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1.1理论教学与实践教学脱轨
当前,建筑材料工程技术专业实习教学在教学内容上存在理论教学与实践教学脱轨的现象。首先,建筑材料工程技术专业理论教学中所教授的内容过于偏向理论知识的灌输,对实践知识的教授较为欠缺;其次,当前建筑材料工程技术专业实践教学在教学内容的安排上与实际的建筑工程中所遇到的问题有出入,脱离了工程实际;最后,建筑材料工程技术专业实习教学在课时安排上偏少,学生的实践能力得不到很好的训练培养。
1.2产学合作欠缺
建筑材料工程技术专业是一门与实际工程结合紧密的学科。当前,随着科技的不断进步,建筑工程行业中关于建筑材料工程的新技术、新方法层出不穷,若建筑材料工程技术专业的实习教学脱离了实际将毫无意义。部分高校建筑材料工程技术专业实习教学的开展中缺乏产学合作。在实习教学中依旧沿用教材内容,并没有根据市场对建筑材料行业的新要求做出改变,在实习教学中,学生学习的一些知识早早被社会抛弃了,学生出了社会以后,在学校学的知识完全用不上,对企业与市场要求的新技术毫无所知,进入企业后一切从零开始学习,这对学生的长远发展极其不利。
1.3师资力量薄弱
建筑材料工程技术专业技术的革新相当的快,在其实习教学中对教师自身专业素质要求非常的高。当前高校建筑材料工程技术专业实习教学师资力量较为薄弱,影响了该专业正常实习教学的开展。这里的薄弱并不是指缺少教师,而是指缺少符合实习教学要求的高素质教师。当前建筑材料工程技术专业的教师大部分是从高校毕业后直接参加教学工作,几乎很少有实际的企业工作经验,对市场的新要求以及新技术了解不多,影响了实习教学开展效果。
2建筑材料工程技术专业实习教学的改革
2.1理论教学与实践教学相互穿插融合渗透
本人认为,建筑材料工程技术专业实习教学应当将理论教学与实践教学结合起来,两者之间相互穿插,相互融合。在对理论知识进行讲解的同时与施工现场进行紧密结合,将建筑工程的实践性贯穿于整个理论教学当中。这样不仅可以有效激发学生对建筑材料工程技术专业的学习积极性.而且能够在一定程度上增加学生的专业知识,提高学生的实践能力。例如教师在对理论知识进行教授时,可以引入实际工程施工图,通过图纸对建筑构造以及建筑结构进行讲解,让理论知识与建筑建构紧密结合。
2.2通过产学合作,加强校外实训基地建设
对于新技术革新较快的建筑材料工程技术专业来说,产学合作是搭建企业与学校平台的最佳途径。校外实训基地的建立不仅能够大大缓解校内实习基地紧张现状,而且为学生提供了一个真实的实训场景,让学生在毕业前对毕业后将从事的行业有一个清晰的轮廓,为踏入岗位打下基础。与此同时,产学合作以及校外实训基地的建设能够有效提高学生就业竞争力,缩短学生毕业后踏入工作岗位的适应期。学生通过在校外实训基地的工学交替、顶岗实习,可以接受现代企业氛围的熏陶,熟悉建筑行业先进的设备、施工技术和工艺,尽快掌握相应岗位所需的基本技能与专业技术,取得实际工作经验,强化实践能力,也为学生提供形成综合实践能力、职业素质、职业道德、职业意识的实践氛围。产学合作以及校外实训基地的建设是学校老师了解企业需求的平台。通过这一平台,教师可以及时了解社会对建筑材料工程技术人才要求,根据要求对实习教学内容、课程设置、教学计划、教学模式进行及时调整,进行有针对性的教学改革。
2.3加强实践师资队伍建设
在上文中提到,当前高校建筑材料工程技术专业实习教学师资力量较为薄弱,缺少符合实习教学要求的高素质教师影响了该专业正常实习教学的开展。由此可见加强实践师资队伍的建设非常有必要。学校应当加大教师实践能力的培养,增强教师自身的实践素质。本人认为可以从以下几个方面进行:(1)组织教师进行实践培训,或是安排教师外出进修;(2)借助合作企业的量培养学校专业教师的实践能力,有计划的安排建筑材料工程专业教师进行企业参加实践挂职锻炼,进一步提高专业教师职业能力以及业务水平;(3)实践课教师与理论课教师进行轮岗,增强专业教师实践能力;(4)引入合作企业优秀工程师以及管理人员开展讲座,对建筑材料工程技术专业的教学进行进一步的充实。
3小结
程材料的验收和实物进行检查。在质量监督实践中,监督机构力量的配备和建设规模爆炸式增长之间的矛盾一直存在,加上工程材料的品种和种类多、进场批次多、使用周期长,因此质量监督机构对工程材料的监督覆盖和成效不尽理想。工程材料质量是通过其各项技术指标得以反映的,不同的技术指标对工程质量起着不同的作用,就当前质量监督机构对工程材料质量监督情况来看,监督机构很少对工程材料质量监督工作进行深人研究,把工程材料质量作为独立的质量体系进行监督的更少。主要原因一是对现场工程材料基本信息不掌握,本地市场上工程材料有多少生产厂家、有多少种类、有多少供应单位、流通到那些施工现场、质量状况等诸多信息无法掌握。二是质量监督资源有限,即便有的监督机构已开展了对工程材料质量的现场监督,多停留在现场资料的核查上,且也作为工程质量监督的一部分。合理利用有限的质量监督资源,掌握工程材料市场和施工现场的信息状况,是工程材料监督管理的当务之急。
2加强信息化建设,掌握工程材料市(现)场信息
作为工程质量监督的一部分,目前质量监督机构对施工现场的工程材料进行监督抽查是一种点状管理,且以抽查工程资料为主,收集的信息量少,难以对市(现)场的质量状况进行评估,难以制定有效的措施有针对性的实施监督管理。随着《江苏省房屋建筑和市政基础设施工程质量监督管理办法》2013年7月1日起施行,其中第二十二条规定,对影响建筑主体结构质量安全和使用功能的主要工程材料,工程材料供应单位应当按照规定到所在地住房和城乡建设行政主管部门办理登记手续。笔者根据工程材料质量监督管理工作的特点,结合本市在材料监管信息化方面的一些成效,提出了材料监督管理信息化建设的新思路。为此,扬州市建设工程质量监督检查站随即组织调研,开发了工程材料质量监督登记管理系统(以下简称系统)。
2.1材料供应商登记与产品登记相结合
工程质量监督机构通过录入企业基本信息及产品信息建立内部数据库。一方面,在系统中进行企业登记时按照法律法规要求对材料供应商登记设置一定的准入门槛,如企业登记时供应商需提供企业资质等级证书、材料生产单位颁发的地区销售授权书等信息,对未进行企业登记或不符合资质等级要求的供应商,其提供的工程材料严禁进入施工现场,同时工程质量监督机构可依据江苏省人民政府第89号令第二十八条要求进行处罚;另一方面,在系统中进行产品登记时审核产品是否符合国家标准规范等相关要求,如电线电缆、保护电器等产品需提供中国强制性产品认证(3C)证书、新型墙体材料、节能保温材料需提供由市级墙体材料改革与建筑节能管理办公室下发的认定备案证书等,同时,材料供应商必须提品有效期内的型式检验报告。
2.2对工程材料购销合同实行登记管理
加强对建设工程材料合同的监督管理,是建立完善的建筑市场体系的重要保证。工程材料在进入施工现场前,施工(建设)单位应与材料供应商及时签订购销合同,监理在系统中进行登记后方可进行工程材料进场登记。材料供应商可通过系统查询本单位的合同登记状况,保证合同的真实有效。如果工程材料供应商未进行企业登记或产品登记,系统中将无法显示材料供应商信息,无法进行合同登记,施工现场也无法对该供应商提供的工程材料进行进场登记。
2.3材料进场验收信息登记上报
工程材料质量低劣造成的工程质量事故和损失往往是非常严重和难以修复及弥补的,因此,把好材料进场验收这道关卡尤为重要。工程质量监督机构要求对已经进行过合同登记的工程材料,每次材料进场报验时,监理单位需实时将该批次材料的名称数量、质保信息、委托检测信息等上报至系统中,并在检测报告出具后及时将复检报告的结果录入到系统内,并注明该批次材料的使用部位、使用时间等,如出现复检不合格的情况,还需将不合格材料的处理情况及影像资料及时进行上传。进场验收的整套信息一旦形成,系统自动将其锁定,无法进行修改;材料供应商也可登陆到系统中,查看自己所供材料的质量状况。
3工程材料质量监督登记系统成效
3.1强化工程材料源头管理,督促供应商健全质保体系
企业登记与产品登记的结合能够使材料供应商行为更加规范化,一是有效防止材料供应商超越企业经营范围或资质等级向施工单位(建设单位)提供工程材料,牢牢抓住工程材料的源头;二是一旦相关的证书及型式检验报告过期,系统会自动屏蔽该企业的产品信息,施工现场不得使用该供应商提供的材料,促使材料供应商严格依照相关规定及时延续证书和按标准要求及时进行工程材料质量检测工作,建立健全质保体系,抓好自身所供材料的质量控制;三是工程质量监督机构通过对材料供应商的分类统计,掌握本地市场工程材料的供应商名录、生产单位数量、工程材料种类等信息,了解本地当前的工程材料市场状况。
3.2规范建设各方合同行为,明确建设各方责任
工程材料合同登记管理的实行,能够防止工程材料买卖双方出现口头契约或先供货后签约的现象,明确施工单位(建设单位)与材料供应商的责任与义务,加强合同双方的自律性,有利于合同双方友好合作,照章办事,保障工程的顺利进行,同时也便于工程质量监督机构对工程质量责任主体的质量行为监管;合同登记完成后,买卖双方均可通过系统查询自己现有的合同状况,可有效防止一些企业或个人假冒其他材料供应商向施工现场供应假冒伪劣材料。规范工程材料买卖双方的交易行为,最终能起到减少合同纠纷、维护建筑市场秩序的作用。随着工程材料合同管理的逐步完善,建筑市场必然会得到健康有序的发展。
3.3及时掌握施工现场材料状况,合理分配监督资源
1.建设工程材料实施精细化管理的重要意义
在建设工程领域,精细化管理也得到了很好的应用。澳大利亚Jennings房屋建筑公司通过精细化管理的实施,比实行传统的项目管理模式下节约建筑材料库存90%,施工人员减少了50%,利润增加了20%,效果极为显著。美国建筑工业协会CII也在研究报告中推荐了这种科学的建设工程管理方法。我国的一些企业也认识到了科学管理方法的优越性,在建设工程管理中也推行了这种管理模式,如中铁二局建设集团有限公司就颁布实施了《项目部物资精细化管理实施细则》等。根据统计,建设工程的材料费用占据了工程总成本的50%以上。因此,建设工程材料的管理既可以充分保障施工进度需求、确保工程质量,同时也是施工成本控制的关键环节,是施工企业利润目标实现的重要抓手。如果建设工程材料的管理不善,将会对工程项目的质量目标、成本目标与进度目标等产生不利的影响,甚至会造成企业效益滑坡、工程项目亏本,直接危害了企业的信誉和今后的生存与发展。所以,建设工程企业在工程材料管理上实行精细化管理不仅是工程项目的需要,也是企业实现可持续发展的所在,精细化管理意义重大且势在必行。
2.建设工程材料实施精细化管理的方法
2.1成立建设工程材料管理组织、开展材料的市场调研。建设工程施工企业需高度重视材料的管理,根据施工需求成立相应的材料管理组织。不仅在总公司要有材料管理部,在施工工程项目部也应该成立材料管理科,而且在工作队也需安排专人担任材料员,负责材料的管理。要对各级材料管理组织、人员进行培训,使之了解、掌握精细化管理理论和具体方法,强调各人互相配合、协调,共同对建设工程材料实施精细化管理。在此基础上,开展工程材料的市场调研,掌握当地及外地材料的生产、供应、价格、运输方式、质量检验部门与检验方式等各类信息,形成调研报告以及工程项目材料物资管理策划书,确保对于材料管理能够做到有的放矢。
