在学习和工作的日常里,大家一定都接触过论文吧,通过论文写作可以培养我们的科学研究能力。写起论文来就毫无头绪?
跟踪2010~2014年,51job、智联招聘、中华英才网、大学生就业网等国内知名就业网站的招聘信息。分析显示涉及到网络工程专业人才需求的岗位主要有以下几类:
(1)软硬件开发(如:硬件工程师、网络测试工程师、网页设计工程师、网络游戏开发工程师、移动互联网应用开发工程师等);
(2)网络运维管理(如:网络管理员、网络建构分析师);
(3)网络系统集成(如:网络系统集成工程师、网络安装工程师、网络综合布线工程师等)
(4)网络产品营销等。因受移动互联网络、云计算、3G/4G的普及发展,各类网络应用软件开发、网站开发、网络游戏开发、Andriod开发、IOS开发、云计算和云平台设计运营、WIFI无线互联网络、电子商务应用开发等方面的人才需求供给存在巨大漏洞。这主要是因为高校的网络工程专业的课程体系受到学科知识结构、课程学时数、学时分配、教学条件、教材资料、师资力量等各种因素限制,人才培养多陷入知识结构“广而不精”,“重理论轻实践”,“重考试轻能力”等境地,并且不同学校人才培养呈现知识结构趋同,新知识更新相对企业需求具有一定的滞后性。企业在中端岗位及以上的人才选拔时,虽然以本科以上学历为起点,但是对应聘者的专业知识、综合素质、工作经验和职业能力等都有较高的要求,致使应届毕业生很难适应相关岗位的需求。
2专业定位
针对安徽科技学院应用型本科示范建设院校建设的背景,根据学校关于人才培养模式改革的整体指导思想,对网络工程专业的人才培养模式,课程体系等进行反复的研讨,确定建设一套适应地方经济建设要求的,具有我校鲜明特色的网络工程本科专业人才培养体系,该体系既要区别于重点院校学术性、科研型人才培养定位,又要有别于高职高专或民办三本院校的纯技能型的人才培养定位。遵从教指委关于网络工程专业的网络科学理论和网络工程技术两个层面的专业内涵,并结合我校的办学实践、区域特点等客观因素。我校网络工程专业的人才培养定位是:培养德、智、体、美全面发展,掌握计算机学科和网络通信领域的基本专业知识,具有网络工程规划与设计,网络安全防控管理,网络软件开发或嵌入式系统开发及网络硬件产品研发等专业能力,能够在相关企事业单位从事网络工程设计与管理、高级应用软件开发或相关网络硬件产品研发等方面工作,具有创新意识和创业精神的高素质应用型专门人才。
3课程体系设置
2014年修订的人才培养方案建立在2010年修订的框架基础上,继续采用“两级平台+三级模块”形式的课程体系结构。所谓“两级平台”指的是以培养学生政治立场、人文素质、语言能力和学科基础为主要目的的通识课程平台和基础(学科、专业)课程平台。通识课程平台主要教授思政类课程、大学英语和大学体育,课程学时共计690,占38个学分。具体课程设置由学校教务处统一部署,与2010版人才培养方案相比无较大改动。其中思政类课程着眼于引导和培养学生正确的政治立场和辩证思维能力,改变传统的灌输式教学模式,利用学校所在地凤阳县的地缘优势,将小岗村政治学习实践活动纳入课程教学,并观看实政教育、反腐倡廉等视频,引入对实时政治的讨论分析等实践性环节。体育课程则采用俱乐部形式开展活动,学生可以根据个人兴趣自由选择加入合适的俱乐部并修得相应的学分。专业教育课程平台进一步分为学科基础课程、专业基础课程和专业核心课程3个板块,其中学科基础课程共设置了436个学时、24.5个学分,着力于奠定学生良好的数理基础、逻辑思维能力和理论分析能力,开设研究生入学考试必考的3门数学课程(即:高等数学、线性代数、概率论与数理统计)和大学物理;专业基础课程共设置了628个学时、37个学分,该部分立足于网络工程专业所属学科,开设计算机科学与技术学科的必修专业课程(如:程序设计基础、数据结构与算法、计算机组成原理、计算机网络、操作系统等),为学生攻读计算机类的研究生,实现深层次发展奠定坚实的学科理论基础;同时增设《现代通信原理基础》和《网络工程制图》课程,突显网络工程专业与计算机科学与技术专业的专业基础上的区别;专业核心课程共设置260个学时、15.5个学分,该部分依据教职委的意见,筛选、整合5门网络工程职业核心能力培养所需的课程,如:网络系统设计与集成、网络安全基础、TCP/IP协议分析与编程、linux操作系统与内核编程、网络性能测试与评价,突出对学生网络工程规划、管理、运维等技术,网络底层协议分析、开发等核心能力的培养。所谓“三级模块”指的是以培养学生就业能力、个性化发展和创新能力为主要目的的专业方向课程模块、创新创业课程模块和个性化拓展课程模块。该板块的修订较大。
专业方向课程模块根据学校实际办学能力和条件,设立网络应用软件开发和嵌入式系统开发两个子模块,学生可以根据个人未来的职业发展定位、兴趣能力、及前期课程的学习基础,自由选择其中一个课程群模块。该模块课程群的设置尽量贴近企业对人才知识结构的需求,促使学生在某个方向能够深入、系统、全面的开展学习。创新创业课程群采用弹性方式进行,要求学生需修满4学分,其中创新模块和创业模块各2学分。同时学校制定创新创业学分认定政策,鼓励学生通过参加技能培训、专业竞赛、大学生创新课题、发表科研论文、大学生创业实践等,并申请置换相应的课程学分。个性化拓展课程模块鼓励文理兼修、全面提高综合素质,要求学生至少选修4个学分,其中人文素质模块至少选修2个学分(2门课程).专业拓展实现学生差异性发展需求。实践性教学环节,根据相应的课程设置、专业能力需求,开设对应的实践教学周,如表2.高年级的实践教学,积极开拓校级教学合作模式,将企业需求作为实践能力培养宗旨,引入“校企双导师”教学方法,联系企业工程师来校开展实践教学,教学内容引入企业实际项目及其子项目,采用案例教学、项目实施、教师指导,在“教、学、做”一体化的方式下,逐渐提高学生实践动手能力。目前,我们已经和南京网博、上海尚嵌、无锡中软国际、上海志盟、苏州天智等多家企业建立了良好的长远合作关系。
4结束语
研究性教学的核心思想是构建以研究为基础的本科教学体系。从教学目标上看,研究性教学应当以培养科学思维、提高学生的各种能力为目的。通过研究性学习,学生要掌握进行科学研究的方法和技能;增强发现问题、分析问题与解决问题的能力,并强化协作观念,提高交流合作能力。从教学过程上看,研究性教学强调有效地引导学生主动探究、培养学生实践能力和创新精神的教学方式。研究性教学强调教师创造有利于创新思维的学习环境,引导学生进行研究性学习,激活学生自主学习和探究的动机,达到培养学生科研与创新能力的目的。要指出的是,研究性教学不是压缩课时,也不是重科研轻教学。研究性教学强调以探索和研究为基础的教学,坚持教学与科研相结合,在教学中体现科研,以科研促进教学,两者实现有机结合。
二、研究性教学的意义
