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我校无机化学属于公共基础课,师资力量不足只能采用大班制(一般都在150人左右)教学方式,从而限制了无机化学教学考核方式多样性的实施。无机化学课程现行的考核方式还是以闭卷考试为主,考核总成绩通常包括期中考试和期末考试,采取期中考试(闭卷笔试)成绩占30%,期末考试(闭卷笔试)占70%的计算方式。可以看出,考核评价形式比较粗放单一,绝大部分以闭卷考试为主,很少进行开卷考评;考核内容注重书本上的理论知识,忽视理论与实践应用相结合能力的考查,并且评价内容较窄,仅仅限在一些比较重要的知识点,不能全面衡量学生的学习情况以及个体之间的差异,更不利于学生自主学习和创新能力的培养。另外,如果学生期末考试发挥失常就直接影响学生这门功课的成绩,对学生以后的学习热情打击很大。值得一提的是,这种考核评价方式把考核主体和客置颠倒,置学生于被动接受评价的地位,把考核主体和客体关联性割裂,结果导致学生不能发挥主观能动性和进行创新能力的培养。
2改革方式
2.1阶段性习题解答教研室的全体老师通过长期的一线教学经验以及教学质量考核结果,结合药学专业的特色编写一本内部使用的课外习题集,希望通过一定的无机化学习题的练习加深学生对理论课上所学知识的理解,真正掌握课上所学的内容。习题集的内容包括每一章的重点、基础知识及相关章节相联系的综合性试题(题目都可以培养学生的能力)。例如,在编写涉及到《化学动力学》章节的习题时,尽量与《药物动力学》专业课程结合,选择药物在人体内反应的动力学作为案例。再如,在编写《配合物》章节习题时,尽量把一些药物配合物(顺铂、卡铂等)作为例题。总之,习题集选择习题遵循“摒弃题海,挑选精良,结合学科”的原则。同时教师会对习题集的题目进行专门的“在线详解、课堂精解”,以便根据学生在中学对化学的掌握程度解答学生在解题过程中所遇到的问题,并在考试前安排专门的答疑时间。教师可以根据学生的解答情况给一定成绩作为平时成绩部分。这种方法存在2个方面的优点:①学生要想解答习题就必须先把所学过的知识点都复习一遍,也就是说做习题的过程是认真分析推理和全面复习巩固的过程;②训练学生理论知识的解答能力,习题集为考试前站,一定程度上推动了考试改革。
2.2自学笔记对教学中不是很难的部分(例如:物质的聚集状态、元素部分等),要求学生在课前撰写自学笔记。在课堂上,教师可以通过提问和同学互相探讨的方式检查学生自学的效果,专门抽出时间让学生将自学过程中遇到的重要知识点及难点拿出来学习和探究,最后,教师对自学部分进行总结和考核。教师再根据自学笔记内容的深度、形式,同时结合学生课堂讨论的积极性及准确度给予相应的成绩,最后选取最优的与最有特色的自学笔记贴在班级的宣传板上或班级BBS上面进行鼓励与督促。以上教学方式不仅可以提高学生的自学能力,提高看书的主观能动性,在自学过程中培养学生更好的整理、分析、储存、推理、类比及总结能力,并能初步的概括性的找出知识的规律性,同时可以发挥学生的创造性思维能力。为了发挥学生的主观创新能力,课前对自学笔记的形式不作统一规定,学生的自学笔记的形式可自由发挥,多种多样。根据以往的结果可以看出,自学笔记形式有的像教师的备课笔记、有的像教师的教学总结报告,有的像手抄报,有的可能全部都是一问一答形式,还有的像随笔、读后感,甚至有的像小论文等等。总之,自学笔记的形式多样、内容丰富,由此教师可以根据学生自学笔记的认真态度给予不同的评估。自学笔记的教学考评形式促成了学生的学习个性,同时在一定程度上培养了其创新能力。
2.3课外作业结合书本上的基础理论,要求学生将其与自己熟悉的生活、了解的生产过程联系起来,以一个个小命题的形式来完成。具体的操作形式是将成绩有差异的学生进行搭配,每10人分成一组,在给定的时间内要求独立完成自己小组的命题。最终每人选择一个命题提交一份综述论文,教师按照论文评定分数,两个命题的平均分就是这一组10个学生的成绩(每组学生的成绩相同)。举个例子,在讲解到“配合物”这一章的理论时,结合药学专业给学生留下“抗癌药物阿霉素的前世与今生”为命题。针对这个题目,学生不仅可以查阅大量的资料,也可根据资料总结出很多重要和合理的相关内容。再如日常生活中“饮用钡餐为什么不会中毒”、“油条也不是一无是处——治疗胃病”、“含氟牙膏可以防蛀的原理”、“人体是一个很大的缓冲体系”等。课外作业的完成过程是督促学生阅读大量的课外读物,感受化学就在身边的一次学习之旅,势必会增强学习药学的兴趣。同时,这种给分形式锻炼同组同学之间的合作意识和增强不同组之间的竞争意识。
2.4综述性小论文及开放性实验通过老师们多年的无机化学教学活动,发现教学的关键是如何启发学生的学习热情、教会学生学习的方法和获取知识的途径与渠道。因此,在新生入学上无机化学理论课的初期,教师结合学生以后所学的专业给学生一些反映无机化学与药学前沿相关联的命题(如“生物荧光探针量子点与无机化学合成”、“无机纳米材料载药系统”、“无机元素与生命”、“磁性靶向药物载体Fe3O4的制备及性能研究”等),或是开设几个教学以外的开放性实验(如葡萄糖酸锌制备、用于载药的多孔纳米硅制备、荧光CdTe量子点制备等)。学生可以任选一个命题或者一个开放实验在教师的指导下查阅资料撰写小论文或进行实验。这种形式可以促使学生阅读大量的课外读物,要求学生的论文及实验后面所附的参考文献,之后进行统计查看学生查取资料的情况。通过资料的查取和小论文的撰写及实验操作,培养了学生独立工作、善于总结工作及动手的能力,最终大大地提高了学生学习化学的兴趣。老师可以根据综述论文书写或者开放实验情况给学生打分。
2.5组织“知识讲座”除正常教学考核外,平时教师可以根据学生的专业选择一些前瞻性、通俗性和趣味性且专业相关的文献,然后将学生分组,指导学生阅读并查阅与所给内容相关文献,做出PPT,然后每组派出一名代表以口头报告的形式向全班甚至全校学生进行“知识讲座”。讲座结束后听讲座的学生和老师可以根据讲座的内容进行自由提问。这种形式可以使参加讲座的学生在专业知识水平、语言组织和表达能力以及临场应变能力得到了极大的提高。同时也能增强团队协作能力。教师可以根据PPT形式、口头报告效果、文献分析以及报告思路给出该团队一个相应的成绩。此种方式认可学生的劳动成果,可以激发学生对未知领域求知热情。
2.6考前补考考前补考是为了缓冲学生期末考前压力,也就是在每学期的期末考试前,给平时成绩不好或者平时成绩不及格的学生提供一个所谓的“补考”的机会。补考的具体过程包括以下几点:首先,补考的学生可以根据自己的实际情况递交一份书面申请报告;然后,教研室统一安排时间,几名教师参加的以题签和提问相结合方式面试;最后,取最高成绩作为最后的平时成绩一个部分。通过这种考核方式,不仅可以再给学生一个争取更好的考核成绩的机会,也可以锻炼学生临场发挥和应变的能力和增强实战经验。
2.7考核结果最终在给学生该科目考核成绩时也是一动态过程,通常根据学生自身的特点调节以上6个方面和期末考试成绩的比重,使学生基本达到满意的成绩。
3改革的预期结果
3.1打破传统的追求“学会”,向追求“会学”的学习方式转换改革考核方法的直接结果就是考核的多样性及考题的灵活性,使学生的学习方式和态度从被动的接受转变成主动的摄取,达到学生对已学过的知识进行理解、消化和吸收与对知识的加强、扩充和更新并举。同时,这种可喜的变化也对教师的知识水平、科研能力和教学创新提出了更高和更广的要求,也是一种“教与学互长”动态过程。充分发挥学生学习的主观能动性,让学生在接触专业课程之前就对化学在药学学科中的地位和作用有个初步了解,为学生以后学习分析化学、有机化学、物理化学等基础学科的能动性。
3.2学生更能充分展示个性特征、增强合作意识、拓宽眼界与调动学习热心与激情这种方式打破了传统的“教师上课忙和学生上课玩、考试糊乱忙”的格局。把枯燥的理论与生活生活实践相结合,与学生知识构架提高相结合,达到教与学并举。
[关键词]学术论文标题 语类 修辞结构特征
[中图分类号]H315 [文献标识码]A [文章编号]1009-5349(2013)04-0045-02
引言
尽管标题在学术论文中起着举足轻重的作用,但其研究并没有引起学者们足够的重视。在前期的标题研究中,大部分讨论很短并且是基于直觉的。学者们对好标题的观点并不相同:有的说好标题应该简短,不应该超过文章的两行;而另外一些学者认为好标题长短均可,这取决于学科的不同。Day的表述更为模糊,他说学术论文的标题应该“用尽可能少的词汇来充分描述该文章的内容”。Anthony指出如何“充分地”描述文章的内容则是新手撰写时的难题。
意识到基于直觉性对标题进行研究的不足后,少数学者开始对学术论文标题进行以语类为基础的定量分析。Anthony[2]从长度、单词频率、标点用法和介词用法角度分析了计算机领域学术论文标题的典型特征;Yakhontova对会议摘要的标题进行了分析;Soler从语篇分析的视角对学术论文和学术综述论文进行了比较和对比;Haggan[3]对文学、语言学、科学三个学科的三种基本标题类型进行了分析;Wang和Bai[4]对医疗学术论文标题的句法结构进行了以数据库为基础的分析;Soler[1]以生物学和社会学为例,研究了综述论文和学术论文两个语类标题的结构特征。
