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關鍵詞:化學工程;發展情況;措施
1引言
化學工程技術是一個復雜的工程性學科,它是采用一系列科學研究方法對化學過程進行深入研究的物理或者化學過程,它還包括對原有設備的優化和改進以及對新技術的研究。它以化學為指導思想,將科學理論和工程實際結合在一起,它包括有機化學、無機化學、以及石油化工等領域。化學工程是國民經濟建設中的重要工程,它大大推動了社會進步的步伐,同時化學工程也與高精尖技術聯系密切,目前化學工程技術正朝著連續化、集約化、高效化、精細化和自動化方向發展。化學工程技術不僅和工業產生聯系密切,它和日常生活也有大的關系,因此對化學工程技術進行探索和研究具有十分重要的意義。對化學工程技術的發展進行研究不僅有利于吸收國內外最新的技術成果,還有利于改進生產設備,提高生產效率。
2新型化學工程技術的研究
2.1綠色化學技術
綠色化學技術是指采用對高新技術使化學反應在進行的過程中不會對環境造成污染,并且有利于環境保護的綠色化學技術。它的理念是在化學反應的過程中采用化學的技術和方法減少或者消除人類健康有害、對生態環境產生不良影響的化學原料或者溶劑等。綠色化學不同于傳統的環境保護技術,它是從源頭上來消除污染的,因此很徹底。它的核心是利用化學原理從源頭上減少和消除工業生產對環境的污染,將反應物的原子全部轉化為期望的最終產物。近年來,隨著環境污染的加劇和能源的日益枯竭,環境保護已經得到世界各國的重視,我國也在“十二五”規劃中也明確提出了環境保護的要求,因此綠色化學技術必將有廣闊的發展空間。
2.2超臨界化學技術
超臨界液體是指當溫度和壓力處在臨界點時,物體會處于一種介于氣體和液體之間的特殊狀態,這時物體有氣體和液體的雙重性質。這種超臨界狀態的液體在化學工業、生物工業、食品工業等有著廣泛的應用,尤其是在醫藥工業領域更有廣闊的應用空間。目前,超臨界液體的各種性質已經顯示出巨大的魅力,發展前景十分誘人。而超臨界的化學技術就是與超臨界液體相關的化學技術,化學界已經將超臨界水氧化法成功的應用到了環境保護的領域。目前,超臨界化學技術還處于發展階段,很多技術還不夠成熟。
2.3新的分離技術
在化學工業中常常運用物理法和化學法對化學物質進行分離,例如,利用物質的沸點將不同的物質從分離塔中分離出來,另外還可以根據物質化學性質的不同對其進行分離。這些都是傳統的分離方法,這些方法技術比較簡單,操作起來也比較簡單,但是這些分離方法的效率比較低,分離過程也比較慢,越來越不能滿足未來化學工業發展的需要。隨著信息技術的不斷發展,化學工業中的分離技術也不斷的完善,將信息技術和傳統的化學技術相結合就形成新的分離技術。例如,在傳統的半透膜分離技術中加入了一些新的控制方法,這種新型的分離技術大大加快了分離的速度和效率。
2.4與計算機技術相結合的化學技術
化學技術在發展時遇到了大量的數據計算和數據采集的問題,用傳統的方法對這些數據進行處理勢必會嚴重影響化學技術的發展。隨著計算技術的發展,化學技術中采用了大量的計算機處理技術使得數據的計算和處理變的非常快捷,在提高效率的同時還節省了大量的物力和財力。計算機技術的在化學中的應用主要體現在在流體力學和數值傳熱學上,它主要采用數值模擬法進行研究,這種方法需要大量的數據和大量的實驗作為支撐,然后利用計算機對數據進行計算和分析,并將數據直觀的表示出現。這種方法節約了大量的時間,同時也大大減少了研究人員的工作量,提高了工作效率。總之,與計算機技術相結合的化學技術一定是未來的一個發展方向。
3化學工程技術發展的優化措施
化學工程技術近年來取得了巨大的發展和進步,但是隨著時代的發展和進步,傳統的化學工程技術也有很多不適合化學產業發展的地方,所以在化學工程技術發展過程中要采取以下幾種優化措施:
3.1加強化學工程基礎應用的研究
化學工程技術在發展時除了要緊跟科技發展的前沿外,還要對必要的基礎應用展開研究。眾所周知,基礎應用研究投資大,研發時間長,短期內很難看到經濟效益,但是從長遠出發為了化學工程技術的可持續發展必須加強基礎應用研究。另外,在引進外來先進技術時要注意消化吸收其中的基礎技術,做好自己的技術儲備工作。
3.2利用化學工程技術對現有的化學流程和工藝進行改造
在化學工業中,我們長期都是引進外國的產生工藝和生產線,缺乏獨立開發自己生產線的能力。因此,以后我們在引用外國先進技術時要注意消化吸收他們的先進技術,并在此基礎上形成自己核心技術。另外,要充分利用過程模擬技術對現有的生產設備進行仔細的分析,找出其中的關鍵問題所在,根據實際生產的需要對現有的生產線進行改造。
3.3加強高校、研究所和企業之間的聯系
高校和研究所搞的項目的和技術往往偏向于理論和研究,實際應用的項目不多,而在企業中往往都是實際的應用項目,但是這些項目缺精確的理論指導。這樣就在高校、研究所和企業之間發生了脫節現象,以后必須要加強他們之間的聯系,可以根據實際情況在三者之間建立一個有效的合作機制。將企業中的更多的實際課題拿到高校和研究所去做,這樣既解決了企業項目理論性不足的問題,也解決了高校和研究所項目過于偏向理論的問題。目前,很多高校和企業都簽署了合作協議,建立了校企合作制度,這極大的促進了化學工程技術的發展。所以,只有加強這三者之間的合作和交流才能更好的促進化學工程技術的發展。
3.4加強綠色化學技術的研究
當今世界面臨的環境問題日益增多,目前我國也已經意識到了這個問題,明確提出了保護環境,減少能源消耗的目標。而傳統的化學工業作為污染的主要來源更要加強技術技術改造,減少對環境的污染。所以,加強綠色化學技術的研究已經變得刻不容緩。它的發展對我們保護環境減少污染有非常重要的意義。
3.5做好人才工程的建設
21世紀國際社會的競爭實質上就是以科技實力為基礎的綜合國力的競爭,誰在科技上遙遙領先誰就掌握了國民經濟發展制高點。而科技的競爭歸根到底還是人才的競爭,人才是科技發展的根本動力。而化學工程技術的發展也需要大批的優秀人才作為支撐,因此,我們要加強化學工程的高等教育,以培養出更多的優秀的化學工程人才。另外,還要提高化學工程人員的待遇,穩定化學工程研究隊伍,加強國際和國內的學術交流活動。最后還要鼓勵創新精神,創新是科技發展的靈魂,做好創新工作也是化學工程技術發展中很重要的一個環節。目前化學工程技術正處速發展的時期,隨著化學工業過程技術開發力度的加大,化學工程技術必將以全新的面貌和輝煌的成就呈現在大家面前。
4結束語
現在的化學工程技術與以前傳統的化學技術已經有很大的區別,它在發展的過程中采用了很多的新技術,例如綠色化學技術、超臨界化學技術、新的分離技術、計算機技術等等。我國的化學工程技術近年來發展很快,取得了很大的成就,很多技術達到了國際先進水平,但是在一些關鍵領域還比較落后。因此,我們還要調動各種積極因素,采取各種措施促進我國化學工程技術的發展,并且促進我國國民經濟的發展。
參考文獻:
[1]房鼎業.化學工程的技術進展與化學工業的發展趨勢[J].化工生產與技術,2008,(05):33-36.
