能力、创新能力和自主学习能力,进一步提高学生综合素质。
一、“卷烟制造工艺”课程实践教学的重要性
(一)“卷烟制造工艺”课程特点的客观需求
“卷烟制造工艺”课程的教学内容包括卷烟制造工艺流程的设计,烟丝的制备,卷烟的卷接包装,再造烟叶、膨胀烟丝的制备,卷烟辅助材料滤棒、卷烟纸等的设计与加工的应用技术。教学的难点是卷烟制造过程中的制造工艺原理、参数设计、物料状态,这些内容很大程度上都需要实践教学来验证。实践教学是理论教学的巩固和提升,同时,基础的实践操作能力,也是课程实践内容的必要环节。就课程设置而言,目前的实践教学内容无法覆盖卷烟制造的主要工序,亟须进一步完善。
(二)招聘岗位对学生实践能力的客观需求
新工科建设以培养学生实践动手能力、创新创业能力和知识综合运用能力为基础[4]。烟草工程专业学生对口的工作岗位多与烟草加工有关,而“卷烟制造工艺”课程的卷烟制造是烟草加工中最关键的环节之一。如卷烟厂、复烤厂、中烟技术中心等单位招聘时,除了进行理论知识考核外,还对学生的实践能力提出了较高的要求。要求学生不仅要掌握基本的工艺技术,还要针对某一加工设备、某个检测方法提出自己的看法和问题的解决措施,同时要求学生具备一定的仪器和设备操作能力。就目前的实践教学情况而言,与行业对人才的需求存在不一致的地方。卷烟制造领域的工作特点是具有较高的操作性,应具备一定发现問题和解决问题的能力,这就要求课程与教学实践更紧密的联系。因此,“卷烟制造工艺”课程实践教学,应最大限度的拓展学生对卷烟加工设备的构造、原理、操作能力等方面的了解程度,缩短工作岗位融入时间,实现更高效的有效衔接,进一步契合对口企业的需求。
二、“卷烟制造工艺”课程的实践教学现状
(一)理论与实践教学结合程度不够
理论与实践教学结合度不够,主要体现在几个方面:第一,实践课程内容偏少,与课程理论内容的衔接度不高。部分学生对实践课兴趣不高,甚至将实践课当成紧张的理论课学习之余放松的好机会,导致学生“做的不如写的,写的不如说的”。第二,体系设置不均衡。对于实践教学,主要是以验证性实验为主,对于探究性、开放性、创新性实验的设置不够重视,对于仪器操作的要求不高。第三,教学仪器设备陈旧,不满足现有卷烟制造基本实践能力的需求。由于烟草机械专卖的特殊性,大型仪器造价巨大,因此,在实践教学仪器更新上进展缓慢。
(二)教学实践研究内容有待更新
“卷烟制造工艺”课程内容与卷烟加工的生产现状密切相关,现有参考书《卷烟工艺学》主要在基础理论上具有参考意义,但是在教学实践中的指导意义不大。特别是在实践教学中,应紧跟行业发展步伐,针对烟草行业重大的关键性技术问题和行业普遍关心的“减害降焦”问题,将重点突出低焦油卷烟产品开发的动手能力和新型加工工艺的设计及操作能力,培养学生全面掌握卷烟加工各个工艺环节的实践技能。前期课程组立足于卷烟制造工艺的基本理论和技术框架,将烟草机械化、自动化、大数据管理、工厂建设标准化等内容融入课程,让学生掌握卷烟制造工艺的新理念、新方法和最新进展,但是目前“卷烟制造工艺”实践教学主要由室内实验和教学实习环节完成,缺乏对整个制造工艺在实践能力上的进一步拓展。
(三)教学方法有待完善