上述量化研究都把标题看做是学术语类的一个部分,也就是说不同学术语类的标题具有不同的特征。而作者认为标题不是学术语类的一个方面;不同学术语类的标题共同构成一个语类,有其自身的语类特征。
一、学术论文标题作为一个独立的语类
学术论文标题能否作为一个独立的语类呢?首先要确定什么是语类。语类是一个复杂的概念,不同学者对它进行研究的角度不同,解释和分析也不同。本文借鉴以Halliday的系统功能语言学理论为基础的语类研究成果,主要代表人物有Hason和Martin等。
Hason用语类结构潜势这一范畴来强调某一语类中语篇结构的可变和不变特征;即结构成分的可选性和必选性以及它们之间的顺序关系。
Martin以该理论为框架进一步发展了语类理论,把语类定义为分阶段的、以目标为导向的社会过程,在特定语境下为了达到不同目的文化所采用的结构形式。Martin对语类的定义做出了明确的阐释:分阶段的,因为达到目标我们通常要采取不止一步;以目标为导向的,因为如果我们完不成最后步骤的话会有挫败感;社会的,因为作者所写的语篇有其特定的读者。也就是说语类是意义的反复组合,而这又体现了特定文化的社会惯例。
由上述语类标准可以看出,不同领域的学术论文标题可以独立构成一个语类。首先,尽管大部分标题不是一个完整的句子,更称不上是超出句子范围的段落,但标题可以算做是一个语篇。Halliday明确指出“语篇是一个语义单位”,“在语言学上,语篇指可以构成一个整体的任何部分,口语或是书面语均可,不受长短限制”。“从即时的‘救命’求助一词到委员会进行的全天讨论都是语篇”。其次,学术论文标题符合Martin的语类定义。它是在呈现学术研究结果的特定语境下产生的,其表达有自己独特的结构特征;需分阶段完成,有不同的语义组成单位;是以概括文章信息和向读者推销的目标为导向的社会过程。
如果学术论文标题可以作为一个独立的语类,那么该语类应具有什么样的结构特征,或者说它的结构潜势是什么呢?哪些单位是其必选成分和可选成分呢?下面就以数据库为基础,探讨学术论文标题语类的结构特征。
二、本研究描述
(一)数据库的构成
本次研究的对象是以英语为工作语言在国外专业期刊上发表的学术论文标题,所使用的语料来自于自建的一个小型数据库,包括599个学术论文标题。由于作者把学术论文标题看做是一个语类,所以所选标题的出处既包括文科类期刊,又包括理科类期刊;所选标题源自的论文既包括实证方面的研究,又包括理论方面的研究;但不包括书评和综述性论文标题。所选的标题均来自于其领域的国际核心权威期刊,其中247个标题来自于2007年23种文科类期刊的第一期,各期刊的影响因子在该年度排名中居于首位;另外352个标题来自于2009年22种理科类期刊的第一期,各期刊的影响因子在至2009年的五年内排名中居于首位;包括医学、计算机信息科学、化学、生物、物理、数学和地理等相关科技领域。
(二)研究方法
本研究分三个步骤进行:
首先,对数据库中各个标题的语义组成单位进行切分,这也是最重要的一步。既然学术论文标题是分阶段的,那么对标题的组成单位进行切分则是必不可少的。这里借用Halliday的级阶概念,不过切分的标准是语义的,即以标题各个组成单位所体现的交际目标为切分标准。
语义切分标准使得标题的各个单位可能由不同级别的语言单位来体现。如论文的“主题”语义单位可以由名词性词组来体现,也可以由句子来体现。如在标题“Collective action for smallholder market access”(选自杂志Food Policy, ISSN: 0306-9192),“主题”由名词性词组“collective action”来体现;而在标题“How Do American Students Measure Up?Making Sense of International Comparisons”(选自杂志The future of Children, ISSN:1054-8289)中,“主题”由句子“How Do American Students Measures Up?”来体现。值得注意的是,这里的名词性词组包括由名词构成的低于句子级阶的任何结构,如名词、动名词、名词词组、名词短语、动名词短语等。
其次,把切分后的各个标题的语义组成单位进行数据统计,按照范畴对数据进行归类。根据该切分标准,结果显示,学术论文标题的语义组成单位可分为“主题”“目的”“条件”“对象”“范围”“结论”和“研究方法”。
最后,依照数据结果,找出学术论文标题语义组成单位的必选项和可选项,确定学术论文标题语类的修辞结构特征;确定学术论文标题各个语义单位之间的组合模式以及各个单位的语言体现形式。
(三)学术论文标题语类的修辞结构特征
按照语义标准,即在文章中的交际目的,对数据库所有学术论文标题进行分析,借用Hason的语类结构潜势表达法,作者把学术论文标题的构成单位潜势用下图来表示:
[主题+(主题)+(…)…]*(目的)*(条件)*(对象)*(范围)*(结论)*(研究方法)
上图中的方括号表示该组成单位是必选的;圆括号表示该组成单位是可选的;(…)…表示(主题)的重复出现;*表示位于其两边的组成单位的顺序是可变的。作者发现学术论文标题的构成单位潜势包括文章的“主题”,与主题相关的“目的”“条件”,主题所针对的“对象”,主题适用的“范围”(包括时间、地点等),文章的“结论”和“研究方法”。其中“主题”是必须出现的单位,并且可以出现多个“主题”;其他各个组成单位则是可选的。几乎所有的“主题”都位于标题的起始位置,占99%;只有1%的“主题”居于标题的末尾。
学术论文标题各个语义单位之间有一定的组合模式。数据统计显示,数据库中的599个标题共体现出42种表达模式,有的出现频率仅为一次,但有几种出现频率相对较高。下表展示了居于前十位的学术论文标题表达模式:
从上表可以看出,在学术论文标题的拟定过程中,作者在确定文章讨论的主题之后,一般会对其进行扩充和限定:或是阐明文章的结论,限定主题所产生的范围;或是明确主题所针对的对象,点出所采用的方法和目的。当然,文章的标题最终以何面目展现给读者,要不要对主题有所修饰以及如何修饰,从哪几方面入手,这要参照研究的背景。
通常情况下,之所以要对文章标题的“主题”从“结论”“范围”“对象”“方法”和“目的”等角度进行描述,这是由标题在文章中所起的作用决定的。首先,标题可以使读者透视文章的核心内容,所以从上述几个角度对文章标题的“主题”进行描述可以使标题更具体、更丰满,这样就能使读者一下子抓住研究的要点。其次,由于标题是文章的门面,好的新颖的标题可以对文章起到宣传的作用,从而吸引读者。而研究内容是否新颖、是否具有高质量的学术价值则恰恰要通过上述所说的“结论”“范围”“对象”“方法”和“目的”来体现。
三、对英语准教师反思能力培养的启示
科研能力是优秀英语教师必备的素质之一,也是他们反思能力的体现,以上研究结果对培养英语准教师撰写学术论文的能力具有一定的启示。在学术论文写作教学中,教师要重视标题的写作,不仅仅要告诉英语准教师标题在论文中的作用,什么是好的标题,还要能够为他们具体讲解好标题的结构特征和其相应的语言体现方式。
也就是说,教师要熟悉该语类的结构特征和相应的语言体现方式,这样才能够指导英语准教师在以后的工作中撰写出好的学术论文标题。好的学术论文标题一定要包含“主题”语义组成单位,然后再根据具体的研究情况辅以“目的”“条件”“对象”等语义组成单位,以此来说明相关的研究细节;并且要注意各个语义组成单位的语言体现手段特征。所以在撰写学术论文时,研究者首先要根据相关的研究背景确定自己的研究主题;并且要进一步明确该研究的目的、实施条件和研究对象等,以此来突出其新意和价值所在;最后以恰当的词汇语法表达来体现标题所蕴含的语义。
在讲解的过程中,教师要注重培养英语准教师的自我反思能力。教师可以以权威期刊上学术论文的标题为教学材料,在讲解的基础上通过学生的分析归纳使其了解掌握什么是好的标题以及如何拟定好的标题。总之,本研究能够为培养英语准教师的反思能力提供一些启示。
四、结语
本研究把跨学科的学术论文标题看做独立的语类,而不是把不同学科的学术论文标题看做是其所属学科语类的一部分,这对语类理论的界定,语类理论研究对象的范围等问题有一定的意义。
研究发现:(1)学术论文标题的修辞结构特征可用下图表示:[主题+(主题)+(…)…]*(目的)*(条件)*(对象)*(范围)*(结论)*(研究方法);(2)学术论文标题各个语义组成单位之间有不同的组合模式,常见的有十种。
当然,本研究所选样本大小有限,按照语义标准来划分学术论文标题的语义组成单位具有相对性,这是今后研究需要注意的问题。
【参考文献】
[1]Soler,V.Writing titles in science:An exploratory study[J].Engl.Spec.Purposes,2007,26(1):90-102.
