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关键词:矿业工程;实验课程;改革;计算机技术;实践创新;
作者简介:王少勇(1983—),男,山东烟台人,博士,工程师,主要从事采矿工程实验教学与管理。
随着我国矿产资源开发的不断发展,高校内部的矿业工程实验室也需要紧随矿业发展的新趋势,加大对专业性人才的培养力度。高等学校的专业实验室是实验教学、科学研究的重要基地,其教学内容更贴近专业领域、紧跟学科发展[1]。相应的实验课程内容的改革在矿业工程方面也如火如荼,随着近年来以计算机技术为代表的新技术不断引发行业的创新发展,新型技术的介绍与推广将有助于采矿专业本科生更好地了解矿业发展新形势,有利于专业人才的培养[2]。北京科技大学近年来关注矿业发展的最新动向,在矿业工程实验课程中引入更多的技术热点,在实践中取得了一些改革的宝贵经验。
1矿业工程实验课设置
矿业工程实验室依托采矿工程国家重点学科,是“金属矿山高效开采与安全”教育部重点实验室的重要组成部分,拥有自由开放的学术氛围和国内领先的研究方向。我校矿业工程除了在传统领域保持进步外,近年来也在膏体充填、溶浸采矿等领域持续投入。实验教学相比于理论教学让学生更主动地参与实验当中[3],有助于学生实践能力和创新能力的培养。实验课程内容涵盖了我校优势专业,保证了学生全面发展的可能性,确保了学习内容的系统化、多样化。
1.1通风实验
本实验目的在于让学生掌握作业环境有害因素、通风风流流速、通风除尘系统运行检测方法、原理、仪器使用操作。具体实验内容包括以下三个方面。
1.1.1风流点压力及压差的测定
了解压差计、皮托管的构造原理,熟悉使用皮托管、压差计测定实验风筒内风流的静压、动压、全压及压差的方法。全面理解抽出式、压入式通风过程中静压、动压及全压三种压力之间的关系。
1.1.2风流速度和速度场系数的测定
用风表测定点速、巷道内平均风速、实验风筒内风流某断面上速度场系数。
1.1.3通风机性能测定实验
通风系统使用一台离心式小型通风机,其进风口连接风筒,采用抽出式通风,即在风筒入口附近特定断面I上测出风流的相对静压,用此值换算风速和风机进口的动压,在风筒断面II上测出风速的相对静压,用以求算通风机的有效静压。
1.2特殊采矿技术实验
通过此实验帮助学生了解溶浸采矿新技术、新工艺,对溶浸采矿技术的基本方法、原理、工艺流程、设备、设施。实验内容共分为两个部分:首先进行堆浸渗透性实验,了解堆浸工艺流程,学会测试矿堆的渗透性,了解浸出率、酸耗的测试方法。其次进行搅拌浸出实验,熟悉溶浸采矿实验室搅拌浸出实验的全过程,包括矿样处理和制备、天平的使用、溶浸液的配置、浸出液的分离、pH和En计的观察和使用等。
1.3金属矿产资源与开发技术实验
金属矿产资源与开发技术实验有助于新生了解矿业发展的新技术、新进展,初步掌握金属矿产资源开采的基础理论和技术手段。实验包括以下两方面。
1.3.1膏体充填实验系统认识
观察与描述膏体充填系统各组成部分,亲自制作膏体料浆,感受膏体的形态,并测试膏体的流动性指标。
1.3.2无轨运输设备模拟培训系统认识
认识无轨运输设备模拟培训系统构成,并上机操作无轨运输设备模拟培训系统。
1.4矿山地质学
通过矿床地质学、各类矿床主要特征、矿床水文地质与工程地质、矿产勘查与矿山地质工作等内容的系统学习,使学生初步掌握各类矿床的地质特征、成矿条件以及开发中的工程特征;掌握地下水基本知识和矿坑地下水的预测与防治方法;掌握地质勘查和矿山地质基本工作方法;能够读懂各种地质图件。
1.5散体动力学与放矿实验
通过实验教学,使学生能了解松散矿岩体介质的物理力学特性,掌握矿石回收指标与采场结构参数之间的关系,熟悉离散元颗粒流数值模拟软件建模和分析过程,从而能对崩落矿岩运动机理和规律有一个基本的了解。
2实验课程体系实践与完善
近年来,为了响应国家智能化采矿的战略需要,在实验课程中增加了很多计算机模拟课程,我校矿业工程在以下方面开设计算机模拟课程,具体包括:
2.1数字矿山技术实验
通过应用矿山专业软件,将采矿学基本理论与计算机相结合,使学生掌握先进的矿山设计方法和设计理念。使用Surpac、3DMine软件进行露天、地下矿的设计,学会并掌握地质数据库、地质模型、统计与地质统计、品位模型、露天采矿和地下采矿设计等内容。
2.2矿山安全技术及工程实验
本实验通过实验教学使学生了解井下人员定位系统的组成,掌握井下人员定位系统的工作原理,熟悉尾矿库在线安全监测系统的组成及工作原理,从而能对矿山安全技术工程有一个基本的了解。主要包括以下实验内容。
2.2.1井下人员定位系统教学实验
开展井下人员定位系统的实地演练,分别模拟下井人员与地面控制人员,操作软件查看“井下人员”定位信息、下井考勤信息等。
2.2.2尾矿库监测数字化教学实验
了解尾矿库在线安全监测系统各组成部分,学会操作尾矿库在线安全监测系统,分析位移、浸润线随降雨量的变化规律。
2.3矿山运输与提升实验
本实验主要包括井下机车“信集闭”运输系统各组成部分的参观、观察与描述;井下机车“信集闭”运输系统的上机操作演练;上机操作卡车gps调度系统,熟悉软件功能。
Abstract: Industrial engineering is an interdiscipline combining engineering, management, literature and other disciplines. It is a very practical discipline. In view of the problems in the traditional practice teaching and combined with practice, this article proposes new ideas of practice teaching.
关键词: 工业工程;实践教学;应用型
Key words: industrial engineering;practice teaching;practical
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2013)29-0252-02
0 引言
工业工程(Industrial Engineering,简称IE)专业是国际上高等工程教育的主要专业之一。它是结合了工学、管理学和人文科学等众多学科的交叉学科,也是一门具有很强实践性的应用型学科,兼具工程技术和管理技术的双重属性,这就要求工业工程专业毕业的学生不但要具有扎实的理论基础,而且应有较强的实践能力、沟通能力、创新能力、管理能力[1]。
截止2010年,全国800所本科院校中开设工业工程专业的高校有159所[2],这些高校办学历史、优势学科、行业背景等各不相同,该专业人才培养模式呈现多样化,实践教学各有各的特点。就目前而言,大部分高校的实践教学环节,做的并不理想,实践教学环节与课堂理论教学相比,明显不够完善,这使得工业工程人才培养不能适应当前社会需求,无法满足企业需要。实践教育环节的不完善,造成了毕业生虽然有着丰富的工业工程理论知识,但是工程实践能力尤其创新能力同社会需要还是存在一定的差距。因此,进一步探索工业工程专业实践教学体系建设是非常必要的。
为了适应区域经济和社会发展需要,我校工业工程专业根据自身特点和办学特色,积极改革和完善工业工程专业实践教学体系,调整学生知识结构,培养特色鲜明的创新型应用型人才,使学生掌握工业工程基本理论与方法,同时具备现代工业工程应用和创新能力。
1 实践教学中存在的问题
工业工程专业人才培养目标是培养掌握现代机械工程的技术基础及专业技术以及现代管理科学的基本理论和方法的高级工程技术与管理的应用型人才。该专业的人才培养目标定位明确。在教学上,强化基础理论与实践技能,结合海峡西岸经济区的建设,培养既懂得技术,又懂得管理的应用型的综合人才;在培养目标上,增强学生的实践动手能力,与企业人才需求相结合,培养现代企业急缺的工业工程师、物流工程师、企业生产管理专员等综合性应用型人才。实践教学是联系理论教学和生产的纽带,是人才培养过程中必不可少的过程,但由于这样那样的原因,传统工业工程专业教学实践主要存在以下几个问题:
1.1 实践教学过于程式化,内容单一 专业培养突出实践性教学,但在实际的教学过程中,由于各高校自身特点,实践教学过于死板,实践项目过于单一,程式化,且每个教学周期都是一成不变的实践项目,虽然这有利于教师备课和实践教学的开展,但对于培养创新型应用人才却远远不足。
1.2 实践教学实验室和实训基地建设不够完善 目前各高校实践教学主要依托于校内建设的实验室和校外的实训基地,但实验室和实训基地的建设需要大量资金投入,特别是工业工程专业,实验室建设项目较多,不仅包括了基础IE实验室、人因工程等专业实验室,还包括机械工程若干实验室。这些实验室一经建设,若干年不会再投入大量资金进行升级和重建。造成实验项目一成不变。实训基地的建设是高校和企业共同建设的实践场所,但很多企业怕影响企业生产,或是设备贵重,涉及学生操作安全的问题,这些实训基地不能够充分利用起来,高校与企业的合作,只停留在学生到企业参观这一层面上。
1.3 实践教学设置上不够合理 很多高校工业工程专业实践教学时间安排和内容安排,都是由实践教师根据自身的实际课程和时间来进行的,没用充分考虑学生实践过程中与理论授课的衔接性,与学生自身成长环境的联系性,没有对学生进行区别对待,全班同学都是一个实践项目,没有创新性[3]。
1.4 实验人员配备、资金投入等方面存在不足 目前,我国工业工程专业发展还处于发展的初期阶段,很多企业对该方面的专业技术人员还不重视,很多高校,在培养过程中也缺少经验丰富的专业实训指导教师,在实验室建设和实训基地建设方面,因高校办学经费不足,造成对该方面投资不足。造成实验设备老旧,先进的实验仪器相对较缺乏[4]。
2 工业工程专业实践教学新思路
2.1 实践教学安排 从实践教学安排上,打破原有的实践课程安排在第5-8学期的安排方式,让学生从一入学就接触实践教学,了解专业知识,认识专业的发展前景,了解专业的发展前沿,培养专业兴趣。并且每个学期末,都进行16+x模式的实践教学,其中x为实践教学的周数,它是根据实践教学的内容,合理的安排教学时间的。
2.2 实践教学内容 从实践教学的内容上,改变传统实践内容只停留在认知和参观时间的模式,加强学生动手能力的培养,从基础动手能力培养学生的专业认知,培养学生的兴趣。改变一成不变的实践教学内容,通过鼓励学生自我开设实践项目,鼓励学生大胆尝试。同时,实践指导教师,根据企业当前所需人才的技术要求,开设与企业生产密切相关的实践项目,而至于让学生直接参与企业生产项目,在实践过程中,完成企业合作项目。提高了学生的动手能力,同时,为学生解决实际问题,为学生就业打下了很好的基础。
2.3 多种渠道,完善实验设备和实验条件 由于我校属于新建本科院校,在实验室建设方面的投入还有很多不足,但很多教师充分发挥自己的人脉资源,通过企业捐赠,校企合作等方式,逐步完善了工业工程专业实验室;并建立了6个专业的校外实习基地。同时,充分利用中央和地方政府对高校建设的投入资金,建设了一批高质量,高层次的实验室。
2.4 实验指导教师的挑选 在实验指导教师的安排上,充分发掘专业教师的工作背景和专业背景,特别是一些有过企业生产经验的教师,让他们设计与企业生产密切相关的实验项目,指导学生专业实践。并且,根据不同年级学生的学习过程,进行实验项目逐级深入的实验教学方法。既让学生能学得懂,学得会,又让学生有兴趣学习。同时,我们加强对实验指导教师的培训,所有实验指导教师每年暑期都会安排到当地的生产企业进行企业培训,掌握企业需求和企业的先进技术,为指导学生提供了很好的
条件。
2.5 实践教学通过项目带动的方式进行 对于工业工程专业实习实践,我们打破原有传统实习方式,改变原有的仿真实验或是实践,以实际的生产相结合,通过企业项目或是教师在研的课题,对高年级的学生进行实践锻炼,根据不同的项目组,学生进行的实践项目也是不同的,这些项目都是综合性强,具有实际应用的项目,通过组织学生深入项目中,完成项目中一部分工作,来实现锻炼学生能力,培养创新人才的目的。
3 总结
工业工程是一个实践性非常强的专业,专业培养目标与办学特色上要重视实践教学。我们在充分利用现有的专业实验条件的基础上,开拓思路,创新实验内容方法,通过多种途径完善实验条件。通过项目带动的方式,对学生进行实践动手能力、协同合作能力、分析和解决问题的能力、创新能力等全面素质的培养,对于正处于发展期的新型的中国工业工程专业人才培养是至关重要的。
参考文献:
[1]李浩平,方子帆等.工业工程专业实践教学体系的规划与建设[J].中国电力教育,2011(10).
