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关键词:机械专业 教学改革 专业+工具
现代社会,随着科学技术的进步,社会对人才类型的需求越来越多样化,但介于学术研究型和技能型的复合应用型人才成为社会需求的大多数[1]。以复合型应用型人才为培养目标,本文对工程应用背景下的独立学院机械类专业技术课程的改革进行简单探讨。
一、“专业+工具”培养模式的提出
现在机械类企业为了节约成本和降低风险,绝大多数工程人员都是利用软件在虚拟条件下完成项目的设计和仿真分析等工作,所以在工程应用的背景下,工程应用型机械类专业人才不但要具备扎实的基础理论和全面系统的专业知识,同时又能运用所掌握的知识和工具解决工程上的实际问题。未来应用型机械类专业本科生至少应具备如下两种基本能力:一是具有本专业扎实的专业基础知识;二是具有分析解决机械工程技术问题的能力以及应用计算辅助工具进行工程开发和虚拟设计的能力。本文正是基于以上理论依据提出的,意在培养“专业+工具”的工程应用型机械类本科人才。
二、存在的现实问题
据调查,目前国内机械企业对机械类本科生就业后的普遍反应存在的问题主要有以下两点:一是上岗适应慢,动手能力较差;二是缺乏对现代工程工作流程的了解[2]。因此,在应用型本科专业课程体系的构建理念上,应注重学生对知识结构的自我构建,培养学生良好的工程实践能力及计算机辅助与虚拟设计的能力。存在的现实问题如下:
1.独立学院机械类专业基本上开设了计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助工程(CAE)和计算机辅助制造(CAM)等相关计算机辅助课程,但这些课程在课程体系中相对“孤立”,在专业技术课程中没有很好的应用,也没有真正的融入整个教学体系中。
2.缺乏专业工程应用的“标准训练”,即学生对技术标准的规范性应用不够严谨,而且对工程设计过程缺乏实践认知过程。
3.独立学院学生学习底子薄,学习能力相对较差,但机械类专业技术知识比较深奥,存在学生较低学习能力与深奥专业知识的矛盾,同时存在高校教育滞后于工程实际应用的矛盾。
三、改革的意义
1.在工程应用的背景下构建适合独立学院机械类专业的课程体系,为独立学院机械类专业的进一步发展打好坚实基础。将工程软件融合到专业技术课程中,将专业技术课程中抽象的、枯燥的教学内容形象化、生动化,降低专业技术课程学习的难度,并能真实感受其在工程中的应用。
2.能让学生具有利用专业知识和计算机辅助工具进行实际工程开发的能力,即“专业+工具=工程开发”的能力。能让学生建立虚拟设计的工程意识和设计能力,规范其对专业技术标准的应用。
3.通过此项目的实施,学生会在学以致用的过程中享受学习,形成学生主动学、教师喜欢教的和谐师生关系。
四、改革方案
教学改革需要从以下几个层面分别实施和贯通,最终做到“专业+工具=工程开发”的融合。
1.在专业技术课程教学上,要使学生建立专业理念,形成专业思维,要掌握分析问题的能力,同时要兼顾“工具”的使用。
2.在专业软件课程教学上,要掌握软件基本应用技能,并学会利用“工具”解决问题的能力以及对专业技术标准的应用能力。
3.在实践教学课程教学上,要做到“专业+工具=工程开发”,模拟工程环境,熟悉项目开发流程和专业技术标准。
五、改革效果
目前“专业+工具”的培养方案,在我院正在逐步实施,特别是在专业技术课程的理论教学中学生普遍反映良好,学习兴趣及积极性明显提高。相信随着该方案的进一步完善与实施,更多学生将会从中得到锻炼和启发,为我国机械行业的发展做出更多的贡献。
参考文献:
[关键词]卓越工程师计划 流体机械测试技术 教学内容和方法 教学实验 改革措施
[中图分类号] TH311 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2015)07-0108-03
0引言