[2]Laurence,Anthony,Characteristic Features of Research Article Titles in Computer Science[J].Ieee Transactions on Professional Communication,2001,44(3):187-194.
[3]Haggan,M..Research paper titles in literature,linguistics,and science:dimensions of attraction[J].J.Pragmat.2004(36):293-317.
[4]Yan Wang & Yongquan Bai. A corpus-based syntactic study of medical research article titles[J].System,2007(35):388-399.
[5]Halliday, M A K. An Introduction to Functional Grammar[M].London:Edward and Arnold,1985/1994.
[6]Hasan, R. Ways of Saying: ways of meaning: selected papers of Ruqaiya Hasan (Open Linguistics Series.Edited by C.Cloran,D.Butt & G.Williams.)[C].London:Cassell,1996.
关键词 高分子科学导论 案例教学 考核机制
包装材料对包装的发展起到巨大的推动作用,有时甚至引起发展上质的飞跃。①高分子材料作为现代包装材料的一个极为重要的组成部分,是包装工程专业学生必须掌握的知识。高分子科学导论主要包括高分子的合成与化学反应、高分子结构与性能的关系、高分子的分析与表征、典型高分子材料的性质与应用,以及高分子科学的发展历程和研究前沿。②知识点多,内容繁杂,而教学时数只有48学时。如何安排好教学的内容、教学重点,按照包装工程专业是需求进行课程建设,成为一个非常有意义的课题。课程内容丰富、实用性强,是包装工程专业学生的必修课程。如何强化学生的参与意识,提高教学效果,本文从以下三个方面进行了探索和总结。
1 教学内容上,突出以专业特点为导向
教学大纲的完善和更新是教学内容建设的基本骨架。现代教学理念认为,教学大纲不是教学内容的堆砌,而是教学的指导性文件。③④课程大纲的完善是以创新教育理念为指导,传授知识和培养能力为主线,并要充分地展示课程教学设计思想。根据我校高分子科学导论教学时数少,同时专业方向又是以包装材料和包装工艺为主要方向,以食品、药品及化妆品包装为主要应用领域,如何选择甚至编写合适的教材,如何确定本课程包含的各部分内容,合理分配学时,成为提升高分子科学导论教学效果的一个非常重要的因素。在本课程的教学中,在对第一部分高分子合成化学部分的学习中,主要精力集中在对于反应基本原理的认识和各种高分子化合物的命名及分子量的影响因素。而不对聚合理论做深入探讨。在第二部分,高分子材料结构与性能的相关知识中,对材料的力学性能进行了着重介绍。作为包装容器的设计、加工和使用,这是考察材料的关键点,同时还需要介绍相关的耐热、耐化学性及其他一些基本性能。使得学生在课程学习后,对材料的基本理化性能有一个初步认识。第三部分是将材料的加工,对于包装材料而言,如何将粒料通过注射、吹塑、模压等方式制备成包装容器,这是一个能激发学生学习兴趣的部分,也是与学生将来从事包装职业联系最紧密的部分。因此,从内容上、从学时上予以加强。尤其是针对我校包装专业比较偏重的食品包装,各种液状货品的包装容器(如各种瓶、壶、桶)以及各种薄膜的主要原材料( PE、PP、PET、PA 等)和主要加工工艺(挤出吹塑成型、注塑吹塑成型、注塑成型、单/双向拉伸等)进行了较为详细的展开。
2 在教学方法上,辅助以案例教学
掌握和运用好的教学方法是提高教学质量的重要手段,也是课程建设的重要内容。⑤案例教学是一种非常行之有效的教学方式,能更加直观地让学生理解书本知识,联系实际。例如在讲高分子材料的应用的内容时,对身边的包装产品进行举例,例如牙膏是我们生活中不可或缺的日用品,因此市场竞争十分激烈。国际牙膏巨头美国高露洁公司在进入我国牙膏市场以前,曾做过大量的市场调查发现,牙膏包装的同质化竞争严重。针对这些特点,高露洁采用了创新的复合管塑料内包装。结果大获成功,在短短的几年时间内,迅速占领了我国1/3的牙膏市场份额。这个例子,充分让学生认识到,高分子材料对于传统材料的替代作用及其适用范围十分广阔,从而激发了学生的学习兴趣。在讲述高分子注射成型工艺时候,拿出在工厂收集的残次样品,对气眼、流痕、欠注、银纹/水花、缩痕、熔接痕等常见问题进行分析。以气眼为例,是由于困在型腔内气体不能被及时排出,易导致出现表面起泡,制件内部夹气,注塑不满等现象。其改进方法,从产品结构设计上,减少厚度的不一致,尽量保证壁厚均匀。这些处理手段,又都可以通过前期所学的高分子化学和高分子物理相关的链段运动、熔体流动、聚集态变化等相关知识进行解释。从而使所学知识得到综合体现,提高了学生的联想、归纳能力,深化了对理论知识的理解,同时有助于其将来在工作中分析并解决一些实际问题。
3 优化考核模式,多重手段调动学生学习积极性
构建课堂教学模式时,主要采用教师引导,充分地调动学生的主动性教学方法,而考核方式的优化,则是对学生一种非常有效的激励方式。为了提高学生的学习兴趣,将考核方式改为论文+PPT讲述+期末考试的模式,其中平时考勤、作业占二十分,论文占二十分,PPT讲述占二十分,期末考试占四十分。考虑到学生还处于大二阶段,尚未接触到文献调研等课程,经过简单教授学生如何使用百度等网络搜索引擎以及初步学习使用中国知网,重庆维普等中文数据库,武装了学生的文献调研手段,同时也充分调动学生的积极性,促使学生发挥主观能动性去查阅文献资料和标准,并按照正规的综述论文格式规范进行撰写。学生虽然还比较稚嫩,在专业领域几乎尚无法真正领会,但初步的锻炼,拓展了专业视野,深化了对本专业的认识,提高了用所学知识去发现问题、分析问题并进行归纳的能力。虽然还不能提出和解决较为复杂的问题,但这种锻炼已经起到了非常显著的效果。大二第二学期,包装专业学生就可以以高分子材料为出发点,申请大学生创新的科技项目,其申请数每年都占到本专业的很大部分。另一个考核内容是将学生按四人一组进行分组,每组做个PPT并请一位同学进行讲述,考核成绩作为该组四位同学的成绩。通过做PPT讲述,学生需要自行组织图片和说明,并进行PPT的设计,直至最后讲述。十分钟的讲述和五分钟的提问,有助于并在一定程度上能集思广益,学生之间相互交流和讨论。再经过最后的考试,学生需要对所学课程进行一个全面的复习和总结,三者结合,使得学生对整个学习内容都有较为直观、详尽的认识。
关键词:液压;凿岩机;设计研究;建议
中图分类号:TD421.2 文献标识码:C
Abstract: The paper analyzes various design and research literature on hydraulic rock drills in China, enumerates major arguments in some related papers, points out the imperative problems, and puts forward academic and policy-related advice on the R&D of the hydraulic rock drills industry in China.