关键词 制药工程 应用型人才 工程实践能力 创新能力
1制药工程专业工程实践能力培养的重要性
随着全国人民对健康的重视,医疗成为国内十分热门的行业,制药工程作为一个重要分支,也成为了热门专业。近年来,制药产业对专业人才需求量大幅度增加,需要高校培养出更多高素质的应用型工程技术人才,工程实践的锻炼和工程实践能力的培养显得尤为重要。强化工科学生工程实践能力的培养是新世纪高等学校的根本任务,也是衡量高等学校教育教学质量高低的重要标准。 然而,由于高等学校长期以来一直缺乏工程的背景c环境氛围,传授的知识偏重于理论基础,忽视工程意识和实践能力的培养,从而严重影响了制药工程专业学生工程实践与创新能力的培养。因此,高校在注重理论基础知识的同时,更要注重学生工程实践能力的培养,强化理论与实践、科学与技术的紧密结合,培养出能够从事产品研发和工程设计等工程技术应用型人才,这对学生未来的发展也有着重要的现实意义。
2工程实践能力培养目前存在的主要问题
2.1思想认识上对实践教学重视不够
工科学校普遍存在重理论、轻实践,重知识、轻能力以及重课内、轻课外的局面,也即教师的精力主要放在理论知识的传授上,学生的精力主要放在考试上。甚至还有学校把传统的“培养工程师”理解为“培养工程科学家”。出现这些问题的根源主要还是在于教育理念上对实践教学重视不够。在实际教学过程中,实践教学被置于附属地位,没有形成一套完整的工程实践教育教学体系,学生对工程实践教学也不够重视,认为是“走过场”,导致学生在接触工程实践时学习方法和工程知识的积累严重不足,从而直接影响了学生工程实践能力的培养。
2.2社会对工程实践活动的的支持力度不够
目前大学生的认识实习、生产实习、毕业实习等工程实践活动主要是到各大制药企业进行参观实习,但由于受到社会大环境的影响,很多制药企业认为学生的生产实践活动是一种负担,不太愿意接受学生的工程实践活动。另外,学校对学生工程实践活动投入的经费不足,使得学生赴企业现场实习难以落实,即使进了企业单位,学生由于受到安全生产和实习时间等因素的限制,也只能走马观花式的参观,不能动手实践。另外,一方面现在大学生普遍害怕吃苦,适应能力差,不能很快适应企业环境,尤其是生产车间环境不是太好,另一方面大部分学生要考研,他们认为实习会占用他们的学习时间,因此大多数学生对实习应付了事,这就直接影响了学生的实践效果。
2.3 教学资源和实践资源短缺
近年来,我国高校虽然加大了实践教学的投入,实习条件也有了明显的改善,但实践教学开支也逐年增加,因此整体上实践教学环节依然比较薄弱。一是实践教学经费投入不足,比如实验室面积不足,实验仪器有限,仪器设备陈旧老化等,这些都制约了实践教学的发展,尤其是新办专业问题更为突出。二是,学校教师工程研究项目不多,经费也不足,本科生能参与到其中的机会也很少。三是没有建设制药工程实训基地,多数学生只能在企业实训培养,难以提高自己的工程实践能力。四是实践教学管理评价体系不完善。虽然很多高校颁布了一些考核评价方法,但对实践环节的考核要求不严,对能力的考核标准与方法不够科学规范,导致学生被动地应付实践教学环节,并且考核后评价意见未能及时反馈,使得实践教学水平很难得到提高。
2.4 教师的工程意识和工程实践能力不强
学生工程实践能力的培养与教师的工程素养和实习指导能力息息相关。纵观高等工科院校,中青年教师大都是学历层次高、知识面宽,拥有扎实的基础知识和深厚的理论功底,但他们大多数都是从校门到校门的“双门型”教师,普遍缺乏现代工程实践经验。另外,随着高校教师工作量和工作压力的增大,高校教师很少有机会和时间走出去接受工程实践锻炼,他们对企业的开发、设计、生产工艺、设备等不了解,因此在讲授专业课时,缺乏理论联系实际的实例,不能很好地指导学生实习实践,因此也很难培养出有工程实践能力的学生。
3培养工程实践能力的途径
3.1立足现代工程教育时代要求,完善人才培养计划
随着社会不断发展,现代工程教育也在不断地注入新的内涵。高校应该立足于现代工程教育时代要求,关注企业和行业需求,结合本校本专业实际,制定适应社会发展的人才培养计划。首先要加强理论与实践的深度融合,这就要求在课程安排方面既要让学生认识学科理论知识的重要性,又要强调理论知识在实践中的应用,从而使理论教学与实践教学有机结合,进一步提高学生工程实践能力;其次是强调知识与能力的协同性,这就要求在课程内容的设计方面要注重各工程专业知识在工程实践中的深度应用,解决实际工程中的具体技术问题;三是强化学生对工程实践的认识,在课程教学时间安排上,尽可能提供更多的时间让学生参与到工程实践的系列活动中,这些工程实践活动必须具有连续性和贯通性,体现与工程实践问题的无缝对接,而且针对专业系列实践活动要有一套完善的考核机制,提高学生对工程实践的重视。
2018年吉林省的高等教育毛入学率达到58.5%,已经进入高等教育普及化阶段。进入高校校园的学生人数越来越多,大学生的个体素质差异也越来越大,在这种情况下,很多大学新生都对所学专业不太了解,既不明白自己学习的专业“是什么”,也不清楚自己学习的专业“有什么用”。专业导论是面向大学新生的一门专业入门课程,在进入专业课程学习之前,旨在帮助学生理解本专业的目标和要求,概述核心思想、课程结构、方法,培养和激发学生的专业兴趣和学习热情,介绍与学习者未来职业的关系等的引导课程。[1]
但是,通过查阅文献结合本专业实践,发现导论课程存在着以下问题:教学模式单一,多采用传统“教师讲、学生听”的教学模式;缺乏实践教学部分;对整个学习过程的监控较弱;学生零基础且主动学习意识不强等。
二、粮食工程导论课程的定位与内容设置
(一)粮食工程导论课程的定位
粮食工程导论课程是粮食工程专业的先导课程,是为剛刚进入学校的一年级新生准备的。这是一门引领学生步入粮食专业领域、了解粮食工程专业的基础性课程。该课程的目的是让刚进入大学不久的一年级学生了解培养学习兴趣,引导学生设计其发展方向。通过该课程的学习,能了解粮食工业发展概况,使学生获得粮食工程专业必要的基本理论、基本知识和基本技能,为今后的专业学习打下一定的基础。
(二)粮食工程专业导论课程的容设置
本校粮食工程专业在2015年版本人才培养方案中设置24学时的粮食工程导论课程,课程安排在第二学期。
(1)认识学校、了解专业。由于中学教育中对职业规划的引导不够充分或是专业调剂原因,很多进入大学的新生往往对学校对所学专业缺乏了解,不知道自己要学什么,学习课程有什么用。专业导论是帮助学生认识学校、了解办学条件和专业情况的课程。通过对学校历史沿革、专业背景、专业培养目标的介绍,新生对本专业的国内外发展概况及本专业与相关学科或专业的关系、本专业的定位及相关行业的发展状况、本专业的人才培养模式与培养目标、本专业的教学资源、深造的通道、就业前景及本行业所需的工程素质等有所了解。[2]
(2)课程体系解读。课程体系由一个专业所设置的课程相互间的分工与配合构成,解读课程体系能够使学生正确认识基础课、专业基础课和专业课之间的关系,熟悉选修课设置的意义及其选课操作模式。[3]课程体系的解读可以使学生了解大学四年需要“学什么”,能帮助学生了解本专业应掌握的基本知识结构和制定学习规划,为新生的学习起到良好的导向作用。
(3)专业知识概述。粮食工程导论课程的教学目的不是让学生掌握很多粮食工程具体的专业知识,而是通过本课程介绍粮食工程的专业术语,了解粮食的定义,初步了解粮食科学和工程技术基础的基本知识框架,了解粮食加工工艺技术的研究、粮食质量安全研究、粮食储藏和流通等。
三、粮食工程导论课程的实践探索
(一)微课
微课是指以视频为主要载体、时长一般控制在15分钟以内,有明确的教学目标、内容短小、集中说明一个问题、面向学生学习的课程元素。2017年粮食工程导论为加强课程建设,实现导论课程教学模式创新,申报粮食工程导论微课建设。
粮食工程导论微课是课程的重要组成部分,按导论课程内容由若干微课要素组成。粮食工程导论每次微课只讲述一个教学知识点或解决一个问题,供学生自主学习使用。粮食工程导论微课选择学生学习过程中的重点、难点录制微课,学生通过阅读、自主学习就能理解的内容不录制微课。
(二)翻转课堂
翻转课堂是指重新调整课堂内外的时间,将学习的决定权从教师转移给学生。它具有教学信息清晰明确、重新建构学习流程的特点。翻转课堂是一种在互联网支持下打破时空壁垒,让学生能选择最适合自己的学习方式。粮食工程导论课程将课程内容中难点、重点通过微课进行课前信息传递,教师将录制好的视频传给学生供学生学习,并留下思考题目。在课堂上,教师和学生进行互动、探究、解决问题。粮食工程导论课选择12学时的教学内容,通过翻转课堂微课这种形式来实现,解决零基础学生在学习涵盖专业知识的专业导论课程缺乏学习兴趣的问题。
(三)蓝墨云班课平台
蓝墨云班课是由一款利用移动智能设备开展课堂内外即时反馈互动教学的云服务平台。粮食工程导论课程采用这一平台进行课前、课中、课后各环节设计。课前利用平台“资源库”功能进行粮食工程导论微课的课前推送。课中以“投票问卷”“测试”“课堂抢答”“小组评议”等功能进行师生互动、解决学生的问题。
(四)与专业认识实习相结合
粮食工程专业将专业导论课和认识实习安排在同一学期,前8周学习专业导论课程,第10周进行专业认识实习。通过这种延伸将专业导论课与认识实习有效衔接,强化学生学习兴趣。专业导论课程的专业介绍、专业知识概述与参观粮食工程相关实验室、实训车间(稻谷加工工艺车间、油脂加工平台)、粮食企业实习就业基地有机衔接,为专业导论课起到良好的扩展与促进作用。
关键词:化学工程与工艺;工程实践;能力培养;体系构建
1化学工程与工艺专业现状分析
从发展历程来说,我国近代的化工产业远远落后于世界其他国家和地区,在人才培养方面存在很大的弊端。建国以后,为了改变这种现状,国内开办了很多职业化工教育院校以培养应用型人才。在所开设的专业中,化工工程与工艺专业是一门实践性强、动手能力要求高的学科,在教学目标中,强调学生的独立工作能力、独立自主能力和探索实验能力。从上世纪80年代以来,我国的化工类专业人才逐渐进入市场,在满足社会发展需求的同时,也逐渐反馈一些人才培养的改进信息。就现状而言,化学工程与工艺专业的教育体制依然需要改革,人才培养方式依旧需要深化,使之能够适应快节奏的现代化化学工业发展,满足市场经济体制下人才竞争的需求,提高企业在国际市场上的竞争力。
2加强工程实践能力培养的策略
(1)重视基础知识的掌握
化学工程与工艺专业具有较强实践性的特点,对于大部分学生而言,牢固的掌握基础知识,是日后提高自己的关键。从教学角度来说,从大学专业入门基础课程抓起,严格要求,特别是在基础实验动手能力方面要打好基础。结合专业特点而言,化学工程与工艺所涉及的基础学科包括化工原理、反应工程、化学工艺设备及化学物料基础管理等。如果忽视了基础知识的掌握,不但在真实工作中难以适应,也很难再有弥补的时间和精力。相对应地,基础知识掌握牢固,在安全、精细、稳定等操作层面会养成标准化的习惯,甚至不需要规章制度的约束就能够主动做好,促使工作效率大幅度提高。基于这一目标,要求教师在教学的过程中采取多样化的方式,让学生更多的接触到现实岗位环境。如借助多媒体手段,综合应用视频、动画、图片等,让现实中的具体形象呈现在学生眼前,比单纯地依赖课本去讲解、去想象要更有效果。例如,借助3D动画模拟的形式,对某一化工设备的工作原理展开讲解,通过不同角度、分解状态或透视功能,让学生了解工作状态中的机械设备状态;同时,也可以模拟不按照规章操作之后,可能发生的危险状况。而利用这种手段,可以举一反三,实现基础知识的强化。
(2)突出教学与实验结合
在校学习阶段,学生的动手能力主要依赖于实验,为了满足进入工作岗位之后具有更好的适应性,教学过程要与实验案例紧密的结合起来。一般来说,化学工程与工艺专业教材中,每一章节都存在典型的工程案例分析,而这些案例只是通过简单的讲解,是不能发挥实践能力锻炼的作用的。结合教学中所涉及的案例,教师设计相应的实验项目,将知识点和实际操作巧妙的结合起来,不仅可以提高学习的新鲜感,也能够激发学生的自豪感和学习主动性,培养浓厚的研究兴趣。
(3)培养科研及工程设计能力
化工行业的人才培养与常规人才相比具有较大的差异,循规蹈矩或墨守陈规是不能促进生产效率提升的,科研能力和工程设计能力的培养是必须的,也是在未来的工作岗位中解决实际问题的重要训练。结合现实情况来说,我国在培养科研能力和工程设计能力方面还有很大的欠缺,突出表现是毕业考核中,化学工程和工艺人才重视论文写作,但不重视设计内容,导致能力的培养发生了偏离;而只会“纸上谈兵”的人才是不可能发挥实际的作用的。建议针对该专业的人才培养考核机制进行改革,增加更多的实践性内容。
(4)构建稳定的岗位实习基地
实习是从校园走上工作岗位的第一阶段,也是理论联系实际的重要时期。工科学生的实习周期较长,而化学工程与工艺专业学生在实习中,应该更多地接触到基层,了解真实工作环境的状态。但是,从安全性角度考虑,最好的方式是具有一个相对完善、监督严格的实习场所。通过学校与企业签订人才培养合同的方式,建设稳定的岗位实习基地,匹配一些技术成熟的工程技术人员,且具有较好表达能力,可以在实习中为学生讲解相关问题及解决措施,达到事半功倍的效果。
3结语
综上所述,随着我国现代化工业体系的不断发展和完善,化工工程与工艺专业作为一个实践性强、应用范围广的专业,应该从完善学校教育环境和人才培养体制入手,增加投入、严格要求,为我国的工业现代化发展贡献力量。
参考文献:
[1]刘柳,吴洪达.化学工程与工艺专业实践课程评价体系的构建[J].实验室研究与探索,2009,04:96-100.