金融工程专业学科采用研究性教学对于学生掌握知识、发展能力,对于促进教师教学工作、提高教学质量都具有重要作用和意义:1.有利于学生掌握专业知识。从学科性质上讲,金融工程专业课程具有几个主要特点:与经济学相关的课程知识含量丰富;理论性与业务性都很强,在理论指导下注重实际体验;研究范围较广、交叉学科多;与国家政策措施联系紧密等。课程的应用性特点决定了研究性教学的必要性。2.有利于提高学生的学习和科研能力。金融学课程的学习主要是围绕解决问题而展开的,要求学生从社会实际生活中发现和提出各类现实问题,并通过主动探究去解决问题。这种学习方式注重让学生在收集资料、分析问题、思考问题、解决问题的基础上,使学生能够对其所学的知识有所启发,进而思考如何运用所学知识,甚至由此发现新的知识,提出自己的观点。通过对真实问题的学习,有助于提高学生发现问题与解决问题的能力,培养学生的创新思维和创造能力。3.有利于培养学生的合作能力。研究性教学主张全体学生的积极参与,学生根据自身的能力基础和个人特点,制订恰当的研究计划,进行具体分工,共同实现研究目标。通过协作学习与研究,学生可以取长补短,学会分享与交流研究成果,并使自己的合作意识与能力得到提高。4.有利于培养学生的科学精神,增强社会责任感。融资、投资是金融学关注的基本问题,而金融问题更多地与中国的金融体制改革以及经济发展有着十分密切的关系。开展研究性教学,不仅有利于学生了解和体验金融学学习和研究的基本方法,而且能够增强学生对社会的了解与关注,培养学生理论联系实际、实事求是的科学精神,在寻求解决问题的过程中逐步形成一切从实际出发的科学态度和社会责任感。5.有利于教师同时提高教学水平和科研能力,实现科研与教学有机结合。研究性教学需要教师研究学科发展和课程体系、研究教学方法和授课艺术、研究授课对象,在此基础上进行教学改革,构建新的教学模式、进行科学的课程建设、教材建设以及教学方案和方法的设计。同时,实施研究性教学教师自己必须有研究,形成自己的观点,才能引导学生去思考问题,这有利于提高教师的科研能力。
三、研究性教学设计与教学实践
金融工程专业研究性教学应当根据专业课程特点,结合各种现实因素,整合出有效的研究性教学模式,设计教学过程和具体教学环节。
(一)划分知识单元,明确教学主题
根据专业课程的性质、特点和内容结构,划分知识单元,并根据教学进度,明确各阶段的研究性教学主题。教学主题的选择应当符合科学合理的原则,具体体现在:(1)在满足教学要求、与教材理论保持联系的基础上,选题应当贴近学生的生活实际。金融学中涉及一些枯燥的理论知识,学生的主动性和创造性容易受到压抑。生活化的教学主题容易调动学生的积极性,激发学生的学习热情。比如讲投资组合理论时,可确定研究主题为投资收益与风险的讨论;讨论金融市场时,可以将教学主题明确为金融业务的仿真交易实验。(2)选题要注重教学与科研相结合,富于探究空间,同时还要与学生的学习基础和学习能力相一致。(3)选题应提高学生的社会责任感。比如,在讲述金融市场监管时可以引导学生认识现实中存在的问题并展开讨论;在学习货币政策时,可以与现实中的通货膨胀等问题紧密结合起来。(4)在把握选题原则的前提下可以由学生自主设计研究目标与课题,增强学生主动学习的意识,使学生有发现和体验、创造的自由空间。
(二)教学形式与学习方式的选择
研究性教学有专题讨论、案例教学、实践教学等不同的教学形式,在实践中应当结合教学内容分析各种形式的优缺点与适用性,选择合理的教学形式。对于一些在知识框架中相对独立的重点内容,比如金融市场结构、投资组合分析等内容可以采取专题讨论的形式,鼓励学生进行合作性探讨,培养他们的科研素养和集体合作精神,提高学生的口头表达能力与应变能力。对于一些现实性较强,社会关注度较高的主题,比如金融市场的作用、运作机制、融资方法、金融发展程度的差异化、货币政策以及金融监管等问题,可采用案例分析的形式。案例分析的教学形式一方面可以加强学生搜集与整理信息的能力,另一方面能够培养学生应用知识分析解决问题的能力,而且有利于学生建立科学思维,增加社会忧患意识,形成正确的价值观。对于一些操作性与实验性强的主题可以采用实践教学的形式。比如仿真交易实验可以让学生利用模拟交易系统了解股票、外汇等市场的运作,或结合虚拟资金交易竞赛的方式帮助学生深入理解与掌握交易实务中所涉及的基本概念与常用词汇,把握交易的基本特点与交易常识,使学生对市场有初步的认识。研究性教学的学习方式可以采用学习小组的形式,比如固定合作学习小组或非正式合作学习小组。固定合作学习小组是教师在开始专业学习之前根据学生的特点决定学生的分组,保证每组由不同学习水平的成员组成;非正式合作学习小组是在教学过程中随机组合,给学生创造一个研究性学习的机会。两种合作型学习方式各有适用性,教师要根据教学主题所确定的教学形式,在分析两种学习小组安排方式优缺点与适用性的基础上,选择既能满足学生需求,又能实现教学目标并能充分评价学生学习过程与成果的安排方式。
(三)教学环节与教学实践
1.布置任务,明确要求,适当引导。教师应当对研究主题的背景知识作必要介绍,并要求学生必须认真阅读一定数量的相关文献、有关评论文章或搜集相关资料,不能简单地拼凑他人材料,不要轻易否定别人的研究成果,也不要持偏激观点,而应当调查或深入研究,通过补充、深化形成自己的观点或看法。教师在这一阶段适当引导和帮助他们广泛查阅和收集资料,培养学生信息搜集处理以及文献研究的能力。
2.展开教学活动。教学形式和学习方式有多种,无论采取哪一种,教师角色的定位与转换都非常重要。研究性教学强调学生的主体地位,学生是知识的探索者,而教师是学习活动的引导者和组织者。无论是实践教学还是专题讨论、案例教学都要求学生积极参与,勤于动手,相对而言,对于专题讨论或案例教学的教学方式,教师更应当从保证教学质量、控制讨论主题、正确引导学生、鼓励学生的创造性思维的角度重点把握好以下方面的问题:(1)要善于组织学生开展合作学习,强调学生的高度参与。学生是研究性教学的主体,教师要多为学生创造学习机会,倡导学生主动参与,培养学生团结合作的精神。教师要营造良好的课堂讨论气氛,和学生形成一种良性的互动关系,积极引导学生进行讨论,结合分组讨论、角色模拟等形式调动学生参与和探究的积极性。(2)应给学生自由发挥的空间,允许学生发表不同的意见和看法,不要轻易就某一问题下结论。开放式的讨论可以培养学生善于思考、大胆质疑的思维品质,激活学生自主学习和探究的动机,提高学生的创造性思维和开放性思维。比如,在讲述中国货币政策的实践时,在讨论中,学生有时会有一些片面的认识,提出“中国的紧缩货币政策对于抑制通货膨胀达不到预期效果”、“中国货币政策的目标不明确”、“货币政策没有起到很好的效果”等观点。对于学生的这些观点,教师不应一味地否定,而是应当对学生的资料搜集和学习过程予以肯定,同时引导要求学生联系货币政策的作用与目标来理解中国货币政策的实施与调整过程。在课堂上,教师应当肯定学生好的思路和独到的见解,注重学生个性的发展和潜能的发挥,而对于学生一些不成熟的观点,应当考虑学生思维能力的发展规律与差异,给予鼓励和正确引导。(3)应当充分发挥好主导和主控作用。首先,教师应当从创设问题情境出发,通过各种巧妙的提问激发学生的兴趣和探究激情。所提问题要围绕教学内容,做到少而精。问题过于宽泛则讨论散乱,不利于教师对课堂教学的控制,也不利于学生对教学重点和难点知识的掌握。考虑到不同学生理解和接受能力不同,提问还要有层次性,由易到难,逐渐深入。