2.2认真制定工程材料物资计划。建设工程材料物资计划包括投标过程中的物资计划和开工前的物资计划,它是指导工程施工的重要文件,必须强调材料物资计划的科学性与合理性。编制工程材料物资计划的依据有:施工合同、设计图纸、招投标文件、材料调研报告、材料物资管理策划书、进度计划和资源管理计划。工程材料物资计划不仅要确定工程材料供应的总量、供应方式,更为重要的是要确定工程材料各阶段供应的数量、采购方法等。如果可以采用招标采购的方式,就尽量采用招标方法,这有利于降低企业施工成本,提高材料采购的质量以及采购工作的公开透明。
2.3库存决策的科学化。根据精细化管理精神,减少材料库存可以降低企业施工成本,但是同时也需要保证施工的正常需求和特殊情况的施工需要,如抢工期情况下和恶劣天气下的施工需求。进行材料库存决策需从材料供应条件和经济效益两个方面来开展深入的研究,实施综合分析。
2.4严格材料验收。按照事先制定的材料管理制度,工程材料进场要实行验收手续。材料验收的依据是材料采购合同、质量标准与保证资料等。工程材料验收一般由材料保管人员、材料管理部门、监理单位和建设单位参加,需要抽检的必须进行抽检,需要进行试验检验的必须通过监理人员的见证取样后再送检。发现数量不对或者质量不合格的,决不能轻松验收通过,确保入库材料数量准确、质量合格、包装完好、技术资料齐全,单据账目正确。
2.5提高材料服务水平,建立健全仓库保管制度。依据精细化管理原理,材料管理要为顾客服务。材料仓库保管服务对象就是施工队。当施工队需要使用工程材料时,仓库保管人员应按照保管制度主动配合,根据材料调配单进行发货与交接,交接手续齐备,并努力改善服务质量,提高工作效率;剩余材料及时清点,建立账物盘点制度;如果发现工程材料有损坏的或者质量不合格的,应依据报损、报废制度组织人员检验后,方可实行报损或者报废;材料保管要建立仓库值班制度和安全管理制度,完善管理人员工作岗位责任制,奖勤罚懒,使得建设工程材料管理走上制度化和规范化的道路。
二、结语
华南理工大学船舶与海洋工程系创建于1958年,现具有船舶与海洋结构物设计制造专业二级学科博士点和船舶与海洋工程专业一级学科硕士点,培养船舶与海洋工程专业本科生,船舶与海洋结构物设计制造、轮机工程、 水声工程专业的硕士研究生以及船舶与海洋结构物设计制造专业博士研究生,为我国船舶工业、国防建设、海洋资源开发、交通运输等行业和部门培养了大批专业技术和管理人才,是华南地区唯一可以系统培养船舶与海洋工程领域高层次专门人才的学科。
专业特色: 船舶与海洋工程系是全面应用信息技术从事船舶与海洋工程结构物及相近领域的设计、研究、制造、规划、经营与管理等的工程学科,长期以来奉行“厚基础、严要求、重能力、强适应”为办学宗旨。
师资设备:船舶与海洋工程系非常注重师资队伍建设和人才培养,现有专职教师18人,教授7人(其中6人为博士生指导教师、1人为华南理工大学“百人计划”特聘教授)、副教授6人、讲师5人, 84%的教师具有博士学位,形成了老、中、轻相结合,知识与职称结构合理的师资队伍。在校本科生近200人,硕士研究生近40人,博士研究生近20人。在本科教学中不仅注重学生基础知识的训练、计算机和外语能力的培养,还积极开展课外科技创新活动,以培养学生的创新能力,并多次在各种国内、校内大学生科技比赛中获奖。设有华南理工大学船舶海洋工程科学与技术大学生创新能力培养基地。
船舶与海洋工程系具有华南地区最大的船模拖曳水池实验室、海岸与近海工程实验室、船舶与海洋工程先进材料研究中心,并正在筹建水声工程实验室,可以进行船舶快速性、耐波性、船体节能装置、新型推进器、船舶与海洋新型材料、河道整治、工程泥沙及河流动力学、潮汐河口整治、海洋环境测量、防浪掩护与波浪对建筑物的作用等的试验工作,并积极开展产品研发、成果转化、科技服务等方面的工作,设有广东省甲级船舶设计资质的船舶与海洋工程研究所、广东省船舶与海洋工程技术开发中心、广州现代产业技术研究院船舶技术研发中心。
关键词:培养计划;培养目标;材料科学与工程;麻省理工学院
欧美国家在20世纪60―70年代开始设立材料科学与工程系。名称变更反映了对材料领域研究认识的变迁,即“材料研究需要依据其行为和特征,而不是依据材料类型来进行”。1998年教育部对材料类本科专业目录进行了调整,将原来划分过细的十多个材料类小专业合并成了现在的冶金工程、金属材料工程、无机非金属材料工程、高分子材料与工程、材料物理、材料化学等六个专业。同时,在引导性专业目录中还设置了材料科学与工程一级专业。虽然以材料科学与工程一级大学科来设置专业是必然趋势,但材料科学与工程人才培养模式仍在探索之中[1]。同济大学当年就设置了材料科学与工程本科专业,期望以欧美的模式来培养材料学科人才。实际上,早在20世纪80年代,当时的同济大学建筑材料工程系就为建筑材料专业的本科生开设了材料科学导论、断裂力学、表面物理化学和传热、传质与动量传递(简称三传)4门基础课程。近几年因为参与学院材料科学与工程专业培养计划的修订工作,查阅了国内外许多大学这个专业的培养计划,国内高校在材料科学与工程专业培养计划上的认识一直存在争议。美国麻省理工(MIT)材料科学与工程专业本科培养计划的公开信息最多,不仅有课程列表和学分要求,还有课程的详细简介。尤其是麻省理工的开放课程服务(OpenCourseWare),使得我们还能够进一步了解课程大纲和部分内容。此外,MIT材料学科是USNews全美排名第一的,他们的培养
计划应该具有更好的借鉴意义。本文在反复仔细研究其有关本科培养的各种公开资料的基础上,对其培养计划进行了分析,结合自己的教学工作实践,总结了一些心得体会,希望与国内同行共享。
一、麻省理工材料科学与工程专业的培养计划
MIT材料科学与工程系设3个专业(Course)。其一为一般意义上的材料科学与工程专业(Course 3),学生所得学位是材料科学与工程理学学士(Bachelor of Science in Materials Science and Engineering),其所授学位是被ABET(Accreditation Board for Engineering and Technology,美国工程与技术鉴定委员会)授权的,绝大部分学生都选读这个专业。其二为课程选择度更大的一般专业(Course 3-A),这个专业的毕业生将获得没有特别指定专业领域的理学学士(Bachelor of Science without specification)学位,系里并不寻求ABET对这个学位的授权,只有很少学生选择这个专业,常常是医学、法学、MBA预科生选择这个专业。第三是考古与材料专业(Course 3-C),学生所得学位是考古与材料理学学士(Bachelor of Science in Archaeology and Materials),系里也不寻求ABET对这个学位的授权。从系里是否寻求对所授学位授权就可以看到,MIT材料科学与工程系本科生的主要专业是一般意义上的材料科学与工程专业(Course 3)。后面的讨论主要针对Course 3的培养计划进行。
1. 课程和学分要求
该培养计划的要求包括:(1)MIT的一般要求,共17门课程,其中自然科学6门,人文社科8门,限选科技课程2门,实验课程1门。(2)交流能力课程(Communication Requirement)4门。(3)系内课程,包括一套核心课程(Core subjects,共10门课),一个论文或2个实习以及4门限选课程,合计184~195学分。其2011―2012版本的课程和学分要求见表1,表中课程名称前面的数字表示课程号,后面跟表示学分的数字、课程性质、前修或同修课程号。MIT每门课程的学分由三部分组成,表示学习课程所需要的时间分布,中间用短线隔开,第一个数字表示讲课时间,第二数字表示实验、设计或者野外工作时间,第三个数字表示预习的时间,是以中等学生所需要时间估计的。1个学分大约相当于一学期需要14小时的学习时间。从表 1可见,一般专业课程,预习所需时间是讲课时间的2~3倍。
备注
*可以代替本先修课程的其他先修课程列在课程描述页面。
(1)这些课程可以算作必修课程或者限选课程的一部分,但不能同时计算。
(2)可以选9-12学分。
(3)通过申请,可以被类似课程替代。
2. 限选课程的选择
中列出了21门限选课程,每个学生只需要选择4门课(48学分)。理论上,学生可以在21门课程中任选48学分,甚至经过批准,还可以选择其他系的课程或者研究生课程来代替。实际上,由于材料的范围很广,这些选修课程是根据主要的研究领域来设置的,它们是: 生物与聚合物材料(Bio-and Polymeric Materials),电子材料(Electronic Materials),结构与环境材料(Structural and Environmental Materials),基础与计算材料科学(Fundamental and Computational Materials Science)。
因此,在MIT材料学院的网页上,曾经列出了各领域推荐的限选课程。网页上还列出了每一个方向的咨询教授,以方便对上述领域某一方面更感兴趣的学生选课。
3. 部分课程大纲和教学情况分析
(1)材料科学与工程基础课程
这个课程为15学分(5-0-10),总是与“材料实验”一起选修。课程安排也是交叉进行,实验周不上课,一共有4个实验周。这样,材料科学与工程课程讲课时间就缩短为9周(一个学期14周,最后一周为考试)。其课程安排为周一、三、五各2小时的讲课(lecture),周二和四各1小时的复习课(recitation)。所以一共27次讲课,18次复习课。实际讲课为24次,另外3次课为测验和考试。最后一次考试并不是考全部课程内容,即每次测验和考试都是分段内容。
这个课程由两个教授分别讲授,每个教授都是24次课,因此可以推论,每次每个教授将讲1小时。一个讲授结构和化学键(Structure and Bonding),一个讲授热力学和统计力学学(Thermodynamics and Statistical Mechanics)。
两部分课程分别布置6次作业,每部分每次都是2~3个题目,都有交作业的期限,没有按期交作业的,该次作业成绩为0。作业答案在交作业期限过后就会立即公布。课程总成绩由作业成绩占20%、三次测验占80%构成。得分标准为:总评80分以上A,70~79分为B,55~69分为C,低于55分为不及格。
(2)实验课程
MIT材料系内有2门必修的实验课程,即材料实验和材料综合实验。这两门课程同时还是加强专业交流能力培养的课程,所以,教学过程特别注意专业交流方面(包括论文写作、口头技术报告等)的形式要求。材料实验与材料科学与工程课程同时选修,在2年级第一学期进行。材料综合实验课(Materials Project Laboratory)基本上就是几个同学合作的科研项目,在3年级下学期进行。下面以二年级的材料实验为例,介绍其教学和考评办法。
如前所述,材料实验共4个实验周,实验周没有其他专业课。实验内容包括量子力学原理演示、热力学和结构,同时囊括了几乎全部现代材料分析研究方法(XRD、SEM/AFM、DSC、光散射等),并通过口头和书面方式加强交流能力培养。从教学内容看,这门实验课承担了教授材料研究方法的任务。
一般将50个左右学生(2011年的2年级学生只有43人)分成6个组。每个实验周有3个实验主题,每个主题下面2个实验,2个组共选一个主题,每组选做其中一个实验。6个实验同时进行。一周3次实验,每次4小时。因此,每个组每周只做3个实验(每个主题做1个实验),共12个实验。由于每个组只做了一半的实验,对另一半实验的了解,通过每周2次的1小时交流课程(recitation sections,一般隔天举行)来实现。交流课上,大家各自在黑板上即兴介绍实验的发现,回答教师和同学的提问。
