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隨著科學技術迅猛發(fā)展以及對工程人才素質(zhì)的高要求,靜態(tài)的課堂教學無法直接滿足企業(yè)對于材料工程師的要求,我們針對“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”的要求,對學生加強工程實踐教育,工程意識培養(yǎng),提高工程實踐能力和知識的綜合應用能力,引入最先進的專業(yè)技術,積累工程實踐經(jīng)驗,是卓越工程師班教學改革中最核心的部分。
(一)強化主干課程,更新教學內(nèi)容基于上述指導思想,通過走訪與材料專業(yè)相關企業(yè)的專家、校友、教師和部分在校學生,邀請企業(yè)專家、校友、教師座談等形式,對材料卓越班的課程體系和教學計劃進行修訂。具體方案為:首先,強化材料科學的主干課程,特別強化實踐環(huán)節(jié),大幅度提高專業(yè)課程的實踐學時比例。新課程體系直面工程,在強化理論教學環(huán)節(jié)的基礎上,針對工程教育的特點,提高專業(yè)知識點講授學時與工程實驗實踐學時的比例。其次,新課程體系對現(xiàn)有課程進行了有機的融合和精簡,避免了知識點的重復講授和關聯(lián)知識間的孤立講授,特別整合和削減部分選修課,以適應學生自主學習及適應新材料發(fā)展的趨勢。同時,教學內(nèi)容大量增加相關專業(yè)技術進展,更新或重構相關知識點以適應快速的技術發(fā)展。
(二)實施典型工程產(chǎn)品驅動式課堂教學模式卓越材料工程師班進入專業(yè)課學習后,采用小班教學、單獨授課的模式,實行理論與實踐或實驗相結合,開展典型工程產(chǎn)品驅動式課堂教學模式。在教學過程中,雖然要系統(tǒng)學習材料科學與工程的基本理論、基本方法及相關的基本實驗技能,了解材料科學與工程與技術的發(fā)展趨勢,但是具體以工程實例為對象進行講授,工程實例貫穿在整個教學過程中。例如,在金屬材料的相關專業(yè)課中,以典型的軸承、齒輪、鋼件等產(chǎn)品為實例,從各零件的選材、金屬的熔煉、成型、設計加工、熱處理、性能測試和表面處理等六大部分貫穿了第3學年14門專業(yè)課程(圖1所示),任課教師通過教學法研究或集體討論備課將產(chǎn)品涉及的知識按照制備工藝主線有機結合,通過產(chǎn)品的制造過程驅動學生去掌握相關的專業(yè)知識,特別注重啟發(fā)學生發(fā)現(xiàn)問題,提高解決問題的能力。該模式還強調(diào)講課與實踐同步,將課堂教學的知識點同步在實驗課進行驗證,然后在第4學年前往本專業(yè)的實踐基地西北軸承股份有限公司進行企業(yè)實踐,在實際車間對該典型產(chǎn)品應用相關專業(yè)知識進行生產(chǎn),掌握分析和解決工程問題的工具和手段,達到生產(chǎn)實踐以及專業(yè)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
(三)采用注重實踐能力的考核方式考核是教學的重要部分,通過考核可以判定學生對所學知識的掌握程度,達到反饋教學效果并對教學過程進行調(diào)控的目的[5]。目前有關考核方式的改革呈多元化趨勢,其方法包括課程作業(yè)、課堂表現(xiàn)、課程報告等多目標綜合評定,形式又大都以開卷、閉卷、多試卷交叉等,來滿足差異化專業(yè)課程的要求。本專業(yè)在此基礎上,重視對學生能力的考核,推行全程化的評價方法。首先,在課堂教學過程中在實踐性較強的章節(jié)采用小工程案例設計、產(chǎn)品制造工藝設計等方式,學生組隊分工完成設計并進行答辯考核,該部分占總成績的40%—60%。例如在“材料科學基礎”的教學過程中,在金屬的結晶、鐵碳合金相圖、金屬的塑性變形等章節(jié)設計3次工藝設計,要求卓越班學生每5人為一組分工合作完成設計報告,并隨堂進行答辯,成績占總評的45%。此外,降低了期末試卷考試的比重,同時結合行業(yè)的要求,以工程實例的方式命題,取消選擇、填空、名詞解釋等記憶類題型,增加判斷、計算、論述以及產(chǎn)品設計等,使得考核重點以培養(yǎng)學生團隊合作能力、解決實際工程問題能力為主,讓考試更好地服務于卓越工程師工程實踐能力的培養(yǎng)。
(四)創(chuàng)新實踐型教師隊伍建設創(chuàng)新實踐型教師隊伍的建設是卓越材料工程師培養(yǎng)質(zhì)量的關鍵,近年來專業(yè)教研室聘請了6名企業(yè)高級技術人員作為卓越工程師班的兼職教師,協(xié)助完成日常教學、講座以及實踐環(huán)節(jié),同時還要求具有博士學位的青年教師必須前往大型國企、工程訓練中心、實驗中心等鍛煉3—6個月,以提高工程實踐能力。例如,新進教師在培養(yǎng)環(huán)節(jié)必須前往東方電氣集團、吳江工業(yè)園企業(yè)等進行工程實踐鍛煉,這些舉措使得卓越班專業(yè)教師隊伍日趨合理,為培養(yǎng)高質(zhì)量卓越材料工程師奠定了基礎。
二、構建創(chuàng)新意識及工程能力培養(yǎng)的實踐平臺
材料科學與工程專業(yè)卓越工程師實踐體系構建時強調(diào)理論與素質(zhì)并重,突出實踐能力的培養(yǎng),在原有實踐環(huán)節(jié)的基礎上,針對如何提高學生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力,從實踐時間、實踐內(nèi)容、實踐方式上進行改革,特別強調(diào)學生在真實的企業(yè)環(huán)境中進行理論與實際的結合訓練,同時注重團隊合作解決問題模式的培養(yǎng)。與此同時,培養(yǎng)過程中還穿行專業(yè)課實驗教學、開放性課題實驗以及大學生科技活動等創(chuàng)新能力培養(yǎng)環(huán)節(jié)。卓越材料工程師實踐教學體系如圖2所示,其中第1階段在材料卓越班學生入校后即進行專業(yè)認識教育,主要安排參觀材料科學與工程實驗教學示范中心和分析測試中心,初步了解專業(yè)內(nèi)涵,培養(yǎng)專業(yè)興趣,樹立卓越工程師的目標;第2階段首先在西安理工大學國家級工程訓練中心進行基礎工程訓練,培養(yǎng)基本的車、銑、刨、鍛、磨各類材料工程師的基本功。隨后進入2+4+16+18模式的企業(yè)實踐環(huán)節(jié),強調(diào)與企業(yè)的聯(lián)合培養(yǎng),其中2周的認識實習與大型國企(金堆城集團、西安遠東公司、西安西電集團、陜鼓集團、西安航空發(fā)動機公司等)合作建立訓練基地,以短期實習等方式與目前材料工程的發(fā)展緊密結合,實現(xiàn)工程實踐教育的目的;4周的生產(chǎn)實習在西北軸承股份有限公司建立了實踐訓練基地,學生進行頂崗實習,直接參與產(chǎn)品的生產(chǎn)等環(huán)節(jié),指導教師引導學生發(fā)現(xiàn)問題、提出解決方案,連通企業(yè)技術人員一起解決實際問題,從而積累工程實踐經(jīng)驗;16周的校企聯(lián)合培養(yǎng)實踐時,與大型國企構建完善的工程實踐平臺,結合專業(yè)課的學習,每人配備1名企業(yè)導師,使卓越班學生能夠借助該平臺,在機械設計、熱處理、表面強化、粉末冶金、分析檢測等方面全面訓練,培養(yǎng)與提升創(chuàng)新意識和工程問題解決能力;最后18周的本科畢業(yè)設計在前面實踐的基礎上,選取企業(yè)目前面臨的工程問題深入研究并提出解決方案。
(一)創(chuàng)新企業(yè)參與的實踐教學體系為推進卓越計劃,本專業(yè)在構建、改革培養(yǎng)計劃、課程體系、培養(yǎng)方案、教學大綱及內(nèi)容方面均有企業(yè)專家的深度參與,包括長春一汽集團、二汽集團、東方電氣、濟南二機床集團,西北軸承股份集團、陜鼓集團、西安福萊特熱處理公司等,同時,企業(yè)每年會派遣2—3名經(jīng)驗豐富的工程師來校為卓越班學生教學,內(nèi)容涉及與企業(yè)密切相關的專業(yè)知識,此外,第4學年實踐環(huán)節(jié)中企業(yè)會為每名卓越班學生配備1位企業(yè)導師,類似于師徒的傳幫帶模式,形成高校和行業(yè)企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)人才的新機制。
(二)開展以創(chuàng)新意識為導向的科技活動鼓勵卓越工程師班學生積極參加各類課外學術競賽活動,通過競賽項目的啟發(fā)式專業(yè)教學,提高解決工程或實際問題的能力。每年教研室積極幫助學生聯(lián)系指導教師制定參賽課題,動員專業(yè)課教師開放專業(yè)實驗室,指導學生參加各類科技競賽,著重培養(yǎng)創(chuàng)新意識和團隊合作能力,取得了較好的效果。僅2011級卓越材料工程師班29人中就有3人獲得國家大學生節(jié)能減排社會實踐與科技競賽三等獎,5人入選國家大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃,5人入選陜西省大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃,7人獲得省級挑戰(zhàn)杯科技競賽一等獎,70人次獲得各類課外學術活動及其他獎勵。
關鍵詞:“工程材料學”;航空航天專業(yè);教學改革
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2017)04-0124-03
“工程材料學”是航空主機類專業(yè)(包括飛行器設計與工程、飛行器動力工程、飛行器制造工程和機械工程等專業(yè))的學科基礎課程。該課程雖然僅有48學時,但承擔著為未來的航空工程師構建材料知識體系的重任,對學生今后的發(fā)展起著重要作用。本文結合近年的工作實踐,對該課程在教學要求、教學內(nèi)容和教學方法等方面的改革進行研討。
一、高度重視航空和材料領域發(fā)展對“工程材料學”課程教學的影響
材料學既是基礎科學,也是應用科學。材料科學與技術的發(fā)展,解決了很多工程領域的關鍵問題,有力地推進了相關科學和技術的進步,使得材料科學成為最活躍的科學領域,材料產(chǎn)業(yè)也成為國民經(jīng)濟發(fā)展的重要支柱產(chǎn)業(yè)。“工程材料學”以物理學、化學等理論為知識基礎,系統(tǒng)介紹材料科學的基礎理論和實驗技能,著重培養(yǎng)學生把這些知識應用于解決工程實際中提出的對材料結構、性能等方面問題的能力。作為一門重要的學科基礎課程,“工程材料學”具有較長的開設歷史,在人才培養(yǎng)中發(fā)揮了重要的作用。航空航天領域的發(fā)展對工程技術人員的能力素質(zhì)提出了更高的要求,特別是“卓越工程師”教育培養(yǎng)計劃的實施,對工程類課程建設的需求更加迫切,有必要以新的形勢為背景反思該課程的教學改革。航空以眾多學科知識、先進研究成果為基礎,已發(fā)展成為一個由多個分系統(tǒng)組成的大系統(tǒng),需要工程技術人員采用系統(tǒng)工程的方法進行綜合設計。現(xiàn)代航空技術一百多年的發(fā)展,使得人們可以在更大的范圍內(nèi)探索天空,也使得飛行器的工作條件更加惡劣,工作環(huán)境更加嚴苛。現(xiàn)代飛行器不僅要具有速度快、航程大、載重多等特點,還要滿足節(jié)能低碳等要求。材料科學技術的發(fā)展,為解決航空航天領域的諸多難題提供了可能,“一代材料,一代飛機”已成為飛行器發(fā)展公認的規(guī)律。這對航空航天工程技術人員的材料知識提出了更高的要求。在飛行器及其主要部件的設計、制造和維護工作中,要全面認識材料的性質(zhì)和特點,才能挖掘材料的潛能,充分利用材料的特性,滿足工作需要。面對航空航天迅猛的發(fā)展形勢,僅了解和掌握已有材料的知識是不夠的。具有創(chuàng)新素質(zhì)的工程技術人員,要了解材料科學與工程的發(fā)展方向和趨勢,分析材料領域的發(fā)展對航空航天領域的影響,同時要認真研究具體工作對新材料、新工藝的要求,明確材料發(fā)展的需求。在新型飛行器的研發(fā)過程中,要綜合考慮用戶對飛行器總體性能的多種要求,對各項技術參數(shù)進行統(tǒng)一的優(yōu)化。在落實對飛行器性能的要求時可以發(fā)現(xiàn),很多要求是相互矛盾的,比如飛機的航程和機動性就存在著較大的矛盾。為了獲得較好的綜合性能,需要對飛機進行一體化設計,要及時掌握各種設計方案對飛機主要材料和工藝的要求,對飛機整體結構進行綜合優(yōu)化。在此過程中,各部門工程師都需要和材料系統(tǒng)密切配合,才能實現(xiàn)信息和資源共享,降低全系統(tǒng)的風險,提高系統(tǒng)的可靠性和綜合性能。材料科學技術的迅速發(fā)展也對課程教學提出了新的要求。材料科學與技術是研究材料成分、結構、加工工藝與其性能和應用的學科。在現(xiàn)代科學技術中,材料科學是發(fā)展最快速的學科之一,在金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料、耐磨材料、表面強化、材料加工工程等主要方向上的發(fā)展日新月異,促使“工程材料學”課程內(nèi)容的不斷充實。
