造纸原理与工程教学设计与实践

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理论教学最直接和普遍的体现就是各类课程的教学过程，专业课即是其中重要的一部分。造纸原理与工程就是这样一门理论性很强的专业课。我校制定的造纸原理与工程课程教学大纲明确规定：“课程的教学目的是使学生掌握纸张生产的基本原理及各生产阶段、环节的指导理论、工作机理，掌握生产工艺过程中条件，参数的运用和控制技术，使学生初步具备从事专业研究、工艺技术管理的能力。”在设计造纸原理与工程这门课程时，我们始终秉持这一宗旨，突出课程的理论性。当然，突出理论性是不能脱离实践的，因为工程理论本身就是实践的集中体现。课程讲授时，对每一个工艺环节的讨论，都在其工艺过程的表象下用三方面的理论加以阐释，即从工程角度找机理，从基础理论找根据，从实践经验找支撑，从而使工艺问题既有理论依据，又有实践验证，最后归纳出工程意义上的结论。我们的造纸原理与工程课的特点就是很多知识点的讲述，都从为什么开始，最终得到一个机理而结束。学生不仅学会了一个机理，还学会了一个方法，对专业理论理解透了，印象也深了。实践证明，扎实的理论基础对学生后来的发展是大有益处的。读研的学生在进入高一层次的学习时会很快适应探索性工作，而从事本专业生产性工作的学生，在熟悉了工作环境后，则能够很快地独立分析、处理生产问题，明显要优于基础和专业理论功底弱的学生。

我们的体会是不同层次的教育必须有不同水平的要求，而这个“水平”的体现很重要的指标就是理论和实践两项。本科教育中理论这条水平线无疑是应该画得高一些。具体体现在课程上，就是理论教学一定要过硬，要上水平。明确了课程的宗旨，就有了方向，课程的特点也就显现出来了。

精心设计课程结构，构建周密的知识网络

教育部高等学校《轻化工程专业规范》提出“根据高等院校理工科本科专业人才培养模式，专业人才的培养要体现知识、能力、素质协调发展的原则。要设计适当的知识体系为载体来进行能力培养和素质教育，要强化知识结构的设计与建设，使每一个知识平台构成一个适当的训练系统。”无疑，造纸原理与工程这门课程的知识平台要保证课程宗旨的实现，必须有一套保障体系，其中重要的一项内容就是建立合理、有效的课程结构。这个结构要围绕课程宗旨，形成纵向与横向交汇的知识网络，把课程所应涉及的知识串联起来，使学生经过学习，在头脑中形成系统的、完整的知识体系，而不是零散的知识碎片。只有这样，再加上实践环节的训练，才能达到知识、能力、素质协调发展的目标。

合理的课程结构的形成是需要长时间的、不断的琢磨来完善的。这里面包括对教材内容体系的深入理解，对兄弟院校课程的借鉴，对学生反馈意见的甄别，对本专业教学经历的反思，经过筛选沉淀、去粗取精，才能建立起一个比较合理、切合实际的课程构架。在课程结构设计上，我们以造纸工艺过程为拉动整个知识网络的纲，以打浆、调料、流送、成形、压榨、干燥、压光、卷取和完成整理等工序为若干条经线，再以保证产品和操作质量为纬线，穿插于条条经线之间，织成一张涵盖整个造纸工艺过程的网。在生产过程中，每一道工序要保证操作顺利，保证不影响产品质量，就必须有正确的理论来指导生产。课程中体现出的就是原理、机理的讨论，并延伸到对生产实际问题的解释、剖析。例如，打浆部分，从打浆目的和纸张强度概念切入，引出打浆为什么能赋予纸张某些性能的问题。很自然地又会引出解释（即打浆机理）。再从曾有过的多种解释中比较出“氢键学说”的合理性。打浆机理清楚确定了，接着扩展到打浆方式等工艺理论。这样就很流畅地解决了打浆工艺的指导理论问题。我们在此基础上讨论有关打浆的工艺问题，就有了理论依据，也可以很好地解释一些生产实践中的现象。再如干燥部分，首先明确纸张在纸机上干燥是一个传热、传质的过程，由此就可解释纸张在纸机上干燥的周期性和不等速性。每一个机理相当于网上的一个结点，把经纬线逐渐结系起来，网便逐渐牢固并扩大起来。课程学完，学生也就获得了一门完整的、系统的造纸原理与工程的知识。

