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2024 / 07 / 23
【摘要】“控制工程基础”是很多高校机械设计及其制造和机械电子工程专业的专业基础课。该课程包含的知识点多,教学内容难度大,对于老师的教授和学生的学习都形成了极大的挑战。本文根据“控制工程基础”课程自身的特点和本校的具体情况,分析了该课程教学过程中存在的一些问题,并根据这些问题提出了一些针对该门课程的教学改革建议。
关键词 教学改革;专业基础课;控制工程基础
引言
《控制工程基础》课程在很多有理工科专业的高校都有开设,并且成为了非常重要的专业基础课程[1]。该课程在机械设计及其自动化、机械电子工程以及测控专业和过程控制与装备工程专业的整个知识结构框架中起着承前启后的作用, 它紧密联系和应用先行课程的知识, 并为后续课程的学习打下理论基础[2]。该门课程是重庆工商大学机械工程学院(以下简称“我院”)机械设计制造及其自动化和机械电子工程专业的专业基础课程,在课程体系中占据举足轻重的地位,因此如何教好和学好该门课程就成了我们师生面临的首要任务。但事实上该门课程包含的内容丰富且较抽象,涉及的知识点多且难度较大,先修课程较多且难度也较大,再加上“我院”该门课程的教学课时相对较少,所以老师会觉得该门课程难教,学生也会觉得难学。因此,如何在有限的教学课时内教好和学好该门课程,提高教学质量和效果就成了我们需要研究和探讨的重要问题。本文总结分析了“控制工程基础”课程本身的特点及其在“我院”教学过程中存在的一些具体问题,并针对这些问题提出了一些教学改革建议。
1 “控制工程基础”课程在教学过程中存在的具体问题分析
(1) 课程本身知识点多,先修课程多,难度大,学生畏难情绪大
“控制工程基础”是一门综合性很强的专业基础课,课程内容的概念抽象,涉及数学知识多,尤其是复变函数课程中的拉氏变换部分。学生在学习该门课程时需要运用到高等数学和工程数学等课程的一些相关知识,这就要求学生对这些先修课程的相关知识要牢固掌握并能灵活运用,而事实上部分学生根本没有掌握这些知识,更别说灵活运用了,所以学生在学习“控制工程基础”课程时会感觉到力不从心,困难重重。课程本身的难度会让学生产生畏难情绪,有的学生不来上课,即便来上课也不认真听讲,还有一部分同学基础知识薄弱,就算认真听讲也听不懂老师讲解的知识,再加上课程内容的前后连贯性强,前面章节的知识没听懂,后面章节的内容就更难听懂,从而形成恶性循环。
(2) 学生对于该门课程的认识不够客观,存在误区,因而学习积极性不够高
“控制工程基础”阐述的是原理性知识,很多学生容易产生误解,觉得只是学习一些空洞的理论[4]。我院机制和机电专业的'部分学生对“控制工程基础”课程在认识上存在一些误区和不客观的地方,认为该门课程和自己未来从事的工作或者对于自己以后的学习深造关系不大,所以在学习该课程时学生积极性普遍不高。
(3) 教学课时少,难以详细讲解各个章节
我校有两个专业开设“控制工程基础”这门课程,但由我校机械工程学院教学大纲可知,该课程的课时为40课时左右,但是该门课程涵盖的内容非常丰富。目前我校该课程选用的教材为王积伟等主编的《控制工程基础》,该教材包含了8章内容,而由于课时原因,我校讲授该门课程的老师通常只讲解了前面4章内容,且其中关于MATLAB分析部分都没有足够的课时来讲解。
(4)未将“控制工程基础”课程的理论与实践进行紧密结合
雖然“控制工程基础”课程是很多理工科院校机械设计制造及其自动化、机械电子工程和测控技术与仪器等专业的专业基础课,同时还开设了相关的实验课程,但是实验课程一般就6个课时左右,相对于理论课时非常少,这么少的实验课时很难让学生通过实验来巩固所学的理论知识,更别说将所学理论知识与实践有效结合起来学以致用了。另外,学生对于实验环节的认识和重视度都不够,上实验课时态度不够端正,不够积极认真,对于分组实验,有的学生会依赖其他组员,自己根本不动手做实验,有的学生动手能力不够强,没法单独完成实验,因此教师觉得“难教”,学生也觉得“难学”。
2 “控制工程基础”教学改革建议
结合“控制工程基础”这门课程本身的特点及我校该门课程教学中存在的问题,本文提出了如下教学改革建议:
(1) 阐明学科特点,让学生正确认识该门课程,从而激发学生的学习兴趣
老师在教学过程中要经常强调“控制工程基础”课程讲授的自动控制理论知识的实用性和前沿性,强调该门课程在各行各业中的应用前景,强调学好该门课程可以拓宽学生的就业渠道,让学生带有目的地学习该门课题,激发学习兴趣。同时,老师在讲授该门课程时要尽量结合与我们的生活切实相关的控制系统实例进行讲解,例如:智能家居控制系统、机器人控制系统及自动停车库控制系统等,让学生意识到学好该门课程就有可能成为这些控制系统的设计者之一,而这些控制系统会使我们的生活更美好。另外,老师还要不断介绍自动控制在工业和高科技领域中的应用及发展前景,让学生认识到“控制工程基础”课程的重要性,认识到该课程对国家发展的重要影响,从而提高学生学习该课程的积极性[4]。
(2)多开展互动式教学,引导学生积极投入到课堂教学中
在教学过程中, 老师要尽量培养学生的学习积极性,让学生意识到他们是教学过程的主体,同时,老师还要多与学生交流,积极融入到学生当中,多尊重学生的意见和建议,适当的时候还要满足学生的表现欲望。以上措施不仅可以活跃课堂气氛,还可以增强教学效果。因此, 我们在教学过程中应该多开展互动式教学,增加学生和老师之间、学生与学生之间的沟通和互动,积极引导学生参加讨论,启发学生思考问题。为了增强互动教学的效果, 老师可以将学生进行分组,并让他们先自主学习再相互讨论下次课要讲授的内容。上课时每组随机抽一名同学到讲台上来讲解学习的相关内容,该组同学可进行补充讲解,其余同学和老师可向该名同学提问,然后老师根据这几名同学在讲解过程中体现出来的问题针对性地进行补充和纠正,这样可以让学生积极主动地参与到学习当中,成为课堂的主体,从而提高课堂的教学效果。
(3)建议学院适当增加该门课程的教学课时,同时提升老师的教学水平
前面提到了我院该门课程的课时为40个课时左右,以至于很多重要知识点都没有足够的时间进行讲解,如果建议学院将该门课程的教学课时增加到60个课时左右,就可以多讲授一些知识点,并且可以将知识点讲解得更详细。
教学课时有限,而要讲授的内容又那么多那么难,这对于讲授该门课程的老师无疑是一个很大的考验,因此,学院要想办法提高老师的教学水平,丰富老师的教学模式和教学手段。学院可以将老师送到外校进行培训,也可以将专家请到学院给讲授该门课程的老师进行培训,培训重点包括老师的讲课技巧、板书技巧及课件的制作技巧等,老师的教学水平提高了,才有可能在有限的教学课时内将内容丰富且难度大的知识点有效地教授给学生,从而提高教学质量。
(4)将理论与实践充分结合,培养学生的创新能力
在教学过程中,最好由教授该门课程理论课的老师来指导学生进行相关实验,因为该老师更清楚理论知识的讲授情况及学生对知识的掌握情况,这样才可以充分地将理论知识和实验结合起来给学生进行讲解,学生可以更好地掌握理论知识和实验之间的联系。同时要鼓励实验技术人员和老师积极进行实验教学研究,不断改进实验项目和内容,不断改革实验教学方法和手段,提高实践性教学效果。逐步用一些设计性、综合性的实验实习项目取代现今实践教学体系中的简单验证性实验,以提高学生的动手能力,初步培养学生的创新能力[4]。
3 结束语
本文根据我院“控制工程基础”这门课程自身的特点及其在实际的教学过程中存在的问题,提出了相应的改革措施。实践证明:这些教学改革措施可以提高教学的灵活性和开放性,调动学生学习该门课程的兴趣,激发学生的学习积极性,学生由以前被动的学习转为主动而创新的学习。师生之间和学生之间的关系也变得更加紧密,学生的学习能力和解决问题的能力都得到了很大提高。
【参考文献】
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[4]宋强,鲍雅萍.机械专业“控制工程基础”课程的教学改革与探索[J].中国电力教育,20xx(10):60-61.
