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控制工程专业教学实践(8篇)

前言:想要写出一篇引人入胜的文章?我们特意为您整理了控制工程专业教学实践(8篇)范文,希望能给你带来灵感和参考,敬请阅读。

第一篇:空气污染控制工程项目化教学课程改革分析

【摘要】项目化教学是一种具备系统性和整体性的教学模式。在《空气污染控制工程》课程中引入项目化教学,可以有效地推动该课程改革的深入,促进课程教学质量的有效提升,有效地促进环境类专业人才的培养。本文在对项目化教学的内涵及特点进行简要概述的基础上,以《空气污染控制工程》课程为研究对象,从教材开发、教学内容安排、教学方法实施、教学评价等方面探讨了项目化教学在《空气污染控制工程》课程改革中的应用。

【关键词】空气污染控制工程;项目化教学;课程;教学改革

《空气污染控制工程》是环境类相关专业的核心课程。该课程开设的主要任务是使环境相关专业的学生通过系统的学习了解空气污染控制工程的基本知识,掌握空气污染防治的基本概念、原理、主要设备以及典型工艺等,培养环境相关专业学生分析和解决大气污染问题的基本能力。大气环境已经成为环境领域的重要治理对象。如今,如何预防和治理大气环境污染备受社会各界关注,而培养大气环境防治类人才则成为高等院校的重要任务。

1.项目化教学内涵

项目化教学是近年来在各个专业课程教学中应用较为广泛的一种教学模式。一般我们认为,项目化教学是指教师和学生二者共同参与到一个真实的项目或高仿真的项目中,且课程教学活动始终围绕这一个项目展开。学生通过完成项目的整个过程获得相应课程要求的知识和技能。在项目化教学中,学生始终是主体,而教师则是发挥提供咨询、提供指导和解答疑问的作用。通过项目化教学,可以很好的培养学生的独立工作能力和创造能力,可以有效地提升学生学习的积极性,可以使学生更加自主的参与到课程学习之中,自行分析问题和解决问题。项目化教学下,学生完成学习的过程是一个研究式的学习过程,也是学生不断突破自我,实现提升的过程。

2.《空气污染控制工程》课程教学现状简析

根据目前环境类相关专业《空气污染控制工程》课程教学现状及存在的问题进行分析。

2.1《空气污染控制工程》课程内容安排

一是理论部分。理论部分安排课时较多。理论部分的教学内容广泛地涉及了污染物生产控制、颗粒污染物控制、气态污染物控制以及稀释扩散控制等。其中,颗粒污染物控制又包括了颗粒污染物控制技术基础和除尘设置。气态污染物控制包括了气态污染物控制技术基础、硫氧化物的污染控制、挥发性有机物污染控制、固定源氮氧化物污染控制以及城市机动车污染等内容。教学方式主要采用多媒体辅助教学。二是实践部分。实践部分安排课时较少,且实验较少。一般包括了颗粒物粒径分布的测定、管道含尘浓度的测定、环栅式鼓泡吸收塔演示实验和除尘器性能测定等。教学方式主要采用示范式的教学方法。三是课程设计部分。该部分一般采用集中授课的方式,主要是通过教师讲解或示范,而后由学生进行计算、绘图、编写说明书等。

2.2《空气污染控制工程》存在的突出问题

目前,《空气污染控制工程》课程教学存在的问题主要体现在三方面:一是教学内容相对比较落后,缺少与当前一些新兴的控制和治理技术结合,且一些空气污染治理方面的热点问题并未引入到教材内容之中;二是理论与实践存在脱节。该课程理论部分教学与实践部分教学是分开的。学生单独学习两部分的内容,不利于发挥理论与实践之间的促进作用;三是课程设计缺乏与实际项目的结合。课程设计大多以浅显的课堂内容的课程设计,即绘图和编写设计说明书等,无法做到与具体设备,具体项目的有机结合。总之,《空气污染控制工程》课程教学中存在的这些问题,都必须尽快进行改革。为此,本文提出了将项目化教学引入到《空气污染控制工程》课程之中。下文将围绕项目化教学在《空气污染控制工程》课程改革中的应用进行详细探讨。

3.项目化教学在《空气污染控制工程》课程改革中的应用

3.1优化《空气污染控制工程》课程内容

随着环境形势的变化、国家政策的调整以及各类新型空气污染防治技术的出现。有必要对《空气污染控制工程》课程内容进行一定的更新和优化。例如,可以将雾霾问题引入其中,并围绕雾霾问题展开专题式的研究。同时,也可以将一些国内外在此方面的最新研究成果以及研究动态纳入到课程内容之中,使学生通过课程学习不仅掌握了基本的知识和动手操作能力,更了解了大气领域以及环境保护领域的一些新的研究动态。具体而言,教师可以通过一定的项目,引导学生学习相应的知识。并可以将一些主流的大气污染治理技术和工艺流程融入到实践内容之中,并在项目中得以体现。此外,也可以渗透一些有如哪些主要污染物导致大气环境问题、讨论如何防治,选用什么治理工艺等内容。

3.2《空气污染控制工程》项目化教学实施

《空气污染控制工程》项目化教学的实施主要应从分组、项目方案制定、项目实施以及项目汇报等方面进行。在教师布置项目任务之后,具体从如下几方面入手:

3.2.1合理划分学习小组。教师可以依据学生特点以及学习状况等,将学生分为5-7人为一组的小组。小组中,可以采用同质搭配、异质搭配或男女搭配。每组设置一个小组组长。小组组长负责向老师回报学生学习情况以及在遇到问题时及时与老师沟通。

3.2.2项目的实施。小组成员通过查阅文献,了解与本项目任务相关的研究,并通过小组讨论最终制定实验方案。在项目方案制定后,由小组成员负责对应实验的操作和记录等。通过这个过程,不仅使学生自己亲身经历了科研工作,也使学生的科研意识有所提高。例如,围绕电厂脱硫除尘方案这一任务,在充分了解脱硫除尘是很多企业面临的主要环境问题,且脱硫除尘技术的发展是制约电厂发展的重要因素这一现实状况前提下,学生通过单独的脱硫和单独的除尘技术,尝试下设计组合合理的脱硫除尘工艺。在明确这一任务后,有小组成员负责围绕本任务查阅文献,并结合自身所学知识,完成电厂脱硫除尘方案这一任务。

3.2.3项目成绩的考核。在项目完成后,针对学生完成项目的情况,采取教师评价、小组互评和同学互评的方式来进行成绩考核。考核内容既包括项目的完成情况,也包括学生的创新情况,项目完成过程中的表现等。

3.3《空气污染控制工程》教学方法改革

《空气污染控制工程》课程项目化教学中,应采用“论讲授+专题研讨+课程现场教学“的组合式教学方法。同时,应注重多媒体、微视频等教学手段的引入。通过采取不同教学手段引导学生深入学习《空气污染控制工程》课程内容。同时,将一些讨论式教学法,分组学习法、多媒体教学法渗透到《空气污染控制工程》。通过完成具体的任务项目,使学术获得自学能力、课程专业领域术语运用能力、全面系统分析和解决问题等能力以及创新能力的有效提升。新形势下《空气污染控制工程》课程改革势在必行。在《空气污染控制工程》课程中采用项目化教学,可以进一步该门课程对学生职业素养和职业能力的培养水平,提升环境相关专业毕业生质量,为国家废弃治理行业培养更多的实用型人才。本文围绕项目化教学在《空气污染控制工程》课程改革中的应用进行的研究仅为抛砖引玉。关于项目化教学在课程中的具体实施还需进一步深化。希望通过《空气污染控制工程》课程项目化教学改革可以有效地提升环境类专业毕业生质量,为国家废气治理贡献更多的人才。

参考文献:

[1]孙学习,凡广生,岳福兴,孙浩冉.“大气污染控制技术”课程项目化教学改革与实践[J].中州大学学报,2011,01:126-128.

[2]李章良,陈菁,张瑛.大气污染控制工程课程教学改革探究[J].中国电力教育,2013,34:96-97.

[3]谭文轶.“大气污染控制工程”课程改革探索[J].中国电力教育,2012,32:74-75.

作者:徐璇(通讯作者)吉芳英 何莉 单位:重庆大学城市建设与环境工程学院

第二篇:材料成型及控制工程专业实践教学改革

摘要:在对材料成型及控制工程专业实践教学体系改革的实践中,针对我校向应用技术型本科高校转型发展的要求,进行了实践教学体系的模块化构建,并对实践环节和体系保障进行了改革,提升了学生的综合工程实践能力,有效地提高了学生的就业竞争力和社会认可度,效果良好。

关键词:实践教学;实验实训;教学改革

引言

材料成型及控制工程专业是正在向应用技术型转型发展的地方本科高校———荆楚理工学院新开设的工科专业。作者从实践教学体系构建、保障和实施等方面进行了一定的探索和研究。针对专业型、职业型“工程师”的培养目标和市场需求,根据社会岗位对材料成型及控制工程专业技能的要求,结合制造业发展与技术专业课程知识体系,对材料成型及控制工程专业的实践教学体系进行了改革,较好的体现了应用型人才培养的特点。

一、实践教学体系改革的总体思路和体系

为了适应高等工程教育发展和市场对生产一线“工程师”的需求,通过加强各实践环节之间的有机联系,强化学生的工程实践能力培养,按照培养工程素质和渐进的教学模式,以职业工程师培养为目标,构建“课内实验、综合实践周、课程设计、生产实习、毕业设计、科技创新项目”六位一体的实践教学体系[1]。

(一)实践教学体系的模块化构建

材料成型及控制工程专业的实践教学体系按照课内实验、设计实践、工程训练、科技实践、毕业设计等进行模块化构建。

1.课内实验模块

对所有专业课程的实验项目内容进行讨论,去除陈旧的、重复的内容,增加新的方法及实验内容,尽可能实现实验方法的多样性。整合传统实验,在新版教学大纲中设置一些具有设计性、创新性、综合性特点的实验项目[1]。

2.设计实践模块

包括机械测绘实践、课程设计和机械类软件实训。在方案设计、性能设计、系统设计中充分应用计算机辅助分析与设计等现代设计技术。

3.工程训练模块

包括传统加工(金工实习)、数控加工、材料成型等技术实践。在传统成型与加工技术的基础上,重点训练数控加工、电火花加工、快速成型等先进制造技术的技能。

4.科技实践模块

按照因材施教、分类教学、引导学生健康个性发展的原则,积极开展多种形式的课内、课外相结合的学生科技实践活动,通过学科竞赛等方式引导学生参加课外科技实践,增长和提高知识创新能力,把学生参加科研立项、学生参与教师科研课题、学生参与学科竞赛等作为培养和考察学生能力的重要手段[2]。