“工程材料學”課程要系統(tǒng)講授材料科學與技術的基礎理論和實驗技能,使得學生掌握工程材料的合成、制備、結構、性能、應用等方面的知識。早期的航空工程結構以自然材料為主,如在美國萊特兄弟制造出第一架飛機上,木材占47%,普通鋼占35%,布占18%。隨后,以德國科學家發(fā)明具有時效強化功能的硬鋁為代表,很多優(yōu)質(zhì)金屬材料被開發(fā)出來,使得大量采用金屬材料制造飛機結構成為可能,也使得研究者們投入了更多的精力于金屬材料的探索。相應地,這一時期“工程材料學”課程內(nèi)容也以金屬材料為主。上世紀70年代以后,復合材料開始在航空領域應用。復合材料具有較高比強度和比剛度的優(yōu)點使得工程技術人員對其抱有很大的希望。航空工程師首先采用復合材料制造艙門、整流罩、安定面等次承力結構,而現(xiàn)在復合材料已廣泛應用于機翼、機身等部位,向主承力結構過渡。復合材料因其良好的制造性能被大量應用在復雜曲面構件上。復合材料構件共固化、整體成型工藝能夠成型大型整體部件,減少零件、緊固件和模具的數(shù)量,降低成本,減少裝配,減輕重量。復合材料的用量已成為先進飛行器的重要標志。相應地,復合材料必然要在“工程材料學”課程中占重要地位。鈦合金的開發(fā)和應用使得飛行器具有更好的耐熱能力,提高了發(fā)動機、蒙皮等結構的性能,有效解決了防熱問題。“工程材料學”課程的教學內(nèi)容應該及時反映材料科學在提高飛行器性能方面的新應用與新進展。與此同時,其他相關學科也取得了長足的發(fā)展,使得主機專業(yè)教學內(nèi)容大幅度增加,“工程材料學”課程的教學內(nèi)容和學時之間的矛盾愈加突出。
二、認真分析專業(yè)教學對“工程材料學”課程的不同要求
“工程材料學”課程是一門重要的學科基礎課,是基礎課與專業(yè)課間的橋梁和紐帶,在航空航天主機類專業(yè)培養(yǎng)學生實踐動手和創(chuàng)新創(chuàng)造能力,提高學生綜合素質(zhì)等方面具有重要作用。在多年的教學實踐中,該課程對主機類各專業(yè)采用同一標準教學。雖然主機類各專業(yè)人才培養(yǎng)有其共性要求,但隨著航空航天事業(yè)的發(fā)展,專業(yè)分工越來越細,差異化特征也越來越明顯,因此“工程材料學”課程應該充分考慮不同專業(yè)的具體需求,結合各專業(yè)的課程體系安排教學。飛行器設計與工程、飛行器動力工程、飛行器制造工程和機械工程等主機類專業(yè)根據(jù)航空領域中的分工培養(yǎng)學生,畢業(yè)學生的工作要求有所不同,對知識結構的要求也不一樣。就材料方面知識而言,不同專業(yè)學生也會有所區(qū)別,應按照專業(yè)特點縱向劃分對“工程材料學”課程的要求。不同專業(yè)主要服務對象的材料特點是確定課程要求的主要依據(jù)。
飛行器設計與工程專業(yè)要全面統(tǒng)籌飛行器產(chǎn)品及各部件的設計和制造,主要從事飛行器總體設計、結構設計、飛機外形設計、飛機性能計算與分析、結構受力與分析、飛機故障診斷及維修等工作,要求了解材料科學與工程的發(fā)展對現(xiàn)代飛行器設計技術的影響,因此要較全面地掌握主要航空材料的性能、制造等方面的知識,了解輕質(zhì)高強材料的發(fā)展動態(tài)和發(fā)展趨勢。飛行器動力工程專業(yè)要求學生學習飛行器動力裝置或飛行器動力裝置控制系統(tǒng)等方面的知識,主要培養(yǎng)能從事飛行器動力裝置及其他熱動力機械的設計、研究、生產(chǎn)、實驗、運行維護和技術管理等方面工作的高級工程技術人才。飛行器動力的重要部件對抗氧化性能和抗熱腐蝕性能要求較高,要求材料和結構具有在高溫下長期工作的組織結構穩(wěn)定性。因此,材料在高溫下的行為、性能和分析、選擇方法應該是該專業(yè)“工程材料學”課程的重點。飛行器制造工程和機械工程等專業(yè)要針對現(xiàn)代飛行器工作條件嚴酷、構造復雜的特點,采用先進制造技術,實現(xiàn)設計要求,并為飛行器維護提供便利。該專業(yè)要求學生理解飛行器各部件的選材要求,掌握材料的制造工藝。飛行器零部件形狀復雜,所用材料品種繁多,加工方法多樣,工藝要求精細。很多新材料首先在航空航天領域得到應用,其制造技術具有新穎性的特征,設計、材料與制造工藝互相融合、相互促進的特點非常明顯,這就要求學生在“工程材料學”課程中把材料基礎打好,適應工藝和材料不斷發(fā)展的要求。雖然各專業(yè)對“工程材料學”課程的要求有所不同,但課程基礎一致。
該課程名稱為“工程材料學”,即明確其重點在于將材料科學與技術的成果運用于航空航天工程,把材料基本知識轉化為生產(chǎn)力。“工程材料學”是相關專業(yè)材料學科的基本課程,學生要通過該課程了解金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料等微觀和宏觀基礎知識,學習材料研究、分析的基本方法,掌握材料結構與性能等基礎理論,研究主要材料的制備、加工成型等技術,為更好地學習專業(yè)課程創(chuàng)造條件,為將來從事技術開發(fā)、工藝和設備設計等打下基礎。由此可見,在明確了各專業(yè)對該課程的個性化要求的基礎上,更要明確共性要求。“工程材料學”課程要培養(yǎng)學生材料方面的科學概念,提升材料方面的科學素質(zhì),扎實的材料科學與技術知識基礎是學生學習專業(yè)課程、提高綜合素質(zhì)、培養(yǎng)創(chuàng)新能力的必備條件,是進一步發(fā)展的基礎。因此,“工程材料學”課程采用“公共知識+方向知識”的模式比較合適,即把教學內(nèi)容劃分為每個專業(yè)均要求了解的材料領域知識和根據(jù)各個專業(yè)特色需要重點介紹的知識兩部分,既滿足了寬口徑、厚基礎的教學需要,又注重了后續(xù)專業(yè)課程學習和能力培養(yǎng)的要求,促進了基礎理論和專業(yè)應用的融合滲透,較好地滿足了材料、設計、制造、維護一體化發(fā)展的需要,增強了跨學科、跨專業(yè)認識問題、思考問題和研討問題的能力。
三、多管齊下建設豐富的教學環(huán)境
作為一門學科基礎課程,“工程材料學”課程要根據(jù)學校人才培養(yǎng)創(chuàng)新目標和相關專業(yè)的人才培養(yǎng)標準、方案,結合卓越工程師教育培養(yǎng)的要求,注重與專業(yè)課程體系的融合,注重與工程實踐教育的結合,注重對學生創(chuàng)新意識、創(chuàng)業(yè)能力及綜合運用知識能力的培養(yǎng)。在充分調(diào)研與分析專業(yè)人才培養(yǎng)對課程教學要求的基礎上,要對課程的教學大綱和內(nèi)容進行修訂,與相關教學環(huán)節(jié)有效整合,拓展教學活動的空間,營造良好的學習環(huán)境和氛圍,加強與后續(xù)課程及實踐活動的聯(lián)系,解決學科基礎課的教學與專業(yè)人才培養(yǎng)需求的脫節(jié)或不銜接等問題。
“工程材料學”在第四學期開設,是一門承前啟后的課程。在前期開設的課程中,“大學物理”和“航空航天概論”是兩門直接相關的課程。“大學物理”提供了學習“工程材料學”的科學基礎,認真分析“大學物理”知識點在“工程材料學”中的應用,有助于學生更好地理解相關概念。“航空航天概論”以航空航天領域的發(fā)展為主線,介紹飛行器的組成及工作原理。如果在“工程材料學”課程講授之初讓學生重新回到機庫,從材料發(fā)展的角度再次審視航空航天的進步,結合材料學的概念研究飛行器的組成及工作原理,會使得學生對該課程有比較全面的認識。在相關專業(yè)的后續(xù)課程中,有好多課程與“工程材料學”密切相關,如“飛行器總體設計”、“發(fā)動機原理”、“先進制造技術”等,如果在“工程材料學”中對有關知識點作簡單介紹,可以使學生更好地綜合分析相關概念,加深理解。在主機類專業(yè)培養(yǎng)方案中,“工程訓練”是集中式的工程能力培養(yǎng)環(huán)節(jié),其教學內(nèi)容與“工程材料學”密切相關。“工程訓練”教學內(nèi)容以機械制造工藝和方法為主,包括熱處理、鑄造、鍛造、焊接、車削加工、銑削加工、刨削加工、磨削加工、鉗工、數(shù)控加工、特種加工、塑性成型等,每一種制造工藝和方法都與工程材料密切相關。在以前的教學工作中,材料是加工對象,對材料的性能等的介紹很簡單,學生的認識較淺。如果在“工程訓練”教學過程中,針對不同的加工工藝和方法對材料作較深入的介紹,從應用的角度分析不同材料加工工藝和方法的適應性,可以促進學生把材料理論知識的學習和工程實際聯(lián)系起來。通過讓學生分析研究實際材料在加工過程中的表現(xiàn)來認識材料的性能,通過感性認識來體會材料變化的規(guī)律,把深奧的材料科學理論知識和生動形象的加工過程結合起來。這樣不僅強化了工程訓練效果,還能讓學生把材料的知識學活,留下更深刻的影響,更好地發(fā)揮學生的潛力。
航空航天主機類專業(yè)的課程設計是重要的綜合學習環(huán)節(jié)。課程設計任務一般是完成一項涉及本專業(yè)一門或多門主要課程內(nèi)容的綜合性、應用性的設計工作,通過一系列設計圖紙、技術方案等文件體現(xiàn)工作成果。很多主機類專業(yè)的課程設計涉及材料的選用、處理等方面的問題。按照教學計劃,“工程材料學”先行開設。因此,在相關課程設計中,有目的地提出材料問題,引導學生在更廣的范圍里選材,在更加深入的層面上分析材料性能,可以更好地調(diào)動學生自主探究材料科學的積極性,幫助學生把材料知識轉化為初步的工作能力,克服課程知識的碎片化傾向。
四、結語
航空航天是現(xiàn)代科學技術的集大成者,該領域發(fā)展很大程度上取決于材料科學技術的進步。材料學是航空航天工程技術人員知識結構的重要組成部分。“工程材料學”要按照現(xiàn)代大工程觀的要求組織教學,才能實現(xiàn)教學目標,提高培養(yǎng)質(zhì)量。航空航天領域和材料科學技術發(fā)展,極大地豐富了“工程材料學”的教學內(nèi)容。要根據(jù)學科領域的發(fā)展需要選擇教學內(nèi)容,按照理論實踐結合、突出工程應用的要求構建知識體系。在教學工作中,應根據(jù)不同專業(yè)的培養(yǎng)要求,深入研究材料學的基本要求和各專業(yè)的發(fā)展方向,形成“公共知識+方向知識”的“工程材料學”課程結構,提高教學效率。統(tǒng)籌考慮專業(yè)教學與其他課程的聯(lián)系,以及課程設計、工程訓練、畢業(yè)設計等教學環(huán)節(jié),以“工程材料學”課程為中心,注重課程的縱向推進和知識的橫向聯(lián)系,不斷加深對材料學的理解和掌握,培養(yǎng)多角度研究分析、跨專業(yè)交流合作、多學科解決問題的能力。
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Discussion on Reform of "Engineering Materials" Course Teaching for Aeronautic Majors
WANG Tao,ZHOU Ke-yin
(College of Material Science and Technology,Nanjing University of Aeronautics and Astronautics,Nanjing,Jiangsu 210016,China)
【關鍵詞】研究生教育;專業(yè)學位;培養(yǎng)體系
1 引言
隨著我國經(jīng)濟的迅猛發(fā)展,傳統(tǒng)的以培養(yǎng)“研究型”人才為主的研究生教育已經(jīng)不能滿足社會對高級“應用型”人才的大量需求。為適應就業(yè)和經(jīng)濟社會發(fā)展需要, 2009年國家從應屆本科畢業(yè)中增招全日制專業(yè)學位碩士研究生。具有專業(yè)學位授權的研究生培養(yǎng)單位,專業(yè)學位招生比例將逐年提高。研究生教育結構的調(diào)整要求培養(yǎng)單位重新定位不同類別研究生教育的培養(yǎng)目標,構建相應的培養(yǎng)體系,實現(xiàn)研究生教育的歷史轉型和戰(zhàn)略調(diào)整。[1]鄭州大學生物工程專業(yè)學位研究生培養(yǎng)自2004年開始,目前已經(jīng)走過了8年的實踐歷程,生源類型也從最初的僅有在職人員調(diào)整為目前的全日制研究生和在職人員兩類。為進一步提高應用型研究生培養(yǎng)質(zhì)量,現(xiàn)就鄭州大學生物工程類專業(yè)學位研究生培養(yǎng)體系的建立進行階段性總結,對專業(yè)學位研究生培養(yǎng)實踐過程中遇到的矛盾與問題提出改進的思路與設想,以便為我國、特別是河南省生物技術相關大中型企業(yè)和事業(yè)單位培養(yǎng)工程技術和工程管理高級人才,更好地服務社會經(jīng)濟建設。
2 鄭州大學生物工程專業(yè)學位研究生培養(yǎng)體系構建
2.1 獲得工程碩士專業(yè)授權點時間及招生情況。
根據(jù)國務院學位辦[2003]52號文件,經(jīng)教育部全國工程碩士專業(yè)學位教育指導委員會審議批準,鄭州大學2003年成為全國24所生物工程碩士招生單位之一,2004年開始招收在職人員攻讀生物工程碩士學位,2009年開始招收全日制生物工程碩士,至今已招生物工。
2.2 培養(yǎng)目標與培養(yǎng)方向。
根據(jù)生命科學飛速發(fā)展的特點和企事業(yè)單位對生物工程人才的需求,生物工程領域工程碩士旨在培養(yǎng)一批在生物工程領域(涵蓋工業(yè)、醫(yī)藥、食品、環(huán)保、農(nóng)、林、牧、漁等行業(yè))的企業(yè)、事業(yè)和行政管理部門從事應用研究、技術開發(fā)、生產(chǎn)管理等工作的高層次實用型、創(chuàng)新型、復合型生物工程技術和生物工程管理人才。
鄭州大學生物工程專業(yè)學位碩士研究生培養(yǎng)方向包括:發(fā)酵工程;生物制藥工程;煙草生物工程;基因工程;細胞工程;農(nóng)業(yè)生物工程;環(huán)境生物工程等。
2.3 培養(yǎng)體系構成。
2.3.1 導師隊伍:師資隊伍建設是人才培養(yǎng)的關鍵,在學校高層次人才引進與培養(yǎng)兩手抓的方針指導下,經(jīng)過8年努力,目前已經(jīng)建立了一支年青化、高學歷、結構合理的校內(nèi)導師隊伍和基地實踐經(jīng)驗豐富的指導教師隊伍。為雙導師制培養(yǎng)模式的實施奠定了基礎。目前生物工程專業(yè)學位點擁有校內(nèi)導師31人,其中教授15人,副教授16人;具有博士學位導師占90%;有過1年以上海外留學經(jīng)歷的導師占51%,年齡在50歲以下的中青年導師占93%。基地導師30人,其中具有博士學位導師占40%,具有高級技術職稱的占93%。
