時(shí)間:2023-04-11 17:16:27
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(一)畢業(yè)生外語(yǔ)及軟件技能需求應(yīng)對(duì)國(guó)際化與專業(yè)化,作者調(diào)研了畢業(yè)生需要達(dá)到的英語(yǔ)水平和計(jì)算機(jī)操作水平。占比61.54%的企業(yè)要求畢業(yè)生的英語(yǔ)水平達(dá)到CET4;同時(shí),也有將近18%的企業(yè)認(rèn)為還需要專業(yè)英語(yǔ)的配合,尤其是多種專業(yè)性軟件的操作都需要良好的專業(yè)外語(yǔ)基礎(chǔ)。專業(yè)軟件的能力需求有明顯的多樣化和專業(yè)性趨勢(shì),一家企業(yè)往往需要畢業(yè)生掌握多種軟件。因此,課程體系中的專業(yè)培養(yǎng)要加強(qiáng)專業(yè)軟件的教學(xué)與實(shí)踐,特別是培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力,因?yàn)檐浖纳?jí)與創(chuàng)新周期越來越短,培養(yǎng)計(jì)劃中不可能涵蓋企業(yè)要求的每種軟件。
(二)專業(yè)知識(shí)需求由調(diào)研可知企業(yè)對(duì)IE畢業(yè)生的專業(yè)知識(shí)需求具有集中性的特點(diǎn),第一,南京工業(yè)大學(xué)畢業(yè)生從事的崗位集中,主要集中在生產(chǎn)計(jì)劃、物流管理、質(zhì)量管理和供應(yīng)鏈管理四個(gè)方向;第二,企業(yè)對(duì)一些特定崗位人才的需求集中,如對(duì)物流管理崗位有需求的企業(yè)占據(jù)了92%。圖2則直觀體現(xiàn)了現(xiàn)代企業(yè)對(duì)工業(yè)工程人才專業(yè)知識(shí)的需求具有前瞻性與延伸性的特點(diǎn),其中“法律”“二外”“國(guó)際貿(mào)易”“國(guó)際金融“”機(jī)械工程”占據(jù)領(lǐng)先位置。因此工業(yè)工程專業(yè)應(yīng)培養(yǎng)的是具有多種知識(shí)技能的復(fù)合式人才。
二、工業(yè)工程課程體系的優(yōu)化路徑
目前南京工業(yè)大學(xué)工業(yè)工程專業(yè)的課程知識(shí)結(jié)構(gòu)設(shè)置為通識(shí)教育、學(xué)科基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課四大類。對(duì)比專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃與調(diào)研后企業(yè)的人才需求發(fā)現(xiàn):第一,專業(yè)課學(xué)時(shí)只占總學(xué)時(shí)的15%;第二,實(shí)踐環(huán)節(jié)比例不到10%;第三,知識(shí)面不夠?qū)挿骸_@些都使得IE畢業(yè)生難以適應(yīng)當(dāng)今社會(huì)對(duì)于工業(yè)工程人才的需求。
(一)優(yōu)化課程體系設(shè)計(jì)1.專業(yè)方向的優(yōu)化。根據(jù)企業(yè)對(duì)工業(yè)工程人才的期望,以及國(guó)內(nèi)工業(yè)工程專業(yè)發(fā)展的要求,將專業(yè)方向增至四個(gè),分別是:A1.工業(yè)工程物流與供應(yīng)鏈方向。A2.工業(yè)工程生產(chǎn)與運(yùn)作管理方向。目標(biāo):致力于工業(yè)或服務(wù)領(lǐng)域的系統(tǒng)分析、設(shè)計(jì)、優(yōu)化和管理創(chuàng)新工作,最終成為行業(yè)優(yōu)秀的工業(yè)工程師或物流工程師。B1.工業(yè)工程(主)+某工程專業(yè)。目標(biāo):掌握工業(yè)工程學(xué)科的基本理論知識(shí)和系統(tǒng)管理的分析方法和技術(shù),并對(duì)某工程專業(yè)(化工、生工、土木、電子通信、安全)感興趣,致力于該行業(yè)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和管理創(chuàng)新工作,成為行業(yè)優(yōu)秀的工程師或管理者。B2.工業(yè)工程+某工程專業(yè)(主)。目標(biāo):系統(tǒng)地學(xué)習(xí)并掌握某一工程專業(yè)(化工、生工、土木、電子通信、安全)的基礎(chǔ)知識(shí),并對(duì)管理領(lǐng)域感興趣,能夠基本掌握工業(yè)工程學(xué)科的基本理論知識(shí)和系統(tǒng)管理的分析方法和技術(shù),并熟悉經(jīng)濟(jì)學(xué)科的基本理論與方法。未來可從事某一行業(yè)的管理工作,成為該行業(yè)優(yōu)秀的管理者。2.專業(yè)課程的優(yōu)化。優(yōu)化后的專業(yè)課程模塊劃分成六個(gè)知識(shí)領(lǐng)域,包括自然科學(xué)類、工程基礎(chǔ)類、經(jīng)濟(jì)類、管理類、信息技術(shù)類以及專業(yè)綜合實(shí)踐。其優(yōu)勢(shì)在于可以使學(xué)生清楚地了解自身所學(xué)的知識(shí)領(lǐng)域,并在必修課程的基礎(chǔ)上自由搭配相關(guān)領(lǐng)域的課程,方便學(xué)生對(duì)相關(guān)領(lǐng)域知識(shí)的拓展學(xué)習(xí),既體現(xiàn)了課程安排所學(xué)知識(shí)的連續(xù)性和拓展性,又使得學(xué)生在課程的選擇上具有較強(qiáng)的主動(dòng)性。B1方向和B2方向的專業(yè)課程則依據(jù)主專業(yè)的不同選取六大知識(shí)領(lǐng)域,合理安排主專業(yè)課程與六大知識(shí)領(lǐng)域必修與選修課程的銜接。3.實(shí)踐環(huán)節(jié)的優(yōu)化。IE是一個(gè)面向企業(yè)和組織,集工程、管理、經(jīng)濟(jì)等學(xué)科為一體的復(fù)合型專業(yè)。實(shí)踐能力與動(dòng)手能力既是重要環(huán)節(jié),也是薄弱環(huán)節(jié),并且在學(xué)校這個(gè)單一環(huán)境中進(jìn)行是相當(dāng)困難的。因此要解決這一難題,必須注重與市場(chǎng)接軌,加大實(shí)踐環(huán)節(jié)的比重,并采取“實(shí)驗(yàn)”“軟件實(shí)訓(xùn)”“課程設(shè)計(jì)”“模擬競(jìng)賽”“企業(yè)實(shí)習(xí)”“社會(huì)實(shí)踐”等多種手段結(jié)合的形式加強(qiáng)學(xué)生的競(jìng)爭(zhēng)力。調(diào)整后的實(shí)踐環(huán)節(jié)課時(shí)安排達(dá)到40%,所占總學(xué)時(shí)的比例超過原先一倍多。
隨著高新科技的迅速發(fā)展,提高生產(chǎn)率或效率的技術(shù)、方法還會(huì)繼續(xù)增多和更新,現(xiàn)代IE的內(nèi)容也會(huì)隨之不斷充實(shí)、變化。正是由于IE學(xué)科在目標(biāo)層次上的穩(wěn)定性和技術(shù)創(chuàng)新層次上的可創(chuàng)新性,保證了這一綜合性應(yīng)用工程強(qiáng)大的生命力和越來越廣泛的實(shí)踐指導(dǎo)意義。
1.IE的研究對(duì)象是生產(chǎn)性系統(tǒng)。但是,這種生產(chǎn)性系統(tǒng)越來越不局限于制造類企業(yè)或物質(zhì)生產(chǎn)部門,還涉及服務(wù)性的運(yùn)作系統(tǒng),也就是說IE從研究工廠活動(dòng)逐步擴(kuò)展為一般性的運(yùn)營(yíng)組織活動(dòng),進(jìn)而有可能擴(kuò)展、研究更廣泛的人文社會(huì)活動(dòng)。例如,人機(jī)工程在工業(yè)設(shè)計(jì)中的拓展中,其研究對(duì)象出現(xiàn)新的內(nèi)涵,認(rèn)為人機(jī)工程學(xué)是研究人在設(shè)計(jì)、制造和使用人造物過程中所發(fā)生的全部人機(jī)關(guān)系[7];此外,針對(duì)人機(jī)工程的教育問題出現(xiàn)了“人機(jī)工程教育學(xué)(Educationalergonomics)”的理論,針對(duì)人機(jī)工程學(xué)方法和原則如何有效應(yīng)用于實(shí)際的課題,則產(chǎn)生了“參與式人機(jī)工程學(xué)”(ParticipatoryErgonomics)的理論與方法[8]。