例如,在讨论中国人民币是应该升值还是贬值的问题上,教师在讨论的不同阶段可以通过设置一系列的提问来引导学生:人民币升值或贬值对于我们的生活有什么影响?对企业的经营有什么影响?升值与贬值对总需求的影响究竟是扩张性的还是紧缩性的?与物价水平具有怎样的关系?对中国经济结构的调整和经济增长有什么样的影响?对中国的国际收支有何影响?这样逐渐深入的提问有助于学生接受和理解汇率变动的经济影响。其次,教师应当引导学生积极参与讨论,鼓励学生对前人观点有所质疑或补充,也可以引导学生从新的视角看待问题,从而提高学生在实践中发现问题、分析问题、思考问题和解决问题的能力。第三,引导学生围绕中心问题进行讨论,力保讨论沿预期的方向进行。鼓励学生要善于表达自己的观点和意见,同时耐心地听取他人的意见。教师要及时对学生的讨论进行点评,解答学生提出的疑点问题,并对讨论中暴露出的问题及时修正。对于学生争论较大的问题,即使是一些社会敏感问题,教师也应认真分析,不能避重就轻,更不能不回答。第四,教师要把学生对具体问题的讨论引导到对一般性问题的讨论,并归纳出一般性的理论观点或结论,以提高学生分析问题和解决问题的能力。
3.学习总结。教学过程的最后环节,教师应当总结学习要点,阐明学习过程中所运用的理论知识,总结学习重点、难点和疑点。为了获得更好的教学效果,教师还应要求学生完成一份书面的分析报告或论文,通过重新审视讨论过程和解决方案,学生对于学习内容能够加深理解。教师也应当总结教学过程的成功与不足之处,以便于在以后的教学中进一步改进和完善。
4.建立研究性教学的评价体系。研究性教学重在学生学习的过程,重视知识技能的应用和思维水平的提高,着眼于学生能力的发展和综合素质的提高。与传统的普通教学不同,研究性教学的成果可能并不是可量化的评价结果,如何从教学效果评价和学生学习评价两方面构建研究性教学的评价体系,需要进一步的探索和设计。
四、小结
研究性教学的核心思想是构建以研究为基础的本科教学体系。在金融工程专业课程的教学中,教师应当根据课程特点,结合各种现实因素,整合出有效的研究性教学模式,设计科学合理的教学过程和具体教学环节。同时,研究性教学模式的构建,也需要高校在教学管理、评价机制、教师培训、制度建设与激励机制等方面建设与完善研究性教学的支撑环境,保障研究性教学的顺利推行和实施。
在人才培养中,遵循工程“实践、集成与创新”的特征,将工程设计贯穿整个大学四年,其内容包括:产品设计、工艺设计、单元设计、设备设计、工厂设计,即要实现从分子到产品,从烧杯到工厂的整个过程。其中产品设计是工程设计的源头,处于产品链的顶端;工艺设计是工程设计的灵魂,是产品竞争力的源泉;单元设计、设备设计是工程设计的基石,是生产实现的重要保障;工厂设计是工程设计的最终体现,是所有设计的系统集成。
2构建完善的工程设计课程体系
以强化学生的工程设计能力、实践能力与创新能力为核心,重新修订教学大纲,整合相关课程,对应工程设计内容体系,构建完善的工程设计课程体系。大 为适应行业的需求和时展,在各课程教学中突出工程思维和工程方法学的同时,着力介绍行业规范、标准以及新产品、新工艺、新技术、新设备,并将计算机辅助制图、计算机仿真模拟、计算机辅助设计作为主要技能进行培养。
3构建完整的工程设计实践环节
工程设计是面向对象的综合性实践活动,只有突出实践环节才能让学生锻炼能力、积累经验、有所感悟。整个工程实践环节包括化工AutoCAD制图、化工原理课程设计、化工设计Aspen仿真模拟、生物工程(制药工程)创新综合性大实验、湖北省化工设计大赛、全国“三井杯”化工设计大赛、全国大学生制药工程设计竞赛、生产实习、工厂设计项目、毕业设计。工程设计以校企组合的校内生产性实训基地(如尿素仿真实训平台、啤酒发酵实训基地、药物制剂实训平台)和校外企业实习基地(如安琪酵母生物工程专业部级工程实践教育中心)为依托,注重选题的针对性(面向地方企业)、设计的规范性(符合行业标准)、操作的可行性(绿色、经济与安全),并将化工设计竞赛、制药工程设计竞赛融入人才培养的教学体系中,大力提高实践教学环节的实效性。
4构建合适的工程设计评价体系和管理模式
工程设计的系统性、协作性较强,因此在工厂设计和毕业设计中采用小组制、导师制、课题制进行管理、操作和评价,以培养学生的团队合作精神,即每小组5~7名学生和1~2名指导老师,每个学生完成每组设计项目下的一项子课题,最后采用学生答辩与互评、教师评价、企业专家点评等构成综合评价体系。另外,建立健全激励约束机制,考虑给予竞赛获奖和设计达优秀等级的学生相应的创新实践学分,代替相关选修课的学分,以此激发更多的学生参与工程设计的学习。
5结语
面向生物与化学工程产业人才的工程设计能力培养,是以“工程设计”为突破口,以“产品设计、工艺设计、单元设计、设备设计、工厂设计”为主线,以工厂设计、专业设计大赛、实习实训和毕业设计为主要训练平台,重点提升学生综合工程应用能力。通过“工程设计”为核心的工程教育培养模式的改革,学生参与设计类课题的积极性大为提高,工程素质明显提升,参加并获得湖北省化工设计大赛一等奖、全国大学生化工设计大赛一等奖、全国大学生制药工程设计竞赛二等奖,毕业设计论文近三年连续获得湖北省优秀学士论文,相关教改项目“校企一体化•四共同培养生物类应用型人才的研究与实践”获得2013年湖北省教学成果一等奖。另一方面,学生在工程设计训练中不仅掌握了各项技能,而且对行业的现状、规范、需求以及发展前景有了深入的了解,接了地气。学生进入企业后很快成为技术骨干,深受用人单位好评,学校2014年也跻身进入“全国就业50强高校”。
综合课程以学生为主体,教师辅导为原则,鼓励学生主动的发现问题,并能通过探究或实践活动试图解决问题,其中最重要的是解决问题的过程,在探究的过程中可以帮助学生养成基本的研究态度与技能。综合课程巩固和加深学生对相关专业课程的基本知识理解和掌握,并将理论基础知识、实验室操作和企业安全工程实践相结合,培养学生的动手操作能力和工程实践能力。在课程实施中强调学生自主活动,由学生自己设计并控制学习的整个过程,鼓励学生积极主动的与周围环境进行交流,彼此激励、互相帮助,培养学生的管理沟通能力、团队协作与合作能力及组织实施能力。进入综合课程的实施阶段,让学生通过各种渠道,了解问题(或任务)的研究现状、解决问题或任务的关键因素、目前解决问题或任务的主要方法及存在的问题,进而对课程项目进行分析、设计和实验。借此培养学生分析问题以及独立思考能力、自主学习的能力及创新能力。通过课程答辩,锻炼学生的应变能力,同时培养学生在面试或复试中的应试技巧及能力。使学生通过实践与具体探究的过程,获得知识、能力、态度、情感、品质等方面的发展。在课程中,使学生能够以主人的身份投入到任务或课题中,积极主动地参与解决环境问题,不是将现成的结论告诉学生,而是让学生通过自己的探究和搜集到的资料来理解问题、解决问题,加深对问题的理解,从中得到发展。
2综合课程的教学内容及考核方式
根据毕业生就业方向的不同,综合课程分为面向学业深造的综合课程及面向学生就业的综合课程。
2.1面向学业深造的综合课程