2.3.2 實驗室建設:充分利用學科已有的研究條件和教學資源,構建多學科交叉融合的研究生培養(yǎng)平臺。目前可用于生物工程專業(yè)學位研究生培養(yǎng)的實驗場地近3000 m2,包括12個專業(yè)實驗室,具有完備的實驗儀器及設施,如發(fā)酵設備、高效液相層析系統(tǒng)、超濾系統(tǒng)、冷凍干燥機、凝膠成相系統(tǒng)、自動酶標分析儀、多功能顯微鏡、大容量低溫離心機、落地式高速離心機、微量移液器、PCR擴增儀、超凈工作臺、恒溫培養(yǎng)箱、控溫氣浴振蕩器、超聲細胞破碎儀、純水系統(tǒng)、多用電泳儀、液相色譜分析儀、蛋白純化系統(tǒng)、蛋白質(zhì)雙相電泳系統(tǒng)等,保證了生物工程類研究生培養(yǎng)的順利開展。
2.3.3 創(chuàng)新實踐基地建設:研究生創(chuàng)新實踐基地建設是全面提升專業(yè)學位研究生綜合素質(zhì)、完善研究生培養(yǎng)環(huán)節(jié)、提高研究生創(chuàng)新實踐能力、增強研究生社會責任感、培養(yǎng)就業(yè)能力的重要支撐。通過高校與企業(yè)和相關事業(yè)單位聯(lián)合建立研究生創(chuàng)新實踐基地是學位與研究生教育改革發(fā)展的需要,更是加快高校自我建設,提高其國際競爭力的需要。我系通過導師與企業(yè)或科研院所的科研合作基礎,企業(yè)自愿申報,經(jīng)學校審核與篩選,將符合專業(yè)學位研究生培養(yǎng)要求的申報單位分批申報,目前已獲得鄭州大學正式批準的研究生創(chuàng)新實踐基地10個,還有一大批條件較好的候選單位正在建設中。
2.3.4 雙導師制培養(yǎng)模式:按照《生物工程領域工程碩士專業(yè)學位標準》要求分別制定了在職和全日制生物工程碩士培養(yǎng)方案、培養(yǎng)計劃及教學大綱;授課教師工程實踐能力強,開設了固定的學術前沿講座。80%以上論文選題來自于企業(yè)實踐,工程背景明確,應用性強。實行學校和基地雙導師培養(yǎng)模式,校內(nèi)和基地有合作基礎,導師有充足研究經(jīng)費。開題報告,中期檢查,答辯程序規(guī)范,答辯小組有基地導師參加。
3 生物工程專業(yè)學位研究生教育面臨的問題與挑戰(zhàn)
3.1 我國全日制專業(yè)學位研究生培養(yǎng)歷史短,從招生、培養(yǎng)到授予學位等環(huán)節(jié)都還缺乏成熟經(jīng)驗,許多導師還不能很好地把握和區(qū)分科學學位研究生、全日制專業(yè)學位研究生和在職專業(yè)學位研究生分類培養(yǎng)的目標要求,有些導師甚至簡單地將專業(yè)學位研究生按傳統(tǒng)的科學學位研究生來培養(yǎng),不能很好地完成培養(yǎng)應用型人才的要求。
3.2 全日制專業(yè)學位研究生學制2年,培養(yǎng)時間短,部分考生對培養(yǎng)模式和要求缺乏了解,導致目前報考專業(yè)學位研究生生源短缺。
4 生物工程專業(yè)學位研究生教育綜合改革思路
針對以上研究生教育結構調(diào)整中遇到的新問題,我們提出了以下綜合改革思路:
4.1 課程的設置:針對工程碩士專業(yè)學位研究生的特點和企業(yè)需求,注意拓寬專業(yè)知識和專業(yè)技術領域。在《基因工程》和《高等生物化學》兩門核心課程的基礎上,將《生物分離工程》、《生化反應工程與反應器》兩門課程作為生物工程領域工程碩士培養(yǎng)的新增核心課程。
4.2 研究課題確立:全日制專業(yè)學位學生入學第一年在校進行系統(tǒng)的理論學習和科研思路與技能培訓,主要由校內(nèi)導師輔導;第二年到基地完成來自生產(chǎn)實踐的課題,主要由基地導師輔導。畢業(yè)設計選題要以解決企事業(yè)單位遇到的生產(chǎn)實踐中待解決的問題為立項依據(jù)。
4.3 專業(yè)模塊設置:全日制專業(yè)學位研究生學制2年,培養(yǎng)時間短,為保證培養(yǎng)質(zhì)量,針對社會及企事業(yè)單位的需要,為專業(yè)學位研究生設置專業(yè)模塊,每個模塊具有對應的專業(yè)培養(yǎng)計劃,使學生可結合自己將來的就業(yè)興趣選擇適合的專業(yè)模塊,達到學有所專、學有所長、學用對口。設置的專業(yè)模塊有生物技術制藥、煙草工程、食品檢測技術、醫(yī)藥檢驗技術、自然保護區(qū)管理等,不同的模塊具有相應的課程設置。
4.4 考核方式調(diào)整:考核分理論與實踐兩部分,理論部分要求達到培養(yǎng)計劃規(guī)定的學分要求,實踐部分選題強調(diào)工程碩士專業(yè)學位論文應在導師的指導下,由工程碩士研究生所在單位或實習基地獨立完成,基地導師負責日常指導工作。在論文工作期間,研究生應到學校接受學校導師必要的指導工作。論文必須有一定的工作量,用于完成工程任務和論文工作的實際時間累計不少于一年。
5 結語
生物工程是生物學和工程學交叉的新興領域,是全球發(fā)展最快的高新技術之一。培養(yǎng)生物工程領域工程碩士,既是研究生教育結構戰(zhàn)略調(diào)整的需要,也是高校創(chuàng)建創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系的一個重要部分。研究生培養(yǎng)從“學術型”向“應用型”轉變要求我們在培養(yǎng)過程中注重科研成果產(chǎn)業(yè)化,解決生產(chǎn)工藝、產(chǎn)品開發(fā)、銷售環(huán)節(jié)中存在的技術難題,不僅對我們的研究生教育事業(yè)提出了新的課題,同時也為學科發(fā)展提供了新機遇。[2][3]通過與基地聯(lián)合培養(yǎng)專業(yè)學位研究生,不僅有利于學生就業(yè),還將推動高校開展橫向應用性課題的聯(lián)合研究,更好地為實施科教興國和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略服務。
參考文獻
[1] 魏國慶,張明輝. 生物醫(yī)學工程專業(yè)應用型人才培養(yǎng)模式的探索與實踐. 江西教育學院學報(綜合),2008,29(6):30-35
目前,我校工程類專業(yè)有機化學存在的最現(xiàn)實的問題是課時少,如:紡織工程專業(yè)有機化學48學時,環(huán)境工程專業(yè)的有機化學只有32學時,學生要在一學期內(nèi)學完《有機化學》課程,時間短,任務重。在課堂教學的有限學時內(nèi)如何為未來的工程型和應用性復合型人才打下良好的基礎,已經(jīng)成為我校工程類專業(yè)在有機化學教學中亟待解決的課題。工程類專業(yè)的有機化學是后續(xù)專業(yè)課的基礎,通過教學我們發(fā)現(xiàn),部分學生對有機化學的學習有畏懼感,缺乏信心和興趣,并且認識不到有機化學的學習對自身專業(yè)學習的重要性。另外,與剛學完的無機及分析化學學習比較,有機化學的學習由于有機物數(shù)量大、結構復雜、反應式多且反應條件苛刻和理論相時抽象等原因,學生普遍感到對有機化學的知識難理解,難掌握,更難運用。同時,有機化學教學體系本身還存在諸多挑戰(zhàn):有機化學由于內(nèi)容多且課時有限,教授起來很難展開和深入,導致很多知識之間的脫接,內(nèi)容的跳躍性很大,學生學習起來很容易迷惑,不容易理解,同時教師為了趕進度往往采用"滿堂灌"或"填鴨式"教學,以知識轉移為目的,學生缺乏主動獲得知識的能力,缺乏創(chuàng)新能力;有機化學的新理論、新反應、新方法大量涌視,但是教材的內(nèi)容更新落后導致傳授的知識有嚴重的老化現(xiàn)象。
二、課程教學探討
如何以傳授知識、培養(yǎng)能力、提高素質(zhì)為宗旨,通過有機化學教學方法的優(yōu)化和授課的安排,使工程類專業(yè)的學生掌握與專業(yè)相關的有機化學知識,是有機化學教師必須思考的問題,是一項艱巨的任務。"集多種教材之精華,精選組織教學內(nèi)容",根據(jù)教材對教學內(nèi)容進行優(yōu)化和補充,做到有所取舍,盡力開闊學生視野;改進教學方法和手段,使得教學內(nèi)容靈活、巧妙、生動;改革實驗教學,在加深學生對理論知識學習的同時培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題解決問題的能力,通過實驗培養(yǎng)學生學習基礎理論的主動性和興趣;考核方式的改革,把課程的考核貫穿于教學的始終,考核方式多樣化。
1.實現(xiàn)學生的主體地位
聯(lián)合國教科文組織的《學會生存》一文中講到:"如果任何教學體系只為持消極態(tài)度的人們服務,如果任何改革不能引起學習者積極地親自參與活動,那么,這種教學充其量只能取得微小的成功。"德國教育家第斯多德也說過:"如果使學生習慣于簡單地接受或被動地學習,任何方法都是壞的:如果能激發(fā)學生的主動性,任何方法都是好的。"教師需要明白學生是教學中的主體,要讓學生真正成為主角。在教學過程中要培養(yǎng)學生學習的獨立性和自主性。使學生學會質(zhì)疑、調(diào)查、探究,在實踐中學習,使學習成為在教師指導下主動的、富有個性的、合作的過程,并學會學習。要真正使學生達到這一目標,關鍵在于教師的"主導",此目標任重而道遠,而又大有可為。教師要把本來屬于學生的課堂還給學生,讓學生動起來,讓學生用更多的感官去接受知識,用他們自己的經(jīng)驗與實踐解決遇到的問題,從而學會學習。在我教授的紡織工程專業(yè)有機化學課程中,我把含氮類化合物中的重氮化合物、雜環(huán)化合物及糖類等后面的章節(jié)抽出幾個課時交給他們?nèi)ブv,讓他們自由結合成團隊去翻閱課本,查文獻,準備課件。通過這種方法,極大地調(diào)動了學生的積極性,激發(fā)了他們的興趣,內(nèi)容的掌握更加牢固和深入,同時能培養(yǎng)他們的團隊合作意識,讓他們真正認識到自己的主體地位。通過這種"讓學生走向講臺"的新的教學模式,教學工作取得了滿意的效果。
2.課程內(nèi)容的設計
教學中教師如何引導學生順利地進入"有機化學"這一學科,使學生對有機化學感興趣、具有"有機思維",是有機化學教學的關鍵問題。這需要教師仔細研究教學大綱和教學目標,特別是需要明確工程類專業(yè)學生在有機化學方面需要掌握哪些內(nèi)容,而哪些知識可以簡略。教師還要仔細研讀教材,準確把握教材的重點、難點以及教材的深度、廣度。不同版本的教材對知識詮釋的角度和深度不同,需要系統(tǒng)地研讀多種有機化學教材和專著,及時關注前沿研究,通過最新的文獻來了解最新的研究熱點和研究方向。在教學內(nèi)容的編排上,緊跟時代潮流,多媒體課件的設計要以中英文結合的形式,這樣便于學生掌握專業(yè)英語詞匯,提高學生專業(yè)英語水平,有利于學生閱讀英文教材和文獻,為以后論文的寫作和交流奠下基礎;要關注有機化學發(fā)展前沿,關注其發(fā)展動態(tài),要把最新的信息及時傳達給學生,使之感覺到目前所學知識實有用的,這里不單單是學科的前沿知識,還包括國家對行業(yè)發(fā)展的政策及國家的未來發(fā)展方向,通過這種大局觀的把握讓學生能夠了解有機化學學科的重要性,增強他們學習的興趣及動力。通過有機化學的授課,我發(fā)現(xiàn)第一節(jié)課尤其重要,第一節(jié)課效果好,往往在以后的教學中會受到事半功倍的效果,第一節(jié)課首先要做的是調(diào)動興趣,在我的教學過程中,我不拘泥于緒論,通常以有機化學領域最新的諾貝爾獎開始講起,我會向學生們介紹他們的研究成果,研究思想,及他們的逸聞趣事,通過這種方式,學生們很快能進入到有機化學這一學科,能很好的激發(fā)他們的學習興趣及科研興趣。在第一節(jié)課我主要向他們講授有機化學的發(fā)展歷史、理論思想及目前研究熱點。在平時的授課中,每節(jié)課或每一章節(jié)都以章節(jié)內(nèi)容的前沿研究熱點開始。這樣對培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思想有積極的效果。
3.課堂教學的方法
目前,課堂教學中廣泛采用了多媒體教學,多媒體可通過動畫模擬物質(zhì)微觀結構、空間結構、反應歷程及實驗過程等,將抽象的化學問題簡單化、形象化,不僅可以增加教學容量和信息量,還可加強學生對知識點的理解和記憶。但是,多媒體教學容易造成教學節(jié)奏過快,使一些學生的思維跟不上。同時,教學的過程也是老師和學生的交流和溝通過程,過快的教學節(jié)奏容易削弱老師與學生間的交流,不利于老師把握學生對知識的掌握。多媒體教學只能是教學的輔助手段,傳統(tǒng)教學中的教授、板書、練習等教學方法至今仍有強大的生命力。多媒體教學作為一種輔助教學工具,不是用的越多越好,而是要用的恰到好處,課堂上應靈活地結合多媒體、實體模型及板書等現(xiàn)代和傳統(tǒng)教學手段的優(yōu)點,使教學手段盡量多樣化,激發(fā)起學生的興趣,創(chuàng)造出良好的教學氛圍。教學中要理論聯(lián)系實際,使生活實際和有機化學聯(lián)系起來,引導學生對有機化學學習的興趣,同時增長學生們的化學素養(yǎng)。如地溝油,地溝油的煉制工程,通過有機化學專業(yè)知識分析它的成分,了解它的毒害性。還有塑化劑,講解塑化劑的主要成分鄰苯二甲酸酯的性質(zhì),水溶性,芳香性,由此引出脂類化合物的性質(zhì)及對人體尤其是幼兒生殖系統(tǒng)的傷害。通過這種案例教學,使學生更加直觀的了解有機化合物的性質(zhì),便于他們掌握基礎知識,同時逐步提高他們的學習熱情和興趣。在課堂教學中,通過提出問題讓學生們討論回答,并且對于回答的同學給予肯定,對于回答的非常好非常有創(chuàng)新性的學生給予獎勵,把獎勵和期末考試成績結合起來,對于那些非常有創(chuàng)新性想法的學生加分,通過這種方式能夠使他們回答問題很主動,對于課堂氣氛的提升牙防好處,而且有利于培養(yǎng)他們創(chuàng)新性思維,提高他們學習的積極性。