Keywords: hydraulic; rock drill; design & research; opinion
1 我国液压凿岩机设计研究历史回顾
我国液压凿岩机的研制起步非常早,距今已近50年。我国液压凿岩机技术研究也很早,二十世纪七十年代,我国长沙矿冶研究院等就翻译了大量国外液压凿岩机专利和论文,七十年代后期,我国作者撰写了大量液压凿岩机的技术论文,直到现在,关于液压凿岩机的论文与专利仍然不断出现在各类期刊与网络上。
我国液压凿岩机设计研究方面的论文,有博士论文,硕士论文,学士论文,有期刊论文,也有网络论文,在整个液压凿岩机技术论文中,占据了很大一部分。
估计有20个高等学校(其中包括3所师范大学)和近10个研究院所的作者发表过液压凿岩机技术论文,其中大部分是关于液压凿岩机设计研究方面的论文。专利文献更是与液压凿岩机结构设计有关。可见,液压凿岩机设计研究在我国并非冷门。
我国液压凿岩机的技术论文与设计研究论文大量产出。与此形成鲜明对比,我国液压凿岩机产品发展很缓慢,独立开发的产品,很少能在市场站住脚。
2 我国液压凿岩机文献的分类
2.1 研究型论文
2.1.1 设计计算型论文
此类论文数量多。
设计计算型论文包括了仿真计算,优化设计,活塞间隙优化设计,蓄能器设计优化,换向阀设计优化,活塞缓冲设计,钎尾缓冲设计,冲击频率调节方法等等。
博士、硕士、学士的论文几乎全部属于此类。高校与研究院所作者的论文大都属于此类。此类论文数量多。
2.1.2 实验研究型论文
实验研究型论文包括实验方法介绍,实验设备和仪器介绍,实验项目介绍,测试结果与测试曲线分析,误差分析等等。
此类论文中介绍实验原理与实验方法的较多。专门介绍液压凿岩机测试结果与曲线,并且进行分析的论文较少,大多散见于设计计算论文中,作为计算正确性的证明。
高校与研究院所作者有些论文属于此类,此类论文数量不多。
2.1.3 材料热处理研究型论文
材料热处理研究型论文包括活塞、钎尾的选材与热处理,铜套的选材等等。关于活塞、钎尾的选材与热处理的论文较多,关于其他零件的论文数量少。
2.1.4 加工工艺型论文
加工工艺型论文包括凿岩机主要零件的机加工的设备,工装夹具,量具与测量方法,工序与工艺步骤,怎样保证尺寸精度与位置精度,等等,大概是技术保密的原因,此类论文数量极少。
2.2 综述型论文
2.2.1 产品品种型号综述型论文
产品品种型号综述型论文包括当时国内外液压凿岩机产品的厂家,系列,型号,主要性能参数等等。
此类论文数量较多,但大多是介绍阿特拉斯、山特维克公司的液压凿岩机产品,介绍国内产品的较少。
2.2.2 产品历史发展综述型论文
产品历史发展综述型论文包括介绍国内外液压凿岩机历史发展,产品型号推出的年代,市场情况等等, 此类论文数量不多,但大多是介绍蒙特贝塔、阿特拉斯、山特维克公司的液压凿岩机产品历史,介绍国内产品历史的较少。
2.2.3 产品技术综述型论文
产品技术综述型论文包括液压凿岩机结构类型,技术进展,等等。此类论文数量少而且内容重复较多。
2.2.4 产品市场调研分析指导型论文
产品市场调研分析指导型论文包括当时国内使用的液压凿岩机产品的主要型号,市场保有量,年销售量与销售额,备件销售量与销售额,市场的细分,将来市场的趋势预测,市场对液压凿岩机的性能与技术要求。
此类论文很重要,对于国家的产业政策和企业的产品规划指导意义很大。
此类论文数量极少,几乎没有,倒是在网络上各种市场调查公司的广告不少,只提供提纲,具体内容要付费才能提供。
由于我国缺乏市场液压凿岩机产品销售数据统计,要写出高可信度的此类论文,必然要花费巨大的人力财力,只靠个人或一个单位的力量难以完成,最好有行业组织与行政力量的参与。
2.3 使用维修型论文
2.3.1 产品使用方法型论文
产品操作方法型论文包括凿岩机冲击压力,旋转压力,推进压力的优化匹配,钻头直径与旋转速度的匹配,操作方法等等。
此类论文数量不多,有北京科技大学高澜庆教授等的论文“液压凿岩机主要工作参数对凿岩速度影响的试验研究”,有广东省水利水电第二工程局梁明华论文“液压凿岩机旋转速度与凿孔直径的关系” [1],是凿岩机使用实践总结,指导意义更大。
2.3.1 产品维修与故障分析型论文
产品维修与故障分析型论文多数为水电工程局、铁路隧道工程局的技术人员所写。此类论文来源于生产实践,言之有物,参考价值很大,数量不多,列举如下:
煤科总院北京建井所黄园月、李耀武、郭孝先“液压凿岩机的故障分析与防治”;
广东省水利水电第二工程局何雄彬“HDl35A和COPl238ME型液压凿岩机工作原理及常见故障处理” [2];
广东水电二局股份有限公司李同明“阿特拉斯ROCD7钻机使用中易出现的问题与改进” [3];
李强“Atlas 1838型凿岩机六种常见故障的排除”[4];
张兆钦“COP1238凿岩机技术特点及使用维护” [5];
田华军“HL500型液压凿岩机的日常维护保养” [6]。
2.4 产品介绍型论文
2.4.1 产品性能介绍型论文
产品性能介绍型论文多为介绍阿特拉斯、山特维克公司产品的论文,也有少量介绍国内海卓公司产品,乐清采矿机械厂的液压凿岩机产品的论文。
2.4.2 市场应用报道型论文
国外作者关于液压凿岩机市场应用报道型论文很多,国内此类论文数量很少,有少量关于YYT26支腿式液压凿岩机工程案例,使用成本效益分析的报道。
2.5 专利文献
最近的十几年关于凿岩机械的专利有六十多件,大都是液压凿岩机械的结构设计方面的专利。尚未见到有重大影响,或产生效益的专利。
3 我国液压凿岩机技术研究的不足
3.1 凿岩机文献的五多五少现象
通过对我国液压凿岩机文献的分析,我们发现有五多五少现象。
(1) 设计论文多,实验与工艺论文少;
(2) 研究论文多,使用维修论文少;
(3) 性能介绍型论文多,市场应用报道型论文少;
(4) 历史发展综述论文多,市场调研分析指导型论文少;
(5) 专利多,影响小。
3.2 缺少学术交流讨论
我国大概有20多年没有开过全国性液压凿岩机技术方面的交流会或研讨会。
我们众多的论文作者,都是在自说自话,没有交流,没有讨论,更没有争论。论文提出的论点,基本没有人跟进,进行理论与实践两个方面的证明或证伪,或补充,只是不加评价的引用。
我怀疑,很少有人认真阅读这众多的论文,如果不是博士生,硕士生,大学生因为做毕业论文的需要,阅读的人就更少了。我国关于液压凿岩机论文的影响力实在有限。
3.3 设计理论研究与产品生产脱节
我国大概可称得上液压凿岩机设计研究论文数量大国,但是我国自行开发的液压凿岩机产品多数从市场上消失,现在还能在市场上站住脚,有一定销售量的产品,多数为1980年代技术引进的产品。这种情况至少说明我们的设计研究和产品生产是脱节的,或者说明我们的设计理论还不成熟,还要不断改进。
4 我国液压凿岩机设计理论的主要论点
4.1 关于凿岩机冲击机构设计理论
4.1.1 三段法理论
认为活塞往复运动一个周期是由活塞回程加速、回程减速、冲程加速三个阶段组成的。4.1.2 设计变量理论
将一个无量纲数称为设计变量,这个无量纲数可以是:
(1) 冲程时间与活塞运动周期之比;
(2) 活塞回程加速度与冲程加速度之比;
