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隨著國民經濟和計算機、信息技術的高速發展,21世紀是知識經濟和信息化時代。社會對人才的要求也走向多樣化,其中一個重要方面就是對復合型人才的渴求。即不僅要求他們精通本專業的科學知識和專業技能,而且還應掌握能適應市場多元化和國際化趨勢相關知識和技能,如經濟、管理、社會、法律、生態等影響人類可持續發展前景的基本學科及其基礎知識。傳統的人才培養模式和教學方法面臨著嚴峻的挑戰,同時也給教學改革帶來了機遇?!豆こ探洕鷮W》作為工程管理專業的核心課程,教學現代化建設更勢在必行,必須在教學體系、內容和方法等方面有所創新。作為建筑業的工程技術人員,不應局限于長期以來一脈相承的實體空間圖面操作上,還應將自己的視野延伸向社會、經濟大舞臺和自然界更廣闊的天地。這是21世紀新型建筑人才的使命,是中國建筑教育界改革與創新的方向之一,也是本課程建設項目的宗旨。本重點課程建設首先對課程體系、教學內容進行了改革。目前我們選用的是“十二五”國家級規劃教材,王右軍主編的《工程經濟》(天津科學技術出版社出版,2014年1月第1版)。但并不是所有內容都講,而是緊密結合我國建筑業發展趨勢,針對本校學生的學習能力和接受程度,在繼承我國多年來工程經濟學的研究成果的基礎上,與時俱進,對已有內容進行調整與拓展,同時適當吸納國外工程經濟學的研究成果,做到既具有較強的專業性,又具有普遍適用性。在此基礎上編制了既有深厚的理論基礎又貼近實際,既具有較強的專業性又具有普遍適用性,與本校應用開發型人才培養模式相一致的補充講義和習題集。根據本課程教學基本要求,重新編寫了貼近實際的教學大綱,充分體現本課程特色。教學日歷科學、合理,按知識結構、科學性、難易程度安排日歷。同時為學生提供了《投資項目經濟咨詢評估指南》(中咨公司編,中國經濟出版社出版)、《技術經濟手冊》(李京文主編,中國科學技術出版社出版)、《市場預測理論與應用》(屈援主編、暨南大學出版社出版)、《工程經濟學》(李相然,中國電力出版社,2008年第一版)等教學輔導材料。
二、教學手段改革
本重點課程采用傳統的教學方法講授基本內容,對于一些復雜的工程實例,學生無法想象、教師也難以用語言來描述的東西,采用多媒體手段生動、形象地進行演示。同時本課程采用多媒體課件和案例教學等多種教學方法相結合,采用教、學互動式,教學、科研互動式等新型教學方法充分調動學生的學習積極性、激發學習興趣。老師指導學生完成科技創新,并讓部分學生參加到老師的研究課題中來,培養學生的創新能力。例如讓學生參與了“整合營銷在房地產企業中的應用”課題,學生到房地產企業實習,搜集相關資料,掌握了很多實際知識,并提出了一些合理化建議。案例教學法是一種培養高素質、實用型和創新性管理人才的行之有效的教學方法,因此在本課程教學中被充分運用。在講到資金時間價值時,為了讓學生認識到其重要性,介紹了一個案例:1626年,有一荷蘭人從印第安人那里花了24美元買下了曼哈頓島。據說這是美國有史以來最合算的投資,而且所有的紅利免稅。24美元真的很便宜嗎?如果當年的這24美元沒有用來購買曼哈頓島,而是用作其他投資了呢?假設每年8%的投資收益率,不考慮戰爭、災難、經濟蕭條等社會因素,這24美元到2004年會是多少?讓學生一起來計算結果,最后的結果讓學生大吃一驚,24美元在經過378年后,按8%的利率計算,竟然可得到103萬億美元。通過這樣有趣的案例分析,調動了學生的學習興趣,加深了學生對知識的理解、記憶。同時本課程教學注重理論聯系實際,采用了大量實際工程進行案例教學,例如在講授工程項目財務評價時,就采用了案例教學法,以杭州“親親家園”小區工程項目為例進行財務評價,通過對這個案例的教學,讓學生掌握了如何編制財務報表,如何計算投資回收期、投資利潤率、償債備付率等評價指標,以及如何對項目進行風險分析和不確定性分析。通過對實際工程的案例分析,學生掌握了理論知識在實際工程項目中的綜合運用。本課程充分利用現代化教學手段,開展網絡教學,提高教學質量。在現有基礎上不斷更新網絡課件,新編了特色明顯、適合我校教學使用的網絡課件,豐富教學資源。教學內容已全部上網,并使《工程經濟學》教學逐步過渡到網上教學,建立互動式工程經濟學教育網。
三、加強實踐教學環節
本重點課程建設主要從以下各方面加強實踐教學,提高學生解決實際問題的能力。
1.對一個實際項目進行了可行性研究的經濟評價部分的工作。通過課堂上對項目可行性研究經濟評價部分進行系統分析和內容構成的講授,讓學生對所學過的內容進行系統的復習和綜合,以大作業的方式完成實際項目的經濟評價。
2.在學生完成上述實際項目的經濟評價工作之后,安排學生對在經濟評價工作中存在的問題和不足進行討論和分析,進而加深學生對所學內容的理解和掌握。
3.學生通過社會實踐、實習考察、參觀學習增強了其感性認識和實際動手能力。
四、教學評價改革
本重點課程重視基本知識和基本技能的考核,對基礎知識和基本技能部分的考核實行考教分離,流水閱卷和主考負責制;對講座形式講授的內容采用寫文獻綜述的方法考核,文獻綜述的格式要求和畢業論文的格式相同。考試統一命題,其難度、深度、廣度符合教學大綱要求,評分標準嚴格合理,學生成績分布合理。重視基本知識和基本技能的考核,試題與本課程的定位相符。本重點課程建設在現有基礎上,更新試題內容,完成試題庫建設,提高試題質量,真正做到教考分離,提高教學質量。考試的方式靈活多樣,除了從試題庫中抽取試題考查基本知識和基本技能的掌握情況外,還外加開放性題目,以考查學生創新能力的培養情況。開放試題可以是小論文,也可以是解決一個問題的思路。
五、師資隊伍建設
本課程現有五名主講教師,都畢業于土木工程相關專業,同時已經大都具有從事《工程經濟學》教學的經驗。從師資結構看,本學科的主講教師中:教授2人,講師3人;博士2人,碩士2人,學士1人。該師資結構形成了較為合理的職稱和學歷梯度。由上述情況可知,本課程已經具有一支學歷、知識結構合理、滿足教學需要的教師隊伍,五位教師已經基本可以滿足本科教學和考研指導的需要;同時,已完成的《建筑經濟學》教學改革項目,對改善本課程的教學手段、方法,提升教學效果、教學水平大有裨益,大大更新了原有的教學理念。課程建設考慮工程經濟學教學力量的新老交替,為此加強了青年教師的培養工作。在教研室內進一步加強并完善了傳幫帶制度,明確責任,嚴格考核,使青年教師盡快成長起來。