4.實驗教學的創(chuàng)新
有機化學實驗是一門重要的基礎課程,通過實驗,不僅要訓練學生的基本操作技能,同時還要培養(yǎng)嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和良好的實驗習慣,此外也鞏固和加深了學生對基本理論的學習和理解。實驗大綱規(guī)定的有機化學實驗以驗證性實驗為主,探討性試驗很少,這種模式的主要作用是鍛煉學生的基本實驗操作,讓學生掌握基本實驗技能。雖然說驗證試驗是探討性試驗的基礎,但是對于培養(yǎng)學生的科研創(chuàng)新能力還有一定距離。我在平時的實驗教學中,經(jīng)常鼓勵學生參與教師的科研工作。科研工作有著較強的探索性和綜合性,所進行的實驗完全不同于實驗課的內(nèi)容,屬于更高層次的能力培養(yǎng)。學生參與教師的科研工作,給學生提供了從查閱資料、了解科研動態(tài)到發(fā)現(xiàn)問題,設計實驗,寫開題報告,從而培養(yǎng)了學生解決問題和進行創(chuàng)造性思維的能力。參與科研對學生有很大吸引力,滿足了學生自我實踐創(chuàng)造性的愿望和要求。近年來越來越多的學生都踴躍要求利用課余時間和假期參加教師科研工作,取得了良好的效果。
5.考核方式的改革
為了增強學生學習的積極性和提高學生的綜合素質(zhì),在工程類專業(yè)有機化學的考核上降低了期末考試的比例,增加了多種考核方式,考核包含:論文、平時課堂表現(xiàn)、學生講課和期末考試。通過改革考核方式,讓學生不再突擊期末考試,使學生形成一種理念,大學的學習不只是考試,更重要的是能力的培養(yǎng)和綜合素質(zhì)的提高。通常我會在第一次課布置論文的內(nèi)容,論文的內(nèi)容一般是有機化學和所學專業(yè)的交叉,并且嚴格要求他們按照論文的格式寫,使他們了解有機化學和他本專業(yè)的聯(lián)系,提高他們學習本專業(yè)的積極性。通過提高平時課堂表現(xiàn)在整個考核上的比例,使學生上課的積極性提高,上課的教學效果更好。把學生講課也納入考核范圍,對于學生綜合素質(zhì)的提高很有利。
三.結語
1 高職機械工程類專業(yè)“工學結合”教學模式的特征
1.1 現(xiàn)代性
在人才培養(yǎng)的全部過程中體現(xiàn)了教育與生產(chǎn)勞動相結合,以培養(yǎng)全面發(fā)展的個人職業(yè)能力為目標的這兩個現(xiàn)代教育最根本的特征。大連作為我國一個重要的機械裝備制造業(yè)地區(qū),機械工業(yè)發(fā)展速度快,需要高素質(zhì)人才多,所以,教育與生產(chǎn)勞動相結合是現(xiàn)代生產(chǎn)和科學發(fā)展的必然要求。正是從這個意義上說:學習與工作相結合具有明顯的現(xiàn)代特征。
1.2 職業(yè)性 本文由收集整理
工學結合從誕生之日起就帶有濃厚的職業(yè)導向性,學校與企業(yè)建立相對穩(wěn)定的契約合作關系,形成互惠互利、優(yōu)勢互補、共同發(fā)展的動力機制。我們認為,學習與工作相結合的主要目的,就是使學生在實際工作情景中教育自己,養(yǎng)成積極的工作態(tài)度,掌握未來就業(yè)所需要的知識和職業(yè)技能,為今后的就業(yè)做好準備,最終使他們能順利地走向社會,完成學習生活向職業(yè)生活的過渡。
1.3 市場性
校內(nèi)學習與校外工作相結合(校內(nèi)學習與校內(nèi)實訓基地實習相結合)是工學結合又一特征,是一種市場化運作方式,正是從這點出法,學校教育更貼近社會的需求,學校和企業(yè)(包括校內(nèi)實訓基地)這兩種不同的教育環(huán)境和教育資源得到了充分的利用。
1.4 大眾性
隨著社會的進步,人們對從業(yè)職業(yè)人員技能水平的要求越來越高,隨著科學技術的發(fā)展,人們的生存和求職要求也越來越高,企業(yè)需要的學習與工作相結合型的高技能人才越來越多。要求得到高職教育的人也日益增多,工學結合對受教育者職業(yè)發(fā)展的關注,正是它大眾性特征的最好體現(xiàn)。
2 學院機械工程類專業(yè)實施“工學結合”教學模式的重要意義
隨著國家振興東北老工業(yè)基地戰(zhàn)略計劃的實施,大連地區(qū)的裝備制造業(yè)飛速發(fā)展,正是這一形勢的發(fā)展,成就了大連職業(yè)技術學院機械工程類專業(yè)的發(fā)展,因此,我們的定位是:為了促進大連地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展,使學院成為大連地區(qū)裝備制造業(yè)高素質(zhì)、高技能型人才的培養(yǎng)基地,擔負各種工業(yè)企業(yè)高技能型人才的培訓重任。只有這樣才能實現(xiàn)大連職業(yè)技術學院的自身價值,從而促進企業(yè)的發(fā)展和旺盛,從而實現(xiàn)學院的可持續(xù)發(fā)展。實踐證明“工學結合”的模式是院校目前辦學定位最有效、最
基本的途徑,它的前提是學院與企業(yè)必須建立密切的“血緣”關系。
我院堅持“舉校企合作方案,走工學結合道路”,堅持“以服務為宗旨,以就業(yè)為導向”的辦學理念,積極與國內(nèi)外一流知名企業(yè)進行深度合作,目前已與1000余家企業(yè)建立了以“共同培養(yǎng)企業(yè)需求的實用型人才”為目標的合作關系。其中機械工程類專業(yè)與百余家企業(yè)建立了密切的“血緣關系”,為實施工學結合人才培養(yǎng)模式構筑平臺。通過走訪、協(xié)商、談判的方式,我院的數(shù)控技術、機械制造與設計、模具設計與制造等專業(yè)先后與簡伯特公司、通世泰公司、通用汽車公司、固特異奧托技術有限公司等近百家企業(yè)建立了密切的、唇齒相依的“血緣關系”,把學校教育融入到行業(yè)企業(yè)之中,把企業(yè)的理念和文化引入到學院,達到了高職院校與企業(yè)共同進行人才的培養(yǎng)的目的。
3 學院實施“工學結合”教學模式的可行性
學院的“現(xiàn)代裝備制造技術實訓中心”,是一個匯集了數(shù)控加工技術、電加工技術、普通機械加工技術、模具技術和鉗工技術等領域大型綜合性實訓基地。專門為機械工程類專業(yè)的學生提供本專業(yè)實訓的場所,這些都是實施“工學結合”教學模式的必備條件。
該實訓中心占地面積約為5200平方米,下設22個實訓區(qū)(或室)。該實訓中心擁有設備約為350(臺套),設備總值約3500萬元,主要設備如下:經(jīng)濟型數(shù)控車床20臺,全功能數(shù)控車床13臺,數(shù)控車削中心1臺,數(shù)控銑床8臺,臺式加工中心11臺,4軸4聯(lián)動立臥式加工中心2臺,5軸5 聯(lián)動立式加工中心1臺,快慢走絲線切割機床12臺,電火花成型機床3臺,光學曲線磨床1臺,數(shù)控激光雕刻機1臺,光學曲線磨床1臺,三坐標測量機2臺,磨床12臺,車床30臺,鉗工實訓裝置64工位,沖床及注塑機5臺,各種典型夾具8套,氣液壓控制實訓臺7臺,機械原理與零件實訓臺2套,工具儀1臺,粗糙度儀3臺,硬度儀3臺,數(shù)顯測量設備若干,計算機150臺,多種cad/cam軟件。
該實訓中心設備以生產(chǎn)型,企業(yè)在用設備為主,能滿足典型零件部件生產(chǎn)加工技術要求,設備數(shù)量、規(guī)模、功能技術水平在大連市各大專院校中處于領先地位,在國內(nèi)位于前列。實訓中心現(xiàn)有專職實訓指導教師和管理人員14人,兼職實訓指導教師5人,實訓中心能同時容納700名學生進行理實一體化教學和生產(chǎn)性實訓。
該實訓中心能滿足機械設計與制造專業(yè)、數(shù)控技術專業(yè)、模具設計與制造專業(yè)、機電一體化、船舶工程技術等專業(yè)課程實踐教學和生產(chǎn)性實訓,還可以按國家標準進行車工、鉗工、磨工、銑工、數(shù)控車工、數(shù)控銑工等9個工種的高級技師,技師,高、中、初級職業(yè)資格培訓和鑒定工作,也可以對外承擔技術服務,社會各類人員培訓和職業(yè)技能比賽等工作。該實訓中心被大連市指定為“國家職業(yè)技能鑒定所”,數(shù)控加工實訓區(qū)被國家教育部定為“全國數(shù)控職業(yè)教育實訓中心”。若在該實訓中心逐步實施工學結合教學模式,也必將加速高素質(zhì)人才的培養(yǎng)。
基金項目:教育部新世紀優(yōu)秀人才支持計劃項目(ncet-11- 0406)
作者簡介:榮冠( 1971- ),男,武漢大學水利水電學院副教授,博士,主要從事巖體穩(wěn)定性研究及工程地質(zhì)教學工作,(e-mail)rg_mail@163.com。
摘要:工程地質(zhì)是水利類本科生的一門重要專業(yè)基礎課,課程教學內(nèi)容和環(huán)節(jié)豐富,難點較多,實踐性強。如何在課堂教學和野外實踐教學中有效提高教學質(zhì)量是一個值得探討的問題。文章詳細分析了水利工程課程中的難點及教學中存在的問題,從課堂教學、實踐教學、英文教學及課程考核等方面全面介紹了課程教學經(jīng)驗及改革探索。提出課堂教學應注重理論緊密聯(lián)系工程實際,實踐教學應注重培養(yǎng)學生動手技能和發(fā)現(xiàn)、分析、解決工程地質(zhì)問題的能力,開展英文教學是培養(yǎng)國際人才的必然趨勢,考核機制應全面反映學生的綜合能力等觀點。
關鍵詞:工程地質(zhì); 水利專業(yè); 教學研究; 理論教學; 實踐教學
中圖分類號:tv135;g642421文獻標志碼:a文章編號:10052909(2013)05011007工程地質(zhì)是研究工程建設活動與自然地質(zhì)環(huán)境相互作用和相互影響的一門地質(zhì)科學,是以地學學科的理論為基礎,應用數(shù)學與力學理論和工程技術及方法解決與工程規(guī)劃、設計、施工和運營有關的地質(zhì)問題[1]。工程地質(zhì)課程是水利類本科專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎課程。水利水電工程建設是人類在認識自然的基礎上改造自然并為經(jīng)濟建設服務的活動,進行水利水電工程建設首先必須了解自然環(huán)境和工程條件,而環(huán)境地質(zhì)條件是與水利水電工程關系最密切、最重要的自然條件。
當前,中國工科高等教育人才培養(yǎng)主要目標是:培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強、適應經(jīng)濟社會發(fā)展需要的高質(zhì)量各類型工程技術人才[2]。工程地質(zhì)課程作為水利類專業(yè)中一門實踐性強的課程在凸顯人才培養(yǎng)目標方面,更加突出工程地質(zhì)理論和實踐教學的必要性與重要意義[3-4]。
工程地質(zhì)課程的教學分為課堂理論教學部分與野外地質(zhì)實習部分。課堂理論部分主要講授礦物巖石、地質(zhì)構造、地質(zhì)作用、地下水、巖體工程特性,邊坡、壩基、洞室圍壓穩(wěn)定性評價,工程地質(zhì)勘察等知識。野外地質(zhì)實習部分主要進行巖石及地質(zhì)構造認識,風化、卸荷及河流地質(zhì)作用研究,地下水及其作用研究,水利樞紐工程地質(zhì)條件與問題分析評價等。
由于工程地質(zhì)課程涉及的相關課程較多(礦物學、巖石學、構造地質(zhì)學、地史學、地貌學、水文地質(zhì)學、材料力學、巖石力學、土力學等),且這些課程多為地質(zhì)專業(yè)課程。同時,工程地質(zhì)課程實踐性很強,但學生又缺乏實踐經(jīng)驗和實踐機會。因此,在有限的理論教學和實踐教學時間內(nèi),如何合理安排教學環(huán)節(jié),使學生扎實掌握工程地質(zhì)相關概念及基本原理,并使學生初步具備分析工程地質(zhì)條件及解決工程地質(zhì)問題的能力,是一個很值得探討的問題。根據(jù)筆者多年從事工程地質(zhì)教學的經(jīng)驗,針對水利類本科專業(yè)工程地質(zhì)教學,首先介紹學校工程地質(zhì)課程的設置,然后分析課程教學的重點及難點,再從課堂教學、實踐教學、英文教學、考核方式4個部分探討理論與實踐教學的改革思路,以期在提高教學效果、培養(yǎng)學生分析工程地質(zhì)條件和解決工程地質(zhì)問題能力方面有所收獲。
一、水利類工程地質(zhì)課程介紹
(一)水利工程地質(zhì)課程設置
武漢大學水利水電學院最早可追溯至1928年創(chuàng)建的國立武漢大學工學院土木系水利組,學院現(xiàn)已成為國內(nèi)水利水電高級人才培養(yǎng)的搖籃和科學研究的重要基地。一直以來,工程地質(zhì)課程為水利各專業(yè)(農(nóng)田水利、水電工程、河流泥沙、水文水資源)的重要專業(yè)基礎課程。工程地質(zhì)課一般在第五學期或第六學期開設,包括48 學時課堂教學和1 周的野外實習。課堂教材主要使用天津大學主編的《水利工程地質(zhì)》(第四版)[1],實驗及野外實習采用武漢大學編寫出版的實習教材[5]。
(二)水利工程地質(zhì)課程內(nèi)容
水利工程地質(zhì)主要是研究水利水電工程建設中的工程地質(zhì)問題。主要內(nèi)容包括巖石及其工程性質(zhì),地質(zhì)構造及區(qū)域穩(wěn)定性,地表水流的地質(zhì)作用及河谷地貌,地下水、巖溶及庫壩區(qū)滲漏地質(zhì)條件分析,巖體工程特性,壩基、邊坡及洞室圍巖穩(wěn)定性分析,水利水電工程地質(zhì)勘察等。
高等建筑教育2013年第22卷第5期