2010年教育部实施的“卓越工程师教育培养计划”是面向工业界、面向世界、面向未来的工程教育改革,该计划突出了工科人才的工程实践能力与创新能力的培养。[1] [2] [3] [4]兰州理工大学流体机械及工程专业是我国最早的水力机械专业,始建于1954年的哈尔滨工业大学,1965年该专业整建制(包括水泵、水轮机实验室)迁至兰州理工大学(原甘肃工业大学),原有水轮机、水泵、液压3个专业化方向,现在已发展为流体机械、流体传动、流体测控、水利水电和新能源5个方向。2007-2012年分别获评教育部“国家级特色专业”、“‘卓越工程师计划’实施专业”和“专业综合改革试点专业”3项教学质量工程,与沈阳鼓风机集团股份有限公司共建实践教学基地获评国家级工程实践教育中心,1998-2014年连续4轮获省级重点学科,拥有省级精品课程4门、省级实验教学示范中心1个、省级工程技术中心5个。该专业从起始阶段起就是典型的产品设计专业,涉及耗能占全国各行各业25%的泵产品与发电占全国总发电量22%的水轮机产品,虽然专业面向归口行业较单一,专业对应行业产品却广泛应用到全国各行各业,具有“小专业、大市场、专业地位特殊”的特点。
“流体机械测试技术”是卓越工程师培养的一门重要的专业基础课程,是一门既有一定理论又有很强应用性的课。卓越工程师培养采用 “3+1”模式,即学生在学校完成累计3年时间的学习任务,在企业完成累计1年时间的学习和实践任务,其培养计划的课程体系已发生了很大变化。如何将卓越工程师教育培养融入教学环节,尤其是实践教学环节,需适时地在该课程教学过程中进行改革和探索。
一、课程教学环节存在难点
结合“流体机械测试技术”课程教学内容、卓越班的培养目标及要求[5] [6],目前该课程教学环节存在以下几个难点:
(1)“流体机械测试技术”课程的知识框架及课时数如图1所示。基础部分各章内容相互独立,而应用部分是以水泵与水轮机为被测对象,涵盖了基础部分各章知识点,是理论与实践的具体结合。教学难点在于在保持理论框架完整的基础上,为了突出工程应用的要求,如何将基础部分与应用部分有机结合。
(2)该课程突出泵与水轮机这一专业对象,具有很强的针对性和实践性,其教学难点是如何将以解决实际测试问题为目标的教学理念贯穿于课堂教学、实验教学和企业教学过程中。
(3)该课程涉及水泵的性能实验、汽蚀性能实验、串联性能实验、并联性能实验、振动与噪声测量和水轮机能量实验,这些实验项目虽属单独设课的“流体机械实验”课程的教学内容,但也是本课程教学工作的落脚点,易发生脱离实践教理论、学理论的现象。
二、把握课程教学的核心,突出工程应用要求[7] [8] [9] [10] [11]
“流体机械测试技术”理论学时数为32课时,在课堂中追求大而全的教学目标显然是不现实的。为了贯彻以解决实际测试问题为目标的教学理念,围绕泵与水轮机的能量性能实验和空蚀性能实验,提出该课程核心教学内容是压力、流量、转速、转矩及功率5大参数的测量原理及方法。压力测量教学重点是弹性式压力计和压力传感器的工作原理及使用技巧。流量测量教学重点是涡轮流量计、电磁流量计和时差法超声波流量计的工作原理及其流量方程式描述的物理意义、3种流量计结构区别及其前后直管段长度的安装要求。关于转速、转矩及功率测量一章,教学重点是光电式转速传感器、磁电式转速传感器、磁电相位差式转速转矩传感器、电阻应变式转矩传感器的工作原理及使用方法。
在教学过程中,教师应在讲清楚各类仪表基本工作原理的基础上,注重基础部分与应用部分的有机结合,充分发挥自身在长期的科研和教学中积累的测试经验,通过一些测试实例,强化学生对各章知识点的综合应用能力,让学生体会到所学知识的具体应用对象,有利于学生掌握理论知识,也为后续的实验教学与就业打下了扎实的基础理论功底。例如以实测水泵扬程为例,让学生学会根据水泵实验台精度要求和被测泵扬程,选择泵进出口压力传感器的量程及精度;应用流体静力学基础理论,解决测点液体压力、压力计读数和测点至压力计中心的垂直高度之间的关系问题。例如以实测水泵输入功率为例,对电测法测量水泵输入功率,让学生掌握其实质是测三相异步电动机输入功率,现场观摩功率表接线方法,掌握功率表常数与电动机输入功率的计算方法,并能根据电动机特性曲线计算泵输入功率;对扭矩法测量水泵输入功率,它是在水泵与电动机之间安装转速转矩传感器来测量泵输入功率,并配有一台扭矩仪显示泵的转速、扭矩和功率。通过测试现场教学,使学生学会转速转矩传感器“清零”方法,加深理解转速、扭矩和功率之间的关系,并能根据水泵配套电动机功率及转速选择转速转矩传感器。在理论教学过程中,引入大量工程测试实例,解决了基础部分与应用部分有机结合的问题。这样,既能保证学生掌握完备的流体机械测试理论体系,满足学生进一步深造的需求,又能使学生有机会接触到更多的应用实例,更利于学生理论联系实际,学以致用,形成了以提高学生动手能力、培养学生工程意识为主线的教学特色,而这一特色与卓越工程师的培养目标相一致。