六、結論
本重點課程建設對課程體系、教學內容、教學手段、教學評價等方面進行了改革,加強了實踐教學環節。本重點課程建設具有以下創新點。
1.緊密結合我國建筑業發展趨勢,與時俱進,同時適當吸納國外工程經濟學的研究成果,針對本校學生的學習能力和接受程度,對教學體系和內容進行了調整與拓展。
2.充分運用案例教學法等多種教學方法,采用教、學互動式,教學、科研互動式等新型教學方法充分調動學生的學習積極性,激發其學習興趣,并開展了網絡教學。
測繪工程領域專業學位碩士研究生是從事大地測量、海洋測量、投影測量與遙感、地圖制圖、地理信息系統、土地管理信息系統等高層次應用型專業技術人才。主要研究方向有動態大地測量與環境變化及災害監測、空間大地測量理論與技術、精密工程測量與三維工業測量、海洋測量技術、交通導航工程、土木工程測繪、海洋工程測繪、水利工程測繪、礦山工程測繪等。開展測繪工程領域專業學位碩士研究生的培養主要目的是為了解決測繪行業及相關工程部門高層次創新型、應用型、復合型人才緊缺的矛盾,面向生產第一線培養高層次工程技術和工程管理人才。通過培養,測繪工程領域專業學位碩士研究生應掌握所從事工程領域堅實的基礎知識和寬廣的專業知識,以及解決工程問題的科學的研究方法以及現代化技術手段,具有獨立承擔工程技術或工程管理工作的能力,具有較高的綜合素質、較好的職業素養、較強的創新能力和適應能力。基于測繪工程領域專業學位碩士研究生的人才培養目標和研究方向,構建科學的培養模式,設置合理的課程體系,對實現人才培養目標至關重要。
2測繪工程領域專業學位碩士研究生的培養模式
根據人才培養標準,借鑒我國的測繪行業目前正處于升級轉型期,各事業單位、國企、民營企業單位都亟需掌握基礎理論、能從事高新技術工程的人才。從人才培養和企業需求兩方面入手,設計以下培養模式。
2.1“高校+企業+項目”模式
這種模式的核心是與企業聯合培養。以校企共建專業學位碩士研究生聯合培養基地或聯合實驗室為培養平臺,充分利用校企雙方在人才、技術、設備和環境方面的資源,優勢互補,以企業的生產或科研項目為牽引,通過共同承擔科研項目或共同完成生產項目,為專業學位碩士研究生培養提供良好的工程環境,營造真實的工程氛圍,同時創造良好的社會和經濟效益,實現合作雙贏。這種培養模式的關鍵是調動企業的積極性,讓企業能夠從專業學位研究生的聯合培養中得到利益,嘗到甜頭,彌補企業在培養專業學位研究生方面的投入,保障專業學位研究生實踐教育與科研生產緊密結合。
2.2“培養+就業”模式
這種模式是以就業為導向,兼顧研究生和企業雙方利益,保證企業能引進需要的專業人才。專業學位碩士研究生與企業雙方有合作意向后,簽訂就業意向協議。企業投入一定的培養經費,指定專門的工程技術人員作為第二導師,實際參與企業的生產和科研項目,專業學位碩士研究生畢業后必須到企業任職若干年。這樣,如果是在職學員就讀新模式的全日制工程碩士學位更容易得到企業的支持,有利于校企聯合培養基地建設,非在職人員也能較好地解決本人的就業問題,一舉兩得。
3課程體系的設置與建設
按照2009年教育部《關于做好全日制碩士專業學位碩士研究生培養工作的若干意見》有關課程設置文件精神,以培養測繪工程高層次創新型、應用型、復合型人才為目標,遵循實用性、針對性、創新性和綜合性原則,融合“卓越工程師教育培養計劃”實施方案和“CDIO”工程教育理念,參照國家“注冊測繪師”任職資格標準,構建全新的課程體系。
3.1課程設置突出職業色彩
全日制專業學位碩士研究生培養因其生源的特殊背景,所應掌握基礎知識的廣度和專業知識的深度以及研究能力和工作能力等方面特點,導致了其課程體系構建必須遵循以下規律:課程教學從強調學科內容轉變為強調學生的經驗和體驗;課程體系從單一教材轉向強調教師、學生、教材、環境因素的整合;關注學生職業背景及工程體驗,在課程教學中加重職業的色彩,強調理論性和職業性的完美統一。
3.2課程體系構建
1)以企業需求和職業能力培養為導向,構建課程體系。由于專業學位碩士教育作為具有顯著職業背景的一種學位教育,其目的是培養具有扎實理論基礎,并適應特定行業或職業實際工作需要的應用型高層次專門人才。所以,專業學位碩士研究生課程體系的構建必須從深入行業企業調研入手,認真分析行業背景、企業技術現狀和人才需求,根據國家及行業發展需求確定專業學位碩士研究生人才培養目標;以培養職業所需要的“構想—設計—實現—運行”能力為主線,對照行業企業所需的知識、技術和能力,遵循理論與實踐相結合的原則,進行職業核心能力分析與目標設計;提煉專業核心知識和能力要素,明確理論課程設置、實踐環節安排和學位論文方向等內容,以此構成專業學位碩士研究生的課程體系。2)按模塊化組織教學內容。專業學位碩士研究生課程體系構建應以職業需求為目標,改變以往以學科知識為基礎設計課程體系的傳統,按照行業企業所需的知識、技術和能力,按理論與實踐相結合的原則進行學科知識重組。為此,黑龍江工程學院測繪領域專業學位碩士研究生課程的設置從行業發展需求出發,在遵循學科和知識內在聯系規律的基礎上,以職業能力培養為主線設置課程體系。在組織課程體系時,實現教學內容的模塊化。1)公共必修課模塊:主要包含自然辯證法、外業、知識產權課程。與此同時,設置信息檢索、資源環境與可持續發展、工程建設管理、計算機網絡技術與應用等公共選修課。主要目的是使學生具備一定的政治思想品德、較高的學術基礎、較好的職業素養,重在培養專業學位碩士研究生的科學意識和必要的知識修養。2)基礎理論模塊:主要包括應用數理統計、高等應用測量、現代測量數據處理、軟件工程課程,主要目的是夯實專業學位碩士研究生的專業基礎,為專業課學習創造條件。3)專業課模塊:包括專業必修課和選修課。專業課以專業知識和實踐能力為本位進行設計,適當把“注冊測繪師”職業資格認證所要求的知識、能力和職業素養進行歸納、凝練,融合到專業學位碩士研究生教育的部分課程及相關的各種教育教學活動中,形成若干模塊化課程,為學生參加職業資格應試打下基礎,推動專業學位碩士研究生培養與國家職業資格考試內容的銜接,使學生具備一些崗位需要的專項知識和能力;根據學生可能的就業去向,設置現代工程測量技術研究及應用、地理信息工程、遙感信息工程、GNSS技術研究與應用等方向模塊課程供學生選擇。4)學位論文與專業實踐模塊:這一模塊是培養專業學位碩士研究生的綜合環節,也是比較重要的一環。它是在理論課程學習的基礎上,經過在企業的綜合實踐,結合自己所參與的實際工程項目進一步鍛煉提高專業學位碩士研究生的學術水平和職業綜合能力。