2.IE的目標(biāo)是提高運(yùn)作效率。盡管現(xiàn)代生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)越來越強(qiáng)調(diào)對(duì)市場(chǎng)應(yīng)變能力(效力)的研究,但提高效率仍然是經(jīng)濟(jì)活動(dòng)基礎(chǔ)性的永恒主題,IE正是在關(guān)注不同的效力問題的基礎(chǔ)上研究相應(yīng)的效率提高課題,從而形成諸多的發(fā)展主題和方向,并得到持續(xù)地發(fā)展動(dòng)力。對(duì)于人文社會(huì)系統(tǒng)及其實(shí)踐過程,社會(huì)性活動(dòng)效率的持續(xù)改進(jìn)和效力的設(shè)計(jì)以及適時(shí)跨越也是其關(guān)鍵議題,效力問題將更被關(guān)注。
3.IE的本質(zhì)是持續(xù)改進(jìn),強(qiáng)調(diào)不斷挖掘潛力、堅(jiān)信“最好”的工作方法和關(guān)注最大整體效益。永不滿足的精神在更廣泛社會(huì)活動(dòng)的推廣,將有利于有益人文活動(dòng)的保持和改善以及效力系統(tǒng)深入的、持續(xù)的創(chuàng)新。
4.IE提供了一套規(guī)范性很強(qiáng)的專用圖表工具,能夠幫助工業(yè)工程師記錄和分析要研究的事實(shí)提供了標(biāo)準(zhǔn)的表達(dá)形式和語(yǔ)言基礎(chǔ),這是IE得以廣泛應(yīng)用的重要原因。在社會(huì)行動(dòng)領(lǐng)域有必要構(gòu)建類似的、但適應(yīng)自身特點(diǎn)的圖表表達(dá)和模型工具,除了對(duì)社會(huì)問題的描述和分析之外,更應(yīng)該成為對(duì)龐雜社會(huì)科學(xué)知識(shí)進(jìn)行調(diào)用的創(chuàng)新機(jī)制。
二、工業(yè)工程傳統(tǒng)在社會(huì)領(lǐng)域的拓展
工業(yè)工程關(guān)注的主要是生產(chǎn)性活動(dòng),這些活動(dòng)是涉及人的社會(huì)性活動(dòng)的特例,并具有某些類似的特點(diǎn),但相對(duì)于單純的生產(chǎn)性系統(tǒng),社會(huì)人文活動(dòng)呈現(xiàn)更為復(fù)雜的特點(diǎn)。基于以上的分析,工業(yè)工程的研究和應(yīng)用傳統(tǒng)有可能進(jìn)行社會(huì)科學(xué)領(lǐng)域的拓展,在借鑒其某些研究的框架的同時(shí),還具有自身的特點(diǎn)。對(duì)人類社會(huì)人文活動(dòng)或者稱為社會(huì)交際行動(dòng)的應(yīng)用性研究,類似地會(huì)涉及人-技術(shù)-環(huán)境的分析框架,見圖2。當(dāng)然,研究的目標(biāo)、重點(diǎn)以及涉及的領(lǐng)域知識(shí)、工具方法的發(fā)展等,具有很大的區(qū)別。圖2影響社會(huì)活動(dòng)效果的因素首先,相對(duì)于生產(chǎn)性運(yùn)作活動(dòng)的研究,一般社會(huì)往活動(dòng)的研究除了關(guān)注活動(dòng)的效率,更強(qiáng)調(diào)社會(huì)交際活動(dòng)的效用/效力,所以,需要將社會(huì)性活動(dòng)研究的目標(biāo)定義為社會(huì)活動(dòng)的有效性,包含活動(dòng)效率和效力優(yōu)化的雙重目標(biāo)。在積極引入工業(yè)工程的圖表表達(dá)和模型工具的基礎(chǔ)上,發(fā)展對(duì)活動(dòng)效用的描述、測(cè)量和分析的工具,會(huì)成為研究的重要方向。
對(duì)行動(dòng)效用的關(guān)注,使得社會(huì)交際活動(dòng)的研究更傾向于問題驅(qū)動(dòng)型的分析思維,即首先分析面對(duì)什么樣的問題,然后在已有的知識(shí)中尋找解決問題的方法。區(qū)別于IE工具單純的對(duì)所需解決問題的描述和分析,社會(huì)人文活動(dòng)的研究工具更是一個(gè)解決問題的工具,既是問題分析工具,還是有關(guān)問題解決的知識(shí)庫(kù),包括對(duì)各類專門知識(shí)的積累、總結(jié)和簡(jiǎn)化,以及還是一個(gè)知識(shí)的搜索和確認(rèn)機(jī)制。文獻(xiàn)[9]就嘗試將人因工程學(xué)的專門知識(shí)納入到TRIZ(發(fā)明問題解決理論)的沖突問題解決機(jī)制中,提高了人因工程學(xué)的運(yùn)用性,有關(guān)研究具有很強(qiáng)的拓展價(jià)值。發(fā)展這樣的問題分析和解決工具對(duì)于解決持續(xù)涌現(xiàn)的、紛繁復(fù)雜的社會(huì)人文和交際問題具有啟發(fā)性,并有利于運(yùn)用龐雜的社會(huì)科學(xué)知識(shí)。借鑒創(chuàng)新方法的理論,利用這樣的工具解決社會(huì)性問題的過程可以概括為見圖3。此外,在社會(huì)性活動(dòng)的研究中,技術(shù)因素具有更廣泛的涵義,或者可以稱之為器物因素。這類因素不僅指一般意義上的工程技術(shù)因素,還包括社會(huì)性技術(shù)因素,例如,經(jīng)濟(jì)機(jī)制、政治平衡機(jī)制、文化傳遞機(jī)制、沖突博弈機(jī)制、系統(tǒng)涌現(xiàn)機(jī)制等等。并且器物因素的分析具有相對(duì)的意義,也就是說某一因素屬于器物因素還是屬于人(參與者)或者環(huán)境因素的分析,需要視具體的情況而定。如果有關(guān)分析只局限于參與者行為分析的范圍,則屬于人的因素;如果涉及到交際促進(jìn)機(jī)制的研究,則需要?dú)w于器物的因素;如果牽扯到有關(guān)環(huán)境和氛圍的分析,則屬于環(huán)境因素的分析。這樣,在社會(huì)交際環(huán)境/氛圍的研究中,既包括硬性的環(huán)境、機(jī)器和工作研究,更包括軟性的社會(huì)機(jī)制、氛圍的研究。而且,社會(huì)性活動(dòng)效果的研究所涉及的有關(guān)知識(shí),既包括科學(xué)、技術(shù)工程的知識(shí),更涉及到各門類社會(huì)科學(xué)專門知識(shí)的運(yùn)用,特別是在社會(huì)交往機(jī)制的設(shè)置研究上。
三、結(jié)語(yǔ)
攀枝花學(xué)院IE專業(yè)設(shè)在機(jī)械工程學(xué)院,從05年開始招生,以機(jī)械制造為工程背景,人才培養(yǎng)方案已逐步完善并形成了教學(xué)體系,用人單位對(duì)畢業(yè)學(xué)生也較滿意。但在人才培養(yǎng)過程中也出現(xiàn)了如下問題:1.IE專業(yè)教師基本都是從高校畢業(yè)又來到高校,缺乏工程實(shí)踐的經(jīng)歷,導(dǎo)致講授內(nèi)容理論較多,而結(jié)合實(shí)踐的較少。2.實(shí)驗(yàn)室和實(shí)習(xí)基地雖有,但面較窄。3.教材的更新不能滿足社會(huì)對(duì)人才需求的需要。4.教學(xué)方法和教學(xué)手段以及現(xiàn)代教學(xué)資源和教學(xué)平臺(tái)跟不上IT技術(shù)的飛速發(fā)展。
二、建設(shè)措施