在现有的教学方法中,虽然融入了部分视频和动画等内容,但是实践教学由于教材内容、实验设备等限制,仅能开展简单的物理实验。在方法上,缺乏与现有国家标准和行业标准的对接。只是针对实验本身进行操作和验证,没有涉及整个工序中工艺参数设计及验证的实践内容,无法将生产问题带入实践教学。而对于大型设备和复杂的检测过程,由于实验条件限制,多以课堂讲授方式为主,结合简单的室内实验,学生对烟支综合测试、烟气测定,制造工艺设备等大型仪器的操作极少。对于实习教学,由于教师人员和实习时间限制,教师需要指导的学生人数多,且对单一工序的学习时间较短,更不能深入了解设备运行中的工艺设计理念,因此,学生在自主设计能力和操作能力上的提升有限。
三、“卷烟制造工艺”课程实践教学改革措施
(一)全面改善实践教学方式
构建课程实验、课程实训、课程实习、生产实习“四位一体”的实践体系,实现实践教学有层次、全方位、循序递进地有机衔接。第一,积极推进多媒体教学手段和计算机仿真技术在实践教学中的推广应用,应用现代教育技术,使用多媒体进行卷烟制造工艺实践教学,将图、文、声、画等技术融为一体,为学生创造生动形象的教学氛围。教学内容由静态变动态、由抽象变具体,生动直观,并且增加了趣味性和动感性,有效地吸引了学生的注意力,提高了学习效率。第二,聘任企业技术人员作为学生实训教师,实时指导学生实训与实习。特别是在烟叶分级、卷烟评吸、烟丝质量检测等方面,是卷烟企业的日常重点工作,必须在实践教学中做到人人熟练掌握的程度。第三,转变教学方式,由于卷烟制造工艺的发展速度极快,不断有新内容、新方法、新技术的更新。因此,在教学方法上要根据教学现场情况灵活采用讲解式、启发式、讨论式等生动活泼的教学方法。第四,结合智能化工厂建设,增加卷烟加工的案例,以弥补先有实验(实践)教学后有理论教学的不足,避免理论教学与实践教学脱节现象的发生。第五,以平台和项目为依托,激发学生自主创新能力。依托实验室开放项目、大学生创新型创业项目、科技竞赛、技能实操竞赛等,建立开放性、综合性实践教学平台,使学生在理论知识的基础上,对生产问题进行深入的思考,科学的设计和论证,加强学生创新意识和创新能力的培养。
(二)重构实践教学内容
构建新的实验教学内容就是根据卷烟制造工艺的发展和教学条件的变化,改革创新教学内容,多渠道开展综合性和设计性实验,增加学生的实际操作、自行设计的内容,以提高其积极性和能力。学生参与课题,启发他们对科研工作的兴趣和潜力,提高对较难理论知识的理解度。改革实验教学方法,减少统一要求、统一模式的实验,将部分实验分为经典内容、进展内容、展望内容三个不同的层次,通过让学生自己去收集资料,对比分析思考,选择进行,以进一步地理解和掌握相关的概念、理论和技术。推动构建虚拟实验室项目,增加视频教学和虚拟操作内容,解决大型卷烟设备无法购置的难题。
在课程实习教学方面,改变过去主要以参观、观摩为主的卷烟制造工艺教学实习模式,让学生带着问题去实习。在实习前提前谋划,将学生分成不同的小组,设计不同的实习内容,在现场统一聆听讲解示范后,分头行动,外出结束后分组总结讨论,然后在课堂上汇报。卷烟制造工艺实习、卷烟产品设计实习和卷烟机械实习同步进行,通过关联性较强的课程实习,提升学生对整个卷烟制造的理解。通过本课程的实践教学体系的探索与构建,增强学生对卷烟加工理论认识能力、实践能力和动手能力,提升学生对课程的兴趣。此外,课程实习单独评定,依据学生实习表现和实习报告水平进行,使学生带着问题参与实习,有助于激发学生兴趣,提升实习效果。
(三)加强校企融合,推动协同育人模式