3.3與職業任職資格對接
形成專業學位碩士研究生職業素質指導與訓練研究是新課程體系建設的目標之一。依據國家“注冊測繪師”資格認證標準,以“測繪工程案例”教學及以滿足“注冊測繪師”任職資格為核心設計課程教學體系,補齊測繪工程技術人員通過國家注冊測繪師資格考試困難之短板題,專業學位碩士研究生能順利通過任職資格考試,獲得國家承認的任職資格,同時提高他們的工程技術應用能力和工程項目的管理能力。
3.4將實踐教學環節納入課程體系
目前,我國專業學位碩士研究生教育的主要手段還是課程教學,它包括理論教學和實踐教學兩種形式。以往工程實踐能力培養的缺失在課程教學方面較為突出,為避免專業學位碩士研究生課程設置一直存在的知識傳授和能力培養之間不能兼顧的矛盾,專業學位碩士研究生的課程體系構建要以提高學生工程技術應用能力、管理能力、創新能力為核心,繼承測繪工程學院辦學傳統,發揮專業學科優勢,利用合作企業測繪工程項目資源,產學研結合,企業深度參與理論與實踐課程設置、實施及管理,構建測繪專項設計實踐、工程項目設計實踐、工程項目實施實踐、工程項目管理實踐、測繪新技術應用創新實踐等實踐教學體系,以企業為主導,全面參與課程體系的構建及實施。
4結束語
教材的選擇應符合我院專業培養的要求并且應具有光電工程的專業特色,針對后續專業課程如“光電檢測技術”、“光學測量”、“自動控制原理”等要求學生具備一定的檢測技術方面的知識,再加上我院學生整體上電路方面的知識相對薄弱的特點,經過更換幾次教材,最后我們選定的是自編的《傳感與檢測原理》。根據教學大綱32個課時的要求,我們對教學內容做了如下調整:適當控制光電傳感器的學時,避免與光電檢測技術課程重復的內容(如光電導、光生伏特器件等),結合專業特色,增加一些新型的傳感器的介紹比如紅外探測器、圖像傳感器、智能傳感器等。一方面使光電學院的學生能夠及時了解當下熱門傳感器的發展動態,其能達到的性能指標,以及一些新型的傳感器的發展,緊跟時展,為學生在以后的畢業設計奠定一定的檢測技術方面的基礎,對專業知識的完善起到一定的輔助作用。結合專業特點,突出知識體系的重點和難點,特別是針對光電學院的學生以后做畢業論文或工作中可能會遇到的傳感器(如光纖傳感器、霍爾傳感器等)做重點詳細的介紹。
二、教學方法的改革探索
按照課程大綱的要求,在講授過程中,分別介紹了應變式、電容式、電感式、壓電式、霍爾式、光纖、CCD、溫度傳感器等一些經典傳感器的基本原理、特性、測量電路及其應用。各種傳感器章節相對獨立,可以適當地調整講授的順序。傳感器的講授基本遵循從組成結構、工作原理、分類、等效電路、特性參數到應用這一思路。另外結合較常見的被測量,教師適當地總結歸納常用的傳感器的使用要點及其選擇依據,如都是測量位移的傳感器,應變式傳感器、電容式傳感器或電感式傳感器在使用的時候區別在哪;又比如都是做開關,電容式傳感器和電感式傳感器在原理上是否有區別,等等。以前我校的教學模式是以課堂講授為主,根據教學內容開設少量的驗證性試驗。這種教學模式過于注重原理的分析,學生只是機械化地記住了傳感器的一些基本概念和工作原理,但是當要解決實際問題時卻感覺無從下手,缺乏對傳感器的直觀認識,甚至有學生體會不到傳感器的實際應用價值。鑒于此,我們有必要對傳統的教學模式進行探討,通過教學方法、教學模式的改革讓學生切身感受到將“傳感與檢測技術”的知識學以致用的快樂,實現傳統教學方法所未能達到的效果。
1.調動學生的積極性,激發學生學習的興趣。
教學方法改革的一個關鍵問題就是如何吸引學生的注意力,培養學生對課程的學習興趣。在《傳感器與檢測原理》課程的教學過程中,我們通過平時生活中比較常見的現象來引出相應的教學內容,如通過對吊扇和空調的對比,舉出溫度傳感器的作用;又如教室里的自動感應燈、審訊室的監聽設備、家用的電磁爐都是怎樣工作的;又如醫學上的進步:X照影技術、內窺鏡手術等如何實施;機器人如何識別周圍環境;最新研制的無人駕駛汽車怎么實現在高速路上的行駛;等等。通過分析吊扇和空調工作原理的區別,引出傳感器的重要性。這些實例大大激發了學生的學習興趣,使學生認識到了學習該課程的重要性,為學生學習該課程后續內容作了準備。
2.充分運用現代教學手段合理使用教具。
傳感與檢測技術課程的特點是原理多,公式復雜,推理較多。在傳統以往的教學中,教師在黑板畫原理圖或組成圖時,一方面圖形較為復雜占用很多時間,另一方面圖形缺乏立體感,無法形象地描述檢測過程,無法激發學生的學習熱情。因此在教學過程中,我們通過運用多媒體,讓傳感器參與的控制/檢測系統的過程和結果比較形象化、立體化,讓學生對其工作原理有了感性的認識;通過PPT,學生了解了各種不同類型傳感器的形狀,對傳感器有了比較直觀的印象。多媒體課件的引入充分激發了學生的學習興趣,活躍了課堂氣氛,使學生對檢測系統有了比較全面的認識。
3.教學與實驗相結合。
為加強學生的動手能力、創新意識并促進學生對課堂知識的消化吸收,我們設置了相應的實驗環節。通過實驗學生自己動手接觸各種不同類型傳感器并搭建其相應的檢測系統,一方面通過實驗來驗證原理,加強對基本定義的理解,另一方面增強了學生的測試技能、動手能力及實際問題的分析能力。
4.教學與科研相結合。
重視教學和科研的結合提高了學生的學習興趣并拓展了學生的知識面,比如在講霍爾傳感器時,結合實際科研,采用霍爾傳感器來定位,通過實際檢測系統,對霍爾傳感器的應用,包括霍爾元件的電路處理等進行介紹說明,加深學生對霍爾效應和對霍爾傳感器工作原理的理解。又比方說,要設計一個測溫系統,我們根據不同的測量溫度和精度要求會選用不同的溫度傳感器。又比方結合我校光學工程的特色,在他們比較熟悉的光學類的科研項目中,通過具體的項目介紹各種不同光電類傳感器的選取依據,包括不同類型的光源的選取。通過傳感與檢測原理知識在實際科研中的應用,學生可以更了解傳感與檢測原理課程學習的重要性。這種模式使學生認識到了傳感與檢測技術在科研中的重要性,并激發了學生學習的熱情。
5.教學與生活、社會需求相結合。