在经济全球化的大背景下,对人才提出了更高、更新的要求。据统计,20xx年高校毕业生总数将达到765万人,就业形势非常严峻。为加快建设创新型国家的进程,缓解大学生日益严峻的就业压力,响应国家“大众创业、万众创新”的号召,高等院校必须全面开展创新创业教育,探索创新创业人才培养模式改革与创新,为我国经济社会发展和地方区域经济建设培养创新创业人才,实现高等院校所承担的人才培养与社会服务的功能。
我校材料成型及控制工程专业学生的培养以服务中原经济区建设和河南区域经济发展为基本定位,培养能够系统地掌握相关专业基础知识,且知识、能力与素质三方面协调发展的高级应用型复合人才。在当前形势下对我校材控专业创新创业人才培养模式进行探索与实践,也是学生就业创业和经济社会发展的现实需求。
目前在材料成型及控制工程专业类课程教学中大部分教师都是采用以多媒体为辅助的课堂讲授教学模式。授课教师使用的教学资料一般由教师个人制作收集,对相关知识的讲解会有所偏颇,且缺乏知识的发展更新;而学生则早已适应了被动地接受知识,缺乏主动性,学习兴趣也不高。材料成型及控制工程专业相关课程介绍的主要内容不仅包括传统的材料及制备工艺、原理,还包括大量的新型材料,而材料的发展日新月异,要让学生了解到先进的新型材料的发展概况,充分调动学生的兴趣和积极性,培养学生的创新能力和创业实践能力,这就需要改变现有的人才培养模式。本文从以下几个方面对创新创业人才培养模式进行了探索与实践。
一、及时调整培养方案,优化课程体系设计
随着经济社会的发展,国家和社会所需要的人才类型发生了改变,不仅要求毕业生系统地掌握相关专业知识,还需具备一定的创新意识和创新能力。材料成型及控制工程专业积极探索校企产学研合作协同培养模式,校企共同制定人才培养目标,根据社会未来发展对人才的需求及时调整课程体系设计。从专业人才培养方案和课程体系的各个环节入手,坚持理论与实践相结合,坚持创新创业教育与专业知识教育相结合,将创新创业教育融入到专业知识教育的人才培养体系中。
同时在人才培养方案中增加跨院系、跨专业的选修课,打破专业、院系之间的壁垒,使学生选课不受年级、院系的限制,最大限度地满足学生自主学习的需要,尊重学生的兴趣,发展学生的个性,而兴趣和个性正是创新创业的前提。
二、创新教学方式,注重训练学生的开放性思维能力
(一)坚持教学方法改革与教学内容更新的统一
当今世界科学技术发展日新月异,作为高校人才培养的主要教学资料-授课教材,其内容应及时反映当前科技发展的最新成果和学科前沿知识。专业教师应及时更新和修订教材体系,使授课内容更科学合理、更贴近实际,促进学生更好地掌握本专业相关知识。
推进教学方法的改革,实现从传统的知识“灌输式”的教育方法向以启发式、探究式、讨论式等方法转变。加强师生互动,鼓励学生大胆质疑,师生之间互相启发,彼此促进。同时鼓励教师在对学生进行专业知识的传授过程中,自然地将创新创业教育渗透进去。
(二)课堂学术报告教学
为了使学生适应将来的工作和社会的发展,大学将训练学生的重点放在培养学生的开放性思维能力上。在教学内容组织安排上,将授课与学术报告,理论与实际结合起来,开辟第二课堂。为充分发挥学生的主体性,调动学生的学习积极性,定期开展课堂学术报告[1]。将班级学生分成若干个学习小组,教师提前布置相关的主题,小组内进行任务分工与协作,课前进行文献资料搜集、分析,并动手做多媒体课件,课堂上的讲解与表述,同时开展课堂讨论。这样,不仅可以大大提高课堂授课效果,而且激发学生的学习主动性和积极性,培养学生的分析解决问题能力、表达能力及团队合作意识。同时鼓励学生积极参加与教学内容密切相关的学术报告会,既扩大学生的知识面,又使教学内容更加新颖。
(三)科研项目式教学
科研与教学是辩证的统一体,以科研促进教学是提高理工科院校创新创业教学质量的关键,科研式教学是提高理工科院校学生创新创业能力的有效途径[2]。它是以真实的科研项目为载体,让大学生在本科阶段就开始参与到科研活动中,在教学过程中穿插工程实例、科研项目研究成果,吸引学生,提高学生学习的兴趣,同时在实验室里展示有关典型材料的样品和组织照片等,供学生课余参观,加深对理论内容的理解,也能够激起学生的学习兴趣。学生在教师的指导下,完成真实科研项目的研究工作任务,使学生成为知识的主动探索者。通过对科研项目深入的研究,激发学生学习积极性,培养学生的探索能力和创新能力。在科研项目教学中,教师和学生可以互相获得灵感与启发,相互学习,共同提高。
三、注重科研训练和创新创业实践,培养实践能力
(一)建立“导师制”,开放科研实验室,实施科研驱动
中原工学院材料与化工学院建有“金刚石高效精密锯切工具技术国家地方联合工程实验室”等一系列科研平台,能为各类项目的开展提供优良条件。
通过教师学生互选的形式建立导师制鼓励学生通过独立或团队合作的方式完成科研项目[3]。这样,参加导师制的学生从大二开始就可以逐步参与到导师的科研课题研究中去,导师每周会安排半天到一天的时间来解答学生学习上遇到的疑难问题,与学生进行面对面的交流,师生间平等争论,培养学生的开放性思维和质疑精神。学生们在发现和解决科研项目中存在问题的过程中,全面锻炼了他们的思维方法、动手能力和研究能力,其创新意识、创新精神和创新能力也得到了培养和提高。
(二)以创新创业项目及学科竞赛及为载体,以赛促能
结合材料成型及控制工程专业特点,组织学生积极参加大学生创新创业训练计划项目、大学生挑战杯竞赛、金相技能大赛、铸造工艺大赛等创新实践活动。学校和院系从资金和设备方面给予支持和保障,并邀请相关领域经验丰富的教师和科技人员担任创新创业指导教师。学生利用业余时间,通过团队小组自主选题,围绕参赛要求,多学科、多领域的团队合作,分工明确。这样,学生能在实践中更多地找到自己所学知识的用武之地和不足之处,培养其独立运用所学知识发现问题、分析问题和解决问题的创造性能力以及他们的团队合作能力、交际能力,为今后走上社会更高质量地创业就业打下坚实的基础。
(三)实施双导师制,培养学生的学习与实践能力
通过实施校内老师加企业工程师的双导师制模式,在联合指导本科生毕业设计、学生参与产学研项目等方面进行广泛的合作,同时聘请国内外知名专家学者和企业工程技术人员开展专题讲座与技术培训,全方位拓展学生的知识面,增强学生的工程实践素养和社会认知能力。
本专业在多年的项目合作过程中与多家企业单位建立了良好的合作关系,并建立了学生实践基地,为学生提供更加丰富多彩的实习实训。专业为每三到四名学生从合作企业单位聘请配备一名校外指导老师。在校内导师的日常管理和辅导之外,这些校外导师可充分利用本单位的优势和资源共同对学生的科研、实践和论文工作进行指导,给学生带来更多的社会生产实践的机会,锻炼与提高自身的能力。这种双导师制培养模式是建立在校企双方互惠互利基础上的,紧密合作,协同育人,既可以有效地解决学生的理论学习与实践脱节的现象,企业也可根据学生的日常表现优先选拔留用学生,更好地引进合适人才。
四、探索校企产学研合作教育模式
校企共建科研基地的协同创新模式可有效地避免目前高等教育理论教学脱离生产实际、与市场结合不紧密等问题。校企协同创新把教学科研、人才培养和社会服务有机地统一起来,促进了学校和企业的共同发展[4]。学校在制定人才培养方案时,应充分考虑地域经济发展和企业需求,及时调整和开设新课程,使学生的知识结构更加完整,更加符合社会对人才的要求,提高学生的创业就业竞争力。
教师通过与企业工程技术人员开展合作研发工作,既能够提高教师的实践能力和研究能力,这些教师也能将企业的研究成果和最新技术加以总结并带到课堂的教学中去,既拓宽了学生的知识面,又使高校培养的人才更符合企业的需求[4]。实现了学校专业设置与产业发展对接,人才培养方案与岗位职业要求对接,教学内容更新与企业技术进步对接。这些产学研合作企业成为了我校专业教师进行教学科研的依托,同时也是学生实践和锻炼的场所。
五、结语
根据材料成型及控制工程专业和课程的特点,调查分析原培养模式对创新创业人才培养的弊端,总结经验,积极探索解决方案。通过优化课程体系设计和教学方式、开展科研驱动和学科竞赛、校企产学研协同创新等多种方式,推进教学、科研、实践三方面紧密结合,带动大学生参与科技创新和实践锻炼的积极性和广泛性,培养一批富有创新精神、勇于投身实践的创新创业人才队伍。当然,这种创新创业人才的培养模式还需要在长期的实践中不断修正和完善。
摘要:
根据大气污染控制工程课程的特点和实际教学中存在的问题,高校可以划分内容模块,丰富教学形式,优化教学内容,并采用归纳总结法、联想记忆法、比较记忆法等教学方法加强学生对内容的掌握,提高学生的应用能力。
关键词:大气污染控制工程;教学改革;环境科学
