“木材干燥学”理论与实践课程教学改革思考

徐康 李贤军 李新功 郝晓峰

摘要随着新工科、新农科建设的不断推进，推进传统优势学科改造升级，开展传统学科专业教学改革与实践，以进一步提高传统学科人才培养质量已成为共识。林业工程学科是我校传统特色优势学科，推进学科与专业的创新发展才能为正在转型升级的林业产业输送更多高水平优秀人才。本文以木材干燥学教学为切入点，从实际教学出发，分析了当前课程特点及教学过程存在的问题，并就理论课程、实验课程以及课程设计教学改革等方面做了阐述，以期为同领域相关课程的建设提供积极有益的思路。

关键词 木材干燥学 课程改革 理论课 实践课

中图分类号：G424文献标识码：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，教育部发布“教育部关于深化本科教育教学改革全面提高人才培养质量的意见”提出，以新工科、新医科、新农科、新文科建设引领带动高校专业结构调整优化和内涵提升，做强主干专业，打造特色优势专业，升级改造传统专业，为传统学科专业的高质量可持续发展指明了方向。

林业工程学科是我校创办历史悠久、特色鲜明、优势突出，具有博士后科研流动站、博士学位授予权的传统支柱学科。长期以来，学科始终致力于培养具有家国情怀和行业理想，掌握本领域学术前沿，善于提炼科学问题，具备独立从事高水平创新研究和科技攻关能力的高级专门人才。然而，随着学科的不断发展以及林产工业的不断进步，林业工程类专业作为传统专业，其原有知识体系、人才培养模式已不能完全满足现代林产工业对人才质量的需求，也正面临林产工业转型升级对人才需求提出的新要求。为此，亟须针对不同培养阶段和培养层次的特点，突破以填鸭式授课型、教师全程演示型和验证型为主的传统理论与实践教学方法，融入以信息化技术为基础的翻转课堂、线上线下混合式教学等教学模式与手段，构建以因材施教、科学实验、生产实习、技能实训、创新能力为导向的理论与实践教学体系，开展“复合型、应用型、创新型”创新人才培养，全面提升学生创新意识和创新实践能力。[1-5]

“木材干燥学”是林业工程学科木材科学与工程、家具设计与制造、室内设计与装饰及相关专业的主干课程，是串联“木材学”“热工学”等专业基础课与“人造板工艺学”“木制品加工工艺学”“制材学”等专业课的核心纽带课程。“木材干燥学”课程内容主要包括干燥介质特性，木材干燥特性、木材干燥过程中的热、质传递规律，木材常规与特种干燥设备、工艺、原理，木材干燥過程的实施与控制等。“木材干燥学”课程特点主要表现为：（1）理论性较强，课程内容综合了木材学、热工学、物理数学、流体、机械、软件控制等多学科理论知识，学科交叉效应明显，其中木材-水分关系、干燥过程中非稳态水分迁移、热量传递、不同层位应力生成与发展及其对与干燥缺陷形成的响应关系等理论知识点较为抽象，不易理解，课程理论知识学习难度较大，学生对这些重、难点知识难以做到全面的掌握，进而导致了教师课堂授课难、学生学习积极性不高的问题；（2）实践能力要求高，紧贴木材工业生产实际问题，需要丰富的实践操作经验，课程核心内容如木材干燥基准的制定、干燥工艺的实施、干燥质量的在线监控、不同干燥方法及其不同干燥窑的窑体结构特征等知识，都需要对生产实际有很好的认知。而实践课程由于条件限制，基本只能在实验室中开展，与生产实际有一定脱节，进一步造成学生对相关知识的理解与认知不到位。考虑到课程特点，“木材干燥学”总课时由24个理论课时与8个实验课时构成，另外还开设为期一周时间的课程设计。结合当前课程教学与学生培养现状，笔者首先梳理了课程教学过程中存在的问题，并提出了理论与实践课程改革的相关建议。