榮冠,等水利類專業(yè)工程地質(zhì)課程教學研究與改革探索
課程的教學分為課堂教學與實踐教
兩部分。課堂教學主要講授地質(zhì)學基礎知識和水利三大類巖體(邊坡、壩基及洞室圍巖)穩(wěn)定性分析基本理論。通過課堂教學力求使學生掌握工程地質(zhì)學基本概念、工程地質(zhì)分析基本原理和巖體穩(wěn)定性評價基本方法。實踐教學通過野外現(xiàn)場典型巖體、地質(zhì)構造、地質(zhì)作用等的直接觀察和分析來增強感性認識、理解并深化工程地質(zhì)理論知識,使學生初步具備分析工程地質(zhì)條件和解決工程地質(zhì)問題的能力。水利類工程地質(zhì)課程教學基本內(nèi)容可總結為地質(zhì)學基礎知識和巖體穩(wěn)定性分析兩方面,核心主線則是工程地質(zhì)條件及工程地質(zhì)問題的分析研究。課程室內(nèi)外教學均是圍繞該主線開展的。
二、水利工程地質(zhì)課程中的難點及問題
(一)工程地質(zhì)相關概念不易理解和掌握
對于水利專業(yè)的學生來說,工程地質(zhì)課是他們第一次接觸地質(zhì)學知識。多數(shù)學生,尤其是來自平原地區(qū)的學生,缺少對地質(zhì)現(xiàn)象的感性認識,這使他們更不易理解相關地質(zhì)現(xiàn)象和地質(zhì)作用。水利工程地質(zhì)課程的開始部分主要講述地質(zhì)學基本概念,包括礦物和巖石的成因、成分及分類,內(nèi)外力地質(zhì)作用概念,產(chǎn)狀、節(jié)理、斷層、褶皺等地質(zhì)構造,地層地史,地質(zhì)圖分析,區(qū)域穩(wěn)定等。這些內(nèi)容涉及礦物學、巖石學、地層古生物學、構造地質(zhì)學等知識。這些概念和相關課程知識對于初學者來說完全是陌生的。例如:在分析沉積巖的石英砂巖與變質(zhì)巖的石英巖區(qū)別時,一般學生很難從沉積作用和變質(zhì)作用的成因角度深刻理解其礦物結晶程度、顆粒大小、礦物純度、孔隙率等方面的差異。在現(xiàn)場分析褶皺構造時,不少學生容易把現(xiàn)代地形與褶皺形態(tài)混為一談。實際上起伏的山脊為背斜,剝蝕的山谷為向斜往往是不對的,反過來,背斜核部易形成河谷低地,向斜核部則可能形成山脊。準確定位褶皺應根據(jù)現(xiàn)場垂直巖層走向觀察結果,若有巖層按新老次序有規(guī)律地對稱出現(xiàn)時,則可肯定有褶皺。然后根據(jù)巖層新老組合關系的分析確定褶皺的基本類型(背斜或向斜),進一步依據(jù)兩翼巖層產(chǎn)狀、軸面產(chǎn)狀以及地層層序判斷褶皺的剖面類型和平面類型。但現(xiàn)場地層及其年代的劃分,對于水利專業(yè)初學者而言是難以掌握的,況且?guī)r層的產(chǎn)狀及地層的劃分往往又具有隱蔽性,因此,地質(zhì)學基礎概念往往是水利工程地質(zhì)課程開始階段學習的難點。(二)工程地質(zhì)條件難以全面和深刻理解
工程地質(zhì)條件指的是與工程建設有關的地質(zhì)因素的綜合,是自然歷史發(fā)展演變的產(chǎn)物。對大型水利工程而言主要包括地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構造、水文地質(zhì)條件、物理地質(zhì)現(xiàn)象(滑坡、崩塌、泥石流、風化、卸荷、侵蝕、巖溶、地震等)及天然建筑材料等6個方面。工程地質(zhì)條件直接影響工程建筑物的安全、經(jīng)濟和運營管理。興建大型水利水電工程,首先都要查明樞紐及庫區(qū)的工程地質(zhì)條件。不同地區(qū)的地質(zhì)環(huán)境差異及水工建筑物類型的不同,對水利工程的影響也不同。教學中發(fā)現(xiàn),學生對工程地質(zhì)條件的復雜性認識不足,難以全面理解工程地質(zhì)條件的內(nèi)涵,這樣自然導致對工程地質(zhì)問題的把握不準。例如:西南水電工程主要集中在川、藏、滇、青等省區(qū)河流的深切河谷地區(qū)。該區(qū)域的自然地質(zhì)環(huán)境十分復雜,相應地在此建高壩大庫的工程地質(zhì)條件也十分復雜。深切河谷往往首選高拱壩方案,此時地形地貌就是關鍵的地質(zhì)條件,將直接影響工程高邊坡的穩(wěn)定與安全,同時影響并制約水工建筑物的布置、施工安排等。在西南深切河谷且為深覆蓋層壩區(qū),從壩基防滲及擋水建筑物安全的角度考慮多采用當?shù)夭牧蠅涡停瑝误w防滲多為混凝土面板而非粘土心墻方案,這主要就是從天然建筑材料經(jīng)濟合理的角度考慮。
(三)對工程地質(zhì)問題缺乏認識和實踐經(jīng)驗
工程地質(zhì)問題指的是工程地質(zhì)條件與工程建筑物之間存在的矛盾或問題。對大型水利工程而言主要包括壩基和壩肩抗滑穩(wěn)定問題,壩基滲漏和滲透穩(wěn)定問題,邊坡穩(wěn)定性問題,地下洞室圍巖穩(wěn)定性問題,水庫滲漏、水庫淤積、庫周浸沒、庫岸再造,水庫誘發(fā)地震等問題。工程地質(zhì)學簡單說就是分析工程地質(zhì)條件,解決工程地質(zhì)問題。因此,工程地質(zhì)問題是課程的最終落腳點。不同水工建筑物由于對場地條件要求存在差別,其相應的工程地質(zhì)問題也存在差異。實際工程中,全面揭示工程地質(zhì)問題是有難度的,尤其是深層隱伏的地質(zhì)問題,更是從淺表很難觀察確認。目前對水利專業(yè),工程地質(zhì)課程一般在水工建筑物等專業(yè)課之前開設,許多學生對水工建筑物知之甚少,對水工建筑及樞
紐區(qū)可能會出現(xiàn)哪些地質(zhì)問題更是難知一二。
例如:對水利工程三大壩型工程地質(zhì)問題的分析。土石壩主要由粘土、碎石、塊石等散體堆積而成,壩體允許產(chǎn)生較大的變形,它對壩基工程地質(zhì)的要求較低,可以在軟基和工程地質(zhì)條件復雜的壩基上興建。由于壩基河床地質(zhì)條件多變,易出現(xiàn)過大沉降引起壩體裂縫、壩基滲漏和滲透變形問題,以及粉細沙層震動液化等問題。重力壩主要依靠壩身自重與地基間摩阻力來保持穩(wěn)定。重力壩對壩基要求高,一般要求修在弱風化下部的巖基上。該類壩型最主要的問題就是過大變形或不均勻變形導致壩體裂開,軟弱結構面組合形成深層滑移塊體。拱壩主要通過拱作用傳遞荷載到壩肩,所以拱壩對兩岸巖體的要求較高,而對河床壩基巖體要求相對要低。兩岸拱座巖體應新鮮完整、無大斷層,狹窄對稱的“v”字形河谷是首選地形條件。此時應特別關注順河向軟弱結構面切割形成的滑移塊體。由于學生在這一階段對水工建筑物不熟悉,同時缺乏對三大壩型的現(xiàn)場感性認識,導致他們較難在合理評價相應工程地質(zhì)條件的基礎上深入分析潛在的工程地質(zhì)問題。
(四)工程地質(zhì)分析方法不易理解和熟練運用
由于工程巖體結構特征及力學特性的復雜性和不確定性,針對巖體變形與穩(wěn)定性的工程地質(zhì)分析方法主要是定性與定量結合,總體上是半經(jīng)驗半理論性的。針對實際工程,在較大程度上是以現(xiàn)場經(jīng)驗為前提,然后通過工程地質(zhì)定性分析結合定量計算綜合確定。工程地質(zhì)的分析方法主要有工程地質(zhì)類比法、圖表法、室內(nèi)外實驗方法、力學模型定量計算法等。各方法都有一定條件和適用范圍,即存在各自的優(yōu)缺點。實際應用中宜將幾種方法結合,互相補充。針對不同的工程地質(zhì)問題,剛學習課程的學生對怎樣合理選擇分析方法缺乏經(jīng)驗,熟練掌握困難更大。
現(xiàn)以巖質(zhì)高邊坡穩(wěn)定性評價為例,簡要討論工程邊坡穩(wěn)定性評價的基本思路。總體上邊坡穩(wěn)定性的影響因素包括地形地貌、巖體結構、地質(zhì)構造、風化卸荷、水的作用、地震及構造運動和人類工程活動等。首先從經(jīng)驗上判斷其穩(wěn)定性主要從坡形坡高、巖體強度、坡體結構等直觀判斷,此時工程地質(zhì)定性方法(如赤平投影)就是較好的方法。對于邊坡淺表的變形及破壞情況,則主要考慮巖體的風化和卸荷程度,及其卸荷裂隙等的組合情況。對于邊坡的整體及長期穩(wěn)定性,則需通過詳細的地質(zhì)勘探,確定潛在的破壞模式和滑移邊界,采用如三維極限平衡方法、有限元應力應變方法等計算其變形和穩(wěn)定性。邊坡變形模式及邊界、結構面和巖體力學參數(shù)的確定是關鍵,同時還應合理考慮地下水及地震等因素的影響。所以對巖石邊坡采用工程地質(zhì)方法合理評價其穩(wěn)定性是一項較復雜的工作,對于初學者來說是不易全面和熟練掌握的。
(五)工程地質(zhì)實習和工程實踐時間不足
工程地質(zhì)教學來源于實踐并回歸于實踐,其最鮮明的特點就是實踐性強。教學實習和工程實踐是鞏固和加深地質(zhì)理論知識的有效途徑,是理論聯(lián)系實際培養(yǎng)學生掌握科學方法和獨立能力的重要渠道。地質(zhì)實踐教學的任務主要是讓學生親自接觸各種真實的地質(zhì)現(xiàn)象及工程問題,用已學到的理論知識觀察分析現(xiàn)象,提出解決問題的方法與措施。例如:斷層是工程地質(zhì)學中的基本概念,但學生要理解斷層的規(guī)模與工程特性、現(xiàn)場鑒別方法及其對工程的影響是較困難的。通過現(xiàn)場露頭可以較直觀地了解斷層的三種形態(tài)類型及其基本特征,對較大規(guī)模的斷層可引導學生從地形地貌不協(xié)調(diào)、地層的重復或缺失、伴生構造及構造巖、地表地下水的異常分布等方面來認識。在此基礎上分析斷層的級別、特征及其對工程的影響學生就容易理解和熟悉,然而由于教學時間及經(jīng)費的限制,學生在實習和實踐方面的機會相對較少。在有限的實習和實踐時間內(nèi),如何合理安排教學實習路線及教學內(nèi)容,讓學生能夠較好地掌握基本概念和原理,并初步具備分析和解決問題的能力,是目前水利工程地質(zhì)實踐教學中的一大難題。
三、水利工程地質(zhì)課程改革探索
(一)課堂教學改革 1.突出重點分解難點
由于水利工程地質(zhì)課程涉及較多概念和方法,同時關聯(lián)較多課程,是一門綜合性很強的課程。由于教學課時有限,要將所有內(nèi)容都面面俱到地深入講解,顯然是不可取的。這就要求在講授時有的放矢,合理安排教學內(nèi)容,做到突出重點、解剖難點,始終把握地質(zhì)學基本概念和巖體穩(wěn)定評價兩個主要內(nèi)容,抓住工程地質(zhì)條
和工程地質(zhì)問題兩條主線。這樣可以使學生從較多的概念和方法中理清思路,把握課程主體框架。例如:在地質(zhì)構造部分,閱讀和分析平面地質(zhì)圖是重點,同時也是難點。平面地質(zhì)圖的閱讀要求熟悉地層年代、產(chǎn)狀、褶皺、斷裂、地史等理論知識,同時需要結合具體工程分析不利條件及可能存在的問題。為此需要結合教學圖件,詳細分析褶皺、斷裂等存在的依據(jù),并討論作為壩基或洞室的地質(zhì)條件可能存在的不良地質(zhì)問題。這樣學生才能較快掌握地質(zhì)圖的分析方法及工程應用。
2. 理論聯(lián)系實際
工程地質(zhì)學的理論性較強,各種概念及分析方法較多。這些內(nèi)容均源于地質(zhì)作用和工程實踐,在講授課程時如只照本宣科,學生很難對一些抽象的概念及方法感興趣,這樣教與學的效果均較差。在教學過程中注重理論聯(lián)系實際將是提高教學效果、提高學生學習興趣的最好手段。例如:在講授巖石和地質(zhì)構造內(nèi)容之后,學生對三大類巖石的特性及現(xiàn)場鑒別、具體的斷層和褶皺構造的理解和分析仍是模糊的。筆者則以珞珈山為例,該地質(zhì)體即為學生大學生活的環(huán)境,引導學生探尋珞珈山的巖石類型,以及是否存在斷裂和褶皺。幾乎所有學生都對此感興趣,并樂于了解校園的地質(zhì)情況。由此對珞珈山地層巖性進行介紹,在此基礎上分析褶皺、逆斷層及平移斷層分布等。學生驚嘆常在身邊出露的巖石就是典型的石英砂巖,而校園內(nèi)的櫻花大道竟是一條逆斷層。通過這個實例很好地將基本地質(zhì)概念與周邊的實際環(huán)境聯(lián)系起來。
3. 傳統(tǒng)與現(xiàn)代教學結合
水利工程地質(zhì)課程內(nèi)容較多、實踐性強,而且課時有限,因此要求將傳統(tǒng)教學與現(xiàn)代教學相結合,這樣可以很好地發(fā)揮各自的優(yōu)勢。重要的概念及分析方法以黑板演繹并詳細講解,使學生的注意力集中,有利于學生對重點難點內(nèi)容的深入理解和掌握。例如:在介紹層狀巖層產(chǎn)狀時,宜采用教學圖件分步講解,使學生切實理解走向、傾向、傾角的真實含義及實際意義。在講解赤平投影原理時,則需按投影方法介紹點、線、面等的投影過程,使學生理解空間點、線、面與赤道平面投影的關系,這樣結構面的空間產(chǎn)狀與赤平投影圖間的關系也就清楚了,后續(xù)運用其分析邊坡穩(wěn)定性也就簡單易懂。水利工程地質(zhì)課程涉及許多地質(zhì)作用、地質(zhì)現(xiàn)象及工程實例。此時多媒體演示則顯示其優(yōu)勢,多媒體課件可提供大量信息,形象生動地展現(xiàn)自然現(xiàn)象及復雜事物,其效果是口頭表達難以達到的,同時也可提高學生學習興趣,節(jié)省講解時間。課余時間鼓勵學生通過國內(nèi)外各種網(wǎng)絡資源(特別是高校工程地質(zhì)課教學資源)了解和學習相關工程地質(zhì)知識,也可以用即時通訊方式解答學生的不同問題,利用現(xiàn)代網(wǎng)絡資源最大限度地開展教學互動,讓學生扎扎實實學好工程地質(zhì)課程。
(二)實踐教學改革
實踐教學環(huán)節(jié)是保證和檢驗水利工程地質(zhì)課程教學效果和質(zhì)量的關鍵。要真正熟悉和掌握水利工程地質(zhì)的知識及方法,各種不同類型的實習實踐教學是必不可少的。以下從室內(nèi)實驗、校內(nèi)現(xiàn)場教學及水利樞紐地質(zhì)實習3個環(huán)節(jié)來介紹實踐教學。
1.強化室內(nèi)實驗教學