(1)科技英文文献翻译能力训练:让学生独立的搜集一定数量的某一研究领域的英文文献并翻译成中文进行讲解。(2)专业知识综合应用,通过化工企业重大危险源辨识及评价、阻燃材料的研究与制备、火灾数值模拟软件CFD的学习及应用三个方向,让学生熟悉不同专业方向的研究方法。(3)综合素质培养训练:通过“面对面”辅导,对学生所做专业知识进行总结、答辩;通过“面对面”辅导或“一对一”指导方式指导学生对外沟通交流能力和技巧;针对学生平时较少查阅资料的特点,讲授如何查阅科研论文资料,如何看懂所查阅的科研论文以及如何利用论文中相关的研究成果,并教学生如何甄别文献论文的等级;让学生把看过的某一篇论文做出PPT对论文内容进行完整讲解,进而了解学生是否真正具备了学术素养、学术储备能力。
2.2面向学生就业的综合课程
(1)聘请行业专家、企业安全管理员讲授一般行业及高位行业中全员需要掌握的安全法律法规、职业卫生及防护、安全评价及安全管理、安全监管等知识以及在实际工作中常遇到的问题进行分析介绍,让学生对已学知识进行巩固学习,并为实践锻炼做好铺垫。(2)联系企业为学生提供实践锻炼岗位,进行为期两周的实践锻炼。(3)通过实习日志、实习总结及结课答辩,对课程效果进行评估。
2.3综合课程的考核方式
安全工程专业综合课程主要从以下几个方面来考核:能按照任务书的要求提交课程研究报告以及相关辅助材料;撰写研究报告,以多媒体课件的形式进行综合课程的结课答辩,要求多媒体课件能反映课程设计的特色、优势、以及取得的结果,所有指导教师参加,并根据课件内容及答辩情况进行综合评定;出勤情况及平时表现。
3综合课程实施及过程
3.1集中讲授及任务分配
任课教师集中讨论研究,根据学生的特点,针对不同研究方向的教学内容,提前准备出多项问题或任务,并针对任务和相关的案例进行集中讲解,综合讲授与项目的分析和完成相关的各种专业知识和理论,重点运用启发式等教学方法,引导学生重构知识体系及技能,使学生明确课程学习及实践的最终目标、任务、步骤及要求,然后将学生进行分组(一般3~6人一组),针对个别的问题进行有针对性的指导。
3.2合作实施、项目研究
各小组学生根据自己任务、问题,自行研究分工和责任,实现定职定责。鼓励学生自由组合,培养学生的管理沟通能力、团队协作与合作能力及组织实施能力。进入综合课程的实施阶段,让学生通过各种渠道,如媒介调查研究行业、企业一线的生产实际,查阅国内外相关文献资料,了解问题(或任务)的研究现状、解决问题或任务的关键因素、目前解决问题或任务的主要方法及存在的问题,进而对课程项目做出科学合理的分析,积极开展实验或调研。借此培养学生发现问题、分析问题以及动手操作能力。
3.3教师点评及综合考核
项目或任务完成后,编写课程结课报告,并将组织学生进行课程答辩,通过每组学生的答辩,任课教师评价结课报告的优点和不足,并作为综合课程考核的一部分。
4专业综合课程实施效果
综合课程是教学体系中的一个非常有特色的环节,是培养应用型人才的一种尝试。在完成该课程的23名学生中,有7人参加了面向就业的综合课程的学习,有16人参加了面向学业深造的综合课程的学习;其中被硕士研究生录取15人,其余学生全部就业。因此,综合课程对学生的锻炼效果是非常明显的。
5结论
通过面向就业学生综合课程的学习,使安全工程专业的学生增强了走向社会的信心,增加了对就业形势和就业压力的认识,缓解了学生的就业忧虑,为今后走向工作岗位打下了良好的基础。通过面向学业深造的综合课程的学习,让进行学业深造的安全工程专业的学生掌握了学业深造所必须的能力和素质。总之,通过综合课程的学习,增强了安全工程专业学生的综合应用能力和综合职业素质,显著提高了我校安全工程专业应用型人才的培养质量。
1.1化工工程技术实训基地扩建的总体规划及要求
根据服务地方经济建设的需求,经过陕西国防工业职教集团专业建设指导委员会论证,决定其改扩建基本方向如下:①结合我院精细化学品生产技术、石油化工生产技术、应用化工生产技术(煤化工方向)等优势专业的自身特点,专指委分析认为,能源化工属于高度自动化、技术密集型行业企业,学生在石油化工、煤化工企业生产实习时常遇到无法进行亲手具体操作、得不到开停车和事故处理的机会。实训基地将建设典型化工实训装置及小型化工工艺类工业生产装置,供教学实践和小规模化工生产使用,操作过程更加贴近生产实际。②化工仿真教学是运用实物、半实物或全数字化动态模型,深层次地揭示教学内容的新方法,是计算机辅助教学的高级阶段。化工生产现场操作与化工仿真技术的结合很大提高了生产实习效果,解决长期以来学生生产实践达不到预期效果的问题。化工仿真将理论知识、工艺过程、操作控制能力和计算机的运用充分结合起来,提高学生的综合素质,发挥学生的主动性,提高分析和解决问题的能力。在本次扩建项目中建设培训过程更加贴近生产实际,操作更加贴近企业生产的化工仿真实训中心。
1.2化工工程技术实训基地的建设特点
1)实训过程中要具有专业基本技术技能应用的真实性。操作训练按照企业对学生未来专业岗位群对基本技术技能的要求设置。
2)技术要求方面要具有专业领域的前瞻性、先进性。使学生在实训过程中,学到和掌握本专业领域先进的技术和工艺路线。
3)内容安排上要具有综合性。通过实训掌握本专业的核心技术和技能,得到基本能力、基本技能和综合素质的全面培训。
4)环境和总体设计上兼具有社会开放性。不仅承担本院的基本技术技能实训,而且能承担各级各类职业技能的社会培训任务。
5)积极创造条件,开展高等职业教育的科学研究和专业技术应用研究,努力实现产、学、研相结合,在开发推广新技术、新工艺和新材料等方面,发挥重要作用。
6)实训基地要不断充实与改进培训内容,改革培训方法,培养学生职业技术技能及独立解决实际问题的能力和创新能力。
1.3化工技术实训基地的基本功能
1)承担学院的高等职业学历教育和社会非学历教育的职业技术技能培训任务。社会培训的主要对象的定位在将来在企业生产一线从事生产工作的技能型应用型人才,即二类人员(化工工艺技术人员、化工总控工操作人员),四类岗位(生产操作岗位、DCS操作岗位、生产工艺岗位、环境监测工位)。培训内容将根据陕西石油化工、精细化工等技术密集型企业生产技术对技术应用性人才的需求,按化工行业基本知识技能、化工各个单元操作、化工过程仿真控制操作等方面的开展实训。基本能够满足石油化工、煤化工、精细化学品、轻工、日化的岗位培训要求。
2)开展专业技术技能鉴定考核工作,并进行专业研究、技术开发、生产及新技术的应用推广等。逐步发展为陕西乃至周边地区培养高等职业教育人才的实践教学、职业技术技能培训、鉴定考核和高新技术推广应用的重要基地。“化工技术实训基地”的实训内容包括:①化工工艺流程类的技能实训。②化工计算机仿真操作实训。③化工单元操作实训。④化工单元拆装实训。
2建设安排及实施