5.毕业设计模块

毕业设计依托毕业实习,鼓励学生积极参与企业或实习基地的工程项目,培养其独立思考、独立工作以及分析问题和解决问题的能力。精心指导毕业设计(论文),严格管理,严把质量关,保证人才培养的规格和质量。

(二)实践教学体系改革的保障

1.创新管理模式

由实验中心和工业训练中心承担实践教学体系、方法、内容、技术的研究实施。采用集中管理模式,使中心教学资源得以充分利用,实现资源优化配置与共享。中心实行开放式管理,学生可以自主申请,自主确定创新及技术培养项目的实践课题。

2.完善管理制度

两个中心通过进一步完善规章制度,细化操作规程,使得实验教学、仪器物资、安全等各项管理制度化。为提高设备使用率和低消耗,实行使用登记、耗材管理、维护保养工作责任制。为了保证设备及人身安全,学生进行实践活动时,必须保证有教师或管理人员在场。制度的严格执行保障了实验教学的正常有序进行、设备维护的低费用。

3.规范化、科学化运行

建立规范化的运行模式,推行简洁、高效的运行机制。引入先进的管理软件,对教学、人员、设备、材料、工具、财务、资料、档案等进行动态管理。

二、实践教学体系改革的实施

(一)实践环节的改革

1.优化实践性项目

依据材料成型及控制工程专业人才培养方案的总体要求,对原有实践项目中存在的陈旧过时、重复杂乱的内容进行了整合和更新[1]。优化并适当增加了实践课程的课时数和课内实验的学时数,开设有机械测绘实践、金工实习、机械设计基础课程设计、生产实习、数控编程与操作实训、材料成型工艺实习、机械类软件实训、专业课课程设计、毕业实习、毕业设计等实践环节。

2.加强“产学研”实习基地建设

加强与相关行业企业的合作,通过教师参与企业课题,与企业人员座谈等形式不断建立和完善实习基地,确保生产实习环节的顺利实施,通过改革指导环节,提高了生产实习效果。

3.改革毕业设计组织实施过程

针对毕业设计期间实验室压力较大、与学生就业时间冲突等问题,对现行的实施过程进行改革。将毕业设计的选题、资料查阅及开题工作提前到第七学期完成,对于部分在第七学期已完成毕业设计工作的学生经审核后可以安排在第七学期期末进行答辩。同时,制定规范的实验设备使用及管理制度,以保证有效的实验和上机时间,从而提高了毕业设计质量,培育了一批优秀毕业设计团队及论文。

4.构建“省校院”三级大学生科技创新体系

结合教师横向、纵向科研项目及企业生产一线的需求,针对高年级学生,构建“省校院”三级大学生科技创新体系,在培养学生创新意识和工程能力的同时,又可使其成为生产实习及毕业设计环节的有益补充[3]。

5.建立各实践环节之间的有机联系

根据科学性、递进性、整体性原则,对各实践性环节的设置时间和内容进行了适当调整。学生通过课内实验环节先完成基本实验能力的训练。在综合实践周及课程设计环节中,将基本技能训练环节提前,为后续的生产实习、毕业设计、科技创新等环节打好基础。

6.改进教学方法、教学形式

针对不同的实践环节,研讨灵活多样的教学方法,如让学生查阅资料、分组讨论、撰写实验论文和各种具有分析、总结性的实验报告等多种形式,从而充分调动学生主动参与的积极性。在教学形式上,通过引入计算机辅助教学,并深入开发现代多媒体教学手段,进一步强化教学效果。

7.完善实验室管理制度

由于部分实验室是由多个专业、学科共用,为了保证学生有充分的时间补做、重做或进行创新性实验,通过制定更为合理的实验室开放管理制度,保证了实验教学的顺利、安全完成。[4]

(二)学科竞赛促进实践教学

学科竞赛和技能大赛反映了行业对技能型人才的最新需求,参加各类竞赛是检验学校教学水平和学生素质最好的方式之一。材料成型教研室近年来组织学生参加了全国高教杯工程测绘、三维数字化创新设计、大学生机械创新设计、大学生工程训练综合能力等技能大赛,并多次获得了奖项。通过总结指导竞赛的大量经验对实践环节进一步进行改进,达到以赛促教、以赛促学的目的,提高了学生的创新能力和实践能力,取得了良好效果。

(三)教师积极参与社会实践

材料成型教研室注重师资队伍实践能力的培养,依托湖北省青年教师服务基层项目,陆续开展了青年教师下企业锻炼的活动。一方面提高了教师实践能力,丰富了课堂教学内容,作为一种特色形式与在同一企业实习的学生开展实践教学,另一方面促进了高校与企业的合作,更好地完善和充实了专业的课程体系。

三、实践教学体系改革的成效

通过构建科学的、递进式的、有机联系的综合性实践教学体系,从意识、技术、能力三个层面培养学生。改革后,各实践项目的内容,不仅包括各种专业技能训练,还涵盖了创业创新意识、环保意识的培养内容,突出了技能教育和意识教育并重。通过实践教学体系的改革,提升了学生的综合工程实践能力,有效地提高了学生的就业竞争力和社会认可度;丰富了应用型本科材料成型及控制工程专业等机械类专业实践教学体系改革的经验;教学相长,促进了教师教学水平、学术研究水平、工程意识和实践能力的提高,增强了专业服务行业的能力,进而推动学科建设和教学改革,并为应用型本科院校工科专业的实践教学体系改革提供了可以借鉴的例证。

参考文献

[1]巴志新.应用型本科院校学科专业与产业转型互动研究[J].中国电力教育,2012(23).

[2]罗忠.应用型本科院校实践教学体系的构建[J].佳木斯教育学院学报,2013(9).

[3]肖建昆.柴油机拆装教学模式探讨与实践[J].科技资讯,2013(15).

[4]朱飞燕.高校实验室开放的研究与实践[J].中国医学装备,2011(7).

作者:李伟 单位:荆楚理工学院机械工程学院

第三篇:水污染控制工程课程教学改革思考

摘要:为适应社会发展对人才培养的新要求,结合安庆师范学院环境专业教学实际,该文通过科学制定教学大纲、更新优化教学内容、革新教学手段与方法、加强实践教学等途径对该门课程的教学改革进行了探索,从而充分调动了学生的积极性和主动性,不断提高教学质量,取得了良好的教学效果。

关键词:水污染控制工程;教学改革;实践教学

《水污染控制工程》是环境工程专业一门重要的专业基础课,也是环境科学专业的一门选修课,以及很多高校研究生入学考试的课程。该课程的教学目的是使学生系统了解和掌握各种污水处理的原理及工程技术理论,培养学生运用水污染控制理论知识解决生产和生活中废水处理的能力[1],为其从事科学研究、教学工作或独立担负专门技术工作的能力打下良好的基础。本文结合笔者多年来担任安庆师范学院环境科学与环境工程专业《水污染控制工程》课程的教学工作经验,进行了该门课程的教学改革和探索,以期不断提高教学质量,培养学生的实践和创新能力,以适应社会发展的新要求。

1科学制定教学大纲

教学大纲是根据学科内容及其体系和教学计划的要求编写的教学指导文件,是介绍教学内容和实践环节,评估教育目标和教师职责的客观评估依据,对课程学习具有指导意义[2]。教学大纲要进行不断的调整和修订,调整学时分配和教学目标,以适应不同时期高等教育教学发展的要求。我校采用的《水污染控制工程》课程教材是由高廷耀主编的“十一五”国家级规划教材[3],分为上、下2册。上册主要介绍排水管渠系统基础知识,下册介绍各种污水处理技术理论及工艺设备。据调查,很多开设此课程的学校包括我校在内,只讲授下册。事实上,上册很多基础内容如“排水系统基础知识”的学习,有助于学生更好地理解污水从哪里来,如何收集和输送,同时因其新颖且贴近生活实际,使得学生爱学、好学。此外,在进行实践环节课程设计时,诸如排水体制的选择、污水总量变化系数及污水量的计算等知识点都需具备上册的相关知识。鉴于此,在修订2010版教学大纲时,笔者将原来68个理论学时中的17个学时用于上册内容的讲授,同时对下册中比较简单的知识点进行了压缩和删除,从而使整个课程知识体系更加连贯完整,在进行教学时起到了事半功倍的效果。

2更新优化教学内容

水污染治理技术的发展日新月异,而教材的更新又没那么快,这就要求教师要不断地更新自己的教学内容,通过多种渠道查阅资料,了解学科最新发展前沿与动态,把一些新方法、新工艺、新技术和新成果有选择地补充到教学内容中,扩展学生的知识面[4]。例如,间歇式循环延时曝气工艺(ICEAS)和改良型SBR,是新型的集约化程度较高的污水处理工艺,以及亚硝化脱氮工艺(SHARON),全程自养脱氮工艺(CANON),限制自养硝化反硝化工艺(OLAND)等,是近年来出现的新的生物脱氮工艺,可以把这些新工艺的原理和应用向学生作简要介绍,使教学内容能够不断更新、与时俱进。水污染控制工程课程的特点是多学科交叉,内容繁杂,有相当多的教学内容涉及实际应用中的工程和设备知识,由于篇幅原因,教材中并未全部详细介绍。为了便于学生理解,强化学生理论和实践结合,有必要引入一些常用工程和设备知识。例如,在介绍格栅时,列出格栅设备多种型号,解释格栅命名的含义,在真正选择格栅时做到有的放矢;在讲授辐流式沉淀池时,辅助设备刮泥机的类型及结构原理应给予讲授,并补充单边、双边出水堰的作用和结构等内容,帮助学生看懂实际水厂沉淀池的出水结构;在曝气生物滤池中具有广泛应用的长柄滤头的作用和结构也要加以补充。通过实践发现,学生对这些书本中没有介绍的知识点好奇心很强,学习速度很快,教学效果很好。