该实验课由3个教授上,其中一个总负责。课程成绩评分标准
二、分析和讨论
1. 关于必修课和选修课
系内必修课程除毕业论文或企业实习外,共有10门。大学一般要求的17门课,理论上可以自由选择,但从表1系内课程的先修课程可以看出,微积分I和II,物理I和II是需要先修的,大学一般要求的6门自然科学课程就去掉了4门,能够自由选择的大学自然科学课程剩下2门。从系里建议的选课表(roadmap)可以看到,另外2门自然科学是化学和生物。所以,自然科学的必修课程实际上相当于14门。
限选课程要求包括GIR类型2门和48学分的系内选修课。有3门系内课程(共39个学分)可以作为GIR课程来选,但不能同时作为系内课程要求的学分。大多数系内选修课程的学分为12分,这样的话,系内限选课48学分需要选读4门。所以,每个学生可以有6门专业选修课程。有意思的是,在表1中只有21门限选课程,而该系主要的研究领域(或者说相当于我们的专业方向)有4个,平均每个方向只有5.25门课。如果去掉2011―2012年新增的2门课程,过去几年只有19门课,平均每个方向只有4.75门课程。看来,MIT材料科学与工程专业的课程设置,并不鼓励学生选单一专业方向的课程。实际上,在以前分专业方向限制选修课时,每个专业方向仅仅提供2~3门课程,进一步的分析见下文。
反观我们的培养计划,我们的专业方向必修课程有5门(14学分),选修课程应选4门(8学分),合计9门课程22学分。因为我们的学分是按照每周上课学时数计算的。如果按照MIT的学分计算方法,学分约为每周上课学时数的3~4倍,考虑到我们的上课周数为17~18周,而MIT才14周,因此,我们的专业方向应选学分至少相当于MIT的88学分,比其4门课程(48学分)的要求多了5门课程(40学分)。可见,我们的培养计划更加注重学生专业方向知识和技能的培养。
另外,MIT材料科学与工程系的研究领域非常广泛,关于其主要研究领域的介绍出现在3个网页上。其一是在该系的学位要求中关于限选课程的介绍网页,4个主要的研究领域分别是生物与聚合物材料、电子材料、结构与环境材料、基础与计算材料科学。其二是在MIT的招生网页,4个主要的研究领域分别是:半导体材料和低维系统(Semiconductor materials and low-dimensional systems)、能源材料(Materials for Energy)、纳米结构材料(Nanostructures)、材料的生物工程(Bioengineering of Materials)。在介绍全体教师(Faculty)的网页,列出了30个研究方向(discipline),共122人次(有重复计算,因为实际教师只有35人),平均每个研究方向4.07人次(或1.17人)。少的方向仅1人如微技术、半导体,最多的是纳米技术,23人次。上面列出的生物工程(包括生物物理和生物技术)9人次,能源材料(包括能源与环境、储能)9人次。人数比较多的研究方向还有结构与环境材料9人次,高分子材料7人次,电、光和磁材料7人次。
可见,尽管MIT研究的材料类型很多,但其本科生培养计划中,涉及具体材料类别方向的课程特别少。
2. 关于考核与成绩
MIT很多课程的成绩评定都包括平时作业和出勤与课堂参与情况。有的课程,考试以外的项目在成绩评定中所占份额可达到50%,有的实验课程则更是高达85%这在一定程度上反映了MIT对大学生平时学习的管理是非常严格的,与我们头脑中关于国外大学生“自由”学习的图像截然不同。
3. 关于选课进度安排
MIT材料系没有规定统一的选课进度表。但从其推荐的选课安排(roadmap)看,具有如下特点:
(1)8门大学一般要求的社科课程(GIR)分布在8个学期选修,即每学期选修1门社科课程;
(2)一年级把大学要求的6门自然科学课程(GIR)学完,包括数学、物理和化学。
(3)二年级起全面进入专业学习。第一学期学习材料科学与工程基础、材料实验2门课程,两门课交叉进行,实验周不上课。上课周每天都有材料科学与工程基础课,实验周每天都有实验或交流,学习安排非常集中。
(4)每学期的课程一般为4门,其中1门为社科课程。
MIT二年级第1学期就学习专业基础课程,这比我们的教学计划提前很多。国内的教学计划进度安排曾经强调,前两年不安排专业课,以至于我们的材料科学与工程课程被安排在第5学期,材料研究方法更是被安排在第6学期,使得高年级学习特别紧张,深入接触专业知识和方法的时间被推迟。
4. 关于培养计划的修订
从网页上能够追溯到MIT材料系1998年的培养计划,其培养计划在2003年做了很大的调整。两者的比较
这两个培养计划的最大差别在必修课,课程名称几乎完全变了。但对比课程名称和教学内容可以发现,新培养计划中的“材料科学与工程基础”包含结构与化学键、热力学与统计力学两大部分内容,分别由两位教授讲授,似乎代替了原来的“材料热力学”、“材料物理化学”和“材料化学物理”3门课程,因为其教材之一仍然是物理化学(Engel, T., and P. Reid. Physical Chemistry. San Francisco, CA: Benjamin Cummings, 2005. ISBN: 9780805338423)。“材料实验”应该与原先的“材料结构实验”对应,“材料综合实验”应该与原来的“材料加工实验”对应。“材料的微结构演变”与原来的“材料结构”相似。取消了“材料力学”、“材料工程中的输运现象”2门课程。增加了“材料的电光磁性能”、“材料的力学性质”、“有机和生物材料化学”、“材料加工”4门课程。取消2门,合并2门,增加4门,课程总数不变。
选修课变化较小,只是增加了若干课程,特别是生物材料和纳米材料的课程。其实,两门生物材料课程是2000年增加的,当时选修课由4方向增加为5个方向。选修课的最大变化是理论上不再分专业方向,学生可以任意选课。但实际操作时,仍然向学生推荐各专业方向的课程组合。无论如何,每个专业方向的课程不足4门,学生必然需要选修其他方向的课程。
从2003年至今,必修课没有变化,选修课则有一些小的调整(表5)。其中2005年减少了高分子化学、化学冶金学(Chemical Metallurgy)2门课程。增加了2门数学,材料热力学(原来的必修课),先进材料加工,衍射和结构,材料的对称性、结构和张量性质,材料选择,共7门课程。可见,增加的这些课程仍然是与具体材料种类无关的。2007年和2011年分别增加了1门生物材料方面的课程。可见,即使是选修课的调整,仍然在继续加强有关材料行为特征方面的课程,减少有关具体材料种类的课程。
5. 关于培养目标与课程设置
过去,MIT材料科学与工程系培养目标分四类,研究型学位(Course 3)、预科型学位(Course 3A)、实践型学位(Course 3B,2003年取消)和考古型学位(Course 3C)。其中,研究型学位与实践型学位培养要求的唯一差别是不变的,即前者在四年级做毕业论文,后者在二年级暑假和三年级暑假做2个20周的企业实习,其他课程要求完全相同。现在把实践型学位取消了,但仍然保留了学生向这个方向发展的渠道,即学生仍然可以选择做毕业论文或者企业实习,学位合并在研究型学位(Course 3)中。
从2003年培养计划大调整来看,MIT材料科学与工程专业(Course 3)的主要培养目标是让本科毕业生继续深造。也可能是社会需求的变化促使MIT对培养计划进行调整。这从MIT选读实践型学位人数变迁或许可以看出一些端倪(表6)。从1998年到2002年,实践型学位人数多于研究型学位的人数,2002年突然降低,与研究型学位相当。查看大学2年级实践型学位学生注册数,从2002年起突然减少,由原来每年约20人突然减少为6人。2003年培养计划调整当年,还有5人注册为实践型学位,这应该是此前培养计划延续所致。
那么,没有了实践型(Course 3B)学位,是否还有学生仍然会选择实习代替论文呢。下面从2002~2008年MIT材料系本科毕业生去向分析。除了一些研究生院,网页一共列出了38家企业和17家政府部门或咨询机构。统计2002年以后(至2005年结束,当年仅剩下1人)各年4年级实践型学位人数(也约等于当年毕业人数)总和恰为38人,与毕业生去向统计的企业单位数刚好相同。这难道是巧合?是否可以推论,2003培养计划修改之后几乎就没有学生选择去企业实习了?
MIT材料专业取消实践型学位,以及此后可能几乎没有人选择实习代替毕业论文事实,一方面可能与美国产业向国外转移,本国企业对工程师的需求减少有关;另一方面,MIT培养计划中的课程设置调整也起了一定作用。因为选择实践型学位人数锐减在前(2002年),培养计划调整在后(2003年)。培养计划中去掉的必修课“材料力学”和“材料工程中的输运现象”,显然属于工程类课程。因此,其培养计划课程中增加材料研究型基础知识、减少工程知识的倾向十分明显,也说明其培养计划随社会需求进行了及时调整。
另外,尽管2003年培养计划中的必修课有较大调整,但选修课调整比较有限。而且调整前后,没有改变其材料类本科生宽专业培养的模式。
但在选修课中,把专业方向的基础课程去掉,仍然让人有点匪夷所思。例如,高分子化学在高分子材料领域历来就被认为是专业基础课。MIT在2005年却把这门课从本科生培养计划中去掉了。查看其高分子方向研究生培养计划核心课程,可以看到高分子物理化学、高分子合成、高分子合成化学等基础课程。可见,MIT把专业方向的一些基础知识培养放在了研究生阶段。
以上似乎给人这样的印象,如果不继续读研究生,则专业方向的基础知识是不太够的,无形中将人才培养的周期拉长到研究生阶段了。但从我自己教学的经验来看,学习高分子物理就可以了解高分子材料的行为和特征,未必需要清楚地知道高分子材料的合成与制备方法。我的一些研究生以前从未学习高分子方面的课程,为了让他们在研究中能够理解和使用高分子材料,我就是先给他们讲授高分子物理的基本知识。
另外,注意到MIT材料专业研究生数量是本科生数量的2.2倍,有很多研究生来自校外,特别是来自国外。所以,MIT材料专业培养计划中对专业方向选修课程的调整,结合研究生阶段的课程安排,既考虑到了本科宽专业基础的培养模式,又打通了本科生培养与研究生培养之间的关联,在研究生阶段加强专业方向基础知识的培养,也便于接受其他教育背景的学生来读研究生,还是十分合理的。
MIT材料专业的本科培养计划,不断强化了按照材料大类进行培养的模式,必修课和选修课都加强了材料基本行为知识的课程,减弱了材料类别基础知识的课程,把后者移到研究生教育阶段。这说明国外关于“材料研究依据其行为和特征,而不是依据材料类型来进行”的认识形成30多年以来,不仅没有改变,还在进一步加强。MIT在2003年对培养计划大调整时,加强了材料研究基础知识课程,减少了工程类课程,其本科生的主要去向是进一步深造,直接到企业就业的比例急剧减少。本科生阶段加强研究基础知识课程,把专业方向基础知识培养放在研究生阶段,加强了研究生的知识培养,可能是其材料研究能够长期在美国名列前茅的原因之一。
被加州大学洛杉矶分校研究小组称为磁电随机存储器的这款内存极有可能成为未来几乎所有电子产品的内存条,包括智能手机、平板电脑、计算机、微处理器,也可专门用于数据存储,如计算机和大型数据中心的固态磁盘等。