武漢大學水利水電學院較早建成工程地質(zhì)實驗室。實驗室主要有各種礦物、三大類巖石、古生物化石、構造模型、典型水利樞紐巖石、各種地質(zhì)圖件及影像資料。同時還配有偏光顯微鏡、gps 、電子羅盤、gis等設備和工具軟件。目前實驗室可以滿足水利類專業(yè)本科教學要求。室內(nèi)實驗教學主要安排造巖礦物、巖漿巖、沉積巖及變質(zhì)巖的認識。同時還講授地質(zhì)圖閱讀、羅盤及gps使用等教學內(nèi)容。
以三大巖石的認識為例,這對于學生來說是難點,僅通過課堂講解學生很難掌握巖石的特征和鑒別方法。在課堂講授造巖礦物及三大巖類后,需要進行三大巖類認識的室內(nèi)實驗教學:學生按5人一組進行分組,每組學生提供三大類巖石標本各一盒。教師先復習巖石的成因、礦物組成、結構構造及分類等,然后以3種典型巖石為例分析礦物及結構特征,再分析其成因和類別。在此基礎上讓學生仔細觀察各種巖石標本,由各組學生相互討論以尋找鑒定礦物和巖石的規(guī)律和技巧。對學生的具體問題教師現(xiàn)場答疑,對相似礦物的鑒別、結構的理解等共性問題由教師總結分析。通過室內(nèi)實驗課教學環(huán)節(jié)基本可以使學生掌握常見巖石特征和鑒別方法,對后續(xù)現(xiàn)場實習具有重要意義。
2. 重視校內(nèi)現(xiàn)場教學
武漢大學地處東湖之濱,校園內(nèi)有珞珈山和獅子山,存在不少良
好的地質(zhì)露頭、各類地質(zhì)構造較豐富。為配合基本地質(zhì)理論知識講授,筆者充分利用武漢大學校園內(nèi)的珞珈山地區(qū)進行現(xiàn)場教學。該地區(qū)發(fā)育有志留系、泥盆系、石炭系、二疊系及第四系等沉積巖,地層呈有規(guī)律的東西向條帶狀分布,呈現(xiàn)節(jié)理、斷層、褶皺等地質(zhì)構造。武漢大學水利水電學院從20世紀50年代開始,在珞珈山地區(qū)安排校內(nèi)地質(zhì)現(xiàn)場教學,實習路線從北向南橫跨珞珈山,要求學生現(xiàn)場觀察珞珈山地區(qū)巖石巖性、產(chǎn)狀、風化、卸荷、隱伏巖溶、地下水露頭、節(jié)理、斷層、褶皺等現(xiàn)象。通過現(xiàn)場地質(zhì)調(diào)查,學生可以理解地層劃分及年代概念,熟悉產(chǎn)狀的概念及測量方法,節(jié)理、斷層及褶皺的鑒別和分析方法,最后獨立完成簡要的珞珈山地質(zhì)調(diào)查報告。通過該單元的校內(nèi)現(xiàn)場地質(zhì)教學,可以進一步深化學生對基礎地質(zhì)概念和理論理解,培養(yǎng)學生獨立分析和解決問題的能力。
3. 完善野外地質(zhì)實習
(1) 水利樞紐地質(zhì)實習目的與安排。工程地質(zhì)野外教學實習是課程教學實踐的最重要環(huán)節(jié),目的在于鞏固課堂所學的理論知識,使理論與實踐緊密結合。通過對水利樞紐區(qū)地層、巖性、地質(zhì)構造、地下水及外動力地質(zhì)作用等的調(diào)查研究,使學生初步掌握野外地質(zhì)工作的一般方法,了解水利樞紐工程地質(zhì)條件及主要工程地質(zhì)問題,熟悉地質(zhì)報告編寫及地質(zhì)圖件繪制的方法。實習教學包括路線教學、專題調(diào)研、現(xiàn)場討論、內(nèi)業(yè)整理等環(huán)節(jié)。通過現(xiàn)場調(diào)查、專題問題討論、面試考查、實習報告編寫等過程,培養(yǎng)學生野外地質(zhì)工作能力和分析解決工程地質(zhì)問題的能力。 (2) 野外實習區(qū)域及路線的選擇。良好的實習區(qū)域與路線是滿足工程地質(zhì)野外實踐教學要求的基礎。實習區(qū)域應選擇巖石類型及地層較豐富,河流地貌及水文地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育良好,具備地質(zhì)構造發(fā)育和風化、卸荷及邊坡變形等外動力地質(zhì)作用發(fā)育的地帶。同時應具備典型的水利樞紐工程以便進行水利水電專業(yè)工程問題的分析討論。在此基礎上根據(jù)地層巖性及地質(zhì)構造、河流地貌與地下水、邊坡變形及穩(wěn)定性分析、水利樞紐地質(zhì)條件及工程問題等選擇4~5條典型路線作為教學單元。路線選擇注意地質(zhì)現(xiàn)象的典型性及易識別性等特點,同時注意地質(zhì)現(xiàn)象與工程實踐的密切聯(lián)系。
以武漢大學為例,從20世紀50年代開始,陸續(xù)建立了陸水實習基地、丹江口實習基地、韶山灌區(qū)實習基地等。2010年三峽工程建成后,又建立了湖北秭歸三峽庫區(qū)實習基地,選擇茅坪至鏈子崖(郭家壩)、高家溪、泗溪、副壩大壩及永船等線路進行教學。三峽庫區(qū)具有大量典型意義的地質(zhì)露頭,同時能夠結合具體的水利工程建筑物(如大壩、副壩、高邊坡等)進行工程地質(zhì)條件與問題的分析。主要路線地層出露及地質(zhì)構造較為齊全,風化、卸荷等動力地質(zhì)作用和河流地質(zhì)作用,以及地下水、巖溶等地質(zhì)現(xiàn)象均有出露,能夠滿足水利類專業(yè)野外工程地質(zhì)實習的要求。
(3) 野外實習環(huán)節(jié)及質(zhì)量控制。整個實習期間每個教學單元要求有明確的教學內(nèi)容。總體上要求完成:①典型剖面地層野外觀察和描述,包括巖性、接觸關系、產(chǎn)狀及測量、巖漿巖和沉積巖及變質(zhì)巖小構造觀察、風化作用、地形圖的使用等。②河流地貌及水文地質(zhì)調(diào)查,包括河流侵蝕、堆積,河床、河漫灘及階地觀察,河谷邊坡卸荷及變形,潛水露頭,巖溶水,巖溶地貌等。③邊坡變形及穩(wěn)定性分析,包括典型卸荷拉裂體、崩塌體、滑坡體的現(xiàn)場調(diào)查,變形及破壞特征,邊界條件,穩(wěn)定性影響因素及評價,變形破壞成因,工程防護及治理方案等。④水利樞紐教學單元,主要側重水利樞紐主要建筑物的組成及功能,大壩、副壩、高邊坡、水工隧洞等主要工程地質(zhì)問題分析。⑤資料整理及報告編寫,主要是對現(xiàn)場觀察的內(nèi)容進行分析整理,按要求編寫實習報告。
野外地質(zhì)實習以小組為單位進行,實習過程要求分工明確、團結合作,現(xiàn)場特別強調(diào)紀律和安全。實習成績評定綜合考慮思想表現(xiàn)、組織紀律、操作技能、野外紀錄、面試討論及實習報告等。
(三) 英文教學探索
1. 工程地質(zhì)英文教學意義
英語教學或中英文雙語教學是目前本科教學改革的重要內(nèi)容。基于高等學校培養(yǎng)具有國際視野和國際競爭力、面向未來的新型高素質(zhì)人才的要求,高校對主要課程實行英文教學十分必要[6]。隨著中國基礎建設及能源等領域大規(guī)模工程的開展,在相應學科進行學術和業(yè)務交流已是基本要求。水利行業(yè)早已走出國門,承接或合作國際科研和工程項目。這就
求學生不僅有較高專業(yè)造詣,而且需要具備較好的英文文獻閱讀能力、語言表達和交流能力。
2. 工程地質(zhì)課程英文教學實施
(1) 選定英文教材。工程地質(zhì)英語教學,首先應選擇合適的英文原版教材。國外出版的工程地質(zhì)書籍較多,但適合國內(nèi)水利專業(yè)使用的工程地質(zhì)英文教材較少。這主要是國外很少有專門針對水利類的工程地質(zhì)教材,多數(shù)教材是針對工程地質(zhì)專業(yè)編寫的。考慮到初學及課時情況,筆者建議采用tony waltham編著的《foundations of engineering geology》 (third edition)[7],這本教材包括巖石、地質(zhì)構造、物理地質(zhì)作用、地下水、巖土力學特性、邊坡、隧洞及采空區(qū)等,內(nèi)容簡潔,通俗易懂。其次,推薦f. g. bell編著的《engineering geology》(second edition)[8]作為主要參考書。這本教材內(nèi)容較全面,包括巖石、地質(zhì)構造、物理地質(zhì)作用、地下水、巖土工程特性、地質(zhì)勘查及洞室、邊坡、壩基等內(nèi)容。在工程地質(zhì)英文教學過程,建議學生使用網(wǎng)絡資源,國外知名大學有不少工程地質(zhì)課程資料[9]可供參考,同時從《engineering geology》和《rock mechanics and rock engineering》等國際學術刊物學習有關論文及知識。由于專業(yè)需要,學生還需使用中文版的水利工程地質(zhì)教材作為對照讀物。
(2) 英文課件及教學。英語課堂教學主要采用多媒體方式,可提高講授速度和效率。在制作英文教學ppt時,應盡量簡潔明了、圖文結合,英文一定要規(guī)范。對一些專業(yè)性強的知識(如專業(yè)術語)可適當加中文注釋。授課語言主要為英語,對不易理解的內(nèi)容可用中文解釋。為了保證教學效率,要求學生課前進行適當預習。課堂上采取師生互動形式,提高學生英語表達能力。平時作業(yè)、小測驗及期末考核均要求采用英文進行。授課教師自身英文必須熟練,首先是專業(yè)概念及術語的準確表達,其次是發(fā)音的準確。
(四) 課程考核方式
為更好開展工程地質(zhì)教學工作,其中一個重要環(huán)節(jié)是課程考核。課程考核目的是考察學生掌握知識的情況及分析問題的能力,科學有效的考核方式可以充分發(fā)揮學生的主動性和能動性,從而提高教學效果和質(zhì)量。目前水利工程地質(zhì)課程包括室內(nèi)教學和野外實習兩個部分,一般是獨立考核。其中室內(nèi)教學部分主要考察地質(zhì)基本知識及水利工程相關巖體穩(wěn)定性評價方法的掌握情況,成績主要由平時作業(yè)、課堂小測驗、專題討論及期末閉卷考試組成,要求學生以掌握地質(zhì)知識和工程問題分析方法為主,鼓勵平時交流討論,避免考試突擊的學習方式。野外實習考核主要考察學生基本技能的掌握情況,側重考核問題的分析理解能力,從現(xiàn)場主動性、操作技能、綜合分析、面試討論、實習報告及組織紀律等方面綜合評定。
文章總結筆者多年教學實踐經(jīng)驗及課程改革探索供高校同行參考,以期在提高水利工程地質(zhì)教學質(zhì)量,提高學生學習積極性和培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力方面發(fā)揮積極作用。
參考文獻:
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[7]tony waltham. foundations of engineering geology[m]. third edition, spon press, 2009.
[8]f g bell. engineering geology[m]. second edition, butterworth-heinemann press, 2007.
[9]missouri university of science and technology courses[eb/ol]. http://web.mst.edu/~rogersda/
research and reform exploration on teaching methods of engineering
geology for water conservancy specialty
rong guan, zhou chuangbing, chen yifeng
(school of water resources and hydropower, wuhan uni
iversity, wuhan 430072, p. r. china)
abstract: engineering geology, with rich teaching content and strong practicality, is one of the fundamental courses for students majoring in water conservancy. it is worthy to be deeply discussed on how to effectively improve the quality of teaching in the classroom and the field geological practice. difficulties of the course and practical problems in teaching were analyzed in detail. meanwhile, teaching experience and reform exploration were comprehensively introduced from the point view of classroom teaching, practical teaching, bilingual teaching and course assessment, respectively. it is proposed that in classroom teaching, theory should be closely tied to the engineering practice. in practical teaching, the ability of students on how to discover, analyze and solve engineering geological problems should be emphasized. carrying out bilingual teaching is an inevitable trend to train international talent and students’ comprehensive ability should be fully disclosed in assessment system.