三、采用问题式教学法,引导学生转变角色
“流体机械测试技术”课程涉及较多的其他学科专业基础知识,在教学过程中,仅侧重课本内容讲授,学生在课堂学习过程中很难快速全面地把自身储备的知识与新学知识做到融会贯通和综合应用,从而使学生在课程学习过程中产生茫然的学习状态,有些学生甚至产生厌学心理,这将使整个课程的教与学过程变得非常艰难,以至于课程的教学质量严重下滑。因此提出“提出问题――解决问题的理论基础――测试技术知识的运用――解决问题”的教学模式,其实质是将理论教学与工程实践相结合,让学生体会到所学知识的具体应用对象。对每一节课,在正式授课前,教师应利用多媒体展示本节的教学重点、思考题与计算题。因学生带着问题学习,在教学过程中,教师更应注重以身边的生活实例和工程案例设疑式地启发学生,有目的地引导学生对思考题与计算题中所涉及的测试技术基本原理和技术展开积极讨论,让学生成为教学过程的主体。问题式教学法能使学生对教学内容产生强烈的求知欲和浓厚的学习兴趣,调动学生的学习积极性和培养学生自主思考、分析和解决问题的能力,逐步培养其理论联系实际的能力和创造性思维能力,其工程意识和创新能力势必会有所提高。
四、实验教学改革
实验课是验证理论、应用理论和锻炼学生动手能力的重要环节。[12] [13] [14]随着该课程理论教学的不断改革与进步,实验教学的内容、学时和时间安排也应进行相应的改革,其主要改革措施有:(1)单独开设24学时的“流体机械专业实验”课程,理论课和实验课分别设置,实验教学不再附属于理论课教学,克服了实验课教学学时偏少、理论课和实验课相互挤占学时的现象。(2)在已开设的水泵性能实验、水泵汽蚀性能实验、水泵振动测量、噪声测量、水轮能量实验的基础上,利用自主研发的自循环多功能离心泵教学实验台,增开泵的串联性能实验和并联性能实验。(3)增加实验学时数。调整后实验学时数见表2。(4)任课教师与实验教师联合制订实验计划及每组学生数,一般每组学生数不超过6人,要求学生在规定时间段内完成相应的实验项目,便于上级部门监督检查实验教学质量及进程。(5)为了强化理论教学和实验教学的效果,学校要求任课教师承担一定工作量的实验教学任务。
表2 流体机械专业实验项目及学时数
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“流体机械专业实验”课程开设的实验项目属多参数测量的综合性实验,涵盖了“流体机械测试技术”课程所有章节知识点,因此实验教学采用以练为主、讲练结合的方法,通过实验前预习、实验现场讲解和实际测试工作等教学环节,使每个学生在切实感受到每个测试环节的同时,对测试过程有一个系统的认识,并且掌握测试装置的工作原理、各参数测量原理及技巧,培养学生团队协作能力和组织测试工作的能力。实验项目测试完毕后,在实验课内要求学生应用EXCEL软件计算数据、绘图、数据拟合并得出经验公式。这种教学方法解决了学生不认真学习实验指导书和实验报告相互抄袭的问题。通过上述严格训练,使学生在掌握本学科基本的实验技术和方法的同时,又学会了EXCEL软件的使用,更有利于掌握理论知识,激发学生的学习兴趣,发挥学生主体性,变“要我学”为“我要学”,有效地培养了学生的工程意识、组织测试工作能力和创新能力,为学生就业打下了坚实的基础。
五、结束语
“流体机械测试技术”是卓越工程师培养的一门重要的专业基础课程,该课程与实验仪器仪表、企业实验台精密结合,其教学更应注重基础理论和实践相结合。让科研和工程实际经验丰富的教师承担该课程的教学任务,是提高其教学效果的关键因素之一。文中结合本校流体机械及工程专业的教学特点和培养特色,从教学的内容和方法、实验教学方面介绍了该课程改革的一些措施,以促进课堂教学效果的提高和学生实践应用能力的培养,推进卓越工程师教育培养计划在具体教学环节中的实施。卓越工程师教育培养目标明确,其专业课程在企业和学校学习时间安排、教学内容和方法上仍需进一步研究与优化。
[ 注 释 ]
[1] 教育部高等教育司.最新高校卓越工程师教育培养计划实施探索与国家创新工程技术人才培养方案指导全书[M].北京:高等教育出版社,2011.