磁电随机存储器优于现有技术的主要优点是它耗能极低,同时密度大、读取和写入速度快、不挥发,不用加电也可保存数据(这类似于硬盘驱动器和闪存条,但速度要快得多)。
当前,磁性内存的技术基础是自旋转移矩,利用了电子(自旋体)的电荷和磁特性,以电流移动电子,向内存写入数据。尽管自旋转移矩与其他内存技术相比有诸多优势,但其电流写入机制仍须消耗一定能量,即写入数据时会产生一定热量。其存储能力受到数据物理距离的限制,即写入信息所需电流的限制。这种低位能力拉高了比特成本,从而限制了自旋转移矩技术的应用。
在磁电随机存储器中,加州大学洛杉矶分校的研究小组用电压取代电流来写入数据。这样就无须用导线移动大量的电子,而只须利用电压(电势差)即可开关磁位,向内存写入信息。这样计算机内存产生的热量就大为减少,节能效率提高10到1000倍。此外,内存密度可提高5倍,在同样的物理空间内能存储更多的位信息,从而降低了比特成本。
该研究负责人为加州大学洛杉矶分校电气工程系教授王康,成员还有论文第一作者、电气工程研究生胡安· G·阿尔扎泰以及加州大学洛杉矶分校—国防高级研究计划署非挥发逻辑项目经理、电气工程助理研究员佩德拉姆·哈利利。
哈利利说:“以电压控制纳米级磁体的能力是磁学研究中令人兴奋、快速增长的领域。这一工作为下列研究提供了新思考:如何以电压脉冲控制开关方向,如何不用外部磁场就能确保设备正常工作,如何把它们整合成高密度存储器阵列等。一旦做成商品,磁电随机存储器相对现行其他技术的优势不仅表现在能量散失少上,还表现在能使磁阻随机存储器极为密实,这也很重要。由于成本低、性能高,磁电随机存储器可以挺进以前为成本和性能所困的新的应用领域。”
阿尔扎泰说:“最近首款自旋转移矩—磁阻随机存储器(STT-RAM)商用芯片问世,它也为磁电随机存储器的推广打开了大门,因为它们的设备原料和制造工艺十分相似,后者既可兼容STT-RAM当前的逻辑电流技术,又减缓了能量和密度的限制。”
名为《纳米级磁穿隧接面的电压开关控制》论文介绍了上述研究成果,在12月12日于旧金山召开的美国电气和电子工程师协会国际电子设备2012年会上进行了宣读,该年会是“半导体和电子设备领域突破性成果的杰出论坛”。
磁电随机存储器采用了称为受电压控制的磁绝缘体结点的纳米级结构,数层摞在一起,其中有两层是磁性材料,一层磁场方向固定,另一层可通过电场加以控制。特殊设计的设备对电场很敏感。当施加电场时,两个磁层间就产生了电位差,即电压。电压可通过在各层表面聚积或消除电子,向内存写入信息。
王康指出:“像这样能量极低的自旋电子设备,其潜在应用不只限于存储器产业。这些存储器可集合逻辑和计算,从而彻底消除预备电力,使即通型电子系统成为现实,极大提高设备功能。”
(一)材料工程专业研究生调查分析
我们清醒地认识到,中国石油大学(北京)材料工程专业型硕士的培养刚刚起步,比起国外著名高校材料工程专业硕士研究生的培养存在较大差距。我们就材料工程专业的教学、实践、企业工作站科研与生活、毕业论文等方面存在的问题调查了已经毕业和在站的材料工程专业硕士研究生。学生普遍反映,与同一工作站其他高校的材料工程专业硕士生相比,中国石油大学(北京)学生在站时间为1年半至2年,其他高校学生大多为1年,中国石油大学(北京)学生在进入工作站之前已经开展了10周的工程实践训练,学生进入企业工作站所安排的研究课题相对较快,他们在进站工作中和工作站的员工接触非常融洽,都能够很快地适应工作环境,增长了社会见识,增强了沟通能力,而且企业工作站导师与校方导师之间有良好的沟通,学生能够很快地融入企业工作站的科研工作中。学生可以经常到油气田现场工作,对现场工作的认识更加深刻,现场工作经验非常丰富。学生也反映,尽管已有10周的工程实践经验,但是由于缺乏科研经验,导致进入课题研究的时间比较长,而工作站还很少对学生的课题研究进度进行考核和监督,致使课题的进展缓慢,最终影响论文的完成进度。工作站地点离学校较远,学生很少能回到学校和导师进行深入的面对面交流,致使导师对学生的研究情况不了解,而学生在研究过程中遇到的问题也不能得到彻底的解决,导致学生不能对课题进行深度的研究。在实际的课题研究过程中,由于现场工作条件测试手段的局限性,学生只能学会一些简单的检测技术,导致学生的学术深度不够。学生对目前的情况提出了自己的解决办法,包括:(1)研究生应带着项目进工作站,且在进入工作站之前,应该进行一些有关项目的培训工作;(2)要求进站研究生定期回学校汇报工作情况;(3)加强和工作站的沟通,由工作站抽查学生的出勤情况;(4)根据情况,实行专业型硕士研究生与不同的企业工作站实行双向选择;(5)在派遣学生进入工作站之前,应考察工作站的食宿医疗状况。通过分析,我们总结出专业型研究生培养过程中所存在的一系列问题:(1)由于专业型硕士研究生没有科研经验,不知道如何开展课题研究;(2)学校导师不知道每个研究生的具体研究内容、研究过程中存在的困难、课题进展情况、现场导师的指导情况等;(3)作为专业型硕士研究生应该掌握现代化的检测手段,并能够利用这些手段分析研究材料的性能、结构,但由于现场实验室的实验手段、仪器设备相对比较落后,导致现场的学生只是从事比较简单的金相分析、硬度分析、尺寸测量等没有科技含量的工作,这对于提高研究生的创新能力极为不利;(4)学生到现场后,认为自己不属于单位的工作人员,上班时间不去单位,甚至长期不到试验现场,缺乏自律性的学生没有把自己看做是一名研究生,工作积极性和主动性不够高,而现场导师也不能及时把他们的状况反馈到学校,导致学校、企业工作站和研究生之间缺乏相互沟通。由此可见,真正培养出市场紧缺的应用型人才,仅靠企业工作站明显不能满足要求。
(二)授课与学术交流的现状
专业型研究生区别于学术型研究生最主要的特征就是实践和应用能力。教育部指导意见明确指出专业学位研究生在校期间,必须保证不少于半年的实践教学,但受传统教学模式的影响,对在校研究生的培养大多仍然采用“教师授课—学生听课—考试”的本科化模式,即以教师为授课主体,将课本知识灌输给学生,或者教师布置要讨论学习的内容,让学生自己准备某一专题的内容,然后由该生讲授。这种传统的授课方式会导致学生专业知识面狭窄、综合能力低和学生充分利用学校和教师资源来提升自己的学习水平较低。从学术交流角度来看,研究生本是学科前沿的代表,应主动参与学术交流活动,但从实际情况来看,参与学术交流活动的研究生比例偏小,尤其是到工作站后参与学术交流的机会更少,大多以课题研究代替社会实践居多,不少学生没有安排实践,参与科研课题级别分布明显,牵头主持过课题的学生数量不多。可见,突出实践能力培养是全日制专业型研究生教育与学术型研究生教育区别之所在。因此,我们应对学生的学术交流、工程实践训练、企业站实习等问题制订切实可行的方案,提高学生创新能力。
(三)毕业论文现状
学位论文是研究生科学研究的重要成果,也是衡量研究生能否获得学位的重要依据之一。为了实现全日制专业学位研究生的培养目标,在评价学位论文质量时要摒弃以学术需求为导向的传统思维。专业学位论文不像学术学位论文那样注重原创性,而是侧重实践探索的创新,体现综合运用相关专业知识分析和解决实际问题,以及独立承担专业领域实际工作和管理工作的能力。此外,专业学位论文要突出社会性、经济性和实用性。专业学位论文必须立足于实践,在调查研究的基础上针对实践工作中需要研究的问题,或者制约某个部门、行业或企业发展所亟须解决的问题进行研究。再次,学位论文形式可以多种多样,可采用调研报告、应用基础研究、规划设计、产品开发、案例分析、项目管理、文学艺术作品等多种形式,主要体现专业型研究生运用知识解决实际问题的能力。专业硕士的培养目标是培养更多应用型、复合型的高层次专门人才,但并不是不要求了解最先进的分析手段,只是解决具体的问题即可。而已经毕业的2009级材料工程专业硕士学位论文远没有达到上述目标,其存在一定缺陷。譬如,一名学生开展二氧化碳驱输送系统腐蚀控制研究,主要针对近年来国内几大油田均进行二氧化碳驱先导试验后发现,二氧化碳驱过程中存在不同程度的腐蚀问题,导致某些工艺设施使用寿命仅为1~2年,为此必须开展缓蚀剂、防腐涂料等技术攻关以解决二氧化碳驱油注采输系统中金属设施的腐蚀问题。该生研究了二氧化碳驱采出水的腐蚀规律,针对二氧化碳驱的腐蚀条件,选择了多种材料进行筛选试验,确定了两种可行的金属材料,并筛选了缓蚀剂和防腐涂层。文中采用的实验手段包括压腐蚀挂片试验、高压腐蚀试验、腐蚀速率的测定、缓蚀剂合成及筛选试验、涂层优选试验。在论文中,只是开展了腐蚀试验,测定了腐蚀速率,没有提出较为创新性的试验。大多专业型硕士研究生论文都存在类似的问题,即创新能力不强、所从事的工作大多是企业工作站工作人员就可以开展的工作、所使用的仪器设备大多是比较普通的仪器设备,这表明专业硕士的培养环节仍缺乏创新能力的培养。
二、提高材料工程专业研究生培养质量的对策
(一)授课方式
要求在完善研究生专业基础知识结构的基础上以启发讨论式为主,辅之以其他多种形式的教学形式。在讲授基础知识后,以小组讨论的方式开展启发式教学。研究生在探讨问题的过程中,可以发表各自见解,同时将点滴的灵感融入集体配合协作之中。在授课内容上,授课教师根据学生在实际中需要掌握的知识去组织内容,提供若干参考教材、课程相关论文以及在相关学科中具有影响力或者有争论的论文给学生,扩大学生阅读面,跟踪最新的与课程相关的热门理论和实际应用情况,从而提高学生的创新能力。同时,授课教师可讲授学科前沿领域所面临的技术难题以及所对应的措施,使研究生少走些弯路,研究生学位论文也能够站在更高的起点,引导研究生进行深入思考。
(二)招生与录取对策
我们对报考材料科学与工程系的研究生大力宣传国家关于发展全日制专业学位研究生教育的各项政策,大力宣传经济社会发展对于应用型、高素质人才的迫切需要,大力宣传发挥好全日制专业学位硕士研究生作用对于促进我国经济社会又好又快发展的重要意义,营造良好的舆论环境,形成优秀人才踊跃报考专业硕士的氛围。同时增加全日制专业学位推荐免试的人数并给予相关的政策支持。报考专业型硕士研究生的学生优先录取,报考学术型研究生若不能被录取,没有机会转为专业型硕士研究生。录取为专业型研究生的,给予全日制专业学位更高的待遇,奖学金的评选也采取倾斜政策,全日制专业学位研究生所享受的待遇高于学术型硕士研究生。与此同时,由于专业型硕士研究生都要到工作站开展毕业论文或毕业设计工作,学校导师也希望招学术型研究生而不希望招专业型研究生,为此,应制定政策要求带学术型研究生的导师每年缴纳不同数额的配套经费,带的人数越多缴纳的数额越高,而指导专业型研究生不需缴纳任何费用,并且给予一定补助。
(三)制订合理的培养方案