我们认为课程结构合理的设计，是实现课程宗旨的有力保证。同时，课程结构的设计也是一门艺术，同样的内容构成不同的结构传递给学生，收到的效果是不一样的。结构合理的课程内容，再加上教师熟练、生动的讲述，就会如潺潺流水般注入学生的心中，留下深刻的印象。所以说课程结构的合理设计对一门课程的成功讲授是至关重要的。

合理调动各个教学环节，最大限度地发挥课程功能

通过一门课程使学生掌握一定的理论知识是课程设置的宗旨，但不是教学的终极目的，教学的终极目的是坚持能力为重、优化知识结构、强化能力培养、着力提高学生的学习能力、实践能力、创新能力（《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020）》）。要实现这样的目的，仅靠课堂上的讲授是不能圆满完成的，必须与其他教学环节配合起来才能实现。特别是工科这样实践性很强的专业，必须把实践教学等实训性教学环节与理论性教学环节紧紧结合在一起，有针对性地设置相应的验证、探索、实训、调查等实践环节，使理论知识落到实处，得以具体化。造纸原理与工程是典型的工科专业课，自然需要多环节配合教学，以使学生能在有限的教学时段里获取的知识量达到最大化，专业课的作用发挥到最大限度。

各个教学环节的配合需要合理、自然、协调，而不是生硬的凑合、堆砌，这就需要教师对课程本身熟悉、熟练，对各个相关环节运用自如，做到各环节之间结合自然，天衣无缝，能让学生受到潜移默化的教育，在很自然的、流畅的状态下获取知识。我们在课程设置时围绕理论教学设置了课堂讨论、产品生产设计、行业调研收资、课程设计等环节，以强化理论教学效果。课堂讨论穿插于课堂讲授过程中，可以根据学生掌握情况灵活进行，主要用以解决难点、疑点，可让学生对知识掌握得更明晰、透彻，时间可由教师根据实际情况掌握、调度；产品生产设计则是以作业的形式进行，主要用以检验学生对纸张性质、特点及其与生产工艺的关系方面知识的掌握情况，训练学生区分、设计产品的能力和初步的工艺设计能力，作业过程可以进行有教师指导的方案比较、讨论，不须占用课堂时间；行业调研收资安排在课程结束后的专题实践中，可以两种方式进行，一种是让学生深入市场、企业，了解、掌握第一手资料，如各种纸品的市场销售价格、份额及品牌、产地，与造纸行业相关的上下游产业情况，造纸行业的辅助产业情况等方面的资料，整理成调研报告。另一种是让学生通过各种途径查阅不同纸张品种、不同区域的产销情况、原料供应、消耗情况、浆、纸产品进出口情况等方面的资料，整理成综述报告；课程设计安排在生产实习后，其目的之一就是检验专业课程的教、学效果，我们在课程设计中分别设置制浆和造纸两类题目，以检验学生对工艺理论和技术的掌握程度，训练学生运用专业理论的技能。这些环节与理论教学穿插、交织，互为补充，使理论落到实处，学生的专业能力得到有效的提升。

我们在教学实践中体会到，多环节对课堂理论教学的支撑是必要的，而且是有效的。用这些环节随时检验教和学的效果，有问题及时解决，可以避免问题间隔时间太长，容易淡忘。实践性的训练确实有助于学生对知识的理解和掌握。这样多环节的结合，会使理论教学活起来，使理论知识深入融会到学生的思维中去，变成他们自己思维的一部分，真正达到教会、学会的目的。一门专业课对学生的知识获取、能力提升具有不可忽视的作用，特别是在专业能力方面甚至起着决定作用，因此专业课的教学质量至关重要，教师必须精心设计，精心磨炼，不断改进，不断提高。造纸原理与工程是轻化工程（制浆造纸）专业的核心课，尤其需要教师精心打造。我们愿与同行加强交流，共同努力，把这门课教得更好，为培养更多优秀的制浆造纸技术人才作出贡献。（本文作者：于钢、苏文强、刘文波、金海兰 单位：东北林业大学材料科学与工程学院）