在改进课程实习的基础上,广泛利用高校和企业的资源和环境优势,按需对接,在卓越人才培养上具有不可替代的优势[5]。进一步构建校企联合、学研结合、产教融合的共享育人模式,深化与中烟的合作关系,积极探索创新型、技能型、实用型卷烟制造人才的培养模式。学校利用企业的生产设备资源,解决大型设备的实践教学问题,邀请行业专家进行专题教育等;中烟企业就学生的培养模式提出建议,建立岗位需求人才标准,参与和指导学生实习,使企业与学校互补、互利,共建协同课堂,使学生培养的目标更加明确[6]。另一方面,通过校企联合,加大实践教学投入经费,改善实习基地生活与学习条件。目前,课程已经在实习基地基础上进行了新的探索,从企业导师进课堂,到指导实践课程实训,再到实践教学内容和方法的更新,最后到设备操作的指导,烟草企业实践教学的参与度有了显著提升,毕业学生反响较好,对课程实践内容的认可度显著提高。
(四)加强实践教学师资队伍建设
首先,进一步改善实践教学环境,利用教学量奖励等方式,激发教师实践教学的积极性。其次,发扬“传帮带”精神,培养青年教师快速成长,建立青年教师深入生产一线见习锻炼不少于一年的工作机制,促使青年教师,特别是没有工科背景的青年教师,快速了解课程实践内容,提升实践教学水平。定期开展学术交流,增加教师外出培训交流机会,使教师教学理念与生产的发展保持一致。另外,补充专业教师和实验人员队伍,提高教学与科研的融合,积极研究和开发卷烟工业相关新材料和新技术,申请校企卷烟制造相关项目,在教学中融合科研,以科研促教学。
(五)构建多层次实践教学体系
新形势下,以新工科建设要求为目标,已成为高等教育工科人才培养的主要着力点,是加快产业转型升级和推动新兴产业发展的重要抓手,也是新形势下经济社会发展的迫切要求,构建多层次的实践教学体系是实现这一要求的重要途径[7]。在改进实践方式和方法、增加校企融合的基础上,依据学科人才培养目标,精准改进,形成多层次实践教学体系。在实践教学内容方面,依托每年一次的学院基层教学组织建设和学科专业推进会,邀请行业专家,深入分析实践教学中存在的问题,通过充分调研,建立学生、毕业生、督导、企业对实践教学效果的反馈机制,进行全方位的讨论和总结,确保行业新形势、新方向、新要求在教学实践中落到实处。在教师培育层面,扩大课程团队规模,专业课教师负责学生实验和实习课题的实施,实验人员负责学生实验条件和环境的保障,各尽所能发挥教师在教学实践中的作用。在学生实践技能提升方面,通过大学生创新创业计划、挑战杯、实验室开放项目、工厂实习等环节,使每个学生的查找文献能力、工程技术设计能力、写作能力、操作能力、创新能力等得到全方位的锻炼。在实践教学成绩评定方面,采用实践项目评价、技能档次评定、工厂实习设计、毕业实习报告为基础的全方位成绩评定模式。
目前本课程已获批省级一流本科课程建设,在此基础上深入分析实践教学中存在的问题,通过实践教学内容的更新、教师实践教學水平的提升、学生实践能力培育和成绩评定改革等方面,构建多层次实践教学体系,并在课堂理论、实验教学、工厂实习、项目培育等方面,培养出专业素养高、综合能力突出、创新能力强、符合行业需求的高素质人才。
結语
新工科背景下,进一步推进课程实践教学改革是提升教学质量的基础。坚持“以生为本”,进一步完善实践教学体系,突出培养学生的动手实践能力、创新能力和自主学习能力,已成为学生综合素质提升和新形势下烟草工程专业教学质量提升的迫切需要。结合“卷烟制造工艺”课程特点,从行业需求出发,进一步深化实践教学内容和方法的改革,推进校企融合,构建多层次的实践教学体系,推动教师积极参与教学实践,是推动本课程实践教学体系完善的有效途径。
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