材料工程以材料科学、机械和力学等自然科学学科为基础,主要研究材料的组织结构、合成与加工、性质和使用性能之间的关系,解决实际生产中出现的材料问题。随着我国油气资源勘探开发不断向高原、沙漠、山地和海域等地质条件比较恶劣的地区扩展,恶劣地质条件对油气装备用材料性能提出了更高要求,材料工程专业研究生需解决复杂油气田开采及储运过程中所面临的复杂难题,因此提出材料工程专业研究生应能够运用现代信息技术获取信息并进行调研分析的能力,应具有较强的综合运用材料工程专业理论和技术手段提出、分析并解决材料工程实际问题的能力,确定了几个培养方向。(1)腐蚀与防护工程:开展油气装备金属材料的H2S/CO2腐蚀机制与寿命预测研究,研究钢和耐蚀合金在高温高压H2S/CO2条件下的腐蚀失效机理及防护措施,解决油气安全生产所面临的关键问题。(2)高分子材料工程:基于高分子材料的微观结构与性能关系,通过分子结构设计、修饰新方法新技术,以高分子材料在高温高压高H2S/CO2介质中的老化机理为指导,开展高强、耐磨、耐腐蚀橡胶、涂层及工程塑料的研究与应用。(3)石油工程材料:基于材料科学理论,开发石油新型装备材料以及材料性能表征,满足日益苛刻的油气田环境对材料的要求。(4)先进功能材料:以材料的多功能化与智能化为目标,研发先进的功能材料及智能材料,满足现代高技术发展对先进功能材料的需求。要求专业硕士研究生入学后在学校导师和现场导师的指导下,明确研究方向、学习相关课程及进行资料和文献调查研究。每位硕士研究生在论文开题之前,必须阅读至少40篇与所从事的研究工作相关的文献,其中外文文献的数量不得少于15篇,并写出文献综述报告。工程硕士专业学位论文形式可以是工程设计、技术研究或技术改造、工程管理类型。论文工作应有明确的工程应用背景或来源于工程实际,有一定的技术难度,论文成果具有一定的先进性和实用性。对不同形式的论文有不同的要求,对于工程设计类论文,应以解决生产或工程实际问题为重点,要求设计方案正确、布局及设计结构合理、数据准确、设计符合行业标准;对于技术研究或技术改造类项目论文,要求分析过程正确、实验方法科学、实验结果可信;对于工程管理的论文,要求应有明确的工程应用背景,研究成果应具有一定经济或社会效益,统计或收集的数据可靠、充分,理论建模和分析方法科学正确。在入学后的第四学期开展中期考核,包括考核学生的选题与工程实际、工程技术和产业背景的关联度,对工程实际产生作用或价值,以及是否有利于解决当前工程实际、工程技术面临的难题,是否对产业有重要技术创新。考核学生课题的进展情况,如与开题报告时相比,完成课题研究工作的比例,是否在中期考核前取得相应科研成果;考核学生是否完成实践活动并提交实践报告;考核学生参加课题组内报告和参加国内外教授的学术报告情况,以及下一阶段工作安排的合理性和可行性,是否能按期完成课题研究,是否能按期完成学位论文等相关工作。
(四)工程实践课程的制订
中国石油大学(北京)材料工程研究生工程实践课程,安排在入学一年课程学习之后。以腐蚀与防护工程方向为例,我们开展10周的涉及腐蚀与防护相关的专业实习,是全日制硕士专业学位研究生了解油气田生产开发过程中石油装备材料与腐蚀防护技术专业知识的重要实践教学环节。通过现场材料与腐蚀工况、防腐措施的调研实习,辅以现场工程技术人员和教师的讲授等实践环节,熟悉油气田生产开发的主要设备和工艺流程,了解我国油气田生产开发过程中使用材料以及材料腐蚀与防护技术应用现状,增强学生对油田现场所使用的金属材料、非金属材料以及材料腐蚀与防护专业的感性认识,培养学生综合应用专业理论知识解决现场腐蚀与防腐问题的工程实践能力。通过专业实习,学生应达到以下基本要求:(1)了解井下管柱系统、井口装置与阀门、集输站场等关键部件的材质、腐蚀工况条件及腐蚀失效现象;(2)了解油田现场主要采取的控制或预防腐蚀的各种措施及其效果;(3)了解油田现场采取的腐蚀速度监测检测技术、腐蚀评定方法和标准;(4)总结油田现场腐蚀失效规律,分析油田现场发生腐蚀失效的可能原因和腐蚀机理,评价防腐措施的有效性。
(五)试验平台建设
重点是筹措经费建立研究生专用实验平台,大力开展实验教学,着力培养研究生的创新思维、实践能力和动手能力。在实验室环境、硬件设置、软件安装方面,按照研究生的教学和科研要求进行规划。如腐蚀与防护工程方向的实验室,设有制样室、常温常压室、高温高压室、电化学室、环境力学室等。近年来,学校加大投入,先后买入了多台电化学测量仪器、高温高压釜、慢拉伸试验机、拉扭疲劳试验机等,完全可以满足学生在腐蚀与防护工程方面的教学和科研需求,所提供的优质科研条件在研究生实践教学环节中得到了充分利用,使研究生科研能力及实践能力的培养更加系统和全面,极大地提升了材料工程专业研究生的科研创新能力和实践能力。
(六)企业工作站与学校优势资源共享,合作申报科研课题
重点是拓宽企业工作站与学校的沟通渠道,大幅增加前沿实践性、创新应用性课程,打通学校和企业工作站的沟通渠道,让三大石油公司相关机构参与大学课程体系建设。为此,学校组织导师深入三大石油公司相关机构实践基地考察调研实践课题,根据企业工作站对专业型研究生培养的目标要求完善课程设置体系,强化课程的实践创新性。与此同时,我们聘请了大量企业工作站的导师,让有丰富实践经验的专家教授走进课堂,讲授实践性质较强的课程,导师和学生共同探讨实践性课题中的设计、研究和问题等,依托各企业工作站实践基地或以实践基地为主组织研究生课程教学,让学生身临其境地学习、感受。学术型研究生主要从事自然基金项目的基础研究工作,专业型研究生的创新能力的提高,需要从具有高技术难度的技术难题入手,其中作为技术骨干参与国家863项目、国家科技部中小企业创新基金、科技部星火计划和国家科技部科技支撑计划等项目,对于提高研究生的创新能力具有巨大推动作用。我们与部分企业工作站已经开展了这方面的合作,取得了良好的效果。譬如,我们与一家企业共同申报国家科技部科技支撑计划,主要开展采输系统二氧化碳腐蚀控制关键技术研究,进入该企业工作站的学生主要围绕该计划开展如下工作。(1)开展二氧化碳驱产出井及集输管线腐蚀影响因素及影响程度研究:针对二氧化碳驱高含二氧化碳采出液性质,找出影响二氧化碳驱产出井及集输管线腐蚀的主要因素。(2)产出井及集输系统耐二氧化碳腐蚀涂、衬层以及耐蚀材料的优选研究:针对二氧化碳驱体系的特点,研究玻璃钢环氧树脂内衬层、煤焦油环氧树脂防腐涂层、纳米陶瓷涂层、超高分子量PE内衬复合管、玻璃钢管、合金管等在该腐蚀体系中的耐蚀性能并优化耐二氧化碳腐蚀涂、衬层。(3)产出井及集输管线二氧化碳腐蚀体系缓蚀技术研究:在确定二氧化碳驱产出井及集输管线腐蚀的主要影响因素的基础上,利用筛选、复配、优化等技术手段研究适合二氧化碳驱腐蚀体系的缓蚀剂,并研究缓蚀剂可行的现场加注工艺技术。(4)产出井及集输系统阻垢技术研究:利用筛选、复配、优化等技术手段研究适合不同部位的阻垢剂并研究阻垢剂的加注工艺技术。通过共同攻关,许多技术难题得到克服,研究生的创新能力得到极大提高。实践证明,共同合作申报科技攻关项目,让学生参与其中是切实可行的培养途径。
三、结论与展望
为了让我们更好的理解运用课本上学到的东西,提前实践专业知识。2014年的第一周学校给了我们一次实习的机会。1号元旦放假,2号就正式开始了。当天李老师让我们观看了交通安全的宣传教育片,那些惨不忍睹的画面让我们深切认识到交通事故的危害性,更让我们这些未来交通工程方面的工作者有一种任重道远的感觉,我们需要做的太多了。
根据省教育厅、省财政厅《关于实施福建省高等学校本科教学质量与教学改革工程的通知》(闽教高[XX]48号)精神,本着对毕业生实习工作的高度重视,注重实践型人才的培养,森林工程系认真组织集中安排,并监督实施毕业实习,将XX级森林工程专业的毕业实习提前至今年暑假开展。在森林工程系主任周新年教授的精心组织安排和热情指导下,森林工程XX级全体同学于XX年7月1日至8月9日,分别在福安市交通工程勘测设计室、江西赣南交通设计院福建分院、北京建达道桥咨询有限公司、三明永达公路工程有限公司、沙县交通局等多家设计或施工单位圆满完成了毕业实习任务。这种做法对于学生落实毕业实习计划,完成毕业实习教学大纲及其教学内容,及提高毕业论文(设计)质量都具有很大的促进作用,同时也有利于促进毕业生的及早就业。
“纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行”,通过森林工程毕业实习,同学们不仅巩固了课堂上学到的道路勘测设计、桥梁工程、路基与路面工程、基础工程、土木工程材料、木材生产技术与管理和工程索道等学科的基本理论、基本知识和基本技能,还为毕业论文选题和撰写毕业论文奠定了基础。毕业实习中,同学们将所学知识应用于实践,不仅学会了认识、思考和解决森林工程领域的技术问题,同时也提高了工程实践能力和研究森林工程问题的能力。
此次实习共分为5个小组,分别到不同的施工单位或设计单位进行实习,在老师有条不紊的指导下,同学们工作认真,服从安排,我森工“坚韧不拔、创新求变、奋勇争先”的精神得到了充分发扬。针对各队的实习内容做了以下总结:
1.内业材料整理。主要包括学会看图纸、内业的计算处理、实验室关于土的含水量以及压实度的检验等。
2.熟悉掌握各种工程试验专用仪器的检验方法。包括混凝土坍落度筒检验方法、沥青针入度仪检验方法、钢筋冷弯弯心检验方法、环刀检验方法以及路基承载力检验方法等。
3.采集外业数据,运用学习软件,根据已有数据进行设计。包括熟悉各种测量仪器的使用,提高外业数据采集效率;巩固cad基本操作,学习运用南方cass7.0数字测图软件、五星计价软件,学习工程概预算的一些基本程序和算法;掌握路线大师设计软件,对已有的测量数据进行设计。
4.参与工程的设计和施工。通过亲身参与工程的设计施工,拓展专业知识面、提高设计能力和施工组织水平,学习设计从业人员与时俱进和实干敬业的精神,同时了解单位运作、经营与管理等方面的知识。
一、应用型人才的培养目标
在经济全球化的国际经济发展形势下,高新技术的发展使生产从劳动密集型向技术密集型转变,因此急需大批中高级应用型人才。与此同时我国高等教育体制改革不断深入,“应用型本科教育”在这种背景下出现。独立学院的办学特色即进行应用型本科教育,而我院冶金与材料专业培养的是介于工程型人才和技术型人才之间的工程技术型人才[2]。
二、应用型人才的培养方案
高等教育体制的改革伴随着办学层次、形式、特色的多样化,但是新的教育模式必须经过理论和实践的论证,具有其合理性。应用型人才的培养必须强调专业理论和实践的同等重要性,不能顾此失彼。我院对工程技术人才的培养从以下几方面入手。
(一)优化培养工程技术人才的教学大纲,合理设置理论课与实践环节的比重,并将二者有机结合起来、环环相扣,起到相得益彰的作用。我院一方面借鉴北京科技大学冶金与材料两个学科的本科专业培养方案,另一方面结合独立学院的生源情况与培养目标进行探索。在注重专业基础的同时,增加实践环节,培养学生的实际解决问题能力和创新能力。
(二)建设一支与独立学院人才培养目标相适应的、具有很强技术应用能力的师资队伍。我院充分利用校本部的优秀教学资源,聘请了一批具有丰富教学经验的教师前来授课,同时由年轻教师担任助教,推动我院教师队伍的成长与壮大。此外我院还从钢铁企业聘请了一批高级工程师担任特聘教授,定期展开讲座,使学生了解所学专业的发展方向、亟待解决的问题,激发学生的创新思维。
(三)建立长期的产学研基地,强调认识实习、生产实习、毕业设计过程中学生的能动性,使学生通过一系列的实践环节能够更深刻地理解专业知识,将理论向生产力的转化,具备较好的科技创新能力。
(四)建立完备的实验设施,使学生能够利用实验室资源,基本掌握材料组织分析及表征手段。并结合材料研究进展不断开发新的实验内容,培养学生的自主创新和科研能力。
三、教学环节设计
(一)与教学目标相适应的课程体系
根据北京科技大学天津学院材料科学与工程系的培养目标,参考校本部的专业设置,我院对自身的专业和知识结构体系进行了明确的定位,如图1所示。
1.对教学实施及时进行评估、总结,不断调整教学计划、教学内容以适应新的教学目标。学生在第五学期同时进行冶金与材料专业课的学习,其中包括冶金物理化学、钢铁冶金、材料科学基础等方面的课程,教学目标是使学生掌握冶金、材料成型的基本原理;并且后续设置了湿法冶金、材料成型加工、无机非金属材料等课程,使学生掌握材料的成型与制备工艺,将专业理论与生产工艺相结合,从而具备从事冶金行业的产品设计、开发能力。