此次改扩建重点� 化工仿真实训室目前拥有仿真用计算机100台套,软件有早期的单一设备仿真操作以及成套的工艺操作。本次扩建拟再购置尿素工艺、煤气化工艺、均苯四甲酸二酐合成工艺、丙烯酸甲酯工艺等最新版仿真软件,进一步丰富实训内容;同时,考虑到火炸药生产现场安全的特殊要求,计划与兵器第805厂、兵器第845厂及东方仿真软件公司联合开发两套火炸药生产工艺综合仿真软件,解决学生火炸药生产技术等课程仿真实训需要,军工企业员工相关岗位岗前培训的需要。化工单元操作实训室主要是在原有实验设备基础上添置大型可DCS远程操控的精馏、吸收、传热、干燥及萃取等实训设备,以及石油化工、煤化工等化工生产工艺仿真模型。扩建后的工程技术实训基地包含仿真实训室、单元操作实训室、管路拆装室、化工设备(泵及换热器)拆装室。可满足优质专业核心课程《化工单元操作技术》的项目化教学及实训,满足化工总控工、化工工艺试验工中级工至技师的职业技能培训及鉴定,以及对周边企业员工进行工艺操作等岗位的培训工作。
3基地建设对青年教师的培养
化工工程技术实训基地不仅满足学生的培养,其功能定位还应包括对青年教师的培养。为了实现这一目标,实训基地建立了有效的保障制度:①建立导师负责制的培养制度。青年教师成长有专门的“导师”负责。安排青年教师助课、答疑、讲解习题、评卷试卷、指导实验等基本教学环节,熟悉教学内容。②制定长期的培养培养计划。积极提供机会鼓励青年教师进修学习,提高专业理论水平和学术水平,并支持青年教师积极参与国内的学术活动交流。加强知识的交流,防止知识的僵化。③为青年教师提供下工厂、企业进行职业技能实践锻炼提高的的机会。培养教师的动手能力和科研能力,并学到一定的教学经验,较好地承担高职教学工作,使其尽快成为“双师型”教师。同时带动中青年教师参加各类实践环节,坚持教学科研并重。④建立青年教师考核制度。导师不定期地听青年教师讲课。坚持定期开展教学内容和方法的研讨活动;培养青年教师树立热爱学生、热爱教学、热爱教育事业的思想;由导师对青年教师进行考核指导。
4结语
培养高质量的技术技能型人才,推进高等职业教育的蓬勃发展,需要巩固内涵和硬件建设。实训基地建设不能简单地理解为硬件建设,实训基地承载着学校的文化、专业的特色、学生的认可等一系列的精神内涵。从学生的培养和教师的科研能力提升出发建设实训基地才能够体现现代职业教育的理念,体现中、高等职业教育的区别。
人才培养改革与实践本身是一项系统的工程,针对应用型本科的工业工程类人才,以工程的集成和创新理念贯穿于人才培养的全过程。从开始的理论知识、工程背景知识,到初步的工程认识、体验,再到基本的典型工程训练,然后到最后的实际工程实践,是一个循序渐进、由易到难、从简单到复杂的过程。以工程的集成与创新理念为背景,以先进性、综合性、开放性为特点,以培养工程素质、工程实践能力与创新精神为核心,以应用型本科为导向,通过机械、控制、环境、信息、管理、人文等多学科交叉融合,组建多层次(认识教育、基本训练、技能训练、综合创新训练)、多模块、柔性化的工程集成与创新实践教学体系,创建一个集机电工程技术训练、电工电子技术训练、工业环境模拟训练、企业及工程策划与管理训练、科技创新制作与综合工程训练、对外服务与培训等多功能于一体,教学、科研、管理和对外技术服务相结合的,工程集成与创新的应用型本科管理工程人才培养模式和实践体系。工程集成的研究体系包含:(1)应用型本科、工程的集成与创新的内涵,(2)面向应用型本科工业工程类人才的工程集成与创新的知识与课程体系构建研究;(3)工程的集成与创新工程实践体系和能力培养研究;(4)教师的工程的集成与创新的能力体系研究;(5)工程的集成与创新企业实践与训练基地建设研究;(6)以管理工程人才的工程集成与创新的人才培养模式研究与实践。研究体系如图1所示。
2.工程集成的教学体系构建
针对沈阳工程学院的行业背景,以制造业和电力行业为对象、工程技术为支撑,培养富有责任心、主动性和创造力的,适应能力、沟通能力和解决制造领域复杂问题能力强,能将现代制造工程技术、系统工程理论、管理和信息化技术相结合,初步形成基于工程集成的工业工程人才培养课程体系。在整体框架基础上,形成了以工程集成为核心的课程程体系,公共基础课有高等数学(一)和大学英语(一);专业基础课有管理学、工程经济学、管理信息系统、生产工程基础四门;专业课有工业工程基础、生产管理、人因工程、质量管理四门;工程技术有CAD制图、工程力学、生产工程基础、机床电气控制、电力工程五门;形成了管理工程、工业工程、机械工程为基础的工程集成课程体系。主要实践环节有工业工程基础实验、生产工程基础课程设计、人因工程实训、物流工程课程设计和毕业设计(论文),突出了理论和工程实践相结合。并在选修模块中形成了制造企业运营管理方向和电力企业运营管理方向两个模块,进一步促进和加深工程实践能力培养,将工程能力培养与就业相结合。
3.结束语
以工程集成为指导,结合沈阳工程学院工业工程专业人才培养目标的基础上,突出工程能力,将工业工程、管理工程和机械工程等方面工程能力相结合,增加学生的工程实践能力,为培养工业工程专业应用型人才探索一条道路,并为机械、电力企业的应用型管理人才培养探索一条新的途径。
目前,石油工程设计课程教学中主要包括:油藏工程设计、钻井工程设计、采油工程设计和储层改造工程设计等四个专题。石油工程设计是大学生在石油工程领域的第一次“实战”演习。其中,油藏工程设计中包括:井网布置和注采井组动态分析。钻井工程设计包括:井身结构设计、钻井液设计、钻柱设计、钻井参数设计、固井设计、井控设计和钻机选择等。采油工程包括:有杆泵采油系统工程设计、连续气举设计和电潜泵采油系统设计等。储层改造工程设计包括:水力压裂和酸化设计。根据教学计划安排,石油工程设计通常用4周~6周时间,时间比较紧凑。一般要求学生在这个时段内分别进行油藏工程设计、钻井工程设计、采油工程设计和储层改造工程设计等。这四个专题的设计内容根据不同油田的生产数据、钻井数据、地质资料等进行,也即只做以一口井或一个井组为对象的单项工程设计。四个设计之间,没有共同的设计基础数据,相互之间没有必然的联系,每个设计具有相对的独立性。
二、单项工程设计教学的优点
1.成熟的教学内容降低指导难度
在石油工程设计中,各个单项设计的内容几乎没有太多的更新。以钻井工程设计部分为例,在钻井工程设计阶段,通常选用某油田的真实《钻井设计》作为主要参考资料。由于钻井工程设计内容较多,在设计的过程中,将学生分组,每小组3人,分别进行水力参数设计、固井参数设计、钻柱及下部钻具组合设计等,再将三部分内容合在一起,构成完整的钻井工程设计。在进行各部分设计的过程中,学生根据教材或专业书籍、工具手册上给出的计算方法进行计算。这个过程就是先有结果,之后要求学生根据现有专业知识进行结果复核。一般情况下,指导教师对每口井的钻井设计计算结果出现的各种问题较为了解,教学指导过程难度较小。
2.较短学时内保证各单项设计的完整性
由于石油工程设计的内容较多,而教学学时较短,为了保证学生能够得到各个单项设计过程的训练,同时也为了保证每个单项设计的相对完整性,对每个部分的设计内容都进行了适当的简化,便于学生抓住重点,训练解决问题的能力,以利于较短时间内教学工作的顺利开展。
3.模块化教学内容提高了学生的设计效率
石油工程设计在分成四个单项进行教学时,每个部分的教学内容都比较集中,都有相对独立性。指导教师根据设计内容详细讲解,使学生能够明确主要的设计思路和设计方法,并进行初步模仿和试做。学生在进行各部分设计时,根据事先拟定的已知数据和资料,采用教材上给出的设计方法进行计算,针对具体设计内容快速完成该部分的设计,提高了学生完成各分项工程设计的效率。