目前,部分同學缺乏對課程學習的興趣,不了解對本課程學習的意思,光學工程專業部分同學甚至認為跟他們以后的工作、研究方向沒有關系,缺乏上課的積極性,不能很好地集中注意力。再加上枯燥理論的學習讓他們很難集中精神聽課,因此,在課程的講授中最為重要的就是如何培養學生的學習興趣,激發他們對本課程的學習熱情。在知識點的講授過程中,根據專業方向的不同,要有側重點,通過一些熱門的話題或他們比較感興趣的話題引出知識點,如在介紹一種傳感器的時候,通過列舉一些現實生活中較常見的現象或者儀器,比如在介紹應變式傳感器的時候,首先向學生介紹他們較為熟悉的電子秤重計的工作原理等,在介紹電感式傳感器時可以先給大家介紹竊聽器、拾音器等他們比較感興趣的設備和比較感興趣的話題。讓學生比較直觀地了解不同傳感器的工作原理以及它的應用,讓學生認識到,傳感器在我們平時生活中隨處可見,提高其學習的積極性。
三、結語
工程經濟學課程建議學時為64學時,課程內容依據工程造價專業“專業課程與實訓項目表”中的“技能考核項目與要求”工作項目設置。以項目可行性研究中常用的經濟評價方式為典型工作過程,以來源于實踐的案例為載體,對課程內容進行序化。通過教學模式設計、教學方法設計、教學手段的靈活運用、教學目標的開放性設計、教學考核方法改革等,保證學生專業能力、方法能力和社會能力的全面培養。
2課程目標
工程經濟學課程的總目標是培養學生節約意識、經濟分析能力、方案選擇與評價能力,具體目標分為能力目標、知識目標、情感目標,其中能力目標包括能進行基本經濟計算,能進行方案比選,能進行工程項目的財務評價,能進行工程項目的國民經濟評價;知識目標包括掌握資金時間價值的基本概念、基本原理與計算方法,掌握各種類型方案的經濟比選方法,熟悉投資估算與融資的相關知識,掌握工程財務評價與經濟評價方法;情感目標包括能把資金和人類勞動相結合,尊重資金的價值規律,培養節約意識以及正確合理地使用資金的意識,培養良好的職業道德,遵守財務制度及稅法規定,對所學知識活學活用,能用經濟知識解釋日?,F象,培養對新知識、新技能的學習興趣與創新能力。
3內容標準
在教學中可將工程經濟學課程的教學內容分為三個板塊:基本原理板塊、方案比選板塊、經濟評價板塊?;驹聿糠忠髮W生通過系統掌握經濟分析的基本原理、基本技術方法,能用基本經濟理論解釋日常的經濟現象、解決簡單的經濟問題,這一部分建議分配18學時;方案比選部分要求學生通過掌握不同類型方案的比選方法,能夠從不同方案中選出最優方案,這一部分建議分配12學時;經濟評價部分又分為財務評價和國民經濟評價,財務評價部分建議分配16學時,要求學生通過熟悉財務評價的方法、步驟,能根據給出的資料運用所學知識進行財務評價,以判別項目的財務可行性;國民經濟評價部分建議分配14學時,要求學生通過熟悉國民經濟評價的原理、方法、步驟,能根據給定的材料進行國民經濟評價,以判別項目的經濟可行性。另外可以安排4個學時的機動學時以供任課教師靈活掌握。
4教學實施
4.1教學方法
主要采用課堂練習法、案例分析法、主題討論法、課外實踐法等多種教學方法,并注意講課時巧用表達技巧。課堂練習法:邊講邊練,及時鞏固所學知識。案例分析法:此方法貫穿了整個教學的全過程,每一部分的知識都有相關案例與之配套,有的是通過案例分析引入所學知識,有的是教學過程中不斷引入相對應的案例,通過案例讓學生更深刻地理解所學知識。主題討論法:不定期地選擇具有現實意義的主題內容組織學生進行討論,通過教師引導,激發學生的學習欲望和熱情,引導學生獨立思考問題,學會搜集相關信息資料,在小組內討論,并總結討論結果,在課堂上大膽發言。此過程中一定注意教師的身份,以學生為主,教師只是引導者。通過主題討論法,可以增強學生對知識的記憶與理解,從而達到教學目的。課外實踐法:通過讓學生親自到社會中實踐來學習相應的經濟分析知識。巧用表達技巧:多用比喻、舉例等方法,靈活表達,讓道理淺顯易懂。多種教學方法的靈活應用,能夠激發學生的學習熱情,增強該門課程的教學效果。
4.2考核評價
對學生的考核評價應結合課堂發言、課后作業、學習主動性、操作技能等方面,采取過程評價與結果評價相結合、理論評價與實踐評價相結合的模式,重點評價學生的職業能力;注重平時的評分匯集。成績的具體考核主要從學生的出勤情況、實際動手能力、理論知識的運用與掌握情況、完成作業情況等方面進行評定,制定評定標準。在教學中可劃分學習小組,每一知識模塊學完后,由小組對各個同學的學習表現進行內部互評,由老師結合學生的考勤、筆記、作業及發言進行打分,最后加權平均給出本階段學習成績。為鼓勵學生日常學習積極性,可將平時成績比重提高,將期末考試成績比重降低。
4.3教材選用與編寫
選用教材時,教材內容應與工程技術緊密結合;深度應符合高職高專的學生特點,以理論知識夠用為度、注重實踐能力的培養;知識點應前后呼應,安排合理;教材的編寫應符合該課程標準要求;應多附一些案例和練習;項目選取要科學、符合該門課程的工作邏輯、能形成系列,讓學生在完成項目的過程中逐步提高職業能力,同時要考慮可操作性。
4.4教學條件
教輔材料要力求接近實際,最好是來源于生產生活實際的案例與情境,并開發課程的習題、參考文獻等內容,向學生開放,以利于學生自主學習;教師資源方面應由專業知識豐富的教師授課;班級容量不宜過大,最好單班授課,班容量不超過60人,以保證教學質量;充分利用各種信息技術,例如網絡、多媒體課件等,為學生提供學習的便利條件。例如加大課程的網絡資源建設,把與課程有關的文獻資料、教學大綱、電子教案、教學課件、習題、教學視頻、經濟分析的相關前沿信息、與職業資格考試相關的資料、學生與教師的互動等都放到網上,充分地為學生的自主學習提供環境條件;該課程課內實訓可在教室完成,課外實訓可通過畢業實習由學生選擇性完成;根據專業特點開發教學課件、案例庫、試題庫,以應用于教學與學習各環節,支持課程教學和學習過程。
5其它說明
【關鍵詞】:化學工程;系統;和諧;辯證法
自然界中的和諧系統比比皆是,大至宇宙,小到原子;地球生態系統是和諧的,動植物群落是和諧的,人類社會體系是和諧的,健康的人體更是一個絕妙的和諧體。所有這些和諧系統遵循著同樣的辯證綜合的規律,具體可以歸納出三條:1.統一律;2.層次律;3.進化律;所有和諧系統具有同樣的性質:1.開放性;2.自組織性;3.非線性;4.無限發展性[1]。當愛因斯坦把大半生致力于統一場論時,其哲學上的需要相對物理學上而言或許要來得大,面對物理學的系統和諧,理論規則的分立是不能令他覺得滿意的。而化學工程的發展是不是因循同樣的哲學歷程呢?