当前大气污染日益严重,大气污染控制工程及相关技术引起广泛关注。大气污染控制工程课程是在现代社会经济和科学发展过程中,为了解决大气环境问题而设置的课程,其课程教学效果直接关系到环境专业学生的理论知识和实践水平。
一、大气污染控制工程课程教学改革的必要性。
大气污染控制工程课程的主要特点是内容多,理论性强,工程性較强,教材内容较多。目前国内各大高校主要选用郝吉明与马广大编著的《大气污染控制工程》,我校环境科学专业也把它作为教材,其主要包含13个章节。在进行教学改革前,教学安排单一,教学方法较为陈旧,授课以讲授式为主,理论较多、知识点分散。学生对具体污染控制技术理解不够,应用能力差。针对以上问题,我校对课程体系、教学方法、实践教学等方面作了以下改革,取得了一定成效。
二、厘清课程思路,优化课程体系。
1、划分内容模块。
大气污染控制工程课程内容较多、知识点分散,学生对内容结构理解不清晰,抓不住重点。为了理清课程思路,把课程内容串联起来,我校将大气污染控制工程课程内容划分为四个模块,然后把各章节内容划分到各个模块中。
(1)基础理论模块:包括大气污染的基本理论、燃烧与大气污染、大气污染气象学、大气扩散浓度估算模式;
(2)颗粒污染物控制技术:包括粉尘的性质、颗粒捕集理论、除尘装置;
(3)其他污染物控技术:包括气态污染物控制技术、硫氧化物的污染控制、氮氧化物的污染控制、挥发性有机污染控制;
(4)综合型污染控制:包括城市机动车污染控制、全球性大气污染问题、净化系统的设计。划分模块后,学生对课程的整体内容清楚后,再吃透每个模块的知识点,有利于对整体内容的归纳和掌握。
2、丰富教学形式。
大气污染控制工程课程原来安排60学时,其中理论42学时,实验12学时,自主学习6学时,自主学时流于形式,只安排学生自学的内容,并不设置教学任务。改革后安排总学时为66学时,其中理论42学时,实验12学时,PBL学时6学时,自主学习6学时。课堂教学形式多样化了,PBL是以问题为导向的教学方法,在除尘装置、硫氧化物的污染控制、固定源氮氧化物的污染控制三个章节开设(每个章节安排2学时),由教师提出问题或提供案例,学生分组进行讨论,加深对理论内容的理解。自主学习结合网络课程,由教师布置问题,学生在网络学习后进行解答,答题情况计入平时分,以加强学生对自主学习的重视,使其变被动学习为主动学习。
3、优化教学内容。
我校使用的教材教学内容相对陈旧,暂时又没有合适的新教材替代,这就要求教师在教学过程中尽可能紧跟学科动态,把最新的污染现状和污染治理手段补充到课堂中来;或者结合自主学习的方式,要求学生要求学生对某一个模块进行综述。比如当前是目前人们普遍关注的大气中的主要颗粒物,且危害较大,而教材还停留在PM 10的阶段。教师可以把产生的来源、形成机理、危害、防治手段等内容补充进来。
三、创新教学方法、强化内容理解。
1、归纳总结法。
本课程由于章节多,学生在学习过程中记忆困难,知识点掌握不牢。为了强化学生对知识点的掌握,教师采取归纳总结法,首先结合模块划分的方法对全书的内容进行归类,化繁为简;其次,对于每节课、每个章节的知识点进行小结,帮助学生抓住重点;最后启发学生如何进行归纳,比如除尘装置分为几类,每类代表性的除尘器是什么,每种除尘器的构造、除尘原理、影响因素、设计选型,等等。
2、联想记忆法。
课程各章节之间都存在联系,如果孤立地学习每章内容,最后知识点无法融会贯通,也无法较好地记忆记忆每章的内容。所以在教学过程中,教师要根据所讲章节的内容和前后章节的联系,采用联想记忆法,使学生不但对前面的知识点进行回顾,而且要掌握所讲章节的内容。如在讲到除尘装置时就要结合前一章颗粒污染物控制技术基础中颗粒物的性质和颗粒物捕集的理论基础来介绍;在介绍硫氧化物的污染控制和固定源氮氧化物的控制时,就要结合燃烧与大气污染的内容,以及燃烧过程中污染的形成来讲授。联想记忆法能够帮助学生不断回顾总结,加深记忆。
3、比较记忆法。
无论是授课过程还是课后习题的回答情况,学生对污染控制方法部分的掌握情况较差,主要体现在除尘装置、硫氧化物的污染控制、固定源氮氧化物的控制、挥发性有机污染控制、城市机动车污染控制等章节。学生反映控制方法过多,而且比较难理解,抓不住重点,对于控制方法的具体应用条件不理解。教师针对以上问题采取比较记忆的方法,比如对除尘装置中各除尘器的除尘机理、适用条件、压力损失、投资费用等方面进行列表介绍并举例,要求学生在实际应用中能够学会选择除尘器。对于硫氧化物污染控制的内容布置作业题,要求学生针对所有脱硫方法的原理、适用范围、优缺点等进行比较,达到完全掌握的目的。
四、重视实践教学,理论联系实际。
本课程的实践教学主要体现在实验、实习、大学生创新创业训练项目、本科毕业论文等四个方面,由于实验条件的限制,只开放四个实验,主要包括环境空气中TSP、PM10的测定,室内空气中甲醛的测定,机动车尾气中CO浓度的测定,袋式除尘器的运行状况及性能测定。
实验内容虽然都是监测性实验,但是可操作性强,而且监测与生活相关的大气污染指标能够解决实际问题,学生也比较感兴趣。我校联系省环科院、市监测站作为实习单位,在实习内容的安排上也设置了大气污染的相关监测内容,培养了学生理论联系实际的能力。教师指导学生申请大学生创新创业训练项目共4项,主要包括:彼岸室内空气净化盆栽坊、绿居室内环境检测有限公司、海口市冬季中重金属含量分布特征、海口市冬季大气颗粒物重金属含量分布特征,使学生的动手能力和创新思维能力得到了锻炼。同时,设置大气污染的相关课题作为学生的毕业论文题目,使学生更加系统地研究相关内容。
五、结语。
大气污染控制工程作为高校环境科学和环境工程专业的一门必修课程,学生打好基础至关重要。高校通过对课程改革的不断探索,可以化繁为简,并帮助学生找到正确的学习方法,使其更好地掌握所学知识,从而培养出更多创新能力强、实践基础扎实的应用型人才。
参考文献:
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随着我国国民经济的快速发展,社会对工矿企业的要求也越来越高,基于市场对铸、锻等专业人才需求量的扩大,我国教育部在1998 年对高等院校的专业进行了调整,新增了材料成型与控制工程专业,这门课程将以往的焊接、冲压、铸造、锻造、粉末冶金以及橡胶、塑料等相关专业融为一体,十分注重学科的应用性和实践性,意在锻炼和提高学生们的理论水平和实际操作能力,以便能更好的满足社会对相关人才的需求。
1 材料成型及控制工程专业人才的培养目标
高校之所以开展材料成型及控制工程这项专业课程,目的在于培养专业人才以为社会所用,因此,设计合理的科学的人才培养目标对于明确教育方向,规范教师的教育行为以及对教育方法、教育内容的选择等等方面都有着非同一般的影响力。随着国民经济的快速发展,人们生活水平的显著提升,社会上对于工矿企业的需求量也不断提高,因此对于铸造、焊接等工矿技术人才的要求也越来越严格,要求其不仅要具备专业上坚实丰富的理论基础更要具备实际动手操作的实践能力。高校开展材料成型及控制工程专业,并注重学科的实践性和专业性,目标就在于培养出符合社会需要,并令社会满意的专业性技术人才。因此,高校如何结合自身的办学条件以及社会的实际需求,使材料成型及控制工程专业的教育得以积极有效的展开成为高校老师面临的一个十分重要的课题。学校需要充分利用自身的地理环境优势或者经济优势,结合学生们的实际接受能力,多为学生创造材料成型及控制工程专业学习与实践的机会,并引导学生认清当今的就业形式与市场需要,让其了解专业的实际内涵与优势,调动学生的学习积极性,丰富学生们的理论知识储备并提高他们的实践能力,将培养有创新意识,能够知行统一,实践技术能力强的专业型技术人才作为学校的教育培养目标。
2 现阶段我国材料成型及控制工程专业教育中存在的问题
自从1998 年教育局规定新增材料成型及控制工程专业以来,我国各大高校中开设此项专业课程的高校多达30%,经过这十几年的教育推广,材料成型及控制工程专业为社会培养出了许多技术过硬的优秀的专业人才。但是尽管如此,这项学科教育中仍然存在着诸多的问题需要引起高校的高度注意。具体的问题包括以下几个方面:
2. 1 对学生的培养方案不一致
材料成型及控制工程专业是将铸造、锻造、焊接等众多专业融合在一起的一个新型的专业,它所涵盖的知识领域极广,因此学生们的学习压力也就随之增多。如果只是将所包含的知识点进行合并,那么在学生们的四年学习中使很难完成这么多的学习量的,因此学校必须对知识点进行取舍,但是由于取舍后每个学校所保留的知识点都不相同,因此很难对学生有一个统一的培养方案,也很难对学生的专业技能有一个合理的考量。