三、单项工程设计教学的不足
1.单项工程设计内容更新速度慢
石油工程设计各个单项设计内容的前提条件和已知条件更新速度较慢。如,钻井工程设计部分参考的原始设计还有20年前的,这与当前的钻井技术发展速度不匹配。很多陈旧的设计方法和理念还没有得到及时的改进,很多新的技术方法没有充分考虑和融入,甚至有些设备工具早已淘汰,但却在目前的设计中出现。这对实践类教学是不利的。
2.各单项工程设计之间联系不够紧密
学生在进行工程设计时,各个专题的训练几乎是孤立的,没有共同的数据基础,相互之间缺少必要的联系。一名合格的石油工程师必须具有全局意识,因此,只有将各个专题通盘考虑,设计出的内容才能真正服务于实际生产,才能与目前提倡的“卓越工程”素质培养相符。目前,从各单项各自的训练内容上看,确实能够使学生在各单项上得到好的锻炼。但是在进行各单项设计时,学生却不能从油田开发过程的全局出发。学生在设计过程中很少加入个人观点,也会相应的缺少全局意识和观念。因此,在工程设计训练中,应增强工程设计综合训练力度,使学生通过查阅文献或资料,理顺各个专题设计中的前后逻辑关系和衔接次序,优化以培养具有“综合业务素质”工程师为特色的教学内容。近几年,学校参加全国石油工程设计竞赛的作品数量较少,设计质量不高。究其原因,不是学生不优秀,而是缺乏必要的指导。学生不知如何从全局考虑,做一个上、中、下游一体化的完整的石油工程设计。这也说明以往孤立式、分专题开展石油工程设计教学存在不足。
3.学生缺少获取和加工原始数据方法的训练
石油工程设计各个专项设计内容的已知参数和设计要求基本上都已给出,缺少训练学生如何获取和加工原始数据的思路和方法。经常出现学生采用教材的计算方法计算出来的结果与已知数据相差很大,使学生产生困惑和不解。这其中一个重要原因是,学生对现场的实际地质情况和工程施工情况缺少了解。如果能够训练学生从某一油田开发初期的原始资料开始进行编辑整理,并作为学生将要进行石油工程设计的原始参考资料,依次进行油藏工程、钻井工程、采油工程和储层改造工程等四个专题模块的设计,学生既学会了解决问题的方法,又学会了发现问题、分析问题的方法,从而培养学生综合考虑问题,从全局出发进行石油工程设计。
4.学生团队协作能力未能得到充分训练
在进行石油工程设计时,为了让每名学生在短时间内完成全部的工作,只能降低设计难度,减少发现问题和分析问题的环节,更多地强调解决问题的最后一个环节。而发现和分析问题的环节往往是更难的,是更需要训练的,同时也需要更多的时间和更多的人在一起进行分析和讨论。因此,在进行石油工程设计实践教学的训练过程中,其组织形式也应模仿现场工程师的工作方式——团队协作。这样做,可以使学生体验到石油工程设计的真实性,还可以使学生在团队协作的工作方式中学会与他人相处,体验在团队协作中自己应承担的责任和义务,增强学生的责任感和大局观念。学生毕业工作后,能感受到在学校所进行的石油工程设计具有很强的实用性。
四、单项工程设计教学的改革方案
1.强化小组讨论机制
在石油工程设计教学过程中,要求学生以团队协作方式进行四个专题的综合训练。在四个专题设计之初,要求小组成员必须针对各自的专题设计要求提出问题,小组内部进行讨论和研究,撰写公共部分内容,形成小组讨论机制。这样做的目的就是要求小组内各成员能够相互配合,团结协作。虽然小组内各成员主要负责其中一个专题的设计工作,但是每名成员必须根据自己对基础数据的理解和四个专题的共同需求,提炼出共同使用的公共数据资料,从而训练学生的工程意识和全局意识。
2.延长教学时间
单项工程设计实践教学环节与学生毕业后从事的工作内容息息相关。在大四阶段,强化和细化这些实践性较强的教学内容越来越有必要。因此,适当延长单项工程设计的教学时间也是非常必要的。目前,本校以往安排在大四阶段的专业课程多数都提前到大三阶段,目的是给考研的学生腾出更多的时间来专心备考。这样一来,大四阶段的教学时间较为充裕,使延长单项工程设计的教学时间成为可能。
3.工程设计代替毕业设计
石油工程设计教学能够使学生全面掌握石油工程设计的原理、方法、步骤和过程,提高石油工程专业学生的工程意识和工程实践能力,培养符合市场需求的具有“卓越工程师”素质的专业技术人才。目前,大学生在大四阶段基本上都要进行毕业设计或毕业论文的训练,而这项训练专题性强,涉及知识范围较窄,一般情况下很难保证学生能将自己之前所学的知识全面系统地利用起来。近年来,大学生在做毕业设计或毕业论文的过程中表现出的效率不高、质量下降的情况越来突出。因此,可以尝试将石油工程单项工程设计和毕业设计合并,甚至以工程设计代替毕业设计,让学生有充足的时间完成完整的和系统的石油工程设计训练过程,其教学效果会更好。
培养目标作为高等学校教育的具体化,是针对特定的教育对象而提出的。工程认证标准,中明确提出培养目标是对该专业毕业生在毕业后5年内能够达到的职业和专业成就的总体描述,同时要适应社会经济发展,具体内容及要求包括如下几点。
1.专业应有公开的、符合学校定位的、适应社会经济发展需要的培养目标。
2.培养目标应包括学生毕业时的要求,还应能反映学生毕业后5年内在社会与专业领域预期能够取得的成就。
3.建立必要的制度定期评价培养目标的达成度,并定期对培养目标进行修订,评价与修订过程应该有行业或企业专家参与。
二、培养目标制定依据
1.本专业的社会需求。
首先,为了贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要》精神,实现《国家中长期科学和技术发展规划纲要》提出的发展目标———“新药创制和关键医疗器械研制取得突破,具备产业发展能力”,需要培养大批掌握药品生产制药技术与工程设计的基本理论与工程技术、熟悉国家药品相关政策法规的工程师技术人才。其次,本专业人才培养应与社会需求状况相适应,着力满足国家和地方科技创新、经济发展和社会进步的需求。
2.本专业的学科支撑。
我校制药工程专业的支撑学科是化学工程、化学和药学,具有鲜明的化学、化工特色,以精细化工国家重点实验室、辽宁省生物基化学品重点实验室和本学院创新药物研究平台为依托,致力于打造国内一流的创新药物研究平台和产业化技术科研基地。主要研究领域,包括药物化学、制药工艺和现代制剂技术等领域,研究方向包括:针对肿瘤、心脑血管、糖尿病等重大疾病的创新药物研究,手性药物合成方法学和工艺技术研究,经皮给药技术、功能型缓释控释材料和分子跨膜吸收机制等研究,新型生物载体、微流控芯片设计与制造等研究。
3.本专业的性质与学校的定位。
本专业人才的培养是学校培养目标的细化和延伸,既要体现专业特点,同时也应符合学校的办学思想和培养模式。我校制药工程专业经过十余年的发展和建设,形成了从本科教育到硕士研究生、博士研究生教育多层次、多类型的人才培养格局。近年来,学校顺应国家产业发展的需求,在2010年成立了制药科学与技术学院,并将制药工程专业发展纳入学校“985工程”重点建设,在办学条件、师资队伍建设和教学经费等方面获得了全方位的支持。为适应社会对制药工程专业人才的需要,学校不断对专业课程体系和教学内容进行改革,逐步完善制药工程专业人才培养模式。本专业已经毕业的学生,部分正逐渐成为制药企业的技术和管理骨干。由此可见,本专业的性质和定位完全符合学校人才培养的目标和思路,是学校学科和本科专业布局及今后发展的重要一环。