1.1突出實踐能力的培養
研究生的培養是一個系統工程,研究生培養過程的各個環節必須緊密配合,才能培養出合格的、受社會熱捧的人才。特別是對于全日制工程碩士的培養來說更是如此。根據全日制工程碩士的特點,把研究生關閉在校園里培養已不能滿足社會對人才的要求,異地培養,多地培養成為必然。必須把實踐能力的培養作為主線貫穿于全日制工程碩士“培養鏈”的各個環節。在招生環節,我們對全日制化學工程工程碩士的考生的面試采取了與科學學位考生不同的方式,把對考生的實踐經驗作為主要的面試內容,讓考生感受到實踐經驗的重要性,許多考生面試后積極主動地到工廠企業鍛煉,入學后帶著在實踐中遇到的問題來學習,增強了解決實際問題的能力。在課程培養環節,我們的課程設置體現理論與實踐相結合的原則,分為公共課,專業核心課,專業拓展課,專業實踐教學四個模塊。我們加大了公共課的比重,利用我校的有效資源,合理整合了專業學位研究生的計算機與管理類課程。無論是公共課還是專業課,都把實踐教學內容貫穿其中,理論課中包含實踐知識,實踐課中包含理論知識。在實踐培養環節,我們建立了湖南化工研究院、湖南海利化工有限公司、國家農藥創制工程技術研究中心、湖南四達試劑有限公司等多個培養基地,實踐條件得到了有力的保證。另外,鼓勵研究生在學校組織的集中實踐之外增加自主分散實踐。在學位論文環節,我們要求化學工程工程碩士研究生在開題前認真查閱文獻,盡量了解國內外相關的最新研究成果,選擇直接來源于具有實際應用價值的應用技術課題和現實問題的課題。同時,聘請企業的專家、學者參加開題報告會,對選題進行嚴格審定,多角度考慮選題的合理性、可行性及實用價值。學位論文形式采用產品開發、工程或工藝設計、工程放大及新技術工程應用報告、典型案例分析等多種形式。
1.2突出課程教師和導師的主導地位
應用型人才的培養首先要通過相關課程和案例的學習和研討來提升其解決實際問題的能力,我們通過聘請企業專家來校擔任課程教師,通過改進教學方式方法加強課程教學。如研究生自主參與教學、由多位教師擔任一門課程的“拼盤式”教學模式等等。在課程建設方面,學院加大了研究生教師編寫適合我院工程碩士實踐的教材或講義的支持力度,加強了研究生精品課程的建設。研究生的培養離不開導師的主導作用,特別是全日制工程碩士的導師最少兩位,或多位導師,無論哪個培養環節都需要導師的指導與配合,校企導師分工配合,共同提高研究生的培養質量。在導師的選擇上,我們把有橫向課題,應用實踐經驗豐富的教師選作化學工程工程碩士的導師和授課教師,把與培養基地聯系較密切的老師選為校內導師,有利地促進了校企導師之間的交流與溝通,也能及時準確掌握論文選題的進展情況等等。
1.3突出工程碩士研究生的主體地位
工程碩士的培養目標是培養具有寬廣知識結構的復合型應用型專門技術人才或技術管理人才,能獨立從事專業技術工作和技術管理工作。如何實現這個目標,除了學校為研究生營造合理的寬松的環境,搭建良好的學習實踐平臺外,只能靠研究生自己長期的積累和持續的訓練,知識結構的改善,實踐能力的提高,學位論文設計都需要獨立完成,最終自我實現培養目標。
1.4重視工程碩士培養管理制度和管理機制
盡管化學工程工程碩士培養時間短,但我校研究生教育歷史悠久,有完整的研究生管理文件,管理制度也較為健全。我校研究生處成立了專業學位培養科,負責工程碩士的宏觀管理與控制,學位論文的質量標準由研究生處學位辦負責管理與控制,化學化工學院成立了由科研副院長負責的化學工程領域工程碩士培養管理小組以及由院長、教授、領域帶頭人、企業專家組成的學位分委員會。
2全日制化學工程工程碩士培養的困境
2.1生源問題
就我們這兩年的招生情況來看,生源問題非常嚴重,直接報考化學工程工程碩士的比例相當少,大多是其他專業調劑過來的,與我院同類專業學位教育碩士相比,化學工程工程碩士推免生只占其1/10。
2.2工程碩士學制問題
我校化學工程全日制工程碩士學制為兩年至三年的彈性學制,我們目前先按兩年的計劃安排課程學習、實踐和學位論文,然后根據學位論文的進展情況安排論文答辯或適當延長學位論文的時間。普遍存在的問題是,在國家的全日制工程碩士的學位標準還未廣泛宣傳執行之前,導師對工程碩士的學位論文還是沿用科學學位研究生的學位標準,而學校研究生處在辦理各種證件時(如學生證、畢業證)都只體現兩年學制,普遍反映兩年的時間培養既要實踐能力強保證充足的實踐時間又按時完成高質量學位論文的人才導師壓力相當大。為了保證全日制工程碩士的培養質量,以免出現矮化工程碩士的現象,現在大多數工科院校都把全日制工程碩士的學制確定到了三年。
2.3課程體系建設問題
課程體系建設是一個長期的開放的系統工程,需要持續不斷的更新。課程建設是高校人才培養永恒的主題,目前我們在課程體系建設方面還主要借鑒科學學位的課程體系,需要政府、企業、高校、教師等多方面的熱情參與。
3建議
3.1加強宣傳力度,改變觀念和教育理念
全日制工程碩士教育是為了適應社會經濟發展對高水平應用型人才的迫切需要而開設的專業學位研究生教育類型,但無論是導師、研究生本人還是社會,對此都沒有足夠的認識,在我院關于“科學學位與專業學位的本質內涵與區別”的小型調查中,非常了解的導師只占9%,了解和比較了解的導師各占36%,不太了解的導師還占18%。由于工程碩士的生源大都是調劑生,研究生本人也是不自愿接受工程碩士教育的,重學術輕專業的傾向普遍存在。因此需要政府、高校,用人單位、宣傳媒體等都要發揮其作用。
3.2推進職業資格認證
職業資格認證考試不僅是對從業人員接受職業教育和專業知識水平的考核,也是對行業發展趨勢和職業技術要求的導向,是高校調整人才培養方案的依據。是課程體系建設的指揮棒,方向標。推進職業資格認證,是全日制專業學位教育持續發展的得力助手。在這方面,教育碩士就比較規范,工程碩士可以借鑒其他專業學位的經驗。
3.3加強師資隊伍建設
人才培養離不開教師、導師,要加強專門的工程碩士導師隊伍建設,對新導師要及時培訓,了解工程碩士的特點和培養目標。要改革教學方式,要大力研究完善與經濟社會相適應的課程體系等等都離不開師資隊伍建設。師資隊伍建設是高校發展的關鍵。
3.4加強產學研合作,加強高校間實踐基地平臺共享
關鍵詞:《化工儀表及自動化》教學改革;課程改革;探索與實踐
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2012)07-0155-03
化學工業是國民經濟支柱產業。生產化工原料,再以化工原料制造各種產品,是化學工業的核心。由于化工產品易燃、易爆、有毒、具有腐蝕性,以及對產品質量、數量、生產效益的追求,再加上人們對安全與環保意識的提高,因此,與化工生產過程密切相關的化工自動化,應用越來越普遍,發展速度越來越迅速,技術水平越來越高超。同時,人們對其認知程度越來越重視。正因為如此,化工儀表及自動化這門課程,多年來在多種專業、不同檔次學校一直開設。我校化學工程與工藝、高分子化學與材料等專業開設此門課程,理論學時30學時,實驗10學時,使用教材為化學工業出版社出版、厲玉鳴主編的《化工儀表及自動化》第四版。培養目標:具有學習能力、創新能力、實踐能力、交流能力和社會適應能力的高級應用型人才。
一、問題與現象
由于教材的內容、上課學時、學校條件,以及教師水平、經歷,學生對課程的重視程度等原因,特別是學時問題,導致很多學生基礎內容沒有學好,技能性知識也沒掌握,控制系統內容更是糊里糊涂,跟沒學一樣。有例可佐證:①一學生畢業面試時,用人單位讓他講一講雙金屬溫度計原理,他竟然說沒學過。②考上研究生的學生,實驗時不會連接熱電阻探頭與顯示表。③有學生用轉子流量計去測酸性液體的流量,更可笑的是,當轉子被腐蝕沒了之后,還到溶液中去找。基于以上諸多原因,結合學生就業需要,借鑒兄弟院校經驗,我們提出對教師教學理念、教學內容、教學方法及考核方式等進行改革,以滿足市場經濟對人才的需求。
二、教學改革
關鍵詞:工程教育專業認證;化工原理實驗教學;工程素質培養
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)42-0196-02
工程教育專業認證是國際通行的工程教育質量保證制度,也是實現工程教育國際互認和工程師資格國際互認的重要基礎。在我國工程教育專業認證是由專門職業或行業協會(聯合會)、學會會同該領域的教育工作者和相關行業企業專家一起進行的,針對高等教育本科工程類專業開展的一種合格評價。我國開展工程教育專業認證的目的是:(1)構建工程教育的質量監控體系,推進工程教育改革;(2)建立與工程師制度相銜接的工程教育專業認證體系,促進工程教育與工業界的聯系,增強工程教育人才對產業發展的適應性;(3)促進中國工程教育的國際互認,提升我國工程技術人才的國際競爭力。在這個大背景下我校化工原理實驗課程在教學實踐中始終注重工程思維與工程意識的培養,提高學生分析與解決工程實際問題的能力。作為我校化學工程與工藝、精細化工、催化工程、高分子化工、環境工程、生物工程以及應用化學等相關學科的專業基礎課,該課程與其他基礎課程實驗存在本質的不同,具有典型的工程特點,學生在實際操作過程中往往會遇到不同類型的工程實際問題,因此我們應該有效利用該課程的特點與優勢培養學生工程實踐能力和創新意識[1]。以化學工程與工藝工程教育專業認證為導向,將工程觀念滲入到實驗預習、實驗授課、實驗操作以及實驗結果討論等環節中,從而提高學生的動手能力、設計能力和創新能力等綜合素質,增強與產業發展相適應。
一、實驗預習中滲透工程意識
在學校的支持下我校化工原理實驗室設備經過多次升級改造,目前能夠開設八個單元操作實驗和兩個創新實驗,同時我們還自主研發了實驗仿真教學平臺用于教學研究,提供了多層次、多方位的實驗教學手段,為工程教育專業模式的實施提供了硬件保障。化工原理與實驗作為省精品課程擁有優秀的教學團隊,任課教師全部具有博士學位,并且多年與化工企業聯合承擔重大項目實施,具備豐富的工程經驗,這些都為我校高素質化工卓越工程師的培養打下了堅實的基礎。實驗預習中創新地增設獨立授課環節,利用多媒體技術形象展示宏觀設備內部的三維結構,演示單元操作的工藝過程,展示微觀傳遞過程原理。化工原理實驗作為理論課的重要實踐環節,面對的是各個單元操作的共性問題,具有極強的工程背景,尤其是對于那些能夠進行多種工況條件下操作的綜合實驗裝置,可以充分調動學生的積極性參與實驗方案設計、工藝流程裝配以及實驗結果的對比分析,通過多媒體手段對不同裝置復雜工況的模擬展示,可以讓學生立刻直觀化地感知到本課程與基礎課程本質的不同,成功地在學生腦海中植入大工程觀念。學生在進入實驗室之前需先寫好預習報告,即了解本次實驗目的、實驗原理、實驗工藝流程和實驗操作步驟,在此常規基礎要求之上,針對每個實驗教師提前布置一些預習任務,讓學生帶著任務通過查閱文獻收集本實驗的相關信息,弄清楚實驗裝置中各個設備在化學工業生產中的主要用途和常規操作方法。如流體阻力實驗中會用到離心泵、轉子流量計等設備和儀表。讓學生通過預習了解離心泵在工業生產中的主要分類與用途,教學實驗出于安全考慮只用清水泵,學生通過文獻的查閱可以了解其他類型泵的用途;化工原理課程主要介紹三種流量計:轉子流量計、文丘里流量計和孔板流量計,學生查閱文獻后可以清楚地了解三種流量計的構造、工作原理及在工業中的用途,查閱文獻使學生在進入實驗室之前自然地滲透了工程意識,拓展了工程實踐知識。在實驗課程教學前,實驗室對學生開放,學生可以了解實驗設備工藝流程、操作方法及主要控制參數。還可以利用仿真教學平臺,模擬啟動實驗裝置,監控并調節實驗的溫度、流量、壓力及組成,處理實驗過程中異常現象,對于實驗結果進行對比,培養學生實際的工程意識。