在化學工程作為學科開始被重視之前,化學工業已具有了相當的規模,各種具體的工程與工藝都被獨立開來,在認識上是被分為各門特殊的知識,因此,當國外高等院校在十九世紀末開始設置"化學工程學"時,開設的課程大多是學習當時化學工業的各種工藝學,"化學工程"的概念在當時還是相當模糊的,在理論上充其量是化學與機械的一種混合(amalgam)。然而這種理論混合的模式在德國人看來卻是很正統的,即使在今天,他們也避免專論"化學工程",而是稱之為"過程工程"(ProcessEngineering),這一名稱實際上要比"化學工程"的范疇更廣,甚至更為準確,凡是涉及一定流程與工藝的領域都是適用的。但我們習慣上還是沿用"化學工程"的名稱。
二十世紀開始,化學工業迅猛發展,在社會經濟中占的比重越來越大,客觀上需要化學工程學科的發展和支持。隨著生產力的發展,人們對事物運動規律性的認識也愈來愈深化,愈來愈有概括性。伴隨著其他領域科學技術的快速進步,人們逐漸認識到化學工業中各門看似不相干的工程和工藝中存在著共同的物理特性。1901年,美G.E.的Davis《化學工程手冊》的發表,初步提出了"化工物理過程"的原理。1900年始,以合成氨、純堿、燃料等為代表的近代化工廠出現,如1913年,德哈勃-博施法高壓合成氨技術的產業化,星火燎原的,化學工業呈現出巨大的發展前景。到了二十年代,美MIT的一些學者提出:不管化工生產的工藝如何千差萬別,它們在眾多的典型設備中進行著原理相同的物理過程。1920年,美MIT成立了第一個嚴格意義上的化工系,時W.K.Lewis任系主任。1922年美國化工學會認同了新的見解,引出了"單元操作"(UnitOperation)的概念,這一概念在蘇聯時期和我國則廣泛稱為"化工原理"。
1900年始的"分離工程"研究使"單元操作"的概念日趨成熟。被稱為單元操作的過程主要有流體流動、傳熱、干燥、吸收、蒸發、萃取、結晶和過濾等,以這些單元操作作為研究和學習的主要內容,是化學工程學科在二十世紀前半期發展的核心,其理論迅速成為發展化學工業的重要基石。這種把千變萬化、千差萬別的過程和工藝概括成"單元操作"是生產力發展到一定水平的反映,是化學工程學從"個性"到"共性"的第一個哲學性概括,是在一個系統整體性把握的高度上建立了一門技術科學,體現了系統科學發展的和諧統一規律。
隨著"單元操作"概念的確定,另一方面,化學工程學科中重要支柱之一的"反應工程"亦逐漸浮出水面。從最初的德Winkler流化床煤氣化爐的應用到德Bergim-Pier三相液化床煤液化工藝的開發,又到1931年丁納橡膠和氯丁橡膠的投產,化學工業上發展的高峰持續不絕,1940年美國FCC煉油開發成功,成為石油化工的起點。直到1957年,歐洲第一屆反應工程會議,明確提出"反應工程"的概念,成為化學工程學科的重要組成部分,是化學工程學的進一步和諧統一。"反應工程"的建立,乃至今日仍備受困擾的"過程放大效應"問題,及從"逐級放大"到"數模放大"的研究都帶動了"化工過程系統工程"的發展,并共同體現了系統科學發展的和諧層次律。
就在"反應工程"發展的同時,"單元操作"得到了更加深刻的認識,人們發現各單元操作之間存在著更為普遍的原理,"過濾只是流體傳動的一個特例;蒸發不過是傳熱的一種形式;吸收和萃取都包含著質量的傳遞;干燥與蒸餾則是傳熱加傳質的操作……"[2]于是單元操作可以看成是傳熱、傳質及流體動量傳遞的特殊情況或特定的組合。這種認識的深化過程并沒有停止,人們進一步又發現了動量傳遞、熱量傳遞和質量傳遞之間的類似性。于是從二十世紀50年代開始,人們綜合了以往的成果,開始用統一的觀點來研究三種傳遞過程。1960年,美威斯康辛大學(Univ.Wiscosin)的R.B.Bird教授出版了《TransportPhenomena》一書,系統地采用統一的方法來處理三種傳遞現象,從此化學工程學科的核心過渡到了"三傳一反"的系統性概念。"三傳"的研究是系統科學和諧進化律的又一體現,使化學工程學達到了一個新的整體性高度,這種高度的和諧統一是對客觀世界本質性的認識,并在學科上反映出了系統科學的基本原理和性質,其影響力是普遍性的,是跨學科的,不僅使"傳遞原理"成為化學工程學的重要基礎,同時在生物工程、機械、航天和土木建筑等工程學科上也具有重要意義,并日益成為工程專業共有的一門技術基礎課,只是側重點有所差異而已。
至此化學工程學科自身經歷了一系列的演化和發展,并在短短的一個世紀中達到了一個前所未有的高度,涵括了眾多的生產和應用領域,如醫藥、化肥、能源、材料、航天、冶金、日用化學品等,每年為社會提供數以億噸計的千百萬種產品,是人們衣、食、住、行須臾不可離開的物質基礎,為社會繁榮作出了巨大貢獻。然而事物總是一分為二的,從人類發展最為激動人心的口號"征服自然"到今天龐大的工業化進程,地球自然生態系統遭遇了前所未有的嚴峻局面,這之中,化學工業是造成大規模環境污染及惡性重復污染的主要過程之一,化學工程學科需要肩負起新的使命。1990年,"生態化工"(Eco-ChemicalEngineering)的概念提出來了,相應在化工生產和過程工藝中提出了"清潔化工"和"綠色化工"的概念,因時應勢,化學工程學開始了系統科學的自組織過程,這也是和諧系統對立統一發展的需要。在系統科學看來,自組織是和諧系統的基本性質之一,只有自組織系統能通過外部和自身內部的不斷協調、整合,在適應環境的同時保持自己的特性并產生新的功能。從自發到自覺地,化學工程學吸收了自組織的理論,不斷在廣度和深度上充實、完善和發展。隨著新世紀的到來,世界正發生著全球性的變化,經濟、社會、環境和技術等領域都面臨著新范疇新理念的變更和沖擊[3]。化學工程學科需要因應時展而改變傳統的限制,不斷有新的概念提出來,如化學工程應是伺機而待的專業(aprofessioninwaiting);化學工程師必須"besteepedintechnology",能夠創新、開發、變換、調控和適應取代;化學工程學科要從"ProcessEngineering"達到"ProductEngineering"再到"FormulationEngineering"。進一步的綜合認為,化學工程學關注著同時發生在非常廣泛的時空跨度內的現象,必須具備多尺度、多目標的方法來達到過程的總體優化。涵括了五個方面[4,5]:
