植物纤维材料工程实验教学示范中心的内涵建设与实践

饶久平 陈礼辉

(福建农林大学材料工程学院，福州 350002)

福建农林大学植物纤维材料工程实验教学中心的前身是原福建林学院森林工程系于1958年建立的木材学和植物纤维化学实验室，后依托于福建农林大学材料工程学院;2001年，按照材料工程学院的学科定位——以植物资源化学与生物质材料为特色，以林业工程学科为优势，材料、轻工、化工、家具多学科协调发展，正式成立了福建农林大学植物纤维材料工程实验教学中心，后于2009年7月成为福建省普通高等学校实验教学示范中心。植物纤维材料工程实验教学中心(以下简称“实验教学中心”)以培养学生的实践能力和创新能力以及提高教学质量为宗旨，实验教学任务覆盖全校，面向本科生、研究生等不同教育层次的学生开放。尤其是近年来实验教学中心非常注重其示范内涵建设，在实验教学体系和管理机制建设、实验课程改革等方面进行了不断的探索。

一、瞄准人才培养目标，明确实验教学定位

植物纤维材料工程实验教学中心秉承福建农林大学“育人为本、德育为先、强化基础、提高素质”的人才培养指导思想，把知识传授、能力培养和科学素质的提高贯穿于实验教学的全过程，确立了“以学生为本，以能力为核心，知识、能力与素质协调发展”的实验教学理念［1］;建立了“一体化、层次化、模块化”的植物纤维材料工程实验教学体系，着力于培养学生的动手能力和创新能力以及全面提高学生的综合素质，从而为海峡西岸经济区建设培养具有创新精神和实践能力的应用型、复合型人才。

(一)“一体化”实验教学体系

“一体化”包含3层含义，其一，植物纤维材料工程实验教学中心的实验教学面向植物纤维材料工程领域的木材科学与工程、材料科学与工程、轻化工程、化学工程与工艺等专业，并在实验教学中将植物材料制备、测试、分析融为一体;其二，实验教学包括基础(演示)实验教学、综合(设计)实验教学、工程实训和创新性实验教学，将理论教学与实验教学融为一体，融知识传授、能力培养与素质教育为一体;其三，实验教学中心将本科生实验教学与研究生实验教学融为一体、教学中的实验与科研中的实验融为一体，实现了教学与科研的相互结合、相互促进。

(二)“层次化”实验教学体系

实验教学中心在设置实验课程时，按照由低到高年级学生实验教学多层次递进的培养要求，以纵向层次化构建了基础(演示)实验、综合(设计)实验、工程实训(在工程实训平台利用中试生产线开展课程实习)和创新性实验4个层次的实验教学，形成了从基础到综合、从理论知识到实践技能、从传授知识到培养创新能力的实验课程教学体系［2］。

(三)“模块化”实验教学体系

实验教学中心面向植物纤维材料工程领域的相关学科，针对材料科学与工程、木材科学与工程、轻化工程和化学工程与工艺等不同学科专业的需求，紧紧围绕各专业的人才培养计划，构建了特色鲜明的“模块化”专业实验课程体系;同时，根据各专业的特点，除了将部分实验设置为独立的实验课之外，仍将部分实验设置在理论课程之内。此外，实验教学中心注重协调各专业“模块化”实验课程间的共性与个性的关系，促进不同学科专业知识的交叉与渗透，以满足培养“宽口径”植物纤维材料工程领域专业人才的要求［3-4］。

二、加强实验教学中心管理机制建设，整合实验教学资源

(一)加强管理机制建设

植物纤维材料工程实验教学中心实行校、院2级管理，主任由学校任命。实验教学中心实行主任负责制，主任主管中心的全面工作，负责制定中心的发展规划并管理和协调中心的各项工作;负责聘任中心副主任、实验室主任和实验教学指导委员会成员，以及实验课教师和管理人员;负责经费的筹集和日常使用的审批等。中心副主任分工负责实验教学管理、实验室建设、创新性实验等具体的日常工作。实验教学指导委员会负责实验课程教学计划、教学大纲、教学内容和实验项目等的审定工作，对实验教学发挥决策和引导作用。通常，实验教学中心的建设计划由各实验室主任和实验课程主讲教师共同拟定，然后报实验中心主任，最后经实验教学指导委员会审定后执行。