[2]赵国庆,谢永,李晓玲,周丹红.化学工程与工艺专业学生实践能力培养模式的探究[J].广州化工,2015,19:174-176.
[3]李娟,王树立,郭泉辉.化学工程与工艺专业学生工程实践能力培养的思考[J].河南化工,2010,21:55-57.
1 实践教学改革的思路
针对我校制药工程专业实践教学出现的问题,提出了改革的思路:按照人才培养方案的内容,将实践教学体系进行模块化,层次化,根据学生完成相关课程的情况,开设相对应的实践课程,通过完成各实践模块相关的实践内容,使学生的实践能力、创新能力得到显著提升。实践教学体系如图1。
2 实践教学改革的措施
2.1 夯实基础实验
基础实验主要指有机化学实验、无机化学实验、物理化学实验、分析化学实验。这些课程开设的实验是基础性实验,应注重这些基础实验的原理和操作。对这类基础实验制定严格的考核标准,力图每个学生对每个操作过程熟练掌握。
2.2 充分利用模拟仿真实验进行模拟实践教学
我校化学与生物工程系成功建立区级模拟仿真实验室,拥有较先进的电脑设备和模拟仿真软件,可进行二维、三维的模拟仿真实验。制药工程专业可充分利用现有共享资源,利用仿真模拟实验加深对实验的理解和掌握,项目有:阿司匹林片3D生产工艺过程仿真实验、维生素C制剂含量测定的仿真实验、贝诺酯的合成仿真实验等,通过对经典实验进行模拟仿真,使学生在真正实验操作前有更清晰的了解。
2.3 注重专业课程实验及课程设计
专业课程实验主要包括药物合成、药剂学、药物化学、制药分离工程、药理学、天然药物化学等课程实验,主要通过降低专业课程实验项目中验证性实验的比重,加大综合性实验[3]、设计性实验、创新性实验的比重以培养学生专业实验技能。建设覆盖“化学制药”、“中药制药”、“药物质量控制与检测”方向的校内实践教学基地,新增应用技术型实践教学项目15项,将实验室小试与工厂中试有机结合,形成综合性、设计性实践项目。积极探索开发制药专业实验项目,提高实验课程和专业的结合度。使教学更贴近生产实际,提升专业教学水平,使学生能很好接受训练,缩短学生从学校到社会的适应时间。
同时课程设计教学是工科类本科教学过程中的重要环节,具有很强的综合性和实践性,是该门课程基本理论与实践和科研实际相联系的训练,它包括了对理论知识的复习深化,也结合了对科研和课程设计的方法,是培养应用型人才的重要步骤,改革方法为将开设专业核心的课程设计。
2.4 实验室实施开放式的管理制度
武汉理工大学化工学院通过设立“制药工程开放实验室”使学生创新意识和实践能力得到很大提升[4]。制药工程专业实验室采取开放式的管理模式,免费向学生和教师全天候(包括寒暑假、节假日、双休日)开放,主要有教学实验开放、创新实验开放、中大型仪器开放,为学生提供优质实验教学平台,实现实验教学资源最大化,为学生提供更多的课外科技活动的机会,同时为教师科研实验提供便利。
2.5 鼓励学生参加各类竞赛、申报创新创业项目和报考国家职业资格证
鼓励学生积极参加各类专业竞赛,包括广西化学化工论文和技能大赛,全国大学生制药工程专业“国药杯”大赛等不同类别的竞赛;鼓励和指导学生申报校级、区级和国家级创新创业项目;鼓励学生报考国家职业资格证,如化学检验工高级工证、食品检验工高级工证、中药调剂员证、医药商品购销员证等。通过以上措施,营造技能训练的浓厚氛围,有助于应用型人才培养目标的实现,强化了学生职业技能,有利于提高学生创新创造能力和实践能力,提高了毕业生上岗适应能力和竞争能力。
2.6 加强毕业设计实践环节
毕业设计及论文是制药工程专业重要的综合性实践教学环节,可促进学生形成独立工作能力、培养学生工程实践能力和理论研究能力及创新意识。鼓励学生毕业论文选题时结合自身学习兴趣、教师科研项目以及社会需要和企业要求[5]。在进行毕业设计实验时严格要求,强调独立完成实验。通过毕业论文可以使学生的实践能力、创新能力、分析问题和解决问题的能力、科研精神和独立工作的意识能切实得到锻炼。
2.7 校企联合教学,强化专业实习实践教学环节
校外实践是实际生产与实习相结合,让学生动手并体会基本的化工生产过程,真正了解企业的实践教学环节。依托校外实践基地,加强实践教学环节,使理论教学与实践教学相结合,提高学生综合能力。制药工程专业要积极与药企合作[6],拓展合作领域,建设更多稳定的校外实践基地,拓宽和深入合作领域、合作项目,满足学生认识实习、生产实习、课程设计需求。制药工程专业的学生应该通过3-6个月的生产实习锻炼自己的交际能力,同时学习实习基地的管理经验等,为走上社会后适应社会奠定基础。
3 实践教学改革的成效
经过探索,制药工程专业理论和实践课程体系逐步完善,形成一定的教学模式和方法,通过以上一系列的改革,实践教学取得一定成效。我校制药工程专业于2014年成功申报“广西区级高等学校优势特色专业”,并得到自治区100万建设经费,建成了具有教学、科研、生产、培训四大功能的“化学制药”、“中药制药”、“药物质量控制与检测”方向的校内制药工程GMP实践教学示范中心。同时经过努力,我校制药工程专业与“桂林澳林制药有限公司”、“广西崇左方略制药有限公司”、“广西科伦制药有限公司”、“北海圣民制药有限公司”等形成校外实践基地,形成校内外结合的实践教学方式。
3.1 实践教学课程成绩斐然
通过制药工程专业学生的实际知识、能力与素质结构符合培养目标的要求。从课程设置看,制药、药学理论以及制药实验技能等专业课程占主要部分,同时设置了充足的实践教学课程。这样的课程安排能使学生获得较强的实践基本技能,尤其是专业实习和毕业论文(设计)及实习环节,对学生运用专业综合能力帮助颇大。2011级―2015级制药工程专业学生的成绩统计分析表明,学生每门实践功课的及格率均在95%以上。统计数字说明学生的基本理论与基本能力达到了教学大纲的要求,符合预期效果。
3.2 学生参加科技竞赛和国家职业资格考试成绩卓越
制药工程专业学生参加国家级、教育厅和学校举办的各种比赛中均能获得较好成绩,2014年全国制药工程专业大学生“国药杯”获得优秀奖,2015年全国制药工程专业大学生“国药杯”获得三等奖,广西高校化学化工类论文及设计竞赛,共获二等奖2项、三等奖4项,优秀奖1项。制药工程专业学生积极报考国家职业资格证,如化学检验工高级工证、食品检验工高级工证、中药调剂员证、医药商品购销员证等。该专业90%的学生通过了国家职业资格证鉴定与考试,强化了职业技能,提高了毕业生上岗适应能力和竞争能力。
3.3 大学生创新创业项目成果累累
我校鼓励和指导学生申报大学生创新创业项目。制药工程专业学生积极申报校级、区级和国家级大学生创新创业项目,成功申报各级项目累计32项,其中国家级大学生创新创业项目8项,区级大学生创新创业项目10项,校级大学生创新创业项目14项。这些创新项目在制药工程开放实验室中圆满完成实验研究并通过结题,学生的实验技能和创新能力得到大大提高。
3.4 毕业生就业水平显著提高
制药工程专业毕业生主要在制药企业及制药相关的科学技术和其他领域从事技术研究、教学、产品开发与检测、生产技术和经营管理等工作。从目前跟踪结果来看,毕业生主要在区内就业,具有较强的专业技能和责任心,工作积极主动,受到用人单位好评,学生就业率在98%以上,专业对口率90%以上。
关键词:工程教育专业认证;制药工程;实践教学
随着我国经济的快速发展和工业国际化的趋势,为提高高等学校工程教育质量,过去的十年里,工程教育专业认证在我国已经引起了各高校的广泛重视。我国工程教育专业认证始于1992年,开始进行建筑学、土木工程等6个工科专业评估,同时探索工程教育专业认证工作[1,2]。2006年我国成为“华盛顿协议”签约国,正式开始工程教育专业认证工作,2016年的国际工程联盟大会上,我国成为《华盛顿协议》正式会员,工程教育认证同时在我国全面开展[3]。全国高校制药工程专业的工程教育认证开始于2012年,华东理工大学和合肥工业大学的制药工程专业通过了工程教育专业认证,到2016年已有12所高校的制药工程专业通过了工程教育专业认证。工程教育专业认证的核心内涵就是建构“以学生为中心,产出导向”的人才培养体系,并突出过程的持续改进。
制药工程专业是一门涉及药学、化学、生物学、工程学和管理学的交叉学科,涵盖了中药制药、化学制药、生物制药和药物制剂与工程等内容。旨在培养从事产品设计、生产、营销、维护和工程项目施工、管理、运行和服务等工作的高级应用型专门人才[4]。制药工程的专业特点是实践性强、专业性强,其中实践教学是制药工程专业教学的重要内容,对于培养学生的实际操作能力、创新思维、对理论知识的理解和分析解决复杂工程问题的能力起着非常重要的作用[5,6]。本文将结合传统实践教学过程中出现的问题及工程教育专业认证背景下的要求,探讨制药工程专业实践教学环节的改革。
一、改革实验课程体系,培养系统性思维和创新思维
制药工程专业实践教学环节主要包括专业实验、课程设计、认识实习、毕业实习和毕业设计(论文)等。专业实验的课程设置中,内容涵盖药物合成、中药提取、药理学、制药设备、化学与仪器或设备的分析以及工程基础实验等。首先,实验内容均为认知性和验证性实验,大部分实验都是按照实验教材进行重复性实验,并且由教师逐个步骤进行指导,学生得到的数据与结果基本相同,出现的问题也大同小异,不利于培养学生的创新思维和探索精神。其次,课程内容相对独立,每门课程根据课程情况设置实验内容,各学科之间关联性小,不利于学生系统知识的培养,不能够使学生充分认识制药过程的复杂性、完整性和综合性[7,8]。最后,实验教学过程中,对工程教育认证的毕业要求中设计、开发解决方案的安全和环境因素未列入教学内容中。基于以上问题,实验教学改革中应设计药学综合性实验,内容涉及化学药物(同一品种)的合成或中药的提取纯化、工艺设计、质量控制、药理学实验、药物制剂及制药设备或仪器实验,使学生巩固药学理论知识,培养学生系统性和知识结构体系的完整性。设计创新性实验,学生以小组为单位进行题目的自选或根据教师成熟的科研结果,从查阅文献、实验方案的设计、操作实验、分析结果和结论、提出问题并加以讨论,培养学生独立思考能力和创新思维,符合工程教育专业认证中分析和解决复杂工程问题的培养目标。除在理论课程体系中加入《制药安全工程概论》等课程外,实验课程教师要在课程的教学设计中加入实验安全教育和三废处理方法等内容,培养学生在学习工作中的安全和环保意识,同时也符合毕业要求中具有良好的环境保护和职业安全意识。
二、建立完善稳定的生产实习基地,提升学生的实践能力