[2] 林健.“卓越工程师教育培养计划”专业培养方案研究[J].清华大学教育研究,2011(4):47-55.
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[4] 王宝玺.关于实施“卓越工程师教育培养计划”的思考[J].高等教育管理,2012(1):16-18.
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[6] 张欣悦.测试技术课程改革与实践[J].长春工程学院学报(社会科学版),2012(1):126-127.
[7] 李军.面向“卓越工程师”培养目标的“材料成形原理”课程改革[J].安阳工学院学报,2013(2):107-108.
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[11] 王本亮,唐维新,唐楚峰,肖飚.《动力机械测试技术》课程改革的思考与实践[J].湖南农机,2013(11):241-242.
[12] 谢莹,李力群,许崇利,杨梅.面向卓越工程师培养的微生物学实验教学改革探索与实践[J].吉林化工学院学报,2014(4):48-51.
论文关键词:学生公寓,环境,服务,育人
作为高校学生工作的重要组成部分,公寓学生教育服务工作在育人过程中具有不可替代性和特殊地位。如何树立先进的学生公寓管理理念,优化学校人文环境,使学生在多元化的教育环境中不断成长,促使他们的思想觉悟和精神境界得到超越自我的升华,突出学生公寓的育人功能,值得每一位高校公寓学生教育服务者的思考。
辽宁工程技术大学葫芦岛校区在公寓学生教育服务工作中坚持“环境育人、文化育人、管理育人、服务育人”的工作理念,深化学生工作“五进”公寓的成果,为学生营造品味高雅、文明向上、团结和谐、健康活泼的公寓环境,全面提高学生综合素质,促进学生成长成才。公寓学生教育服务围绕“一、二、三、四”开展工作,使教育服务工作有的放矢。
一、服务一个核心,全力培养高素质人才。
“以学生为核心”是公寓学生教育服务工作的灵魂,公寓的安全、文明、和谐是推动学生工作健康发展的首要因素。学校每学期都召开专题会议,研究部署公寓学生教育服务工作。校区党政领导定期、不定期组织组织人事、学生、共青团、后勤、公安保卫等部门负责人深入学生公寓,检查公寓教育服务工作开展情况,进行现场办公。通过公示主管校领导手机号、微博、热线电话,设立学生处处长接待日、学生工作热线,开展辅导员、班导师与学生谈心活动、学生座谈会、调研等形式密切了与学生的联系。
二、坚持二个基本点,为学生健康成长保驾护航。
创建安全、文明校园,为广大青年学生创造良好的学习生活环境,有利于加强学生思想政治教育,有利于提高学生的人文素养,有利于提高学生的综合素质。一是抓好公寓安全,让学生放心让家长满意。公安保卫人员全面进驻学生公寓办公,制定《辽宁工程技术大学葫芦岛校区公寓安全应急预案》,定期组织学生进行消防演练,及时维修公寓内安全指示灯、消防设备等设施,利用讲座、《新家园》报纸、厅廊、橱窗等进行安全知识的宣传和普及,增强大学生的安全意识,提高应急处理能力。二是抓好公寓文明,促进大学生良好行为的养成。开展大学生文明修身工程、好习惯工程、学生骨干工程、文明寝室创优工程,抓好学生基础文明行为养成教育,教育引导学生从小事做起,从一点一滴做起,努力营造良好的公寓育人环境,促进大学生良好人格的养成。将学生的文明行为养成教育与“三观”教育、优良传统教育、感恩教育、励志教育、责任感教育、社会主义荣辱观教育、诚信教育、大学精神教育、学雷锋活动等学生思想教育有机结合起来。