(一)課程體系建設(shè)建立工業(yè)工程專業(yè)新型應(yīng)用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)的課程體系。改革以往IE教學(xué)中重理論教學(xué)輕實(shí)踐能力培養(yǎng)、先理論后實(shí)踐教學(xué)順序的課程設(shè)置體系局面。IE培養(yǎng)方案的修訂須以社會(huì)對(duì)該專業(yè)的需求為導(dǎo)向,通過對(duì)企業(yè)進(jìn)行實(shí)地調(diào)研,充分了解企業(yè)對(duì)學(xué)生在校應(yīng)學(xué)知識(shí)的要求,以及應(yīng)具備的能力的要求等,把這些需求做統(tǒng)計(jì)分析,在培養(yǎng)計(jì)劃的設(shè)計(jì)以及教學(xué)過程中充分考慮這些因素,且由企業(yè)與學(xué)院共同制訂。針對(duì)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo),統(tǒng)籌理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)體系;建立“模塊化”課程體系;使人才培養(yǎng)方案和課程體系與生產(chǎn)實(shí)際和社會(huì)需求緊密結(jié)合。在參考國(guó)內(nèi)外多個(gè)高校IE課程設(shè)置的基礎(chǔ)上,并結(jié)合學(xué)校具體情況,攀枝花學(xué)院IE課程設(shè)置包含如下幾個(gè)模塊:公共基礎(chǔ)模塊:政治、英語(yǔ)、數(shù)學(xué)、物理、計(jì)算機(jī)類、體育等課程。專業(yè)基礎(chǔ)模塊:機(jī)械專業(yè)基礎(chǔ)課程、應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)、運(yùn)籌學(xué)、系統(tǒng)工程導(dǎo)論、管理學(xué)、工業(yè)工程學(xué)、企業(yè)財(cái)務(wù)管理、市場(chǎng)營(yíng)銷學(xué)等課程。專業(yè)課程模塊(含必修和選修):項(xiàng)目管理、生產(chǎn)計(jì)劃與控制、質(zhì)量管理、物流與設(shè)施規(guī)劃、ERP原理與應(yīng)用、工程經(jīng)濟(jì)學(xué)、人因工程學(xué)、先進(jìn)制造技術(shù)、供應(yīng)鏈管理、人力資源管理等課程。實(shí)踐教學(xué)包括:機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)、專業(yè)課程設(shè)計(jì)(管理信息系統(tǒng)、基礎(chǔ)工業(yè)工程、人因、物流設(shè)施等)、各種實(shí)習(xí)等。在構(gòu)建人才培養(yǎng)方案時(shí),充分考慮工業(yè)工程專業(yè)的工程實(shí)踐性,加大實(shí)踐教學(xué)比例,以增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力;另外,增加選修課的比例和門類,讓學(xué)生有選擇地修習(xí)一些課程,擴(kuò)大學(xué)生專業(yè)知識(shí)面、滿足學(xué)生的興趣愛好,發(fā)展他們某一方面的才能。
(二)師資隊(duì)伍建設(shè)建設(shè)一支素質(zhì)優(yōu)良、專兼結(jié)合、梯隊(duì)式的具有行業(yè)特色的雙師型結(jié)構(gòu)教師隊(duì)伍。教師在實(shí)踐能力上必須朝“雙師型”方向發(fā)展,在專業(yè)跨越上朝“一專多能”方向發(fā)展。一方面,加強(qiáng)校企合作,教師到企業(yè)頂崗實(shí)踐,與企業(yè)聯(lián)合技術(shù)攻關(guān),幫助企業(yè)解決生產(chǎn)實(shí)際問題,教師結(jié)合企業(yè)實(shí)際問題,編著教材或案例,使理論與實(shí)踐,生產(chǎn)、科研與教學(xué)得到緊密結(jié)合,從而提高教師科研開發(fā)能力和實(shí)踐創(chuàng)新能力,從而更好地指導(dǎo)、培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力;同時(shí),聘請(qǐng)企業(yè)技術(shù)人員給學(xué)生授課,并指導(dǎo)學(xué)生實(shí)踐教學(xué),技術(shù)人員把企業(yè)應(yīng)用的新技術(shù)、新生產(chǎn)管理理念等相關(guān)知識(shí)帶到課堂,實(shí)現(xiàn)教師和企業(yè)技術(shù)人員人力資源共享以及雙師型教師隊(duì)伍的建設(shè)。另一方面,應(yīng)加強(qiáng)“一專多能型”教師培養(yǎng),積極創(chuàng)造條件讓骨干教師分批到國(guó)內(nèi)高校或出國(guó)學(xué)習(xí)培訓(xùn)、進(jìn)修,脫產(chǎn)學(xué)習(xí)與業(yè)余自修相結(jié)合等措施,促進(jìn)他們理論水平的提高。
(三)實(shí)驗(yàn)室和實(shí)踐基地建設(shè)IE專業(yè)實(shí)驗(yàn)體系[3]包含:基礎(chǔ)工業(yè)工程實(shí)驗(yàn)、工效學(xué)實(shí)驗(yàn)、物流規(guī)劃與物流控制實(shí)驗(yàn)、質(zhì)量控制實(shí)驗(yàn)、供應(yīng)鏈與客戶關(guān)系管理實(shí)驗(yàn)、數(shù)控加工實(shí)驗(yàn)、柔性制造系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)、生產(chǎn)計(jì)劃和控制實(shí)驗(yàn)等實(shí)驗(yàn)單元,它們相互關(guān)聯(lián),構(gòu)成一個(gè)有機(jī)整體。在充分利用校內(nèi)已有的實(shí)習(xí)工廠、工程和管理實(shí)驗(yàn)室的基礎(chǔ)上,建立IE綜合實(shí)驗(yàn)室,模擬現(xiàn)代制造的全過程,充分體現(xiàn)出IE特點(diǎn)和計(jì)算機(jī)集成制造的背景。通過大量現(xiàn)代IE工具和平臺(tái),以及各種工程實(shí)驗(yàn)增強(qiáng)IE專業(yè)學(xué)生的機(jī)械制造工程背景;通過開展綜合性、設(shè)計(jì)性、開放性等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性和創(chuàng)新性,做到學(xué)以致用,解決生產(chǎn)實(shí)際問題。在加強(qiáng)校內(nèi)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的同時(shí),根據(jù)學(xué)生職業(yè)能力培養(yǎng)的要求,充分利用社會(huì)資源,加強(qiáng)校外實(shí)踐教學(xué)基地建設(shè)。近年來,先后選擇了一批生產(chǎn)規(guī)模適度,技術(shù)裝備先進(jìn),管理科學(xué)規(guī)范的生產(chǎn)企業(yè)與之合作。安排學(xué)生到企業(yè)進(jìn)行實(shí)習(xí)和設(shè)計(jì),也就是畢業(yè)設(shè)計(jì)和課程設(shè)計(jì)以具體企業(yè)為研究對(duì)象,到企業(yè)和IE工程師一起解決企業(yè)實(shí)際問題,這樣能培養(yǎng)學(xué)生對(duì)實(shí)際問題的研究能力,從而促使其畢業(yè)設(shè)計(jì)或課程設(shè)計(jì)內(nèi)容的充實(shí)。