二、實驗授課中建立工程觀念
出于對課程任務銜接的考慮,我校化工原理理論教學通常先進行各單元操作原理的講授,最后再集中介紹各單元設備。由于實驗教學與理論教學是同時進行的,這樣就出現了學生對于設備的認知比較陌生,表現出“重原理、輕設備”的現象,缺乏對各單元操作之間的有機聯系,從而導致理論與實踐脫節,思維中樹立不起來“工程觀念”[2]。為了建立學生的工程觀念,我們在實驗教學中倡導以學生為主體,教師以引導提問的方式進行實驗的講解。化工原理實驗過程中,學生思維模式比較單一,常規性地只關注某一單元操作設備的原理、操作方法及實驗結果驗證,忽略了解整個裝置的工藝流程,缺乏對不同實驗方案的嘗試和操作參數優化的觀念,更不會考慮裝置運行的可行性、經濟性及環保等工程實際問題。因而教師在進行授課過程中要有意識地滲透工程觀念,結合實驗裝置提出相關的工程概念與學生進行互動式討論。如在精餾綜合實驗中讓學生明確板式塔與填料塔內部結構存在的差異,各自適用于何種物系的過程分離,以及分離效率的比較;同時還可以提出以下工程實際問題:工業上采用精餾手段為何得不到100%純度的乙醇?如果采用反應精餾、萃取精餾、膜分離等方法是否可以得到100%純度的乙醇?并詳盡比較這幾種單元操作的優缺點。實驗講解過程中,還可以利用仿真教學平臺模擬精餾塔出現漏液、液泛等非正常操作現象、各種極限工況及如何進行操作調整等工程實踐問題,擬補出于安全考慮而不能進行的實際工況中出現的非常規狀況的操作。在進行離心泵特性曲線測定實驗時,學生通過理論課教學對“氣縛”和“汽蝕”兩種概念有大致的了解,但兩者在工程實踐過程中的區別和危害究竟如何,在學生的腦海中并不清晰。在實驗講解過程中,我們展示工程實踐過程中汽蝕后離心泵被腐蝕的葉片,利用仿真教學平臺演示氣縛操作現象,使學生對這兩個工程概念重新認識,強化了工程觀念。實踐證明,實驗授課中注重建立工程觀念能夠培養學生對復雜化工過程動態運行的綜合分析和決策能力,深刻體會工程學科的研究方法,從而積累工程經驗。
三、實驗操作中體會工程觀念
我校化工原理實驗室的設備經過升級改造之后,絕大部分裝置能夠完成多個實驗任務,具備綜合性、設計性和研究型的特點。學生來到實驗室后,面對一套多功能的實驗裝置需要2~3人組成一個小組來進行實驗,每一個小組成員都是工程實驗的實踐者和探索者,必須具備團隊協作精神,共同探討實驗方案,在實驗方案的實施過程中要及時捕捉工程實踐問題,進行結果的匯總和分析,進一步嘗試相應的操作方法解決實際問題。教師在巡視過程中仔細觀察學生的操作情況,及時發現工程實踐問題,適時提出存在的問題,引發學生對問題的思考并引導學生進行理論分析做出正確的判斷,在此基礎上執行相關操作解決出現的問題。例如在傳熱綜合實驗過程中,由于鼓風機的連續轉動做功會使管路入口處空氣的溫度逐漸升高,在實驗過程中讓學生通過觀察溫度計注意到這個問題,針對這一問題讓學生踴躍提出解決的方法,開啟學生解決工程實際問題的思路,開拓學生工程思維模式;工業上用于加熱的蒸汽內會含有不凝性的氣體,如果不進行排放會出現什么問題?如何在實際操作中解決此類問題?在板框過濾機實驗中為何會出現濾液流不出的現象?它與板框的擺放順序,以及流道的對應有何關系?通過以上問題的提出,學生可以主動把從理論課程學到的知識應用于實際碰到的工程問題的分析,在理論指導下完成相關問題的操作,將理論與實踐聯系起來,在激發學生學習興趣的同時體會工程的觀念。
四、實驗結果討論中反饋工程意識
實驗結束之后,指導教師組織學生將實驗操作中出現的實驗現象和實驗結果進行分析討論,讓學生各抒己見,在聽取學生分析意見的同時提出工程問題引導學生思考。實驗報告中要求學生寫出一組數據處理的詳盡過程,匯總全部測試數據結果做出對應的趨勢圖,與工程經驗值進行對比,判斷數據的可靠性,查找實驗中存在誤差的原因,并對實驗裝置的設計、儀器儀表的控制與調節手段等提出自己的意見和想法。通過對實驗結果討論的系統化整理,學生學會用工程的觀點思考問題[3],掌握工程實際操作中的規律,工程意識得到全方位加強。提升我國工程技術人才的國際競爭力是工程教育專業認證的主要目的之一,培養符合產業發展要求的優秀工程技術人才是我國教育改革關鍵所在[4]。立足現有實驗條件,在化工原理實驗教學過程中,我校始終秉持以培養學生工程素質和創新能力作為實驗教學的首要任務,在重視理論教學的基礎之上,將工程素質培養模式貫穿于實踐教學環節,推進我校化工原理實驗教學改革新突破。
參考文獻:
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對于學生而言,生物學的基礎知識在初中和高中階段已有較多的接觸,生物學經典理論的提出和學科發展中重要的科學家的介紹大家耳熟能詳。在《生物技術概論》的教學過程中,簡單重復以上內容已經不能調動學生的學習積極性。而這些經典的理論知識還需要進行深入學習,這就需要教師轉變教學方式。首先,引經據典,對理論的發展歷程做詳細地講解,提高學生的學習興趣。其次,經典的生物學理論大多為西方學者提出,因此在教學過程中,通過引用原始英文文獻、利用雙語教學的方式,鍛煉學生的英語聽、寫、譯能力。例如,1953年,Watson和Crick提出了DNA雙螺旋結構模型,開啟了分子生物學研究的新時代,二人也因此獲得了1962年諾貝爾醫學獎,這是高中生物學課程講授的內容。但在DNA雙螺旋結構提出之前,有幾位科學家提出了DNA結構的研究方法和結構模型,也正是這些研究成果成就了Watson和Crick的偉大貢獻。Wilkins和Franklin提供的DNA晶體X射線衍射圖片對二人的研究有很大的幫助,“MOLECULARSTRUC-TUREOFNUCLEICACIDS—AStructureforDeoxyri-boseNucleicAcid”是Watson和Crick于1953年在《Na-ture》發表的通訊文章,第二段有這樣的描述:“AstructurefornucleicacidhasalreadybeenproposedbyPaulingandCorey(1).Theykindlymadetheirmanuscriptavailabletousinadvanceofpublication.Theirmodelconsistsofthreeintertwinedchains,withthephosphatesnearthefivreaxis,andthebasesontheout-side.Inouropinion,thisstructureisunsatisfactoryfortworeasons...”意思是說Pauling和Corey在他們之前已建立了核酸的三螺旋結構模型,而Pauling是當時研究蛋白質結構的權威,Watson和Crick的發文是向權威的挑戰。當然,這歸功于他們認真的實驗工作和深厚的科學功底,因此,對于經典理論的闡釋,采用雙語教學的方法,結合經典文獻,一方面能讓學生接觸一些專業詞匯,提高他們的英語水平;另一方面能吸引學生上課的注意力,提高學習興趣,在教學中起到事半功倍的效果。
二、提問式教學和反饋式教學相結合
(一)提問式教學
提問式教學是指在課堂教學過程中以教師提問為授課主線,通過激發學生的學習興趣,最終達到課堂教學的目的。提問式教學法的理論基礎有主體性教育理論和建構主義教學論[2]。主體性教育的目的是培養被教育者的自主性、能動性和創造性,而建構主義特別強調主體在認知過程中的建構作用,二者的相同點是培養被教育者的主動性和創造性,不同的是,前者教師起主導作用,后者教師起組織者、幫助者或促進者的作用。《生物技術概論》涵蓋了生命科學的各個領域,每章內容的側重點都有較大的區別。因此,在進行提問式教學中,首先要圍繞章節的重點提出問題,以檢查學生對基本內容的理解,同時,讓學生帶著問題投入到課程學習中去;其次,在課堂結束前提出問題,一是讓學生回顧課堂上學習的內容,理出一條學習的主線,二是讓學生在課余時間通過主動式學習解答問題,從而促進學生與課程內容的交互作用。
(二)反饋式教學
反饋式教學與提問式教學相輔相成,其包括課堂反饋式教學和作業反饋式教學等方面的內容。正確實施反饋式教學,可及時發現教學過程中存在的問題,了解學生的學習狀態,培養學生的自學能力。課堂反饋式教學是指教師采用一定的教學方法和手段在課堂上獲得學生學習狀況的反饋,從而根據反饋結果進行教學上的調整[3]。《生物技術概論》課程濃縮了多學科的基礎知識,教師在課堂上往往需要在短時間內向學生灌輸大量的內容,這就造成學生對知識的理解和掌握不夠,從而降低了他們對課程內容的興趣。因此,在課堂教學中,教師應充分尊重學生的主體地位[4],允許學生隨時打斷教學、提出問題并展開討論,增加教師與學生的互動。或者在講授課程重點的基礎上,教師通過反問或其他方式檢查學生學習掌握的信息,培養學生對問題的思考能力,并通過信息反饋,對學生不清楚的理論知識做更深入地講解,改善課堂的授課效果。作業反饋式教學注重培養學生的自學能力,同時,又可以檢測和反饋學生對課堂教學知識的吸收情況。在作業反饋式教學中,應注意以下幾方面的問題:首先,作業應圍繞課堂講授的重點內容,結合具體案例或實際設題,減少名詞解釋等常規問題,避免與教科書章節問題重復。因為結合具體案例或實際設置的題目,往往沒有標準答案,這樣既可以促進學生認真思考和分析問題,又可以避免學生相互抄襲。其次,作業應作為課程考核的一部分,這樣可以引起學生對作業的重視。再次,教師應對學生的作業進行認真批改,一方面能發現學生學習中存在的問題,以便于在后面的教學中進行解釋;另一方面,教師的認真批改會影響學生的行為規范,提高他們的綜合素質。
三、加強多學科交叉內容教學
(一)提升學生信息技術素養
對學生進行信息技術培養,可以培養學生的信息意識與合作交流能力,但最主要的目的是培養學生的信息獲取能力、信息判斷能力、信息處理能力及信息利用能力[5]。《生物技術概論》課程介紹了生命科學領域的研究熱點,這些熱點往往是學生最感興趣的,但課程教材的內容又不能及時反映熱點問題的最新進展,因此,在課堂教學過程中,我們可以通過信息檢索的方式跟蹤熱點問題的最新進展。以清潔能源為例,通過百度、Google或圖書館信息檢索等方式,風能、太陽能、生物質能等關鍵詞映入眼簾。與我們生物相關的是生物質能,這些生物質能又包括生物質降解和轉化、生物制氫和生物成因氣等,每一個關鍵詞背后都有大量的文獻和最新報道,這樣我們就可以進一步了解自己感興趣的方向。同時,針對不同章節的研究熱點,教師可以設置一些問題,讓學生利用信息檢索的方式,收集、分析和匯總有價值的網絡資源。