(3) 活塞行程与可能最大行程之比;
(4) 活塞后腔受压面积与前腔受压面积之比,很明显,第四个无量纲数最直观,最易检验。
4.1.3 优化设计理论
根据以下5个设计目标,求得一个最佳设计变量。
(1) 蓄能器容积变化的最大值最小;
(2) 蓄能器隔膜震动次数最小;
(3) 能量利用效率最高;
(4) 冲程时,最大瞬时流量最小;
(5) 回程时,最大瞬时流量最小。
4.2 关于换向阀设计理论
4.2.1 换向阀中位正开口理论
换向阀在中位时,换向阀的高压窗口与低压窗口都有微小开启,叫正开口。认为正开口有益于冲击机构性能改善。主张应该采用正开口。
4.2.2 换向阀最优行程理论
换向阀行程的选取受到阀口通流面积,换向时间与阀耗油量三重制约,存在一个优化点。
4.3 关于蓄能器设计理论
4.3.1 高压蓄能器与活塞运动的最佳耦合理论
蓄能器的蓄油与排油量不仅与蓄能器的容积有关,而且与系统的工作频率有关,如果蓄能器固有频率选择不合适,即使加大蓄能器容积,也不能增大蓄能器的蓄油与排油量。
在蓄能器结构参数固定,凿岩机进油压力确定的情况下,可以改变蓄能器充气压力来改变谐振频率,使得系统处于最佳工作状态。
这个理论是极有理论研究价值与学术价值的,是一个动态的理论,是北京科技大学首先进行研究的,可惜无人跟进,这方面的论文太少。
4.3.2 蓄能器一次振动理论
在活塞运动一个周期内,蓄能器隔膜只有一次振动。这个理论已经包含在第4.1.2小节的优化设计理论中了,这是一个静态的理论。
4.4 关于信号孔位置
4.4.1 活塞回程换向信号孔位置的计算
这个理论是由北京科技大学与中南大学提出的,这是极其重要的计算,缺了这个计算公式,无法进行凿岩机的图纸设计。
4.4.2 活塞冲程换向信号孔位置的确定
这个理论是由北京科技大学与中南大学提出的,这也是极其重要的计算。既不能换向太早,使得撞击钎尾时,活塞已经被减速,也不能换向太晚,造成活塞二次打击钎尾。
4.5 钎尾反弹缓冲动力计算
研究这个理论的有浙江大学张新等人,广东工业大学机电工程学院刘智等人,中南大学机电工程学院赵宏强等人,杨国平等人,难能可贵的是,张新做了实验研究,有实验曲线图。
4.6 其他理论
(1)活塞密封间隙与长度优化理论;
(2) 活塞空打缓冲结构计算;
(3) 冲击频率无级调节自动换挡理论。
以上3种理论均有,就不一一论述了。
5 我国液压凿岩机设计研究亟待解决的问题
5.1 换向阀的结构尺寸问题
(1) 换向阀中位负开口的优缺点分析;
(2) 最优负开口量的计算与实验验证;
(3) 换向阀最优行程理论与实验验证。
5.2 活塞与缸体结构尺寸问题
(1) 活塞前后腔面积的确定及优化;
(2) 活塞回程换向信号孔位置的确定;
(3) 最优冲程换向信号孔位置计算与实验验证。
5.3 蓄能器与活塞运动的最佳耦合理论
研究蓄能器隔膜的动态频率响应,蓄能器最佳充气压力的计算。
5.4 钎尾反弹缓冲系统动力计算与实验验证
不但研究缓冲机构本身,进行静力学计算,更要研究钎尾反弹缓冲系统的动态响应,将缓冲机构,钎具与缓冲液压油路作为一个系统,研究缓冲活塞的频率响应,缓冲液压系统是否能有效吸收钎尾反弹的能量,又是否能迅速将钎头重新抵紧岩石。
5.5 凿岩机反打系统动力计算
既要研究反打机构本身,进行静力学计算。更要将反打机构与反打液压油路作为一个系统,研究反打活塞的位移,运动速度与冲击能量。
5.6 零件的气蚀与腐蚀问题
(1)活塞前后腔气蚀问题的计算与解决方法;
(2)凿岩机壳体联接平面点蚀的原因与预防。
6 我国液压凿岩机设计研究的学术建议
6.1 反求法
对国外高端液压凿岩机结构尺寸的分析,用反求法研究凿岩机冲击机构的设计计算公式与方法。反求法基本属于归纳法,反求法需要统计多台高端液压凿岩机的结构尺寸,统计数据越多,代数计算公式越接近实际,设计指导作用越大。这方面的工作似乎还没有人去做。
6.2 验证法
将我们国内的设计理论,如用最佳设计变量理论,换向阀最优行程理论,蓄能器设计理论,分析国外高端液压凿岩机的结构尺寸、充气压力等参数,检验是否符合我们的理论。如果大致符合,则验证了我们理论的正确性,如果相差很大,则要寻找原因。
6.3 代数计算公式研究
6.3.1 液压凿岩机设计研究方法的分类
理论分析与公式计算,实验研究,计算机数值仿真是凿岩机设计研究的三驾马车。
三段法,最佳设计变量等属于理论分析计算。
理论分析与公式计算是凿岩机设计研究的基础,是实验研究与数值计算的的基础与指导。
6.3.2 液压凿岩机代数设计计算公式的建立
公式计算必须将凿岩机的物理(实际)模型简化为力学模型,再进一步简化为数学模型,再简化为代数公式。简化必须是合理的,不能与力学模型有大的矛盾和冲突。
在不断的简化中,必然有失真,这时就要用经验系数去校正。这方面我们还有许多工作要做,对每一结构类型的凿岩机,都可以研究出一套基本通用的计算公式。
6.3.3 液压凿岩机代数设计计算公式的输入输出
代数公式计算输入的是冲击能,冲击频率,冲击末速度,进油压力, 输出的是活塞质量,活塞前后受压面积,活塞行程,信号孔位置,阀的结构尺寸,阀行程,开口量,凿岩机进油流量等等。
6.4 强化实验研究
6.4.1 液压凿岩机实验的分类
在理论分析指导下的实验研究是必不可少的,我们的力学模型,数学模型是否正确,简化是否合理,都需要实验验证。数值仿真计算就更需要实验验证了。
这里所说的实验主要是凿岩机内部机理实验,也可是型式实验,而不是出厂实验。
6.4.2 液压凿岩机实验的规范
实验的各种条件,包括样机,液压系统,测量方法,仪器仪表,都应该是明确的,实验的结果应该是真实的,可重复的,重复实验的误差应该进行分析。实验的时间、地点与参加人应该注明。
6.5 数值计算研究
6.5.1 数值计算的定义
数值计算就是虚拟样机技术,因此数学模型要尽可能逼近力学模型与物理模型,数值计算需要输入的数据很多,需要详细的凿岩机图纸数据,否则不能称之为虚拟样机。
数值计算又叫动态仿真,我国在数值计算方面的论文太多了。有基于AMESim的仿真,基于Simulink的动态仿真,基于MATLAB的计算机仿真,准匀加速度法仿真计算,键合图方法仿真,等等。
6.5.2 液压凿岩机数值计算输入输出的基本要求
冲击机构数值计算中,进油流量必须是输入值,而压力是输出值。
数值计算输出结果不能仅仅是冲击能,冲击频率等,必须能输出活塞运动速度、位移,换向阀的速度、位移,活塞前后腔压力的曲线。并且能够描述出液压油的空化与气蚀现象。
数值计算的结果曲线应该用实验曲线验证,未经实验验证的仿真计算是不可信的。
数值计算的结果应该是真实的,不能弄虚作假,其他人也可以重复运行程序。
6.5.3 液压凿岩机数值计算程序的基本要求
数值计算的程序应该模块化,数值计算需要花费大量的精力与时间,不是一个人短时间能够完成的,因此数值计算的程序应该模块化,可以由一组人员分工,进行编写。
数值计算程序应该界面友好,参数的改变,应在界面中进行,而不应在程序中进行。
数值计算的模型与程序应该是持续改进的,和所有的计算机软件一样,应该有版本号。液压凿岩机数值计算程序应该通用工具化,不要搞成专用工具。不能只有作者自己用,换一个人就不能用。