(四)教學(xué)方法和教學(xué)手段實(shí)施多元教學(xué)框架與立體教學(xué)模式。教學(xué)手段、方法逐步從“一本書,一只筆,一塊黑板”原始的教學(xué)手段向多媒體教學(xué)技術(shù)、計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)技術(shù)、虛擬技術(shù)等現(xiàn)代化教學(xué)手段的轉(zhuǎn)變,逐步由學(xué)校獨(dú)立培養(yǎng)教育向校企結(jié)合,學(xué)校、企業(yè)、社會(huì)同時(shí)進(jìn)行教學(xué)教育培養(yǎng)模式轉(zhuǎn)變。在教學(xué)方法上,采取“交流—互動(dòng)式”、“啟發(fā)—引導(dǎo)式”、“討論—探究式”、“開放—發(fā)散式”等課堂教學(xué)模式,避免了傳統(tǒng)的“灌輸式”、“填鴨式”教學(xué),如《工業(yè)工程學(xué)》課程,在教學(xué)的過程中,列舉了許多日常生活中運(yùn)用工業(yè)工程知識(shí)的案例;并提出一些生活中(如超市、快餐店、銀行等)的案例,讓學(xué)生做程序分析、作業(yè)分析、動(dòng)作測(cè)定、分析等,進(jìn)而達(dá)到了啟發(fā)教育的目的。在教學(xué)組織上,根據(jù)教學(xué)需要,采取班級(jí)式、小組式、獨(dú)立式等;課堂可以在教室、實(shí)驗(yàn)室、工廠及工程現(xiàn)場(chǎng),從而使得教學(xué)具有啟發(fā)性、實(shí)踐性和探索性,如《物流與設(shè)施規(guī)劃》課程,在講“工廠布局設(shè)計(jì)”這部分內(nèi)容時(shí),把學(xué)生帶到工廠現(xiàn)場(chǎng),以現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)的問題運(yùn)用書本理論如何解決相結(jié)合講解,使得學(xué)生對(duì)新知識(shí)更容易理解和接受。教學(xué)手段上,采用多媒體、網(wǎng)絡(luò)課堂教學(xué),一方面提高了課堂信息量,同時(shí)在課余時(shí)間學(xué)生也可上網(wǎng)自主學(xué)習(xí),以此應(yīng)對(duì)“科目多、課時(shí)少、任務(wù)重”的教學(xué)局面;同時(shí)采用網(wǎng)絡(luò)課堂教學(xué),把課件、上課視頻、思考題等上傳到網(wǎng)絡(luò)課堂,提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。另外,將學(xué)科競(jìng)賽引入課程教學(xué),通過參加全國(guó)IE大賽、全省IE大賽把競(jìng)賽的思想和方法融入到IE課程教學(xué)中,以此推動(dòng)IE專業(yè)的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法的改革,促進(jìn)教師教學(xué)水平的提高,并提高學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性。
(五)建設(shè)IE專業(yè)教學(xué)資源庫(kù)和教學(xué)平臺(tái)搭建IE專業(yè)的知識(shí)平臺(tái),把IE專業(yè)課程建成教學(xué)資源庫(kù),該資源庫(kù)主要包括網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)和多媒體視頻課件等資源。教學(xué)平臺(tái)以教學(xué)資源庫(kù)為基礎(chǔ),將老師成功的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行提煉,以課程知識(shí)體系的形式進(jìn)行信息動(dòng)態(tài)集成,為學(xué)生和設(shè)計(jì)界同行提供了終生學(xué)習(xí)和經(jīng)驗(yàn)交流的場(chǎng)地。
(六)教材建設(shè)IE專業(yè)培養(yǎng)的是既懂“工程”又懂“管理”的人才,但教材并不是工程類和管理類教材的簡(jiǎn)單堆砌和組合,目前市面上的教材內(nèi)容之間交叉重疊較多、融入IE思想的較少。這就要求教師對(duì)教材內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)?shù)娜∩帷⒅匦陆M織,盡可能的根據(jù)學(xué)校人才培養(yǎng)的實(shí)際情況編寫內(nèi)容具有針對(duì)性的自編教材。
三、結(jié)束語(yǔ)
工程教育作為一種專業(yè)教育,在完成工程項(xiàng)目的同時(shí),不僅強(qiáng)化學(xué)生的專業(yè)知識(shí)和技術(shù)能力,同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生之間的團(tuán)隊(duì)合作關(guān)系,是教育學(xué)生做人做事的辯證統(tǒng)一,工程教育更注重能力的訓(xùn)練和品德的養(yǎng)成。
二、實(shí)施工程教育的意義
經(jīng)過工程教育培養(yǎng)出來的學(xué)生能夠?qū)こ虒?shí)踐活動(dòng)從構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和運(yùn)作有整體的認(rèn)識(shí)和理解,并且學(xué)生的工程實(shí)踐能力強(qiáng),做實(shí)際項(xiàng)目時(shí),能夠考慮到項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性方面,有創(chuàng)新工作意識(shí),有利于學(xué)生今后順利從事相關(guān)工程領(lǐng)域的工作。
三、計(jì)算機(jī)科學(xué)類專業(yè)課程方法改革探索
(一)理論教學(xué)注重開展“兩化”教學(xué)
齊齊哈爾工程學(xué)院自升本以來,一直探索與工程實(shí)際密切結(jié)合的教育教學(xué)方法,幾年來,注冊(cè)成立了20余家校辦產(chǎn)業(yè),鼓勵(lì)老師從生產(chǎn)實(shí)踐中尋找真實(shí)的項(xiàng)目,讓學(xué)生和教師共同完成項(xiàng)目,訓(xùn)練學(xué)生的工程能力,與此同時(shí),也完成了教學(xué)任務(wù),學(xué)生在真題真做過程中,在教師的指導(dǎo)下,主動(dòng)自學(xué),加深對(duì)知識(shí)的理解和運(yùn)用,同時(shí)創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)收益和社會(huì)價(jià)值。這就是該校提出的“工程任務(wù)課程化”,即以工程項(xiàng)目為載體,將整個(gè)工程任務(wù)貫穿于教學(xué)過程,學(xué)生在實(shí)踐中逐步學(xué)習(xí)、深化理解基本理論,掌握各知識(shí)點(diǎn),通過工程項(xiàng)目實(shí)踐,加深對(duì)專業(yè)知識(shí)和技能的強(qiáng)化。在教學(xué)過程中,若沒有真實(shí)的項(xiàng)目,就按照實(shí)際工程任務(wù)的全過程組織教學(xué),課堂教學(xué)項(xiàng)目的設(shè)置是學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的指導(dǎo),各門課程圍繞專業(yè)目標(biāo)進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì),從而使學(xué)生掌握知識(shí)之間的聯(lián)系,并用于解決綜合的問題。這就是“教學(xué)任務(wù)工程化”。計(jì)算機(jī)科學(xué)類專業(yè)在理論教學(xué)中開展“兩化”教學(xué)以來,以程序開發(fā)類課程為例,教師提前給學(xué)生分成若干個(gè)小組,然后把程序設(shè)計(jì)任務(wù)布置給學(xué)生,并闡述具體的要求,每個(gè)小組有不同的任務(wù)。學(xué)生小組在教師的指導(dǎo)下,會(huì)按照軟件工程生命周期的步驟進(jìn)行問題定義、可行性分析、總體描述、系統(tǒng)設(shè)計(jì)等前期設(shè)計(jì)工作,并反復(fù)與團(tuán)隊(duì)研討,最終與用戶達(dá)成一致意見后,將開始進(jìn)行編碼、調(diào)試和測(cè)試、驗(yàn)收與運(yùn)行,將交付給用戶進(jìn)行使用。學(xué)生在完成任務(wù)的過程中,也能發(fā)現(xiàn)哪部分知識(shí)欠缺,從而產(chǎn)生學(xué)習(xí)的動(dòng)力和積極性,更深入的學(xué)習(xí)的相關(guān)知識(shí)。通過實(shí)施工程教育,培養(yǎng)學(xué)生的大工程觀。