3革新教学手段与方法

正所谓“兴趣是最好的老师”,每个老师都希望能调动学生的学习积极性和主动性,培养他们的学习兴趣。课堂上,教师自身的语言运用、人格魅力当然重要,灵活多变的教学方法和教学手段也是制胜法宝[5]。首先,改变只采用板书讲解的传统教学方式,利用多媒体教学。虽然教师制作多媒体课件非常耗时,但生动、直观、形象的内容能充分调动学生的求知欲望和学习兴趣。教材中很多设备图都是平面图形,学生反映看不懂,可采用立体的剖面图、内部构造图和实际工艺图向学生展示。例如对于教材上册的顶管施工法,播放一张施工图片就能说明全部问题。其次,水污染控制工程课程设计的构筑物计算公式较多,还有一些公式对于学生来说理解很困难,比如旋转布水器、生物转盘、氧化塘的设计计算等。老师在讲授过程中,要将公式的推理过程给学生讲清楚,要让学生明白公式的来龙去脉,从而能够帮助他们理解、记忆和应用这些公式。再次,多采用互动式教学。高等教育的目的之一是培养学生良好的思考和学习能力[6],课堂讨论能促进学生思考问题和解决问题,课堂提问则能督促学生认真听讲。总之,多种教学手段与方法并不是一成不变,不断革新改进是为了在课堂上吸引学生的注意力,保证良好的教学效果。

4加强实践教学环节

水污染控制工程是一门实践性要求较高的课程,必须加强实践环节[7],通过实践将课堂所学的理论知识与实际结合起来,才能学为所用,促使学生真正掌握水处理的工艺和技术。该门课程的实践教学环节包括认识实习和课程设计2个部分。

4.1重视实习

认识实习是带领学生走出课堂,走进水厂。我们选择安庆市首创污水处理厂和安庆市自来水公司第三水厂作为主要的实习基地。在污水处理厂,改进A2/O工艺、二沉池、污泥浓缩池等构筑物实际的布置形式开拓了学生的眼界和思路;同时,我们还拓展了安庆石化污水处理厂、安庆市菱湖涂料污水处理厂等具有代表性的工业废水处理厂作为实习地点,使学生的注意力不局限于生活污水。在实习现场工程师与指导教师分别介绍污水处理厂主要构筑物结构、参数、运行情况、可能遇到的问题及解决措施等,学生对不理解的部分进行现场咨询以此提高认识实习的效率。此外,我们还邀请环保公司和设计院的优秀工程师给同学们做讲座,在演讲过程中,这些工程师们深厚的专业知识和丰富的实践经验不仅拓展了学生的工程视角,而且极大地促进了学生的专业兴趣和认同感,起到了极好的实习效果。

4.2课程设计

课程设计是实践教学的重要一环,它是连接基础知识、基本理论学习和生产实际的纽带和桥梁,是解决环境工程专业学生动手能力的有效途径[8]。在课程设计中,教师布置多个题目,学生可以自由选择,每个学生根据学号不同处理的水量也不相同,避免了抄袭现象。在课程设计之初,指导学生学习污水处理的相关设计规范,查阅工程设计手册[9];并利用网络、图书馆、图书等多种渠道系统地查找资料,通过独立思考,学生最后能独立完成污水处理厂主要处理构筑物的设计布置、工艺选择、设备选型、技术参数等。在此过程中,理论课程与实际相结合,学生将所学知识串联应用到设计中,锻炼了学生的工程实践能力。

5结语

随着社会经济和水处理技术的发展,《水污染控制工程》这门课程无论是在理论上还是技术上、方法上都在不断进步与发展,高校要培养出更多复合型、实用型、开拓创新型的人才,就必须进行提升教学效果方面的探索。在课程教学过程中,通过科学制定教学大纲,及时更新教学内容,改革教学手段与方法,同时在实践教学环节加强学生的实践技能训练,注重与理论课紧密结合,积极创新教学,显著提高教学效果,为提高环境专业的学生综合素质、增强适应社会市场经济和解决实际问题的能力奠定基础。

参考文献

[1]闫立龙,任源,张颖,等.水污染控制工程课程改革与实践[J].中国现代教育装备,2012,15:33-34.

[2]张兰河,贾艳萍,张瑛洁,等.水污染控制工程课程的教学改革与实践[J].东北电力大学学报,2013,33(4):82-84.

[3]高廷耀,顾国维,周琪.水污染控制工程(上、下册)[M].3版.北京:高等教育出版社,2007.

[4]梁淑轩,秦哲,李占臣.可持续发展背景下地方性大学环境工程专业人才培养之思考[J].大学教育,2012,1(7):6-7.

[5]冯景伟,陈慧,袁守军,等.给水排水工程专业工业给水与废水处理课程教学改革初探[J].宿州学院学报,2011,26(8):118-120.

[6]于常武,冯世红,单凤君,等.环境专业人才工程能力培养体系探索与构建[J].辽宁工业大学学报(社会科学版),2015,17(3):102-104.

[7]徐志兵,陈书琴,钮志远.环境类专业大学生创新能力的培养[J].安庆师范学院学报(自然科学版),2013,19(1)127-128.

[8]金凌虹.地方本科院校应用型人才的培养路径选择[J].教育理论与实践,2009,29(4):24-26.

[9]北京市市政工程设计研究总院.给水排水设计手册(5册)[M].2版.北京:中国建筑工业出版社,2004.

作者:闫鸿远 徐志兵 操璟璟 单位:安庆师范学院资源环境学院

第四篇:大气污染控制工程教学改革

[摘要]文章以大气污染控制工程课程教学内容为例,介绍目前科学进步和大气污染问题突出在教学内容的调整上的改革方式,提出了该课程内容改革的设想,并进行了初步的实践,取得了教学效果。

[关键词]大气污染控制工程;教学内容;课程改革

大气污染控制工程课程是环境工程专业的专业主干课,其教学内容和教学改革直接关系到环境工程专业学生的理论知识水平和工程技能[1]。该课程重点讲述大气污染控制的基本理论、典型工艺以及主要控制设备的结构特征,以培养学生分析和解决大气污染工程问题的能力[2],其课程主要内容自上世纪80年代以来基本保持不变,主要包括大气污染控制工程的基本知识,大气污染气象学基础知识及污染物扩散的基础理论,大气污染防治的基本概念、基本原理、主要控制设备和典型工艺。本文根据近年来大气污染事件频发的特点,结合目前大气污染控制的教学大纲的内容,对大气污染控制工程的课堂教学内容进行改革。

1中国大气环境现状

2015年6月4日,中华人民共和国环保部通报了《2014中国环境状况公报》。公报显示,全国开展空气质量新标准监测的161个城市中,有145个城市空气质量超标,占90.1%。其中,PM2.5年均浓度范围为19~130µg/m3,平均为62µg/m3;超标城市比例为88.8%[3]。2015年初,纪录片《穹顶之下》,在社会上引起了轩然大波,城市大气污染的现状又一次摆在了公众视线之内,“雾霾”成为当前社会舆论的主要话题及环境工程的主要研究对象。雾霾是发生在大气近地面层中的一种灾害天气,由雾霾天气发生时大气能见度降低,可以对社会经济以及人民生活产生重要的影响;同时,雾霾天气发生时大气气溶胶聚集在大气近地层,使得大气污染增强,空气重量下降,会对人体健康造成重要危害[4]。

2大气污染控制现状与课程内容的联系

目前,绝大多数高校大气污染控制工程课程采取郝吉明院士主编的“十一五”国家级规划教材《大气污染控制工程》,此教材经过多年累积目前已经出版了第三版,通常课程教学根据目前大气污染控制现状和本教材的特点,课程内容设置如下:

2.1严格控制污染源

污染源作为大气污染的源头,是大气污染控制的重点,大气污染源主要有生活源、工业源和交通污染源,因此本课程内容设置有颗粒物污染控制的设备及工艺,氮氧化物、硫氧化物控制的设备及工艺,全面介绍了生活源、工业源的污染控制方法及工艺设备。同时,课程设置了一个章节为城市机动车污染控制,概略的介绍了机动车污染控制的方法。

2.2合理分布污染企业

大气污染与其他污染不同,最大限度的利用大气环境容量是最经济有效的污染控制方法。理想的布局污染企业,降低大气污染现象的发生是十分有效的控制方法。因此本课程设置了大气污染气象学、大气扩散浓度估算模式,全面介绍了如何利用大气扩散减少对地面保护目标的影响。

2.3建立健全大气污染控制法规

目前,中国对于大气污染控制的法律还不健全,不能够形成系统,但是,改革的力度很大,每年都会有相应的法律法规出台,因此本课程设置了大气污染综合防治,环境空气质量控制标准等相应的内容,及时更新课程内容有利于课堂教学的顺利开展。

2.4其他

大气污染控制除工程技术方法外,还有很多非技术方法如政策方法、资金投入等,我国由于大气污染控制工作开展的较晚,近年来资金投入很大,将资金应用在新技术的研发和应用上是大气污染控制工程的出路。因此本课程设置了挥发性有机物控制、大气污染与全球气候等内容。但是实际上由于课时少,很多高校的课堂教学并不教授这部分内容。

3大气污染控制工程课程内容构建

3.1突出重点

经过20多年的发展,大气污染控制工程课程内容的重点是非常突出的,其中颗粒物污染控制(粉尘)、气态污染控制(硫氧化物和氮氧化物)的技术方法和设备是课堂讲授的重点,包括其基本的工作原理、设备的构造、设计及维护运行。课堂教学过程中,超过50%的教学时间用来讲授这部分内容。除此之外,还辅助实验和实习进一步认识除尘设备和气态污染物吸收吸附设备。因此在本次课程内容改革过程中,继续维持现有的课程内容是正确且必须的。

3.2有取有舍

前文提到,最大限度的利用大气环境容量是经济有效的污染控制方法,因此大气污染气象学、大气扩散浓度估算模式等教学内容非常重要,以此为基础的厂址选择等内容也可以为大气污染控制提供参考。但是,教学内容中扩散模式的计算,是很多高校的教学难点,对于数学基础的要求较高,学生学习较困难。然而实际情况是,目前大气模式的估算早已实现软件化,部分软件已经免费,基本的大气估算如烟囱高度计算、落地最大浓度的计算利用软件计算十分便利。学生只需要理解扩散的基本原理,无需掌握计算的全过程。因此,本次改革过程中,将课堂教学引入仿真实验室,讲述扩散的基本原理后,进行软件计算,即激发了学生的学习兴趣,也降低了学习的难度,同时同学们的学习效果更好。另外,课程中设置了气态污染物控制技术基础,其中包括吸收、吸附、催化的基本原理,这部分内容是环境工程原理课程的重点内容,同时该课的课程设计也应用这部分内容。内容设置明显重复,因此在有限的课堂教学课时内,这部分内容不进行重复讲授非常必要。