2. 2 材料成型及控制工程专业基础老旧落后,需要及时进行更新材料成型及控制工程专业是在铸造、锻造、焊接等众多老专业的基础之上形成的,这些老专业的学术质量高低直接影响着材料成型及控制工程专业的学科质量。然而由于时代科学技术的飞速发展,导致铸造、锻造、焊接等技术的更新换代十分频繁,然而高校中这些老专业的教学内容却仍然是对过去落后的专业技术的讲解,而且课程设置狭窄、教学方法单一,对学生专业技能的培养已经跟不上时代发展的潮流。因此基于此种老专业而建立起的材料成型及控制工程专业,如果不及时的跟进相关各项技术的发展进步,为学科教育注入新鲜的科技内容,将大大降低对专业人才的培养力度,而且即使教育培养出了成绩优秀的学生,他们也难以适应新技术环境中的市场要求。
3 如何在高校中开展有效的材料成型及控制工程专业建设工作
3. 1 开展材料成型及控制工程专业教育应该遵循的原则
3. 1. 1 实用性原则
高校开设材料成型及控制工程专业的目的在于为社会输送满足社会需求的专业性技术人才,因此在具体的专业建设中,首先需要遵循的就是实用性原则,注重学科的实用性和实践性,杜绝为学生开设过多的理论讲解课程,要将理论与实践相结合,多为学生开设一些有针对性的实践课程,让学生在实践中理解理论的内涵并对其的掌握应用能力得到锻炼。
3. 1. 2 创新性原则
培养学生的创新意识,提高学生的创新能力是所有学科的教育目标,材料成型及控制工程专业也不例外。如今我国的发展急需被注入创新性元素,只有一个懂创新会创新的民族才能在激烈的竞争中站稳脚跟,以谋取更长远的发展。对于材料成型及控制工程这样一个注重专业性的学科,必须在平时的教学之中注重对学生创新能力的培养,摒弃以往的“学科本位型”教学模式,建立创新型的课程模式,鼓励并引导学生大胆创新,在教学中逐渐提高学生的创新能力以满足当今社会的发展需要。
3. 1. 3 专业核心能力需求原则
材料成型及控制工程专业是强调专业技能的专业,对它的课程设置与安排必须强调凸现性和核心性,以便让学生的接受教育时对学科知识有鲜明的认识,从而进行更好的理解与运用。
3. 2 为材料成型及控制工程专业建设的顺利进行,建设一支高水平的教师队伍
老师的讲解是学生们获取新知最直接有效的途径,老师教学水平的高低直接影响着学生对知识的理解与掌握,因此提高老师们的教学质量,教学一支高水平的教师队伍对材料成型及控制工程专业的建设起着关键性的作用。建设一支高水平的教师队伍需从以下几方面入手,第一,建立人才引进和培训提高机制。提高对专业老师的技能要求,在招聘老师时需要选择那些既有坚实的理论基础,实践能力也过硬的秀秀人才。对在职的老师,学校也要定期对其进行专业培训,可以派遣一部分老师去到相关产业的一线进行实地学习。也可以请一些有关领域的工程师等技术人员来学校做兼职讲师。第二,要强化老师们的科研作业,要求全部老师都要参加科研项目,并亲身指导学生参与生产实践,通过科研与实践提升老师们的综合素质。
3. 3 为材料成型及控制工程专业建设的顺利进行,需注重素质培养的课程群建设
高校需要时刻谨记开展材料成型及控制工程专业的人才培养目标,并依据目标来设置专业课程体系。专业课程安排需要侧重于实现学生机械科学与材料科学等基础学科理论知识的掌握,需要实现对学生的科学思维方法以及动手实际操作能力的培养以满足社会主义现代建设的需求,需要加强对学生模型设计制造、材料成型、数控加工等课程的教学力度,培养能够从事技术开发、宽口径的高素质工程、工艺设计以及学科研究等事业的应用型专业人才。
4 小结
材料成型及控制工程专业是我国设立时间不算久的新型的学科专业,但是却对于培养我国工矿企业所需的专业性技术人才发挥着重要的作用。我国高校需要立足于社会市场对相关人才的需求,积极开发和推进高校材料成型及控制工程专业的建设工作,秉承为社会输送专业人才的教育目标,采取积极措施以应对当前我国材料成型及控制工程专业教育中存在的问题,为学生未来的就业与发展提供切实有力的教育帮助。
摘要 实践能力是专业硕士研究生培养的重要要求,针对控制工程专业硕士研究生培养过程中存在的实践能力不足的问题,提出控制工程专业硕士研究生实践能力培养体系的构建,包含三方面内容:构建科学合理的培养方案,扩大导师的选择面,校内、外实践教学平台的建设。这三个环节紧密关联,相辅相成,以期通过这三个环节的作用促进控制工程专业研究生实践能力的提升。
关键词 控制工程专业硕士实践能力
20xx年,教育部提出要加大应用型人才的培养力度,同年,各高校开始招收全日制专业硕士学位研究生。专业学位研究生的定位要求学生更加具备实践能力,控制工程专业硕士研究生培养是研究生培养的重要组成部分,其培养人才的核心就在于要提高学生的动手实践能力,但目前,很多高校在实际的培养过程还存在一些问题。本文针对控制工程专业硕士研究生实践能力培养问题,在分析相关情况的基础上,提出控制工程专业硕士研究生实践能力培养体系的构建。
1控制工程专业硕士研究生实践能力培养情况分析
《控制工程领域专业学位标准》中将该领域专业研究生培养目标定位在四方面:知识、技能、能力、素质。[1](1)知识方面要求学生应掌握控制工程领域的基础知识及针对具体应用层面的相关知识;(2)技能方面强调了学生应该具备使用相关研发工具、熟练使用外语、获取相关国内外文献资料等方面的技能;(3)能力方面要求学生具备使用本领域先进技术方法和现代技术手段的能力;(4)素质方面要求学生要注重该领域工程研究、开发、应用的问题,能具备较强的实践能力。也即是说在控制工程专业研究生培养目标的设定上就必须强调在掌握基本知识的基础上加强工程实践的锻炼,要充分面向行业领域进行高质量的专业实践,以提升专业研究生的就业能力。
目前,我国很多高校控制工程专业虽然已经招收了专业硕士研究生,但在真正的培养过程中学生的实践能力还是差强人意,这里面的问题主要有以下几点:[2-5](1)受长期以来学术硕士研究生培养模式的影响,很多高校在课程设置上还是沿用其课程体系,对于实践环节的重视不够;(2)有些高校对“实践”的概念认识并不到位,这就使得虽然在课程体系中设置了“实践”课程,但内容的设置相对匮乏,形式化,从而造成实践的效果并不理想;(3)一些高校建立了实践中心,但是缺乏具有职业背景和实践经验丰富的导师队伍,从而导致实践环节的设置与社会应用的真正需求相脱节,学生的实践能力不能进一步提高;(4)虽然有些高校同企业建立了协同实践教学平台,让学生到企业参加到一些实践工作,但很多从事的都是一些低等的或者辅助性的工作,真正能够培养起动手实践能力的并不多。
2控制工程专业硕士研究生实践能力培养体系构建
专业硕士研究生实践能力的培养是一个系统工程,针对控制工程专业硕士研究生培养中存在的问题,笔者认为其培养体系的构建应包含:构建科学合理的培养方案、扩大导师的选择面,校内、外实践教学平台的建设。
构建科学合理的培养方案
首先,在构建课程体系的时候就必须定位明确。学校要能实时、准确地分析就业市场需求,从行业对对控制工程人才的实际需求出发,以培养实践能力突出的行业高级应用型人才为目标。在理论课程的设置上,要紧密结合学校的特色和行业背景,除了最基础的专业理论课程之外,还需要开设与学校特色和行业背景相关的一些理论课程。对于控制工程的专业硕士研究生来讲,毕业生不但要掌握基本的控制理论,熟练的编程语言,还要对其行业内的一些自动化、电力相关领域的工程问题有较深入的了解。
然后,要结合行业应用背景,对实践课程进行精心的设计和规划。要能够切实考虑实践的难易程度,以循序渐进的方式,在不同的阶段开展不同的实践课程,比如在課程学习的初期开设基础的实验课程,让学生能迅速的掌握课程相关知识点;到相关课程知识点都学过之后,可以再开设一些专业性的实验课程,让学生能将不同课程的相关知识点融会贯通,培养分析问题、解决问题的能力;校企合作的实践课程,进一步让学生学以致用,能在实际生产活动中分析问题、解决问题。要在培养方案中将专业硕士研究生参加实践课程的要求、内容纳入到研究生培养的整体教学计划中,将实践课程设定为必修课,严格规定课程的学时、学分,确保实践课程能得以有目的、有计划、有针对性的开展。实践课程的开设要强调学生动手能力,以及独立思考问题、解决问题能力的培养。
扩大导师的选择面
很多导师是搞学术研究出身的,大多缺乏行业背景和工程实践能力,这就导致在进行实践教学时可能会力不从心,并不能真正达到实践教学的目标。而控制工程专业硕士是一个对实践动手能力要求很高的专业,要有动手能力强的导师来指导研究生进行实践。所以在导师选择的问题上,除了校内的专业导师之外,还必须增加具有行业背景的企业导师。