(二)實(shí)踐教學(xué)注重校企合作
在實(shí)踐教學(xué)方面,齊齊哈爾工程學(xué)院從大一開始,每年利用暑假時(shí)間統(tǒng)一安排學(xué)生到與所學(xué)專業(yè)相關(guān)的公司進(jìn)行專業(yè)實(shí)習(xí),如計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生將被安排到軟件設(shè)計(jì)公司、電子商務(wù)公司、硬件維修、網(wǎng)絡(luò)維護(hù)、廣告設(shè)計(jì)等公司進(jìn)行三個(gè)月的實(shí)習(xí)。在實(shí)習(xí)前,教師要給學(xué)生布置相應(yīng)的任務(wù),學(xué)生結(jié)合在公司實(shí)習(xí)的內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì),完成作業(yè),專業(yè)會(huì)在實(shí)習(xí)結(jié)束后進(jìn)行答辯、考核。在實(shí)踐過程中,學(xué)生以企業(yè)員工的標(biāo)準(zhǔn)要求自己,實(shí)習(xí)工作既檢驗(yàn)了學(xué)生在校學(xué)習(xí)的效果,也鍛煉了學(xué)生的實(shí)踐技能,并培養(yǎng)了學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)。工程師角色的核心是設(shè)計(jì)和實(shí)施問題的解決方案,通過校企合作、真實(shí)崗位實(shí)習(xí),學(xué)生逐步向工程師的培養(yǎng)目標(biāo)邁進(jìn)。許多同學(xué)在實(shí)習(xí)結(jié)束后的答辯中,談到他們的感悟往往是一致的:在企業(yè)實(shí)習(xí),能夠?qū)⒃谛W(xué)到的知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐進(jìn)行綜合應(yīng)用,學(xué)會(huì)了如何解決實(shí)際中出現(xiàn)的問題,擺正了對(duì)待問題的態(tài)度,學(xué)會(huì)了與人相處、與團(tuán)隊(duì)合作。
四、效果分析
學(xué)校高度重視應(yīng)用型本科人才的培養(yǎng),始終把培養(yǎng)礦業(yè)類一流人才作為課程建設(shè)的重要內(nèi)容,以應(yīng)用型人才培養(yǎng)為重點(diǎn)。“用”即為應(yīng)用,為工程實(shí)踐,工程意識(shí)和創(chuàng)新能力,注重學(xué)生知識(shí)、實(shí)踐和素養(yǎng)的有機(jī)結(jié)合。“以用促學(xué),以用導(dǎo)學(xué)”是一種理念,同時(shí)也是方法和手段。“以用促學(xué)”是通過校內(nèi)培養(yǎng)、情景模擬訓(xùn)練與校外實(shí)踐應(yīng)用,促進(jìn)學(xué)生掌握專業(yè)課程的基礎(chǔ)理論知識(shí),使學(xué)生具備工程實(shí)踐能力、創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新能力和社會(huì)交往能力、國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)能力,使學(xué)生具有科學(xué)素養(yǎng)、人文素養(yǎng)、精神素養(yǎng)。“以用導(dǎo)學(xué)”是激發(fā)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的熱情和興趣,引導(dǎo)學(xué)生在理論知識(shí)學(xué)習(xí)和工程實(shí)踐應(yīng)用中能正確提出問題,并結(jié)合問題提出解決方案,以此進(jìn)一步鞏固理論知識(shí),提高工程實(shí)踐能力,創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)以“卓越工程師”培養(yǎng)計(jì)劃為契機(jī),以“以用促學(xué)、以用導(dǎo)學(xué)”教學(xué)理念改革傳統(tǒng)的教學(xué)思維、方法和手段,著力改變教學(xué)內(nèi)容的陳舊性和與企業(yè)、社會(huì)脫節(jié)的現(xiàn)象,改變學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)理論知識(shí)和解決工程實(shí)際問題的課堂教學(xué),不斷加強(qiáng)培養(yǎng)人才向“卓越”的轉(zhuǎn)變。
二、以“用”培養(yǎng)卓越工程人才的基礎(chǔ)
改革采礦工程專業(yè)“井巷工程”課程向業(yè)務(wù)專長(zhǎng)、職業(yè)能力、職業(yè)素質(zhì)拓展,在學(xué)校大礦業(yè)背景和“以用促學(xué)、以用導(dǎo)學(xué)”理念下,培養(yǎng)具備“工程性”和“創(chuàng)新性”的高素質(zhì)應(yīng)用型人才,著力提升教學(xué)質(zhì)量。“用”為基礎(chǔ),教學(xué)中注重對(duì)學(xué)生工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)。這主要體現(xiàn)以下幾個(gè)方面:
1.因材施教。
針對(duì)不同的學(xué)生群體,應(yīng)用多元化教學(xué)方法。學(xué)生個(gè)體不同,自身綜合素質(zhì)存在差異,理解和應(yīng)用能力不同。傳統(tǒng)教學(xué)方式往往一刀切,教學(xué)方法面向?qū)W生全體,忽略學(xué)生個(gè)體差異所引起的負(fù)面影響。而采用多元化教學(xué)形式,針對(duì)學(xué)生個(gè)體制定教學(xué)方案,與學(xué)生實(shí)現(xiàn)面對(duì)面,點(diǎn)對(duì)點(diǎn)溝通,注重引導(dǎo)學(xué)生加強(qiáng)課程理論學(xué)習(xí),強(qiáng)調(diào)素質(zhì)培養(yǎng)。
2.構(gòu)建課程教師團(tuán)隊(duì),學(xué)生與教師雙向選擇。
在“井巷工程”課程教師中組成教師團(tuán)隊(duì)。每名教師基本情況通過公示的方式介紹給學(xué)生,由學(xué)生自由選擇教師,同時(shí),教師也根據(jù)學(xué)生的綜合情況對(duì)學(xué)生進(jìn)行選擇。學(xué)生可根據(jù)每名教師研究方向與工程應(yīng)用的側(cè)重點(diǎn)不同和制定的教學(xué)方案選擇教師。在課程理論講授過程中,教師團(tuán)隊(duì)作為整體,共同組成承擔(dān)教學(xué)任務(wù);為加強(qiáng)對(duì)學(xué)生工程實(shí)踐能力的培養(yǎng),教師團(tuán)隊(duì)中每名教師又分時(shí)、分階段對(duì)學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)、授課,鍛煉學(xué)生工程實(shí)踐能力。
3.重點(diǎn)突出“用”,強(qiáng)調(diào)工程意識(shí)。
我國(guó)現(xiàn)有的相關(guān)人才培養(yǎng)規(guī)模與模式遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了煤炭工業(yè)的發(fā)展規(guī)劃與需求。由于培養(yǎng)方式不同而造成個(gè)體差異,使得一部分學(xué)生,雖然基礎(chǔ)理論較扎實(shí),但缺乏企業(yè)所需的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),畢業(yè)生分到企業(yè)后還需要進(jìn)行崗前的培訓(xùn),較長(zhǎng)時(shí)間的見習(xí)期,這無疑加大了人才培養(yǎng)質(zhì)量與實(shí)際要求間的矛盾,也延長(zhǎng)了人才培養(yǎng)的周期。故而在教學(xué)過程中重點(diǎn)突出對(duì)學(xué)生工程實(shí)踐能力的提高,充分強(qiáng)調(diào)學(xué)生工程意識(shí)。