3.3结合现状

大气污染控制工程的重点内容之一是颗粒物污染控制,包括了颗粒污染物控制技术基础及除尘装置。控制基础以粉尘为研究对象,控制装置以尾气为处理对象,均是针对粗颗粒物的控制方法。目前雾霾的关注度非常之高,而环境工程专业的人员是控制雾霾的主要技术力量。然而,大气污染控制工程这门课并没有设置雾霾的产生原因、累积成事故、控制方法等相关的内容。因此,本次改革中,采取以下分步改革的方法,首先,在污染气象学的讲授过程中加入雾霾形成、累积成污染事故的内容,加大课程内容与现实污染的结合,以北京等城市为例,结合地形、气候、污染物排放强度等原因,让学生了解污染事故形成的原因、方式和过程。其次,在颗粒物控制技术基础讲授过程中,引入气溶胶的基本内容,包括气溶胶的组成,气溶胶的来源解析等相关的内容,最后,在颗粒物污染之后,增加雾霾控制的技术汇总,从源头控制,二次有机、无机气溶胶生成控制等方面,结合目前的研究热点和顶级的科研论文讲授目前的技术前沿。

4结论

随着科学的发展和社会的进步,人们对大气污染的关注已由局地的或区域的污染扩展至区域复合污染以及全球气候变化,关注的污染物也不仅只是常规的一次污染物,人们越来越关注二次污染物和一些微量的有毒有害物质对环境和人体健康的危害,大气污染控制技术本身也由末端控制为主发展为以清洁生产、循环经济、新兴能源、低碳经济和联防联控为中心的全过程[5-6]。本次大气污染控制工程课程内容改革在湖南农业大学资源环境学院2012级环境工程专业本科生中进行后,引起了学生们极大的学习兴趣,取得了初步的成果,再结合多媒体、仿真等多种教学手段的使用,教学效果良好。

参考文献

[1]郝吉明,马广大.大气污染控制工程(第三版)[M].北京:高等教育出版社,2009.

[2]杨嘉谟,余训民,杨光忠,等.大气污染控制工程课程教学改革的探索与思考[J].化工高等教育,2008,5(103):60-62.

[3]中华人民共和国环保部.2014中国环境状况公报[R].2015,6.

[4]张人禾,李强,张若楠.2013年1月中国东部持续性强雾霾天气产生的气象条件分析[J].中国科学:地球科学,2014,4(1):27-36.

[5]耿春香,安慧,张庆东,等.大气污染控制工程教学改革与探索[J].教育教学论坛,2010,33:174-176.

[6]王艳,汪建飞,肖新,等.基于环境工程专业的大气污染控制工程教学改革[J].广东化工,2015,42(19):224-225.

[7]李显锋.《大气污染防治法》修改的背景、问题及建议[J].理论月刊,2015,4:102-108.

作者:戴春皓 彭慧 秦普丰 李晗东 单位:湖南农业大学资源环境学院

第五篇:水污染控制工程翻转课堂教学实践

摘要:从学生对翻转课堂教学的反馈信息可知大多数学生是第一次接触这种教学方式。学生从教改中受益因而广受欢迎。难度大的教学内容不适合完全翻转课堂教学。尽管翻转课堂教学有许多长处,但是翻转课堂教学并不能完全取代大学传统教学方式。提出了大学翻转课堂不是简单地把课前-课内-课后完全向前翻转。要将翻转课堂的课前、课内、课后形成互相关联的整体。课程微信群和QQ群等互动手段在因人施教、课前跟踪等方面起着重要作用。

关键词:翻转课堂;水污染控制工程;传统教学;实践;大学;教学内容

大学翻转课堂教学既有文科,也有理工科如计算机、分析化学、物理化学、程序语言等。大学翻转课堂的实践性研究和理论研究都还在方兴未艾的阶段。本文把翻转课堂的全过程看作为教学研究场所,通过分析《水污染控制工程》教学实践出现的现象和学生对翻转课堂教学的反馈,对大学翻转课堂教学的形式、教学内容的选择、培养人的功能、与传统教学方式的关系、翻转课堂的课内外的关系等问题进行了探讨。

一、翻转课堂教学设计

从历年来《水污染控制工程》考试卷面分析,选择难度较低的厌氧处理法内容进行翻转课堂教学。6个翻转课堂课时,与传统教学计划课时相同。翻转课堂设计是(课前微课预习+课前课堂讨论题预习+课堂讨论+课后补偿)。课前2周将课前预习8道课堂讨论题和相应的微课发到Blackboard(BB)网络教学平台,学生进行课前预习,师生互动和生生互动。在BB平台上将全班58位学生随机分8组,并保证每组有1-2位学习成绩优秀的学生,进行分组预习。通过课程微信群课堂讨论安排,每一小组推举一名同学主发言。在课堂上指定某一组就某一讨论题主发言,然后其他组自由发言补充,最后教师作简要总结并当场给出分数。课后由老师作总结和知识梳理等上传至BB平台。为了评估本次翻转课堂教学,向学生进行了匿名调查,学生将填写的调查表发到指定邮箱。由于是匿名调查,反馈信息具有可信度。全班学生58人,收回调查表50份,回收率86%。

二、学生对翻转课堂教学的态度

为了提高教学效果要求改革教学方法,课堂教学改革的直接启动者是教师。本次调查得知92%的学生是第一次了解翻转课堂。80%的学生每堂翻转课堂预习用时60-120分钟。有些学生反映上翻转课堂比上传统课堂累,调查发现82%的同学还是愿意选择上翻转课堂,这也说明学生是欢迎翻转课堂的。学生为什么会舍弃传统教学模式而钟情翻转课堂呢?学生从小学到大学基本上都是在传统教学模式下接受课堂教育的,一旦遇到翻转课堂这种教学新模式,学生对它就作出以下评价:1.课堂学生课前思考和有督促的预习,上课更有数;学生为中心,通过多种途径增强了学习主动性、积极性、自学精神、学习兴趣。自己参与知识的构建;将学习的主动权给予学生,更有求知欲;似乎同学都是学霸;感觉给予学生更多的学习空间。2.气氛活跃、新颖、灵活、有趣、参与、师生和同学互动交流甚至争论。3.学习效果好,对上课内容理解更深刻。感觉学到了知识。知识掌握更牢固。在复习时发现对翻转课堂的教学内容熟悉很多;被动听课只是信息流过、终觉浅。

自己要对问题的全面深入理解真得要付出许多;互助和合作精神;发现平时沉默的同学也勇于说话,强化了交流意识,传统教学方式是要改一改,希望更多的翻转课堂。这个认识是非常可贵的,是改进课堂教学效果的内在力量。从期末考试试卷分析。厌氧处理法这一章考试的内容有:1.对有机废水的厌氧消化的控制步骤的理解;2.解释良好的上流式厌氧污泥床(UASB)中的污泥浓度很高的原因;3.有一种工业废水含有细小悬浮物SS、COD为2600mg/L,其中比较多的难降解有机物。在气浮法、沉淀法、厌氧水解酸化和絮凝法中选用预处理方法,并叙述你的理由。这三道题中等偏难,卷面正确率为74%,教学取得较好的效果,尽管教学效果还与其它方面的因素有关。

三、本次翻转课堂的策略

(一)课程内容处理

中小学和大学的翻转课堂教学呈现明显不同的面貌,前者比较热,出现这种现象原因是多方面,如大学课程教学内容与基础教育的教学内容在认知属性上很不一样、大学的主要功能不只是教学。也可能是认识上的差别[1]。大学的翻转课堂既有其一般规律,也有其特殊规律。是不是所有大学课程及其教学内容都可以翻转到课前?翻转教学应该考虑教学内容的难度[2]。课前教师将教学新内容以视音频形式在学习平台上呈现给学生,学生必须良好地完成微课学习。假设传统课堂里老师讲授45分钟的教学内容,在制作10分钟左右的微课怎么处理这些内容?做法是不把陈旧的或一般性内容纳入微课,作为一般性阅读,比如有机物废水厌氧接触法应用的不多;缩减描述性内容、保留重要冗余信息,快入核心主题。厌氧水解酸化法很重要,先提出问题链:有机物厌氧处理法的基本原理:三阶段→产甲烷菌和产甲烷阶段对条件变化敏感,容易出问题→如何克服这个问题→厌氧消化的作用和应用价值→怎么应用。微课不只是知识呈现,也需要给学生呈现刺激性的提问、逻辑链话题,把握对理解知识的深度。如果把课内看作大餐,微课视音频则是第一道鲜汤。按布鲁姆(B•S•Bloom)认知目标分类学[3],人的认知有这几个不同层次,课前的学生认知主要处于最低两个层次:记忆和理解。认知对象的属性肯定影响到学生自学微课的效果。教学内容尽管可以有多种载体,比如声、光、电、形或文字,但是与认知度相关的性质不变,如难度、抽象度、复杂性、与背景课程关联度。教学内容越难、越抽象、越复杂,学生对之要记忆和理解就越难。做不到这一点就意味着翻转课堂在这些学生上的失败。因此对难度大的教学内容比较合适的做法是部分翻转或者是侧面翻转,否则很难开展更高层次的认知活动。比如这一章的上流式厌氧污泥床反应器中污泥浓度很高,为什么会是这样的?这可以运用思考问题方法和问题链进行课前诱导学生思考,在这里称作为侧面翻转。把理解延伸到课堂的交互式讨论、分析、测试等活动中。理工科课程有纯理论课、理论和技术课、纯技术课,翻转这些课有什么不同。比如电磁学理论中的麦克斯韦方程组是最核心的公式之一,这部分如果完全翻转,要让学生在课前微课学习达到课内进行更高级认知的活动要求,这很难达到。