对于校内导师来说,需要加强对导师的培训,要创造机会让导师特别是青年导师到企业去锻炼,能让他们在真实的生产环境中将理论与实际联系起来,加强他们的行业背景和实践能力,从而在校内实验、实践课程中指导研究生的时候能够更贴近生产实际,能以一些真实案例来丰富自己的教学。
同时,高校要聘请行业内部的一些高级工程人才来担任学生的企业导师。企业导师主要在学生进入到企业实践时给予研究生指导,在培养方案制定的过程中也应提供有用实践培养建议,并努力为研究生提供企业实践的机会,以期让研究生达到理论与实际操作的紧密结合,从而真正学以致用,并提高动手能力。
校内、外实践教学平台的建设
实践平台的建设可以说是锻炼学生实践能力最好的途径之一。通常来说,实践教学平台又可以分为校内实践教学平台和校企合作实践教学平台两类。
校内实践教学平台是指位于学校的,模拟真实生产环境的、能够为专业学位硕士研究生实践能力培养提供一定帮助的场所,是联系课内知识和企业实践的重要环节。校内实践教学平台建设分为硬件和软件两部分,硬件部分即是指研究生实验资源的建设,它会影响校内实验创新活动开展的效果;软件部分即是指基于硬件部分开展的研究生创新课题及各类研究生创新活动,它会影响校内实践教学平台的发展壮大。对于控制工程专业来说,校内实践教学平台可以包含计算机网络、控制工程、自动化等多个方向,从而有利于培养研究生综合运用多个学科的知识点来分析问题、解决问题的能力。
校企合作实践教学平台是指由学校和企业合作建设在校外的实践场所,也可能就是在企业之中或者真实的生产环境中。要能够创造机会让研究生真正参与到某些项目的研发、生产过程中,那研究生就可以深入到工程一线,自己动手去完成一些实际的工作,在此过程中,将自己的理论知识和校内实践经验运用到真实环境中,再通过富有实践经验的行业导师给予指导,还能与有实际操作经验的工作人员交流,学习,能较快地培養起自己的动手实践能力。
参考文献
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欧洲革命风暴以后,_系统的总结了十九世纪自然科学发展的新成就,并且对其在哲学的道路上进行了探索,从而揭示了自然界发展的辩证法,创立了自然辩证法的理论与方法。以《自然辩证法》为标志,_阐述了自然界、自然科学的客观辩证法以及概括总结了自然界辩证法的理论与方法。
一、西方马克思主义学者对_《自然辩证法》的否定与歪曲
“自然辩证法”是人们对_的《自然辩证法》、《反杜林论》、《路德维希·费尔巴哈与德国古典哲学的终结》等文章中对于辩证法理解的一种通称。然而,自卢卡奇以来,_的自然辩证法理论与方法遭到了种种否定与歪曲,持“马恩对立论”的西方马克思主义学者认为_自然辩证法降低了马克思辩证法的理论水平。卢卡奇在《历史与阶级意识》一书中最先对_自然辩证法做出批判,指出马克思和_对自然的理解不同。卢卡奇认为人本身是历史辩证法的现实基础,主体和客体的相互作用产生出辩证法,并且辩证法是社会历史性的,围绕社会历史领域旋转,客观自然界不存在这种相互作用,也就是说---客观自然界没有辩证法的存在。卢卡奇质疑_的自然辩证法并且反对_将辩证法推广到自在的自然本身他指出:“最重要的是要意识到,这种方法在这里只限于历史和社会领域。来自_的关于辩证法定义的误解主要是基于这样的事实,即_仿效黑格尔的错误引导,把这种方法也扩展到自然界。但是,辩证法的决定性因素:主体和客体之间的相互作用,历史变化等等,并不是来自我们关于自然界的知识。”卢卡奇对_的批判对西方马克思主义引起广泛而深远的影响。
美国当代实用主义哲学家悉尼·胡克指出:“必须排除把辩证法推广到自然界这种企图。这和一个自然主义的起点是不相容的。马克思从未说过自然辩证法,虽然他很清楚在物理和化学的基本组织中量的逐渐变化会导致质的变化。”_的“自然辩证法”承袭于黑格尔自然哲学,他不否认自然辩证法的存在,但是认为自然辩证法只有建立在黑格尔形而上学唯心主义体系的基础上才成立。诺曼·莱文也说“实际上,_赶走了哲学,他用实证科学代替了哲学”,他认为马克思是以人为中心的论述者,而这与_说的自然界的辩证规律完全不同,_绝对误解了黑格尔的辩证法内涵。莱文认为马克思关心的是人类社会的领域,而_却集中体现在自然的形而上学方面。
西方马克思主义批评家认为,_的自然辩证法是对人的主观能动性的全盘否定,是对社会历史领域辩证法的歪曲。_认为人受自然界和社会规律的制约,对自然辩证法的研究是为了更加正确的掌握自然界和人类社会的规律,从而更好地发挥人的主观能动性。
二、对_《自然辩证法》的不同见解
自然辩证法的研究对象是自然界和自然科学技术发展的一般规律以及人类认识和改造自然的一般方法。当代对_《自然辩证法》的探讨研究各有不同。在这里,我不引证各家的见解,从_关于辩证法的两个基本命题出发。其一,认为_的《自然辩证法》是关于自然、社会和思维发展的普遍规律的科学,是关于自然地一般规律;其二,认为_的《自然辩证法》是一种思维方式,其重要特性是批判性和革命性,是建立在通晓思维的历史和成就的基础上的理论思维。
不同的见解具有不同的研究方向和分析方法。对于第一种见解,《自然辩证法》是关于自然地一般规律,这主要是从文本中对于“辩证法”所给出直接的阐释作为分析对象的。在《自然辩证法》中,“关于一切运动的最普遍的规律的科学”、“辩证法的规律是从自然界和人类社会的历史中抽象出来的。
辩证法的规律不是别的,正是历史发展的这两个方面和思维本身的最一般的规律。实质上它们归结为下面三个规律:量转化为质和质转化为量的规律;对立的相互渗透的规律;否定的否定的规律”.从_的这个定义中,可以明确《自然辩证法》是关于自然、社会和思维发展的普遍规律的科学。认为_辩证法是关于自然、人类社会和思维的运动和发展的普遍规律的科学,所以,“自然辩证法”同样是关于自然界运动发展的普遍规律的科学。_的话充分阐明了辩证法规律的客观性和普遍性,_辩证法是关于自然地一般规律。
而第二种认为自然辩证法是一种思维方式的观点,这一命题与哲学的基本问题---“思维与存在的关系问题”有着密切的联系。其他学科在考察把握世界的问题上都是将思维与存在的统一关系作为理论前提,而哲学则是反思二者的为什么以及怎样实现统一。
国内马克思主义研究者孙正聿教授认为_对辩证法的重大贡献是在理论思维的层面上系统阐述辩证法。在科学研究领域,人类的自然科学研究从“搜集材料”的科学发展为“整理材料”的科学。_指出:“辩证法对今天的自然科学来说是最重要的思维形式,因为只有它才能为自然界中所发生的发展过程,为自然界中的普遍联系,为从一个研究领域到另一个研究领域的过渡提供类比,并从而提供说明方法。”孙正聿认为,_明确把“辩证法”归结为超越经验思维的“理论思维”,他认为辩证法是一种思维方式,自然科学中贯注辩证法这一理论思维使自然科学领域不断发展进步。
对于这两个命题,我们不能分开单一的去理解,_对于辩证法的论述是前后一致的,这两种见解的文本依据在《自然辩证法》一书的都有体现,所以我们要将这两个命题联系起来去理解自然辩证法。
三、理解《自然辩证法》的意义之所在
_对《自然辩证法》是从构建完整的马克思主义论体系的角度来看待的,也就是说,自然辩证法和社会历史辩证法相互支撑,相辅相成才能构建完整的马克思主与理论体系。自然辩证法,即辩证唯物主义自然观,是马克思主义哲学理论体系的重要组成部分。
《自然辩证法》创作距今有近140年的历史了,在这期间《自然辩证法》不仅对自然科学领域有重大指导意义,而且在哲学理论层面也引起强烈的反响。首先,《自然辩证法》在马克思主义理论体系中占有重要地位。_把“辩证法”引入自然科学领域补充马克思的社会辩证法,为马克思主义哲学创立了辩证自然观,完善了马克思主义哲学。
其次,《自然辩证法》不仅提出了有重要哲学意义的观点,而且还提出有重要科学意义的观点,书中不但揭示了自然科学发展的规律,而且将自然辩证法应用与自然科学研究中,解决了当时自然科学理论研究中的一系列重大疑难问题,为自然科学中运用辩证法提供了案例。例如:关于阐述“地球---月亮”系统中,潮汐摩擦条件下的机械运动像其他运动形式的转化问题。_在1880---1881年写了《潮汐摩擦·康德和汤姆生---台特》一文批判汤姆生和台特的错误,并运用运动形式相互转化的辩证法原理正确地解决了关于地球自转不均匀性问题。
此外,_还在数学、生物学、物理学、化学等自然科学领域问题进行具体分析并加以阐述,它所表现出的深刻思想对现代自然科学的发展具有重要的现实意义。
_的《自然辩证法》系统地总结了19世纪中叶自然科学的重要成就,深刻地批判了自然科学领域中各种各样的形而上学和唯心主义,并且科学地论证和确立了辩证唯物主义自然观。_在书中不但揭示了自然科学发展的规律,而且运用自然辩证法成功的解决了当时自然科学研究过程中的一些重大疑难问题,将辩证法运用于自然科学中。_《自然辩证法》促进了马克思主义哲学的系统化,在马克思主义哲学发展史上具有不可磨灭的影响力和十分重要的地位。