①Nanoscale(納觀尺度):研究量子化學、分子過程與分子模擬等。
②Microscale(微觀尺度):研究微粒、氣泡、液滴、控制界面膠束和微流力學規律等。
③Mesoscale(介觀尺度):研究換熱設備、反應設備、塔器以及傳統的"單元操作"和"三傳一反"等。
④Macroscale(宏觀尺度):研究生產裝置和生產過程等。
⑤Megascale(兆觀尺度):研究環境過程和大氣生態過程等。
于是化學工程學的核心轉變到了"多尺度、多目標擇優"的概念,化學工程學科又到達一個新的和諧統一的高度,進入了更高層次的系統工程領域。
新的發展的深度促使化學工程學科作出了一定尺度的"分化",然而這還遠未結束,人們對世界的認識還在不斷探索不斷深入,一個更深刻更普遍也更一般的問題已經觸到了化學工程學科的神經,觸到了化學工程學的認識本質,并促使化學工程學需要有新的"融合"。這一問題就是"非線性及其包涵的混沌原理",相對于"線性"是人類認識客觀世界的基本工具,"非線性"則是客觀世界的本質特征,是"線性"反映的目的,是從科學角度看待世界的一種和諧統一;而在對"混沌發展"的研究表明,"混沌運動的普遍存在,揭示了自然界中實際系統發展演化的新行為,混沌態的自相似性使這種時間演化表現為一種空間結構,而且以其不同空間尺度上的相似性,揭示了系統復雜運動的統一性。這種統一性是一個觀察"整體"的問題,只有在長時間范圍(因為混沌運動是一種長時間行為)和更高層次復雜性中才能顯現出來。"[6,7]這一問題涵蓋了自然科學和人文社會科學的眾多領域,具有重大的科學價值和深刻的哲學方法論意義。馬克思曾經預言:"自然科學往后將會把關于人類的科學總括在自己下面,正如關于人類的科學把自然科學總括在自己下面一樣:它們將成為一個科學。"從這一角度上,"非線性"問題是這種過程一體化的契合點以及整體認識論上的共性[8]。當站在這種整體性的高度上,化學工程學科獲得了全新的視野和更強大的分析解決問題的能力,并最終具有了學科融合的基礎。
在整個化學工程學科的孕育、誕生和發展過程中,始終交織著學科的"分化"與"融合",除了上述尺度(scale)上的分化以外還有著所謂的石油化工、精細化工、高分子化工等專業上的分化;另一方面,作為近代工程技術,它又是自然科學(化學、物理等)和技術科學(機械、材料等)的融合。正如物理學家普朗克(Planck)所指出的:"科學是內在的整體,它被分解為單獨的部分不是取決于事物的本身,而是取決于人類認識能力的局限性,實際上存在著從物理到化學,通過生物學和人類學到社會學的連續的鏈條,這是任何一處都不能被打斷的鏈條。"事實上,當化學工程學科的核心發展到"非線性混沌系統"時,實現科學的融合已是其客觀系統性的需要,它需要強有力的非線性解算能力和綜合分析能力。基于人工智能和神經生物學的人工神經網絡(ArtificialNeuralNetworks)技術為這種系統性的融合提供了新的思路和途徑。人工神經網絡特有的信息處理能力在愈來愈多的領域中展現出廣闊的應用前景,它具有如下特點[9,10]:
①學習:神經網絡可以根據外界環境修改自身行為,這使它比其他任何方法接受自身感興趣的外界信息更敏感。
②概括:經過學習訓練后,神經網絡的響應在某種程度上能夠對外界信息的少量丟失或自身組織的局部缺損不再很敏感,反映了神經網絡的健壯性(魯棒性),即工程上說的"容錯"能力。
③抽取:神經網絡具有抽取外界輸入信息特征的特殊功能,在某種意義上可以說它能"創造"出未見的事物。
④模擬:神經網絡由眾多的神經元組成,以并行的方式處理信息,大大加快了運行速度,可以逼近任意復雜的非線性系統。
當然,神經網絡并非十全十美,其自身的發展就曾經歷過相當曲折的過程,但是,人工神經網絡(ANNs)特性的融合將是化學工程學科發展到非線性核心系統的自組織適應和需要。例如采用神經網絡設計的控制系統,適應性、穩定性和智能性均較好,能處理復雜工藝過程的控制問題,也使得化學工程師不但也是機械工程師,還首先是系統工程師,并能從最一般的非線性原理出發,解決實際過程的創新、應用、開發、生產等問題。
生產力的不斷發展,科學技術的持續進步,人類認識自然和改造自然的不斷深化,化學工程學科必將不斷"分化"和"融合",體現出和諧系統的無限發展性質。
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化學工程與材料學科相互支撐發展的這種態勢導致了新興交叉學科——“材料化學工程”的誕生。它是將傳統化學工程與材料學科交叉融合,以化學工程為基礎和手段,面向生物材料、高分子材料和無機材料制備及應用的一個新興學科。它既是化學工程學科內涵的拓展和應用領域的外延,也是學科間的交叉滲透,符合當今社會的需求和學科發展的必然規律。材料化學工程學科的內涵主要表現在兩個方面:一是應用化學工程的理論與方法對材料生產與加工過程進行系統的研究,其目的在于在材料高性能化的同時,最大限度地降低材料生產對于資源、能源的消耗和環境污染,實現材料制備的高質量、低成本、環境友好和可循環再生利用;二是利用新材料,如新型催化材料、分離材料等發展新型高效的化工技術與理論,形成新的流程工藝和集成技術。
2材料化學工程二級學科發展現狀
近十年來,材料化學工程學科作為化學工程和材料科學與工程領域的新增長點,發展迅速。目前,國內外一些大學的化工學院或材料學院均出現了材料化工的研究領域,有的大學(如大連理工大學化工學院)甚至出現了專門的“材料化工”系等人才培養和科研機構。材料化工的交叉研究已經展示出了良好的發展前景,近年來我國在該領域取得了包括國家技術發明一等獎在內的一系列重大研究成果。2005年7月,南京工業大學經國家教育部批準,成立“省部共建材料化學工程教育部重點實驗室”;2006年5月在南京召開了第一屆材料化學工程大會,大會總結了國內外材料化學工程的研究進展,明確了我國材料化學工程進一步發展的方向和重點。2007年10月國家科技部正式批準建設“材料化學工程國家重點實驗室”?;诨瘜W工程和材料學科的交叉融合,國內多所重點院校開始在“化學工程與技術”及“材料科學與工程”一級學科下設置“材料化學工程”二級學科。2002年,南京工業大學首先在化學工程與技術一級學科下設立“材料化學工程”二級學科。隨后,天津大學、華東理工大學等知名高校開始設立“材料化學工程”二級學科。據初步調研,已經有11所重點大學設立材料化學工程,如表1所示。該學科的設置,有力地促進了“化學工程與技術”與“材料科學與工程”一級學科的交叉和融合,有利于材料化工領域交叉型人才的培養和學科建設。