三、以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標(biāo),開展豐富的教學(xué)手段
鉆井工程技術(shù)經(jīng)過多年研究發(fā)展,日新月異,已經(jīng)形成了以機(jī)械化、自動(dòng)化為特點(diǎn)的新型高端工業(yè)技術(shù)。然而,目前所使用的教材,側(cè)重于傳統(tǒng)工藝設(shè)備的介紹和發(fā)展,涉及當(dāng)前國(guó)內(nèi)外的高新技術(shù)較少,特別是對(duì)正在研發(fā)、研究階段的技術(shù),幾乎沒有涉及。鉆井工程這一龐大的技術(shù)體系是由諸多基礎(chǔ)知識(shí)構(gòu)架而成的,教材中的基礎(chǔ)知識(shí)對(duì)于夯實(shí)學(xué)生的基礎(chǔ)是很有必要的,也是不可或缺的,其中部分典型工藝目前仍在生產(chǎn)中占有重要地位。然而,對(duì)于培養(yǎng)綜合能力強(qiáng)、適應(yīng)社會(huì)發(fā)展、滿足用人單位需要的高素質(zhì)畢業(yè)生而言,這些是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。所以拓寬學(xué)生知識(shí)面,開闊學(xué)生眼界,使學(xué)生對(duì)新工藝、新技術(shù)有所了解是十分重要的。就鉆井新技術(shù)而言,在傳統(tǒng)直井鉆井技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來了水平井鉆井、小井眼鉆井、欠平衡鉆井、套管鉆井、自動(dòng)化鉆井和地質(zhì)導(dǎo)向鉆井,以及套管開窗技術(shù)等鉆井新技術(shù)、新工藝。同時(shí),由于環(huán)境保護(hù)的需要,鉆井與自然的和諧、油田開發(fā)與環(huán)境保護(hù)的協(xié)調(diào)等新理念也隨之被提出。新技術(shù)必然會(huì)取代舊技術(shù)在不久的將來得到大規(guī)模的開發(fā)和大范圍的應(yīng)用。新技術(shù)的重要性決定了我們?cè)诮虒W(xué)過程中亟待擴(kuò)大授課知識(shí)的涵蓋范圍,在鉆井工程課程的講授中要做到與時(shí)俱進(jìn)。鉆井工程是一門工程應(yīng)用性非常強(qiáng)的課程,實(shí)踐教學(xué)是非常重要的環(huán)節(jié)。而目前,該課程的主要教學(xué)時(shí)間放在了理論講解上,脫離實(shí)際,培養(yǎng)出的學(xué)生在走上工作崗位后不能及時(shí)適應(yīng)工作環(huán)境,仍需一段比較長(zhǎng)的時(shí)間進(jìn)行培訓(xùn)。同時(shí),該課程目前還存在授課對(duì)象接受困難、授課方式過于古板等問題。為了更好地開展本課程的教學(xué)工作,筆者結(jié)合多維實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)建設(shè)好遼寧石化大學(xué)的實(shí)際情況,提出了相應(yīng)的教改建議。
二、鉆井工程課程改革的路徑
(一)變革授課方式
傳統(tǒng)教學(xué)法是指教師站在講臺(tái)上講,學(xué)生在下面被動(dòng)地接受,這屬于注入式教學(xué),又叫填鴨式。目前,鉆井工程課程的授課就屬于這種方式。按照教學(xué)大綱的要求,將授課內(nèi)容分為重點(diǎn)、難點(diǎn)、理解和掌握等等級(jí),使得學(xué)生只想背下知識(shí)點(diǎn)參加考試,而沒有更多的鉆研和融會(huì)貫通全部?jī)?nèi)容的動(dòng)力。課程學(xué)習(xí)流于本本主義。然而鉆井工程課程工程性和實(shí)踐性都很強(qiáng),只一味地死記硬背只能是知其然不知其所以然。為此必須改革目前的授課模式。第一,吸引學(xué)生的注意力。上課伊始,教師就要圍繞本節(jié)課的授課內(nèi)容并結(jié)合上堂課的內(nèi)容給出引子,告訴學(xué)生今天授課內(nèi)容的意義、必要性,以及在工程實(shí)際中的應(yīng)用性,以便及時(shí)抓住學(xué)生的注意力。第二,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,增加師生互動(dòng)。課堂上,要將理論與實(shí)踐有機(jī)地結(jié)合起來,豐富講課內(nèi)容和形式;要活躍課堂氣氛,增加互動(dòng)教學(xué)環(huán)節(jié),使學(xué)生主動(dòng)地參與進(jìn)來。活躍的課堂氣氛可以很大程度地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。課堂應(yīng)以教師講授為主,適當(dāng)提出有一定深度的思考題,進(jìn)行小范圍討論,允許學(xué)生提問和發(fā)表個(gè)人見解。這樣既提高了學(xué)生課堂參與的積極性,開拓學(xué)生思路,培養(yǎng)了其思考能力,亦利于教師及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題,調(diào)整授課內(nèi)容。第三,豐富授課內(nèi)容,增加案例教學(xué)。目前隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展,信息量越來越大,也更容易獲得。因此,可以從網(wǎng)絡(luò)獲得更多的與鉆井工程相關(guān)的資源,諸如鉆井過程的各個(gè)階段,鉆桿受力、形變等現(xiàn)象的圖片或視頻顯示給學(xué)生,使學(xué)生獲得更形象直觀印象,真正做到使學(xué)生能夠過目不忘,極大地簡(jiǎn)化了學(xué)生的理解過程。第四,理論聯(lián)系實(shí)際,增加實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。要做到理論聯(lián)系實(shí)際,就要“走出去,引進(jìn)來”。“走出去”就是指要深入到工程實(shí)際現(xiàn)場(chǎng),身臨其境,實(shí)地學(xué)習(xí),與現(xiàn)場(chǎng)的工人師傅、技術(shù)人員交流、討論,把課本上所學(xué)所看與現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行比照。“引進(jìn)來”就是指把現(xiàn)場(chǎng)有豐富實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的專家請(qǐng)到學(xué)校,做輔導(dǎo)、做講座,把現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際問題帶給學(xué)生。增加實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),讓學(xué)生通過實(shí)實(shí)在在看到的、聽到的、感受到的信息,加深對(duì)知識(shí)的理解。對(duì)于一些重要的結(jié)論和現(xiàn)象,需要通過實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生親自動(dòng)手參與其中,鍛煉其動(dòng)手能力和實(shí)際操作能力。第五,細(xì)化教學(xué)。針對(duì)行業(yè)需求,及時(shí)調(diào)整培養(yǎng)計(jì)劃和教學(xué)方案。比如針對(duì)目前日益高漲的海洋鉆井人才的需求,可以增設(shè)海上鉆井的相關(guān)教學(xué)內(nèi)容。這也符合國(guó)家能源戰(zhàn)略對(duì)專業(yè)人才的需求。
(二)增加習(xí)題量