三、 带好三支队伍,以管理推动服务,以服务带动管理。
学生公寓辅导员既是服务者、管理者,也是教育者,他们的思想作风和工作态度对学生有着直接的影响;学生干部、学生党员是学生校园生活的引领者,他们的朋辈影响是潜移默化的,对大学生的成人成才有着十分重要的直接促进作用。
第一,定期开展公寓学生教育服务工作先进单位、公寓辅导员标兵评比等活动;坚持开展“公寓辅导员论坛”活动,定期对公寓辅导员进行培训,定期召开公寓工作总结表彰大会;每周召开公寓辅导员例会;每天下午有公寓辅导员在公寓辅导员办公室值班,时刻把握公寓学生动态,为学生提供优质服务。抓好学生干部队伍建设,实现学生“三自”职能。第二,在大学生自律委员会设立了校区团工委直属团支部。工作中加强对大学生自律委员会等学生组织的工作指导、业务培训,引入新的竞争激励机制,让更多的学生参与到学生公寓管理工作中来,提高管理服务水平。第三,发挥党员先锋示范作用,做好公寓学生党建工作。2011年初,成立了公寓学生党员工作站。党员工作站设立站务委员会,站务委员会成员包括组织人事部、学生处、团委的教师及党员工作站站长等学生党员。设立以公寓楼为单位的党员工作分站,使学生掌握跨院系、跨年级、跨楼层的管理模式。
4、践行四个育人,自觉肩负高校神圣使命。
首先是加强环境建设,环境育人。古语云,欲造物,先造人。人造环境,环境造人。生活环境能够潜移默化,我们注意不注意的一些细节,都会影响学生的学习和工作态度,影响学生品质的塑造。公寓居住环境对学生的世界观、人生观、价值观都将产生很大影响。在公寓楼中间空地上设立羽毛球场地;公寓附近毕业生自发建立“常青园”;努力为学生营造品位高雅、文明向上、团结和谐、健康活泼的公寓文化氛围,“勤实德廉”板块、“青春风景线”板块、科技长廊、名人厅廊、优秀校友厅廊,处处彰显文化气息,时刻发挥着育人功能。
其次是引导公寓文化向健康高雅方向发展,文化育人。大学校园文化不仅能丰富大学生的课余文化生活,而且具有导向、激励、陶冶和凝聚的德育功能,有利于大学生正确的生观、世界观、价值观的培养和形成。公寓学生教育服务工作努力把公寓建设成为育人阵地,公寓文化活动的开展以引领校园文化时尚为出发点和落脚点,使之逐步占领学生的思想文化阵地。充分发挥“书香文化、专业文化、厅廊文化、网络文化、橱窗文化、楼层文化、行为文化、寝室文化、党建文化”的育人功能。“公寓文化节”“校园明星脸”“趣味运动会”“学生管理规章制度竞赛”“寝室才艺争霸赛”等都已经成为了广大学生中最有影响力的品牌活动。
再次是建立完善的管理体系,管理育人。德国教育家赫尔巴特指出:如果不坚强而温和地抓住管理的缰绳, 任何功能的教育都是不可能的。高校学生公寓并不是单纯的住宿场所, 它也是大学生学习、生活、社交活动的重要场所, 是推进和传播先进文化的基地, 它同样承担着学生成长与成才的重任,科学的管理可以实现其育人功能。校区研发了高校学生工作辅助平台。公寓学生教育服务系统主要是为高校公寓提供方便的管理,学生信息管理、以及为领导者提供决策标准的重要评判系统,目前系统包括公寓服务与管理、学生信息管理、新闻、文化活动、系统参数设置五部分。公寓服务与管理子系统实现寝室评比,其中包括评比信息录入、复查信息、评比信息管理、调寝和外宿的申请和审核及相关查询与修改。