(二)加強與工科專業知識的融合
發酵工程是生物技術的重要組成部分,發酵工程的規模化應用離不開化學、化學工程學、電氣工程、微電子技術和計算機科學等學科的理論知識。以維生素B2發酵生產為例,湖北廣濟藥業股份有限公司是世界最大的維生素B2生產廠家,公司維生素B2高產菌株工業化大生產技術處于國際領先水平,與之配套的也是先進的儀器設備,因此在產品發酵過程中需要集成不同專業領域的人才,如空壓機和發酵罐電機的維護需要具備電氣專業基礎,發酵過程的控制需要結合微生物學、微電子技術和計算機科學的理論知識,發酵產物的分離純化又要依據其化學性質并結合化學工程的手段完成。因此,維生素B2的發酵生產是一個大的系統工程,與不同的工科專業結合必不可少。在課堂教學工程中,通過維生素B2發酵工藝介紹和發酵過程中相關儀器設備的圖片展示,可以讓學生有更加直觀地認識和理解,同時,讓學生體會到多學科交叉的重要性。
(三)提高對生物知識產權保護的意識
作為一項高新技術,生物技術領域的發明范圍十分廣泛。生物知識產權包括生物遺傳資源知識產權、生物儀器知識產權、生物產品開發工藝知識產權和生物基產品知識產權等四個方面。作為生物技術專業的教師,培養學生借助已有的生物遺傳資源,利用生物儀器,研究新的開發工藝,制造新產品的意識,培養他們正確利用和保護生物知識產權,是課程教學的目的之一。以我國生物醫藥企業知識產權現狀為例,據文獻報道,生物技術成果的60%~70%應用于生物醫藥領域,生物醫藥企業知識產權工作的源頭是技術創新,培養自主創新能力是保證企業在市場中具有持續競爭力的重要手段[6]。2010年,我國生物醫藥大中型企業共有1754家,其中具有研發能力的僅有102家,這說明我國大部分的生物醫藥企業沒有進行研發活動或自主創新[7],使得他們只能花費巨資購買國外生物醫藥企業的技術和產品專利。2010年,我國生物醫藥產業技術引進或購買的經費支出為19.92億元就說明了這一問題。因此,提升我國生物醫藥產業自主知識產權能力是保證企業核心競爭力的重要體現。我國地廣物博,生物資源豐富,必須采取切實有效的措施保護生物遺傳資源,建立和完善生物遺傳資源知識產權制度;國家生物儀器重大專項的實施也說明了政府對科研院所和企業自主創新的支持。所以,對于生物技術業的學生,在《生物技術概論》課程中熏陶生物知識產權的內容,是課程改革的一個重要方面。
四、增加生物應用案例教學
關鍵詞:教學環節;教學改革;卓越計劃
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在大學的教學過程中,教師往往會發現學生在發問時除了問一些具體的知識點之外,還經常問到兩個問題,即“學習這門課程到底有什么用”和“如何學好這門課程”,即學習態度和學習方法問題。前一個問題表明學生對大學學習與今后的工作緊密聯系在一起,有很深的危機感和緊迫感,希望學到對專業能力提升有用的課程;后一個問題表明學生具有很強的學習意愿,愿意就學習做各種嘗試。若每門課程都能對此做出很好的解答,學生才會覺得大學生涯沒有虛度,對于自身知識的掌握、能力的培養、素質的提高起到了很好的作用。要解決好這兩個問題,就要求教師和學生共同努力,在教學實踐中要緊緊圍繞這兩個根本性問題來進行,力圖使學生得到滿意的答案。在教學中,教師是引導者、組織者、合作者和促進者,教學內容的編排、教學組織形式和教學方式的設置、學評價的具體操作方法都由教師決定。在實施前要系統整體地進行相關改革及方案設計。教師的積極參與是實現這一目標的關鍵,這就要求教師要精心準備,認真備課,投入更多的精力,對學生和教學工作報以更大的熱情和責任心,對教學活動做更深入的研究。學生是學習的“主體”,要想學習效果好,學生必須投入更多的精力,全方位參與到各教學環節中來,學會自主學習,獨立思考,學習方式要靈活,學習內容要具有開放性,注重打好基本功和提高思考能力。教師教學效果和學生學習效果的好壞在期末考試中有很直觀的體現。通過以往對期末考試試卷進行分析,發現學生對主觀題,即需要自己利用本課程知識分析解答問題的能力較弱,對知識的運用能力較差,同時對其他課程學過的知識混淆不清,基礎不牢固,表明學生的基本理論素養和研究性都不足。學生學的問題實際上反映了教師教的問題。這些問題的出現主要源于教學方式的單調、教學內容的僵化以及教學評價的單一。一般的學習環節由課堂聽講、課后練習兩部分構成,這就造成了過于強調對預定的知識體系的傳授,是一種注入式的知識教育,教師與學生之間缺乏互動和溝通,學生難以積極主動地參與教學活動,造成了教學方式單調與學生能力培養的矛盾。擴展到課前復習、課堂聽講、課后練習及實際應用四部分,并在每一部分構成中改進教學方式、教學內容和教學評價。下面針對每一教學環節列出具體的實施辦法及對教師和學生的要求。
一、課前復習環節
課前復習的目的是為了與相關基礎課程銜接,通過“溫故”為“知新”做準備,復習的內容和深度由教師指定,以滿足新內容的學習需要為原則,這需要提前了解學生學過的課程內容、學習深度及掌握情況。這就要求除了與學生溝通之外,應主動向其他相關科目任課教師了解情況,聽課、評課,與學生一起學習,從而掌握相關科目的教學內容和學生的學習情況,彌補自身在教學內容、教學方法和手段上的不足,以便正確評估學生的能力水平和調整教學方案。學生在課前要按照教師的要求做好復習工作。
二、課堂教學環節
課堂教學環節主要包括教師講解、提問和討論、練習構成。課堂教學中教師要走下講臺,走入到學生中間,注意學生的反應,鼓勵學生參與,這體現了師生地位的平等性。教學改革的成功離不開學生的參與和認可,應遵循“循序漸進”的原則,注重改革措施的可行性,注重學生學習方法的掌握。要求學生上課時注意力要集中,認真聽講、做好練習,并可就教學問題隨時發問,積極參與問題討論。課堂教學一般以多媒體教學為主,板書為輔,為了提升教學效果,在課件的制作使用和課堂組織上要注意以下幾點:確保多媒體課件制作和播放的科學性。要按照學生的接受能力制作和播放多媒體課件,這是提高課堂教學效果的關鍵。多媒體教學的優點是表現形式多樣化,信息量大,能夠重復播放,易存儲,節省時間,缺點是節奏較快,不利于學生對知識的消化吸收,制作費時,課堂上不能把教師一些即興發揮的內容添加上,這就要求輔以板書,并在課后根據教師在上課期間對教學內容的新認識、對學生的學習效果的評估以及對于如何上好本節內容的新的辦法和體會及時增補、修改,使課件水平隨著教師教學經驗和科研水平的增長而增長。實行雙語教學,在課件中加入英語表達,實行“滲透式教學”。通過從國外名校名著和權威期刊上節選相關內容,使學生在學習專業知識的同時能夠接觸到地道的專業英語,提高閱讀英文文獻的興趣,熟悉科技英語的寫作規范和特點,增加專業詞匯量,增強讀寫能力,提高學生的科技英語水平,使他們有能力閱讀英文文獻,關注到最新的科技動態和相關專業的研究進展情況,開拓國際化視野。教學內容的取舍和銜接應體現課程內容的邏輯性和系統性。在教學內容的設置上如果不同課程都具有相近的內容,那么就不要重復講解,避免課程內容重復交叉[1]。引導學生注意基本概念的區分和比較,注意知識的連貫和銜接。引入新的概念或遇到教學難點時要將其來龍去脈表述清楚,使學生能夠從一開始就對其有正確認識,防止概念混淆。打好基本知識和培養基本技能。對于抽象的概念要用具體的實例來表達,注重知識的運用。做好課堂練習和試卷評析。為了正確評價教學效果,教師出考試卷時,首先要做到表達科學、準確、規范,防止出現歧義;嚴格按照教學大綱和考試大綱的要求命題,試卷題量、難度、覆蓋面、客觀題與主觀題的比例要適當,每一道題考查目的要明確。注重考核學生應用所學知識分析問題、解決問題的能力;結合專業方向和生產實際命題,課后閱讀和自學的重點內容也應列入考查范圍。教師在閱卷后,都要認真檢查每位學生的答題情況,分析各題的錯誤率,細致診斷學生的解答,找出錯誤的癥結,弄清哪些題目錯的較多,錯在哪里,學生需要哪種幫助,要評在問題關鍵點、評在教學盲點處、評在錯題發揮處[2]。評價所出題目難度梯度的合理性,為今后出試卷提供依據。在課堂上教師可將以往試卷中涉及到本節的題目列出來,先學生練習,再將正確答案與試卷中出現過的錯誤答案一一列出,與學生一起分析錯誤及產生原因,進行試卷失分分析和試卷錯題糾正,再設計好一系列問題,這些問題的設置要做到小坡度、多層次,逐步解決存在的問題。通過練習—試卷評析—練習,及時澄清和糾正學生在概念上的混淆和認知上的錯誤。
三、課后學習環節
課后學習環節主要包括五個方面內容:(1)課后作業。設置作業題目,學生選做部分題目,并列出題目考查的要點。(2)自學環節。將某些章節設為自學,為促進學生自覺而主動地完成自學任務,教師應根據教學目標的需要,提出具體明確的要求,如具體的看書范圍,思考的問題,完成的練習,自學后如何檢測等,使學生有的放矢、方向清晰、目標明確地自學,從而獲得答案、產生疑問,教師課上答疑。對于學生自己能學會的,或者通過簡單地討論交流就能掌握的,教師堅決不講。要相信學生的能力,只要教師引導得當,學生可以替代教師完成部分教學任務,基本完成教師布置的任務,并生成許多教師預設不到的新東西,成為課堂升華的源泉。(3)文獻查閱。利用教學網站,上傳一些中英文文獻,將一些相關知識和學科前沿情況介紹給學生,同時鼓勵學生自行查閱中英文文獻,上傳至教學網站,與同學分享,并提交學習心得。(4)要點總結。在每一章節后,設置一個板塊,要求學生總結和歸納所學知識要點,并將不同章節的知識點進行類比,找出區別和聯系,加深對知識的理解,從而培養學生科學的思維能力。(5)教學反饋。要求學生在課后對講授內容進行深入的分析、研究和討論,仍然沒有解決的問題應及時向教師請教以便教師及時發現和解決問題,教師要注重收集學生的反饋意見,將學生學習中遇到的問題及對教師教學提出的建議和意見匯總,認真分析,及時發現問題并對教學內容、教學方式等進行調整,與學生形成良好的互動。
四、實際應用
實際應用指的是學生能夠自覺將本課程的知識用于解釋、應用到其他知識的學習和生產、生活實際中,能夠將相關、相似的知識點進行鏈接,形成完整的知識鏈,利用這種思維方法,幫助學生提高思考能力,從而提高解題和解決實際問題的能力,使學生的個人能力和綜合素質得以提高,個性特點得到發揮,受社會歡迎程度增強。從而使培養的學生具有本校特有的、不易模仿的、長期積累的、同行認可的人才培養特色。這一部分才是最終檢驗學習效果好壞的關鍵,也只有通過它,學生才能夠真正感到學有所用。在校階段,綜合性課程,例如課程設計和畢業設計是檢驗各門課程教學效果的良好指標,因此,教學評價要延伸到后續相關科目和綜合性課程中。
通過上述四個教學環節的切實貫徹實施和緊密配合,通過教師和學生的共同努力和不斷探索,必將使教師的教學水平和學生的知識、能力、素養都得以提升,很大地促進教學質量提高。
參考文獻:
[1]林健.面向“卓越工程師”培養的課程體系和教學內容改革[J].高等工程教育研究,2011,(5):1-9.