(二)学生的个体差异必须个性化教学

调查也发现如果教学内容相同,有14%的学生偏向传统教学模式,还有4%的学生偏向混合式教学模式。这部分学生课前微课学习用时大部分是20-30分钟,课前用时少。进一步通过电子信件来往了解到这些学生以往成绩较差。这也说明本次翻转课堂在这些学生上是不够成功的。翻转课堂里教师和学生的行为与传统教学模式下的行为比较,发生反转变化。全过程老师和每个学生都可以成为主动者。传统课堂下学生没有预习或很少,因为课堂里老师是主角。课前微课自学是必须的、自由的、有目标设定的。学生感知有更多的责任感。责任意味着付出,课前用时不够反映了学生的责任意识不足。学生在掌握每门课程的先修课程的背景知识可能参差不齐。毕竟学生课前微课学习是归于自学范围。我们知道自学难,做好自学就更难。而做好自学将是人生一大财富,因此自学成功的佼佼者被人们奉为典范,如爱迪生、高尔基等。个性化教学是翻转课堂的特征之一,它贯穿在课前课内课后全过程,特别是课前。充分的个性化教学必须有良好的互动。由于有了这些手段才能使课前个性化教学得以充分实现。老师对学生微课自学绝不是放任学生自学。课前师生的有效互动,实现对学生的课前预习的提示、辅导、对学生学习的激励和通知。每个个体微课自学时,教师、同学随时随地都能找到彼此,使个体在思维挫折时获得鼓励、在遇到困难时可以寻求到帮助,在情感上获得心理陪伴,这是个体的主观需要。现代交流工具为针对性地因人施教提供了工具,特别是对背景知识基础薄弱和学习积极性欠缺的学生,更需要通过现代交流工具与其进行互动。课前师生互动更需要教师的主动。调查发现同伴之间的互动占94%。因此,分组学习是必要的,让学生学习不再孤单,而且每一组一定有学业优秀的学生,这样有助于生生的面对面和在线互动。

(三)建立翻转课堂的课前与课内的互相联系

教学内容知识是课前和课内关联的线条。课堂里学生与老师一起对教学内容进行应用、分析、评价和创造活动,是知识点和知识群的布鲁姆认知的更高层次,当然在这些活动里可以多维度和广度加深记忆和理解。微课自学时学生会有许多问题和疑惑,教师在与学生互动中寻找课内素材。学生作为学习的主体预先知晓课内的教学形式和内容,如问题讨论、课堂作业、追问、案例、习题讨论,使课前预习有方向感。预知课内当场给分机制和表扬,有效地刺激了学生课内参与和微课自学的积极性。课前的微课自学对难度大的教学内容可能达不到记忆和理解的要求,这就需要课内的讲解来弥补,讲解是必要的。学生觉得课内教学效果越好,就会暗示这堂课的课前预习做得好,就会对下一堂翻转课堂的课前学习产生激励,形成课前学习和课内教学良性互相作用。本次课内互动还采用了课内微信群互动,在课堂内教师发送课堂作业到课程微信群,学生当场完成课堂作业,定时上传到教师的微信,课堂不再是手机的禁区。

(四)翻转课堂的课后补充

按一般翻转课堂的看法,课后只与后续课堂有关,深入分析其实不然。课后在回顾和梳理知识、弥补课前和课内没有的功能还是有作用的。学生毕竟是初学者,经过课前和课内的活动在知识的信息量和系统性可能还没有完成。翻转课堂的课后内涵和作用也引起人的注意[4]。翻转课堂课内行为主体是学生,课堂内呈现出来的信息源主要来自学生。教师没有更多的课堂时间对教学内容做更多的讲解、梳理和总结。借助Blackboard(BB)网络教学平台上传这部分课内教学的总结可以弥补这方面的不足。学生也有对翻转课堂的课后补充的要求。这样来看大学翻转课堂不能简单地将课后全部翻转到课内。

四、结束语

本次翻转课堂基本上是成功的,之所以如此,原因是多方面的。在翻转课堂里知识似乎不再是静止的,而是在运动的。学生在课前、课内和课后经历多种形式的思维碰撞、刺激、主动探索和建构知识等等这是传统教学中都没有的。通过这次翻转课堂,得出以下几个认识:1.教学内容的难度是影响翻转课堂重要因素,这部分教学内容不适合全部翻转;2.翻转课堂强调学生学习行为的主动性和自主性,教师需要在教学内容筛选、互动和因人施教等方面下功夫,才能对此更好地实现;3.翻转课堂的课前、课内、课后要形成互相促进的整体。

参考文献

[1]容梅,彭雪红.翻转课堂的历史、现状及实践策略探析[J].中国电化教育,2015,7:108-11.

[2]赵兴龙.翻转课堂中知识内化过程及教学模式设计[J].现代远程教育研究,2014,2:55-61.

[3]cft.vanderbilt.edu/guides-sub-pages/flipping-the-classroom/.

[4]王莉莉,陈德运,唐远新.计算机程序设计课程翻转课堂的探索与实践[J].计算机教育,2015,16:53-62.

作者:叶林顺 潘涌璋 陆钢 李彦文 单位:暨南大学环境学院

第六篇:大气污染控制工程主义教学理念建构

摘要:为了实现具有火电特色的《大气污染控制工程》课程的教学目的,培养高素质创新人才,在课程教学过程中,应充分运用建构主义教学方法,体现建构主义教学理念,教师设计和组织课程时要突出课程特色,提高学生兴趣,最大程度发挥学生的主观能动性,完成知识建构的过程。

关键词:《大气污染控制工程》课程;建构主义教学理念;火电特色;抛锚式教学;支架式教学;随机通达教学

具有火电特色的《大气污染控制工程》课程的学习涉及到两个方面:意义与形式。其意义为教学的目的,培养从事大气污染防治的可持续发展的高素质工程创新人才。随着建构主义教学理念的不断发展,教育者开始意识到学习者知识建构与互动的重要性。在教授《大气污染控制工程》课程时,涉及到众多火电厂烟气净化的工艺技术,教师的备课重心应该从准备讲授知识转变为如何更好地设计课程,充分利用建构主义教学方法,将建构主义教学理念和教学特征贯穿在整个教学过程中。

一、建构主义教学特征在课程中的体现

建构主义认为,知识的获得是学习者在一定的情境下,借助教师和学习伙伴的帮助,利用学习工具和学习资料,通过意义建构(Sense-Making)的方式而获得的〔1〕。为了实现意义建构的过程,建构主义教学理论把学习情境化、活动互动化、学习个性化、高级思维技能的培养作为教学过程的四大特征。在具有火电特色《大气污染控制工程》课程的教授过程中,应很好地将这四个特征融入教学活动中,突破传统课堂以讲授为主的教学方式。

(一)学习情境化

《大气污染控制工程》是工程类专业课,单纯依靠教师在教室授课,会让学生感觉枯燥、兴趣不高,抽象的知识很难在学生学习过程中产生意义建构。通过有效地创设学习情境,将教学环境弹性化延伸,通过专业人员的讲解、引导和提问,可以让学生产生感性认识。了解知识建构的领域、内容以及存在的问题,带着兴趣和疑问回到课堂,可以促使学生更有效地掌握新知识,更好地体验教学内容中的情感,促进学生解决问题和建构知识。

(二)活动互动化

在具有火电特色的《大气污染控制工程》课程的讲授中,很重要的一部分是介绍火电厂目前正在应用的除尘、脱硫、脱硝及脱汞技术,但这些技术中依然存在着问题和缺陷,此时就要求学生利用学习工具和学习资源,通过互动、协作、讨论等一系列活动发现问题、解决问题,让学生运用已有的知识技能解决实际存在的工程问题,这对于理解知识内容和建构知识起着关键性作用。

(三)学习个性化

建构主义强调教学的多样化和个性化。个性化的实现主要依靠信息技术的运用,从设计带有互交功能的多媒体软件到资源丰富多样的互联网络,都促进了学习个性化实现的可能〔1〕。仿真模拟和精品资源共享课程是具有火电特色的《大气污染控制工程》课程实现个性化学习的两大支撑。通过火电厂脱硫脱硝的计算机仿真模拟,使学生有了开展个性化学习的空间,是很好的个性化辅助学习工具;精品资源共享课程为学生实现网络课程学习、电子化管理提供了可能,学生根据自身的特点从网上选取合适的学习资源,以个性化的方式学习。

(四)高级思维技能的培养

建构主义强调促进学习者高级思维技能的培养,如创造性思维、批判性思维等。工程类学科的教学目标是在教学活动组织的过程中,发挥学生的主动性,通过活动互动化,让其对目前的技术工艺有了一定的认识。在课程后期,聘请一线工程师、专家和技术人员走进课堂、展开交流,促进学生的积极参与。学生把在前期互动过程中和调研过程中的思想和问题,运用展示和交流工具进行演示和表达,其批判性思维技能也将得到体现和发展。

二、建构主义教学方法在教学活动中的运用

建构主义提倡教师以学习者为中心的教学,强调学习者是认知的主体,教师是意义建构的帮助者和促进者,而非知识的传授者和灌输者。在具有火电特色的《大气污染控制工程》课程讲授过程中,要以建构主义的教学理念为指导,合理运用建构主义的教学方法如抛锚式教学、支架式教学、随机通达教学等方法,将建构主义的四个教学特征融入教学活动中,更好地激发学生的学习兴趣,形成学习动机,有效地实现意义建构。

(一)抛锚式教学(AnchoredLearning)

抛锚式教学的主旨是将教学安排在一个有意义的问题求解的环境中,学生可以从多个角度对问题进行持续求解,使教学活动能够有效地延伸。问题或事件被称为“锚”,问题的提出被形象地比喻成“抛锚”,这种教学方法被称为抛锚式教学,有时也被称为“基于问题的教学”和“情景教学”。该方法的教学环节包括:一是创设情境:学生在具备了一定的理论和专业基础后,学习相关大气污染控制基础理论和火电厂烟气净化技术的知识。二是确定问题:由教师引导或提出工程实践中存在的实际问题,学生在了解其工艺原理、流程等的基础上发现问题。三是自主学习:学生独立地研究问题和解决问题,其中包括确定要建构的内容,搜集资料、获取相关信息,并利用信息和已有知识解决问题。四是协作学习:通过学生与学生、学生与教师之间的讨论和交流,进一步修正与加深学生对问题的理解,达到具有相对确定性的认识。五是效果评价:在解决问题的过程中随时观察并记录学生的表现。如在传统的石灰石-石膏法脱硫工艺中,采用气-气热交换器,会提高脱硫效率,减轻局地污染,特别是减轻“石膏雨”的发生;但在热交换器使用中又存在着漏气、腐蚀的问题。那么,到底流程中要不要设置气-气热交换器?诸如此类的问题都将在基本技术讲解后,作为“锚”抛给学生,供学生进行深入研究和讨论。