6.5.3 液压凿岩机数值计算程序的难点
虚拟样机技术是一项浩繁的工程,但是并不是遥不可及。内燃机的燃烧过程,牵涉到化学,燃烧学,热学,力学,都可以做到数值仿真,并且在发动机设计中起到重要作用。冲击机构的数值仿真也一定能做到,但是这要求有一个精干的团队和一个好的实验条件。
数值计算程序都是针对某一个特定的图纸的,因此通用性较差。不要指望适合于单腔回油的凿岩机,也能适合非单腔回油的凿岩机。也不要指望适合于芯阀结构的凿岩机,也能适合套阀结构的凿岩机。这也是数值计算应用的一个难点。我们至少应该做到,对某一相同结构类型的液压凿岩机,具有通用性。
7 我国液压凿岩机设计研究的政策建议
7.1 以企业为主体,产学研结合
过去几十年,我国液压凿岩机设计研究是以高校和研究所为主体的,和企业产品开发联系较少。事实证明,我国液压凿岩机设计研究进步不大,只有以有实力的大企业为主体,厂学研结合,学校与研究所自己不搞产品生产,只为社会和企业提供知识与技术,各自发挥自己的优势,才是我国液压凿岩机技术与产品的发展道路。
7.2 以行业协会为主体,组织技术交流
与凿岩机的生产、使用有关的行业有凿岩机械气动工具、煤炭、矿山、铁路、水电、冶金等等,在1980年代,矿山机械行业组织过液压凿岩机技术交流会, 1990年代初期, 煤炭建井行业组织过液压凿岩机技术交流会。
8 结语
(1)对我国液压凿岩机研究文献进行了分类,5大类,13个小类;
(2)分析了我国液压凿岩机技术研究的不足,3个方面的不足;
(3)列举了我国液压凿岩机设计理论的主要观点,6大类,13个观点;
(4)列举了我国液压凿岩机设计中亟待解决的5大类共11个问题;
(5)提出了我国液压凿岩机设计研究的5条学术建议;
(6)提出了我国液压凿岩机设计研究的2条政策建议。
参考文献:
[1] 梁明华.液压凿岩机旋转速度与凿岩直径的关系[J].工程机械,2001,32(6).
[2]何雄彬.HDl35A和COPl238ME型液压凿岩机工作原理及常见故障处理[J].广东水利水电,2001(8).
[3] 李同明.阿特拉斯ROCD7钻机使用中易出现的问题与改进[J].四川水利,2004(3).
[4] 李强.Atlas 1838型凿岩机六种常见故障的排除[J].工程机械,2005,36(3).
关键词:化工;湿法冶金学;考核模式;过程考核;客观易操作性
根据攀西地区的资源优势和我校的办学特色,我校在化工专业中开设了湿法冶金学这一课程。通过该课程的学习,可将学生的专业知识从化工领域拓展到化工冶金领域,不仅要了解湿化学工艺在常见无机化工生产中的应用,更重要的是要了解以这种方式进行的金属生产过程的基本原理、工艺、新方法、新技术等。从而一方面提高学生的专业素养,另一方面更可以为化工专业学生在本专区就业提供必要的知识储备。自课程开设以来,笔者就一直在思考能够与本课程特点相符合的适当的课程考核模式。
一、课程考核模式研究的背景及意义
课程开设效果的好坏的衡量标准主要是课程考核。通过考核指标的大小,可以评估教学方法、思想、手段等是否适合本门课程,也可以评价学生学习课程过程中获得知识、获得应用相关知识能力的强弱。因此,考核是一门课程必不可少的组成部分之一,其合理性及其与课程本身特征的匹配性至关重要,决定着能否真实有效地反映出课程执行的好坏。湿法冶金学在课程开设之初执行的是唯一的闭卷笔试的考核方式,当时的及格率勉强达到了60%。这不能不令笔者深刻思考其中原因。本课程尽管与化工专业知识体系有密切关系,但毕竟属于冶金这一学科领域,相对于其它专业课程学生感觉是比较陌生的,从而产生了一定畏难思想,这是其一。在课程内容上,湿法冶金学的授课内容从基本理论开始,以工艺方法、流程为主,可以看作另外一类的工艺学课程,要求学生最终能够进行工艺方法的理解、应用与设计分析,这是其二。湿法冶金学本身是一门交叉学科,涉及到多学科知识,内容繁杂,要求学生的课外阅读量较大,并且能够将老师指定阅读材料中的知识应用起来,这是其三。有鉴于此,不得不进行考核方式的改变,由闭卷改为开卷,由开卷的唯一方式改为过程与期末笔试结合。然而时至今日,在湿法冶金学的考核方式上仍然感觉难以真实有效地对课程效果进行评价。过程考核过于肤浅,笔试考核过于主观难控。有必要深入研究这两类考核,使得整个课程考核能够最终地真实地反映出学生在这门课程中的学习效果,考核方式客观、全面、公正、公平,避免教师过多个人主观因素掺入其中,避免教师的出题意向因不能被学生正确把握所导致的对于学生的偶然性的考试失误,同时又能使整个课程考核操作性强,操作简单,教师所付出的时间、精力都尽可能的少。笔者认为除了重视并合理化过程考核之外,也应当适当改变期末笔试形式。
二、重视和加强过程考核
目前湿法冶金学的考核尽管已经加入了过程考核环节,但为了避免毫无意义的主观评价方式,仅采用了对学生的出勤、迟到、作业情况进行衡量,显得过于肤浅了。为了减少学生负担,本门课程的作业次数极少,只要学生在态度上不至于太过放弃本门课程,学生的平时成绩部分一般都是高分甚至于满分,学生之间的差异非常不显著,只是变相地将学生成绩整体地抬高一个等级而已。因此,目前的过程考核仅相当于对学生学习态度的一种评价形式,而并不能真实地反映出学生在课程进行各个阶段的学习效果来。故而,必须在过程考核中增加阶段性学习效果的考核内容。
必须将学生的出勤、迟到等考核作为过程考核组成部分。这是一个非常简单的并且易于操作的客观指标,坚持这一项考核也是一种使学生对本门课程学习持积极态度的一种督促。这一方面其实涉及到三个具体的规定:缺勤、迟到和请假。当然还有一个关于早退的规定,不过既然考虑迟到就不能考虑早退,如果迟到和早退都作规定的话,大大增加了考勤的工作量,不利于操作,并且仅仅考虑早退的话也显得不是太公平。但在最终进行统计时,这是一项指标,因此将迟到和请假都按学校的制度规定进行折算为缺勤。另外,考勤指标要起到督促的作用,其在过程考核中的比例不应太小,建议为20%~40%。
将阶段性学习效果训练作为过程考核的主要部分,这是作为过程考核作业部分三部分组成之一。将课程教学内容划分为如下几大块:基本理论(包括热力学和动力学)、浸取过程、分离净化(萃取和液膜分离)、电解过程、海洋冶金。按块设计和编撰平时训练作业,每一大块内容讲授完毕之后对学生进行训练测试。这一部分作业是数量上最多的一部分,而且作为学生的常规训练作业也要兼及全面训练的功能,并且是教师作业批改工作量的主要部分,因此在作业的形式上应有所选择。这一部分作业题应全部采用选择题、判断题等完全客观性题型,既便于对学习内容进行全面训练考核,又便于学生在很短的时间内完成作业,也便于教师在更短的时间内核算成绩,给出结果,进行评讲。但这一部分要求建设一个较好的题库,并且要求题库有一定的自动化功能,可以自动随机组卷,使各个学生的作业题存在一些差异,并且还能够自动给出成绩。利用现有的一些办公软件,这些简单功能是完全可以实现的。并且这一部分作业题根据要求最好能够全部在网络课程或网络学堂中来实现则更为方便和实用。关于题库建设和运行将会有专文阐述。这一部分建议占过程考核的30%左右。