摘要:在应用型大学建设背景下,洛阳理工学院材料成型及控制工程专业应建设行业性、地方性、应用型的实践教学体系。其特点是:从人才市场需要和学生成长需求出发,以培养学生创新创业能力和职业满意度为目标,以职业综合能力为基础,吸引企业广泛参与,将学习同生产紧密结合,形成多种教育形式相互渗透的实践教学体系。
关键词:材料成型及控制工程;应用型实践教学体系;创新创业
0引言
材料成型及控制工程专业是洛阳理工学院升本后设置的第一批本科专业,根据洛阳的产业优势,开设了模具方向、焊接方向和建材方向。从专科升为本科之初,教师对办学定位理解不深,人才培养方案也多是参考同类学校的,没有突出自身特点特色。经过本科评估,学校对办学定位有了清楚的认识,要把学校办成“为国家建材行业发展战略服务,为地方经济社会发展服务的特色鲜明的示范性应用型大学”,突出行业性、地方性、应用型。20xx年由教育部等三部委联合发布的《关于引导部分地方本科高校向应用型转变的指导意见》中明确提出,“有条件、有意愿的试点高校率先探索应用型发展模式”。①经过评审,洛阳理工学院成为河南10所示范性应用技术类型本科院校,“转什么、怎么转”就成为学校发展中亟需探讨的问题。正如诺贝尔奖获得者贝尔纳所言,“创造力是没法教的,必须在实践中让学生动手,有机会把自己的创新思想付诸实施”,对应用技术高校来说,提高学生的知识更新能力、创新创业能力和服务社会的能力是转型的关键,而这三个能力提高的最有效途径和手段就是实践教学。这就要求从人才的市场需求和学生的成长需求出发,对人才培养方式,组织运行方式和课程体系,按照应用型人才培养目标对实践教学体系进行重构,②提高学生从业能力,提升工作满意度指数,有一定的创新创业能力,从而使本专业毕业生能够高效、创造性地解决岗位实际技术问题,适应新领域、新技术发展需求,参与地方经济社会发展和产业结构升级。本文围绕应用型大学培养目标,从培养应用型人才的创新创业能力,培养学生工作满意度出发,对应用型大学实践教学体系进行探索。
1材料成型与控制工程专业实践教学体系现状
洛阳理工学院材料成型与控制工程专业从20xx年开始招考本科生,至今已有12年办学经验,初步形成了完整的实践教学体系,但与培养具有创新创业能力的行业性、地方性、应用型人才目标还有较大差距。(1)实验项目缺乏系统性和创新性。目前专业实验教学开展依附于理论教学,各个实验项目彼此独立,散布在各个课程中,实验项目多为演示性或者验证性实验,内容陈旧,教学模式单一。实验时,学生只需按照实验教材中规定的步骤机械地完成实验操作即可,严重影响了学生的积极性,制约了学生创新意识和创新能力发展。从实验结果看,学生上交的实验报告千篇一律,缺乏独创性,偏离了实验教学的初衷。(2)实验室管理水平不高。实验室在建设过程中,普遍存在规划不合理、论证不充分的情况,一些实验设备重复购置、利用率低下,一些设备从购置时就成了闲置设备;在运行过程中存在实验室独自为政、实验资源局部受限等弊端,不能形成教学、科研上的综合优势;在实验教学过程中,学生只是根据排好的课程表到相关实验室进行实验,课堂外开放时数过少,学生动手机会少,不能自主学习探索,不利于个性发展。(3)产学研基地建设严重滞后。除实验室外,在企业生产条件下进行现场教学和实际操作也是实践教学体系的重要组成部分,是学生从学校向工作岗位过渡的桥梁,因此建立稳定的产学研合作基地对于实践教学水平提升具有重要意义。然而,由于学校和企业缺乏有效衔接和协调,企业接受学生的积极性不高,企业出于效益和安全考虑,很少让学生参与实际操作,实习的效果越来越差,不仅浪费了实习经费,学生实践能力也没有得到提高。(4)具有实践能力的师资不足。培养学生的实践能力,要求教师有工程实践背景和解决实际问题的能力。但由于受到目前教育事业单位人事管理体制制约,专业教师大部分本、硕、博连读,缺乏企业工程实践经历,在实践教学环节难以胜任培养应用型、创新型人才的职责。
2新的实践教学体系构建
针对以上存在的问题,材料成型与控制工程专业目前启动了新的实践教学体系建设,在应用型人才培养方面进行了有益探索。
应用型专业实践教学体系构建的原则
结合教育教学规律和洛阳理工学院实际情况,新的实践教学体系建设遵循以下原则:(1)创新教学内容。以学生创造性解决实际生产技术问题,适应新领域、新技术和提高动手能力及创新能力原则,培养学生的工程意识为出发点,合理安排课程实验、实践环节、创新创业实践,形成课程实验、实践环节、创新创业实践三个模块的教学体系。(2)丰富考核手段。以培养学生工程意识为主导,改进实践教学方法和手段,增加设计型和综合创新型项目,改变仅以实验报告为主的考核和评价体系,从学生参与的积极性、认真程度、操作能力、分析能力和创新性多渠道、多角度进行考核。(3)鼓励多方参与。从人才的市场需求和学生的成长需求出发,建立以职业综合能力为基础,吸引企业的广泛参与,将学习同生产紧密结合,形成各种教育形式相互渗透的实践教学体系。③(4)满足岗位需求。以胜任岗位要求和参与地方经济社会发展和产业结构升级为出发点,在实践教学中增加综合性、设计性、创新性内容。鼓励教师参与企业技术革新,引进具有工程实践经验的师资,建立适应创新实践教学的师资队伍。
应用型实践教学的内容体系
优化课程实验体系
统筹基础课程实验和专业实验,减少验证性实验,增加设计性和综合创新项目,沿着由单一到综合、由综合到设计、由设计到创新路径逐层递进。结合学生的特性、专业发展趋势以及实践教学特点,建立内容由浅入深、由理论到应用的系统性实验教学体系,使学生在掌握基本方法的同时,创新能力也有所提高,可以综合运用知识,解决工程实际问题。
完善实践教学环节
在生产实习、综合实训、毕业实习等专业实践环节,对实习时间和实习单位进行精心安排,延长学生顶岗实习的时间,在一个或几个企业,对一个产品或几个产品的所有工序都能了解,既提高学生实习的质量,又能实际参与企业的生产活动,降低企业成本。在课程设计和毕业设计环节,95%的课题都来自于实践,实现每生一题,培养学生的独创性和综合运用知识的能力。
加大创新创业能力培养
组织学生参加机械创新设计大赛、机器人大赛、“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛、创新创业大赛、三维设计大赛、金相大赛等,开展“以赛促学”,调动学生学习积极性和兴趣,提高专业核心能力,拓展学生的创新创业能力。
完善应用型实践教学评价体系
进一步细化实践教学评价指标,除实验报告外,还对学生实验方案的设计以及操作全过程进行全方位评价,尤其注重对学习过程、各实验阶段表现及对实验技能的掌握情况,使学生的个性、特长、潜能在实践教学中得以充分发挥,有利于教师创造性地开展实践教学工作。在新的专业培养方案中,实验实践教学由原来的168学时增加到272学时,在全部课时中占比由增加到。新实验教学体系提供192学时实验,其中必修实验166学时,选做实验26学时,学生可以按照专业方向兴趣选择。验证性实验的比例42%降到31%,综合性实验的比例为47%,设计性实验的比例为11%,增加了11%创新性实验。新培养方案还要求学生必须修满6个学分的创新创业能力和素质拓展培养学分,同上述实践教学体系内容完全契合。
3应用型实践教学体系实施
改革课程实验内容、方法和手段
不同于仅仅验证单个课程内容的实验理念,新的实验项目综合了多门相关课程的知识,以综合性、设计性和创新性为特点的三性实验成为主体。例如把“电弧焊”、“焊接结构”、“焊接冶金学”、“焊接检验”等课程实验综合为“焊接综合实验”,这一实验项目中包括材料设计(选材)—加工制备工艺(方法选择、过程实施)—加工实施—质量控制与检验(选用检测方法并实施)—结果分析等全过程。实验以项目制小组进行,设计、操作仪器设备、实验结果分析等均由学生自己完成,教师负责监督和监管安全。学生利用焊接结构、焊接冶金课程理论自己设计方案选择实验材料,根据所学焊接方法结合实验室情况选择实验设备,利用焊接冶金原理和焊接生产技术与管理理论制定焊接工艺,利用焊接检验方法选择检测设备对焊缝进行检验(超声波检测、渗透探伤、焊缝氢测定等),最后小组制作一台装置,各小组进行比较,并且选出同学进行答辩,全体同学分享。在实验过程中,学生需要主动查找资料,组织小组讨论实验方案,还需要利用课外时间到实验室做实验。这对指导教师也提出了更高的要求,不仅需要对实验项目进行分析,尽可能利用现有设备满足学生实验项目的要求,还要使实验的创新性、复杂性以及实验经费相匹配,并且在学生需要的课余时间到实验室进行指导。