在制药工程专业人才的培养过程中,生产实习是培养学生理论联系实际的重要部分,能够加强学生独立工作能力[9]。生产实习主要以参观、认识和参与生产的形式为主,由于学生人数多、生产周期、工厂检修和安全卫生等问题,存在实习单位落实难、学生动手机会少、参观走马观花及学生理论知识不扎实等现象,学生在生产实习期间对所学知识的实际应用和对制药过程的整体、全面的了解受到限制[10]。因此,学校应加强校企合作的人才培养模式,积极建设完整稳定的校外实习基地,同时随着计算机在药物领域的广泛应用,建设校内仿真实习基地对学生实践能力的培养也具有非常重要的作用,通过仿真操作使学生对制药过程的生产原理、生产工艺、操作规程以及安全和环保问题有充分的认识和理解。在生产实习之前,由指导教师和企业技术人员对制药过程中的生产工艺流程、工程学基础知识、设备原理及结构、主要工艺参数、企业概况、产品工艺规程及安全环保问题进行讲解,并提出一些问题。做好学生生产实习前的准备工作,使学生在实习过程中有条理有目的的学习。
三、改革教学模式,深化课程设计教学改革
制药工程专业课程设计是本专业综合性和实践性较强的教学环节,是学生运用综合理论知识分析和解决实际工程问题能力的一次全面考核。通过课程设计,使学生掌握工程设计的基本程序、原则和方法,熟悉查阅技术资料、国家技术规范、正确运用公式和数据,并运用简洁的文字、图形和工程语言正确表达设计思想和结果。同时也是为毕业设计打下良好的基础。以往的教学存在以下一些缺点:(1)题目设定上不能发挥每位学生的学习积极性和创新能力。教师给定的题目往往大同小异,并且可能与毕业设计或今后的工作关系不大,同组学生的设计内容基本相同。(2)课程设计过程中学生理论知识的正确运用不能得到保证,设计过程中存在一些共性问题也不善于与指导教师沟通。设计过程中,还有部分理论课程没有进行,学生对这部分知识还不能够完全掌握和正确运用,也是导致一些设计不合理的根本原因。(3)教学时间不利于保证学生课程设计的全覆盖,课程设计的时间固定为2周,且大部分与考研时间冲突,因此,导致考研的同学基本上不参与,同组同学做了大部分工作。鉴于以上存在的问题,根据培养目标的要求,需要探索课程设计教学模式的改革。首先,运用导入式或启发式教学,在课程设计开始前,由相关专业的理论课教师对课程设计中涉及的工艺流程、工艺计算、设备或仪器以及制药环境保护和安全等问题进行重点讲解,使学生充分理解设计过程中所涉及的工程学问题。其次,在每学期开学提前进行课程设计分组,在理论教学进行过程中,教师和学生可以共同讨论设计题目的选择,学生可以尽早查阅文献和数据,开始进行设计的准备工作,同时,在设计过程中,每周固定设置讨论教学环节,由指导教师与学生、学生各组间的讨论组成,调动学生学习积极性,发挥学生的主观能动性,培养学生的创新思维。最后,对考研学生,可以进行开放性课程设计模式,利用考研完成后进行课程设计,提高这部分学生的课程设计质量。
四、提升教师工程实践能力,保证毕业设计(论文)质量
制药工程学作为一门多学科交叉的新兴学科,制药工程专业的毕业设计(论文)是培养学生科研能力、工程实践能力和创新思维最重要的教学环节[11,12]。目前,由于教师的科研评价体系和师资结构等问题,大部分教师的毕业环节选题以科研项目为主,具有工程实践经验的指导教师数量较少,导致制药工程专业毕业设计(论文)工程设计的比例较低,质量也不高。因此,要加强师资队伍的建设,对师资队伍的结构进行优化,并且在现有师资队伍结构的基础上,可以加大对教师工程学理论知识的培训,同时聘请企业工程师与校内指导教师组成毕业教学环节的“双导师”,共同指导学生完成毕业设计(论文),保证毕业设计(论文)的质量。根据学生的就业方向,建议各指导教师进行导向性毕业设计(论文)的选题。对于一些具有考研意向的学生,指导教师可以选择以科研项目为主的毕业论文或设计,尽早进入实验室进行系统的科研能力培养,从文献检索、文献总结和实验方案的设计、实施、总结以及论文的撰写进行系统培养。对于准备进入生产岗位的学生,可以选择和工厂相关的品种进行毕业论文或设计,使学生更好的了解自己的岗位特点,工厂的工艺流程和操作规程等内容。以上毕业设计(论文)教学环节的改革符合工程教育专业认证的成果导向的核心理念。
五、结语
工程教育专业认证背景下,高等学校工程教育需转变人才培养的思路,坚持以“学生为中心、产出导向、持续改进”的核心理念为指导,切实提升工程人才培养的质量。实践教学对于培养学生的实际操作能力、创新思维、对理论知识的理解和分析解决复杂工程问题的能力具有非常重要的作用。结合社会及用人单位的人才培养需求,制药工程专业的实践教学应深化对实践教学课程体系的改革,建立完善实践教学平台,优化实践教学资源和师资队伍。从而使实践教学符合工程教育专业认证的要求,同时也有利于培养符合社会需求的制药工程人才。
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关键词:国际视野;工业工程;双语教学;课程体系;教学实践
我国工业工程专业虽然发展了20多年,但仍处于建设时期,而在发达国家它的发展已很成熟,最新研究成果和理论前沿主要出现在欧美。因为有国外先进的教学理念可以借鉴,丰富的教学资源可以利用,所以在该专业开展双语教学具备良好的外在条件。在工业工程专业系统开展双语教学,就是要让学生能紧跟学术前沿,扩大学术视野,获得当前最新理论成果。这些都有助于培养学生国际竞争意识,开阔视野,为进一步培养具有国际竞争力的高质量、高层次及高素质的创新型人才打下基础。
一、设置双语教学课程群的背景
英语作为国际上通用的语言,在各个领域发挥了很大的作用。工业工程专业很多优秀教材等教学资源都是用英文完成的,很多非英语国家的工业工程专业纷纷开设双语课程,是为了充分利用并借鉴世界上最先进的专业知识、思想和理念。采用双语教学,与国际接轨,有利于培养具有国际交流和竞争能力、能在东西方两个学术平台上自由转换的人才。目前中国的工业工程专业研究和教学依然处于学习和追赶阶段,最新研究成果和理论前沿也主要出现在一些发达国家。采用双语教学,是要让学生紧跟学术前沿,扩大学术视野,获得当前最新理论成果。双语教学的目的是使学生深入掌握中、英两种语言下的工业工程专业理论与专业知识,科学融合中外教学精华,在教学内容、教学方法、知识前沿性与实践应用性等方面与国际先进水平接轨,增强学生适应国际竞争的能力。通过本专业双语课程群的建设,学生能够系统掌握现代工业工程专业的基本理论,学到国外先进的、创新的思想和理念;增加专业知识的深度和广度,使教学进一步与国际接轨,培养具有国际竞争力的优秀人才。
二、双语课程群设计思路
我们通过广泛调研、资料查询、借鉴、比较、研讨等方式对双语教学课程群的设置进行了研究。我们的设计思路是:借鉴国内外先进的双语教学模式,注重基础性、系统性、综合性、实用性和创新性,突出理论联系实际和先进教育理念的运用,有效调动学生学习积极性,促进学生外语水平提高和专业学习能力发展。注重双语教学模式的改革与创新,提高双语教学水平;注重教学方法和手段的灵活运用,多渠道强化英语专业术语;注重精心选择教学内容与教材,鼓励自主学习;注重提高学生专业外语水平和直接使用外语从事科研的能力;注重促进学生专业知识、外语水平及能力素质的全面发展。根据国际上工业工程专业能力要求,借鉴发达国家该专业完善的课程体系,结合我们工业工程专业的特色,我们选择国外已经成熟的某些方法性、技术性较强的课程,建立系统化的双语教学课程群,从专业建设的角度充分体现与国际化接轨的思想。双语课程群覆盖了从专业基础课到专业课的各个层次,包括:《应用统计学》、《管理运筹学》、《生产计划与控制》、《物流系统与设施规划》、《系统建模与仿真》、《产品设计与开发》这6门课,实现学生大学4年英语不断线的目标。通过英文教学课件及案例库的建设,教学内容的丰富以及教学方法的多样化等等,系统研究专业基础课与专业课的双语教学,重点研究课程之间的衔接,使课程之间相互促进,知识相互关联,使学生能够站在较高的角度,对本专业有系统、全面、深入的认识。借鉴国外先进的教学理念,注重培养学生的国际视野和竞争能力。学生利用英语学习专业知识,在掌握工业工程专业知识和专业技能的同时了解专业知识的英文表达。专业知识为教学根本,英语只是语言工具,在某种程度上更严谨地阐述科学原理。
三、双语课程群教学实践
1.双语课程之间的衔接。双语教学既要有利于专业知识的传递,又要有利于学生学习效率的提高。这就要求双语教学的课程设置充分考虑专业知识的衔接问题。在开设《生产计划与控制》、《系统建模与仿真》双语课程之前除了基础英语课程外,已经开设了《应用统计学》及《管理运筹学》两门双语教学的专业基础课程。学生此时对该专业领域的基础知识有了初步的认识和了解,也掌握了解决工业工程专业相关问题的基本方法和基本技能。接下来的学习中,学生能够通过预习和复习较好地领会用英语讲授的专业知识,为这两门双语课程的学习打下坚实的基础。后续还有两门双语教学的专业课程:《物流系统与设施规划》及《产品设计与开发》。教师应根据课程特点和难易程度,循序渐进有针对性地组织或调整教学内容。在整个课程体系中避免出现重复或断层现象,较好地起到英语教学的过渡和衔接作用,从而有效地保证学生完成从英语学习阶段到英语使用阶段的过渡,使他们真正学会把英语当成一个有效获取各种知识的工具,这才是英语学习的真正意义所在。
2.教师的作用。教师在双语教学中十分重要,起着规划、实施、引导调节双语教学一系列过程的作用。双语教学的教师必须具备的素质:精通本门课程、外语功底深厚、教学经验丰富、具有强烈的责任感。我们开设这6门双语课程的教师具有丰富的海外留学或交流访问的经历,以及多年的双语教学实践经验,具有较强的国际交流与合作能力,外语水平高,完全能满足双语教学的需要。为了实现双语教学的最终目标,双语课的课堂应以教师为主导、学生为主体,充分调动学生的积极性,挖掘他们自主学习的潜力,从而帮助学生尽快形成英语思维。教师运用启发、引导的方法,提出问题引起学生的注意和兴趣,使之能主动感知、思考和想象,积极地讨论和回答问题,从而使学生的语言能力在各种活动中得到强化与提高,最终实现专业研究能力和语言运用能力的同步提高和有机统一。
在授课过程中,教师在教授英文教材上的理论内容的同时,逐步增加中国案例的讲述,加强将教材中英文理论知识用于中国实际问题的分析,突出理论与实际问题的结合,提高授课的针对性。
3.双语课程的考核。双语教学课程的考核制度比较灵活,综合考查学生的平时作业、课堂表现、实验课表现、团队合作能力、期末考试五部分。对英语不好的学生实行鼓励政策,提倡“不怕错”,营造融洽、活跃的课堂气氛,激发学生的创造性。有的课程还有期中考试,目的是让学生把前边的内容都消化吸收。这种考核方式重在让学生掌握知识并学会运用,而不是为分数所累,目的也是为了充分发挥学生的积极性。