2.为了推进教学改革、不断提高教学质量,我院投入专项经费开展了重点专业建设、精品课程建设项目。预期通过重点专业建设进一步明确人才培养目标,改善教学实践基础设施,构建以专业能力为核心的教学体系,培养出一支优秀的教师队伍。通过精品课程建设鼓励广大教师积极投身课程改革,不断更新和完善教学资源,增进教师间交流,探索新的教学方法。例如《材料科学基础》精品课程已连续两年以诺贝尔奖石墨烯、准晶材料为主题,组织学生进行文献综述、交流,同学们能够很好地结合课堂所学专业知识来理解前沿的研究成果,又激发了自身的专业学习热情,取得了很好的教学效果。
3.为拓宽学生的专业知识和视野、更多地了解行业动态和国际前沿,特聘请客座教授授课,介绍冶金与材料行业的最新进展和科技动态。学生通过该课程对冶金行业的发展、前沿的科学技术有了更深刻的认识,同时极大地激发了学生探索未知领域的热情与信心。
4.随着国际学术交流的日益增多,使用英语来表达信息、传播信息变得尤为重要,因此我院设置了双语教学的《材料科学导论》课程。采用英文原版教材Structure and Properties of Engineering Materials作为教材,使学生通过原汁原味的英语来学习专业英语的阅读和写作技巧,同时掌握扎实的专业外语,具备获取最新国际研究成果、进行国际学术交流的能力。
(二)注重能力培养的实验教学
实验教学作为理论教学的验证与补充,能使学生更好地理解专业知识,锻炼动手能力与创新能力,培养严谨求实的科学精神。我院为适应材料科学与工程专业的发展进行了专业实验室的建设,其中包括冶金物理化学实验室、金相与热处理实验室、水力学模型试验室、清洁能源实验室。实验室除承担部分实践教学任务之外,也是本科毕业设计顺利完成的保证。
目前我院开设了《金属学与热处理实验》、《材料科学工程与基础实验》、《冶金工程实验技术》、《冶金物理化学实验》四门实验课程,在实验教学过程中从以下几点进行了探索。
1.根据培养计划进行实验课的设置,按照重点授课内容进行最优的实验设计,使学生通过对比实验探求规律,得到正确理论认识,进而结合专业知识对实验结果进行分析与思考。
2.合理分配实验课学时,培养学生的动手能力,使学生通过实验课掌握分析材料的组织和性能的基本方法。
3.充分调动学生自主创新的积极性,引导学生进行探索性试验。使部分学生参与到具体教学研究项目中,具有一定的科学研究能力。
四、结语
北京科技大学天津学院材料系在发展过程中充分利用了校本部优秀教育资源,但是由于独立学院自身设备、资金、经验不足等一些特点,探索、总结出适合于我院大材料专业实际情况的教学模式十分重要。自建系以来,我们通过一系列教学改革已经取得了一定的进展,今后会投入更多的精力完善整个教学环节,培养适应新时期发展的工程技术应用人才。
参考文献:
关键词:高频电子线路;女性友好型;独立认知;关联性认知教学补充
一、引言
随着经济收入和社会地位的提升,女性已经成为中国消费市场的主导力量。波士顿咨询公司消费者洞察智库最新报告发现,尽管中国女性可支配收入偏低,但和国外市场相比,中国女性整体消费力在2015年已超过日本,紧追美国女性消费市场,如图1所示[1]。
高频技术在日常生活中广泛应用于各种电子产品,包括手机,卫星电视,收音机,传感器,车载设备,雷达等。根据美国消费电子协会及帕克斯所做的研究数据表明,女性是电子产品的主要消费者,也更容易购买电子产品。然而,电气工程领域仍然是男性占主导地位的专业。早在2006年,美国女性购买81%的消费类电子产品[2][3]。
高频电子线路是电子与电气信息类专业的一门主干课程,与实际联系非常紧密,具有很强的实践性[4]。高频课程教育已有30年,然而高频的教材及教学方式一直都基于独立认知的基础上。这种教学手段也许较适合男性学生(独立的认知者),但和女性的学习的方式不太兼容。所以高频教学在男性和女性之间存在一个很大的间隙。在中国,高频课程同数学,科学,技术,工程课程一样,强调逻辑思维,正确性,算法推导和结构等。不适合女性的学习习惯,所以传统的教学方式,会让女性学生规避高频类课程或相关领域。
为了全球电子市场的发展,鼓励大学提出对女性学生和男性W生同等友好且有效的教学方式就显得尤为重要。在本论文里,我们使用高频教学为例,并且相应的学习材料和教学策略可以延伸到其他电子工程专业课程。
二、背景
(一)背景
在2016年6月,重庆邮电大学移通学院通信与信息工程系里授予学士学位的工程学士中,男生763,女生266人,只有25.8%是女性。其中电子信息工程专业女性比例最低为20%。
大量的研究表明女性避开科学和工程领域的原因有3点:1、受家庭父母影响,在进校之前就很少参加科学活动;2、社会压力及舆论,让女性失去对工程专业的兴趣;3,其他客观因素影响了女性对科学和工程的态度,比如,缺乏女性工程师模范,教育材料中的女性歧视,针对女性教学教师缺乏经验等[5][6]。因此,在本项目中,我们旨在研发高频学习材料和教学方法来吸引更多的女性选择电子工程专业。
(二)相关工作
研究者关于性别和STEM教育调查结果显示,基于这些专业的竞争环境和课堂质量,女性不会选择STEM相关专业,或者退选相关课程。但最主要的因素还是传统的教学方式不能匹配女性学生的学习方式。
学生认知过程可以分类成独立认知和关联认知。独立认知强调批判性思维,理性态度,论据建设和个人信仰,并且储备知识占据主要地位。与此相反,关联认知强调的是理解力。关联性认知者通过创建关联来学习,关联同伴,同学和各种想法。关联者关注内容和他人的智慧来创造自己的学习系统。
女性和男性学习及处理信息的过程是不一样的。女性会更擅长多线程和整合之类的工作,女性学习方式是围绕着关联性认知来学习的。传统高频教学课堂与独立认知相一致。我们相信关联性学习也对男性学生是有益的。
研究表明,辅导制和学习支持小组或线上支持网络能帮助女性学生学习工程专业。因此,辅导制,帮助团队和更少敌意的环境更有利于女性学生在工程领域取得成功。
(三)高频课程
传统的高频课程教学方法中强调理论方面和数学来历[7]。女性学生因此会由于算法,推导,结构和逻辑思维等的压力而避开工程及相关职业。由此,本论文的目标是基于高频课程开发学习材料和新的教学策略来支持女性友好型工程教育,以此来吸引更多女性学生到电子工程领域并帮助她们获得成功。
三、方式
我们基于关联性学习设计了女性友好型的高频课程,当前在高频课程上表现出的男女比例失调的问题来源于独立认知占据了主导地位。我们提供了支持架构来提高学习者的自信,我们通过如下工作来完成我们的项目:
(一)开发女性友好型的高频学习内容和教学手段
课程教学中将高频知识和日常生活紧密联系。高频技术的概念包括选频、混频、变频等知识点通过问题或者动手实验来引入[6]。开发合适的课堂教学策略,例如:循序渐进,精炼前期的先行课程,用实例来促进教学等。鼓励学生采用询问方式自己创造总结高频概念,形成关联性。另外我们使用小班教学,班内进行小组划分,有利于学生之间相互交流。
高频课程上,基于关联性认知的教学策略举例如下:(1)高频知识的相关概念可以以学生们感兴趣的话题、经历或者关系作为问题引出在教材上。比如:股票价格能够用于介绍振荡器,手机信号辐射可以用来介绍谐振回路,阻抗匹配,车载收音机可以告知选频网络,调幅调频原理等。(2)为学生创造一个更加和谐,更少竞争的学习环境。教师可以给学生划分团队,做一些团队课题,有利于团队之间成员在课上和课下之间相互进行讨论,阐明和辩护他们的想法。因此,他们能培养自信心。
(二)为在校生提供教学补充
鼓励学生参加高频学习社团。这个学习社团关注学生在高频课程中所出现的问题,尤其是女性学生。这个社团有常规的面对面例会,以此加强成员之间的沟通与联系。成员也可以在线上讨论他们的问题,比如说:bbs论坛,微信群,qq群,百度贴吧,微博等。社团提供帮助的形式具有多样性和灵活性。更利于女性学生的学习。
学生之间相互讨论高频课程的相关问题,并且从老师或同学那得到反馈,间接的建立起人际联系。学生也可以在线上发一些陈述或者自己对相关原理的理解。也可以去分享怎么去解决一个问题。另外,教授或者助教每学期组织几次自主学习,解决学生们所困扰的课题。
这种多层的,协作式学习方式是电子工程系来说是一种新的方式。这种途径和方法论在有经验的教育者的促进下以提高课程建设为目标提出的,并且授课者在整个过程中对男女学生一视同仁,我们相信这种教育模式同样有利于工程系里的男性学生。
四、评估
在2016年9月至12月的高频课程里,面对30个学生,包括10个女生,执行了一个综合性的评估:
(一)问卷调查
课程教学中期,学生们共完成30份反馈问卷,以此衡量教学方式的有效性。问卷包含4个题目,及相应的调查结果,如表1所示。问卷中量化指标按5份制:5-非常同意,4-一般同意;3-中立;2-一般反对;1-非常反对。
根据调查显示,33.3%的学生是女性,66.7%的学生是男性。
大约85%的学生同意或一般同意团队合作是有效的,尤其女性学生更偏爱这种课上或课下以团队形式交互学习(问题2)。
大部分学生对以生活经历和兴趣为案例引入概念或原理的方式持积极态度(问题3)。并且女性学生更接受并且受益于此种教学方式。
大部分学生有自信参加和高频或电路相关的课程。女性学生95%以上通过高频课程学习,建立起了电子信息学习的自信。
所有学生(100%同意或部分同意)都愿意将高频课程推荐给其他学生。并且认为这种学习方式是有用的。女性学生更喜欢现在的教学建设,教学手段,更乐意推荐这门课程。
从结果讨论,学生的整体反馈是压倒性的支持女性友好型课程建设,尤其是女性学生。
(二)知识和技能学习的有效性
为了评估教学效果。在2016年秋季学期,安排了2次高频课程的考试,期中测试和期末测试。通^大量的笔试成绩数据分析显示,考试的平均成绩高于去年未实行女性友好型教学前高7.6%,其中女性学生平均成绩提高了9.1%。意味着于传统方式相比,女性友好型教学设计在综合性内容教学上更有效,更有利于同学们水平提高。
五、结语
高频电子电路课程一直是比较难掌握的课程之一。本文在重点关注女性学生的学习习惯上,通过提出基于关联性认知的新颖的更有效的高频教学材料,教学材料关联学生们的兴趣及经历,使得抽象概念更直观化,学生们更能享受这个学习过程。另外,线上线下的帮助模式可以让女性克服心理上的学习障碍,并且多层次和协作性的学习方式使得高频课程让女性学生觉得更友善。
【参考文献】
[1]三大关键趋势主导,女性和千禧一代崛起[R],波士顿咨询公司消费者洞察智库,2016全球财富报告.
[2] E.Eden ,A.Enga, Y.Lin and G. Reimann, “Design and Gender: Thinking about Sex” [J], Smart Design + Femme Den , 2006.
[3] L.Tischler,“Sex and Electronics Part 1: Women and Smart Design”[J],Fastcompany, Jan.2009.
[4]张肃文.高频电子线路[M] .北京:高等教育出版社,2009.
[5]R. Fawcett,“Science Education in Canada ” [J],Science and Technology Division ,Aug . 1991.