(二)整合实验教学资源

福建农林大学植物纤维材料工程实验教学中心现有实验室面积4220m2，单价为800元以上的仪器设备的总值共计1632万元。近5年，实验教学中心新增建设资金1500万元，购置了先进的教学、科研仪器以及专业实习生产线;建立了木质工程材料制备、家具与木制品制作、制浆造纸、化工分离、化学药品贮藏、材料性能检测、木材学、红外光谱、复合材料工程实训、生物质复合材料创新平台等43个实验分室。为了提高实验教学资源的利用效率，按照植物纤维材料实验教学中心的发展要求，根据实验室的功能将实验分室划归为5大类，分别为植物纤维材料制备实验室、测试实验室、分析实验室以及工程实训平台和科技创新平台。其中，工程实训平台承担课程实习任务，科技创新平台承担学生创新性实验教学任务。5大类实验室分别配备了实验室主任，实验教学中心的建制和管理体系详见图1。

三、依托材料工程学院的学科优势，推进实验教学中心的建设

福建农林大学材料工程学院拥有福建省“211”重点学科“林产加工”、福建省高等学校重点学科“木材科学与技术”，以及“福建省生物质材料工程技术研究中心”“福建省植物资源化学与材料技术开发基地”“福建省林业工程研究生教育创新基地”和“中央与地方共建高校特色优势学科生物质材料实验室”。材料工程学院的这些学科优势和平台为植物纤维材料工程实验教学中心的发展提供了支撑。实验教学中心依托福建农林大学材料工程学院形成了博士后、博士、硕士、本科等多层次的人才培养格局，现面向“林业工程”一级学科博士点、“林业工程”一级学科博士后流动站、“木材科学与技术”“林产化学加工工程”2级学科博士点、“木材科学与技术”“林产化学加工工程”“制浆造纸工程”3个硕士点(学术型)、“林业工程”“轻工技术与工程”2个专业学位硕士点、“木材科学与工程”“材料科学与工程”“化学工程与工艺”“轻化工程”4个全日制本科专业。实验教学中心现有教师45人，其中教授14人(含博导9人)、副教授(含高级实验师)15人、讲师(含实验师)7人、助教5人;具有博士学位的教师有20人，在职攻读博士学位的教师有6人，具有硕士以上学位的教师比例为75.6%;留学回国人员有6人。

近5年来，材料工程学院从学科建设经费中拨出500多万元用于植物纤维材料工程实验教学中心的建设，为其购置了先进的仪器设备用于实验教学，改善了实验条件。实验教学中心也积极开展科研实验，5年来共承担科研项目80多项，获得科研经费2500多万元。实验教学中心把科研课题与学生的毕业论文、科研项目与实验教学紧密结合起来，以科研带动与促进师资队伍学术水平和实验教学水平的提高。例如:①复合材料实验与国家“十一五”科技支撑计划项目“可降解竹基高分子复合材料制造关键技术研究与示范”和国家自然科学基金项目“竹纤维增强聚酰胺树脂复合材料界面优化设计”“竹纤维/热塑性塑料复合材料界面特性及增强机理研究”“植物纤维/热塑性塑料复合材料流变行为的研究”等相结合;②胶黏剂实验与省级科研项目“环保型胶黏剂的研制”和“耐水性大豆蛋白胶在木材工业中的应用”等相结合;③植物纤维化学课程实验与福建省重大科技专项“竹纤维纺织材料的研发及产业化”和国家自然科学基金项目“炭/陶复合多孔吸附材料性能与机理的研究”等相结合;④人造板工艺学实验与省级科研项目“新型木质复合材料的研究与开发”“环境友好型植物纤维复合功能材料”等相结合;⑤制浆原理与工程课程实验与福建省重大科技专项“竹材硫酸盐浆低污染ECF漂白技术”、省教育厅科研项目“竹材碱性过氧化氢机械浆制浆性能的研究”等相结合;⑥植物材料科学课程实验与省级科研项目“植物纤维膨化材料包装材料”“速生材尺寸稳定化和强化技术开发与推广”等相结合。由于绝大多数本科生的毕业论文选题都与实验教学中心教师的在研课题或项目相结合，所以学生的毕业论文与实际结合得非常紧密，在近3年毕业生完成的668篇毕业论文中，科研型论文就有568篇，所占比例高达85%。这不仅有利于提高学生的科研兴趣，而且有利于激发学生的创新意识。