4.双语课程的教学效果。在每门双语课程结束后,都要求学生在网上填写一份关于该课程教学环节的相关建议及意见的调查问卷,包括学生对双语课程的适应性、双语教学中英文的比例、作业量多少、内容掌握程度、效果等都做了详细的设计。调查结果显示,学生基本上对本专业开设双语教学课程群这种模式还是肯定的,不管从教材还是课堂,还是老师的英文水平等,学生都给出了满意的答案。说明这种模式得到了学生的认可,并取得了预期的效果,具体如下:(1)学生不仅掌握了相关课程的基本概念和基本理论知识,而且通过双语学习掌握了用英语进行准确系统的专业表达的方式,同时提高了他们的专业英文的阅读能力和自学能力。(2)初步把握了西方教材对工业工程相关概念的表述模式和相关的理论体系,有助于学生接触到更多的前沿知识以及结合工业工程专业特点形成更完整的知识结构,增强对知识的判别吸收能力。(3)通过课堂提问、书面作业、课堂展示等形式的教学方法,初步培养了学生用外语进行专业交流的能力,增强了学生的英语表达能力。通过小组合作用英文撰写小论文,培养了学生的英语思维及写作能力,锻炼了学生的团队合作能力,全面提升了学生的综合素质。
本文对一个专业的多门双语课程系统、全面地进行研究,重点研究课程之间的关联,根据每门课程的特点及规律进行形式多样的双语教学实践,建设具有鲜明特色的双语课程群。经过多年的教学探索、实践,积累了丰富的双语教学经验,形成教、学、研相结合的教学模式,达到国内外教学研究先进水平。工业工程专业双语教学课程群体系建设完善,有助于学生系统地掌握工业工程专业的国际前沿知识,强调知识的系统性、先进性。
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关键词:化工原理;实践教学;改革措施;实践教学质量
工程类学科来源于实践又服务于实践。化工原理是化学工程类、生物工程类及各相关专业的专业技术基础课程,内容涉及基本理论、工艺计算、设备工艺设计和选型、经济核算以及节能等问题[1-2]。化工原理实践教学是化工原理课程教学的重要组成部分,肩负着使学生将学到的理论知识转化为实践技能的重要责任,是增强学生工程意识,培养学生实践能力和创新能力,提高综合素质的重要环节,在培养高级工程技术人才过程中发挥着不可替代的作用[3]。我院生物工程专业自2003年开始开展化工原理实践教学,经过多年的实践,取得了一定的成绩和经验。通过对现有成绩、经验的总结,不足之处的分析,以及改进措施的提出,以期与兄弟院校之间相互学习和交流,为进一步提高生物工程专业化工原理实践教学质量提供借鉴。
1实践教学取得的成绩
1.1建立相对稳定的实践教学基地
基于生物工程专业工科的教学要求和化工原理课程所担负的教学作用,我校化工原理的实践教学坚持遵循让学生一定能深入到大型化工企业中去锻炼的理念,这就要求学校与企业之间必须建立良好的合作关系。2003年实习之初,由于生物工程专业成立时间较短,缺少人力、物力积累,学院与化工类大型企业的联系较少,实习基地尚未建成。因此自2003年至2005年三年内,我们的化工原理实践教学基本上都处于“游击战”状态。这样必然导致教师、学生以及企业三方面互相了解较少,各方准备不足,实践教学效果不理想。从2003年至2005年,我们先后与兴平化肥厂、西安南风集团和渭南煤化工集团有限公司联系,开展实践教学。至2006年,在院领导和相关教师的不懈努力之下,经过多方对比、协商,把实践教学地点定在渭南煤化工集团有限公司(后简称渭化集团)。经过2006至2009三年连续合作,深入了解,校企双方达成“合作共建、互利双赢”的共识,于2009年6月举行了隆重的化工原理实践教学基地挂牌仪式,化工原理实践教学基地正式建立,教学基地的建立,一方面改善了实践教学条件,另一方面为促进“产、学、研”结合打下基础[4]。
1.2实践教学过程逐渐秩序化、正规化
经过几年的实践教学,基本上已经与渭化集团之间形成了较为固定的实习模式。每一学年,实践教学时间定在第三学期化工原理理论课程结束之后。参加人数约120人,分两批,每批60人。每批学生由三名带队教师负责。实践教学开始之前,由学院主管教学院长和带队教师与企业进行联系,商洽实践教学具体事宜,使企业明确实习目的和学生人数等情况,做好实践教学接待准备工作;进企业之前,统一给学生办理临时通行证;进企业后,先进行安全纪律教育和企业概况介绍;正式实习时,一般将学生分为三组,每组20人,跟随基地指导教师下到不同车间实习,实行倒班制,基地指导教师根据每个学生的现场表现进行打分,反馈给带队教师。最终实践教学考核成绩包括纪律(20%)、实践教学表现(30%)和总结报告(50%)。
1.3实践教学成效显著
经过几年的化工原理实践教学表明:(1)通过实践教学,使学生对化工生产过程的生产组织、管理措施和经营状况有了较全面的认识,通过观看现场真实设备和了解实际的生产工艺流程,对进一步巩固、加深和理解化工单元过程的原理起到很好的作用,同时增强了学生的工程观念,为化工原理课程设计和后续其他专业课的学习打下良好的基础[5];(2)实践教学过程中培养了学生实事求是的科学态度,使之逐步树立正确的工程思想、经济观点和严谨、认真的工作作风,提高了学生综合运用所学知识,独立解决实际工程问题的能力;(3)通过实践教学,使学生加强了理论联系实际的能力,学生在工业生产中感受到知识用于实践后所产生的巨大效益,主动将自己所学的理论知识与工业生产中所需的知识进行比较,找出差距,为今后的学习和工作提供了有益的参考和借鉴。
2实践教学中存在的不足
取得成绩的同时,我们在实践教学过程中也存在着一些不足:
2.1实践教学时间短,不能完全满足实践教学的要求
一方面由于化工生产自身具有的易燃易爆性和随着现代化工生产自动化、连续化和集成化,企业对外来人员数量的限制越来越严格;另一方面,高校扩招以来,学生人数逐年增加,学校实践教学经费紧张,导致目前我院生物工程专业学生实际的实践教学时间仅为2.5天/人,与生物工程专业本科教学培养计划所要求的7天/人实践教学的标准还有很大差距。由于实践教学实践的限制,目前的实践教学还停留在“走马观花”式的参观式实践教学,与实践教学的最终目标还有一定差距。
2.2实践教学内容和基地指导教师的不确定性
按照化工原理实践教学计划,结合企业实际情况,我们制定了实践教学指导书便于指导学生学习,但是由于大型化工企业的生产特点,生产车间随时都有可能出现一些意外情况,导致我们的实践教学内容很难保证按预期计划进行。此外,随着日趋激烈的市场竞争,目前的大型企业都处于不断精简状态,企业人员编制少,工作任务重。因此在整个实习过程中,车间技术员或车间主任很难抽出时间给学生详解生产的主要工艺流程及关键技术,只能临时抽调人员,基地指导教师人员不稳定,导致实践教学内容和效果的波动性。
2.3学生难以真正深入车间,了解相关设备构造和原理
近年来,我国的企业大多进行了改制,技术保密工作要求越来越高,好多企业已经出现了拒绝和学校合作的趋势。在这种发展背景下,厂方为了技术保密或担心侵犯知识产权等原因,不允许学生浏览有关的技术图纸,甚至不允许观摩设备内部结构(除非是巧遇设备检修或其他原因停机检查,否则学生根本无法了解主要设备、管件等的内部结构及物流情况[2])学生到现场后,只能学习熟悉流程、认知设备,对一些基本的安全生产控制方法,开停车和简单的事故处理是得不到锻炼的,学生真正深入车间时间很短,深入了解相关设备构造、原理的机会很少。学生对实习的总体感觉是“实习有用,但是较肤浅”。
3几点改进措施
为了使化工原理实践教学取得更好的效果,经过几年的不断探索,我们提出了以下几点改革措施。这些措施的提出将为进一步提高我院生物工程专业化工原理实践教学质量提供依据:
3.1调整教学计划、将原先安排在学期末进行的实践
教学调整到学生期末考试之后进行将实践教学环节调整到所有理论课程考试结束之后进行,便于学生全身心投入到教学实习实践中去,为提高实习效果提供了时间上和精力上的保证。
3.2系统编写和修订化工原理实践教学指导书,为教学效果提供保证
通过多年实践教学经验的积累,化工原理实践教学逐渐走向成熟和完善,为了进一步提高实习效果,必须在现有条件的基础上重新编写切合自身实习情况的实践教学指导书。内容主要涉及:(1)实践教学的目的、意义和预期效果。实践教学的目的意义和预期效果的提出,一方面使学生能够从思想上高度重视教学实习,端正实习态度;另一方面也使实践教学单位明确责任,依此做好接待实习的准备;(2)实践教学基地概况、生产技术、主要车间的仪器设备、工艺流程、产品种类及特性介绍;(3)实践教学的管理、评估、考核标准。①实践教学考勤占20%,主要考核学生在实习期间的出勤情况和遵守纪律情况;实习期间由学校带队教师考核;②实践教学的现场考核占30%,由实践教学基地指导教师根据学生参与情况和业务能力考核;③总结报告占50%,由所有实习指导教师根据实习报告质量统一考核。实践教学指导教材的编写,是实践教学进一步正规化的重要保障,这样教师有据可依,学生有章可循,企业任务明确,实践教学效果有明显改进。
3.3利用多媒体手段,结合实践教学指导书,减少实习的盲目性
实践教学是完全不同于其他理论课教学的,单纯靠书面上的介绍是很难让学生完全理解和接受,学生直接进入企业,必然带有很大的盲目性。因此我们可以充分利用现代化的计算机技术及网络资源,将实践教学基地的生产工艺、所涉及的典型单元操作、典型设备的原理、结构以及部分现场工作录像片制作成电子课件在实践教学前、实践教学中和实践教学后让学生观看。实践教学前,播放电子课件并与实践教学指导书结合起来进行实践教学动员,使学生在进入实践教学基地之前就对要实习的目的、重点做到心中有数,减少实践教学的盲目性。同时,通过形象、生动、色彩缤纷、图文并茂的电子课件的学习,能够提高学生实践教学的积极性,增强感性认识,给学生留下深刻印象,为进一步现场实习奠定基础。
4结束语
总之,化工原理教学实习的改革,是一个长期而艰难的的过程。随着社会的发展、国家和教育部培养创新人才战略思想的不断深入,给化工原理教学实习也提出了更高的要求,化工原理教学实习的改革势在必行。上述内容和观点是我们在总结六年教学实践经验的基础上进行的一些探索和思考,希望能为今后的化工原理教学实习工作起到一定的借鉴作用。
参考文献
[1]王军.化工原理教学中加强学生综合能力培养的实践[J].化工高等教育,2003,77(3):80-81.
[2]张颂红.化工原理课程教学中创新教育的探索与实践[J].化工高等教育,2003,77(3):83-84.
[3]娄向东,王晓冰,赵晓华,等.《化工原理》课程实践教学改革[J].新乡学院学报(自然科学版),2009,26(1):87-89.
[4]王记莲.高职院校《化工原理》实践教学改革浅析[J].化工时刊,2009,23(3):73-77.