关键词:高职;毕业设计;改革
一、课题研究的背景
高等职业教育作为我国高等教育不可或缺的重要组成部分,担负着为国家培养并输送生产、建设、服务第一线高素质应用型技术人才的重任。高职教育目标定位在培养生产、建设、管理、服务一线需要的实践能力强、具有良好职业道德的高技能人才。加强对高职学生综合素质的培养已成为提高培养质量的关键。综合素质的培养需渗透在教学、实验、实习及毕业设计等各个环节,尤其作为就业前综合性工程训练的毕业设计,是高职院校学生在系统掌握专业知识和技术的基础上,将所学知识和能力进行综合应用和锻炼的一种行之有效的手段,是理论与实践密切结合的一个教学环节,更是培养和提高学生分析、解决实际问题能力的一个平台,也是学生走向社会、独立开展工作的一座桥梁。通过毕业设计,学生可以获得感性知识,更好地掌握职业技能,养成理论联系实际的作风和独立工作的能力,促进良好职业习惯和职业道德的养成。可以说,它对培养人才起着十分重要的作用,并且这种作用是其他教学手段无法替代的。加强对高职毕业设计教学环节模式的改革,对高职院校适应我国经济社会发展具有重大意义。但高职院校教师教学工作负担过重、投入远远跟不上学校发展的需求等矛盾却日益突显,学生水平参差不齐等问题也不容回避。因此,进行毕业设计模式改革、提高毕业设计质量是一个值得深入研究的课题。
二、高职院校毕业设计现状分析
近年来,各高职院校都在积极探索毕业设计工作新思路,但有些院校毕业设计工作改革倾向于将学生推向社会,变毕业设计为企业实习、变毕业设计课题为单纯的毕业论文等。高职院校这种毕业设计的“改革”倾向固然有其深层次的背景:我国的高校毕业生面临着严峻的就业难局面,许多高校学生在最后一个学期几乎都在校外找工作,急于上岗。但是,这种一味地“推出校门”式的“改革”使毕业设计教学环节形同虚设,毕业设计没有实质内容,只有毕业论文的形式存在,毕业设计答辩更是流于形式。
根据对平顶山工业职业技术学院机电工程学院机械工程系部分学生毕业设计现状的调查结果,我们可以看出还存在不少的问题。例如:毕业设计的材料来自书籍、报刊或网络,存在抄袭问题;毕业设计选题没有结合实际,内容空洞、陈旧、重复;毕业设计时间与学生找工作时间重叠;毕业论文写作不够规范、基本功不够扎实;等等。有鉴于此,改变毕业设计教学环节的运行模式是高职院校迫在眉睫的选择。如果长期维持下去不进行改革,毕业设计必将成为制约高职院校教育质量提高的一个关键环节,必将对高职院校人才培养产生负面影响。如何突破这一瓶颈,已成为高职院校教学改革亟待解决的问题。本课题的提出就是针对目前毕业设计教学环节普遍存在的问题,以毕业设计模式改革为突破口,在平顶山工业职业技术学院机电工程学院机械工程系毕业设计中进行一些有益的探索。
三、高职院校毕业设计模式改革思路
毕业设计模式改革选择平顶山工业职业技术学院机电工程学院机械工程系2008级部分专业的学生,通过分析查找现有的毕业设计环节存在的问题,在毕业设计实践时间周期模式、毕业设计课题选择与指导教师学术造诣提高模式、毕业设计规范量化改革模式等方面进行研究。
第一,毕业设计教学环节时间周期模式改革。传统的毕业设计开始时间是第6学期的前10周,鉴于这个时间学生毕业在即,把找工作放在首位,毕业设计容易流于形式,我们将毕业设计教学提前到第5学期的前10周进行,这样学生就能够在校安心进行毕业设计。
第二,高职院校毕业设计选题要有工程训练背景和较强的实践价值,要达到既有综合训练又有综合素质培养的目的。在选题方式上,多选用来源于企业生产实际的题目,也可由校企双方协同指导。题目类型在满足教学基本要求的基础上,提倡真题真做,这样能够使学生感到自己做的课题有价值、有意义,产生成就感和创作的欲望,激发学生搞毕业设计的积极性和责任感,从而更好地培养学生解决实际问题的能力,并推动学校科研工作的开展。
第三,突出高职特点,加强指导教师队伍建设。高职工科教育以培养生产第一线应用型人才为培养目标,要提高毕业设计水平和质量,关键是提高教师队伍的学术水平。只有让高职教师多参加社会实践,才能提高他们的指导能力。指导教师应有合理的知识结构,具有较高的科研水平,能指导学生制定切实可行的毕业设计规划。
第四,加强专业文献阅读,注意综合能力的培养。在毕业设计初期,安排一周时间广泛查阅国内外文献资料,有助于了解毕业设计题目相关前沿的学术动态,拓宽知识面,同时也有助于学生提出课题的初步研究方案。
第五,坚持标准,全面考核。毕业设计的考核由导师评语、专家评阅和论文答辩等环节组成。导师评语主要评价学生在毕业设计期间的实际表现,如学习态度、综合能力和毕业设计的完成情况等。专家评阅主要对毕业设计方案的合理性、数据采集的可靠性、结论的正确性及论文撰写的质量等提出评审意见。因此,应加强管理,规范评语的内容要点,未经认真评阅的论文不予提交答辩组;要加强答辩小组的师资配备、答辩环境的学术氛围营造和答辩程序的规范。
四、高职院校毕业设计模式改革取得的成效
实践证明,对2008级部分学生实行毕业设计模式改革,指导教师有针对性地认真进行毕业设计指导,帮助学生通过毕业设计对理论知识有更深刻的理解,可以有效提高教学质量,加强对学生专业学习的连贯指导,加大学生实际应用能力的培养,大幅度提高学生毕业设计的质量。毕业设计模式改革取得的成效归纳起来有以下六个方面。
一是推动了教学改革,为培养创新型人才提供了机会。毕业设计教学环节的改革,要求教师重视科研,争取各类课题,可以进一步把产学研结合起来。
二是增强了实践教学环节的衔接和统一,有利于系统训练,多出成果。选择恰当的毕业设计与制作课题能够充分发挥学生的主体作用,最大限度地提高学生的综合素质。通过导师的指导以及实践经验的积累,可以大幅度提高毕业设计的质量,提高学生的综合素质。
三是促进了毕业设计与学生择业的有机结合。由于学生提前进入毕业设计,系(部)应加强毕业设计的组织与管理,既有利于搞好毕业环节教学,又有利于学生就业选择。学生可以安心做设计、写论文,并合理安排求职时间;对用人单位来说,能够提高录用人才的效率,缩短“磨合期”。
四是提高了学生的社会适应性。毕业设计模式改革使学生有机会接触到具有企业背景的题目,学到大量书本上学不到的知识,实践能力大幅度提高,为毕业后从事的工作奠定了一定的基础,尤其是参与企业项目,使学生积累了宝贵的工作经验,增强社会适应性。
五是强化了师资队伍建设,促进了教学相长,有利于培养学生的综合素质。毕业设计模式改革要求教师要不断地提高自身素质、提升科研水平和实践技能。学生有机会直接参与教师的科研课题,极大地调动了学生学习的主动性和积极性,最大限度地挖掘学生潜力,促进学生全面发展。
六是学生毕业设计质量明显提高。学生毕业设计的规范程度大幅度提高,论文表述更加符合科技论文国家标准,大大增加了论文的可读性,强化了对学生科学研究、工程实践的培养。
参考文献:
[1]王金凤,冯,高长银.普通院校机械类专业毕业设计存在的问题与对策[J].郑州航空工业管理学院学报(社会科学版),2007,(8).
工业工程(IndustrialEngineering,简称IE)是一门工程技术与管理技术相结合的综合性工程科学,它以降低成本、提高质量和生产率为导向,采用系统化、专业化和科学化的方法,综合运用多种学科的知识,对人员、物料、设备、能源和信息所组成的集成系统进行规划、设计、评价、创新和决策等工作,使之成为更有效、更合理的综合优化系统,并对系统的运行及效果进行鉴定、预测和评价。
IE在19世纪末起源于美国,并在欧洲、日本等国家得到迅速应用和发展。到了二战期间,美国多数大学的工学院都已经相继成立了正系,并开始招收IE硕士生,到1990年美国已有150所大学的工学院设有IE系,其中92所可以招收硕士生。1992年国家教育部批准西安交通大学和天津大学首批设立IE专业,1993年正式招收IE专业本科生,目前,我国已有150多所高校设立了IE专业。1999年国家教委批准设立IE工程硕士点。
2.工业工程专业硕士研究生的特点
IE最初主要应用在机械制造、电气工程、材料工程等领域,随着现代管理发展,IE的应用范围已扩大到服务行业、公用事业甚至政府部门。工业工程强调“系统观念”和“工程意识”重视研究对象的“统筹规划、整体优化和综合原理”。目前现代工业工程涉及的研究方向主要有:人因工程、生产及制造系统工程、现代经营工程、工业系统分析方法与技术等。
IE专业硕士研究生都是具有四年以上实践经验的企业及事业单位的在职专业技术人员和管理人员,他们经过了一定的工程技术和工程管理工作的训练,积累了丰富的实际工作经验,独立工作能力较强。但是,由于他们本科毕业已多年,外语水平不高,计算机基础和应用能力较弱,基础及专业理论知识相对薄弱和陈旧,但分析和解决问题的能力较强。另外工业工程专业硕士研究生大多是作企事业单位的骨干或重要领导者,他们是带着工程实践中的实际问题而来的,具有强烈的求知欲。工程硕士学习方式是“进校不离岗”,集中在每周六和周日集中授课,保证了工程硕士在不耽误本职工作的前提下,学习专业知识。
3.创新工业工程工程硕士人才培养模式
3.1 工业工程专业硕士培养的总体目标
工程硕士的培养应该按照“积极发展、规范管理”的指导思想,认真分析和把握工业工程硕士培养的特点,努力提高工业工程硕士培养质量。工业工程领域硕士学位获得者应具有坚实的自然科学和社会科学的基础理论知识,系统的掌握某一门工程专业知识和工业工程的基本理论与方法,懂得现代工程经济和现代工程管理理论,掌握解决工程技术问题的先进技术和手段,并能综合应用这些理论和方法,分析、解决生产实际问题。
3.2 创新工业工程人才培养模式
在体现新时期社会发展需求的前提下,我们在以下几个方面加强正专业工程硕士创新型人才的培养:注重科学研究能力、工程实践能力、组织协调能力、创新能力的全面培养,突出创新能力;重视知识、能力和素质的协调发展;加强管工结合,因材施教,灵活教学,注意IE领域工程科学技术发展前沿知识的传授。
(1)优化培养方案,完善课程体系
工业工程硕士是工程领域里的一种专业学位,它侧重于工程应用。课程设置强调较宽的学科覆盖面,因此必须对工程硕士生加强基础理论和拓宽专业知识,建立起一个合乎工业工程工程硕士知识结构、能力结构和素质结构的培养方案。管理领域的工业工程课程设置主要包括:①学位课程。科学社会主义理论与实践、自然辩证法、外语、运筹学、计算机软件基础、工程经济学、战略管理、工业工程理论与实务、先进制造技术。②选修课。现代生产与管理、人因工程、质量系统工程与管理、新产品开发学、设施规划与物流分析、价值工程等与工程结合的工程领域或相关的技术课程。学位课学分19分,累计学分33分。
(2)有效利用现代信息技术
信息技术的飞速发展,为教育和教学方式的变革提供了可靠的保证。应用远程教育和多媒体等手段进行教学,可以凭借其信息量大、交互性强,覆盖面广等特点,突破传统教学的时空限制。这种新的教学手段可以适应工业工程硕士生不能像全日制学生那样集中时间学习的特点,学生可以在业余时间和工作的空闲时间里进行自修,老师可以通过网络手段如电子邮件等给学生布置作业和答疑等。
(3)抓好工程硕士学位论文质量关