3材料化學工程二級學科的建設對策
3.1重新定位“材料化工”學術碩士培養目標的定位
“材料化工”學術碩士的培養定位以工程為主,理工結合,既要考慮到與化學、化工、材料學的學科交叉以及與生物、環境等學科的滲透,又結合地方經濟和社會產業發展的需求,培養符合現代科技發展趨勢和地方產業要求的素質高、專業寬、基礎厚、能力強、具有創新精神和實踐能力、工程和工藝結合、理工結合的高素質復合型專業人才。
3.2構建“材料化工”學術碩士學位課程體系
在“材料化工”學術碩士人才培養的課程體系中強化兩個方面,一是開發新材料為基礎的化工單元技術與理論,二是用化學工程的理論與方法指導開發材料制備技術,因此,設立與之相適應的學位基礎課和學位必修課程體系,而學位選修課緊密結合地方產業發展,突出特色。在理論課程的教學中,逐步借鑒或采用國際一流大學的教材、教學內容和教學手段,努力提高教學質量。
3.3打造“材料化工”學術碩士點的師資隊伍
引進具有企業背景的高級工程技術人員和國外學習進修經歷的教師,發揮他們豐富的企業工作經驗和國外人才培養經歷。聘請相關企業具有工程師以上職稱的人員擔任兼職教師,給學生講授理論聯系實際內容較多的工程設計類課程,突出應用型人才的培養,豐富課堂教學內容。另外,有計劃、有目的地選派高學歷、高職稱的教師到企業掛職鍛煉或國外進修,進一步提高他們的企業工作經驗和國外學習經歷。
3.4建立“材料化工”學術碩士的教學管理體制
一是圍繞研究生課題的研究方向,理論教學不再單獨突出“化學工程與技術”和“材料科學與工程”,而是強化交叉性和相互滲透性,再結合科學研究,既滿足了“材料”“化工”交叉與滲透的理論教學的要求,又可讓理論來支撐科研的深入開展;二是科學研究中強化理論基礎,構建解決科學問題的理論體系。研究生采用化學工程的理論與方法開發材料制備技術,同時也運用在開發新材料為基礎的化工單元技術與理論解決相應的科學研究的關鍵技術問題。這種體制強化了“材料”“化工”交叉與滲透性的理論教學,同時也促進了科學研究,建立了既增強研究生理論學歷,又培養了學生科研能力的教學管理模式。
4結論
油氣儲運各個系統都是由管道、儲罐和儀表設備等組成,他們的建設都離不開儲運工程施工。油氣儲運工程施工課程(以下簡稱“施工課程”)教學較全面地涵蓋了油氣儲運專業各系統的工程施工知識,與工程實踐密切聯系,學習本門課程,有助于培養學生的工程意識和工程理念,工作中可以較快接受各類管道、聯合站和油庫設計、監理、管理和施工等工作[1]。施工課程是我校儲運工程本科專業在大二第二學期開設的專業選修課。學習的目標就是使學生系統完整地掌握和廣泛地了解與油氣儲運施工相關的基礎知識、儲運各項工程的施工工藝、設備、機具及施工管理理論與理念等。但對于沒有任何工程實踐經驗的學生來講,直接課堂講述學習儲運工程施工的內容,學習方法太過單一,學習效果明顯不佳。另外,近年來,在我國快速發展的長距離、高壓力油氣管道建設和大型儲罐建設中,涌現出大批新設備和新技術[2]。在新時代里,如何能夠滿足應用型技術人才的培養目標?如何能提高學生運用儲運施工課程所學知識分析、解決實際工程問題的能力?這就迫切要求教師從實際存在的問題出發,及時補充和更新施工內容,不斷探索和改進新的教學方式和方法。
2深入了解課程現狀和存在的問題
為了能夠掌握學生的需求,更有效地對施工課程進行改革,從學生的角度出發,調查學生對該課的滿意程度,通過對期末完成本課程的本科學生進行調查,結果顯示,60%左右的學生認為,影響出勤率或學習情況的主要因素是個人的學習態度問題,從主觀上,他們對選修課就不夠重視;40%的學生反映在課上主要是基礎理論知識的學習,而這些理論知識通過自學也可以學會,從而降低學習積極性;50%的學生認為教師的教學表現(態度、水平和方法等)對課堂的影響程度比較大;在教學意見上,多數同學認為,教師應多于學生進行互動,促進師生交流,有利于提高學生的聽課質量;另外,考核方式太過記憶性,應進行改革等。僅60%的學生對課堂教學達到基本滿意。通過分析,總結出在施工教學中存在的一些問題:(1)以往教師在課堂上的教學方式和手法較為簡單,主要是課本理論知識的講授,使施工課程顯得枯燥乏味,教學中就難以充分調動學生的學習積極性;(2)隨著我國大型油氣輸送和儲存設施的建設,油氣儲運施工技術也在不斷進步,而課本不能及時更新,在課本上介紹的一些施工方法與現在現場使用的施工方法就會有所脫節,因此,專業教師要時刻關注施工技術的進展,及時把施工中的一些新技術充實到課堂中,并應排除當前已不再施工現場應用的技術和方法(3)對于教師,教學知識的不斷更新,工程經驗的不斷積累,都需要結合現場施工情況,需要積累大量的現場施工技術資料,而現場資料的收集是比較困難的。(4)學生主要集中在課上時間學習施工知識,在課下缺少相應的課程設計練習或實踐練習,在有限的課堂時間,學生往往由于缺乏對施工的感性認識[2],對施工內容的理解也不夠深刻。(5)學生普遍對選修課程的重視程度不夠,使得學生的出勤率和學習積極性明顯降低。
3“油氣儲運工程施工”課程教學改革的探索與實踐
施工課程是一門只有32學時的選修課,特點是具有較強的理論性和工程實踐性[3],涵蓋的內容繁多。要切實解決在施工課程教學中所面臨的問題,就要結合課程實際情況,優化施工課程內容,突出課程的基礎性、實踐性和先進性[4],并且通過不斷的改革教學方式和方法,以期達到教學大綱的培養目標。
3.1從學生本身出發,引起學生的興趣
新學期,學生在開啟一門新的、未知的課程時,要引起他們的興趣,抓住并持續保持他們的注意力,那么,教師在開始授課時,就可以用學生已知道的東西或學生普遍關心的問題來講授,再慢慢地有計劃地把他們從熟悉的地方牽引出來。對于施工課程來說,在開講前,可以先展示我國正在建設和已建成的長輸油氣管道、石油戰略儲備基地的概況等,這樣,就需要大量從事工程設計、施工和管理的工作人員。學生認為該課程對將來工作是非常實用的,就會積極主動地去學習。