(二)支架式教学(ScaffoldingInstruction)

支架式建构主义教学方法的实质是在教学过程中,让学习者建立浓厚的兴趣,对新知识进一步理解并掌握。教师应提供一种概念框架,将复杂且较有难度的知识加以分解,逐步进入,促进知识的建构。“支架”的本意是建筑行业中使用的“脚手架”,这里比喻,在学生知识建构过程中,教师应根据学生的需要提出问题、提供援助,起到搭建脚手架的作用〔2〕。支架式教学的具体实施包括以下步骤:一是搭建脚手架:教师在备课时,确定要构建的知识,围绕学习内容,按照起点概念略高于学生已有知识水平的要求建立概念框架,为进入知识框架提供必要的准备。二是引入支架:教师在授课时,适时提出问题,将学生带入知识框架中的某个节点。三是探索阶段:学生在支架的帮助下自主寻求问题的答案。四是协作学习:学生进行小组讨论。教师在讨论结果有偏差时,可给予适当的引导,最后点明问题的本质,以完成对概念比较全面和正确的构建。五是效果评价:以学生自我评价和学习小组对成员的学习评价两种形式给出这一阶段的评价。评价内容包括学习者自主学习的能力、对小组学习的贡献以及是否完成了该知识的意义建构。在工程技术原理教授过程中,如果教师把现成的技术原理教给学生,学生并不能深刻理解其意义,这时教师就可以设置一系列问题引导学生思考,激发其对原有经验的回忆。比如,静电除尘器是火电厂最常用的除尘设备之一,其原理的讲授是理解除尘机理的重要过程,因此,在解释其除尘过程后,会提出如下问题:该电场是均匀电场还是不均匀电场?为什么?粉尘的导电性将如何影响除尘效率?在搭建了“脚手架”后,学生可以开始独立探索或者协作学习,教师从简单地引导到完全放手,让学生独立探索,并进行小组讨论。学生在给出结论后,教师应完成对概念全面和正确的建构。最后,教师对学生的自主学习能力以及对小组协作所作出的贡献给出评价。

(三)随机通达教学(RandomAccessInstruction)

建构主义教学理论认为〔3〕,人的认知随情境的变化而表现出极大的复杂性、灵活性、差异性。因此,在知识学习过程中,学习者在不同的情境下对相同的对象会构建出不同的意义。随机通达教学主张对同一知识内容,要在不同时间、不同情境下,用不同的方式加以呈现。其教学环节包括:一是呈现情境:通过不同的方式,向学生呈现与当前学习内容相关的情境。二是随机通达学习:教师向学生呈现与当前所学内容不同侧面特性相关联的情境,引导学生探索和自主学习。三是思维发展训练:教师在引导学生学习的过程中,应注意训练和发展学生的思维能力。比如,教师可以利用以下提问方式帮助学生建立思维模型:“你怎么得出这样的结论?”“改变条件,如何解决这个问题?”“还有没有其他含义?”等。四是协作学习:通过小组讨论和小组与教师间的交流,围绕通过不同情境获得的认知、建构的意义展开讨论。五是效果评价:包括小组评价和自我评价,以及教师在全过程中观察并记录学生的表现。案例教学是工程类学科教学中随机通达教学的一种体现形式。在教授具有火电特色的《大气污染控制》课程时,1-2个案例将被安排在除尘、脱硫和脱硝技术讲授之后,学生通过对案例的分析和讨论,加深对各种烟气净化技术的原理、流程、特点的记忆和理解,达到知识有效建构的目的。实验是教学环节中的重要组成部分,也是能够很好体现随机通达教学理念的重要环节。在组织实验的过程中,区别于传统方法,即由教师先讲授实验的原理、步骤,调整为只对学生说明实验的目的和实验室提供的设备和仪器,让学生以小组形式设计实验步骤并完成操作。

实验设计初始,学生首先要将实验内容与课堂教学内容建立联系,即达到了同一知识在不同时间不同情境下呈现的目的;在设计过程中,学生会发现所给仪器不能直接测量出实验所需参数,因此会引发学生思考所学过的相关计算公式,更好地掌握公式的应用范围和使用方法;在具体实验步骤的编写过程中,除了关键测量步骤,学生还应思考测量前和测量结束后需要准备和完成的工作,这就要求学生对某一知识的全面了解和掌握;设计完成后,学生按照自己的设计,以小组为单位完成实验。在实际操作过程中,学生会发现一些设计漏洞和问题,可以对实验步骤及时作出修改和调整。显然,学生通过案例讨论、设计实验等方式多次“进入”同一知识内容,能达到对其比较全面而深入的掌握,而且这种多次进入,不是知识的简单重复,每次进入都有不同的学习目的和问题的侧重点,能够使学生获得对事物全貌的理解与认识的飞跃〔1〕。具有火电特色的《大气污染控制工程》课程知识点多、内容更新快,对教学方法提出了更高的要求〔3〕。建构主义教学理念与方法在理论上已得到了证明,在这门课程中经过两年的实践,也得到了很好的反馈:一是学生改变了对于工程类课程枯燥乏味的认识,学习兴趣浓厚,学习的积极性和主动性得到了显著提高;二是通过抛锚式、支架式和随机通达三种建构主义教学方法的应用,学生在标准化考试中成绩有所提高;三是通过将学习情境化、活动互动化、学习个性化、高级思维技能培养四个建构主义教学特征在本课程中的运用,提高了学生的工程素养,培养了学生的创新能力和实践能力。

参考文献:

〔1〕高文,徐斌艳,吴刚.建构主义教育研究〔M〕.北京:教育科学出版社,2008.

〔2〕赵蒙成.建构主义的教学方法评析〔J〕.外国教育研究,2002,(9):15-19.

〔3〕肖细元.《大气污染控制工程》课程教学的思考与方法创新〔J〕.西南师范大学学报(自然科学版),2014,(2):163-167.

作者:孙楠 郝艳红 王嘉伟 单位:山西大学环境工程系

第七篇:材料成型及控制工程卓越工程师培养实践

[摘要]“卓越工程师教育培养计划”是国家的重大教育改革项目,其核心是强化学生工程实践能力和创新能力培养。通过分析材料成型及控制工程专业现有实践教学现状和存在的问题,提出校企联合“3+1”人才培养模式和“一目标、两平台、三结合、四层次”的工程实践教学体系;通过校企深度合作,共同培养模具卓越工程人才。实践表明该实践教学改革模式获得了较好的人才培养实际效果。

[关键词]材料成型及控制工程专业;卓越工程师;实践教学

“卓越工程师教育培养计划”(简称“卓越计划”)是贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》的重大教育改革项目,也是促进我国由工程教育大国迈向工程教育强国的重大举措,其主要目标是面向工业界、面向世界、面向未来,培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才。[1][2][3]关键问题是如何构建满足卓越工程师培养目标要求的工程实践教育体系,强化学生工程实践能力培养。大连工业大学材料成型及控制工程专业作为教育部第二批“卓越计划”试点专业,辽宁省普通高等学校本科工程人才培养模式改革试点专业,于2012年7月起开始实施“卓越计划”。相比以往的工科人才培养,“卓越计划”更加注重学生的工程实践能力、创新能力以及必备的综合素质和社会能力培养。因此,材料成型及控制工程专业现有实践教学体系不能满足卓越工程师培养要求,必须对其进行改革。根据区域模具产业发展和需求状况,结合学校办学定位和专业培养特色,提出了校企联合“3+1”人才培养模式,建立了专门面向模具卓越工程师培养的“一目标、两平台、三结合、四层次”工程实践教学体系,旨在加强学生工程意识、工程素质、工程实践能力和创新能力培养。

一、材料成型及控制工程专业实践教学环节现状分析

材料成型及控制工程专业前身为机械工程及自动化专业模具设计与制造方向,始建于2013年,是在整合校内模具人才培养的资源,充分发挥多学科交叉的优势,在机械工程及自动化、高分子材料与工程、工业设计三个专业相辅相成的基础上设立的。实践教学主要包括课程实验、课程设计、实习、毕业设计和科技创新等,存在的问题主要包括实践教学内容和方法、实践条件建设、实践教学考核和管理、教师队伍实践能力等。具体表现主要在以下几个方面[4-5]:

1.在当前重理论轻实践的教学模式下,对实验及工程实践教学在人才培养中的重要性认识不足,没有改变传统的实践教学从属于理论教学的思想观念,对学生工程意识和实践能力培养相对匮乏。

2.课程实验和课程设计等实践环节主要依托理论课程开设,在制订培养方案时缺少针对专业培养目标进行科学性和系统性评价,仅就课程而课程,忽视了课程间的相互关系和实践环节的相互衔接问题。课程实验演示性和验证性偏多,设计性和综合性实验偏少,而开放型实验更少,甚至有些实践教学环节与实际应用脱节,基本上是流于形式。学生在实验过程中缺乏积极思考和主动性,并没有起到将课堂理论通过实践加以融会贯通、灵活应用的效果。

3.实践教学基地建设薄弱,实践教学经费不足,缺乏有效的校企合作长效机制,企业参与人才培养的热情有限。每年的实习都是依靠专业教师的个人资源联系企业安排实习,多数情况由企业技术人员做一个整体介绍后,学生在车间内走马观花的看一遍,缺乏动手实践的机会,难以达到预期的实习目的。

4.实践教学考核方式比较粗放,在成绩核定、实践效果考核、实践过程管理等方面都不够系统科学,缺乏制度化的全过程监控。

5.专业教师和实验教师在数量、工程素养和工程实践经验等方面不能很好的满足学生的工程能力培养要求。

二、材料成型及控制工程专业卓越工程师培养目标和实践教学体系构建

材料成型及控制工程专业卓越工程师培养目标是以区域模具产业经济发展需求为导向,以适应从业能力为目标,以塑料成型、金属塑性成型为主线,以模具设计制造技术为重点,培养学生掌握机械基础和材料基础知识、模具设计与制造、材料成型技术、电气控制技术及计算机技术的基本理论及专业知识,培养学生对科学知识的综合运用能力、创造性思维能力和工程实践能力,以及较强的沟通能力和协调能力,培养能在材料成型及控制领域从事设计制造、工程应用、运行管理和经营销售的模具现场工程师。根据上述培养目标,按照学校“培养具有工程师应具备的良好职业道德,具有较强实践能力与创新精神的应用型高素质人才”的办学定位和“卓越计划”实施精神,构建了基于项目引导式的校企联合“3+1”人才培养模式。将以模具卓越工程师能力和素质培养为目标,依托学校教育平台和企业教育平台,通过学校培养、企业培养、个人自我培养三个维度,实现了校内与校外、课内与课外、教学与科研相结合,搭建了基础实践能力层次、综合实践能力层次、工程应用能力层次、工程创新能力层次的多层次结构,形成了“一目标、两平台、三结合、四层次”的高质量模具卓越工程师培养的工程实践教学体系。