重视综合应用能力训练考核。综合应用能力是指综合应用相关基础知识解决相对独立的实际问题(科研或工业应用问题)的能力。这一部分题目也是属于题库的一部分,而这一部分作业也是过程考核作业部分之一。学生在完成这部分作业的时候需要占用较多的时间和精力,要求较高的完成质量,对教师批改的要求也较高,作业批改时存在着较大的主观任意性,因此这部分作业的数量控制在最少水平,每个学生要求至少完成一道综合应用能力题。为了给学生以充足的时间较高质量地完成作业,题目可以在课程开始不久就布置给学生,在课程结束之前完成批改和成绩评定。为了避免学生的抄袭现象,有必要准备大量这种类型的题目,以尽量使各学生题目不同,因此必须得建设相应的题库。该训练的实施要求学生能够自主地阅读完教师指定的参考书籍和其它相关资料,因此对学生的要求很高。这一部分建议占过程考核的20%左右。
提高能力的训练考核。湿法冶金学作为化工专业的方向课程之一,也要为今后的毕业论文(设计)、就业等打下基础。在本门课程中,对该方面的训练主要以主题论文的形式进行。由教师指定与教学内容相关的可以使学生深入了解的一系列主题,甚至可以由学生自主拟定一个与教学内容相关的主题,明确要求,学生自行根据主题查阅文献资料,撰写综述论文。对论文作业应作三项原则性要求,一是论文篇幅,字数不宜过少;二是参考文献的数量与质量,要求参考文献原则上应是与主题直接相关的研究性资料而非综述性资料,并且文献数量不宜过少;三是最终正式提交的作业应是电子版和打印版,从而可综合训练学生电子文档编辑能力。对论文题目的要求是综合性的,包括文献查阅、文献阅读与信息采集、资料组织与科技综述论文写作、常用文档软件及工具的应用、文档编辑等。这种训练考核完全是主观性,在成绩评定过程中存在着较大的随机性,需要学生和教师都投入很长的时间和较大的精力。故而论文题目的数量也应最少,只需要一题即可,但却应严格要求,不应流于形式。在整个过程中,教师应随时提供必要的指导,随时纠正学生执行该题目的方向。题目应在课程开始后不久布置给学生,让学生有非常充足的时间完成题目,并于课程结束之前进行作业评阅与成绩评定。同前一样,为了避免学生有机会抄袭从而使该训练考核流于形式,应使各学生有不同的题目。本部分建议也占过程考核的20%。
过程考核由四部分组成,其中前两部分是客观指标,占总过程考核的60%,其余两部分是主观性的,但仅占少部分。在题目考核中,除了论文作业外,其余两部分都能够在笔试考核中体现出来,因此也相当于期末笔试的训练,对学生获得较好的期末笔试成绩是有利的,毕竟期末笔试在整个课程成绩的评定中也占大部分。
三、改善书面笔试考核
期末书面笔试是课程考核的主要组成部分。笔试一方面可以使学生或多或少地主动去处理课程的知识内容,一定程度上有利于掌握课程内容;另一方面考试在有限的时间和确定的地点集中进行,是在一个更为公平公正、更为客观的层次上对学生掌握本门课程的程度进行评估,无论是学生持之以恒的学习还是临时抱佛脚,这都是需要学生凭自己的能力去实施,也能体现出学生的水平。因此笔者认为无论怎么改善,书面笔试不可或缺。但书面笔试与以前相比,应在题目的客观性上大大加强,因此笔试考核可划分为两大部分:客观基础题和综合应用题。
客观题以选择题为主,但为了兼顾题型的多样性,可以采用单项选择题、多项选择题目和判断(是非)题。这些题目答案唯一,具有纯粹的客观性。选择题目上建议全部采用单项选择题,因其在难度上要比多项选择题小得多。至于有较强客观性的填空题,由于其答案有时候并不是唯一的,存在一定的主观任意性,会增加教师的阅卷时间和所需投入的精力,因此并不适合作为客观题题型。为了满足提高客观性的要求,客观题的比例至少应占到60%,但也不宜超过80%。并且单项选择题单题分值设计为2,即可避免题目过多或过少的问题。由于着重在基础知识层次上,因此客观题所考核的知识面是最宽泛的,凡是教学大纲所要求的内容都应设计客观题,而至于对大纲中的掌握、理解、了解不同层次的要求,则体现为题库中相应层次客观题数量的多少,掌握要求的题数最多,而了解则相对较少,这样在随机选题组卷的时候,也会体现出不同要求题量的差异。客观题是对学生基础知识掌握水平的考核,为了便于学生的学习与复习,其知识点的来源应以教材为主,讲义(或课件)为辅助,避免涉及教师在授课时根据本学科发展所引入、引申的一些非教材和非课件内容。
综合应用题以已经采用多年的设计题为主。鉴于题型多样化和不同难度的要求,在具体的操作方式上有两种:独立的计算题和独立的设计题;将计算题结合于设计题之中形成一种题型。前者是目前正在采用的形式,但两者的分值比例很大,达到了50%以上。故如前所述,应适当降低其比例,比如计算题20%,设计题20%等。尽管这两种题型都具有较强的主观性,但计算题型还是比设计题型容易控制。而设计题具有完全的主观随意性,其答案不具有唯一性,仅仅能够提供指南性的批改原则,所以可控性不强。后者是在设计题中引入相应的计算环节,增加了基础知识应用的综合性和难度,是对学生更高水平的要求。由于将两种题型结合一起,可以适当增加单题分值或者将题目数量增加,使分值比例达到30%~40%。为了增加学生对该题型的适应性,应在过程考核中使学生得到提前训练。
笔试考核不可或缺,其形式采用开卷,并大大增加客观题比例,提高主观题质量,改善主观题的科研或工业实践针对性,从而使笔试考核建立在更为合理实用的基础上。
四、结束语
考核对于一门课程而言至关重要,无论采用什么模式的考核,总应体现公平、公正、简单、有效。不但要避免“一考定乾坤”的弊端,考虑学生的平时学习状态,而且要能够真正有效地评价学生对课程内容的掌握程度,减少教师在此方面所投入的时间和精力,提高客观性,加强基础的掌握,重视和强化综合应用能力,从而更好地为提高教学效果服务。
参考文献:
【关键词】植物组织培养 教学内容 改革 考核制度 实践
【中图分类号】H191 【文献标识码】A 【文章编号】1009-9646(2008)09(a)-0037-02
Teaching Reformation of “Technology of Plant Tissue Culture”
Li ShengLi WeiZhang ZhenWei XiaohongLi Chaozhou
Sun PingWu JilingWang Jianping
Lab. of Plant Cell Engineering in College of Life Science and Technology, Gansu Agricultural University, Lanzhou, China 730070
Abstract: the teaching reformation of “Technology of Plant Tissue Culture” was proposed, focusing on teaching content, teaching method, exam mode, experimental teaching and practice, so as to guarantee our teaching quality and enhance teaching effects.