1理论与实践教学中存在的问题

1.1木材干燥学课程体系概况

“木材干燥学”是理论指导实践并最终应用于实践的一门课程。课程教学紧紧围绕“理论知识夯实-实践能力培养-工程素养提升-服务产业发展”这四大目标。针对上述人才培养目标，形成了由木材干燥学理论课程、实验课程以及课程设计所构成的三位一体的课程体系。此外，在理论课程教学之前还安排了一次为期两周的暑期生产实习，涵盖木材干燥、人造板生产、家具制造等生产工艺的认知，以形成初步直观认知，为后续理论与实验课程学习奠定更好的基础。

1.2主要存在的问题

课程知识点多，但理论课时量较少，一定程度上制约了课堂教学过程中知识点的外延与拓展。教学模式以传统教学为主，教学手段相对单一，对抽象的重难点知识的形象化、可视化、体验式、情景式教学不足，学生对抽象重难点知识的认知与理解不到位。教学案例、视频、动画演示等资源不够丰富，教学内容与学术研究存在一定程度脱节，未发挥最新学术研究成果对教学的辅助支撑作用。例如，木材干燥学课程的核心内容之一是理解木材干燥过程中木材内部自由水与吸着水等在不同干燥阶段的相态变化与迁移过程，由于水分及其迁移过程难以实现直观可视，因而该部分内容既是具体化也是非常抽象化的知识体系。然而，最新学术研究表明，基于低场核磁共振技术及其核磁共振成像技术，已经可以较好的实现木材中不同尤其是自由水的可视化，该方法所获得的数据与图像可以成为辅助学生直观认知水分与理解相关知识的重要途径，可为辅助理论课程的教学提供很好的支撑。

实验课课时总量有限，实验教学只能局限于实验室。实验内容偏基础操作与认知，与生产实际所涉及的具体应用存在部分脱节，理论与实践联系仍然不够紧密；实验内容仅局限于木材干燥相关的。例如，目前实验课程几乎围绕木材干燥认知与木材干燥过程的一些操作等展开，对竹材干燥环节的实验设计几乎未有涉及。竹材加工产业是我国的特色优势产业，也是具有广阔前景的绿色产业，2020年我国竹产业总产值约3000亿元左右。竹材干燥是竹制品生产的重要环节，具体包括竹片单元的干燥、碾压竹束的干燥、碾压浸胶竹束的干燥等多种竹材单元的干燥，不同竹材单元的干燥方法存在明显区别，且与木材的干燥方法也存在较大区别，因而有必要在现有实验课程安排上进行适当衍生与拓展。

课程设计的灵活度不够，开放性、探究性、启发型课题设置较少，学生对理论知识与实践操作的综合运用能力不足；教师在课程设计中的过程管理、指导效率还存在一定不足，课程设计考核的形式还有待改进，以进一步提高学生的综合素质与能力。

2理论与实践教学改革

2.1基于教学特点，开展理论课与实验课的小班化教学

小班化教学是未来高校教学的重要发展趋势，在教学条件允许的情况下，小班化教学有助于增加师生互动交流，营造更好的课堂氛围，从而提高教学质量与效果。[6-7]长期以来，关于小班额与大班额的界定一直存在争议。[8]Maxwell认为，学生人数少于35人时可归为小班化教学。[9]以往，“木材干燥学”理论课程通常以2个班级为单位（60人左右）开展教学，而目前本课程已经实现了小班化教学（30人左右）。从教学效果看，小班化教学过程中，因为单位时间空间内学生人数更少，教师在课堂教学过程中可更好的关注并照顾到每位同学，包括眼神、肢体语言以及语言交流，明显的增加了师生间的情感互动与共鸣，课堂教学研讨氛围更为浓厚，学生更加主动积极的融入整个教学过程，这种良性互动一方面增加了教师教学过程的投入感，更有助于形成以学生为中心的教与学，同时也提高了学生的专注度、吸引了学生的注意力，从而最终提高了理论课程的教学质量与效果。同时，实验课中将每组的分组人数适当减少，让每位同学在参与木材干燥实验过程中的一些具体操作时可与老师形成更好的互动交流，从而进一步提高了实验教学的质量。