三、材料成型及控制工程专业卓越工程师培养实践教学体系改革举措

(一)重构课程体系,强化实践教学

为了保证模具卓越工程师教育培养目标实现,我们先后两次召开了大连市模具协会、大连市模具园办公室领导和十余家企业总经理参加的校企联合培养模具卓越工程师研讨会,十余次校内教师和企业教师课程研讨,针对现有模具行业对技术人才的知识、能力需求,共同商定模具人才培养方案,采取主干专业课程前移,“平台+模块”的形式重构课程体系。通过模块化课程群的方式将全部专业核心课程有机的结合起来,优化课程体系,剔除课程之间的重复内容,降低了授课学时。这样既便于教师明确所授课程在整个体系中的作用,也便于学生灵活地掌握知识和相互课程内容的衔接,而不是简单地灌输某一学科的内容。在整个实践教学体系中始终坚持以模具设计、制作、装配、成型和检测五个要素以及他们相互之间关系为主线,培养学生对知识的综合应用和主动实践能力、创新意识和能力、团结协作精神和理论联系实际的学风,提高学生进行项目设计的能力。

1.改革基础课程工程制图、金属材料及热处理、互换性与技术测量和模具制造基础等实践教学内容,专门设置了以模具为背景的设计性、综合性、创新性实验内容,编写了材料成型及控制工程专业实验指导书。

2.在本专业原有的制图测绘、机械原理、机械设计、塑料模具设计和冲压工艺与模具设计课程设计的基础上,针对模具卓越工程师培养,对原有课程设计进行了再设计,增加了模具综合创新课程设计环节,对这些课程设计内容进行优化整合,以模具工程为目标,分段完成设计任务,促进各门课程的知识融合。编写了材料成型课程设计指导书。

3.依托日中韩大学生模具大赛或企业实际模具工程项目,学生自主完成产品件工艺分析、方案确定、结构设计、加工工艺及数控编程、生产制作、组装试模、成型实验、部件及产品检测、结果分析和报告,形成全过程的工程创新训练。

(二)构建一支高素质的专兼结合的,具有丰富工程实践经验的教师队伍

通过建立校外教师聘用体系和政策引导,吸引高水平教师从事实验和实习教学工作,达到校外教师和校内教师业务交叉、优势资源共享的目的,优化实践教学教师队伍。一方面聘任企业高职称、高学历的工程技术人员担任指导教师。到目前为止,总计聘请27名企业总经理、技术专家和一线工程师担任材料成型及控制工程专业卓越工程师培养客座教授和兼职讲师。由他们在企业现场担任4门理论课程和5门实践课程的主讲教师,并且担负学生现场实习和毕业设计指导任务。同时他们也会定期做客校内材料成型讲坛,就“当前模具产业现状及发展趋势”、“企业需要什么样的人才”、“作为一名优秀模具工程师应具备哪些职业素养”等话题与学生进行面对面交流。另一方面实行青年教师导师制及模具企业现场锻炼的制度,有步骤、有组织、有计划地安排教师到模具企业现场进行顶岗工作,不断提高专业课教师的实践创新能力,以便于在教学过程中真正担负起学生工程实践能力和创新能力培养的重任。

(三)深化企业培养,增加实践教学的深度和广度

模具卓越工程师培养方案是由企业工程技术人员和管理人员及专业教师共同制订。在这一年企业培养中,采用企业教师为主,校内导师为辅机制,以真实模具项目为载体,多个模块分步实施,使学生在真实的工程环境中接受工程师的职业素养培养和项目工程师的系统训练,从而保证学生具有较宽的工程视野,拓宽学生的工程知识面,增加企业实践教学的广度和深度。模具卓越工程师企业培养方案有在企业现场的理论教学、实践教学和12个专题讲座。理论课程有压铸模具设计、模具检测技术、冲压模具设计实例教学、塑料模具设计实例教学和数控编程实例教学;实践课程有铣加工理论与实践、磨床加工理论与实践、放电加工理论与实践和钳工理论与实践;实践教学主要有轮岗实习、定岗实习、模具综合创新课程设计和毕业设计。每个环节分别制订培养目标,使学生能够在不同的工程环境下得到深入的实践机会,获得专门的工程知识与能力。在这里重点介绍轮岗实习和定岗实习。

1.轮岗实习:该实践环节学时为9周,按照培养目标要求学生在企业现场对模具制作的生产流程、工艺和加工设备等有比较全面的了解,并对磨床加工、数控加工、放电加工、塑模钳工、冲模钳工和模具检测等环节进行简单实训,采用分组进行,每组3-4人,每个岗位7天,半天现场操作考评。这样使学生通过现场实际,加深对模具企业模具制作流程,设备的使用、维修、维护管理,企业管理等实践知识的理解,培养学生解决工程问题的应用和分析能力。

2.定岗实习:时间从12月到次年5月,共计6个月。在这个环节中完成教学计划中毕业实习和毕业设计教学内容。根据前面9周的轮岗实习的认知,结合自身的学习兴趣,学生可以任选一个岗位进行定岗实习。实习过程采用师傅带徒方式,1对1进行实践能力训练培养。每个月进行一次定岗能力训练考评,学生要汇报一个月所学知识、现场发现的具体工程问题和感受体会。根据企业现有模具工程项目和岗位技能情况,给出毕业设计题目,所有题目全部来自企业真实工程项目,采用校内指导教师和企业指导教师共同指导的方式完成本阶段的学习。毕业答辩也在企业现场进行,由企业技术专家和校内教师共同组建答辩委员会进行考核评价。通过在企业全方位的学习,使学生具备综合运用所学理论知识和相关技术手段分析并解决模具项目的工程实际问题能力。

(四)校外实践教育基地选择与建设

实践教学环节的实施,主要通过学校和企业两个平台,利用学校和企业两种不同的教育环境和教育资源,培养出社会所需要的卓越工程师。如何选择合作企业并能够保证企业培养目标有效达成成为“卓越计划”顺利实施的关键。首先,合作企业要与学校就工程人才培养拥有共同愿景和相同价值取向,企业要具有强烈社会责任感,并且具有一定规模,管理规范,有一定的技术人员和技术实力,同时效益较好。其次,校企双方通过合作实现双方资源优势整合,校企双方文化融合,能够实现资源共享、开放共赢。材料成型及控制工程专业现与中国华录•华录松下电子信息有限公司、共立精机(大连)有限公司、浙江嘉仁模具有限公司、铂翔超精密模具技术(昆山)有限公司等23家行业领先、特色突出的模具制造类企业签署了卓越工程师教育培养实践基地和校外实习基地协议。同时,完成了“一区两翼”校外实践教育基地群和辽宁省工程实践教育中心建设,具备了良好的工程实践条件,打造出了可示范的校外实践教育基地,为本专业的卓越工程师工程实践能力和创新能力培养奠定了坚实的软硬件条件。基地企业参与部分理论教学和大部分的实践教学环节,使学校教学与企业生产实际紧密结合,保证学生直接进入企业进行实习实训和毕业设计等,最后到相关企业就业。

四、结束语

本文通过对材料成型及控制工程专业卓越工程师培养实践教学体系研究,提出了校企深度合作,充分利用企业真实工程环境,通过学校和企业两个实践平台,培养学生理论联系实际,充分运用所学知识进行模具设计、制造、组装、成型和检测的策略,并强调应不断强化实践教学环节,加大工程训练力度,完善以培养模具卓越工程师为目标的实践教学体系,分层次培养学生的职业素养、工程实践能力和创新能力。经过三届学生的实践检验,模具卓越工程师培养取得了显著成效。

[参考文献]

[1]林健.“卓越工程师教育培养计划”学校工作方案研究[J].高等工程教育研究,2010(5):30-36.

[2]林健.“卓越工程师教育培养计划”通用标准研制[J].高等工程教育研究,2010(4):21-29.

[3]朱泓,李志义,刘志军.高等工程教育改革与卓越工程师培养的探索与实践[J].高等工程教育研究,2013(6):68-71.

[4]查光成,孔凡新,李振红,等.应用型本科卓越工程师实践教学的改革与实践[J].教学研究,2013(3):92-94.

[5]潘佳卉,魏天路,颜兵兵.基于卓越工程师培养的创新实践教学体系探索[J].黑龙江教育,2014(5):49-50.