[2]樊杰.試卷評析的策略[J].物理通報,2012,(7):103-106.
關鍵詞:分層教學;制藥工程;創新能力
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)10-0158-02
《制藥工程》是一門實踐性強,需要在學生掌握較多的基礎知識、專業知識的基礎上,結合當前的中醫藥工業發展趨勢,解決實際的工程問題,通過分層教學方案實施完善各個教學環節,使不同水平的學生均取得了較好的學習效果,能使不同層次的學生都能在一定程度上得到發展和提高,享受到成功的喜悅,并能較好地適應專業工作崗位,開展創新研究工作,促進我國制藥工業的發展。
一、《制藥工程》開展分層教學的意義
分層教學又稱分組教學,是根據學生的現有知識、能力水平和潛力傾向相對地把學生科學地分成幾組各自水平相近的群體,并加以有區別的對待,采用恰當的分層教學策略進行分層次教學,使每一個學生均得到最好的發展和提高。
《制藥工程》是在藥學、化學、化學工程學等的基礎上形成的一門學科,是與藥學、工程學和經濟學等學科密切結合的綜合性應用學科。涉及的內容有制藥工程項目設計的所有內容,包括工藝、安全、經濟等。教學目標是通過本課程的學習,使學生掌握制藥工程項目的設計程序、方法、各項技術,把握制藥工程的前沿,使學生能將所學理論知識與工程實際銜接起來,從工程和經濟的角度去考慮技術問題,具有藥品新產品、新工藝研究、開發和設計的初步能力,提高綜合分析能力和自主創新能力,并逐步實現由學生向制藥工程師的轉變。
大學教學是培養學生素質和能力為目的,《制藥工程》是一門實踐性強,與當前的中醫藥工業發展密切相關的課程,需要前期學習藥劑學、制藥工藝學、工程制圖等大量基礎課、專業課的基礎上,開展綜合運用,并且要與制藥工業發展趨勢緊密結合,需要學生在前期打下扎實的基礎,然而在實際上學生的基礎、領悟力、理解能力、綜合概括能力、創新能力等參差不齊,造成學習制藥工程的效果具有明顯的差別,而且受到課時數、實踐條件等各方面限制,采用一般的教學方法很能達到較好的教學效果。
因此《制藥工程》采用分層教學方法,根據制藥工程的各項內容、要求等,結合專業目標、方向,實施分層教學策略,可以使從不同層次、不同角度使每一位學生均得到提高和發展。
二、分層教學的教學對象、分析
本校《制藥工程》面向的專業主要是制藥工程、生物工程專業(四年制),均為工科專業,本課程分別安排在第7、6學期。
專業不同,知識結構、培養目標不同。制藥工程專業學生已學習藥物化學、藥物合成反應、藥物分析、生化工程、化工原理、藥劑學、生物工藝學、生化制藥學、制藥工藝學等方面的基本理論和基本知識,要求培養學生具有對醫藥產品的生產、工程設計、新藥的研制與開發的基本能力。生物工程專業學生已學習基礎生物學、生物化學、工業微生物學、工程制圖、電工技術基礎、化工原理、細胞工程、酶工程、基因工程、生物工藝學、生化工程、生物工程設備等方面的基礎理論和基本知識,要求培養學生能在生物技術與工程及中醫藥領域從事設計、生產、管理和新技術研究、新產品開發的工程技術人才。
同專業班內學生的個體情況不同,個性差異現象明顯,學習層次也截然不同。新課程改革強調教學必須面向全體學生,同時,要正視學生的個別差異。根據《制藥工程》不同的授課專業、班內不同水平、個性差異,從學生的實際情況出發,從學生的個別差異出發,開展有差別的教學,采用分層教學,倡導“因材施教”,使全體學生共同進步。
三、分層教學的實施方案
如何開展分層教學,主要從調研、分層(分組)、備課分層、授課分層、作業分層、評價分層、及結合輔導、網絡等多方面開展實施。
1.認真調研分析,實施科學分組。首先分析不同專業,根據專業的培養目標,制定本課程的教學目標、基本教學方法和手段,確定需要掌握最基本內容。然后開展調研,通過問卷調查表、交談溝通等手段,掌握每個學生的學習現狀、基礎、能力等,認真分析全班學生的共同特點和個別差異,根據學生的成績、智力情況、自主學習能力、綜合能力、個性特點等因素,結合教材、教學目標將學生相對地分為ABC三個層次[1]:A組(平時成績優秀,基礎扎實,接受能力強,學習方法正確、綜合素質相對較高)、B組(成績中等,基礎和智力一般,有一定的上進心,學習相對比較自覺)、C組(學習積極性不高,基礎、智力較差,接受能力不強,學習上有一定困難)。建立學習小組[2](每個學習小組由4~5位同學構成,并任命一名同學擔任小組長)。教學過程中并可根據學生的情況或請求可做調整。
2.落實教學思想,優化分層教學環節。(1)備課分層。備課時根據學生分組和學生的實際情況進行分層備課,認真鉆研課程標準和教材,從教學目標、教學內容、教學時間、教學步驟、教學方法等多個教學設計環節中,體現共同的目標外,對A、B、C三個層次的同學分別提出不同的教學要求。如A組要求在掌握基本知識外,重點培養其創新意識;B組要求熟練掌握基礎知識,并能靈活運用基本方法和技術,解決實際工程問題;C組要求掌握課程的基礎知識,學會基本方法,初步建立工程的理念。(2)授課分層。分層教學中最重要的一個環節是課堂實行分層授課。限于大學教學的客觀條件,不可能在同一堂課里將不同層次的學生分開授課,因此在實際的課堂教學活動過程中,既要有統一要求,又應有區別對待,既有主攻基本目標,面向全體學生的環節,又有分層次目標,兼顧優秀、困難生的環節,主要通過把握課堂提問的層次,讓各層次學生都學有所得。對A組以鼓勵創新為主,給予思路點撥;對B組以激發興趣為主,開拓思路;對C組以增強信心為主,灌輸工程理念。可以在講授知識時提問B組,利用他們在認識上的不完善,把問題展開,提供思路,開展知識點相關研究;也可采用設計不同梯度的問題,讓不同層次的學生都參與到教學活動中來,以滿足不同層次學生的學習需要,都能體驗到成功的喜悅。(3)作業分層。作業分層應考慮學生的心理承受能力和知識實際水平,減少差生的作業量,使其在不抄襲的前提下能夠回答,逐步培養繼續學習的興趣和信心;適當增加優秀學生的作業量,讓其有機會體驗到挑戰成功的愉,循序漸進地訓練,使學生不斷得到進步,在建立制藥工程理念的基礎上,逐步建立知識框架,提高相關解決制藥工程設計的相關技術、方法。作業分必做、選做兩類。必做作業根據教學大綱、教材、教學目標的基本要求,設計比較基礎的題目,全班統一標準,統一要求;選做作業根據優等和中等水平學生的學習水平設計,要求優等生必做,通過平時成績的考核加分鼓勵中等生都能去做,如一個簡單的制藥工程設計項目。(4)輔導分層。輔導是課堂教學的延伸和補充,同時制藥工程課時數有限,作為一門與制藥工程實際密切聯系的課程,課外輔導是重要的補充環節。具體根據學生的個性差異、學習能力、自覺性,安排有針對性的輔導,主要通過督促檢查制藥工程設計項目完成過程中的疑難和困惑。對優生的輔導注重各知識點之間的聯系和區別,注重創新思維的培養,并通過提供制藥工程設計的實際問題,充分開發其學習的潛能;對中等生重在分析和解決問題能力的培養,輔導如何將教材的各知識點綜合利用、融合,以解決基本的工程設計問題;對困難生,降低問題的切入點,重點在最基本的知識點的掌握,制藥工程知識框架的構建和工程理念的樹立。在輔導形式上,除采用個別輔導外,通過成立課外興趣小組,團隊合作,共同完成一個制藥工程設計項目,使學生整體優化。同時積極結合網絡技術、方法,開展多途徑、多形式的輔導方式,以便獲得積極、有效的教學效果。(5)評價分層。學期總評時對不同層次的學生要采用不同的評價標準進行分層評價,分別采用嚴格性評價,激勵性評價和賞識性評價,最后綜合評估。對困難生主要采用賞識評價法,發現其閃光點,肯定他們的點滴進步,調動他們學習的積極性;對中等生采用激勵性評價,既揭示學習中的不足又指明需要努力的方向;對優秀生采用競爭性、嚴格性評價,堅持高標準、嚴要求,促使他們更加嚴謹、謙虛,不斷超越自己,提高其創新能力。
四、分層教學的實施效果
通過對《制藥工程》開展分層教學以來,生物工程、制藥工程不同專業、不同水平的學生均得到了大幅的提高,課堂反映良好,不同層次的學生體現不同層次的提高,困難生在掌握制藥工程基本概念的基礎上,基本樹立了制藥工程的工程理念;中等生學會如何綜合貫穿教材中各個知識點,并基本能通過學到的技術、方法完成基本的設計方案;優秀生能密切聯系工程實際問題,完成完整的項目設計,并能結合目前的發展趨勢思考、突破創新,優化項目設計內容。結合課外輔導、網絡交流,創造較好的學習環境,鍛煉其團隊合作的能力,每一個學生都享受到成功的喜悅。
五、總結與反思
在制藥工程教學中開展分層教學取得了較好的教學效果,各層次學生反映也較好,但仍有個別學生因為輔導不足、參與性不足、自覺性不足等原因,未能達到預期的教學目標,因此在以后的分層教學實施中仍要進一步完善教學環節,及時調整學生層次,以最大程度地提高學生學習積極性,繼續完善分層評價方法,如合理設置小組,培養團隊合作精神,多渠道獲得學生反饋,調整方案及調整相關策略。
參考文獻:
關鍵詞:上海;中本貫通;培養模式;實踐