三、培养目标的定位
本专业制定培养目标按认证标准中知识、能力、素质三个方面构成。
1.知识要求:
掌握化学、药学和工程学的基本理论、基本知识,掌握药品制造技术与工程设计的专业知识,掌握药物生产工艺流程和质量控制、生产装置与设备的设计方法;熟悉国家关于制药生产、设计、研究与开发、新药申报管理等方面的方针政策和法规;了解制药工程学科前沿、新工艺新技术与新设备的发展动态。
2.能力要求:
能综合运用所学科学理论,提出并解决问题,具有较强的工程实践能力和解决药品制造过程中实际问题的能力;具有对药品新资源、新产品、新工艺进行研究、开发和设计的能力;具有开拓精神、创新意识和独立获取新知识的能力;具有较强的语言和文字表达,与人沟通能力;具有应用英语和计算机信息技术检索中外文文献、获取相关信息的能力。
3.素质要求:
具有健全人格和健康体魄、良好社会责任和职业道德,具有较强的进取心,勇于面对各种挑战的潜质,具备树立较强的药品质量、安全及环境意识。
四、培养目标的衡量与评估
本专业以学生必须具备的毕业要求为目标,通过制订科学合理的本科生培养计划,精心设计各个教学和实践环节,以科学的管理制度和运行机制保证教学工作顺利实施,通过对各个环节进行过程控制,保证课程目标的顺利实现,从而使培养目标得以达成。这样每一项毕业要求被分解到每一门课程及其教学实践环节当中,每门课程的教学大纲和课程目标都围绕毕业要求而展开,同时要求学生参加必要的课外活动,完成毕业设计(论文),通过答辩并成绩合格,以顺利毕业并获得学位为标志衡量培养目标的达成。良好的教学过程控制,得以确保培养目标的实现。其毕业生应具备以下三种竞争优势。
1.基础知识扎实、工程实践能力强。
制药工程专业是大连理工大学重点发展的新专业,本专业具备培养高素质和创新型人才的良好环境,具有优势的学科支持、强势的科研实力后盾、产学研结合的良好氛围、优质的办学条件和敬业爱岗、结构合理、团结协作的师资队伍。特别是许多教师积累了丰富的科学研究和工程实践的经历和经验,承担和完成了多项国家、省部级科研课题和企业委托课题,具有从事工程教育的优良条件。秉承“加强基础、拓宽专业、培养能力、突出创新”的办学理念,使培养的毕业生具有扎实的理论基础和专业基础知识、较强的自主学习能力和综合实践能力。
2.综合素质高、发展后劲足。
基于用人单位的反馈信息,本专业毕业生基础和专业知识扎实,工作严谨认真,态度端正,有较强的分析问题和解决问题的能力、较强的动手能力和创新精神,能够胜任与专业相关的技术和管理工作。本专业的毕业生肯于吃苦、乐于奉献,一般情况下,毕业生在企业工作五年之后都可成为技术或管理骨干,自身发展潜力巨大。
3.具备深造潜质,深受名校认可。
本专业学生继续攻读硕士学位和出国继续深造的比例从2010至2012年平均在40%以上。国内其他研究生培养机构(如浙江大学、南开大学、天津大学、山东大学、沈阳药科大学和中科院大连化物所等)对我校制药工程专业的学生评价较高,认为本专业的学生基础知识扎实、工作踏实、有较强的责任心和吃苦耐劳的奉献精神。境外高校也同样认同本专业毕业生的素质和能力,近几年已经有多名本专业的本科毕业生到国外著名大学攻读学位。
五、结语
工程教育的培养目标,必须适应社会对毕业生的能力需求。制药工程作为新时期医药工业产业迅猛发展的产物,毕业生所必须具备的能力就是对未来将要从事的医药工作领域中,以及日常生活中所遇到问题进行合理的理解和行动,它的核心是使知识、行动和学习形成有机的统一体。专业培养目标,也应该是使毕业生具有应用知识和学习知识的能力、批判性的分析能力、解决问题的能力,以及领导力和创造力。在工程教育和满足社会需求背景下,契合本专业学科支撑,符合学校对本专业的定位的培养目标的确立,对于优秀的高级医药人才培养是不可或缺的,也是全体药学教育工作者应该深入思考的课题。
学生在学习本门课程之前,主要学习了数学、物理和基础化学等课程,专业课程学习尚未展开,所以学生对环境工程专业学习微生物目的缺乏认识,在他们思想上有一种根深蒂固的想法,即解决环境问题必须用化学的方法。同时,环境中存在的微生物是由于其个体微小,用肉眼观测不到,需要抽象思维去理解,学生容易感觉枯燥乏味,且离日常生活较远,难以激发学生学习兴趣,尤其是基础理论部分更是如此。针对这种情况,可在相关章节引入专业应用及日常生活实例,使学生有更为形象的认识,以激发学生学习兴趣。比如绪论课可联系生活及专业中的具体实例,强调微生物的无处不在及与人类生活息息相关的特性。同时还要重点介绍微生物在环境污染治理中所发挥的作用,强调学好该门课程是顺利学习其他专业课的重要保障,也是今后从事环境工作的必备武器。这样才能激发学生的学习兴趣和对求知的渴望,更好地体会微生物的内涵和重要性。从而变被动学 可介绍我国2003年由SARS病毒引发“非典”,2009年遍布全球的甲型H1N1流感病毒,近几年来的流感病毒变种H5N9,及2014年在西非肆虐、没有任何疫苗和针对性治疗方式的埃博拉病毒,由各种病毒引起的禽流感、手足口病等;讲到细菌和真菌(霉菌、酵母菌)时,可先联系微生物对人类有益的一面,如由酵母茵、霉菌等发酵生产的食品,如酿酒、制醋、酸奶、泡菜、酱油、豆瓣、醪糟、豆腐乳等,以及由霉菌或放线菌发酵生产的抗生素,如青霉素、链霉素等对人类的巨大贡献。在介绍细菌的生长曲线时可结合各生长阶段在污水生物处理中的应用进行讲解。在介绍微生物生态时可结合氧化塘的应用帮助同学理解藻菌共生的关系。同时还可以活性污泥法为例对其中的微生物相关问题进行深入介绍,使学生对微生物原理、工艺特征、运行过程易出现的问题等有全面的了解,从而提高学生解决实际问题的能力。在专业应用介绍的同时可介绍一些食品和衣物的霉烂变质、食品保鲜等生活小常识,让学生感到,学了这些知识,不仅对专业有用,而且对自己的日常生活、身体健康都有帮助,从而提高学习兴趣和主动性。
2教学形式多样化,调动学习积极性
教学过程中根据所授课程内容采用不同形式。对于基础性知识的教学,以教师讲解为主,适当的留出内容让学生自己去理解或阅读有关的参考书,培养自学能力。在讲课中,教师要启发学生积极思维,有些问题要让学生自己去思考,去寻找答案。在此基础上,要安排一定的时间,让学生在课堂上对所提出问题进行讨论,由学生讨论解答。讨论是激发学生思维与创造力的重要手段,学生必须学会在讨论中学习。这样既能加深学生对书本知识的理解,便于培养学生的表达能力、思维能力、辩论能力、分析问题和解决问题的能力。在环境工程微生物学课程中,结合N、P元素在自然界的迁移转化,以人� 通过这种形式在教师或学生主持下在教师与学生之间或学生与学生之间通过讨论、争论、辩论来学习知识,一方面加深了同学们对相关知识的掌握,另一方面也锻炼了同学的表达能力,调动了学习积极性。