課堂之余,教師要把握學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài),及時(shí)做出教學(xué)方案的調(diào)整與改進(jìn)。學(xué)生要通過習(xí)題,夯實(shí)基礎(chǔ),鞏固所學(xué),及時(shí)發(fā)現(xiàn)自己的知識(shí)漏洞和不足。教輔資料在日常教學(xué)中占有重要地位。一本優(yōu)質(zhì)的教輔資料可以對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)起到事半功倍的作用。在應(yīng)用所學(xué)知識(shí),鞏固課堂內(nèi)容方面顯得尤為重要,能夠起到深化內(nèi)容理解,升華所得知識(shí)的作用。本課程所選用的教材最大的缺憾就是例題少,沒有課后習(xí)題。另外,市面上也沒有針對(duì)鉆井工程課程的專門習(xí)題集。這直接導(dǎo)致了學(xué)生學(xué)習(xí)方向模糊,容易進(jìn)入不知道學(xué)什么,不知道怎么學(xué)的誤區(qū)。因此編寫一套適合實(shí)際的課輔教材勢(shì)在必行。
(三)變革考核制度
1.1節(jié)水灌溉工程和灌區(qū)的管理職責(zé)不清
由于政策的不健全,導(dǎo)致了灌溉工程的管理出現(xiàn)了問題,有些灌溉的地方根本就沒有專人管理,灌溉出現(xiàn)了自由化的狀態(tài)。管理的職責(zé)不明確,在管理的過程中沒有明確各個(gè)部門的任務(wù),沒有明確的分工。一些地方的水利過程往往會(huì)出現(xiàn)重建輕管的現(xiàn)象,工程建設(shè)后出現(xiàn)沒人管理的局面,導(dǎo)致水利工程荒廢,無人管理,最終失去其功能。
1.2灌溉工程建設(shè)投入的資金不足
在我國(guó)水利設(shè)施建設(shè)的過程中,節(jié)水灌溉的管理制度不完善,每年投入到農(nóng)田水利建設(shè)的資金比較的有限,有一部分需要農(nóng)戶自己進(jìn)行資金的籌集,但是農(nóng)戶籌集資金的能力有限,導(dǎo)致在農(nóng)田水利建設(shè)的過程中缺乏必要的資金,一些過程設(shè)施由于缺乏資金,年久失修,失去了其作用,在汛期的時(shí)候往往出現(xiàn)事故。
1.3灌溉工程設(shè)備不完善,不規(guī)范
目前水利工程的面臨最嚴(yán)重的問題是資金的投入不夠,由于缺乏資金,導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)問題的時(shí)候不能及時(shí)地修理,一些已經(jīng)喪失作用的工程設(shè)備不能及時(shí)地更換。雖然近幾年來我國(guó)提倡大力發(fā)展水利過程,重視農(nóng)業(yè)灌溉,但是由于推廣的力度有限,現(xiàn)階段的水利設(shè)施大部分是始建于上世紀(jì),有些過程已經(jīng)老化,出現(xiàn)了嚴(yán)重的問題,過程設(shè)施不完善,質(zhì)量不達(dá)標(biāo)。
2節(jié)水灌溉技術(shù)在農(nóng)田水利工程中需要注意的問題
水利問題刻不容緩。通過以上的內(nèi)容我們得知了農(nóng)田水利工程中農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉存在的主要問題。問題存在就要去解決,不能等到釀成事故的時(shí)候才去解決,到時(shí)候悔之晚矣。以下提出節(jié)水灌溉技術(shù)在農(nóng)田水利工程中應(yīng)用中需要注意的問題。
2.1進(jìn)行灌區(qū)調(diào)度時(shí)運(yùn)用線性二次高斯模型
灌區(qū)的水大部分來自水庫(kù),假如灌區(qū)的水資源能夠得到合理的調(diào)度,水資源的利用率和經(jīng)濟(jì)效益也就提高了,此時(shí)我們運(yùn)用線性二次高斯模型進(jìn)行計(jì)算灌區(qū)水資源的調(diào)度,實(shí)現(xiàn)水資源的最大利用率。用線性二次高斯模型進(jìn)行調(diào)度的基本步驟是:首先掌握和了解灌區(qū)的水土情況,根據(jù)水土情況將整個(gè)灌區(qū)分為幾個(gè)小型的灌區(qū),然后將小型灌區(qū)里的有長(zhǎng)有作物的田塊看成一個(gè)土壤水庫(kù),簡(jiǎn)化灌區(qū)調(diào)度的難度和步驟。最后用優(yōu)化控制的方法求解模型,實(shí)現(xiàn)水資源的優(yōu)化調(diào)度。
2.2優(yōu)化農(nóng)業(yè)灌溉中的灌溉量和灌溉時(shí)間
農(nóng)業(yè)上,將作物的生長(zhǎng)期分為四個(gè)階段。分別為苗期、拔節(jié)期、孕育期和成熟期,并且為了計(jì)算方便,每個(gè)階段的作物蒸發(fā)蒸騰量看成一個(gè)定值。在灌溉的過程中,只考慮兩種損失,一種是在灌溉水輸送的過程中由于渠道的滲漏和水面的蒸發(fā)而引起的損失;另一種由于土壤水的下滲而引起的損失量。將由于土壤水的下滲而引起的損失量和在灌溉水輸送的過程中由于渠道的滲漏和水面的蒸發(fā)而引起的損失的總和看成一個(gè)定值。然后根據(jù)實(shí)際的情況建立模型,假設(shè)作物生長(zhǎng)需水量為定值,然后兩種損失為定值的情況下確定最優(yōu)灌水量和最優(yōu)灌水周期,使得灌溉水的損失最小。
2.3運(yùn)用可變模糊理論選擇節(jié)水灌溉方式
灌溉方式是影響技術(shù)推廣的重要因素。節(jié)水灌溉方式的選擇是從許多建設(shè)方案中,經(jīng)過經(jīng)濟(jì)回收率,灌水強(qiáng)度,灌水均勻度和施工等方面進(jìn)行綜合的考慮,最后選出最優(yōu)的灌溉方案。目前主要的方法有關(guān)聯(lián)分析法,集隊(duì)分析法,屬性識(shí)別模型等等,但是這些方法各有優(yōu)點(diǎn),也各有缺點(diǎn)。基于可變模糊理論之上的優(yōu)選方法如下:(1)有n個(gè)待選的節(jié)水灌溉方案組成的樣本,為一個(gè)集合。(2)確定指標(biāo)的權(quán)重向量。(3)根據(jù)相對(duì)隸屬度計(jì)算公式計(jì)算方案j對(duì)1級(jí)(優(yōu)級(jí))或0級(jí)(劣級(jí))的相對(duì)隸屬度。(4)根據(jù)計(jì)算各方案的相對(duì)優(yōu)屬度向量,求其平均值(為相對(duì)優(yōu)屬度向量u)。(5)根據(jù)u中各方案的相對(duì)優(yōu)屬度大小,對(duì)其進(jìn)行排序,選出優(yōu)屬度最大的,即為最佳方案。
2.4統(tǒng)籌規(guī)范農(nóng)田水利工程的節(jié)水灌溉
由于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,傳統(tǒng)的農(nóng)田水利工程節(jié)水灌溉的研究方法已經(jīng)不能適合于當(dāng)前的水利發(fā)展。現(xiàn)階段需要的是一種能夠準(zhǔn)確,及時(shí)的反應(yīng)當(dāng)前的土壤和作物狀況的研究方法。目前提出了基于物聯(lián)網(wǎng)的節(jié)水灌溉網(wǎng)絡(luò)體系。物聯(lián)網(wǎng)在節(jié)水灌溉系統(tǒng)中的組成包括系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò),系統(tǒng)軟件和系統(tǒng)供電策略。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)又可細(xì)分為監(jiān)測(cè)區(qū),采集區(qū)和控制區(qū),其主要作用是監(jiān)測(cè)和傳送作物的生長(zhǎng)情況和土壤狀況,對(duì)灌溉的流量和時(shí)間起控制作用;軟件結(jié)構(gòu)的主要作用是在軟件窗口中以動(dòng)畫的形式顯示灌溉系統(tǒng)和農(nóng)田的墑情信息;系統(tǒng)供電策略的主要作用是為整個(gè)軟件的運(yùn)行提供電力,但是在設(shè)計(jì)的過程中首先考慮太陽(yáng)能發(fā)電,并且適當(dāng)?shù)牟捎脙?yōu)化策略。
3結(jié)束語(yǔ)
1.1地表水水源