作者簡介:朱曉佳(1993-),女,江蘇蘇州人,上海師范大學教育學院碩士研究生,研究方向為職業教育;陳嵩(1964-),男,浙江紹興人,上海市教育科學研究院職業教育與成人教育研究所副所長,研究員,研究方向為職業教育管理;占小梅(1985-),女,江西九江人,上海市教育科學研究院職業教育與成人教育研究所實習研究員,研究方向為職業教育與成人教育。
基金項目:2015年度上海市職業教育改革發展綜合研究項目“首批中本貫通試點專業的實踐研究”,主持人:陳嵩。
中圖分類號:G710 文獻標識碼:A 文章編號:1001-7518(2016)07-0036-05
為貫徹《國務院關于加快發展現代職業教育的決定》(國發〔2014〕19號)和“上海現代職業教育體系建設規劃(2015―2030年)”的精神要求,加快培養適應上海經濟社會發展所需的一線優秀技術技能人才,2014年上海市教育委員會頒發《關于開展中等職業教育―應用本科教育貫通培養模式試點工作的通知》(以下簡稱“中本貫通培養模式”),宣布正式啟動上海市職業教育中本貫通培養模式試點。
中本貫通培養模式是構建現代職業教育體系的新探索,這種模式對培養目標、組織架構、招生管理制度、教育教學方法、課程體系、師資隊伍、實習實訓、監控評價等方面提出了全面的改革新要求。上海市首批中本貫通培養模式試點選取了三所老牌的中等職業學校和兩所應用本科院校以及兩個強勢專業,具體學校和專業是:上海信息技術學校、上海石化工業學校的化學工程與工藝專業對口上海應用技術學院相應專業;上海市工業技術學校的機械工程(數控技術)專業對口上海第二工業大學相應專業。
經過一年多的實踐探索,這五所學校相應專業的中本貫通培養模式試點已經取得初步成效,同時也遇到了一些困難和問題,亟需加以解決和改進,以期為今后順利推進職業教育體系構建奠定比較好的基礎。
一、中本貫通培養模式現狀分析
(一)共同制定培養目標
培養目標是中本貫通培養模式頂層設計的重要內容,是人才培養過程中的重要因素,是中本學校課程銜接、制定統一人才培養方案等的重要前提和保障。中本貫通培養方案中,中職階段不能跟普通中職一樣,本科階段也有別于普通本科。作為一種新的探索,上海石化工業學校認為,中本貫通要注意區分與普通本科、高職專科培養人才的定位。中本貫通本科同一般普通本科相比具有鮮明的技術應用性特征,是以培養高素質應用型技術人才為主要目標,兼具工程教育和技術教育并側重技術教育的本科層次教育。中本貫通的培養目標需要中職和應用本科根據具體情況詳盡地共同制定。(見表1)
(二)成立聯合組織機構
在實施過程中,聯辦的中職和本科院校形成“教育部門統籌協調,牽頭高校主導引領,中職學校主動作為”的協調運行機制,保證生源質量,避免中等職業教育與高等教育脫節。上海工業技術學校和上海第二工業大學成立了由兩校領導、學校相關部門人員組成的領導小組和工作小組,定期開會對這項工作進行指導,協商、溝通、解決在工作實施中遇到的問題;由上海應用技術學院牽頭,上海信息技術學校和上海石化工業學校定期召開各方參與的“化工專業中本貫通研討會”,共同討論人才需求、培養目標、培養方案框架及主要的實踐環節,經過多次討論后確定“三中有四、四中保三”的中本貫通人才培養方案修改指導意見,即在三年的中職教育中增加四年本科學習的部分理論,在四年的本科教育中延續中職階段的實踐能力培養。值得一提的是,在實施過程中,五所首批試點學校首創了“導師領銜介入機制”。如:由上海應用技術學院的陳桂娥教授領銜組織每學期的教學活動,帶動兩所中職學校的教師進行聽課及教研活動等。
(三)逐步探索新的招生考試和學籍管理制度
1.招生情況。中本貫通培養模式的招生工作分筆試和面試兩個環節。筆試就是參加初中畢業統一學業考試,要求總分(含政策性、獎勵性加分)須達到上海市普通高中最低投檔控制分數線及以上。從錄取的實際情況看,中本貫通班學生的錄取分數均大大高于普通高中最低投檔的錄取分數線,這從一個方面反映出這一培養模式得到了社會和家長的初步認可。2014年上海普通高中最低錄取分數線為510分,當年,上海信息技術學校中本貫通班招生的最高分為589分,最低分為538分;上海石化工業學校中本貫通班招生的最高分為557.5分,最低分為520.5分;上海市工業技術學校中本貫通班招生的最高分為575分,最低分為549分,平均分達557.17分;另外,招生政策中最大的亮點就是設置了面試環節。錄取前,考生還需要通過學校組織的面試,不權以分數的高低來錄取,還充分考慮學生的興趣與愛好。正如上海信息技術學校原校長鄔憲偉所說的那樣,“學校希望能找到一批真正對這一行有愛好、有興趣,不是為讀大學混個文憑的學生。我們是要培養技能型精英人才,不想浪費國家的資源,也不想浪費學生的時間。”
2.轉段考試。中職學生學成后必須參加轉段考試。學生完成3年中職階段學習,通過轉段考試后可進入后四年的本科階段教育。轉段考試由文化課考試和技能水平測試組成,其中文化課成績占50%,技能水平測試成績占50%。文化課考試由市統一組織、統一命題、統一評卷,技能水平測試考試由本科院校單獨實施、單獨劃線、單獨錄取。對轉段考試成績合格的學生,頒發中職畢業證書,轉段考試成績不合格的學生,如完成中職階段專業教學計劃規定課程、達到畢業條件的,也頒發中職畢業證書;對完成本科階段教學計劃規定課程,符合畢業條件的學生,頒發本科院校畢業證書。
3.學籍管理制度。制定嚴格的學籍管理制度。上海中本貫通培養模式規定學制7年,中等職業教育階段按中等職業學校學生學籍管理規定進行管理,學費按本市中等職業學校收費政策執行,幫困助學納入本市全日制中等職業學校幫困助學體系;根據相關學籍管理規定,轉段完成后,由高等學校及時辦理新生學籍注冊手續;本科階段按高等學校學生學籍管理規定進行管理,學費按本市高等學校收費政策執行,學生資助按照高等學校相關規定執行。
(四)積極探索教育教學新途徑
德育:以人為本,貼近學生、貼近實踐,著眼發展。要做到中本德育內容上的貫通,就必須根據中本學生的身心發展規律來安排具體的教育內容。從不同層次、深度和廣度上,對德育內容做詳細的分解,厘清中職德育和本科德育之間的差異與共通之處,真正從學生的心理需求和個性品質出發,找到一條德育教育新路,探索德育工作的有效途徑和方法。上海市工業技術學校根據中本貫通的特點,注重對這部分學生職業能力與職業素質的培養,設置了職業導論課程,引導學生提高從業興趣,從一開始就注重培養學生的職業情操和道德素養。
教學模式:由單一模式轉向多元化模式。中本貫通教育擔負著培養應用型職業人才的重任。只有在學校教學模式上進行改革創新,才能全力培養高素質、高技能、創新型和應用型人才。首批試點學校中教學模式改革的最大亮點就是由單一模式轉向多元化模式。機械工程(數控技術)專業擁有先進的教學理念,引入了CDIO教學模式以及模塊化課程體系,開發項目引領式教學內容,有利于中本階段交叉教學內容的融會貫通,為中本貫通培養模式提供了方便靈活、高效的培養方案制定與調整方法。
教學方法:逐步采取貫通的教學方法。中等職業教育不同于本科教育重視知識性和理論性,在教學方法上更注重突出操作性、實踐性的特點,如果中本貫通培養模式重視教學方法上的銜接,那么中職教育的教學方法就恰好可以彌補本科教育輕實踐、重理論的缺陷。只有中職學校和本科院校在教學方法上共同進行探討和貫通,才能使中職學生在進入本科階段后有充足實踐的感性認識,為后續理論學習提供背景和增強學習動力。上海市工業技術學校教師采取啟發式教學、討論式教學,布置有創見性的課外作業,改變考試形式,多出開放式的題目,讓學生有充分自由發揮創造的空間,提高學生的感知和學習興趣,為后續學習作鋪墊。
(五)初步探索七年一體化的課程設計
1.課程體系。課程體系的整合是中本貫通培養模式的核心。職業教育發展與改革特別是教育教學改革,最終必然要歸結到課程的發展與改革。課程設計要依據學生的認知結構水平,尊重學生的認知規律。也就是說,在設計一個具體的課程計劃時,必須重點考慮學生在這一年齡段的實際思維水平和認知水平。在中本貫通培養模式中,學習時間橫跨中職和本科兩大時間段,共計七年的培養周期,超過了任何層次的學歷教育時間,而這七年正是學生心理生理逐步趨向成熟的關鍵時期。因此,中本貫通培養模式的課程一體化設計必須立足于學生身心發展規律,根據中本各個階段的學生思維水平和認知水平,明確教學內容和教學重點。從實際情況看,首批中本貫通培養模式試點學校均依據學生的成長、心理認知規律等進行七年課程體系的一體化設計,初步形成了特色鮮明的機械工程、化學工程與工藝兩大專業的中本貫通一體化課程體系。
2.課程標準。共同制定兩個階段統一、貫通的課程標準。將中職、本科兩個階段的教學內容放在一個統一的課程框架內來認識和設置,制定統一的課程標準,為課程開發提供參考和指導。如此,開發出來的課程結構層次分明,才能有效實現課程內容的連貫和溝通,從而避免中職和高等教育課程貫通過程中各自為陣、定位模糊、趨同等現象。如:根據專業定位、能力要求、課程結構、職業資格等要求,上海信息技術學校、上海石化工業學校和上海應用技術學院對語文、數學、英語、有機化學、無機化學、物理六門課程統一撰寫課程標準,兩個中職學校統一標準、統一考試,加強教研,改進方法,確保教學質量。