Keywords: Plant tissue culture; teaching content; reformation; exam mode; practice
植物组织培养是一项以细胞全能性为理论基础的无性繁殖技术。自1902年德国植物生理学家Harbelandt 提出细胞全能性理论以来,特别是近40多年,植物组织培养技术得到了迅速发展,已渗透到生物学科的各个领域,并广泛应用于农业、工业和医药业,产生了巨大的经济效益和社会效益,成为当代生物科学中最有生命力的学科之一。
本课程主要介绍植物组织培养的基本原理、设备、方法和应用,以实用为目的,使学生在了解基本原理的基础上,重点掌握实际操作技术。通过学习,学生将掌握植物组织培养的基本理论,开展离体培养克隆植物的基本技能。有兴趣的学生还可以应用该技术开展研究性学习,进行课题探究活动。
《植物组织培养技术》是我院生物技术专业的专业课程之一,为了保证教学质量,进一步提高教学效果,培养合格的应用性人才,我们对植物组织培养技术课教学内容、教学方法、手段以及考核试验、实习等提出改革设想。
1 教学内容的改革
1.1 注重知识的拓展
在面向开放式教学改革方面,首先在理论教学中,在讲授课本的基础上,安排学生阅读该课程相关的科技期刊和专业文献,写出综述论文;在教学内容方面,所讲授的内容要有深度。首先,要善于抓住本学科的本质―细胞全能性及其实现;其次,要善于挖掘学科内容之间、问题与问题之间的内在联系,使教师所讲授的内容形成结构严谨、完整统一的逻辑体系。教师的讲课要有新内容,要有独到的见解,要不断充实教学中的信息量,包括学科的最新成果、教师的科学思想和创见、学科的前景、存在的问题等。从而拓宽学生的视野,提高教学水平。
1.2 注重知识的更新性
教学内容决定了学生的基本知识结构和基本能力的形成,教学内容是否新颖,对提高教学质量具有重大影响。
为使教学内容更丰富,更有深度,能在讲解学科原理、结构、概念的同时,指出探索学科发展的方法论,指出尚未解决的问题,介绍研究方法。教师对本门学科过去的历史、现有的内容必须十分熟悉,这是前提,但仅有这个前提还远远不够,教师必须对教学内容进行创新,必须跟踪学科发展,及时掌握学科的最新发展动向和在国内外的发展趋势,站在学科发展的前沿,对本学科发展的前瞻性内容能准确地把握[1]。
植物组织培养研究的内容非常广,发展的速度极其惊人,就传授植物组织培养的基础知识已经远远不能满足教学的需要。对于本专业课教师来讲,跳出书本的框框,站在世界现代科技发展的前沿,掌握组织培养领域发展的最新动态,并及时把这些动态、研究成果以及有待攻关的重大课题在教学内容中反映出来,引导学生去探索未来发展新知识的学习,帮助学生学会预测、预见和构想未来事物的发展变化,从而发展学生的发散性思维能力,不断增强学生的自觉性和创造性。
2 教学方法及手段的改革
再灿烂的教学内容,如果不结合科学的教学过程,也仅仅是闪烁而已,绝不会发光。而掌握着整个教学过程主动权的教师,如果采用灵活多样的教学方法和教学手段,则可以有效的提高教学效果。
2.1 注入研讨式教学理念
为了适应知识经济时代对具有创新精神和实践能力的高素质人才的需求和国内外高校改革的发展趋势,近年来我国教育界开始探索一种创新性的教育体制,试图在教育理论、课程的内容体系、教学方法等方面有所变革。研讨式教学作为现代教学改革探索中的成果之一,应用于植物组织培养技术的教学体系中,具有深远的意义。所谓研讨式即研究讨论式,它通过教师教学示范与布置任务―学生查找资料、撰写讲稿 ―小组讨论―学生讲课、师生共议―总结五个步骤,将研究与讨论贯穿于教学的全过程[2]。在该课程中采用这种教学模式的基本出发点和主要归宿是“在实践中培养学生多方面的能力,即自学能力、思维能力、写作能力、语言表达能力、研究与创新能力”,从而“提高学生的综合素质”[3]。
2.2 多媒体技术辅助教学
植物组织培养技术实验中的许多实际操作环节,如无菌操作、接种技术等都有严格的操作规范,在传统组培实验教学中,教师演示操作的教学方法却难以保证授课效果,经常导致学生在操作时手忙脚乱,达不到规范操作的要求,应用多媒体辅助教学,可以更加直观地观察操作环节,有利于学生掌握操作技能,培植学生学习的积极性和主动性[4]。
2.3 组织学生查阅相关文献和作专题报告
针对植物组织培养领域的研究热点,给学生提供信息,指导他们走进图书馆,查找有关的资料、撰写相关的综述在课堂上作专题报告。这种做法不仅使学生了解了该领域的发展动态和最新科技成果,对课堂讲授也是很好的补充,而且锻炼了查找资料、总结资料和学术论文写作的能力。
3 实验教学改革,提高学生创新能力
3.1 改变传统的实验教学模式,变部分过程性实验为全部过程性实验
传统的实验课基本上是实验员准备试验用具,配制实验试剂,上课时教师讲解实验原理、实验方法,然后学生按教师的方法进行操作,最后写出实验报告。学生只是完成了全部实验过程的部分步骤,是部分过程性实验。在我们的实验中,实验所需药品由学生自己计划,试剂需要量由自己计算,然后自己配制,实验自主性高,训练了学生统筹安排实验,分析问题和解决问题的能力[5]。
3.2 尽可能进行设计性实验,培养学生的创新能力
增加设计性、综合性实验项目,以培养学生实践动手能力和创新能力为目的,按照“先易后难,先简单后复杂,先基本技能后综合技能,循序渐进”的原则来安排实验内容。大致分为基本技能、单项技能、综合技能三个方面实验内容,兼顾了各种器官的离体培养。除部分基本技能项目外,单项技能与综合技能项目都是在教师明确实验目的及注意事项后,由学生自选外植体材料、自主性设计培养基配方进行实验,并做好组培成本与效益分析,以项目教学法的形式开展实验活动[6]。
4 考核方法的改革
考试制度是检验学生学习效果的一项制度[7]。“植物组织培养技术”课具有很强的实践性和应用性。在教学上不仅要求学生掌握其基本理论和基础知识,而且还要求学生掌握实践操作技能,并具备良好的科研态度。因此有必要建立知识与技能相结合的考核制度。
笔者认为除了进行理论知识的考试外,还需进行实践技能和科研素质的考核。主要应从以下方面拟定考核办法。
4.1 理论知识方面
4.1.1 了解植物组织培养的发展概况及在生产实践中的应用;
4.1.2 理解植物组织培养的基本原理;
4.1.3 了解植物组织培养实验室或商业性种苗生产企业的设计与构建。熟悉培养室常用仪器、设备及用具,并掌握其使用方法、熟知组织培养实验室常用药品,并掌握其性质、用途及配置方法;
4.1.4 了解植物组织培养中如洗涤、灭菌、培养基配制、无菌操作等技术环节,并掌握其操作规程,会熟练操作;
4.1.5 了解影响植物组织培养的环境条件;
4.1.6 掌握植物组织器官培养的基本技术;
4.1.7 掌握植物组培快繁及脱毒苗培育技术;
4.1.8 了解重要植物(20-30种)组培快繁与脱毒技术及组培苗工厂化生产与经营原理。
4.2 实验技能指标
4.2.1 植物组织培养实验室规划设计与实验室工作能力;
4.2.2 植物组织培养基本技术操作能力;
4.2.3 器官培养等不同组织培养方法应用能力;
4.2.4 资料收集、试验方法选择、试验设计与实验分析能力;
5与生产、科研结合,理论联系实际
“教学工作科研化,科研工作教学化”是当今高校教学与科研积极互动的集中表现[8]。在植物组织培养实验教学中,鼓励大学生申报有关植物组织培养技术方面的科研训练计划项目,通过项目的实施,使学生更加深刻地体会到理论与实践的结合,在实验中对理论的应用。组织学生到专业化的或综合性的组培工厂去参观考察,作为植物组织培养技术课程教学的一项重要内容,使学生感受组培技术产业化和市场化的广阔前景,提高学生学习兴趣,使学生的知识面得到拓展,联系实践来学习理论。
参考文献
[1] 谈慧(2007).略论高校公共基础课的优化教学[J].经济师,1:144-146.
[2] 赵芳,刘国平(2007).论研讨式教学法在高校教学中的重要意义[J].怀化学院学报,26(2):153-154.
[3] 郭汉民(1999). 探索研讨式教学的若干思考[J]. 湖南师大社会科学学报,(2):109-110.
[4] 刘进平,莫饶,李彦军,吴繁花,莫廷辉,赖杭桂,韩平原(2005).“植物细胞工程”课程教材建设与教改实践[J].农业与技术,25(4):194-195.
[5] 黄素华(2007).《植物细胞工程》课程探索与改革[J].龙岩学院学报,25(2):82-83.
[6] 姚晓惠,张峰(2007).植物组织培养课程实验教学改革的探讨[J].商丘师范学院学包,23(6):125-127.