关键词:生物工程专业;综合实验课程;教学实践
一、开设生物工程本科专业综合实验课程的意义
学院根据教育部2012年出版的《普通高等学校本科专业目录和专业介绍》,以及教育部高等学校生物科学与工程教学指导委员会的《生物工程专业规范》,将基因工程、生物分离工程、酶工程、微生物学、分子生物学、发酵工程和生物工程设备等课程作为专业核心课程[3-4]。这些专业核心课程以理论教学为主,部分课程也开设了相应的实验课。由于生物工程专业开设的课程较多,涉及领域较广,致使核心课程的授课学时受到限制,相关实验课程以基础性或者验证性的实验内容为主,涉及综合性实验项目较少[5-6]。实验课程采用常规教学模式,即学生课前预习实验原理、步骤方法等,实验员将实验所有药品和试剂准备好,授课过程中,学生按照实验教材的实验步骤“照单抓药”式地完成实验内容[7]。这种教学模式有利于学生掌握基本操作技能与方法,突出单一知识点,但是调动学生的积极性和主动性较差,不利于学生对所学内容的全面理解与应用,较难将所学知识全面融会贯通。为了达到培养应用型人才的培养目标,根据学院目前专业课程实验课程的开设现状,针对生物工程专业开设了“生物工程综合实验”课程。该课程符合广东省部分生物工程类企业对基因工程、生物反应器、分离纯化等基本的操作技能要求,该课程将多门专业核心课程的基础理论和操作技能有机地融为一体,促进了学生对现代生物技术技能的理解和掌握,同时使学生具有了团队合作精神,独立思考完成实验的能力,具备初步的科学研究思维意识和科研能力。
二、米曲霉蛋白酶基因的克隆表达、发酵、纯化及其应用的综合实验课程设计模式
综合性实验是将基础理论知识点与实验操作基本技能进行有机的结合,由多个具有内在关联的小实验组成,学生在实验过程中必须认真做好每个小实验,然后将所有小实验结果有机串联在一起,达到生产出具体产品或者解决具体问题的目的[8-9]。为了让生物工程综合实验课程达到人才培养目标,尽量做到将专业核心课程的基本理论和基本操作技能有机融合,因此,选取了米曲霉蛋白酶基因的克隆表达、发酵、纯化及其应用作为综合实验的教学内容。由于蛋白酶是一类非常重要的工业用酶,占有全世界工业用酶至少60%以上份额,碱性蛋白酶又占总蛋白酶的一半以上,被广泛应用于医药、食品、化工和皮革等行业;而当前商品化的碱性蛋白酶主要来源于细菌,来源于真菌的较少,从真菌中开发蛋白酶也就引起了国内外学者的关注。米曲霉是我国传统发酵食品中重要微生物菌种,该菌产生的蛋白酶对大豆蛋白具有较强的水解作用,对大豆水解物中脱苦味和独特风味具有非常重要的作用[10]。
(一)生物信息学实验模块
生物信息学实验模块主要由表1中2.1的“米曲霉碱性蛋白酶基因的序列分析及表达引物的设计”实验内容组成,该实验要求学生利用BioEdit7.0序列软件查看米曲霉碱性蛋白酶的基因序列及其编码的氨基酸序列,利用GenBank数据库的Blast程序对蛋白酶基因的序列分析,预测其信号肽、前导肽和成熟肽序列,利用Oligo7.0软件对表达引物的设计,学会在引物上添加限制性内切酶位点及保护碱基,以便在下一步实验中获得的PCR产物并顺利酶切。
(二)基因工程实验模块
基因工程实验模块是整个综合实验的重要组成部分,主要由实验2、实验3和实验4的内容组成,该部分主要是对目的基因的PCR扩增、纯化和酶切,然后将目的基因连接至提取出的质粒上,获得重组表达载体,通过电转化将该载体整合到毕赤酵母基因组上,对毕赤酵母转化子基因组的提取,采用基因组PCR技术鉴定目的基因整合结果,通过一系列的基因工程实验技术,让学生加深对基因工程基本理论的理解,以及对基因工程常规操作技术具有熟练的掌握。
(三)发酵工程实验模块
发酵工程实验模块主要是由实验5组成,利用基因工程实验模块构建的工程菌株,分别在三角瓶和发酵罐中进行诱导表达。在三角瓶中发酵采用500mL三角瓶装液量为100mL;而在发酵罐中,采用逐步扩大培养方式,即用多个500mL三角瓶活化菌株后,接种到10L发酵罐中扩大培养,再接种至100L发酵罐中进行诱导表达。本实验模块让学生认识到,采用不同的生物反应器培养,菌株的生长、产酶能力等都具有显著的差异,通过理解发酵曲线(pH曲线、溶氧曲线、温度曲线、补料曲线和搅拌速率曲线等)来判断发酵罐中菌体的生长情况。
(四)生物分离工程实验模块
生物分离工程实验模块主要由实验6和实验8组成。本实验模块利用板框过滤技术或离心技术将菌体与发酵液进行分离,对发酵液中的重组蛋白酶采用膜分离技术进行浓缩,对浓缩后的发酵液采用硫酸铵盐析、溶解透析获得粗酶液。对大豆肽饮料采取等电点沉淀法去除未溶解的大豆分离蛋白,采用膜分离技术对其浓缩,提高大豆肽饮料中活性肽的含量。通过该实验模块让学生理解生物产品分离中发酵液的预处理、沉淀分离、膜分离、生物产品的浓缩等原理及基本技能。
(五)酶工程实验模块
酶工程实验模块由实验7和实验8组成。该实验模块使学生认识到采用基因工程技术和发酵技术获得蛋白酶,是目前制备酶制剂的重要方式之一。通过对重组酶的基本酶学性质的测定,获得的最适合温度、最适合pH等实验结果,指导对大豆分离蛋白的水解,并制备出活性肽饮料。让学生从实验中理解酶学性质测定的重要性,以及了解蛋白酶在实际生产中的应用。
三、综合实验课程的教学实践
(一)课程安排
开设综合实验课程要求学生已完成微生物学、分子生物、生物化学、生物工程设备、基因工程等课程的学习,因此,该课程安排在大学三年级的第二学期,采用集中授课的方式,共计80学时,全天候进行实验,以确保实验的连贯性和完整性。
(二)实验分组情况
在实验课程中,常常由于学生分工不明确,试剂、药品和设备等数量的不足导致整个实验课程嘈杂、教学秩序混乱,因此,本课程将3~4名学生分为一个小组,将常规的设备、试剂和药品(如移液枪、三角瓶、烧杯、琼脂粉等)分配到每个小组,由小组支配使用管理,直到本课程实验全部完成后再归还实验室。
(三)课堂的组织教学
本课程采用学院的自编教材《生物工程综合大实验》,要求学生课前认真预习,理解实验原理、操作步骤、注意事项等各个方面。每次实验之前,任课教师对本次实验的小实验组成、实验原理、小实验间的关联,可能会出现的问题、实验结果的预测等方面均要向学生详细讲授,使学生理解本次实验内容。学生根据自己对实验教材的预习情况,结合教师对实验内容的讲授,小组内学生之间相互讨论,形成本小组的具体实验方案后,才能动手做实验。在实验过程中,学生是实验操作的主体,要求学生必须全程参与所有的实验操作,即每个实验环节都由学生自己完成,如培养基的制备、各种试剂溶液的配制等。指导教师主要是指导和监督学生动手操作,及时纠正学生的错误操作,对学生每一阶段的实验结果进行总结与分析,针对实验中出现的异常数据和现象要进行重点讲解分析,这对扩展学生知识、提高学生解决实际问题,加深对基本理论知识的理解具有巨大的帮助作用。
(四)考核方法
实验成绩是衡量评定学生学习情况的根本依据,合理的成绩评定方式,对提高学生对课程的重视程度,增强学生的积极性和主动性,提高学生的动手操作技能具有重要的作用[11-12]。本课程的成绩评定主要是由3部分组成(考勤和团队协作占10%、实验操作动手能力占20%、实验报告占70%)。“考勤和团队协作”部分由小组长牵头,以及组员间相互监督来评定组员的分数。“实验操作动手能力”由指导教师根据学生在整个实验课程中的动手操作能力评定分数。“实验报告”部分由实验报告的格式、科学术语表述、语句通顺情况、实验结果以及对结果的分析等组成,实验报告格式参照学校学报论文的撰写格式,让学生初步掌握论文的写作规范,实验结果中的表格、图片等均要求提供原始数据和图片,对实验中出现异常现象必须要有合理的解释和说明。
关键词:课程设计;Java程序设计;实践教学;软件工程
0、引言
软件工程专业本科生的培养目标是面向软件产业界对软件工程专业技术人才的需求,培养具备扎实的计算机科学技术基本知识,受过良好的软件设计、开发和工程管理方法基本训练的应用型高级技术人才。
Java程序设计是软件工程专业的一门重要课程,该门课程的课程设计作为实践教学的重要环节,对培养学生的学习能力、问题分析与解决能力、实践创新能力起着重要的作用,同时还可以培养学生的软件工程思想,提高学生的软件开发能力。
1、什么是课程设计
课程设计是学生在学完课程之后集中一两周时间,以个人独立完成或团队分工合作等方式,围绕某一设计题目进行专业实践活动,旨在巩固、强化、拓展所学知识,提高学生实践操作能力和自学创新能力,培养学生团队合作意识。
课程设计是针对性较强的实践教学环节,将课程基本理论与工程实际相联系的综合训练,是培养应用型人才的一个重要步骤。课程设计可以使学生通过查阅资料、分析题目、确定设计方案等一系列步骤将理论知识与工程实践相结合,从而加深对所学知识的理解与巩固,提高整体思维能力、综合应用能力和创新能力。
2、Java课程设计大纲的制定
根据Java程序设计课程的教学大纲要求,制定相应的课程设计大纲,明确课程设计的目的、任务要求、时间安排、设计文档要求、考核方式、备选课题等。由于课程设计以个人独立完成为主,因此课程设计的难易程度应适当,保证学生在指定的时间内能顺利完成。根据计算机技术的应用范围与学生当前的知识储备情况,备选题目可设置多种类型,如小型桌面软件类、管理系统类、网络编程类等题目,当然,学生也可以自拟题目。课程设计文档是学生对自己的作品在系统总体结构、功能模块、程序流程图、类图、主要算法、遇到的主要问题与解决方法等方面进行说明的文字材料,同时要求学生在文档的最后总结在完成课程设计过程中的心得体会。
3、Java课程设计方案
Java课程设计的实施主要由选题、指导、考核3个环节组成,其中,选题是首要的步骤,指导是教师了解学生遇到的问题和完成进度并给予辅导建议的过程,考核是对学生的作品进行检查与评价。
3.1 选题
Java课程设计题目的设置要与软件工程专业培养目标和Java课程的教学大纲要求相一致。课题应尽量满足理论知识与专业技术相结合、软件工程理论与项目实际需求相结合的要求,既要全面覆盖理论课程所学知识,适合实践教学和启发创新,又要联系工程实际,并适应本专业的发展趋势。课题应具有一定的可操作性、设计性、灵活性、挑战性和趣味性。课程设计内容难易程度的确定要以中等水平的学生在规定时间内经过努力能完成任务为依据。
另外,课题应尽可能地与学生的实际学习、生活相关,这样学生在调研、分析设计时更容易了解需求。例如,学生成绩管理系统、图书信息管理系统、宿舍管理系统、ATM柜员机模拟程序等课题与学生的学习、生活相关,在使用计算机时常用的计算器、画图板、音频或视频播放器等都可以作为选题。
在学生明确课程设计的大纲要求后,根据自己对Java语言知识的掌握程度与感兴趣的研究方向,可以从课程设计大纲的备选题目中选择适合自己的题目,也可以自拟题目。
3.2 指导
在课程设计中,学生是主体,教师是主导,因此指导应讲究方法与艺术,最大程度地发挥教师的导向作用与学生的主动性与创造性。指导分为两个阶段,第一个阶段是对学生选题的指导,第二个阶段是学生在完成课程设计的过程中教师对学生的集中辅导与答疑。指导过程同时也是教师对学生进度的检查与监督过程。
1)选题指导。
教师在指导学生选题时要说明各种题目的难度与要求,根据学生基础与能力的不同,因材施教,推荐不同的题目,帮助学生把握好方向。
对于理论基础好、动手能力强的学生,可以给他们提供难度较高、有挑战性的题目;对于理论基础好动手能力一般的学生,难度较高、可操作性强的题目可以激发他们的探索精神、提高动手能力;对于理论基础与动手能力都一般的学生来说,难度中等、有可参照原型的题目较适合他们;基础差的学生要独立完成设计比较困难,因此教师可以建议他们选择源于教材、难度低的扩展性题目。
2)设计指导。