3.教學計劃。共同制定以職業能力為核心的七年教學計劃。在其他省份3+4培養模式中,早已暴露出一個比較突出的問題,即中職學生進入高等學校后,在專業技能課的學習上沒有問題,但在專業理論的拓展和深入學習中表現得很吃力,這樣就限制了學生的發展。因此,對于形式相同的專業基礎課,不能簡單地將其撤銷。課程內容上可以有重疊,但是在深度上應該有所區別。最理想的情況是,中職學校和應用本科在對職業崗位需要的理論基礎和專業技能進行調查分析的基礎上,共同進行以職業能力為核心的一體化教學計劃設計,這其中的職業能力強調的是知識的應用性,而不是單純的掌握知識。如:化學工程與工藝專業根據教學計劃進行了教學內容的重組、相關環節的增設、教學方法的變革等,為引導學生了解職業內涵,激發專業學習興趣,特地設置學科專業前沿知識及職業導航等;機械工程(數控技術)專業的專業基礎課和專業課根據教學內容在原中職和原本科階段重復交叉多、知識脈絡廣、體系結構各自成一體等特點,進行了對教學計劃的細化、培養方案的整合等工作,在此基礎上,制定詳細的一體化課程大綱。
(六)合力打造師資隊伍建設
1.師資配備。中職、本科學校配備了優秀的師資團隊。學校和教師齊心協力,構建起具有職業特色的優秀教師團隊,為實現中本的有效貫通創造人力資源方面的條件。上海市工業技術學校為中本貫通班配備了老中青結合、高職稱、高學歷和高實踐技能的可持續發展師資隊伍,不僅如此,學校還特別配備了學校教師與企業工程師共同構成的雙結構師資隊伍。又如:上海石化工業學校積極挑選優秀教師承擔教育教學工作,選拔了多次獲得學校十佳班主任稱號的教師擔任中本貫通班的班主任;任課教師也挑選工作責任心強、教學經驗豐富的教師來擔任,這些都是保證貫通培養教學質量的重要基礎。
2.教師的培訓與互動。中本貫通不僅僅需要課程的銜接,同時也需要師資配備的銜接。如何讓學生在完成前三年學習后順利進入本科階段學習,提高與本科相適應的理論與技能學習能力,其中非常重要的一點就是要有一支教學實踐能力過硬的互通的師資隊伍。通過專門的理論培訓和實踐操作訓練讓中本貫通的教師了解中本貫通的連貫性,清楚不同層次職業崗位的技能、技術要求,掌握職業技術教育各階段學生的身心發展特點,改變傳統中本教師封閉培養、各自教育的方式,形成中本教師培訓實習的連貫性和互相交融性、不同職業崗位層次階段性有所側重的教師教育形式。上海市工業技術學校文化基礎課程部分教師在2015年6月到上海第二工業大學進行了學習和培訓。同時,聘請本科專任教師到中職學校作為指導教師全程指導人才培養計劃的實施,對加強教學科研、提升教師教學能力和水平起到了引領作用。這兩所貫通學校還共同成立了機械工程(數控技術)專業聯合教研室,定期組織教研活動,開展貫通培養的教育教學改革、課程開發等。按課程大類成立教學組,課程負責人建立對接關系,定期舉行說課活動,便于同類課程任課教師互相了解各自負責模塊的教學內容。另外,上海第二工業大學還特別派出了專業主任作為上海市工業技術學校的專業導師,與班主任不同的是,專業導師和中本貫通班級的教師學生接觸機會多,主要負責專業思想和職業導論課,對師資一體化起到了不可忽視的作用;上海石化工業學校和上海信息技術學校為保證教學質量總體一致,除了組織相關教師進行專題教研活動外,還保證每學期兩次的聯合教研活動。通過教研活動,明確教學要求,實施正確的教學策略,以提高教學效果。
(七)共享實習實訓資源
中本貫通培養模式的開展需要學校合理調配實習實訓設備,優先滿足在校試點項目班級學生的實訓教學需求。上海市工業技術學校數控實訓設備在數量和能級上有明顯優勢,但基礎課程(如物理)實訓室沒有。上海第二工業大學基礎課程實驗室完備,兩校已就同享這些資源達成共識。上海石化工業學校有綜合性實驗實訓基地,包括“化學工藝”開放實訓中心。上海信息技術學校建有“現代化工”開放實訓中心。而上海應用技術大學擁有市級化學實驗教學示范中心和院級化工與環境實驗中心。所以,這三所學校可以取長補短、各取所需,逐步實現實驗實訓設備的資源共享。
(八)初步建立監控評價機制
中本貫通培養模式運行成功與否,很重要的一點就是需要強化評價與監管。對此,試點學校都高度重視此項工作。由上海第二工業大學、上海市工業技術學校、合作企業專家及校外職教專家等組成的貫通培養質量督導、監控小組,負責指導、檢查、監督中本貫通培養執行情況,并及時向工作小組反饋。不僅如此,兩所學校還聘請校外教學管理和校外企業專家組成的專家指導委員會來審核中本貫通人才培養方案并參與指導專業教學實踐和教學活動。化學工程與工藝專業定期組織教學質量評價督導活動,為進一步完善教學環節,提高教學質量,在上海應用技術學院陳桂娥教授的領銜下,督導小組開展了聽課督導工作。不僅如此,還舉行了三校聯合教學督導檢查活動,對《有機化學》、《化學工藝基礎》等課程進行集中聽課并分析,開展督導評價工作。
二、中本貫通培養模式面臨的主要問題
一是“準大學生”的身份弱化了一部分學生的學習動力。由于中本貫通班學生的入學成績普遍優于中職班,因而部分學生存在自滿情緒。入校一定階段后,“準大學生”身份讓中本貫通班學生覺得自己沒有了學習動力,從而在學業上產生了懈怠情緒。因此,如何有效激發學生學習動力成為亟待解決的問題。上海市工業技術學校的負責人提到,中本貫通班學生在技能方面明顯沒有中職學生的態度積極,亟需學校、家庭及社會各方力量共同進行宣傳教育。
二是“中”轉“本”的轉段錄取細則尚未明確。學生完成三年中等教育,通過轉段考試后方可進入后四年的本科教育,但目前轉段錄取的細則尚未明確,學生家長都非常關注這一點。上海應用技術學院反映,由于教學計劃中語文、數學只安排了三個學期,而轉段考試要在第三年的第二學期進行,時隔一年半不碰語文和數學,考試成績肯定不能與當年三校生錄取本科的成績相比。三所中職學校負責人也反映,由于轉段考試目標要求不清晰導致文化課的教學難度加大,許多教師只能摸著石頭過河,本著“就高不就低”的原則嚴抓文化課;上海市工業技術學校提出中職學習階段文化基礎課的教學目標不明確,中職到本科的轉段考試大綱沒有,特別是2017年上海市“三校生”高考將發生變化,中本貫通的轉段考試如何開展和實施成為一個迫在眉睫的問題。
三是教材的一體化設計和實施尚需時日。由于目前中、本的相關專業教學標準尚無完全統一,而教材的一體化考慮和設計是一個需要符合專業教學標準要求、理論與實踐相結合、逐步摸索的過程,具有一定的探索性和時間跨度,因此尚沒有完全適合中本貫通人才培養模式的專業課完整教材。5所學校編制校本教材的工作剛剛起步,現行一些專業課教材基本采用“中高職教材+補充講義”的辦法,編制適合中本貫通培養模式一體化獨立教材的路還很長。
四是需進一步重視和加強師資隊伍建設。對教師的培訓形式單一,直接影響到中本貫通班教師能力的提高。另外,中職學校提出文化基礎課教師一方面自身教學的寬度、厚度還不夠,在執教中職文化基礎課時原本沒有升學壓力,但對有轉段考試的中本貫通班級心里沒底,直言執教壓力大。再有,目前教師在中本貫通班級的教學并未算進考核工作總量,這在一定程度上影響了教師工作的積極性和熱情。
五是如何統籌使用專項資金。目前對開展中本貫通培養模式試點工作的專項資金只劃撥到中職學校,本科院校尚未設立專項經費使用的渠道。而事實上,中本貫通培養模式試點工作本科院校從一開始就介入并發揮了積極引導的作用,在開發適合中本貫通的專業教學標準、課程教材建設、隊伍建設等都需要花費大量的財力,在這個過程中,對高校配套經費是必不可少的。因此,在多個獨立主體(法人)的情況下,如何設立專項經費統籌機制也成為一個瓶頸問題。
三、進一步推進中本貫通培養模式的對策建議
一是建立健全中本貫通培養模式的互通共享機制。由于目前這種培養模式屬于試點階段,5所學校又屬于不同主體,不同法人,多頭管理,因此從長遠看,迫切需要建立起由上海市教委牽頭的互通共享機制(或專設相應部門和配備專職人員),這是全面實現信息共享互通、師資共享互通、資源共享互通、資金共享互通等的前提和條件。
二是要提前制訂“三”到“四”轉段考試的細則。建議市教委在進行廣泛調研、征求意見的基礎上,就中本貫通轉段考試的細則、標準等及早制訂,并向社會公布,使得學校、家長和學生能夠及時了解相關信息,做到心中有數,從而能正確看待并積極應對中本貫通培養模式的轉段考試。
三是采取多種措施進一步提高學生的學習動力和職業認同感。建議社會、學校以及家庭共同配合,加強對中本貫通培養模式學生的思想教育,針對學生學習技能的消極態度,加大職業指導、職業生涯規劃、職業道德等的相關教育力度,使學生逐步增強對專業技能的重視度。同時,各專業課教師應配合班主任幫助學生樹立正確的學習動機,激發他們對所學專業的興趣,從而提高他們的求知欲和主動學習的原動力;鑒于部分學生的自滿情緒,建議學校可配備專門的心理教師,進行有針對性的引導,使其正確認識自己的身份,找準定位,從而端正學習態度,明確學習目標和動機。