构建新的实习实践创新体系
依托洛阳机械制造行业的先进优势,企业深度参与培养过程,引进企业专家进学校,共同定制应用型人才培养方案,实验项目尽可能和企业生产实际,老师的科研项目相结合,⑥加强校内外实践教学基地之间的联系。新实践教学体系实现从大一到大四贯穿全过程的,专业基础训练与创新思维、专业能力训练与创新设计、专业综合训练与创新项目、专业综合实训与创新创业项目相结合多形式、多层次的新实践教学模式,通过课程与项目并行、学练互动、虚拟与真实场景交融等多种途径教学改革,达到教学资源共建共享、学生专业能力与创新能力协同培养的培养体系。例如通过与上海固高科技有限公司合作对挤压成型培训中心进行了共建和改造,实现人才共享、设备共享、技术共享、创新开发共享的产教深度融合的模式,大大提高了师生参与的积极性和创新能力。
利用学科竞赛促进实践教学
引导鼓励学生积极参与课外创新创业活动,组织学生参加各类竞赛,参与教师的科研项目,发掘学生的创新意识,解决实际问题。目前学生参与的创新活动主要有:全国大学生数学建模大赛、“挑战杯”课外学术科技作品竞赛、全国大学生机械创新设计大赛等。此外,还根据人才多样化、个性化培养的要求,开展多种职业技能培训,使学生有技能在手,有工具可用,鼓励有专长的学生参加全国大学生金相大赛、大学生焊接创新大赛等。为激发教师参与的积极性,学校对指导学生并取得成绩的教师在职称评定和评优评先时给予充分考虑。这些措施极大的提高了师生参与创新创业活动的积极性,目前参加各类竞赛培训的学生已达到总数的40%左右。
完善实验室管理制度
高度重视实验室管理,进一步完善规章制度,采取开放式管理模式,提高设备使用率,促使实践教学效果最大化。认真制定实验教师绩效考核制度,提高实验教师积极性。集中实践时间,增加综合训练,实行科学的实验项目管理,改革实践教学分散和时效性低的弊端。
培养双师型教师队伍
建设适应教学改革的实践师资队伍是教改成功的根本保障,为此采取了三方面的举措:一是组织理论和实践教学环节教师共同交流探讨,相互学习,提高实践教学内容的科学性和可操作性;二是要求没有企业服务背景的教师必须进行工程实践,参与企业的生产、研发,同时聘请企业专家参与专业的建设并指导学生的专业实习、毕业设计等;三是对实验教师进行定期培训,鼓励外出进修,并且支持实验教师参与科研活动,提高科研意识和业务水平。
4结论
洛阳理工学院材料成型与控制工程专业通过重新修订应用型人才实践教学培养方案,对实践课程体系进行了整合,重构了实践教学体系,建立了科学的运行管理机制,完善了产学研基地建设。该实践教学体系从人才市场需求和学生成长需要出发,以职业综合能力为基础,以胜任岗位要求为出发点,将学习同生产紧密结合,企业广泛参与,较好地适应了社会对应用型、复合型、创新型人才培养的需要。
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摘要:“水污染控制工程”是环境工程专业的核心课程之一,为了提高课程教学效果,本文以湖南农业大学环境工程专业为例,对“水污染控制工程”的教学现状进行了分析,并从教学内容、教学方法、考核方式环节进行探讨,以期达到较好的教学效果。
关键词:环境工程专业;“水污染控制工程”;课程改革
一、引言
目前,我国有将近300所高校开设了环境工程专业,而“水污染控制工程”是环境工程专业培养本科生具备城市和城镇水污染控制、水污染控制规划及水资源保护等知识的核心课程之一。因其具有理论性与应用性强的特点,它不仅需要学生掌握扎实的基础理论知识,如废水物理处理、生物处理及污泥处理的基本理论,还需要学生掌握基本工艺流程,同时具备水处理的工程及工艺设计的能力,这就需要教师在授课的过程中不仅以教材为中心,还要不断更新水处理方面的理论知识,学习先进的工艺流程,同时还要结合工艺设计进行实践教学。
但在传统的教学模式当中,大多数学校都重视理论知识教学课程,而对实践教学的重视程度不够高。因此,高校在课程安排上如何将废水处理理论知识、工艺设计原理与实践应用操作在教学中有机结合,是环境工程专业“水污染控制工程”课程教学改革和提高学生掌握及应用专业知识能力的重要途径。以湖南农业大学环境工程专业为例,水污染控制工程理论教学的课时安排为“水污染控制工程”理论教学30学时,实验教学16学时。既有理论课,也有实验教学,但要想提高学生的培养质量,学校要将理论知识的掌握及实践的具体运用有机结合,如考虑学生的学习进程,并在培养计划中增加必要的课外实践学习。因此,要求在教学过程中,不仅加强理论知识的传输及更新,还要根据“水污染控制工程”方向人才的培养方案及社会需求,更加合理的安排学生的学习任务。
二、环境工程专业“水污染控制工程”课程改革的必要性
以我校环境工程专业“水污染控制工程”课程为例,理论课安排30学时,而该课程内容非常丰富,一方面要想在规定的学时内将所有的内容完全介绍是比较困难的;另外,这个方向是在不断发展的,随着现代科技的日新月异,许多新材料、新设备、新技术、新工艺等在实际水环境保护中得到了应用,而教材中的理论知识一般都是较为成熟的,应用较为广泛的传统工艺,较少涉及新技术。实验课程安排了16学时,但如何将理论教学与实验教学有机结合也是一个问题,将两门课程做好契合衔接肯定会提高学生的学习效果。再有,作为一门应用性强的课程,不仅需要理论与实验教学,课程设计与实践教学同等重要。虽然课程教学中有安排课程设计,但显然重视程度不够,没有经过系统化的课程教学,工艺设计肯定是不过关的。
对于实践教学中的认识实习和生产实习,一般会安排在大三下学期和大四上学期进行,与“水污染控制工程”课程的开设时间是脱节的,且在认识实习和生产实习过程中,主要靠实习地点的技术人员讲解,带队教师即使是环境专业出身也专攻有所不同,所以担任该门课程教学任务的教师,不谈水污染控制工程理论研究水平,起码实践经验是有所不足的。又由于学生实践时间与理论基础学习时间错开,基础知识薄弱,加上主动性不强,所以很难在实践中详细了解到实际的水处理构筑物和工艺流程,因此“水污染控制工程”课程难以达到良好的教学效果。
三、“水污染控制工程”课程教学改革的具体实施建议
1.完善教学内容。“水污染控制工程”课程中水处理技术是在不断发展的,因此要学习行业最新发展的动态和先进技术,在保证完成教学大纲要求的教学内容基础上,增加强化应用的教学内容,如结合水业集团长善垸污水处理厂等大型污水处理厂为实例,分析水厂各流程中构筑物的选择、如何设计计算、需要哪些设备、各构筑物之间平面、高程布局等,使学生理解基础理论知识在实际水处理工程中的重要性,使学生会运用课程中的设计原则与方法解决实际水环境保护问题。
2.合理改善课程设置及排课安排。笔者所在单位仅安排了“水污染控制工程”理论教学和“水污染控制工程”实验教学,没有增加并加强课程设计还是略有不妥。另外,课程实习时间与课程教学时间的安排也有待优化,笔者建议课程教学中根据教学内容灵活安排课程实习。此外,笔者建议将课程设计增加到该课程的教学中,并加强课程设计反馈,通过一定的课时保证课程设计稳中有序,从而使学生对污水处理厂的设计有一个系统的训练,并巩固课程所学的理论知识。
3.教学网络化建设。网络教学平台是教学过程中可以运用的重要平台,因此笔者建议建立湖南农业大学“水污染控制工程”站,网站中设有:理论教学资源模块提供并更新最新的水污染控制行业新科技动态,实践教学资源模块提供并更新最新的实际案例、多媒体课件习题库、实时交流等资源链接,还有参考书目、设计手册、最新的学术研究动态、学术报告通知。网站的管理可以与同学们一起进行,激发学生主动学习获取知识的欲望。
4.改革考核方式。根据“水污染控制工程”的课程特点以及环境工程专业的培养目标,对现行考核形式进行改革,实行多样化考试模式,可强化平时考核成绩。例如,通过教学网络化平台,让学生们在课前知道课程内容,增加课堂互动环节,从而增加课堂学习成绩。在考试内容上,试题可以借鉴注册环保工程师考试,允许学生带书,不一定需要记住里面的诸多设计参数及公式,但需要注重评估学生运用知识解决实际问题的能力。
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一、“自然辩证法概论”课程具有自然科学、社会科学与人文科学等多种知识底蕴
研究生创新意识、创新思维、创新精神与创新能力的培养和锻炼,不仅需要一定的专业知识储备,而且需要多学科的、交叉性的知识储备。爱因斯坦曾言:“用专业知识教育人是不够的,通过专业教育,他可以成为一种有用的机器,但不能成为一个和谐发展的人。”不同学科的理论、知识、观点、方法与技术的交叉、碰撞、吸收、融合与共振,能改善研究生的知识结构、思维方式与能力结构,形成单一学科所不及的发现问题、解决问题与处理问题的素质和能力。“自然辩证法概论”课程就是一门包含自然科学、社会科学与人文科学的综合性、交叉性学科,能够实现马克思主义自然观、科学技术观、科学技术方法论与科学技术社会论等多种学科知识的互补,该课程所蕴含的知识有利于培养当代研究生的创新素质与创新能力。