学生在课程设计的具体执行过程中主要由个人独立设计与教师指导两个部分构成。个人独立设计是学生利用课余时间对自己的课题进行设计实现。除此之外,在课程设计期间,教师安排每周2次,每次4~5学时在实验室集中指导与答疑。通过这样的方式,教师可以参与到学生的设计中,了解并开拓学生的思路,发现问题并引导如何解决问题,还可以发掘学生的潜能,同时也可以对整个课程设计的过程进行监督与管理,提高课程设计的质量与效果。
在Java课程的教学过程中,教师应该逐渐了解学生的学习态度与学习情况,因此,鉴于学生态度与基础不同,教师在设计的指导上也要因材施教,有针对性。对于理论基础好、动手能力强的学生,教师可以引导他们进行深入的探索与研究,进行创新性的设计,而不仅仅局限在基本设计要求上。教师要参与他们的设计中,听取他们的思路,对有一定创新性、合理的想法给予鼓励,并给他们提出建议,推荐有关的资料。由于这类学生对新技术的求知欲强,但新技术在最初应用时容易出现问题,所以教师在听取学生的思路时,要及时发现并纠正他们设计中的不合理成分,引导他们朝着正确的方向前行。
对于理论基础好动手能力一般的学生,他们在系统分析与设计中一般都能够完成得很好,但是编程实践的能力欠缺,因此教师通过启发式的方法引导学生,发挥学生的理论水平进行创新性的设计,在系统实现时给学生推荐参考资料,加强对基础知识的应用能力。
对于大部分理论基础与动手能力都一般的学生,教师要帮助学生加深对理论知识的理解,同时在设计上多加指导与启发,引导学生更为完善地完成设计,并在设计中或多或少地表现出一些自己的特色,然后在编码实现时给予更多实际操作性的指导。
在课程设计的指导中,除了教师的指导,也可以采取“强帮弱”的形式,让能力较强的学生参与能力较差的学生的系统设计与实现中,促进他们之间的交流与帮助。
3.3 考核
学生在规定的时间内完成课程设计之后,教师要对学生的作品进行考核,考核的目的不仅仅是为了检查学生完成的情况,更重要的是给他们一个讲解其设计思路并演示作品的机会。考核主要采取学生讲解作品分析设计思路并演示说明作品、教师提问的答辩考核方式,这有助于学生加强知识的全面理解,培养其语言组织与表达能力、应变能力等。
答辩过程要求全班学生参加,分为学生自述、教师提问、学生提问3个环节。首先由学生针对其作品从系统分析、设计、关键技术与算法、存在问题等方面进行讲解,然后演示作品。之后,教师与其他同学可以对答辩人的作品从设计思路、功能、性能、代码与技术等方面进行提问。通过答辩,并结合学生的设计说明书、答辩水平、动手能力、独立分析问题与解决问题的能力、创新精神与学习态度等进行综合考评。对优秀设计者,给予表扬与鼓励,并号召其他同学学习,在评分时适当加分,以调动学生进行课程设计的积极性;对仅完成基本要求的学生,肯定他们的努力,并鼓励他们多实践;对未达到要求的学生,要求其进行整改或限期令其重做。
4、关于Java课程设计的几点思考
这几年Java课程设计的教学效果表明,课程设计为学生巩固所学知识并能学以致用、提高综合应用能力提供了重要的实践平台,教师也从课程设计实践教学中获得了一些有用的经验,为进一步完善课程设计教学提供帮助与参考。
1)注意因材施教,根据学生的基础布置不同的课题。
制定课程设计大纲时,首先制定一个对于大多数学生都比较合适的基本实践要求,然后再针对不同学生的基础设置难易程度不同的课题。这样对大多数学生来说,他们既不会感到实践要求高不可及,又感觉到有一定的难度,比较有挑战性。
2)及时发现并总结问题,积累经验。
在课程设计的整个教学环节中,教师要善于从中发现并总结问题,给予及时、到位的指导。例如,在指导学生完成课程设计时,对于大部分学生普遍遇到的问题,教师要及时发现并进行讲解;从学生上交的课程设计文档中发现学生利用面向对象技术进行程序设计存在的问题,分析问题产生的原因,以改进教学方法;在课程设计答辩考核之后,教师还要对全班课程设计的情况进行全面总结,不断改进。总之,在课程设计的任何一个环节,教师都要善于发现问题,总结经验。
3)教师要不断完善自己的知识结构。
从课程设计的大纲制定、任务布置到指导与考核都需要教师付出很多时间与精力,而且对教师的专业知识与能力要求也很高,因此要想保证课程设计的质量与效果,很大程度上取决于教师的责任心和知识结构的完善。
4)在课程设计中培养学生的软件工程思想。
JaVa程序设计是软件工程课程的先修课程,在讲授程序设计语言时,教师可以适当灌输一些软件工程的思想,让学生对软件开发的基本过程有初步的认识,避免学生陷入“学习程序设计课程只是学编程、软件开发就是编程”的思想误区。实际上,学生在课程设计过程中对系统进行分析、设计、编码、测试等都体现了软件工程思想的运用,程序设计是软件开发过程的一个阶段,通过课程设计能够加深学生对程序设计语言的理解,同时也能较好地培养学生的软件工程思想,为后续软件工程课程的教学打下良好的基础。
5)根据任务的大小,可适当采取小组协作方式。
在这几年的Java课程设计中,由于是面向大二学生,重点是培养学生的个人能力,因此任务的设计主要以个人能独立完成为依据。到了大三、大四,则重点培养团队合作意识。当然,如果课程设计的任务量大、难度大,就可以采取小组成员相互协作的方式完成。教学过程中可以采用分组比赛、奖励等措施来激励各组尤其是知识较弱的学生不断求上进,完善自我,增强团队合作意识和团队荣誉感。
关键词:生物工程专业;校内—校外实习;教学改革
一、工厂实习
1.实习基地选择原则。工厂实习要求学生进入生产企业,参与生产实践,如何挑选实习基地,搭建稳定的实习平台,是保证实习顺利完成的重要因素。中山大学制定了《中山大学本科实习教学基地建设管理办法》,对实习基地的建设和管理进行了规范和加强。实习基地应具有一定规模、期限与稳定性,配备有经验的实习指导人员,提供合适的实习岗位、必要的实习条件和安全健康的实习环境,能满足学校相关专业开展实习实训、毕业设计、社会实践等人才培养活动的需求。基地设立的原则包括:(1)专业性原则。(2)普惠性原则。(3)可持续性原则。(4)共享性原则。(5)规范性原则。实习基地必须与学科专业人才培养密切相关,具有良好的实践教学条件,具备产学研协同育人的良好发展基础。居于以上考虑,我们的学生工厂实习企业定为广东温氏食品集团、肇庆星湖生物科技有限公司、永顺生物制药股份有限公司、广州齐志生物工程设备有限公司等。建设具有竞争特色的实践教学基地,满足学生的实习的目的。2.实习内容。我们将生产实践分为认知实习、生产实习层次。认知实习主要目的是使学生了解现代生物工程产业现状及趋势;了解生物发酵工程生产、生物产品生产的关键技术及其应用;了解现代生物制品的装置及生产方案。生产实习重点在于使学生了解企业的生产工艺流程和企业管理制度;体验现代生物制品的研发;感受生产与销售的真实氛围;安排学生到企业生产第一线工作和学习,提高学生的动手能力、实验技能和实践能力,接受企业的日常管理。认知实习我们可以通过安排讲座,邀请实习单位高层领导、技术专家做专题报告,介绍前沿科技动态和行业发展趋势以及产品的研发流程,参观公司展厅、研发部、生产部与销售部门等方式进行。如在肇庆星湖生物科技有限公司实习,参观科技展厅、核苷酸生产车间、生化厂等,参观过程中由专人协助带队教师进行讲解,了解基于药品规范的工厂内部的管理方法,参观过程中学生与技术人员密切互动。生产实习主要是在公司研发部和生产部门车间进行实际操作,如分别在菌种室、发酵创新平台、质量检测中心(QC)进行实际操作和学习,学习菌种的保存和放大、培养基的配比、产品的纯化及质量控制等整套工艺流程;掌握发酵罐的使用、拆、洗、装、验漏、消滤芯、空消和实消等完整的处理过程;学习气相色谱和高效液相色谱的操作。在永顺生物制药股份有限公司和广州齐志生物工程设备有限公司还学习了疫苗制备菌株与毒株的保存与复苏程序;动物疫苗制品的完整生产流程;生物反应器生产细菌苗流程;传统转瓶与生物反应器生产病毒苗流程等。
二、校内实习
校外工厂实习虽然可以接触生产第一线,但都是由工厂安排实习内容,一些关键性的工艺不能涉及,不利于学生动手能力的培养,也不能开展针对性实习内容。为弥补校外实习的不足,在学校项目基金“生物工程专业实验室与实习基地建设”的资助下,新购置了常压室温等离子体诱变育种仪、四联发酵罐、高通量生物反应摇床、喷雾冷冻干燥机、碟式离心机、陶瓷膜微滤器等生物工程上下游设备,单独组成一个独立的发酵中试基地,供学生使用。以教师科研项目“利用肝素提取废水生产蛋白酶再用于提取肝素”作为学生的实习内容,学生充分利用已有研究成果进行了发酵优化、酶蛋白提取、酶蛋白产品包装等工序操作。可以让学生接触到新型工艺设备,为以后的创新创业打下基础。
三、实习环节的经济投入
除了校内仪器设备的资金投入外,学校提供学生一定的后勤保障。不管是校内还是校外实习,实习过程中都存在一定的不确定性和安全隐患。目前学生的基础医疗保险,没有覆盖实习中可能存在的人身安全方面。中山大学历来高度重视实习生实习期间的人身安全问题。交通工具均为有资质的运输公司提供,同时为所有的实习生在实习期间均提供人身意外保险,为学生、指导教师、实习单位、学校本身等相关方分担了风险,解除了各方对于实习安全方面的顾虑,方便学生顺利完成实习工作。此外,学校提供校外实习生餐费40元/人(一天),减轻毕业实习生的实习成本,有利于他们安心实习。
四、实习评价制度和成绩评定方式
通过反复的实践反馈,逐步规范了实习内容、形式,制定出相应的考核方案和标准。学生赴企业实习,对他们的表现进行考察,保证他们生产实习的效果。认知实习包括学生对行业前沿科技动态和行业发展动态的掌握。生产实习包括学生结合理论知识,在工厂专业人士指导下进行现场观摩学习,进行实验仪器操作,生产实习评价体系由工厂指导老师们共同完成,保证更全面反映学生的动手操作能力以及分析问题和解决问题的能力。在实习完成后,指导教师除批阅学生的实习报告外,还要组织学生用PPT进行实习答辩,检查学生的实习成果。最终实习成绩由平时考勤、个人在生产实习中的表现、生产实习报告等总评而成。
关键词:车辆工程专业;实践教学;教学质量
中图分类号:G461-4
1.引言
实践教学是车辆专业教学过程中的重要组成部分,是实现专业培养目标的重要环节[1]。加强实践教学,培养学生专业基本操作技能、研究创新能力与创业意识,对推进素质教育,深化教学改革,贯彻落实南华大学(以下简称“我校”)“一基三实”“一路三建”的办学思路,有着特别重要的意义。实践教学的内容包括实验教学、实习教学和设计教学[2]。
2.实验教学
实验教学是车辆工程R到萄У闹匾组成部分和主要教学环节,包括独立设置的实验课程和理论课程内安排的实验教学环节。其基本任务是:对学生进行实验技能的基本训练,验证和巩固理论知识,加强理论联系实际,培养学生的观察、动手、分析和独立工作的能力,主动研究的探索创新精神。
根据汽车专业实验大纲的要求,我校车辆工程系开设59项实验,建立7个实验室。在满足实验教学的同时,使车辆实验室具备高水平装置研发和改造的能力,为车辆专业教师科研工作提供支撑,能指导研究生实验工作,使其成为组织本科生参加各类专业竞赛。
3.实习环节
实习环节紧密联系生产实际进行, 带着问题、带着任务、带着课题进行实习。实习环节主要包括:
(1)认识实习:通过对典型的汽车相关生产经营企业或单位的参观,学生对车辆专业涉及的设计、制造、营销等环节有一个全面认识,初步树立工程观念,为后续课程的教学创造条件。
(2)生产实习:主要以工人身份顶岗或跟班劳动的形式进行。培养学生观察、分析和解决生产实际问题的能力,使学生初步掌握本专业的主要生产技能。通过生产实习可以加深学生对汽车专业在国民经济中所处地位和作用的认识,巩固专业思想,拓宽学生的专业视野,激发学习热情。
(3)毕业实习:将学生的毕业设计与就业和创业结合,老师与企业共同商定满足企业需求的毕业设计方案,邀请企业带着毕业设计方案来学校招聘,学生以工程技术人员身份顶岗或跟班劳动的形式进行毕业实习。引导学生深入实际,综合运用所学的专业理论知识和生产技能,培养学生分析和解决实际问题的能力及生产的组织管理能力,并在工作中结合自己的毕业设计课题(论文)收集各种资料。