①论文选题与开题。工程硕士论文研究题目一般直接来源于企事业单位生产经营和管理工作实际,工程背景明确、应用性强。论文有一定的技术难度、先进性,体现作者综合运用工业工程科学理论、方法和技术手段解决工程实际问题的能力。论文开题报告由导师审查通过后,由学校组织3-5名具有副教授以上职称的专家小组论证,通过者方可进入论文阶段。②论文指导。工程硕士的指导采用双导师制,有校内具有工程实际经验的导师与企事业单位内经单位推荐的业务水平高、责任心强、具有高级技术职称的兼职导师联合指导,保证工程硕士论文的质量。③论文答辩。论文经过导师审查通过,且工程硕士生完成了培养方案中规定的所有环节并成绩合格,才可以申请参加学位论文答辩。工程硕士生学位论文应有3位专家评阅,其中一位为校外专家评阅,另外两位为校内专家。答辩委员会由5位专家组成,并聘请校外工程领域具有高级职称专家作为答辩委员会主席。
4.结论
本书内容包含如下章节:1.简介;2.离子聚合物-金属复合材料的物理原理;3.新型离子聚合物―金属复合材料和机制;4.离子聚合物-金属复合材料建模的系统观点;5.共轭聚合物制动器:建模与控制;6.合成介电弹性体材料;7.介电弹性体制动器;8.电活性聚合物制动器的集成传感反馈;9.电活性聚合物设备和机器人的应用。本书从系统的角度向读者介绍了最新的发展,包含材料处理,传动装置设计,控制建模,以及设备和机器人应用,重点介绍这些方向的新发展,致力于为读者提供通用的、基本的基于仿生机器人人工肌肉的材料相关知识,为下一阶段更深入的了解做准备。
本书作者Kwang Jin Kim是位于拉斯维加斯的内华达大学的机械工程系教授,系主任(2007-2012)。他于1987年毕业于韩国延世大学,1989年和1992年在亚利桑那州立大学分别获得硕士和博士学位(ASU),并在马里兰大学完成了博士后研究。他具有丰富的行业经验,是热电气设备公司的高级研究工程师(1995-1997)和环境机器人公司的首席科学家(1997-2001)。他的研究方向是能源系统和活性材料/传感器。他撰写了超过320篇的技术出版物,包括143篇期刊论文和3部著作,并荣获2项美国专利。他目前是智能材料与结构杂志(SMS,Smart Materials and Structurd)、智能纳米材料国际期刊(TSNM,Smart Nano Material)、先进的机器人系统国际期刊(ARS,Advanced Robotic System)和制动器(Brake)杂志的编委。
本书适合于研究生,学者和材料工程和机器人学领域的专业人士阅读,也适合于没有电活性聚合物相关知识背景的读者进行入门阅读。
论文关键词:项目教学法,电火花线切割,加工实例
项目教学法,是师生通过共同实施一个完整的项目工作而进行的教学活动。学生完成的项目可大可小,主要通过项目完成的整个工作过程让学生学习一定的教学内容,并能将教学课题的理论知识和实际技能结合起来,使学生有独立制定计划并实施的机会。学生在一定时间范围内可以自行组织、安排自己的学习行为,培养自主行为能力,最后有明确而具体的成果展示。在这一过程中尽量让学生自己克服困难、处理在项目工作中出现的问题,综合应用学习知识。
“电火花线切割实训”教学过程中,使用项目教学法,通过教学做一体化让学生完成零件的加工机电一体化论文,这样不仅提高学生的计算能力、绘图软件操作能力和机床操作技能,还培养了学生团结互助的团队意识和学生的综合素质、综合能力。
1 “电火花线切割实训”项目教学法的一般步骤
“电火花线切割实训”教学过程一般可分以下几个步骤,如图1所示。简单来说,项目教学可划分为三个阶段,即项目的准备、实施和评价。每个阶段所要完成的教学任务不同,教师在各个阶段所扮演的角色也有所不同,要集促进师、示范者、评论家于一身。在项目教学准备阶段,教师要向学生提供与完成教学项目相关的知识、信息与材料,指导学生寻求解决问题的方法,这时老师主要是学生学习的促进者、指导者。在项目教学实施阶段,教师主要是营造学习氛围、创设学习情境、组织和引导教学过程,当学生在完成任务的过程中碰到困难时,他就给予具体帮助,他更多的是学生学习的组织者和示范者中国期刊全文数据库。
图1 项目教学法的一般过程
2 任务的引入
“电火花线切割实训”是一门实践性很强的实践课程,而线切割加工的工艺分析是加工合格产品的关键,只有工艺合理,才能高效率地加工出质量好的零件,因此,必须让学生对线切割加工的各种工艺问题进行深入的探讨。
从操作层面上讲,在教学时,我们不仅要求学生掌握简单的切割零件方法机电一体化论文,还要求学生会穿丝、上丝。最后针对模具加工中经常用的跳步加工操作,我们要求每个学生都必须掌握。
在模具零件的加工中,尤其是级进模凹模型孔的加工,型孔与型孔的位置精度要求较高,如果用电火花线切割分别加工型孔很难保证精度要求,在这种情况下这就要使用电火花线切割跳步加工这种加工方法。
3 任务的分配
用电火花线切割机床加工如图所示的零件,图2为零件的二维图。机床为泰州三星机械有限责任公司生产的DK7732A型号机床。零件毛坯为60mm×80mm×δ3mm的45号钢。对学生的要求:
(1)每组学生在两天时间内完成三个零件;
(2)记录每个零件完成的时间;
(3)用游标卡尺测量零件尺寸,记录误差。
图2 加工的零件
3 教师讲解
在对零件进行线切割加工时,必须正确地确定工艺路线和切割程序,包括对图纸的审核及分析,加工前的工艺准备和工件的装夹,程序的编制,加工参数的设定和调整以及检验等。加工步骤一般如下:1.凹模加工工艺处理方法,2.工件的装夹与定位方法;3.钼丝垂直校准方法与定中心的方法;4.电参数的选择;5.跳步加工方法和操作要领。
对于本次教学,在电火花线切割机床操作方面,学生之前已经掌握线电火花线切割的加工原理、机床的基本结构,简单的工件装夹、找正,基本的机床加工操作以及软件绘图等方法。我们此次项目教学主要要求学生掌握线切割加工的跳步加工,这是教学重点、也是教学难点。
考虑到单纯在黑板上讲解跳步加工过程以及操作步骤,学生很难掌握,也很枯燥。所以在教师讲解时运用多媒体教学机电一体化论文,通过Flash软件的仿真运动,让学生充分了解机床加工工件时的跳步过程。这样不仅激发学生的学习兴趣,同时也节省了不必要的画图和写加工步骤的时间。图3是运用Flash软件钼丝走丝轨迹。具体跳步加工步骤如下:
图3 钼丝走丝轨迹路线
(1)第1步加工内孔,钼丝运行轨迹如图①所示。加工完钼丝将停止运动,关闭工作液和走丝机构,拆下钼丝,再按电脑屏幕上的“继续”键,机床工作台将沿虚红线方向移动到第2个传丝孔的位置(加工前穿丝孔已经用钻床加工);
(2)将钼丝从第二个穿丝孔穿过,重新固定在储丝筒上,开走丝按钮和工作液按钮,再次按“继续”键,机床开始加工外轮廓;
(3)切割完成后,关闭走丝机构和工作液泵、关闭总电源、取下工件。
4 学生分组、练习
老师讲解演示完加工过程后,学生分组练习。机电工程系08模具-1班学生共有36人,实训地点机电工程系实训中心模具制造车间,共有快走丝电火花线切割机床6台,钻床1台,钳工工作台1台中国期刊全文数据库。学生分为6组,一组6人。
在学生的练习过程中,要以学生为主,这主要体现在每组学生的工艺计算、绘图、工件的装夹、电参数的选择等等。老师在巡视过程中发现的问题只需帮学生指出机电一体化论文,让组内其他同学思考错误的原因、怎么解决。这样提高组内同学之间团结互助、密切配合的团队意识。
5 点评和总结
在点评和总结环节,主要有组内自评、组间互评和老师点评组成。组内自评由每组组长对该组加工的工件、操作过程中出现的问题以及学生出勤等发表意见。组件互评主要是指6组之间相互指出工件的优缺点、测量尺寸并选出最佳的一组。最终由教师点评,跟踪学生的反馈情况和在巡视过程中发现的共性问题提出解决方法。
6 扩展与思考
最后,可以扩展知识和对学生提出问题思考,比如:
1.工件定位:以此工件为例,若工件定位不准,对加工的工件有何影响?
2.钼丝定位:开始加工前,若钼丝不在穿丝孔的中心,对加工工件有何影响?
3.钼丝引入处位置怎么最佳选择?
扩展可以帮助学生学到更多的操作技巧,全面吸收整个项目活动的精髓。思考可以帮助学生明晰项目完成的最佳思考方法,找到自己理论上的不足,提高以后再遇到类似难题的解决能力。
参考文献
[1]]黄芸,模具数控加工实训教程,国防下业出版社,2006.
[2]杨晓伟.启发式教学在《电火花线切割》教学中的应用[J].职业教育研究,2008(1):146-147.
[3]姜大源.职业教育学研究新论[M].教育科学出版社,2007,(1).51-52.
[4]蒋建强.电火花线切割加工工艺分析及编程实例[J].职业圈,2007(10)129-130.
目前我系已由谋求发展阶段,转移到提升内涵,规范管理,特色发展的全面提高阶段.今年以来着重在队伍建设,学科建设,条件建设和内涵建设上下功夫,突出材料学科,工程学科的特色和优势,练好内功迎接评估.
一,加强政治理论学习,提高思想认识
通过认真学习领会贯彻科学发展观,努力营造以人为本,和谐发展,敬业爱岗,乐于奉献的工作氛围,扎扎实实地做好教学,科研,管理等各项工作.加强政治理论学习,提高思想认识,促进各项工作的持续健康开展.
二,重视学科建设,抓科研促教学
1,重视专业学科建设
积极迎接省重点学科检查为申报省重点学科筹建单位做了大量准备和建设工作.
重视搞好学科专业建设,充分发挥优势,特色发展.结合学院对第一批优势学科培养对象和研究机构进行考核验收,及时总结经验,整合方向.
2,加强师资队伍建设,创建科技创新团队
充分认识师资队伍是发展的关键,重视青年教师的引进,培养,努力建设结构合理,素质较高的教师队伍.引进博士1名,硕士1名,辅导员1名.在学院首批优秀教学团队基础上成功申报市(来源:文秘站 )科技计划团队建设专项项目,获批经费10万元.
3,抓科研促教学,积极开展科技创新
以科研促教学,积极争取和完成好科研,教改项目,学生科技创新,工业实习,毕业论文与教学科研相结合.
根据目前系内实际和社会,地方需求,总结近几年学科建设和科研工作的经验,研究下一步科研人员,方向,设备的整合,凝聚力量,在纵向项目申报,横向服务地方,科研促进教学等方面,发挥更大作用.
三,坚持教学一线,狠抓教学质量提高
1,坚持教学一线.坚持在教学一线,担任高分子材料与工程和材料化学两个本科专业的无机化学课程讲授,教学效果较好,深受学生欢迎.
2,切实提高课堂教学质量.结合学院教学达标创优活动,和我系教师年轻,非师范类毕业的相对较多,教学经验不足的实际,制定了教学达标创优活动方案,采取多项措施,方法,切实提高课堂教学质量.
3,继续人才培养模式改革,抓考研促学风.继续进行人才培养模式改革,前两年三个本科专业形成教学大平台,三年级进行专业培养,四年级考研和就业实践训练分流培养,努力培养具备专业加特长,具有创新精神的优秀毕业生.考研上线率为42%,录取率28%,其中大部分被211工程学校或中科院所录取.重视学费收缴工作,学费上交率达到98%以上.
4,加强实践性教学环节,重视专业课教学.主干必修课程全部采用全国优秀教材,保障学生基本功扎实,加强实践性教学环节,提高学生综合运用知识的能力和创新精神,扩大就业渠道,毕业生就业率连续达到95%以上,
获学院就业工作先进集体.
四,重视实验室,资料室建设
按照我系实验室建设规划,加强材料实验室的建设,新建材料热解研究室,作为化学化工实验教学中心主任,7月被确定为山东省实验教学示范中心筹建单位.
重视资料室建设,为教师科研,毕业生考研,完成毕业论文创造良好的条件.注重加强文档的规范化,制度化和常规化建设.
五,扎实工作,务实,清正廉洁