作者:王明伟 赵秀君 李姝 单位:大连工业大学机械工程与自动化学院

第八篇:过程装备与控制工程专业科研反哺式教学改革

摘要:本文针对过程装备与控制工程的专业特点,分析了教学工作中可能存在的问题和需求,提出了该专业科研反哺式教学的改革方案,结合作者的教学体会和经验,给出了科研反哺式教学中的教学方法和内容、考核机制和实物载体等方面的教学改革实施建议并加以实践,取得了预期的效果。

关键词:科研反哺;教学改革;教学方法

0引言

对于和笔者一样,从事一线教学工作的高校教师而言,往往有这样的感觉,年复一年的教学工作,好像是在进行一项重复叠加而无创新性的体力劳动。同时,科研任务又相对繁重,是项不折不扣的脑力劳动。而众所周知,大学的主要功能有以下四个“教学,科研,社会服务和文化传承”。这其中,教学与科研是大学的两大职能,二者本应相互依赖,相互依存。因而为了避免前述的现象,开展基于科研反哺式教学,为高校教学工作提供永不枯竭的动力源泉,就显得尤为必要。再者,随着生产过程的连续化和大型化的不断强化,以及计算机技术、测控技术、通信技术以及数学规划理论的不断发展,过程装备和控制工程专业就其重要性而言,在任何热工相关的工程领域都是不可或缺的。然而,过去的过程装备和控制工程的课程往往偏重于基本物理规律和理论的教学,缺乏与科学研究和工程实践的结合。在我国过程装备逐渐走向世界的今天,面对日益激烈的国际化竞争,要想站稳脚跟,就要求我们必须对相关的过程设备和控制系统做出最优秀和最先进的设计。因此,在过程设备和控制系统的设计领域更快更好地普及科研反哺式的教学方案就成为我们一个亟需解决的问题。通过基于科研反哺来设计优化课程的教学,可以使本专业的学生较好地掌握与过程装备与控制工程紧密结合的科学研究成果和技术。此外,高校的教育以培养高层次、创造性人才为目标。通过在学校中对大学生的系统的培养和训练,使其具有较为广阔的科学视野、坚毅的科学精神和突出的科学研究能力。因而,大学生人才的培养往往决定着一个国家和民族综合实力和竞争力强弱。而基于科研反哺的教学是大学生教育的最为重要的一个环节,对大学生知识创新能力的培养起着基础性作用。本文结合作者在过程装备与控制工程专业教学中的体会,提出了过程装备与控制工程专业的科研反哺式教学改革的一些建议。

1专业教学分析

本节主要分析了过程装备与控制专业的特点,反映了我们在该专业的课程教学中可能存在的一些问题。

1.1专业特点

相对于一般的工科专业,过程装备与控制工程专业的工程应用背景极为深厚,其培养人才的主要服务对象是能源和化工行业的系统设计与优化。而随着现代工业技术的不断发展,过程装备日益趋向于大型化、多元化、精细化和自动化,过程装备及其控制系统的设计和运行就需要更高的精确性和可靠性。这使得过程装备与控制工程专业在热工和化工行业中,具有纯机械学科或者纯动力专业无法替代的特殊地位。本专业的理论框架既包括了以传热学、工程热力学、流体力学、化学过程原理和燃烧学等为基础的过程装备设计和制造知识,又辅以控制理论、计算机应用和管理学的理论。因而,本专业人才培养涉及的知识范围广,学科交叉多,信息含量大。其培养目标是本专业的学生具备能源与动力工程、机械工程、化学工程、控制工程和管理工程等方面的综合和系统性知识和理论,并能将这些知识和理论应用于能源、化工、轻工、环保、医药和食品等部门,将学生培养成从事工程设计、技术开发、生产技术、经营管理以及相关科学研究等方面工作的高级的统筹性人才。

1.2专业教学中存在的问题和需求

由前述可见,过程装备与控制工程专业本科生的培养与其他专业本科生的培养是不同的,它有着自己特殊的问题和需求。本专业的本科生在学习的过程中却因为知识点非常多,学科交叉多,信息量大。而同时相关专业课与传热学,工程热力学,流体力学,化工原理和数学等基础学科的发展又是密不可分的。因而本专业课程涉及的基础知识较多,教学过程中的理论公式,尤其是数学规划理论的公式推导比较复杂,部分学生对学习该课程有畏难情绪,导致其学习的积极性不高。因而需要在教学过程当中采用科研反哺发方式,引入横向科研工作的工程案例的讲解,使他们懂得学以致用,提高他们的学习兴趣和积极性。其次,本专业的本科生还特别关心教师对教学内容的安排。在这方面,他们不但希望教师能在学期开学前为学生提供课程教学大纲,而且要求在教学过程中有比较完备的教材、讲义,并能适时地介绍一些国内外相关学科最新的发展情况。同时,他们也希望教师最好能对课程的相关内容有比较系统的研究和独到见解,既要涵盖学科基础知识,又要反映学科前沿内容,从而使他们懂得学习的意义和价值。这也同样需要教师在教学工作中采用科研反哺的方式,结合自身科学研究以及中国内外相关学科最新的发展情况,反映学科前沿内容。最后,当前社会的竞争日趋激烈,这也对本专业的本科生的教学也提出了一个更重要的需求:创新能力。而目前大部分本科生的教学模式仍然是传统的课堂讲授制。但在实际的教学过程中,我们可以发现,部分本专业的学生自学能力和科研能力都较强,但其主观能动性却没有发挥出来,其学习和科研仍处于被动的状态,在一定程度上妨碍或者说抑制了他们创新潜力的挖掘。可见,采取灵活多样的方式,尤其是科研反哺的方式与他们多进行沟通和探讨,从而形成互动,增强其学习的主观能动性,培养和保持其创新意识和创新能力,提高教学质量。

2教学改革

根据上节所分析的过程装备与控制工程专业的性质,结合社会对本专业本科生教学需求。可以发现在我们以前的教学中可能存在的一些问题和需求,结合作者的教学体会和经验,提出了基于科研反哺的过程装备与控制工程专业的教学改革建议。首先,要实现科研反哺于教学,这就要求我们教师能及时跟踪学科发展的前沿信息,把握学科发展动态,不能只顾埋头苦干,更需注重科学研究的意义和价值,不断提高和改进自身科研工作的思路、方法和成果。最终将这些相对完善的研究内容、成果和研究方法带入教学领域,不断地充实教学的形式和内涵,提高学生的学习兴趣和接受知识的能力。这样一来,一方面使得科研工作全方位、全过程、多层次服务本科教学,解决学生所学知识与当前科研前沿方向和社会实践脱节的弊端,同时以实际行动推动教学改革、培养创新型人才。另一方面,科研反哺与教学的灵魂在于科研精神融入高校教育理念的过程,其本身就是创造性的脑力劳动,而不是单纯和机械的重复和模仿,这样也就避免步入把高校教学工作当作一项重复叠加的体力劳动的误区,体现了高校教师的个人价值。其次,不可否认,国内许多高校都存在不同程度的“科研先行”的发展理念。而对本科教学的重视程度有所缺失,尤其是对教学工作评价存在一定的盲区。而近期,四川大学设立了数百万的“卓越教学奖”,在社会上引起了热烈的反响。这也从一个侧面体现了建立和健全相关的教师将科研反哺于教学的考核和奖励的机制的必要性。因而要实现科研反哺教学,学校的相关的教学管理部门有必要建立和健全相关的教师将科研反哺于教学的考核和奖励的机制,体现公平和公正。通过制度,一方面鼓励和帮助高校教师将科研工作融入教学过程,并在一定程度上提高高校教师进行教学工作的自主性。另一方面,对高校教师的教学工作实现目标管理,而非只专注于日常事务管理。

具体机制可包括:(1)鼓励教师结合各自的科研特色和优势(横向或纵向项目,工程案例或理论成果),将科研工作中掌握的本学科最新科研成果直接或间接地反映到课堂教学中,丰富课堂教学内容,并在一定程度上允许教学一线的教师有设立相应教案评估制度的自主性,并将其与教学考核相结合。(2)建立科研成果进教材的工作机制,鼓励教师将最新科研成果逐步、有序地融入教材,同样辅之以相应相关的考核、评估和奖励。(3)本科生毕业设计是本科教学中的一个重要环节,应支持高校教师结合承担的科研课题进行拆分、细化和简化,从而指导本科生毕业设计,使学生了解和掌握最新的前沿科学知识。(4)在一定程度上允许科研哺于式教学在探索阶段的不确定性,让参与教改的教师吃“定心丸”,从而提高教师相关工作积极性和可行性。最后,还要注重科研反哺是教学工作的实物载体,其主要体现在教学实验条件的改善和设立学生创新能力培养的实践项目两个方面。高校可以将相关科研项目作为依托,使相关的纵向项目科研经费固化为实验仪器设备,再以工程实践为基础,应用相关的科研成果,自行设计和建设相关的各类专业实验室。同时,在校内外培育一批集科研、产业、教学、实习为一体的产学研基地,这些基地不仅是学校科研人员从事基础研究、应用开发研究的场所,更是科研反哺是教学中培养本科生创新能力的练兵场。此外,高校还应设立大学生创新能力培养的实践项目,目前本校有例如上海大学生创新创业训练计划项目、上海大学生物理学术竞赛、大学生节能减排大赛等诸多实践项目,而且近年取得了一定的成果,其经验亦可供其他院校借鉴。

3结论

本文分析了过程装备与控制工程专业的特点,结合社会对本专业学生相关知识和能力的需求,以及我们在本专业的本科生教学中可能存在的问题和需求,指出了本专业的教学工作中引入科研反哺式教学的必要性。根据这些分析的结果,同时结合自身的教学体会和经验,提出了一些过程装备与控制工程专业科研反哺式教学改革的建议并加以实践。综合来看,这些教学改革都取得了预期的效果。

参考文献

[1]车勇,叶涛,田会方.过控专业控制类课程群建设与实践[J].高教论坛,2007.10(5):60-62.

[2]赵启成.过控专业实验工程化教学实践与探索[J].教育教学论坛,2014.2(9):194-195.

[3]陈碧,范晓勇,高勇,党睿,王玉飞.《过程装备控制技术及应用》教改探索与实践[J].榆林学院学报,2013.23(4):95-97.

[4]伍广,李雪斌,董美英.过程装备与控制工程专业教改与实践[J].SCIENCE&TECHNOLOGYINFORMATION,2010.33:5-6.

[5]冯颖,张建伟,孟辉波,禹言芳.基于“卓越工程师”培养的过控专业毕业实践环节探索[J].教育教学论坛,2014.4(15):232-233.

[6]李丽,周毅钧.过控专业创新人才培养和课程体系建设研究[J].淮南职业技术学院学报,2010.4(10):85-88.

[7]刘冲,沈甫明,苏定冯.科研反哺教学的实施体会[J].西北医学教育,2012.20(3):25-26.

[8]张鹏,张运九,刘旭涛.计算机辅助设计教学改革研究[J].农业网络信息,2011(3):139-140.

[9]王霞,顾勋梅,潘祝山.离散数学教学改革及课程建设研究[J].计算机教育,2011(6):8-10.

[10]李欣,郭仁东,马新宇.流体力学课程教学改革探讨[J].沈阳教育学院报,2009.13(2):54-55.

[11]东美红.以跨学科课题组合为特征的研究生教学新模式[J].教学档案,2011(215):82-83.

[12]王小荣,林顺洪,丁剑平,陈小亮.有限元法课程的教学改革探讨[J].重庆科技学院学报(社会科学版),2011(6):178-179.

作者:胡卓焕 王露露 苏文献 叶立 孙俪 单位:上海理工大学能源与动力工程学院