關鍵詞:農(nóng)業(yè)工程類;專業(yè)課 ;課程體系
中圖分類號:G64 文獻標志碼:A 文章編號:1673-291X(2010)35-0257-02
農(nóng)業(yè)工程類專業(yè)兼有工科和農(nóng)科的特點, 一般設置在農(nóng)業(yè)院校。專業(yè)的培養(yǎng)目標是使學生在了解農(nóng)村經(jīng)濟的實際需求、為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務的根本前提下,成為研究型人才、設計型人才、應用型人才、管理型人才。農(nóng)業(yè)工程類專業(yè)的學生學習任務較純農(nóng)科的學生重,學習內(nèi)容又較純工科的學生龐雜。為了適應市場經(jīng)濟的需要,當前教改中提倡“寬基礎、多口徑、高素質(zhì)、強能力”的教育原則,由原來的強調(diào)專業(yè)學習向綜合能力培養(yǎng)過渡。因學時有限,迫使專業(yè)課學時在原來基礎上減少1/3左右。以東北農(nóng)業(yè)大學農(nóng)業(yè)水利工程“灌排工程學”專業(yè)課為例,教改以前為72學時,教改后理論課48學時、實驗課8學時,總學時減少了16學時。作為東北農(nóng)業(yè)大學精品建設課程,如何能在較少的學時內(nèi)完成教學任務,使基礎偏差的學生既具有綜合素質(zhì),又有很強的專業(yè)能力,這就對專業(yè)課教學提出了更高的要求。任課教師在增強學生理論聯(lián)系實際的能力以及培養(yǎng)學生創(chuàng)造性思維能力方面做了多方面教學嘗試,得出了“四加一工程”課程體系。“四加一工程”的具體內(nèi)容為:“四”為硬件工程,包括課堂cai教學、課后綜合練習、科研實踐和實驗、課程設計;“一”為軟件工程,即教學相長的新型師生網(wǎng)絡模式。把新型的師生網(wǎng)絡模式融入教學活動中,是本課程教學實踐的新思維。
一、理論教學框架構建
理論教學框架構建包括教材建設、教學大綱修編、教學方法優(yōu)化等方面。
1.統(tǒng)編與自編教材互補的教材建設
灌排工程學課程的統(tǒng)編教材有兩種。一是武漢大學主編的《農(nóng)田水利學》第三版(1995),二是西北農(nóng)林科技大學主編的《灌溉與排水工程學》(1998)。武漢大學主編的《農(nóng)田水利學》在理論知識和實踐應用方面有一定的普遍性,但該書最后一次再版距今已經(jīng)15年,許多新知識、新規(guī)范沒有涵蓋,而西北農(nóng)林科技大學主編的《灌溉與排水工程學》地區(qū)性特點比較強。針對上述原因,任課教師以武漢大學主編的《農(nóng)田水利學》第三版為主選教材,并吸納現(xiàn)代灌排理論和技術的新成果,編寫了《灌排工程學學習與指導》(2004)、《灌排工程學習指導與習題集》(2010),與統(tǒng)編教材配套使用,使統(tǒng)編教材與自編教材互相取長補短,得到了良好的效果。
2.傳承與發(fā)展相結合的課程大綱制定
我國的農(nóng)田水利事業(yè)由20世紀90年代以前強調(diào)的灌排工程治理模式正逐步向水利工程、土壤改良、農(nóng)業(yè)技術等綜合治理模式過渡,課程的教學計劃也隨之發(fā)生變化。大綱與教學計劃相適應,在繼承本課程的傳統(tǒng)教學內(nèi)容基礎上,增加了適合寒區(qū)特點的渠道防滲工程模式、中小型噴灌機的選型和應用、非充分灌溉等內(nèi)容,使學生能夠接觸到本學科的前沿知識。在48學時的理論課課時安排上力爭使詳講精講所占的比重較大,難點問題也相應加大學時力度,泛講知識盡量縮減學時。
為使學生能夠深入理解課程難點,特別強調(diào)課前預習的重要性。例如在“土壤水分運動”一節(jié),因涉及到本科《高等數(shù)學》的微積分知識,又有研究生階段的《積分變換》內(nèi)容。講課前一周通知學生預習并自學與課程有關的基礎知識,上課過程中教師對難點進行詳細講解、推導,加大課堂教學力度。實踐證明這一方法比較適合農(nóng)業(yè)院校基礎比較薄弱的學生。
對于“灌水方法”、“管道工程”等內(nèi)容,屬于知識面問題,教師泛講為學生引路,并向學生提供一些噴頭、滴頭、微噴頭教具,國內(nèi)、國外最先進的噴滴灌設備樣本,國家節(jié)水灌溉先進技術的有關文章,要求學生多讀課外書籍,廣泛涉獵知識,寫出綜述或體會。這一方法縮減了課堂教學時數(shù),但擴大了學生的知識面,效果較好。
3.形象生動的cai課件和網(wǎng)站建設
結合精品課程建設,編制了集ppt、flash、jpg、player等效果的課堂教學課件,建立了課程網(wǎng)站,應用綜合立體的教學模式生動形象地展示課程內(nèi)容,實現(xiàn)了現(xiàn)代化課堂教學與學生自主學習相結合。
4.以學生為主體的課堂教學實踐
常言說,興趣是最好的老師。在學習過程中,積極主動與消極被動的效果有天壤之別。所以在理論課教學中,任課教師把激發(fā)學生的學習興趣作為課堂教學的目的之一。具體采用的方法有:(1)學生對某一重要知識點進行文獻檢索搜集后,利用 2學時課堂討論發(fā)言;(2)每班至少一名學生進行教課體驗,鼓勵其他學生發(fā)表意見;(3)學生對教師講解的內(nèi)容和方法提建議,分章評價打分,以便教師完善教學方法和內(nèi)容。通過這一系列的做法,學生對本課程的學習興趣有所提高,連續(xù)三年,成績優(yōu)良率在60%以上。
二、科研與設計并重的實踐教學框架
1.強化實用性和代表性的課后練習
灌排工程學課程在每次課后,都針對當堂的內(nèi)容留有思考題。另外,結合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實際并涵蓋本課程主要內(nèi)容編制了六項比較大的作業(yè)。作業(yè)題目均來源于勘測設計研究院、灌區(qū)實驗站和管理站,教師做了適當?shù)男薷摹n}中涉及到的河流、地區(qū)、灌區(qū)等均采用真實名稱,參數(shù)采用接近實際的數(shù)值。比如“水稻的灌溉制度設計”選用黑龍江省龍鎮(zhèn)灌區(qū)的資料;“旱田灌溉制度設計”選用黑龍江省查哈陽灌區(qū)的資料等。學生在完成作業(yè)的過程中不單純是數(shù)字計算,而有一種理論聯(lián)系實際的成就感。
2.鍛煉學生動手能力及創(chuàng)新意識的科研和實驗
在學校“211工程”建設經(jīng)費的資助下,本課程建成了專門的校內(nèi)灌排實驗室和香坊節(jié)水灌溉實驗基地。學生通過親自設計實驗到完成實驗操作,提高了感性認識,增強了理論聯(lián)系實際的能力。
為了更好地使學生了解當前本學科發(fā)展動態(tài)和最新研究成果,并了解學科前沿的動態(tài),任課教師有意識地向學生講述所參與的科研課題的進展情況以及遇到的問題,并吸收有志于科研的本科生參加,共同探討問題,有多名學生針對教師的科研課題,完成了畢業(yè)論文的撰寫工作,鍛煉了今后從事科研工作的能力。
3.培養(yǎng)學生綜合能力的課程設計
課程設計是繼理論課、實驗課、課后作業(yè)等教學環(huán)節(jié)后,培養(yǎng)學生獨立工作能力的一個重要環(huán)節(jié)。灌排工程學課程設計選題注意培養(yǎng)學生比較全面掌握課程的知識點,設計內(nèi)容涉及到本課程的70%以上。因實際工程涵蓋面有限,所以教師做了大量的完善和補充工作。在課程設計前一周把設計任務書、基本資料、指導書發(fā)放給學生,要求學生在兩周的時間內(nèi)完成設計說明書字數(shù)1.5萬字左右,設計圖紙3張(折合1號圖)。在進行課程設計時,要求學生在設計中充分發(fā)揮獨立思考、深入鉆研的精神,付出創(chuàng)造性的勞動,提出自己的獨立見解,從而出色地完成任務。
經(jīng)過三年的實踐檢驗,課程設計達到了預期效果,優(yōu)良品率達到70%,為學生畢業(yè)設計和在工作崗位中的實際工作起到了入門和引路的作用。
三、教學相長的新型師生關系網(wǎng)絡
新型的師生關系是互相理解、互相促進、教學相長的關系。在教師這一方面,循循善誘的教學方式、兢兢業(yè)業(yè)的工作作風是必不可少的,但公正、不偏袒、愛所有學生才是最重要的。在學生那一方面,刻苦上進的鉆研精神、勤學好問的學習態(tài)度是必不可少的,但了解老師的教學理念,學習水利前輩的奉獻精神才是最重要的,這應該是教師和學生共同追求的境界。本著這一理念,任課教師在近幾年的教學過程中,利用網(wǎng)絡平臺及課堂,建立教師與學生情感交流、信息傳遞的綜合模式。該模式充分尊重學生的人格,使教育教學過程成為師生之間、學生間信息傳遞的互動過程,也是師生間、學生間情感交流的人際交往過程。在提高自己教學水平的同時,盡量做到多關心學生的學習和生活,及時發(fā)現(xiàn)學生的優(yōu)點,多鼓勵學生的成長和進步。大多數(shù)學生理解老師的想法,能夠配合老師的教學工作,同時學生們在學習方面及個人成長方面也得到了鍛煉和提高。
“四加一工程” 課程體系是任課教師在灌排工程學課程教學過程中的實踐,經(jīng)過比較系統(tǒng)地分析研究后,又應用于教學工作中進行實踐檢驗,其中四個硬件工程達到了預期的效果,一個軟件工程還需要不斷構筑和完善。新型的師生關系這一軟件工程,是教學工作的靈魂,是教學相長的動力。
參考文獻:
關鍵詞:建筑工程;實習實訓;評價體系;構建
0 前言
目前,高職院校建筑工程類專業(yè)的實習實訓形式也與以往有了一定的改變,這也是整體教學改變中的一部分。學生的實習實訓形式的改變,也就意味著相應的評價體系要發(fā)生一定的變化,評價體系的構建要符合學生實習實訓內(nèi)容和成果,對于學生要起到一定的積極作用,樹立學生健康的理念以及和諧的身心發(fā)展。
1 建筑工程類專業(yè)實習實訓評價的現(xiàn)狀
就目前高職院校建筑工程類專業(yè)學生的實習實訓形式來講,有學校合作的集中型在企業(yè)定崗實習的情況,也有學生自己聯(lián)系單位的,無論是哪種形式,都是對學生的實習實訓過程加以鍛煉,從而要形成有效的評價體系。就目前評價體系來講,還是存在一定的問題的。部分院校會在學生實習實訓期間給予評價標準,但是并不完善完整,不能夠使企業(yè)全面系統(tǒng)的對學生進行評價,由于企業(yè)的不同,給出的評價也不一樣,有些企業(yè)的評價過于簡單,并不能夠突出學生實習實訓時的特點和優(yōu)點。對于學校來講,不能夠全程陪同學生,因此,要通過評價來掌握學生真實的實訓實習情況,不能流于形式,給予評價。
2 建筑工程類專業(yè)實習實訓評價體系的構建
2.1 建筑工程類專業(yè)實習實訓評價體系構建的基本原則
2.1.1 科學性原則
科學性原則是指在評價體系的構建時要根據(jù)高職院校培養(yǎng)學生的特點,符合高職院校實訓企業(yè)對于學生綜合能力發(fā)展的培養(yǎng)特點,依據(jù)科學,客觀的尺度,既要符合高職院校的現(xiàn)狀,又要有前瞻性。
2.1.2 導向性原則
建筑工程類專業(yè)學生實習實訓評價體系是根據(jù)建筑工程專業(yè)的人才培養(yǎng)方案的實際教學的具體體現(xiàn),具有很強的導向性,所制定的評價體系必須根據(jù)建筑工程專業(yè)的培養(yǎng)目標科學的制定。專業(yè)教師必須不斷研究和探索,創(chuàng)新學生實習的管理辦法,達到提高學生能力的目標。
2.1.3 可操作性原則
在保證科學性的基礎上,應充分考慮評價指標的數(shù)據(jù)可獲得性和可操作性,科學制定評價標準和使用評價工具,實現(xiàn)評價過程實施簡便、易操作。
2.1.4 系統(tǒng)性原則
對于高職院校學生實習實訓過程來講,通常是從計劃開始,到實習過程的實施,再到頂崗實結評價過程三個部分。學生實習實訓過程較長,管理強度難度較大,我們必須對學生實習過程進行全面系統(tǒng)綜合性評價。平時表現(xiàn)評價與最終評價相結合,總體要把握客觀性和真實性。
2.1.5 多元性與時效性相結合
學生在實習實訓過程中的評價過程,不僅有學校的參與,也有企業(yè)的參與,因此,要考慮到學校和企業(yè)對于學生評價方面的側重點不同,給予不同方面的意見。企業(yè)主要看中的是學生從事職業(yè)方面的素養(yǎng)和能力。同時,建立評價體系的時候,要注意到不能多于復雜,要有較強的可操作性,評價體系的指標要真實并容易收集。
2.2 建筑工程類專業(yè)實習實訓評價體系的具體內(nèi)容
2.2.1 具體實習崗位職責
高職院校培養(yǎng)學生的目的就是學生能夠把學到的知識應用在具體的崗位上,并能夠掌握其中的要領,現(xiàn)有的學生實習實訓崗位考核評價指標中應該考慮到學生與所學專業(yè)基本對口的問題。能夠保證學生所學基本在崗位中體現(xiàn)出來。同時,還有掌握學生在實訓實習崗位中從事的工作層次與類別。如果是校企合作的模式,應該能夠保證學生在實習中所處的崗位是否符合專業(yè)。
2.2.2 職業(yè)素養(yǎng)
我國提出教育改革以來,對于職業(yè)教育加大了重視程度,教育部長在會議上也明確表示,職業(yè)院校教育學生要注意豐富學生的實習內(nèi)容,重點是提高學生的品質(zhì),敬業(yè)精神以及崗位責任意識,綜合提高人文素養(yǎng)。因此,在制定人才的評價體系中,要注意不僅要考核學生的職業(yè)技能,同時重要的是,要體現(xiàn)對于學生職業(yè)素養(yǎng)的全體考察,包括其敬業(yè)程度,團隊合作以及溝通能力。
2.2.3 職業(yè)技能
提高職業(yè)技能、增強就業(yè)競爭力是高職學生頂崗實習的核心目的。不同專業(yè)的崗位之間差異較大,而不同崗位又有相應的專業(yè)技能要求,因此,職業(yè)技能主要可以從勝任崗位工作、工作質(zhì)量符合要求兩方面進行評價。
2.2.4 實習報告
所有的學生進行實習實訓過后,都會以文字的形式呈現(xiàn),這也就是學生的實習報告。學生要在實習過程中按要求填寫實習日志和實結。就建筑工程類專業(yè)的學生來講,實習日志與實結在高職學生頂崗實習中起著非常重要的作用,有利于學生業(yè)務素質(zhì)的提高。院校可以根據(jù)學生填寫的實習日志與實習報告中的信息掌握學生的基本情況,對于學生總體評價提供了依據(jù)。
2.2.5 畢業(yè)頂崗實習答辯
現(xiàn)在的高職院校根據(jù)自身設置和體系的不同,對于學生實習要求也不同,有些院校組織學生進行實習答辯,而有些學校沒有組織。對于這點,各個高校對于學生的培養(yǎng)目標和發(fā)法不同可以自行設置。但是,對于校企合作的實習學生來說,沒有必要進行實習答辯,因為企業(yè)和學校都會掌握學生情況。而對于學生單獨進行實習的單位來說,有必要進行一定的了解,掌握學生實習期間進行的具體工作崗位和內(nèi)容。這樣能夠更加有效的利用實習過程來提高學生的綜合素質(zhì)和職業(yè)素養(yǎng),從而,能夠達到培養(yǎng)學生的最終目標。
3 結束語
綜上所述,高職院校建筑工程類專業(yè)學生實習實訓體系在學生整體教學過程中是其中尤為重要的作用的,必須要針對高職學生的特點以及企業(yè)需求來制定和構建客觀公正并實用性強的人才評價體系。建筑工程類專業(yè)的學生,從事的職業(yè)相對具體,而且操作性強,在構建人才評價體系時,要充分根據(jù)學生從事專業(yè)的實際特點,能夠有效地進行評價,最終達到培養(yǎng)學生的目的。
參考文獻:
[1]張趙輝.關于通信專業(yè)教學的改革與實踐[J].科技致富向導,2014(09).