根據(jù)項(xiàng)目區(qū)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查,地塊南側(cè)緊鄰東風(fēng)干渠,地塊目前采用該渠水灌溉,地塊內(nèi)相應(yīng)有土渠和土溝。
1.2井水水源
項(xiàng)目區(qū)南側(cè)道路和渠道已有10眼機(jī)井,機(jī)井均為2010年新建,與項(xiàng)目區(qū)距離約為10m。
2灌區(qū)土地分類、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)和作物組成
灌區(qū)土地包括熟地和生地2部分。熟地部分地塊面積為172.67hm2,中東部生地部分面積為26.87hm2,共計(jì)為199.54hm2。目前,生地正在進(jìn)行土地整理,沒有修建條田,暫不進(jìn)行設(shè)計(jì)。因此,本階段僅對(duì)地塊面積199.54hm2(凈灌溉面積156.93hm2)的熟地進(jìn)行設(shè)計(jì)。
2.1農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)
199.54hm2其中第1大條田面積為35.51hm2,第2大條田面積為68.40hm2,第3大條田面積為53.02hm2。3大條田均為間種,果樹品種為西梅,間種的作物主要為棉花、小麥和甜瓜,每年輪換。
2.2作物組成
按照2012年計(jì)劃種植的作物進(jìn)行設(shè)計(jì),果樹的品種為西梅,間種作物第1、2大條田為棉花,第3大條田為小麥。
3灌區(qū)水利土壤改良
土壤為砂壤土。大部分面積的土壤輕度鹽堿,但仍有部分區(qū)域中度鹽堿。項(xiàng)目區(qū)南側(cè)緊鄰東風(fēng)干渠,在東風(fēng)干渠南側(cè),2007年建設(shè)淺水機(jī)井一批,間距在300m左右,根據(jù)觀測(cè)數(shù)據(jù),該批機(jī)井很好地發(fā)揮了豎井排灌的作用,故項(xiàng)目區(qū)南側(cè)鹽堿化程度較低,不需再進(jìn)行洗鹽排堿。1、2號(hào)條田已自2009年起開始洗鹽排堿工作,目前改良效果較好,只需再進(jìn)一步加強(qiáng)灌溉管理即可。此外,每年5-8月,利用分洪水漫灌壓堿。
4節(jié)水灌溉技術(shù)比選
4.1節(jié)水灌溉方式的選擇
各種灌溉方式都有它的優(yōu)缺點(diǎn)和適應(yīng)條件,根據(jù)項(xiàng)目區(qū)的種植作物來分析,適合間種果樹和小麥/棉花的節(jié)水灌溉技術(shù)主要有滴灌和低壓管灌。滴灌是一種局部灌溉方法,僅濕潤(rùn)根區(qū)附近的土壤,而其他部分地表保持干燥,因而顯著減少了水蒸發(fā)損失,同時(shí)又減少了雜草生長(zhǎng)的幾率,從而為作物根系活動(dòng)層的土壤創(chuàng)造了良好的水、熱、氣、養(yǎng)分狀況。另外,肥料、藥劑還可通過灌溉水一起施到根系土壤中,提高肥、藥的利用率,為穩(wěn)定增產(chǎn)打下基礎(chǔ)。滴灌灌水均勻度高,一般可達(dá)80.0%~90.0%,不產(chǎn)生地表徑流和深層滲漏,因而對(duì)土壤的要求不高。滴灌只要用壓力管道將水輸送到作物根部附近即可灌溉,對(duì)地形條件的適應(yīng)性較強(qiáng)。低壓管道輸水是以管道代替明渠,采用較低的工作壓力將灌溉水輸送到田間的一種工程形式。其特點(diǎn)是輸水時(shí)壓力低,出水口流量較大,不易發(fā)生堵塞,具有輸水效率高、節(jié)能、節(jié)省渠道占地、省工、成本低等優(yōu)點(diǎn),適合在井灌區(qū)推廣應(yīng)用,是一種便于群眾掌握和管理的灌溉技術(shù)。在第1階段的征求意見稿中對(duì)全滴灌方案和管灌配合滴灌2種方案進(jìn)行了比選,項(xiàng)目區(qū)的農(nóng)民強(qiáng)烈建議用低壓管灌,田間采用溝灌,因此通過召開第三次農(nóng)民會(huì)議,參建各方?jīng)Q定灌溉方式采用低壓管灌。
4.2管道系統(tǒng)的工作制度
管道系統(tǒng)的工作制度有續(xù)灌方式、輪灌方式和隨機(jī)取水方式3種。
1)續(xù)灌方式:續(xù)灌的方式是上一級(jí)管道同時(shí)向下一級(jí)管道配水,在干管這一級(jí)進(jìn)行續(xù)灌,干管連續(xù)工作,管道過水時(shí)間就等于灌水時(shí)間。續(xù)灌的特點(diǎn)是下一級(jí)管道的設(shè)計(jì)流量小、工作時(shí)間長(zhǎng)。
2)輪灌方式:上一級(jí)管道按預(yù)先劃分好的輪灌組向下一級(jí)管道配水,而輪灌管道在灌水時(shí)期是輪流工作的,輪灌一般有集中輪灌和分組輪灌2種。輪灌組的劃分及灌水的先后次序直接影響到上一級(jí)的管道投資。輪灌方式適用于種植作物比較單一的情況。
3)隨機(jī)取水方式:隨機(jī)取水方式即每個(gè)取水口任何時(shí)候都可以取水,也可以不取水,以取水口作為一個(gè)用水計(jì)算單位,在此基礎(chǔ)上用概率論和理數(shù)統(tǒng)計(jì)方法來推算各級(jí)管道的設(shè)計(jì)流量。在運(yùn)行方法上是使取水口以上的管網(wǎng)中任何時(shí)候都充滿水,各取水口按本用水單位的需要隨時(shí)打開閥門取水灌溉,因此也叫“按需分配”方式。但隨機(jī)取水方式的設(shè)計(jì)管徑較大,投資較高。管道系統(tǒng)的工作制度不同,則管網(wǎng)規(guī)模不同,從而直接影響工程投資,同時(shí)不同管道系統(tǒng)的工作制度又對(duì)灌溉的操作和管理提出不同的要求。通過對(duì)上述3種方式的比選,選擇布局合理、投資經(jīng)濟(jì)的方案,本工程采用續(xù)灌和分組輪灌相結(jié)合的方式。
5灌溉設(shè)計(jì)保證率和灌溉制度
5.1灌溉設(shè)計(jì)保證率
本項(xiàng)目區(qū)灌溉方式為低壓管道輸水灌溉,灌溉水源為井水,灌溉設(shè)計(jì)保證率取85.0%。灌溉系統(tǒng)田間采用溝灌,按照第2階段的預(yù)審意見,灌溉水利用系數(shù)為0.8。
5.2灌溉制度
根據(jù)灌區(qū)的水土資源情況、作物組成以及各種作物的生長(zhǎng)特性,根據(jù)新疆地區(qū)西梅樹和棉花的種植特點(diǎn),擬定田間毛灌溉定額及灌溉制度。
6灌區(qū)水量供需平衡分析
6.1地下水可供水量
項(xiàng)目區(qū)灌溉用水為井水。依據(jù)《伽師縣地下水資源開發(fā)利用報(bào)告》,伽師縣地下水總補(bǔ)給量為4.26億m3,地下水可開采量為1.28億m3,根據(jù)調(diào)查,項(xiàng)目區(qū)地下水儲(chǔ)量豐富,開采條件好。
6.2灌溉需水量
項(xiàng)目區(qū)包括3大條田,其中第1大條田面積為35.51hm2,第2大條田面積為68.40hm2,第1、2條田種植西梅和棉花,第3大條田面積為53.02hm2,種植西梅和小麥。項(xiàng)目區(qū)為間種的種植模式,在計(jì)算灌溉需水量時(shí),按照不同作物分別計(jì)算水量。
1)西梅樹的灌溉需水量:地塊內(nèi)156.93hm2的面積全部種植西梅樹,灌溉定額為490m3/667m2,計(jì)算得西梅樹的灌溉需水量為115.35萬(wàn)m3。
2)棉花的灌溉需水量:第1大條田和第2大條田內(nèi)種植棉花,種植面積的比例約為地塊面積的60.0%,為62.35hm2,灌溉定額為360m3/667m2,計(jì)算棉花的灌溉需水量為33.67萬(wàn)m3。
3)小麥的灌溉需水量:小麥的種植面積的比例約為第3大條田地塊面積的60.0%,為31.81hm2,灌溉定額為400m3/667m2,計(jì)算棉花的灌溉需水量為19.09萬(wàn)m3。項(xiàng)目區(qū)地塊內(nèi)灌溉需水量合計(jì)為168.11萬(wàn)m3。
6.3水量平衡分析
項(xiàng)目區(qū)年需開采地下水總量為168.11萬(wàn)m3,而區(qū)域的地下水可開采量為1.28億m3,遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于作物的灌溉需水量。不會(huì)對(duì)地下水的平衡產(chǎn)生不良影響,因此項(xiàng)目區(qū)開采地下水是有保證的。
7結(jié)語(yǔ)