四、深化实验课程改革，规范实验课程考核

(一)优化实验课程设置

为了培养植物纤维材料工程领域“宽口径”专业人才，植物纤维材料工程实验教学中心根据各专业的不同特点，对实验进行了优化和调整，分别为木材科学与工程专业、轻化工程专业、材料科学与工程专业、化学工程与工艺专业单独设置了专业实验课程，包括30学时的“人造板工艺学实验”、30学时的“木家具设计与制作”、50学时的“制浆造纸分析与检测”、24学时的“高分子材料实验”、40学时的“化学工程与工艺专业实验”;其他实验则在理论课内设置;同时注重协调各专业模块共性与个性的关系，实现不同学科专业知识的交叉与渗透。

(二)规范实验课程考核

实验教学效果的考核内容应该包括学生对基本理论的掌握情况、实验的操作水平和创造能力、实验结果的正确性等。为了进一步规范实验课程的考核，植物纤维材料工程实验教学中心结合各专业的实际情况，根据实验课程的性质，分别制订了相应的考核办法［5-6］。

1.理论课程内的实验

为了全面考核学生的实验过程和效果，设置在理论课程内的实验的考核内容主要包括实验预习情况、实验操作过程、实验报告的完成情况;最后在评定实验成绩时，按照这3部分内容所占学时的比例来确定各部分成绩的权重，其中实验预习占20%、实验操作过程占50%、实验报告占30%。实验考核由理论课程的任课教师与实验的指导教师共同完成。

2.专业模块实验课程

专业模块实验课程多以设计性、综合性实验为主。为了全面考察学生的实验动手能力、分析与理解能力以及培养学生严谨、扎实的科学态度，对这类实验课程的考核主要采取考查学生提交的实验报告和实际操作表现与实验课程考试相结合的形式，具体的考核内容包括实验预习效果(占5%)、拟定的实验方案与工艺流程的可行性(占15%)、实验操作表现(占30%)、实验报告完成情况(占20%)、实验课程考试(占30%)。专业模块实验课程的考核由任课教师与实验指导教师共同完成。

3.工程实训

在植物纤维材料工程实验教学中心工程实训室开展的部分课程实习，主要是利用规定的原材料和中试生产实验设备制备某产品。这类实验的考核主要是全面考查学生的实践动手能力、生产工艺流程和工艺参数的掌握程度、理论知识与实际操作相结合的能力，由任课教师与实验指导教师共同完成，考核等级分为优、良、中、合格、不合格。

4.创新性实验

创新性实验，主要是结合国家级、省级和校级大学生创新性实验计划项目，或学生自拟的实验项目，在植物纤维材料工程实验教学中心科技创新平台进行的实验。创新性实验的考核主要采取以论文形式提交实验报告、结题答辩、专家评定相结合的方式，考核的依据是论文质量、综述能力、结题答辩情况，以及获奖、发表科技论文和申请专利的情况等。考核由实验教学中心指导委员会及指导教师共同完成，考核等级分为优、良、中、合格、不合格。近3年来，实验教学中心为8项国家级大学生创新性实验计划项目、10项福建省大学生创新性实验计划项目、146项校级大学生创新性实验计划项目的顺利开展提供了有力的支持。

［1］杜明辉，叶朝良，刘鹏.国家级实验教学示范中心建设的研究与实践［J］.实验技术与管理，2011，28(7):130-133.

［2］李黎，杨永福，李建章，等.木材科学与工程专业本科实践教学改革思路［J］.中国林业教育，2010，28(4):24-28.

［3］张来斌.积极探索工程实践教育方法与途径［J］.中国高等教育，2006(12):201.

［4］王宏斌，韩维生.“木材科学与工程”实践教学方法探索［J］.中国林业教育，2002，20(2):42-43.

［5］王小璠，罗劲洪，杨碧玉.将示范中心建设成为学生素质教育的基地［J］.实验室研究与探索，2011，30(7):100-101.

［6］李永刚，文景芝，杨明秀.高校本科实验教学改革的探讨［J］.黑龙江教育学院学报，2010，29(3):64-66.