2.2基于课程属性，构建“线上-线下”混合式教学模式

“木材干燥学”理论课程是开展整个课程体系学习的基础，实践课程是理论学习的应用与落脚点。目前，该课程的理论教学模式与教学手段仍然较为单一，主要以教师教授为主，抽象重难点知识的形象化、可视化、体验式教学相对不足，动画模拟、虚拟仿真等技术的综合运用存在不足。为此，在理论教学中首先要围绕课程教学大纲，优化和设计课程教学体系，不断丰富教学模式与手段，并利用虚拟仿真等技术搭建多元化、情景式、可视化、直观化的线上辅助教学案例库，追踪凝练与课程教学相关学术研究，并将部分学术研究、教学案例有机融入线下课堂的理论教学过程，依托线上教学反馈与线下教学反思，构建多维度的“线上-线下”混合式教学模式与体系，从而有序有力又有效的提高教学质量。例如，在讲解疏水器设备时，学生对疏水器的结构及工作原理没有直观认识，课堂讲解效果十分有限。针对这种情况，我们通过计算机虚拟仿真、动画模拟等技术，在线上課程构建了疏水器、轴流风机、散热器等木材干燥窑内的核心构件的工作原理动态视频、动画演示等一系列案例库，通过线上认知预习、线下重点讲解，有效的提高了重难点知识的教学效果。

2.3深挖产学研平台，打造“一线企业云直播+实验室教学”混合式实践教学平台

木材干燥学实践课课时总量有限，实验操作局限于实验室，学生对生产实践了解还不够深入，理论与实践联系不紧密，难以接轨木材加工行业发展的实际需求，不利于促进教育链、专业链、产业链与人才链的有机衔接。针对上述问题，充分挖掘校企合作关系与实践平台，在实验室实践教学过程中，建立师生互动式、团队合作制、自我操作为主与定向指导为辅的教学体系，并在实践教学过程中尝试“校内实验室+校外一线企业”联动模式，引入木材干燥、竹材干燥等一线企业云端在线直播教学，加深对木材干燥课程知识的直观认知与理解，加强学生对理论知识与实践知识的衔接能力，从而不断提高专业视野与素养，不断培养创新实践能力。

2.4明确课程定位，加强理论课程、实验课程与课程设计三位一体课程体系建设

木材干燥学课程体系包含木材干燥学理论课程，实验课程以及木材干燥学课程设计，三门课程构成了彼此相连相互促进的三位一体课程体系。每个课程的定位既有区别又环环相扣、相辅相成。其中，理论教学是基础，实验教学是理论教学的衍生与拓展，而课程设计是考察对理论知识与实践操作融合运用能力的重要途径与手段。加强理论课程、实践课程与课程设计的三位一体课程体系建设，构建一套从初始选题、过程培养、结业考核为主线的合理的课程设计教学体系，丰富课程设计选题，增加啟发式、实践式的与产业匹配度高的优质选题，从而反哺与优化理论教学与实验教学的改革内容。

3结语

随着新工科、新农科建设的不断推进，对传统学科专业的改造升级、教学方法与教学手段的优化变革、人才培养质量提高等提出了新的更高要求，培养专业夯实、实践能力强、综合创新型人才成为共识。本文以“木材干燥学”课程入手，概述了当前课程教学存在的问题，并就理论课程、实验课程以及课程设计教学改革等方面做了一定阐述，以期为同领域相关课程的建设提供借鉴与思考，为传统学科教学质量提升提供有益探索。

基金项目：2020年度湖南省普通高等学校教学改革研究项目“基于创新实践能力培养的《木材干燥学》三位一体课程体系混合式教学改革与实践”（HNJG-2020-0341）；2020年湖南省新工科研究与实践项目“林业工程类专业改造升级探索与实践”（湘教通〔2020〕90号）

参考文献

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[4]邵惠芳，贾宏昉，韩丹等.工程类核心课程理论与实践相结合的教学模式探讨[J].决策探索（下），2019，（12）：64.

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