四是加強師資隊伍建設。一方面要充分利用本科院校的“高地”,給中職教師以充分的“充電”,提高其理論水平。另一方面,本科院校相關的專業教師也要到中職學校(或對口企業)掛職鍛煉,提高實踐能力,了解行業企業最新發展情況等。總之,要充分利用對方優勢資源,取長補短,提高中本貫通培養模式成效。另外,建議把教師在中本貫通班級的教學工作納入年度總工作量的考核范圍,并進行適當的獎勵。
五是統籌力量開發設計一體化教材。編寫教材首先要明確中本貫通培養模式的形式和內容,改變各自為政的狀態,這就需要由相關職能部門牽頭,組織理論與實踐兩方面的專家以及一線教師,共同參與相關教材的編寫。其次,這種7年長周期中本貫通培養模式的教材需要邊實踐邊開發,要求一線教師積極地長期關注學生學習的反饋情況,關注相關專業領域的最新變化趨勢,在實踐過程中不斷去完善、修整,不但實現教材的一體化,而且盡量實現與實際情況的同步化。
六是統籌使用專項資金。任何一項教育改革都需要大量成本投入,中本貫通培養模式的試點也不例外。建議中本貫通培養模式盡早確立專項經費和編制(而不僅僅是籠統的一筆錢投入到中職學校),以支持這項工作的有效性和可持續性。比如:適合中本貫通培養模式的專業教材開發的成本較高,建議政府部門應當針對試點專業設置校本教材開發專項經費等。專項經費的撥付一方面能為學校更好地開展試點工作提供物質基礎,為師生創造更優質的教學條件與環境;另一方面能極大提高試點院校和教師的積極性,能更有效提高中本貫通人才培養的質量與效果。
Abstract: In new era, the Ministry of Education calls for universities to further develop the ability of engineering practice for college students to deal with the increasingly fierce competition from the talent and global market. This paper aims at discussing the connotation of engineering ability training, requirements for college teachers in training university students, and methods of how to foster university students, as well as puts forward some useful suggestions.
關鍵詞: 工程實踐能力;大學教師;工程能力培養方法
Key words: ability of engineering practice;college teachers;training methods for engineering ability
中圖分類號:G64 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2015)04-0252-02
0 引言
2005年,教育部在印發的《關于進一步加強高等學校本科教學工作的若干意見》中明確指出:“大力加強實踐教學,切實提高大學生的工程實踐能力”[1]。新世紀以來,我國高等教育面臨著前所未有的機遇和挑戰,社會需要具有較強實踐能力和創新能力的大學生。大學生實踐能力已成為衡量其綜合素質的重要指標,提升大學生實踐能力勢在必行。高等院校樹立正確的工程實踐教育觀,建立培養一批既有良好工程實踐能力的大學生的機制,是實現學生在激烈的就業市場脫穎而出的有效途徑。
工程教育與學術教育區別何在?國際電氣與電子工程師協會(IEEE)前主席William L. Everitt認為:“科學與工程的最根本區別是分析和綜合的區別。科學的主要任務在于探索給定原因下的結果,在于探索自然現象是什么和為什么。換句話說,科學對各種事物進行分析,并發現在特定條件下的必然結果。而另一方面,工程走得更遠,工程的實質在于組合人力和物力創造出預期的結果或這種結果的重新創造。這是一個綜合的過程……綜合在更多的時候必然要求成熟的判斷而不是分析……在現有的工科教育中,差不多是完全傳授學生進行分析的方法,很少教學生綜合的方法……(因而)僅僅通過學術教育不能培養出優秀的工程師。”[2]事實上,我國目前所進行的“航天載人工程”和“深海探索工程”所取得的成功,說明了工程教育的重要性,同時也凸顯了工程技術的發展和創新為我國由 “工程大國”走向“工程強國”提供了必不可少的基礎和保障。因而,全國高校的教學質量工程都把提高大學生實踐能力放在了更突出的位置。
1 在提高大學生的工程實踐能力方面存在的不足及其必要性
現階段,在校培養大學生工程實踐能力仍然存在一些問題,具體表現是:①大學生和企業接觸機會少,對企業生產運作、設備電氣、管理章程和愿景導向認知不足;②學生實驗課上親自設計、親自動手操作的機會減少,多年來一直提倡的自主性、設計性實驗難以得到落實;③學生在工礦企業實習時,企業考慮到自身利益(譬如安全等因素),不愿提供崗位給學生實際參與動手;④課程設計、畢業設計與工程實際脫節,課外科技活動受各種因素影響(譬如經費),難以大面積開展。
全球競爭日趨激烈,中國的偉大復興需要培育大批具有較高實踐能力的領軍人才。目前,國內外的經濟增速放緩,大學生就業率下降。要在激烈的就業市場中贏得一席之地,是高校大學生必須直面的問題。現代社會對大學生的實踐動手能力和創新意識提出了更高要求。因而,強化大學生工程實踐能力并培養其創新意識成為大學生順利融入現代化大生產的必由之路。
2 培養工科大學生工程實踐能力和創新能力的導向問題
高等工科院校是工程師的“搖籃”,其所培養出來的人才應具備工程素養。大部分大學生主要的工作崗位在企業,面對工業化生產流程,從事生產管理、質量檢控、產品研發和市場營銷等工作。科學技術要轉化為現實生產力,工程實踐能力就是他們的橋梁。因此,培養工程實踐能力,有必要讓在校學習科技理論知識的大學生,多渠道、多方面的去企業接觸和了解現實生產過程。
創新能力是一種有別于一般思維活動的、極大的改變現實生產方式的能力。創新不是憑空想象,它需要結合工程實踐的過程,在長期實踐的基礎上實現質的突破。因而,大學生創新能力的培養與理論科學的教育不同,它不是側重于科學知識的自由探索、演繹歸納和邏輯推導,而是側重于科學技術與實踐過程的結合,并能運用科技知識創造性地處理工程實踐過程中出現的問題[3]。
3 提高高校學生工程實踐能力及創新精神方面存在問題和解決途徑
大學生工程實踐能力的培養對高等學校教師的工程素質和指導能力提出了更高的要求。在高等學校,年青老師絕大部分都擁有研究生以上學歷,優點是基礎知識深厚,理論功底扎實,但缺乏現代企業亟需的現代管理知識及工程實踐能力。對現代化大生產流程不了解,對企業采購、研發、生產、設備與管理不熟悉。
教師工程實踐能力的改善需要政府和單位高層設計和指引,也需要學校和教務部門的主動努力,才能為教師工程實踐能力的提高創造條件和機會。2010-2020年《國家中長期教育改革和發展規劃綱要》及《國家中長期人才發展規劃綱要》把 “卓越工程師教育培養計劃”列為重大革新項目,突出強調要加大對老師和學生工程實踐能力培養。一方面要特別重視工程教育為國家發展戰略服務;另一方面要特別重視和產業界的緊密合作;三要特別重視學生社會責任感與綜合素質的培養;四要特別重視培養國際化的工程人才[4]。綱要的實施將為高校師生員工工程素養的提高提供指引方向,為高校教師獲得相應的政策支持、財政支持和平臺支持提供實實在在的便利。
4 培養學生工程實踐能力的路徑問題
培養學生工程實踐能力,可分為校內、校外兩個途徑,需充分利用校內、校外兩種資源。
首先,在教學工作與畢業設計工作中,要在講授工科理論知識的基礎上,挑選現代化的工業生產設備,使學生對設備的基本運作原理及其在工業生產中的應用有整體認識。其次,畢業論文的選題要從實踐生產中來,模擬學生將要面對的實踐生產環節,為學生向工程人員的平穩過渡創造有利條件[5]。在加快建設創新型社會的形勢下,高校教師需要積極探索激發創新和完善創意成果的機制,并做到知識產權共享[6]。企業在資金、技術、工藝和配套上有一定的優勢;高校在基礎理論研究、實驗設備、研究平臺和測試設備上有優勢。要加強與企業聯系,建立校-企聯合實習基地,建立與本專業對口的實踐基地,挑選現代化的生產設備,實現以點帶面,研究成果力爭轉化為現實生產力[7],并善于利用互聯網等新手段來促進資源共享和合作共贏。
5 結束語
在“卓越工程師培養”這一大的工程實踐能力與創新意識培養的大背景下,特別提倡“項目實踐教學法”,從企業實際需求出發,以高校的工程研發中心或大學生創業平臺為依托,在完成有工業背景項目的同時,啟發學生對實踐問題的思考,從而鍛煉他們的過程實踐能力。通過創立“卓越班”人才蓄水池,找到一批有工程實踐興趣、有良好創新意識和動手能力強的優秀學生,參與到老師的工程實踐項目中來,并鼓勵其參加國家、省和學校的大學生創業集訓和競賽,必能明顯提高大學生的創新意識和工程實踐能力,最終取得豐碩的成果!
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