[關鍵詞]校企合作 職業(yè)崗位能力 學習過程 工作過程 教學做一體化
中圖分類號:TB22-4 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2014)15-0206-02
“校企合作”是發(fā)達國家高職教育辦學的成功經(jīng)驗之一,這種辦學模式經(jīng)受了歷史的考驗,被實踐證明是一種運轉靈活、優(yōu)勢互補的應用型人才培養(yǎng)的最佳模式,體現(xiàn)了學校和企業(yè)在理論知識教育和職業(yè)技能訓練上的明確分工、理論與實踐的緊密結合以及相關資源共享的原則,其實質(zhì)是通過產(chǎn)學、產(chǎn)教的合作,培養(yǎng)出理論與實踐、專業(yè)知識與職業(yè)技能并重的企業(yè)一線高技能人才。
一、該課程校企合作教學現(xiàn)狀與問題
1.現(xiàn)狀
(1)紙上談兵的多,實際落實的少。
由于我院工程測量專業(yè)師資隊伍多數(shù)來自剛畢業(yè)的大學生,從校門進校門,他們一般是理論有余而實踐能力不足,所以,在落實校企合作、“教、學、做一體化”教學的過程中,難免出現(xiàn)照本宣科、夸夸其談的紙上談兵現(xiàn)象,而真正落實到教學中卻未能實現(xiàn)。
(2)教師的教學觀念還未擺脫傳統(tǒng)的以課堂為中心、以理論教學為主的教學模式。
一方面由于長期以來教師傳授為主,學生被動聽課這樣的角色仍未徹底改變,另一方面,在現(xiàn)有的教學條件下,我院校企合作教學項目少之又少,流于形式,沒有實質(zhì)性進展。教、學、做一體化教室、一體化實驗室及一體化實習基地這樣的場所還需加快建設步伐。
(3)課程的項目教學法、工學結合教材還有待進一步完善、提高。
基于此,高職測繪類專業(yè)《工程測量》課程需要由原來的學科為主的課程結
構,轉變?yōu)樾碌募寄苄驼n程結構――職業(yè)崗位能力為核心,實現(xiàn)課程體系的可行性、實用性、針對性和教學過程的實踐性、開放性、職業(yè)性。
(4)“雙師型”教師隊伍還不能滿足校企合作、“教學做一體化”模式要求。
2.問題
(1)如何按照“項目教學法”編寫教材,貫徹落實“校企合作、工學結合、理論實踐一體化”的教學理念,參照工程測量崗位職業(yè)技能標準,改革課程體系和教學內(nèi)容,提高教學效果
(2)怎樣才能遵循高職學生職業(yè)能力培養(yǎng)的基本規(guī)律,以真實工作任務及其工作過程為依據(jù)科學設計學習性工作任務,實現(xiàn)“在做中教,在做中學”的教、學、做一體化教學模式
(3)怎樣正確認識學生能力形成、發(fā)展過程,樹立正確的人才觀,對學生進行一個全面、客觀的評價,同時,突出強調(diào)職業(yè)性實踐動手能力培養(yǎng)考核體系
(4)怎樣才能盡快提高廣大教師的職教能力、崗位職業(yè)能力和綜合素質(zhì),實現(xiàn)“雙師型”教師隊伍目標,把先進的職教理念與教學實際緊密結合起來,發(fā)揮教學改革成果的帶動和輻射作用,促進專業(yè)整體教學質(zhì)量和水平的提高
(5)如何體現(xiàn)“校企互動、產(chǎn)教對接、學做合一”的高職教育理念?如何實現(xiàn)以“就業(yè)為導向、素質(zhì)為本位、能力為核心”的人才培養(yǎng)目標?
二、課程校企合作教學改革設計方案
1.課程教學改革的理念與思路
主導思想:體現(xiàn)“在做中教、在做中學、教學做合一”的教學模式,突出“ 校企合作”、“工學交替”的人才培養(yǎng)模式。具體表現(xiàn)為:
(1)理論教學改革思路
1)遵循理論知識“必需、夠用”的原則;
2)側重基本概念和基本原理公式的應用、技能的熟練掌握,淡化原理分析、公式推導;
3)強調(diào)測量精度指標、客觀真實、實事求是的重要性,嚴格按照標準、規(guī)范執(zhí)行,達到崗位技能標準化作業(yè)要求;
4) 強調(diào)觀測、計算、繪圖、放樣、監(jiān)測五項基本技能,注重知識綜合應用;
5) 緊密結合施工現(xiàn)場和現(xiàn)代測量工作崗位及時進行知識更新。
(2)實踐教學改革思路
1)加強實習、實訓管理和實習基地建設,強化實踐技能培訓,積極開展并完成好校企合作、工學結合項目。
2)實踐教學采用任務引領、項目驅動教學法,為今后全面展開項目教學法打基礎。
3)增強教師實作演示或情景模擬,突出示范作用,強化現(xiàn)場直觀性。教師“在做中教”,學生“在做中學”,實現(xiàn)教、學、做一體化教學。
4)積極參加自治區(qū)及國家等各級各類測量技能大賽,提高競技水平,鼓勵學生樹立“大賽點亮人生,技能改變命運”的思想觀念,強調(diào)“一克經(jīng)驗勝過十噸理論”的技能競賽理念。
5)貫徹落實中、高級工程測量工培訓考證制度,實行“雙證制”。
2.課程教學改革方案
(1)加大實踐性教學環(huán)節(jié)。測繪類專業(yè)《工程測量》課程的總學時為348學時,其中(理論108+課堂實訓84+綜合實訓156),實踐教學比例為69%。
(2)建立健全考核機制。課堂教學以作業(yè)完成質(zhì)量為主要衡量標準;課堂實習以實習過程的規(guī)范性、成果質(zhì)量及數(shù)據(jù)處理能力為標準;綜合實習以團隊協(xié)作、吃苦精神及個人品質(zhì)、本人考核成績、實結、成果質(zhì)量等為主要標準。突出“測量、計算、繪圖、放樣、監(jiān)測”五項工程測量工崗位職業(yè)能力基本功訓練和掌握。
考核內(nèi)容:實際操作占60%,理論考試占40%進行考核。
考核評價標準:實踐考核,平時的過程考核與集中實習動手能力考核相結合,按照職業(yè)技能鑒定中級工程測量工(四級)標準要求,嚴格把關,采用百分制計分辦法計分;理論考試,以工程測量課程標準要求的必須和夠用的理論基礎知識為重點,進行閉卷考試形式考試,同樣采用百分制計分辦法計分;總評成績,由兩項成績所占比例求和得到總評成績,60分以上為及格,70分以上為中等,80分以上為良好,90分以上為優(yōu)秀。
(3)搭建校內(nèi)、外實訓基地平臺。一是建立昆都侖、新校區(qū)等校內(nèi)實習基地,作為課程綜合實習的主要場所,進行初步的綜合能力訓練;二是組織學生到各測繪單位集中生產(chǎn)實習,完成測繪生產(chǎn)任務,使學生在充分體驗所學知識價值的同時,對作業(yè)規(guī)范、作業(yè)標準、作業(yè)方法和流程等產(chǎn)生新的認識,彌補課堂教學實踐動手能力培養(yǎng)的不足,使理論知識得以融會貫通和提煉升華。
三、校企合作教學實施
1.教學內(nèi)容的選取與序化
我們將《工程測量》課程在內(nèi)容設計方面突出工程測量工崗位職業(yè)能力要求,緊緊圍繞完成各項工作任務的需要來選擇課程內(nèi)容,從“任務與職業(yè)能力分析”出發(fā),設定職業(yè)能力培養(yǎng)目標,打破傳統(tǒng)重點傳授理論知識的思維方式,變知識傳授主體為實踐動手能力培養(yǎng)為主,以項目為載體,創(chuàng)設工作情景,將項目分解為一個個任務,將技能大賽各項標準和工程測量工(中級)考證的相關知識、技能融入課程教學中,培養(yǎng)學生的職業(yè)技能。
本課程分為13個項目,采用遞進式編排組織內(nèi)容,由各種工程勘測設計、施工、運營管理的工作過程為導向,構建各項工作任務,遵循由淺入深、由易到難的認知規(guī)律設計各項目,使各項目環(huán)環(huán)緊扣,相輔相成,形成一個工程測量崗位職業(yè)技能素質(zhì)培訓的有機整體,盡力實現(xiàn)“學習過程即工作過程”的教學思路。
工學結合、項目教學法《工程測量》課程序化后重點突出我校鐵路特色,增加城市軌道、高速鐵路工程測量和鐵路曲線測設新方法等內(nèi)容,舍去與鐵路專業(yè)無關的部分內(nèi)容,使教材更完善,更具有針對性、可行性、實用性。
2.在生產(chǎn)實踐中不斷提高教師、學生的動手能力、操作水平、崗位技能和職業(yè)能力,建立、完善新型校企合作運行模式,真正實現(xiàn)“實習――生產(chǎn)一體化”校企合作教學,使企業(yè)、學校、學生等多方面實現(xiàn)共贏。
(1)本次校企合作教學成果
2013年,我院工程測量專業(yè)1103、1104班的57名同學和5位教師利用工程測量綜合實習時間,參加了河北中色測繪有限公司、內(nèi)蒙古利豐測繪科技有限公司承接的數(shù)字城市外業(yè)采集、內(nèi)業(yè)成圖、城鎮(zhèn)地籍調(diào)查、農(nóng)村宅基地調(diào)查、建筑物沉降觀測等各個項目為期6周的工作實踐,為企業(yè)完成產(chǎn)值達80多萬元,學生及指導教師收入總計達12萬多元,為學校節(jié)省實習經(jīng)費開支達3萬多元。老師和同學們以吃苦耐勞的創(chuàng)業(yè)品質(zhì)、扎實的理論基礎、較強的實戰(zhàn)能力和良好的團隊協(xié)作精神,較好地完成了各項任務,受到各測繪單位的高度評價和熱烈歡迎。實現(xiàn)了“學校、企業(yè)、學生”多方共贏的目的。
通過“校企合作教學”與“傳統(tǒng)教學”效果對比,總結出值得推廣的教學經(jīng)驗、方法和人才培養(yǎng)模式等成果。
1)工學結合模式下的《工程測量》課程教材編寫工作已經(jīng)完成并于2013年4月出版,現(xiàn)正在進一步完善以便更好地適應我院校企合作教學實踐;
2)建立了校企合作教學研究指導委員會;
3)建立、健全、完善“學校、企業(yè)、學生”多方共贏的校企合作新型運行機制,確保安全、高效完成校企合作各項生產(chǎn)任務的同時,提高教學質(zhì)量;
4)把學習過程轉移到測繪生產(chǎn)一線進行,建立“在做中教、在做中學”的教、學、做一體化的教學模式,實現(xiàn)校企合作、工學結合的人才培養(yǎng)模式。教師“在做中教”,教得自如,學生“在做中學”,學得輕松。同時,使教學環(huán)境進入工作環(huán)境,真正將實習任務與生產(chǎn)任務對接,實現(xiàn)“學習過程即工作過程”。
(2)應用情況:
1)工學結合模式下《工程測量》課程教材已經(jīng)應用到我校教學實踐中;
2)到企業(yè)進行鍛煉,提高了我院青年教師和學生的實踐動手能力和崗位職業(yè)素養(yǎng),實現(xiàn)了企業(yè)愿意接收學生實習、學生愿到企業(yè)實習、學校放心學生到企業(yè)實訓的“三贏”。
3)與生產(chǎn)相結合,制定實訓教學標準、開發(fā)實訓項目和編寫實習指導書,制定實訓環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制標準;完善實訓基地管理制度,以保證實訓基地的優(yōu)勢資源在教學過程中的充分發(fā)揮。
4)我院在制度建設上,有利于“校企合作”開展、應用、研究和技術開發(fā),使企業(yè)在分享學校測繪儀器設備資源、測繪人才資源優(yōu)勢的同時,參與我校工程測量高端技能型人才培養(yǎng)工作。
四、幾點建議:
1.要牢固樹立校企合作是高等職業(yè)教育發(fā)展的根本出路的觀念,我院的校企合作機制需要盡快建立、完善;
2.課程改革應注重實用性,取材于實際工程項目,將測量規(guī)范和測量職業(yè)技能鑒定內(nèi)容、測量標準融入課程教學,并突出本校鐵路特色;
3.為了貫徹教高【2006】16號文件精神,實現(xiàn)工程測量專業(yè)頂崗實習半年以上,實踐教學占課程教學50%以上,雙證書率達到80%以上,我院應該積極推行“在做中教、在做中學”的與生產(chǎn)勞動和社會實踐相結合的“教、學、做一體化”教學模式,將工學結合、校企結合作為我院人才培養(yǎng)模式改革的切入點,帶動專業(yè)建設,引導課程設置、教學內(nèi)容和教學方法改革。
4.盡快建立校內(nèi)、外工程測量實習、實訓基地,滿足教學過程的實踐性、開放性和職業(yè)性要求,使學生學習實現(xiàn)與實際工作的一致性,努力實現(xiàn)與生產(chǎn)單位的“零距離”對接,達到“學習過程即工作過程”的目標。
5. 國家要制定配套的法規(guī)體系保障高職院校與企業(yè)的合作,各級政府要出臺鼓勵措施,吸引企業(yè)參與職業(yè)教育事業(yè),形成一種法律有規(guī)定、政府有措施、學校、企業(yè)、學生有要求,既有動力又有壓力,更有吸引力的辦學模式,從而促進我國高職教育校企合作的健康有序發(fā)展。
參考文獻
[1] 教育部.關于全面提高高等職業(yè)教育教學質(zhì)量的若干意見教高【2006】16號文.