4.设计环节
设计环节主要包括课程设计和毕业设计。设计选题要求符合车辆专业培养目标,满足教学基本要求,围绕本学科和专业,提倡选择与当前车辆专业发展方向结合,具有一定实用价值的课题;选题应能够使学生综合运用所学车辆专业基础理论、基本知识和基本技能,获得较全面的训练,通过设计教学环节,使得理论认识深化,知识领域扩展,专业技能延伸,锻炼分析问题和解决问题的能力,提高综合素质。
设计教学环节实行指导教师负责制,每个指导教师应对整个设计阶段的教学活动全面负责。指导教师应具备中级或中级以上专业技术职务,有整车或汽车零部件实际设计、研究或制造工作的经验,具有与课题相关范围内较全面的知识,教风严谨、责任心强,能充分调动学生的积极性,既培养学生又能出科研成果。
教研室做好指导教师、学生的思想动员工作,由指导教师向学生下达设计任务书,公布设计工作要求、质量评分标准等有关管理规定。设计教学结束后,教研室组织学生按时按质将完成论文或设计说明、计算资料、图纸、实验数据、报告等,组织相关教师集体评阅,开展答辩工作,按照学校指定设计答辩评分参考标准公正评分。
5.总结
通过实践教学模式的探索,加强了实践教学的规范管理,实现了车辆专业培养目标,培养了车辆学生专业基本操作技能、研究创新能力与创业意识,同时,对推进素质教育,深化教学改革,保障教学质量,具有特别重要的意义;建立了实践教学相关的规章制度,使实践教学有章可循,完成了校院两级实践教学管理体制的衔接。
参考文献:
关键词校企合作软件工程新工科实践教学
1基于校企合作的软件工程专业实践教学模式
区别于传统的实践教学模式,充分利用高校在理论教学中的教学设备齐全、师资力量稳定、教学场所固定、管理配套服务到位、制度保障有力等优势的基础上,结合IT企业独有的利益驱动、应用导向、前沿技术引领等特点,构建基于校企合作的面向实际应用需求的实践教学模式。与传统的实践教学由校内老师在校内指导学生完成不同,该模式的实践教学任务主要是由校、企双方指导老师共同指导学生分别在校内和校外完成。该实践教学模式实施的主要对象是已完成大三学习任务的软件工程专业学生,分为专业实训和毕业实习两个阶段进行,其中专业实训自大三暑假结束前4周左右开始,持续时间为9周,安排学校指导老师以及企业相关技术老师,指导学生设计一些实际应用项目,完成由学校学习到企业应用的过渡;之后转为12周的毕业实习,该阶段各合作企业根据学生自身的知识掌握程度,通过一定的选拔措施,合理安排学生到相应的实际岗位进行实习,为将来的就业积累经验。
2存在的问题
该实践教学模式构建之后,便被应用到软件工程专业的实际教学工作中,得到了学生的一致好评和社会的广泛认可。一方面,软件工程已成为学校最热门专业的之一,从近几年的新生招录情况看,尽管软件工程专业的招生数量逐年增加,但每年该专业的第一志愿投档人数仍然年年爆满。另一方面,毕业生的质量也不断提高,根据学校组织的就业情况回访及社会调查结果显示,毕业生受到了用人单位对的广泛好评,同时学生对专业建设的满意度不断提高,毕业生的薪资水平、就业竞争学科探索力等方面稳居学校各专业前列。此外,根据实际的学生和用人单位的反馈意见,该方案在具体实施过程中也存在一些不足和欠考虑的地方,具体如下:(1)合作企业更换频繁,缺乏长期合作。目前学校选择合作企业的方式,主要采用企业到校宣讲,之后学生根据个人情况进行报名,学校根据学生报名情况确定合作企业的方式。这种方式尽管从公平、公正的角度,最大限度的给予了学生自由选择的机会,但是由于学生缺乏社会经验,容易受到上一届或者前几届师兄师姐的言论影响,主观因素占主导地位,从而导致了合作企业每年更换频繁,学校和企业之间难以形成长期的合作,不利于学校和企业的长远发展。(2)时间安排与校园宣讲冲突,错失就业机会。校内实训的部分时间是每年9月到10月中旬,而这段时间恰好是每年各大企业的校招时间。由于知名企业或规模以上的用人单位一般不会到普通地方高校进行宣讲,因此大部分学生想趁这次机会到附近地区的高校参加校招,从而增加自己就业的几率。但是这段时间要求学生在学校完成相应的实训项目,可能会导致一部分学生,特别是一些能力强的学生,白白错失机会,这个问题也是学生反馈意见最多的问题。(3)实训内容一刀切,缺乏个性化定制。目前的校内实训,主要分知识补强和项目应用两个阶段。这两个阶段的教学内容在具体实施中,没有充分考虑到学生知识水平的差异和素质能力的不同,要求所有学生都要参与到这两个阶段的学习中,最终导致那些能力强的学生索然无味、浪费时间,而能力差的学生来不及消化,跟不上节凑,疲于应付。(4)实习管理不到位,缺乏有效跟踪。关于学生在毕业实习过程中的监督和管理,目前主要采取学校定时巡查、合作企业跟踪的形式进行。由于学生广泛分散于不同实习企业,每个企业情况迥异,这种做法很难保证对每一个学生的实习情况进行有效的管理和监督。比如,有的学生频繁更换实习单位,导致毕业论文难以完成;有的学生则以企业培训或者工作繁忙等理由推脱,不去积极配合学校相关活动的开展。
3改进措施
(1)对合作企业的选择,需建立在合理的评价制度上。首先,在意向企业到校宣讲前,需学校组织相关人员通过查阅有关资料、听取企业汇报、现场走访调查、进行座谈交流等方式,对该企业进行全面的调研,重点考察企业的资质、主营业务、企业规模、社会影响等方面的情况,在充分调查的基础上,形成对该企业综合实力的科学判断,淘汰那些不符合要求的企业。其次,可组织学生去符合要求的企业进行见习,提高学生对企业的认知度。第三,结合企业到校宣讲后学生的选择情况,最终决定合作企业。最后,根据实际情况将对合作企业的考察周期进行调整,可由原来的每一年变更为每两年或者更长时间,这样有利于校企双方积累相关经验,改正出现的问题,提高教学效果,从而达到校企双方的长效共赢。(2)合理安排实习实训进度,解决时间冲突。对于实训时间与“秋招”时间冲突的问题,可以通过调整教学进度或时间来解决。一方面可将9周实训贯穿整个暑假,即将原来9月到10月中旬的实训提前到暑期中,这样既可以解决时间冲突的问题,又可以留下一段时间让学生进行实训知识的总结和消化,查漏补缺。另一方面也可通过适当调整实训课程内容解决这一问题,即在实训后期的内容安排上进行合理设计,提高团队项目开发的时间自由度,让学生在不影响各自团队项目总体进度的情况下,可安排时间去处理进行其他事情。(3)个性化制定教学内容,做到全员覆盖。对于教学内容单一,容易出现一刀切的情况,学校可释放更多的权力给合作企业。合作企业可根据学生生源的质量、知识水平层次等因素,制定多样的个性化的教学内容。如对那些基础知识薄弱、能力稍弱的学生,可加大知识补强阶段的授课力度,实训内容以知识补强为主;而对那些基础知识掌握扎实、实践能力较强的学生,可安排具有一定挑战性、难度较高的项目,或者补充一些新的科技前沿知识或应用给这些学生。让所有的学生均可以通过实习实训有所收获,了解当前的技术发展情况和社会需求状况。(4)实行专人管理,增加过程考核。学生到校外进行实习之后,由于各实习企业的地理位置、实习岗位的要求等情况迥异,导致学校和合作企业对实习学生的管理难度陡增。对于校外实习学生的管理人员安排,无论是对学校还是合作企业,大都是安排相关的老师或者员工进行兼职管理,而繁重的日常工作压力,极可能导致他们根本无暇顾及这方面的管理工作,为此如果条件允许,可安排专人负责这方面的管理工作。另一个解决思路是让学生毕业论文的校内指导老师进行日常的跟踪管理,学生的毕业论文与其实习项目关联密切,同时毕业论文关系到学生的学业学分、甚至顺利毕业,因此该方案可能会成为解决这一问题行之有效的方法。
关键词:石油工程;教学改革;人才培养
根据我校“应用型、创新型、复合型、地方性、国际化”的办学思路,以西北地区丰富的石油资源为依托,2011年我校成功申办了石油工程专业并开始招生。为全面落实高等教育科学发展观,加强我院本科教学工作,切实提高教育水平和培养服务于地方的应用型人才,我院在人才培养方案、师资队伍建设和教学实践中进行了不断的探索与改革。
一、创新人才培养
石油工业是一个知识密集型、技术密集型和资金密集型的国际性行业,同时也是一个与现代科学技术相互融合、交叉和渗透最多的部门之一。我国石油工业迫切需要石油工程高等院校能不断提供大量思想素质高、知识面宽、适应能力强、具备基础理论和专业知识的工程技术人才。同时,毕业生还应具备应用这些基础理论和专业知识解决实际问题的能力。另外,开拓创新精神的也必不可少。这是整个石油行业对所有石油院校培养的石油工程专业学生的基本要求。根据这一要求,我院专业理论课程设置了油气田开发地质、油层物理、采油工程、钻井工程、油藏工程、渗流力学、油田化学、钻井液工艺原理、油气储层保护、提高采收率原理、采油新技术、钻井新技术等一系列石油工程所需的专业课程和公共基础课程。
针对我校“应用型和地方性”的办学特点,结合石油天然气行业发展对应用型人才的需求,以及我院的石油工程毕业生基本都来自西北地区,有利于油田人才的稳定,因此将我院的石油工程专业学生的主要就业方向定位为西北部油田。通过对西部油田特点的初步了解,有些油田属于“三低”油田,即“低渗”“低压”“低丰度”。如长庆油田,它的渗透率比较低,有的区块甚至达到了超低渗。针对这些特点,我院以我校第二次教学改革为契机,及时对人才培养方案做出了改革和调整,即在原有课程设置的基础上,又新增了一些关于低渗透油田开发的课程,如低渗透油气田开发概述、低渗透油气藏勘探开发技术新进展等。
二、师资队伍建设
为了培养出综合素质高、解决实际问题能力强的学生,满足现在石油企业发展的要求,我院在师资队伍建设方面实行多渠道引进、专兼结合的模式。
1.从高校引进应届毕业生。毕业生作为教师的优点在于有一定的理论基础知识和科研经历,可塑性强,但相对缺乏实践知识。
2.从其他高校调用一些有一定科研能力且学历层次高的教师来我院任教。这些教师具备了理论知识和科研能力,在教学过程中结合科研能进一步深化理论知识。
3.聘请企业高级技术人员做我院的兼职教师。这些教师具有丰富的实践知识,侧重于理论与实践相结合,更易培养出具有解决实际问题能力的学生。
4.我院自己培养一些“双师型”教师,采用理论知识与科研实践应用相结合的教学方式。
我院通过这四种方式进行教师队伍建设,使教师不仅具备专业的理论知识,还具备现场生产的实践知识。在这支教师队伍的带领下,培养出能够学以致用且综合素质较高的学生,以满足油田开发发展的需求。
三、实践教学
根据本科教学要求,为了加深学生对所学知识的理解和掌握,我院设置了从基础课程的实验如“电工电子学”,到专业课程的实验如“流体力学”“油层物理”“钻井液性能评价”“采油工程”“渗流力学”,再到生产实践如“金工实习”和“生产实习”等一系列实验教学和实践实习活动。同时我校正准备筹建实训中心,实训中心的设备与油田现场的实际生产设备相对应,可以更好地训练学生的实际操作能力,达到在校培养的学生到了生产一线就可以直接上岗的目的。
为了让学生对石油工程专业有个整体认识,我院新增设了专业认识实习。通过石油工程知识讲座,对石油现场、仪器设备和实验室的讲解并观看视频,对石油工程专业所学和所用有了初步认识。对以后的专业知识学习做先导性教育,增加学生后期专业课学习的接受能力,以保证教学质量。
为了培养学生“手脑并用、创新分析”能力,我院新设开放性实验,打破传统的灌输式教育模式,给学生提供宽松的实验条件,学生可以根据自己的构思和想象做一些创新实验。
四、结语
根据我校“应用型、创新型、复合型、地方性、国际化”的办学思路,结合石油行业人才需求,以服务地方为宗旨,我院对课程设置、师资队伍建设,实践教学等环节都进行了改革,提高教学质量,培养具有“手脑并用、创新分析”能力的优秀学生,为石油行业提供了综合素质高的应用型人才。
参考文献: