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一、前言
過控專業研究的主要是過程工業,涉及到很多物理手段和化學反應,主要是為產品生產提供設備和技術方面的支持,因此各學科相互滲透形成了過控專業,因此該專業的知識覆蓋面非常廣,口徑比較寬。現階段過控專業的學生數量越來越多,而畢業設計要考驗的就是畢業生在理論和實踐方面的能力,這對學生未來發展也是非常有影響力的。要想培養出社會需要的應用型人才,就要保證畢業設計的效率和質量,找出現階段畢業設計環節存在的問題。
二、目前過程裝備與控制工程專業設計現狀
1.管理監控不嚴格。合格的畢業設計需要在每個環節上確保質量[1]。現階段各高校都制定了相關的指導文件,這說明畢業設計都是有一定要求的,其中包括畢業設計的組織、目的以及相關教師的職責,并制定了論文的具體規范,只是這些是文件上的規定,在完成畢業設計的過程中,高校還是缺乏管理的,高校沒有對學生實施合理的監控,也就是說各個環節都是處于無監控狀態,難免會有一些環節出現問題,這是目前高校各專業畢業設計共有的一點問題,缺乏監控機制。2.教學資源不足。由于社會經濟在不斷發展,過控專業實際上已經是現階段本科中非常熱門的專業,學生的數量逐年增加,這對該專業的發展是非常有利的,但對于相關高校來說也是一項巨大的挑戰,因此學生數量過多,就意味著師資力量需要跟上,目前就是專業課教師的數量并不能滿足畢業設計的實際需求。多數高校是一名指導教師要負責十幾名甚至更多學生,在這種情況下,教師還要負責正常的教學任務以及科研工作,能拿出的精力有限,對學生的幫助也有限,因此僅靠現階段的教學資源要想提升畢業設計的質量還是非常有難度的,而且各高校學生若是想自主查找資料,是缺少資源的,紙質的資料非常少,但電子資料方面由于學生數量大,沒有固定場所,使用起來也不是很方便。3.選題不合理。實際上畢業設計中最關鍵的步驟就是選題[2]。現階段很多過控專業的學生論文選題工作是指導教師完成的,專業教師在理論研究方面沒問題,但在實踐方面以及對企業的了解方面并不是每一名教師都有足夠的經歷,因此很多畢業設計實際上是空中樓閣,僅僅存在與理論上,對實際的幫助并不大。在這種情況下,學生的創新精神其實并沒有得到鍛煉,工科學生要想獲得長遠發展,不僅需要理論積累,還需要實踐經驗和創新意識,這些在現階段的畢業設計中都是缺失的。而且選題需要結合工程實際的背景以及過控專業培養人才的目標,這樣才能將提升畢業設計的效果,這些都是存在問題的。4.設計時間短。在學生完成畢業設計的階段,實際上需要考慮兩大問題,那就是就業和考研[3]。這兩個問題也需要在這一學期解決,對學生未來的發展也非常重要,與畢業設計的完成在時間上有直接沖突。學生為了順利應對這兩方面的問題,就要將畢業設計的時間壓縮,而這種情況指導教師也無法采取有效的措施,因此畢業設計受到時間上的影響,在質量上也是難以保證的,現階段過控專業大多數學生,對自己的論文質量評價,也只是一般,說明在完成畢業設計的時候是受到嚴重影響的。5.學生缺乏寫作技巧。實際上由于信息技術越來越便捷[4]。高校普遍為學生提供了文獻檢索的途徑。在寫作方面也會設立一些課程或者講座,對學生完成論文進行指導,但還是無法徹底改變學生在寫作技巧方面的弱點。學生完成論文時,并不具備足夠的專業語言,很多學生會將一些內容拼湊到一起,甚至有一些學生會存在書寫不規范的現象,其中比較復雜的環節就是文獻引用、標點符號、圖表繪制方面的問題,因此學生在完成論文寫作后,還需要與指導教師一同花費大量的時間修改論文格式,相應的對論文內容與創新的分析就減少了。
三、過程裝備與控制專業畢業設計選題類型
1.工程設計。這類題目實際上就是根據企業現有的設備,參考企業中的一些技術參數,根據相應規定進行設計[5]。此類題目優點是對基礎非常重視,要求有完善全面的技術參數,工作量非常豐富,而且無論是設計圖紙還是計算量都是非常大的,所以論文實用性比較強。現階段過控專業學生通常是在畢業設計前決定好了畢業后的趨向,所以學生是可以根據自己的就業需求要選擇題目的。該類題目目前是大多數學生的選擇,尤其是一些已經到就業單位實習的學生,可以對企業設備有足夠的了解以及接觸的機會,根據實際情況進行命題。2.科學研究。該類題目通常是指導教師以自身科研情況為基礎[6]。申報的一些子項目,這類題目的特點就是創新性比較強,學生要在畢業設計時期將這一子項目完成,或者取得階段性的成果,因此是需要學生具備一定素質的。這類題目有一定的難度,學生不僅需要在理論上有足夠的積累,實踐能力和創新意識也需要達到一定的水平,而在這類題目由于是指導教師科研項目的一部分,在數量上不會太多。此類題目對學生是可以起到啟發效果的,而且學生可以參與項目研討的活動,兩節相關的過程。3.創新型。創新型的題目主要是通過競賽、創業比賽等活動進行[7]。是團隊進行的一類任務,不僅需要學生完成論文的內容,最重要的是要體現出創新,其實這類題目也體現出當前社會對應用型以及創新型人才的需求,考驗的是學生各方面的能力。
四、過程裝備與控制工程專業畢業設計改革中需要解決的問題
1.管理制度改革。很多時候畢業設計取得什么樣的成就,取決于高校管理制度[8]。因此各高校為了讓畢業設計的各步驟得到有效的管理,需要建立全程監控機制,教師需要對畢業設計提升重視程度,高校也要對教師職責進行強調,嚴格控制學生抄襲的行為。指導教師起到非常關鍵的作用,需要根據設計手冊,保證學生完成畢業設計的各環節不出問題,根據課題的需求,對學生進行一對一指導,其中包括對素材的篩選、對內容的設計、論文設計方案、撰寫格式等,對學生負責。2.充實教學資源。由于高校近年來一直在擴招[9]。而且過控專業也是比較熱門的工科專業,專業教師缺乏的現狀還是非常嚴重的,一些高校為了順利將畢業設計完成,而且地方科研受到的限制比較多,教師無法為學生提供足夠的資料,網上雖然有各類參考資料,但是質量參差不齊,學生篩選起來很有難度。在這種情況下,高校需要將教師招聘的重心放到如過控專業一樣的稀缺專業,將師資力量補充上來,調整好師生比例,同時將年輕教師在工作上的積極性激發出來,為學生提供科學的指導。3.保證設計時間。學生為了確保升學和就業,會提出在畢業設計階段請短假,而高校為了確保學生順利升學和就業也會允許。在這種情況下,需要高校做出調整。因為考研與就業對學生非常重要,但是順利完成畢業設計和順利畢業對學生也非常重要,畢業設計若是出了問題,無論是就業還是考研,都是無法保證的,這就需要高校在時間上做出調整,例如將畢業設計的時間延長,同時可以將設計前的一些基礎工作提前到上一學期,這樣畢業設計與考研和就業在時間上的沖突就可以解決。4.加強團隊指導。現階段高校過控專業的畢業設計是經過指導教師對學生進行一對多指導,在這種情況下,是不符合過控專業人才培養需求的,這類專業更加注重的是實用性方面的培養,提升學生的應用能力,這樣可以滿足社會對人才的需求,各專業都需要有所設計,知識面非常廣泛。但專業教師無論是研究方向以及自身專業,都是受到限制的,無法給過控專業學生帶來足夠的指導和幫助。在這種情況下,高校應該建立起專門的指導團隊,各專業教師共同完成對學生畢業設計的指導,從原本的一對多變成多對多,這樣可以根據學生需求,進行針對性的指導。
五、畢業設計與其他環節的整合
1.與課程設計整合。實際上畢業設計也可以看成是課程設計的延伸,而課程設計相當于畢業設計的一部分,畢業設計與課程設計在選題上是有一定關聯性的。通常課程設計開始于第七學期,而學生經過幾個星期的設計階段,可以了解到畢業設計的方方面面,完成畢業設計的一些工作,這樣學生就可以提前做好畢業設計的基礎工作,有助于確保畢業設計順利完成,這對學生解決畢業設計和考研以及就業之間的時間沖突是非常有幫助的,實際上課程設計就是畢業設計前學生要經歷的實戰演練,與畢業實習共同組成了實踐環節,為畢業設計打下基礎,目前過控專業正在增加學生鍛煉實踐能力的課程,所以整合畢業設計和課程設計是非常有利的。2.與畢業實習整合。畢業實習也是畢業設計前的重要實踐環節。在現階段的經濟發展中,畢業設計和畢業實習需要進行靈活處理,要想將二者進行整合,需要注意一下細節,首先是實習基地的設立,這是畢業實習的基礎。其次是高校與實習基地的合作,為學生提供良好的平臺。然后是課題研究需要與企業實際情況和教師研究情況相結合。最后是注意對學生進行個性化培養,學生需要的是在應用能力上獲得提升,提升自身各方面素質,但每個學生的情況不同,高校需要注意對學生因材施教,解決每個學生面臨的困境。
五、提升畢業設計質量的措施
1.強化對畢業設計的重視。在畢業設計正式開始前,高校可以組織專門針對于畢業設計的講座,對學生和教師進行動員,要讓教師和學生明確畢業設計的重要性,影響著學生日后的就業以及學位認定問題。同時指導教師要嚴格要求自己負責的學生,要從學生正式開始畢業設計前,就形成嚴肅的意識。2.提升選題規范性。論文選題要與過控專業相關,過控專業的實踐價值是保證企業設備可以高效運行,是將機械、控制等各學科結合在一起的專業,在選題時需要與這些內容息息相關。在選題類型上,可以與科研單位和教師研究的課題緊密相連,一些學生可以在研究院等地完成自己的畢業設計。畢業設計需要提升真實性,結合現有的社會資源和師資力量,對學生進行團隊指導,這樣可以保證題目具備真實性和綜合性。在選題上還是需要指導教師提供相應的幫助,因此擬題時教師要制定好指導的時間,避免造成雙方的疲勞。3.查閱文獻。完成論文的第一步驟就是查閱文獻,學生對查閱文獻方面還是缺乏相關的經驗和方法,因此需要教師提供指導。查閱文獻需要根據課題的具體內容,確定查閱的關鍵詞,檢索相關的期刊、研究報告等資料,然后完成資料分析工作和整理工作,結合選題寫出文獻綜述。對文獻的檢索可以通過很多途徑,例如高校的圖書館的電子資料、維普數據庫等,這些途徑查找到的文獻是比較新的。然后是高校圖書館的圖書閱覽室以及各地的圖書館。最后是網上也可以找到資料,只是質量參差不齊,需要慎重篩選。4.強化過程控制。畢業設計的所有步驟包括前期講座、確定課題、完成文獻綜述、完成文獻的英文翻譯、完成論文設計、中期檢查以及評審和答辯。經過對選題的審定和初期、中期檢查,然后是答辯檢查、最后是成績評定和論文評選。這些步驟都是過程控制的關鍵點。在整個過程中,教師要對學生進行至少每周兩次的一對一指導,然后成立專門的小組,負責管理工作,要對畢業設計階段實施量化管理。5.加強成績管理。畢業設計的成績是從三方面進行評定。首先是指導教師從設計方案、完成狀態、翻譯情況、學生的態度以及在個人紀律評價等方面評出成績。然后是評閱教師,根據論文的內容質量、規范性、外文翻譯的質量以及內容創新性等方面評出畢業設計成績。最后是答辯委員會,以各小組的答辯情況,對畢業設計的內容、水平、課題、表達、工作量以及學生對問題的回答各方面給出綜合性的評價,做出畢業設計的答辯成績。最后答辯小組會以規定的比例,對總成績進行評定,總成績是需要通過答辯委員會進行審核的。
六、結論
總之,畢業設計是高校學生經過學習后,經歷的對所學知識的全面檢查,是對在校期間成績的總結和提升,也是高校對學生進行實踐能力提升和理論研究強化的有效途徑。提升設計質量不僅是為了提升高校的教學水平,也是為了滿足社會最新的人才需求。如今社會需要的是實用型、應用型以及創新型人才,因此在畢業設計的質量上進行提升,無論是對于學生個人、高校還是社會發展,都是起到重要作用的。每當畢業設計完成后,需要進行經驗總結,這樣對以后的指導工作才能有所幫助。
作者:陳慧媛 李曉紅 顧錫峰 單位:青海大學化工學院
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關鍵詞:材料成型及控制工程專業 畢業設計
畢業設計是大學生在校期間的最后一次且帶有總結性的實踐教學環節,是學生從學校走向社會的一個重要過渡階段。材料成型及控制工程專業是培養具備材料科學與工程的理論基礎、材料成型加工及其控制工程、模具、材料成型及控制工程設計制造等專業知識,能在機械、模具、材料成型加工等領域從事科學研究、應用開發、工藝與設備的設計、生產及經營管理等方面工作的應用型人才的專業。該專業具有極強的實踐性,畢業設計也要體現這一點。因此,深入分析目前材料成型及控制工程專業畢業設計存在的問題,對提高畢業設計的質量,增強學生的實踐能力等方面都具有重要意義。
一、目前材料成型及控制工程專業畢業設計存在的主要問題
1. 畢業設計選題陳舊,相似程度較高
畢業設計出題的過程一定程度上屬于教師的個人行為,受教師自身水平和興趣的制約,加上部分老教師不能熟練應用UG、PRO/E、SolidWorks等三維設計軟件和CAD等二維設計軟件,所出題目缺乏創新性。另一方面,部分教師偏重理論研究,缺乏對新產品、新技術和新工藝的了解,與生產脫節,使得畢業設計的題目往往是歷屆的題目翻新,不能與時俱進,導致學生所學知識沒能融入到實踐中,無法對學生今后的工作提供實踐經驗。
2. 教師資源不能滿足畢業設計需要,學生積極性不高
由于高校擴招,在校學生急劇增加,使本來就極為有限的教師資源更為緊張。學生的畢業設計做得如何,教師的作用是至關重要的,這在一定程度上影響了畢業設計的質量。另一方面,現在的學生需要花費大量時間在找工作、外出實習、研究生復試上,沒有足夠的時間和精力來做畢業設計,對畢業設計不夠重視。相當大一部分學生根本就沒有意識到畢業設計的重要性,而只把畢業設計看成是一項任務,導致最后出現設計內容文不對題、設計內容雷同、說明書內容前后不一致、說明書內容與圖紙內容不一致等很多問題。
3、畢業設計考核方式落后、要求放松
畢業設計的成績評定及答辯是畢業設計的最后環節,將直接影響到學生的成績,因此,客觀公正地考核學生畢業設計的質量、給出合理的畢業設計成績是一項復雜和重要的工作。就目前來講,畢業設計的考核方式流于形式,因畢業設計“不及格”而不能畢業的學生很少,不及格率一般不超過畢業學生總數的1%,有時連續幾年沒有學生在畢業設計與答辯中被淘汰。長此以往,必將影響下一屆學生對畢業設計的重視程度,給今后的畢業設計教學工作造成負面影響。
二、提高材料成型及控制工程專業畢業設計質量的措施
1、科學制定并嚴格審查畢業設計選題,優化畢業設計的內容
畢業設計選題應與本專業人才培養目標相結合,應與當前的就業形勢相結合,應體現材料成型及控制工程學科發展的趨勢,應盡量與教師的科研課題相結合。由于畢業設計題目決定了畢業設計的內容,是學生順利完成畢業設計的先決條件,因此,還要結合學生的個體差異來布置畢業設計的題目,對于那些繼續深造的學生可布置偏研究性和理論性的題目,而那些要進入工廠工作的學生則布置那些實踐性較強的題目。
2、加強教師隊伍建設,端正學生做畢業設計的態度。
畢業設計的指導教師應該具備較高的理論水平和豐富的實踐經驗,且應具備講師或工程師以上職稱,每名指導教師所帶學生不超過8人。同時,指導教師要大力開展科研活動,提高自身能力,并利用各種機會到企業、工廠、生產第一線去學習,增強實踐能力。在畢業設計的過程中,教師要督促學生按時完成畢業設計的各項任務,經常與學生見面討論畢設中遇到的問題,指導學生順利完成畢業設計。
3、建立公正、完善的畢業設計成績評定體系。
對于學生畢業設計的成績,可以分成四部分進行評定。第一部分,指導教師給所指導的學生一個自評成績,依據對課題的方案設計、工程計算、課題工作量的大小難易程度、圖紙質量等。第二部分,由指導教師以外的指定的教師對該生的畢業設計成績打分,稱作互評成績。第三部分,對學生所繪圖紙或者所做實物打分,最后一部分才是該生的答辯成績,由答辯委員會依據學生在答辯中表現出的專業知識水平和臨場應變能力進行打分。最后,綜合以上四部分成績按優秀、良好、中等、及格、不及格給出總評成績。
總之,畢業設計是一項長期的復雜的系統工程,只有提高師生對畢業設計的重視程度,充分調動學生參與畢業設計的主觀能動性,與時俱進,做好畢業設計的選題和考核工作,才能確保畢業設計的最終質量。
參考文獻:
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關鍵詞:畢業設計 材料成型與控制工程 創新能力 就業
中圖分類號:G71 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2013)03(b)-0242-02
畢業設計是畢業生在教師的指導下獨立完成的科學研究成果,本科教學計劃的重要組成部分,是學生在校學習的最后階段和質量總檢查,是培養學生理論聯系實際學風和鍛煉學生獨立工作能力的有效手段。整個設計過程是培養學生創新精神和能力的過程,是實現“學、研、產”相結合的實訓過程。不同專業領域的學生的培養模式是不盡相同,應用型本科人才的知識結構、工程能力應該有別于傳統的研究型本科人才,因此其培養目標、培養途徑和培養過程的質量監控等方面應有自身的特點、應用型本科人才不僅要專業面寬、知識基礎厚實,還應該綜合索質高、實踐能力強,這在一定程度上提高了對應用型本科畢業生的畢業設計的要求。
在飛速發展的經濟對當代青年學生人生觀、價值觀的沖擊下,在全球性金融危機的大背景下,在高校擴招的形勢下,近年來,本科生畢業設計質量滑坡的現象比比皆是。這種現象目前已成為社會熱點問題,并且受到了社會的廣泛關注。
1 當前畢業設計中存在的問題和原因
1.1 學生自身原因
在畢業設計時期,學生對待設計的態度對設計成果的優異有著很大的影響作用,但目前社會中大多數在校大學生的相關表現不容樂觀。學生在畢業設計中往往表現出態度不夠端正、對待設計不夠重視、精力投入不夠充足等狀態,對待科研學術較為消極,抄襲之風盛行,缺乏整體設計思想。部分學生的基礎知識、技能較為匱乏,對問題的認識過于抽象化,從而致使理論與實踐嚴重脫節。此外,縱使我國教育體制改革要求加強對在校學生的創新精神與能力的培養,但目前大多數學生仍在此方面表露出匱乏的的問題,對待設計缺乏獨立的分析研究,對于指導教師依賴性較強,對整體設計思想理念照抄照搬。
另一方面,由于現在大學生普遍看重就業而疏忽畢業設計,直接導致畢業設計質量整體下滑,造成畢業設計與就業之間矛盾頻現.部分學生畢業擇業時間與畢業設計時間重合,因而學生為了在有限的時間內找到理想工作在態度上冷落了畢業設計。此外,近年來本科生考研人數比例不斷攀升,競爭較為激烈,考研的后期的備考與復試等環節對畢業設計又造成了很大的影響。
1.2 學生所在學校的問題
目前大多數高校出現投入與擴招規模不適應的矛盾,從而出現學生多而專業指導教師少的狀況,導致教師的指導工作量過大,一般平均每位專業教師要承擔七、八個課題,再加上繁重的教學工作,致使教師無暇給予學生及時的指導和檢查。有些畢業設計與其所屬的區域經濟聯系不夠,“學、研、產”脫鉤,并且高校中對于畢業設計的全過程管理與監控不夠規范,使畢業設計趨于程序化,在評閱和答辯過程中,老師有時為了不影響學生就業,出現了對學生放松要求、流于形式、走過場以及評分結果不客觀等現象,導致實質科研含量低。由于部分高校師資力量較為薄弱,導致基礎理論與課程設計教學質量不高,致使學生基礎知識薄弱。指導教師水平參差不齊,設計題目設計不當,指導不力,在一些主要環節上,存在影響畢業設計質量的問題。比如,選題存在過寬、過大、過難、過虛、工作量不足、與專業方向不一致、應用性不強、重復率高、更新率低等諸方面問題。
1.3 社會問題
我國的就業崗位從總量上嚴重不足,在全球性金融危機的大背景下,許多企業遭受了前所未有的挑戰,有的企業甚至瀕臨破產的邊緣,就業崗位大量流失,用工需求急劇下降,崗位要求不斷提高,從而加劇了在校畢業生對工作崗位競爭的激烈性與渴望性,這在一定程度導致了學生對待畢業設計的態度的偏移與忽視。
另一方面,對于工科生來說,其工作性質均存在一定的危險性,如冶金、土建等專業,社會中的相關企業由于對企業自身的利益或是事故責任制的考慮,在對待在校實習生時均表現出冷淡態度,經常出現拒絕接待或是敷衍了事等情況,實習形式多為走馬觀花的參觀形式,失去了實習的真正意義。
2 畢業設計的有效實施模式
2.1 利用本專業優勢,突出優秀學生創新能力培養
挑選優秀大學生在我校大型企業實習基地之一—— 陜西龍門鋼鐵集團和企業一起研發新工藝、新產品、新流程和新技術,深化專業知識,鍛煉創新實踐能力,提高人際交往能力、組織協調能力、表達溝通能力、團隊合作意識。陜西龍門鋼鐵集團公司正值新建120萬噸高速線材線生產線項目啟動及新品種鋼開發階段,結合企業實際,培養學生對所學知識綜合應用能力,綜合素質會顯著提高。
2.2 專業畢業設計由集中式進行改為集中與分散式相結合操作
已找到工作的學生,可以在用人單位做設計,用人單位確定指導人員與學院指定專業教師共同指導學生,教師可以定期前往用人單位檢查指導,同時可以增加教師實踐鍛煉與交流的機會。
2.3 實訓教師可指導學生畢業設計
青年教師在相關企業參加實訓,也是一個很好的實踐鍛煉機會,畢業設計也可以和實訓相結合,青年教師在實訓單位結合項目制定設計題目,學生得到鍛煉的同時,增進和相關企業的相互了解,在一定程度上可以促進大學生就業。
2.4 促進就業困難學生就業
對于就業有困難的學生,這些學生可能學習成績并不是很好,可以安排經驗豐富的教師指導畢業設計,同時這些教師的社會經驗豐富,通過教師與學生的相互了解,增加就業機會。
3 結語
本文以對西安建筑科技大學材料成型與控制工程專業本科畢業設計教學的多年研究,針對本科生畢業設計中存在的問題展開討論,結合自身專業特色與學校對教師及學生的培養體制,給出了相應的建議措施。本研究提高應用型本科生的畢業設計水平提供一定的經驗和參考價值。
參考文獻
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關鍵詞 CAE技術 畢業設計 教學改革 材料成型
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A DOI:10.16400/j.cnki.kjdkz.2015.05.019
The Study on Measures to Improve the CAE Application ability of the Undergraduates of Material Forming Specialty
QIN Shengxue, LIU Jie
(College of Mechanical and Electrical Engineering,
Shandong University of Science and Technology, Qingdao, Shandong 266590)
Abstract Based on analysis of the CAE (computer aided engineering) application status and problems in the teaching and graduation project for undergraduates of material forming specialty, the reform measures of teaching and testing of CAE course is proposed in this paper. The ability of solve engineering problem of the graduates could be also improved by improving the application proportion and strengthening the check system in the graduation project.
Key words CAE; graduation project; teaching reformation; material forming
材料成型及控制工程專業涉及材料科學、成型工藝與自動控制技術的綜合與交叉,要求畢業生具有材料成型加工基礎理論與應用能力,并且隨著計算機技術和有限元理論的發展,CAE技術對與材料成型行業的作用越來越重要,已經成為材料成型從業高等技術人員必備的技能之一。目前,山東科技大學材料成型及控制工程專業設模具方向,包括金屬塑性成形及模具設計和塑料成型及模具設計,該方向更注重工程實踐能力的培養,并對學生解決實際工程問題能力提出了更高的要求。
本文從CAE在材料成型與控制工程專業畢業設計中的應用現狀入手,對金屬塑性成形 CAE和注塑成形CAE 教學與畢業設計改革進行了探索。
1 CAE技術在我校材料成型及控制工程專業學習中的應用現狀
模具優化設計與CAD/CAM/CAE一體化技術是模具數字化制造設計核心技術之一,①尤其是三維設計和計算機仿真模擬分析技術,這項技術雖在國內已有不同程度應用,但仍處于較低水平。目前在模具領域應用較多的世界著名CAE軟件有MOLDFLOW、DYNAFORM、AUTOFORM、POLYFLOW和DEFORM等,同時也是山東科技大學材料成型及控制工程專業學習中可以接觸到商業軟件。②
金屬塑性成形加工過程中加載條件與變形過程異常復雜,傳統分析方法已經證明不能適應現代工業發展的需要。 隨著計算機技術與有限元理論的發展,采用計算機數值模擬技術可以解決經驗設計無法解決的問題。了解金屬塑性變形的各種常量的變化歷程,如金屬成形過程中各階段材料填充模具的情況、材料變形趨勢、材料內部的應力、應變等,對塑性成形工藝設計、模具設計、壓力機的選擇以及成形質量的控制等具有重大的現實意義。我校在金屬板料沖壓技術和體積成形中主要選用DYNAFORM和DEFORM軟件進行教學。在板料成形數值模擬分析 CAE 技術教學過程中,以DYNAFORM為主重點介紹汽車覆蓋件的拉深成形數值模擬,在 Deform數值模擬 CAE 成形教學過程中,重點講授模鍛成形和擠壓成形。
塑料模CAE技術主要是利用高分子材料學、流變學、傳熱學、計算力學和計算機圖形學等基本理論,建立塑料成型過程的數學和物理模型,構造有效的數值計算方法,實現成型過程的動態仿真分析,使對塑料成型過程的認識從宏觀進入微觀,從定性進入定量,從靜態進入動態,為優化模具設計和控制產品成型過程以獲得理想的最終產品提供科學依據和設計分析手段。本專業塑料模具課程以注塑和擠出工藝與模具設計為主,其中注射成型部分以MOLDFLOW軟件為主,擠出工藝部分以Ployflow軟件為主。
目前,本專業在本科教學階段CAE教學中突出有限元求解的基本思想、基本原理、基本步驟、基本方法的學習,讓學生在理解有限元求解問題的本質的基礎上學習相關的有限元軟件,通過實訓掌握簡單的工程問題求解過程和方法,為獨立應用軟件分析問題打下基礎。③但從最終在畢業設計中CAE分析應用的情況來看,可以熟練應用以及解決問題的同學還占少數,如何加強本科階段對CAE技術的學習,尤其是通過畢業設計這個實踐性更強的過程更好地掌握CAE技術的應用,成為一個亟需解決的問題。
2 加強學生畢業設計中CAE應用能力的措施
2.1 改進授課方式加強學生CAE分析技術的學習
采用分散課時授課方法。對于本科生,通過畢業設計鍛煉CAE技術應用能力并發揮其優勢離不開前期的課程學習。目前材料成型及控制工程專業CAE技術教學安排方面除了有限元理論基礎知識外,還開設有專業CAE軟件課程,但課程內容通常由授課教師自己掌握,造成出現只偏向一種軟件的現象,如側重研究注塑成型方向的教師一般只講授polyflow或modflow軟件,而側重金屬塑性加工方向的教師則可能只講授金屬板料成形和體積成形CAE分析軟件。由于專業CAE軟件只安排一個學期的課程,就造成一屆學生只能學習運用一種軟件,無法實現在專業領域通才教育的目的,畢業生在職場中的競爭力下降。針對這種情況,本文作者提出了專業CAE分析技術分散教學的方法,將CAE課程課時分配到各個專業課程中,在專業課程授課過程及課程設計中穿插講授CAE軟件,從應用方法到案例分析與應用,讓學生在專業知識學習過程中體驗先進CAE方法,又為畢業設計中CAE技術的應用打下基礎。
在CAE技術授課過程采用有限元理論與軟件操作并重的講解方式。由于本科階段教育,CAE技術的掌握要求相對不高,課時安排受到限制,因此需要在比較少的時間內講解盡可能多的知識。在實際教學中,一些教師往往把重點僅僅放在軟件操作上而忽略有限元理論講解,使得學生操作時只能靠機械記憶,無法與所學過的理論知識融會貫通,不利于學生對軟件的更深一步理解。所以在教學中應該采用有限元理論與軟件操作并重方式教學,教師可以建議學生去看一些書籍、論文,爭取學生在畢業設計結束后,能夠獨立地完成類似的題目以及難度更高的題目,同時具備一定的理論自學能力與較強的軟件操作能力。
2.2 從課程設計開始注重CAE分析軟件的應用
軟件的學習往往在應用中會更容易掌握,尤其對固有的流程、方法與技巧而言,必須經過實際操作才能得心應手。目前在材料成型及控制工程專業課程設計中,往往只注重利用手冊與公式計算來設計模具,并不強調CAE技術的應用,只是把CAE技術的應用放到畢業設計環節來實現,那么大部分同學會因為基本功能操作的生疏,而對軟件的應用失去興趣與耐心,很難達到CAE分析所驗證設計方案可行性并指導優化設計的效果。因此在培養方案中可注明將CAE分析加入到課程設計中,從專業課程學習伊始就注重CAE分析的應用。如在課程設計中提出CAE分析應用的建議并給出應用方法與流程,但不作為必須考核內容,而作為額外加分的評估條件,以引導學生提高對CAE技術應用的積極性。
2.3 增加CAE分析在畢業設計中指導與考核比重
CAE技術在以沖壓模具和塑料模具為課題的畢業設計中有著重要的作用,可以有效減少設計過程中設計—修正—再設計的循環次數,使初始設計達到或者逼近合用的結果,這在實踐中具有重要意義。在畢業設計中嚴格控制畢業生設計進度,在完成初步模具設計三維造型后,統一進入CAE分析階段,模具結構實現設計—分析—優化—再設計修改的循環的設計過程。采用集中時段進行CAE分析模式的好處還在于便于集中指導。另外在本專業畢業設計改革階段,嘗試實行了小組制,將同一分析類型的學生分為若干組,如注塑模具組與沖壓模具組,每一組中分配至少一名能夠熟練運用CAE分析技術的學生,實現互助促進的模式。④
在畢業設計考核過程中,既重視設計說明書中CAE分析內容與結果的正確性與對模具設計的指導性,又注重學生在答辯過程中對CAE技術的理解與應用方法掌握情況,防止發生抄襲或他人代工的現象。
3 總結
CAE分析在材料成型及控制工程專業中的作用是不容忽視的,采用分散課時以及改進授課方法和考核方式,可有效提高本科生CAE技術應用能力,充分利用課程設計與畢業設計的實踐機會,為畢業后工作中熟練應用CAE技術打下基礎。
基金項目或者課題項目:山東科技大學群星計劃資助項目(qx2013221),山東科技大學特色名校建設資助項目
注釋
① 李萌崛,焦鈺,張萬明.CAD/CAE技術在模具設計中的運用[J].科技傳播,2012(12):134-135.
② 申長雨,陳靜波,劉春太,李倩.塑料模CAE技術發展概況[J].模具工業,2001.239(1):51-56.
【關鍵詞】 電氣工程專業;畢業設計;答辯;改革
畢業設計是高校教學計劃的重要組成部分,它與其他教學環節彼此配合,相輔相成,構成一個完整的教學體系,它的實踐性和綜合性又是其他教學環節所不能代替的[1]。從更深層次的意義來講,畢業設計不僅僅是一個教學環節,它是高校實現人才培養目標的重要手段,是對學生四年學習成果的綜合性總結和檢閱,旨在提高大學生科研訓練能力、分析問題、解決問題的能力和創新能力[2]。畢業設計是學生走向工作單位的必要準備,其整體水平也直接反映了一所高校的教學質量。本文將根據西安科技大學(以下簡稱"學校")電氣專業畢業設計的實際情況,分析當前本科畢業設計中存在的問題,提出提高畢業設計質量的改革措施。
一、畢業設計中存在的問題及原因
通過分析近年來學校的畢業設計實踐教學環節,可發現畢業設計面臨許多值得進一步改進和完善的問題。
1、畢業設計的選題不夠"新"、不夠"實",題目重復率高
選題是畢業設計的基礎,選題的優劣決定了畢業論文的質量,也是決定學生是否能按時完成畢業設計的重要因素[3]。選題的"新",是指選題應盡可能反映學生所學專業領域的發展水平和前沿動態,讓學生能夠立足于科學發展前沿,每一項工作都可能是一種創新;所謂"實",是強調選題內容和深度范圍等應符合學生在校所學理論知識和實驗技能的實際水平[4]。通過與幾屆畢業生的交流,發現他們中很多人認為畢業設計選題過于陳舊或與自己的專業相差甚遠,這大大降低了他們對畢業設計的興趣。另外,一些題目多年不變,以及多名學生共同做一個題目等現象也比較普遍。
2、學生選題很盲目,且程序不夠合理
前幾年,學校電氣專業先由教師擬題目,之后將選題發給學生選擇。因為缺少各個題目主要的研究內容、需要的知識等說明,學生拿到題目后很茫然,基本都是盲目選擇。而且,多個學生選擇同一個題目的情況非常普遍,遇到這種情況,最后基本上按照學號的前后隨機決定如何調劑。這樣就導致很多學生被調劑,安排了自己不感興趣的題目,選題程序缺少雙向性。
3、指導教師數量不足,精力不夠以及責任心的缺乏
由于各院校連年擴招的原因,畢業生數量有較大幅度增長,因此,指導教師負擔過重,有的指導教師同時指導十幾個學生,而且又要兼顧教學和科研任務,其精力投入明顯不足。另外,由于學生數目的增加也使一部分水平未達要求的教師參與畢業設計的指導,這樣就難以確保指導出高質量的畢業論文。就拿學校電氣專業來說,指導教師有12人,而每一屆學生卻有120人左右。不論從師資力量,還是實驗場所、設備方面來看,都面臨很大的困難。
有些老師對畢業設計重視不夠,學院要求上報題目時,沒有經過仔細考慮就草草上交,導致題目不合適,等到學生進行了一段時間后,又更換題目;有的老師也保證不了每周至少兩次的見面時間。這樣很難保證畢業設計的質量。
4、畢業生對畢業設計不夠重視,部分同學投入精力過少
造成這種現象的原因是多方面的。首先,導師沒有動員學生在思想上給予充分重視;其次是由于畢業生考研、就業的沖擊。目前大部分院校,包括本校在內,在教學計劃中畢業設計都安排在第八學期,而這一學期又是畢業生確定工作的時期,擇業的巨大壓力使學生不得不把大部分精力放在尋找就業單位上,考研的同學開學前一個月一直在準備研究生復試,對畢業設計的投入不夠。相當一部分同學僅用幾天時間東抄西拼完成論文,草草了事。而已找好工作的同學由于沒有意識到畢業設計的意義,往往存在這樣的想法"反正也已經找到工作了,畢業設計的好壞也不影響什么",這樣他們也不會認真主動地搞好畢業設計。
5、畢業設計過程中的管理力度不夠
對于畢業設計期間的管理監督各校有不同的做法,拿學校來說,每個導師根據自己的情況以及學生所選課題的難易程度確定每次指導的時間,大致是每周一到兩次,到畢業設計結束前一個月左右以系為單位組織督導組對學生畢業設計的進度進行抽查。這樣,由于時間安排的關系,學生遇到問題就不能及時解決,而只能等到下次與導師見面。同時,畢業設計過程中導師指導不力、監督部門管理不嚴都縱容了學生不負責任的態度。一部分學生往往在集中抽查前才臨時抱佛腳,做出的論文內容空洞,他們也不可能通過設計學到什么。
6、對畢業論文考核不嚴
對畢業論文的考核一般以答辯成績為主。答辯形式各異,一般分兩步:首先學生講述自己所選課題的研究內容、設計思路和具體實現方法,之后由答辯組老師提問,每個學生答辯時間在15分鐘左右。根據學生答辯情況老師當場給出成績。2008年以前,學校電氣專業畢業生論文成績大致集中在"良"檔,基本上沒有不及格成績,且全部學生一次通過答辯,這實際上反映了在畢業論文成績評定上的一些不良傾向。當然這和具體的考核環節有很大關系,例如中期抽查不夠深入、末期的實驗驗收不夠嚴格等。另外,還有一部分感情因素,大部分老師不愿意讓學生僅僅因為畢業設計的原因而推遲畢業。
二、畢業設計改革與實踐
針對以上問題,結合多年指導畢業設計的教學經驗,提出以下改進措施,其中很多措施已經收到良好的效果。
1、嚴格選題審核,激發學生的興趣
在畢業設計的選題上,我們要以培養學生創新素質和綜合能力為目標,既要考慮到題目內容、難易程度、知識覆蓋面等是否能滿足實踐教學環節的基本要求,同時強調其與科研生產實際的有機結合。
教師上報題目時,要說明研究內容、研究手段以及預期的成果等,讓學生對題目有個大致的了解,避免選題的盲目性。下發給學生之前,組織教師對題目的合理性、可行性進行討論,避免一些空洞的題目。多次審核修改后再下發給學生。結合電氣專業的發展,將以往單純設計類題目數量減少,增加了產品開發型、實驗研究型以及仿真研究型題目,保證了選題的多樣性,并要求三年內題目不得重復。
2、規范選題程序
在第七學期末提前公布選題內容,學生根據自己的喜好、將來從事的工作進行初步選題,可以選擇兩個題目。選擇之后由教師對學生進行選擇,實現雙向選擇。遇到同一個題目多個學生選擇的情況,要充分了解學生的想法,在保證宏觀要求的前提下,盡量滿足學生的要求。
3、提高認識、加強過程指導,采取一些新手段強化師生研討交流
作為導師要明確畢業設計的重要性,并在學生做設計之前作好學生的思想工作,對學生講明畢業設計的目的、作用,從思想上引起學生的高度重視。導師對畢業設計的指導工作要全過程、全方位。在每個階段要及時對學生提出要求,必須使學生明確各階段的目標、任務和方法。設計過程中,指導教師每周與學生見面答疑時間不得少于2小時,同時要做好考勤工作。學校也成立了專門的管理和督導機構對畢業設計進行定期或不定期的抽查。
為了保證學生在設計過程中的疑問能及時解決,學校電氣專業借助了qq群、bbs、電子郵件等平臺加強了師生之間的交流。
學校電氣專業每年都要對本科畢業設計進行評優,對獲得優秀畢業設計的指導教師進行相應的獎勵,激發指導教師的積極性和主動性。
4、認真評閱、嚴格答辯,嚴把論文撰寫的質量關
要對學生畢業論文的格式、寫作、外語應用、計算機應用、文獻資料查閱及全面質量要提出具體、規范的要求,并切實把這些要求落實到每一位學生的畢業論文中。不規范的論文,不能參加答辯。
答辯之前,指導教師的評閱意見、評閱教師的評閱意見必須完成,否則學生不能參加答辯。評閱意見要全面評價畢業設計論文,不能少于150字,并盡量結合論文提出2-3個問題供答辯委員會參考。
答辯要分組進行,分組原則是按學生選題類型劃分為人數盡量接近的小組,答辯教師也同樣分組,并且教師不得與自己的學生分在同一組。答辯時,學生講解時間10-15分鐘,每個答辯組安排一名老師作為答辯秘書,對學生講解內容、回答問題情況進行記錄。今年學校電氣專業要求學生制作PPT,全部采用多媒體講解,效果很好。
每一小組的答辯成績優秀、良好、中等、及格、不及格具有一定的百分比,不及格的同學論文整改后參加二次答辯。這樣也提高了學生對畢業設計的重視程度。
三、總結
畢業設計是學生綜合利用已學知識解決實際問題,培養學生實踐能力、創新能力和科研能力的重要實踐環節。學生和教師均應充分重視這一過程,對上報題目、選題、開題、設計、論文撰寫、答辯等各個環節進行全面的質量監控,才能確保畢業設計的質量。對于學校電氣專業畢業設計實施了一系列措施,卓有成效。今后還要進一步加強管理,以使畢業設計質量更上一個新臺階。
【參考文獻】
[1] 李乾軍.關于本科畢業設計的幾點探討[J].中國電力教育,2010 (3):154-155.
[2] 韋愛勇,陸文等.提高安全工程本科畢業設計質量的措施[J].西南科技大學高教研究, 2008, (3):37-40.
(一)學生方面的原因
1.生源質量下降。
由于高校擴招,學生人數驟增,生源質量出現不同程度的下滑,學生的理論及實踐基礎較薄弱。
2.受就業、考研影響。
由擴招影響,近年來本科生的就業形勢也變得異常嚴峻,而畢業設計一般安排在第八學期,這與部分學生找工作及考研的時間段相沖突,自然把畢業設計放在了從屬地位。
3.部分學生對畢業設計重視不夠。
部分學生不能正確認識畢業設計對人才培養所起到的重要作用,因此對設計的要求、進度不以為然,答辯前三四周加班加點,東拼西湊,更有甚者在網上購買畢業設計,準備敷衍過關。
(二)指導教師方面的原因
1.部分教師業精力和實踐經驗不足。
近年來,由于擴招導致師生比不足,教師承擔的教學任務較重,對畢業設計指導投入精力不足;還有一些教師缺乏現場經驗,缺乏科研與實踐背景,對畢業設計中出現的問題不能進行有效的指導,也是導致畢業設計質量下降的一個原因。
2.選題方面原因。
選題的質量直接決定畢業設計的質量。部分畢業設計題目與實際項目及學生就業去向脫鉤較嚴重,內容空洞,無法調動學生的積極性,部分題目過于陳舊,因該類型課題網上資料齊全,從而導致作弊現象較嚴重。
(三)學校方面的原因
1.畢業設計經費投入不足。
一方面,配套實驗設施建設不夠。隨著學校的擴招,實驗資源不足,不能為學生提供充足的鍛煉機會;另一方面在教師的進修及企業掛職鍛煉方面投入不夠,導致教師的實踐經驗不足。
2.畢業設計監督管理不完善。
對畢業設計進行嚴格的監督和管理是保證其順利的前提基礎。目前,雖然一些高校制訂了本科畢業設計論文管理辦法,在具體實施上多數流于形式,缺乏管理力度,導致學生重視程度不夠。
二、加強畢業設計教學改革,探索新指導模式
(一)完善相關課程改革,調整畢業設計時間
到一些知名企業充分調研,了解企業、社會對人才及相關專業知識能力的要求,對人才培養方案進行及時更新,整合一些有相互重合部分的專業課程,多增設一些基礎實驗及綜合實驗,以提高學生的工程實踐能力。可將畢業設計調整到第七學期第十周開始,以緩解學生精力不足。在畢業設計開始前完成文獻檢索、相關計算機應用軟件及畢業設計論文撰寫規范的相關講座,為學生順利完成畢業設計奠定基礎。
(二)加大經費投入,提高教師及學生實踐能力
加強學校基礎教學設施建設,多購置一些綜合性試驗設備,提高試驗的開出率。加強校企合作,共同建立實驗室,使學生和教師有機會到生產一線實習及畢業設計,從而可以獲得更多的現場經驗,充分調動學生的積極性,同時提高了指導教師的能力和素質。
(三)加強畢業設計的監督管理及獎懲
畢業設計是一項綜合性較強的系統工程,涉及多個環節,每個環節都會對畢業設計的質量造成直接影響。因此學校教學主管部門應該與二級院系及指導教師共同完成相關的工作。在畢業設計開始前開展畢業設計講座,讓學生以更加嚴肅的態度去完成畢業設計。對畢業設計選題嚴格把關,根據過程檢查結果評定平時成績,公平合理地對待最后的答辯及成績評定。對于學術不端,抄襲及造假的學生給予通報批評及延期畢業等處分;對畢業論文優秀的學生和導師給予一定的獎勵,并將此項內容和教師的職稱評定、獎勵掛鉤,以提高教師對畢業設計的重視,為畢業設計改革創造良好的制度環境。
(四)探索新的畢業設計改革模式
1.基于“3+1”人才培養模式的畢業設計改革。
“3+1”人才培養模式構建分兩個階段,第一階段為大一到大三,在此期間學生在學校完成教學大綱所規定的各門課程,掌握理論基礎知識和技術基礎知識,掌握一定的實踐技能。第二階段為第四年,學生在企業結合生產和科研開發實際,完成畢業設計選題及畢業實習,由學校和企業雙導師完成畢業設計指導進行生產實習并完成畢業設計和答辯。這種畢業人才培養模式有助于學生提高實踐及動手能力,使人才培養與企業需求實現無縫對接。
2.基于創新競賽畢業設計改革。
近年來各種類型的大學生創新競賽尤其是國家級、省級大賽越來越受到各高校的重視和社會的認可,如機器人大賽、電子設計大賽等,對提高學生的創新思維、動手能力及團隊合作精神等方面具有非常重要的作用。一般競賽從大二、大三開始,畢業設計與創新競賽相結合,避免了學生與大四的找工作、考研等相沖突,同時又使學生的實踐能力得到了充分的鍛煉,可將大賽內容分成幾部分作為畢業設計題目,增加了學生的分工和合作,大賽獲得省級或國家級獎可代替畢業設計,能充分調動學生的積極性。
3.基于實物模型、科研立項等的畢業設計改革。
在滿足應用型人才培養目標的前提下,畢業設計的選題應鼓勵實踐性、多樣化的選題模式。根據學生的基礎及綜合能力,選一部分學生參與實物模型制作,以機電專業為例,如結合單片機、PLC及基于三維軟件的裝置部件設計等的設計題目,學生在畢業設計過程中硬件調試的實踐能力及軟件應用能力將會得到提高,完成實物制作或模型的裝配仿真即可代替畢業設計;對于部分參加大學生科研創新課題的同學,內容符合本專業方向,完成立項的結題答辯經審定通過可代替畢業設計。
三、總結
在“給排水工程施工”課程中,《給水排水管網系統》是重要主干課程,課程主要針對施工過程中給水和排水的輸送、廢水利用等環節中涉及的計量理論及工程設計等內容,包含工程優化計算理論、優化計算方法、管道布置原理及管道功能、水量和水力計算方法和理論等管理理論和實踐課程。部分高校的給排水管道系統課程中主要講授基本理論、初步認識、設計和生產等環節。在課程考試時,普遍采用閉卷考試,通過學生考試成績來評定教學效果。為確保教學質量的提升,采取平時考核和定期閉卷考試相結合的模式,在嚴格的考試制度和嚴明的考試紀律基礎上,對學生學習成績進行準確評價。為確保學生對課程能夠真正理解并掌握,一般采用平時考核、專題答辯和設計成果考核等綜合方式來評定成績。教學過程中,靈活運用科學的教學方法保證教學效果的實現。開始教學前,為確保學生能夠盡快進入課程學習中,要組織學生到實習基地和實驗室進行參觀,大概了解課程內容的同時,激發學生學習興趣。課程講述過程中,立足于傳統教學基礎上,結合多媒體媒介進行教學,針對理論性較強、課程難度較大的部分,諸如管網水力計算等內容采用傳統教學方式,對于課程信息量較大、難度相對較低的知識點,采用多媒體進行教學,便于學生較為直觀的掌握課程內容。教學內容講述完成后,安排學習利用互聯網、圖書館和資料室等教學資源對課程相關知識點進行檢索,確保課程知識內容能夠深入理解,能夠真正融入實際工程中。“給排水工程施工”課程教學中,一般選擇的教材為給排水工程專業指導委員會所推薦的教材。一般選擇《給水排水管網系統》、《排水工程》、《給水工程》等教材作為主要教材,選擇《水污染控制工程》、《給排水設計手冊》等作為輔助材料。
二、“給排水工程施工”課程學習領域開發
2.1教學內容和課程體系的改革
結合市場實際需要,綜合考慮市場需求來調整教學內容。課程教學中,將理論和實踐相結合、講授和設計相結合、講授和施工相結合,確保教學內容和實際項目建設及行業職業資格考核項目保持一致。合理分配教學內容及課程體系的理論和實踐部分課時,理論和實踐的課時比例控制在1:1.5左右。通過理論和實踐緊密結合,既能體現教學特色,同時又能確保教學效果的提高。
2.2與時俱進,利用現代化教學手段實施教學
隨著計算機技術和網絡技術的快速發展,多媒體教學及網絡教學逐漸進入課程教學中。在“給排水工程施工”課程教學過程中,要善于利用教學資源,以確保教學效果的提升。一般情況下,教學過程中,可以采用三種模式進行教學:靜態的板書教學、動態的課件教學和互動網絡教學模式。課程教學中,要靈活運用教學方式,有效利用各類教學資源,通過采取板書教學、模擬動畫、錄像演示;課程文字、施工實物或圖片;課程內容、網上數據庫、網絡虛擬仿真、網絡互動等教學模式的合理運用,確保學生能夠真正了解課程內容,能夠融會貫通,學以致用。
2.3注重教材建設,選擇高品質教材
在“給排水工程施工”課程教學中,教材選擇是否科學,直接影響教學效果。選用教材時,要堅持“一精多專”基本原則,以一項內容為核心知識點,以相關知識面共同促進核心知識的精通和深化,確保學生能夠學到實用、有用、可用的課程內容。選擇主要教材后,要注意完善配套資料和輔助教材的選擇,盡量多選用有側重方向、有特色的教材作為配套資料和輔助教材,依據課程實際需要,取長補短,實現教學內容的豐富化。
2.4教學專業設計內容和形式的改革
給水排水工程專業課程設計主要是進行相關內容的設計計算,并繪制多張圖紙,可以讓一個班級設計1~2個題目。這一做法雖然能夠滿足課程的教學要求,但由于內容和形式單一,學生容易有抄襲現象,很難保證教學效果。為改變這一現狀,可將學生分為若干組,每組布置一個設計題目,題目總的設計方案由小組成員共同討論確定,每個學生負責完成其中一部分的設計計算和繪圖,整個題目由小組成員分工合作完成。這樣的課程設計避免了題目單一的弊端,較好地杜絕了學生相互抄襲的現象,教學效果得以有效改善。畢業設計是職業技術教學中最重要的實踐性教學環節。畢業設計能提高學生處理問題的綜合能力,但目前許多高校給水排水工程專業學生的畢業設計(論文)都存在同學之間雷同、本屆與往屆雷同、缺乏針對性等問題。要破解這一難題,首先就要解決選題問題。畢業設計(論文)題目要具有時代特征,符合當前社會需求,貼近工程實際,能夠培養學生綜合運用知識的能力,可以由教師從教學、社會實踐或科研中提煉,并考慮到學生的就業方向。分配選題時可以實行網上雙向多重選擇,體現個性化特點,一人一題,以激發學生的興趣。其次要建立健全畢業設計(論文)管理制度,充分利用網絡畢業設計(論文)階段任務,學生在規定的時間內提交相關材料,指導教師和校、院兩級教務部門也可以隨時在網上抽查學生提交的材料,并在網上批閱。最后還要完善考核機制,把過程考核納入學生的畢業成績,建立一套完善的、可操作的、合理的考核細則。實踐教學環節對培養學生的創新能力有著舉足輕重的作用。堅持實踐教學與理論教學并重,整體規劃實踐教學的各個要素,堅持實踐教學貫穿整個職業技術教學階段。實踐教學的目標是培養學生嚴謹的科學態度、發現和分析問題的能力以及基本操作技能,引導、激發其求知欲,培養其綜合把握和運用學科知識的能力,以實驗及設計訓練為主,突出對其創造性思維和科學研究能力的培養。
三、結束語
關鍵詞:環境工程;畢業設計;教學改革
作者簡介:張慶樂(1979-),男,河北寧晉人,泰山醫學院化工學院,講師;董建(1976-),女,山東濟南人,泰山醫學院化工學院,教授。(山東 泰安 271016)
基金項目:本文系泰山醫學院教育教學研究重點項目(項目編號:2009-29)的研究成果。
中圖分類號:G642.477 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2012)05-0066-02
畢業設計是環境工程專業最重要的一個綜合性實踐教學環節,也是學生走向工作崗位前在校學習期間最后一次理論和實踐機會。在畢業設計中,要求學生綜合運用大學期間所學的各種理論知識,鍛煉獨立分析和解決一般工程技術問題的能力,培養學生建立正確的設計思想和創新的設計精神,掌握工程設計的一般規律。[1-4]畢業設計的成功與否直接影響人才培養的質量和學生步入社會后能力的發揮,是反映一個學校教學質量、管理規范化程度、教師與學生水平的重要標志。
泰山醫學院是一所地方性本科院校,其環境工程專業主要培養應用型工程技術人才,培養的學生主要在環境管理與咨詢、環保公司、化工企業、疾控中心等單位從事污染控制工程設計、環境監測與評價及技術研發等工作。由于環境工程專業涉及面非常廣、一個學校的畢業設計題目和內容往往受指導教師專業背景和該校實驗儀器設備條件的限制,造成不同的學校畢業設計題目往往有較大差異。我校環境工程專業隸屬于醫學院校,由于指導教師專業背景差別較大,且缺乏學科基礎,尚未形成特色鮮明的畢業設計研究方向。日益嚴峻的就業形勢也使得學生在畢業設計上投入精力較少,導致本科畢業設計質量近年來出現下滑趨勢。為適應新形勢下的人才需求,不斷為社會培養更多的復合型工程技術人才,逐步將本專業建設成校級特色專業,針對當前存在的一些具體問題,對畢業設計的組織形式、管理模式、教師選擇和題目設計等方面進行了積極的探索。
一、當前畢業設計中存在的主要問題
通過對2007屆到2009屆環境工程本科畢業設計的分析和總結,發現在畢業設計組織和完成過程中存在許多值得進一步改進和完善的地方。
1.部分學生對畢業設計不夠重視、投入精力過少
目前大部分院校在教學計劃中把畢業設計都安排在第八學期,而這一學期又是畢業生確定工作和研究生復試準備的關鍵時期。當前的就業市場競爭空前激烈,巨大的擇業壓力迫使打算就業的學生不得不把大部分精力放在尋找就業單位上,考研通過初試線的同學很早就在準備研究生復試,而學校經常把就業率和考研率作為衡量一個專業建設好壞的重要指標,導致部分學生對畢業設計的重視程度和精力投入不夠。有的同學僅用幾天時間東抄西拼完成論文,草草了事;有的同學實驗態度不認真、實驗數據缺乏合理性、不懂得用原理解釋實驗數據、畢業設計的格式也不符合本科畢業設計的規范;還有的同學隨意編造數據或直接照抄照搬別人的研究成果。其結果使畢業設計流于形式,難以達到鍛煉學生實驗技能和綜合素質的效果。
2.畢業設計質量參差不齊,題目重復率較高
2004年以來,我校引進了大批高學歷的中青年教師,這些教師來自不同的專業背景,大多是從高校到高校,雖然具有扎實的理論基礎,但大多數缺少指導畢業設計的實際經驗。由于學生數量多、指導教師少,很多教師未經任何培訓就參與畢業設計的指導。多數教師都能不辭辛苦、保質保量完成畢業設計指導任務,而個別教師由于課堂教學任務比較繁重,隨便找個簡單的題目讓學生去做,畢業設計實施過程中也缺乏有效的指導,造成有的畢業設計內容過于簡單、格式不符合要求、題目缺乏新穎性,重復率較高。
3.畢業設計的題目分散度較大,尚未形成“醫工結合”專業特色
從近三年來環境工程專業的畢業設計題目看,分布范圍比較廣泛(包括工程設計、重金屬修復、有機物處理、環境評價、生態建設、分析方法等),每類題目都占一定比重,沒有重點研究方向,難以體現專業特色。目前,國內外著名高校的環境工程專業經過若干年的積累和錘煉后已經形成自己獨特的研究方向,這一點在畢業設計題目上表現得非常明顯。如中國農業大學環境工程專業的畢業設計題目“華北地區冬小麥-夏玉米體系產量變化特征及產量-氣候關系研究”較好地體現了農業大學的特色。為加快專業建設,積極申請校級或更高層次品牌或特色專業,必須花大力氣研究和設計畢業設計的題目和內容,不斷提高畢業設計的水平,并使人很明顯地從中看出其特色研究方向。
4.實驗設備破損和老化現象嚴重,影響實驗效果
很多教師除了要指導畢業生進行畢業設計外,還要完成繁重的課堂教學任務,難以全程監控畢業設計進程。部分從事畢業設計的學生對實驗儀器不懂得愛護,不按正常規定操作實驗儀器。經過幾年的使用后,實驗室的部分設備出現老化和故障,有的設備如電子分析天平和紫外可見分光光度計靈敏度下降,有的設備如恒溫搖床已不能正常使用,一些常規玻璃儀器如容量瓶、比色管等破損率較高。由于學校實踐教學經費比較緊張,精密儀器難以及時維修或更換,也在一定程度上降低了畢業設計質量。
以上多種不足共同導致的后果便是畢業設計整體質量不斷下滑。為避免畢業設計流于形式,真正達到訓練學生綜合能力、創新能力和科研能力的目的,培養符合社會需求的應用型工程技術人才,對畢業設計進行改革已成燃眉之急。
二、環境工程專業畢業設計改革措施
針對往屆畢業設計中存在的主要問題,結合多年指導畢業設計的教學經驗,下面提出一些改進措施,其中很多措施已經收到良好的效果。
1.改變畢業設計的組織形式和開展時間,使畢業設計的形式靈活多樣
為緩解畢業設計的開設時間與考研復試和就業、儀器設備數量與畢業設計人數之間的矛盾,自2009年起泰山醫學院環境工程專業的畢業設計主要分兩個學期進行:不考研的學生在第七學期進行畢業設計,考研的學生在第八學期進行畢業設計。部分學生也可在第五和第六學期通過參與教師的科研課題或開放實驗,提前完成畢業設計。為解決大多數教師缺乏工程技術實踐經驗的現狀,泰山醫學院主動與企業合作辦學,探索出“產、學、研”辦學的新思路,建立了多個專業實踐教學基地,如山東瑞星化工集團、青島海利爾藥業公司、泰安市污水處理廠等,部分學生經學校推薦后可在實踐教學基地完成畢業設計,依托大公司專業人員的工程技術優勢提高工程類畢業設計質量和比重。在校內從事畢業設計的學生,也從政策上引導指導教師開展工程設計類畢業課題。
2.加強畢業設計教育,重視實驗管理員的作用
為減少畢業設計過程中對易損玻璃儀器和精密儀器的損壞率,每年畢業設計開始前都要召開畢業生動員大會,介紹畢業設計的意義和儀器設備的重要性,使學生從思想上高度重視畢業設計,像愛護私人物品一樣愛護儀器設備,小心操作避免損壞,用完之后及時恢復原狀。對精密儀器如電子分析天平、分光光度計等在使用時應認真填好儀器使用記錄,出現故障及時上報給實驗管理員,實驗管理員在每天上下班檢查精密儀器兩次,發現問題及時維護或上報給實驗室主任。對常規玻璃儀器和易耗品,每個畢業生在到實驗室做實驗前都要向實驗管理領取,同時一式三份登記造冊,一份自己保留,一份交給實驗管理員,一份交給指導教師。畢業設計完成后應完整歸還,損害的儀器應說明理由,并作出相應賠償。
3.鼓勵承擔科研課題的優秀教師參與指導畢業設計,提高指導教師水平
一個學生的畢業論文好壞與否與指導教師的科研水平和綜合素質有很大關系。在畢業生人數較多的幾年里,為緩解指導教師人數不足的現狀,鼓勵全院教師承擔畢業設計指導任務。由于少數教師科研水平不高、責任心不強,題目簡單且重復利用率高,畢業設計缺乏新穎性,使其指導的畢業生論文質量較差,影響整體效果。近年來由于生源緊張,畢業生人數較少,為提高指導教師整體水平,一方面鼓勵教師進行課題研究,將現有課題向更深層次發展,另一方面倡導承擔科研課題的優秀教師積極參與畢業設計的指導,以自身良好的科研素質來影響學生,培養其獨立鉆研和解決科學問題的能力,為將來的就業和考研打下良好的基礎。
4.努力發揮學科交叉優勢,倡導指導教師間的交流與合作
針對以往畢業設計題目分散、內容單一的現狀,在最近兩年的畢業設計選題之前,組織參與指導畢業設計的教師進行交流與研討,每名指導教師對本學年擬開展的畢業設計題目和主要內容進行介紹,其他教師可根據自己的學科背景,從不同的角度來分析該畢業設計題目,分析存在的問題,給出合理的建議,使每個畢業設計的內容盡可能完整,更貼近“醫工結合”的特色方向,并能夠鍛煉學生多個方面的技能。另外,通過相互交流能夠將內容相近的畢業設計題目進行整合,分散的題目趨于集中,最終形成綜合型的高層次畢業課題,不僅有助于畢業設計總體質量的提高,而且容易形成學術團隊和專業特色,提升專業整體水平。
5.改革畢業設計考核方式,加強畢業生的宏觀管理與監控
以往的畢業設計考核往往以畢業論文和畢業答辯的成績為主要考核指標,平時成績由指導教師自主決定。個別畢業生雖然平時表現不好,但最后總成績較高,而有的平時認真做實驗的同學畢業設計總成績反而較低,最終在本屆和以后的畢業生中產生了許多不利影響。為改變這種情況,一方面應在畢業設計考核指標中提高平時成績比重,探討科學高效的打分方式,另一方面應在畢業設計進行中加強監管,嚴格請假制度,不定期安排指導教師到實驗室巡視,對不遵守紀律和經常不到實驗室的畢業生進行嚴厲懲罰,乃至推遲畢業答辯日期。
三、結束語
畢業設計環節對于培養環境工程專業學生的工程意識、創新精神和工程技術能力起著非常重要的作用。如何提高本專業畢業設計水平,牽涉的因素非常多,應根據每個學校的具體情況作出具體分析。我們結合多年來的畢業設計指導經驗,從畢業設計的組織形式、指導教師的選擇、管理措施、教師之間的交流與合作、實驗管理員的作用等方面分析了提高畢業設計質量的具體措施,并在實際運用中收到了良好的效果。
參考文獻:
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關鍵詞:實踐教學體系 材料成型及控制工程專業 現代工程教育理念
中圖分類號:G42 文獻標識碼:A 文章編號:1673-9795(2013)07(a)-0173-02
現代工程教育理念起源于美國,它是伴隨美國工程教育的變革歷程而生成的一套完整的指導工程教育改革的理論體系。現代工程教育理念非常強調工程實踐訓練在教育中的作用,尤其是強調對學生工程設計能力的培養,這是對工程教育從“科學模式”回歸“工程模式”的重大變革。
我國現行的工科類專業人才培養模式以知識系統化傳授與驗證為主線,工程教育“科學化”的趨勢越來越凸現,忽略了工程的系統性及其實踐特征,致使工程能力與素質的培養零散。教育部于2010年6月啟動了“卓越工程師教育培養計劃”。該計劃是為貫徹落實《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010―2020年)》而實施的高等教育重大改革項目,旨在為未來工程領域培養多種類型的、優秀的工程師后備軍,它要求高校轉變辦學理念、調整人才培養目標定位以及改革人才培養模式,培養面向工業界、面向未來、面向世界的優秀工程技術人才,提升我國工程教育的國際競爭力,提升我國產業的國際競爭力,為走新型工業化發展道路,實現使大學畢業生能夠更好地服務于社會,創造有利條件。同時還要求高校改變重理論輕實踐、重知識傳授輕能力培養的觀念,注重學思結合,注重知行統一,注重因材施教,以強化實踐教學有關要求為重點,以創新實踐育人方法途徑為基礎,以加強實踐育人基地建設為依托,以加大實踐育人經費投入為保障,積極調動整合社會各方面資源,形成實踐育人合力,著力構建長效機制,努力推動高校實踐育人工作取得新成效、開創新局面。所以,探索現代工程教育理念相適應的新的實踐教學體系是必要的,也是緊迫的。
本文以材料成型及控制工程(材成)專業為例探討了現代工程教育實踐教學內容的基本框架、實踐教學管理及條件保障措施。
1 材成專業實踐教學內容的基本框架
實踐教學是本科教育體系的重要組成部分,是培養學生理論聯系實際,提高學生綜合素質、實踐能力和創新能力的重要教學過程。材成專業是一個具有典型材料學科特征的機械類學科,其專業基本知識體系由機械學科和材料學科的基礎知識共同構成。材成專業實踐教學體系是由軍訓、實驗、實習、畢業(課程)設計、社會實踐等環節等構成。根據現代工程教育的“回歸工程、回歸實踐”的要求,現有實踐教學體系還需從實踐教學內容改革,強化實踐性教學質量控制、校內實習基地實訓、校外實習基地實習、開放實驗室提高技能、大學生科研訓練計劃創新訓練等方面對實踐教學體系進行完善。
實踐教學內容改革:不僅要在數量上增加實踐性教學環節(實驗、課程設計和畢業設計)的學時數,而且重點在質量方面下功夫以提高實踐性教學環節的教學質量,加強實踐性教學環節的過程控制,完善學生畢業設計等實踐性教學環節的考評,畢業設計選題要更多結合科研與生產以體現創新能力的培養,通過學生做論文(結合科研)類、設計(結合實際生產)類課題,使學生動手能力和解決實際問題得到提高,收到了較好的效果。
實習、實訓與實踐:依托行業地域優勢、構建實踐教學大平臺,拓寬了學生校外實踐渠道,推進教育教學與生產勞動和社會實踐的緊密結合。以河南科技大學為例,在完成校內實習實訓的基礎上,充分利用洛陽市機械制造業基地的優勢,與中國一拖、中信重工等大型企業合作成立的十余個校外實習、實訓與實踐基地,拓寬了學生校外實踐渠道,為產學研結合教育提供平臺,學生熟悉了現代化生產技術和裝備、生產管理、產品質量控制檢測等,學生專業技能和專業素養得到了顯著提高。
開放實驗室:所有的主干課程都應開設綜合性實驗或設計性實驗,綜合性實驗或設計性實驗開設率要達到85%以上。綜合性實驗確保使學生真正達到實驗技能和方法的綜合訓練,設計性也使得實驗的過程充分發揮了他們的主觀能動性,引導他們的創新性思維。同時應大幅度增加實驗室開放的范圍與時間,增加學生自主開展實驗訓練的時間和空間,提高了學生的動手實踐能力和實驗設計能力。
大學生科研訓練計劃:學生創新能力的培養很大程度上來自于創新的實踐過程,科研訓練是推進研究性學習的有效地手段。學生在老師指導下進行立項申請后,利用學校資助的一定數額的科研經費,通過為期一年的研究訓練,使參加學生的實際能力、創新意識和科研精神得到充分鍛煉。
2 材成專業實踐教學管理
2.1 實踐教學內容管理