3.2改變教學觀念,創新施工教學模式
以往的施工課程教學模式,多是教師以講授施工工藝和技術等內容,比較單調,學生學習缺乏主動性,只被動地聽課、記筆記。這種授課方式對沒有任何施工經驗的學生來說,很難促使他們去深入地思考、分析問題,也不利于學生智力的提高,學生很快就對該課程的學習失去興趣。因此,在教學中,教師要摒棄以往的教學觀念,尋找新的教學模式,使學生積極主動地參與到課堂中。比如,在講課之前,給學生一個與儲運施工相關的工程案例,利用課堂時間,先幫助學生分析資料和方案,通過學生自己的思考,讓學生明白儲運施工的流程,并不斷地幫助學生逐步理解基本理論、分析和解決施工過程中遇到的難題。這樣,教師營造一個讓學生自主思考和學習的環境,幫助學生逐步理解施工課程的相關內容,以教促學,既提高了學生的學習興趣,也對學生工程思維能力的培養起到非常重要作用。
3.3積累教學資料,采用多樣的教學方法與手段
(1)積累施工教學資料,采用豐富的多媒體教學手段,把施工內容變得圖文并茂,使得施工課程也生動起來,以此來吸引學生的注意力,引起學生得興趣。教師通過不斷地搜集施工現場圖片和視頻、查閱大量文獻、會議等資料,把一些新的施工技術充實到教學資料中。在制作PPT課件時,首先要明確課程學習的主要內容,使各章節的重點和難點問題突出,然后結合收集到的大量施工現場圖片和視頻資料等。這樣,在課程學習中,學生就逐漸會對施工有更感性、更清晰的認識。(2)在課程教學中,可適當地采用啟發、分析和比較等多種教學方法,激勵學生不斷思考,促進學生在智力上和工程思維能力上的發展。如在“定向鉆敷管穿越”的教學中,針對管道敷設遇到障礙物和定向鉆施工過程提出問題,學生通過思考,得出自己的初步施工方案,再通過老師的講解和演示,明確具體的解決方案,這種直觀、生動的視頻引起學生興趣,使學生思維也活躍起來。(3)設置課上討論環節,活躍課堂氛圍?,F在學生與網絡接觸頻繁,獲取資料方便,為擴展學生的施工知識面和提高學生資料查閱的能力,把學生分成若干組,分組布置施工課程作業和思考問題,學生通過課下查閱、分析資料,想出解決問題的各種方法,利用課堂幾分鐘分享和討論,激勵學生自學,激勵他們深入思考,也取得了良好的討論效果。這樣,既使學生養成主動學習和善于思考的習慣,通過小組合作、討論、評價,也增近同學間的交流,使團隊合作能力和責任意識有所提高。
3.4改革課程考核方式,綜合考核學生能力
僅用記憶為標準的考核方式評價學生施工課程的學習能力,是不能滿足應用技術型人才培養目標的。所以,需要改革施工課程的評價標準,考核成績包括三方面:學生平時表現,出勤率、小組課堂討論、作業等,占30%;施工大作業,設置綜合性的大作業,考查學生的思維能力、在實際工程問題中理論與應用相結合的能力,鞏固課程教學效果,占30%;期末考試包括施工基礎知識和綜合性的問題,不僅僅是測試學生的記憶,還要測試學生對知識的理解,占40%。這樣,學生理解的東西和思考的東西才能成為自己的知識,也綜合性地考核了學生的學習能力。
4結語
施工課程在教學改革的探索和實踐中,本著以學生為主,把培養應用技術型人才為目標,在施工課程內容和形式上不斷進行補充和改進,教學效果有所提高,畢業學生對該課程的滿意度也顯著提升。
作者:李洪言 單位:中國石油大學勝利學院油氣工程學院
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由于工業設計專業是一個偏向產品和外觀設計的專業,對于學生的培養更多的是美術、色彩、人機工程等相關的設計類課程?!豆こ塘W》作為為數不多的理工課程存在于教學大綱中。錢學森先生曾說:“力學+計算機將成為21世紀工業設計的主要手段?!边@句話從根本上說出了力學在工業設計的地位。設計產品的外觀,從某種意義來講屬于藝術設計范疇,工業設計指通過合理規劃(外形、功能、色彩、裝飾等)設計符合人們生活和生產需要的工業產品的過程。為了實現設計產品的目標,從業者需要憑借訓練、技術知識經驗、對材料和結構的掌握程度進行設計而不是憑空想象。
2.《工程力學》課程教學思考
2.1鼓勵為主,盡量用通俗易懂的方法調動學生的積極性
根據學生的生活經驗,創設學生感到親切的情境。由于工業設計專業的特殊性,教師可以盡量在工業產品設計過程中引入力學概念,如自行車設計中的車輪設計引入運動、座椅的設計中引入拉壓彎扭等材料力學概念,等等。將工業設計中的某個細節放大化,從力學角度進行講述。讓學生覺得產品設計和力學息息相關,對力學產生學習興趣和探索欲望。2.2合理調整學習內容,適當降低學習難度
2.2合理調整學習內容,適當降低學習難度
由于力學課程的學習需要一定的數學基礎,并且課程內容比較抽象,多數是在力學模型基礎之上的,使學生在學習過程中存在一定的困難。在教學中應當對學習內容進行調整。
2.2.1調整學綱,減少對理論性研究性內容的學習。從課程設置來講這些屬于必須要求掌握的內容,但是對于工業設計專業的學生而言,部分內容是多余的。工業設計主要是培養一部分產品設計人員,產品設計人員大多指產品的方案設計,而具體結構設計將交付給結構設計人員進行具體設計。產品設計人員只需要在對產品整體功能和人體工程學很好地把握的基礎上進行產品功能設計和產品材料選擇即可。對材料力學部分的強度理論、能量法等研究性內容的學習進行簡單地講解即可,重點強化拉伸壓縮彎曲扭轉和壓桿穩定的內容學習。2.2.2強化概念的理解和掌握,適當減少計算作業量。
3.針對工業設計專業《工程力學》教學內容的調整
包含剛體靜力學(受力分析、力系簡化、平衡方程、摩擦)、材料力學中的拉壓彎剪扭及組合變性條件下的內力計算及強度校核的方法、一般內力圖的繪制、穩定分析即可。因為在掌握這些基本知識的條件下即可進行常規設計,并且在學習理論知識的同時,需要增強學生的動手實踐能力。在學校課程設置合理的前提下,可以適當介紹一些和工業設計相關的力學計算軟件,盡管軟件學習增加了學習難度,但是學好這些軟件對于加深對課程的理解及今后產品設計都將是一種助力。
4.結語