第一,“自然辩证法概论”课程包含一定的自然科学、人文科学与社会科学知识。“自然辩证法概论”不仅研究自然界及其与人的关系,而且研究科学技术的研究方法及其与社会的关系。“自然辩证法概论”课程的研究内容主要包括马克思主义自然观、马克思主义科学技术观、马克思主义科学技术方法论、马克思主义科学技术社会论、中国马克思主义科学技术观与创新型国家五部分。“自然辩证法概论”课程主要运用马克思主义基本理论和基本方法,依据科学技术的发展演变来研究科学技术的内容、方法及其人文蕴涵,研究自然、社会及其相互关系。因此,“自然辩证法概论”课程必然包含大量的自然科学、人文科学与社会科学知识。反之,如果把这些知识排除在“自然辩证法概论”之外,那么它也就只能凭借思辨、猜测、臆想甚至幻想等手段进行研究,而这些属于人类早期的做法,或者说是宗教、神话、文学的做法。
第二,“自然辩证法概论”课程有助于融合自然科学、人文科学与社会科学知识。英国科学家_提出“两种文化”(即人文科学文化和自然科学文化),指出人文科学文化与自然科学文化分裂的危害。杰罗姆凯根提出建立“第三种文化”,即融合自然科学、社会科学与人文科学的文化。但高度分化的当代科学为其融合设置了障碍。“自然辩证法概论”课程包含自然科学知识、人文科学知识与社会科学知识,便于学生对同一事物或同类事物进行多侧面、多角度、多层次的理解与认识,沟通自然科学、人文科学与社会科学知识,实现对事物立体化、真实化的理解与认识。这种理解与认识可能是相互协调的,也可能是相互矛盾的,但无论怎样,都是对真实世界、现实世界的理解与认识。以这些理解与认识为基础,以现实事物为基点,协调、统一、融合多方面的理解与认识,从而在处理人与自然、人与社会、人与科学技术、科学技术与社会的问题时能够实事求是地认识、解决与处理,实现自然与生态、科技与国家、经济与社会等多方面的协调与可持续发展,缓解、预防或避免生态、环境、能源、人口、社会等问题的发生。
二、“自然辩证法概论”课程具有理性思维、批判思维与辩证思维等多种思维底蕴
“自然辩证法概论”课程既是一门马克思主义思想政治理论课,也是一门综合性、交叉性较强的课程,具备培养和锻炼研究生的理性思维、批判思维与辩证思维等创新能力所需要的思维底蕴。
第一,“自然辩证法概论”课程有助于培养和锻炼研究生的理性思维能力。理论思维是人类在知识和经验事实的基础上形成的认识事务本质、规律和普遍联系的一种理性思维。从课程内容方面讲,“自然辩证法概论”课程涉及很多自然科学方面的概念、观点与理论,这些理论能培养和锻炼研究生的理论思维能力。从课程性质方面讲,“自然辩证法概论”课程属于哲学门类,哲学是抽象思维较强的学科,哲学类课程的学习过程就是对抽象思维能力锻炼和提升的过程。如,对生态自然观部分的学习,既要理解和掌握相关系统科学的概念、观点和理论,也要理解和掌握生态科学的概念、观点和理论;既要从科学视角审视生态自然观产生的现实根源与逻辑必然性,也要从哲学视角审视其理论内涵与当代价值。任何科学研究活动都必须运用理论思维,许多伟大的科学家也是哲学家,如爱因斯坦、玻尔、波恩、贝塔朗菲、普里高津等。著名物理学家波恩指出:“关于哲学,每一个现代科学家都深刻意识到自己的工作是同哲学思维错综地交织在一起的。”研究生教育要超越感性思维与经验思维,培养和锻炼研究生形成普遍性、规律性认识的抽象思维。“自然辩证法概论”课程是多学科交叉的哲学性质的学科,其抽象程度与理性思维水平要高于一般的专业科学理论,能够培养和锻炼研究生的理性思维能力。
第二,“自然辩证法概论”课程有助于培养和锻炼研究生的批判思维能力。所谓批判性,就是人们对已有的理论知识、思想观念等提出怀疑,并通过科学研究寻找真理,实现对现存事物的改造和思想理论的革新。目前,科学技术的发展及其广泛应用,在增加社会财富、提高人类生存质量的同时带来了资源匮乏、生态危机等问题。“自然辩证法概论”课程不仅是对现实的了解和理论的学习,而且是在具体分析的基础上,对这些内容作批判性考察,考察其理论根源、现实根源与价值观根源。如,对“科学技术与社会”部分的学习,不能简单认为科学技术是好的、万能的,也不能简单认为现代社会中的科技运用都是善的、正当的,而要研究科学技术的发展状态及其在社会中广泛应用的科学技术根源、现实社会根源与科学技术观根源。对既定事实与理论的怀疑与批判是创新素质与能力的重要内容。如果一味地循规蹈矩、因循守旧、崇拜偶像、迷信权威,就只能复古守成,难以创新。具有批判性思维能力才能对不断变化的事物去伪求真,追根溯源。是对前人既定的理论框架完全接受,还是大胆反思和批判、推陈出新,成为评判人们是否具有自主创新意识的重要参量。“自然辩证法概论”课程倡导批判性的科学精神、理论联系实际的科学态度与实事求是的科学追求,有助于培养和增加研究生的批判思维能力。
第三,“自然辩证法概论”课程有助于培养和锻炼研究生的辩证思维能力。马克思指出:“辩证法在对现存事物的肯定理解中包含对现存事物的否定理解。”“自然辩证法概论”以辩证的视角理解人、自然、科学技术、社会及其之间的关系。如,对科学的理解,既要理解其可确证性的一面,也要理解其可证伪性的一面;既要理解其个体性的一面,也要理解其社会性的一面;既要理解其“小科学”时代的意义,也要理解其“大科学”时代的意义;既要理解其简单性的本质,也要理解其复杂性的本质;既要理解其对人类社会积极性的一面,也要理解其消极性甚至破坏性的一面;既要理解与认识科学,也要理解与认识非科学、伪科学与反科学;既要避免科学主义,也要避免反科学主义。
三、“自然辩证法概论”课程具有沟通科学、技术、社会与人文的实践底蕴
作为马克思主义理论课程的重要组成部分,“自然辩证法概论”课程有助于培养和增加研究生把科学技术应用于社会的问题意识;有助于培养和锻炼研究生把自然科学、人文科学与社会科学等理论知识转化为实践的素质和能力。
第一,“自然辩证法概论”课程有助于培养和增加研究生把科学技术应用于社会的问题意识。自然辩证法首先强调技术进步的机制与科学家的创造精神,科学技术的研究、发展与创新既有科学技术自身的推动力,也有经济与社会发展需求的牵引力。科学技术的研发需要着眼于、致力于社会需求;着眼于、致力于社会需求的科学技术的研发成果能够更有效地转化与应用,造福社会。但这种研发行为有一个前提条件,即具有把科学技术应用于社会的问题意识。“自然辩证法概论”课程立体化地研讨科学技术在现实社会中的具体问题,不仅有助于培养和锻炼研究生把专业理论应用于社会的问题意识,而且有助于培养和锻炼研究生创造性地把专业理论应用于社会的问题意识。
第二,“自然辩证法概论”课程有助于培养和锻炼研究生把自然科学、人文科学与社会科学等理论知识转化为实践的素质和能力。“自然辩证法概论”课程涉及的知识,不仅仅是“象牙塔”或“楼阁”中的知识,还包括现实社会中的知识;不仅仅是理论状态的知识,还包括理论知识运用到现实社会时所产生的效果与影响。“自然辩证法概论”从科学技术与人、自然和社会关系的视角理解科学技术。科学技术不是悬置在空中的孤立之物,而是在世俗社会中与自然、人类息息相关之物。从本性上讲,科学技术是属人的、为人的;否则,科学技术就可能异化成人类的对立物,损害或控制人类的生存和安全。如,高度发达且高速发展的科学技术运用到自然界与人类社会中,既有助于产生便利、舒适的人类生存工具与环境,也伴生了物质崇拜、人性异化、意义淡漠、价值虚无等问题。在科学技术的实践活动中而非脱离其应用语境的抽象概念中理解科学技术,有助于研究生把对科学技术的认识从理论迁移到实验室、从实验室迁移到试点或试验区、从试点或试验区迁移到社会生产与实践中,从而把理论知识转化为实践的能力与素质。创新型人才是国家、社会与时代的需求,是实施科教兴国与人才强国战略的关键,是建设创新型社会与创新型国家的关键。研究生阶段是培养创新型人才的关键阶段,“自然辩证法概论”是帮助硕士生掌握马克思主义的自然观、科学技术观、科学技术方法论、科学技术社会论,培养硕士生创新精神和创新能力的一门思想政治理论课。“自然辩证法概论”课程具有增强研究生创新意识、创新思维、创新精神与创新能力的知识底蕴、思维底蕴与实践底蕴。换言之,“自然辩证法概论”课程具有丰厚的创新意蕴,能够履行“为国服务”的重要功能。“在构建中国特色国家创新体系、建设创新型国家的时代浪潮中,自然辩证法大有可为。