3不断完善多媒体,充分利用网络资源
微生物是肉眼看不见,在显微镜下却呈现出一幅非常生动而有趣的图象。采用多媒体课件,可大大提高教学效率和效果。增加课堂教学信息量尤其在讲解微生物的形态结构和污染处理工艺流程等方面具有传统教学手段无可比拟的优势。在授课过程中充分利用计算机网络收集各种相关资料,如文字、图片、照片。影像、视频资料等,以及根据实际教学需要自行摄影、实况录像等采集资料,以形成传统教学方法难以实现的微生物形态结构污染代谢原理、污染物处理工艺流程、实验操作演示等声像丰富,直观的多媒体课件,将微生物世界逼真地展现出来把抽象性的阐述性的教学内容转变为生动形象的感性素材。为学生创设多样化的学习情境。例如以大肠杆菌T系噬菌体为例讲解病毒繁殖过程、革兰氏染色方法、培养基的制备、活性污泥中生物相观察、污水生物处理工艺的运行等内容可采用教学录像、动态仿真系统等现代教育技术,取得很好的教学效果。在授课过程中,讲到相关微生物在环境治理的应用时,让学生利用网络资源查阅相关资料,以小论文的形式提交作业,这样即发挥了学生的主观能动性和创造性又可以使学生了解学科最新研究成果及前沿信息。
4积极组织认识实习,注重理论联系实际
为加深学生对专业基础课的学习。可利用课余时间,带领学生到污水处理厂和固体废物生物填埋场进行参观实习,设身处地的深入了解工艺。任课教师也要利用课余时间到垃圾填埋场,城市污水处理厂、工厂企业等了解工程应用情况,找到理论与实践的结合点。并在教学中用生动的工程实例讲述概念。例如,在讲解废水生物处理原理、固体废弃物的生物处理时穿插大量的工程实例。说明相关理论是怎样从实际中抽象出来的,又是怎样回到实际中去解释或解决问题的。只有找到了理论的应用场合,才能称真正的理解或掌握了这个理论,培养了学生解决实际问题的能力。在授课过程中将工程实践中的最新案例及时传达给学生使之多了解与本专业实际工作环节相关的知识也是有效提高学生兴趣性的手段之一。学生感受到所学的知识与实际相关,具有重要的应用价值,才能提高学习的积极性和主动性。
5优化实验教学内容,培养学生创新能力
环境工程微生物学是一门实践性很强的学科,实验是教学的重要环节,其教学时间能否保证,实验课程结构是否科学,是保证教学效果和质量,培养创新人才,以适应现展对人才需要的关键。微生物实验教学,可培养学生的探索精神和实践能力。在微生物实验中要将组织实验,强化基本技能训练。根据环境工程微生物学特点,可将相关实验设计为一个或几个连续性实验。通过综合性实验(如饮用水中细菌总数及景观水体中大肠菌群的测定),使学生将学到的实验基本技能系统地综合应用到实验中,并巩固基本技能。这样,既能提高学生对实验的兴趣,又能促使他们将所学的理论知识联系起来,从而加深对微生物的认识,促使学生认真完成好每一个实验步骤。在实验过程中,许多基本操作可反复进行,能使学生熟炼掌握基本操作技巧。在讲授实验课时,重点讲述实验成功的关键和历届同学易出现的问题。另外,我们还布置了实验设计的大作业(高效多环芳烃降解菌的筛选),培养学生独立思考和创新能力。在实验报告完成中,分析与讨论部分是很重要的内容,通过对实验问题和结果的分析、讨论,可加强学生对理论知识的理解,大大提高学生分析问题和解决问题的能力。
6结语
(1)铁路运输繁忙,维修天窗短。我国重载铁路运输条件相对于国外先进国家总体上受限制条件多,主要体现在营运里程短,铁路运输繁忙,重载铁路的发展,必须走一条具有中国特色的快速度、高密度、大重量,即“速密重”并举的道路。(2)既有线路等级较低。国外重载运输线桥等级较高,允许货车轴重一般在29.8t及以上,每延米重一般在8.9t/m以上。我国既有线路等级较低,通用线路允许货车轴重不大于23t,每延米重不超过8tm。(3)桥隧多,小半径曲线多,长大下坡坡度大。朔黄铁路41%的线路位于地形复杂的山区,桥隧弯道多。其中,隧道77座,最长隧道12.8km,桥梁400余座,最小弯道半径仅为400m。大秦铁路最长的隧道达8.4km,还有两段长度分别为47km和50km的长大下行坡道。
2国内重载铁路工务工程研究进展
在既有重载线路基础设施检测、评估和强化技术、刚轨道磨耗和伤损、轨道结构优化、轨道参数优化、轮轨润滑、钢轨打磨技术、新型重载铁路钢轨研发等方面开展了系统的研究。同时依托新建重载铁路建设工程,开展了提高新建铁路技术标准方面的研究,初步形成了较为系统的重载铁路工务工程养护体系。(1)集中修养护模式,运输与设备维修施工均衡考虑。形成了“综合利用施工天窗,确保施工任务和运输生产最大化”的供电、电务、车辆、既有线基本改造等专业施工集中修理模式,为设备修理提供了天窗,而且单个天窗时间比较长。方便线路的大机维修,有利于施工、维护效率的提高。(2)既有线路桥隧改造强化技术。朔黄铁路牵头研发了3种重载铁路桥梁强化技术:提高轴重条件下辅助钢梁、体外预应力自平衡和拼装钢桁梁;重载铁路路旁斜向水泥土桩加固新技术,提出了相应的强化设计方法[6]。大秦铁路提高了桥涵结构的耐久性,研究形成了桥梁横向、竖向、纵向加固和摇轴支座病害整治、结构物耐久性改造技术。(3)预防性维修技术。朔黄铁路研究了小半径曲线内、外侧钢轨最佳型面设计方法,提出了轨道结构配置和曲线设置参数优化方案,研制了车载式智能钢轨润滑装置,实现了曲线钢轨润滑的自动化管理,提出了钢轨打磨策略和技术参数,延长钢轨使用寿命50%以上[7]。大秦铁路优化了轮轨接触状态,研究了采用钢轨打磨与润滑技术对策,优化了钢轨廓形,及时消除钢轨表面初期裂纹,钢轨使用寿命由9亿t提高到15亿t以上。(4)机械化维护设备。加大了多元化、专业化的大型养路机械的研发力度,包括钢轨打磨车、道碴清筛车、捣固车、线路稳定车、边坡整形车、线路大修列车等。其中,神华铁路成立了轨道机械化维护分公司,负责既有铁路的线路大型养路机械的专业化管理,并在在作业量、单机效率、设备管理,以及铁路安全和运能释放等方面,得到了大幅度提高,取得了显著的综合效益[8]。(5)安全检测、监测技术。朔黄铁路研发了综合检测车系统,对线路轨道、路基道床、牵引供电、通信、信号、周边环境中影响列车运行安全的技术指标和相关信息,进行实时检测,具有时空同步定位、大容量数据传输和综合分析处理功能[9]。大秦铁路建立和发展轨道监测养护体系,对钢轨动态受力、轨道状态等进行实时监测,掌握轨道状态的变化规律,并研究形成了路基基床、隧道基底进行车载探地雷达检测技术和评估方法。(6)高强度轨道结构。朔黄铁路设计和研制出2种类型的重载轨枕和配套扣件,提高了小半经曲线轨排横向阻力、轨枕抗弯储备和扣件抗钢轨倾翻能力;采用新技术和新工艺研制了新型75#~12#重载道岔,研发了3种类型的辙叉[10]。大秦铁路研究了弹条扣件轨撑、加强型弹条、横向阻力器等轨道横向加强措施。减小了脱轨系数与钢轨横向变形,提高了列车运行稳定性,改善了轨道动态不平顺状态。同时提高了轨道结构强度,减缓了小半径曲线钢轨侧磨,延长了钢轨使用寿命[11]。(7)提高新建铁路技术标准。以山西中南部铁路通道建设为依托,开展了30t轴重重载铁路钢轨、道岔、有砟轨道、隧道内无砟轨道、路基、桥梁、隧道关键技术攻关,以及设计参数、设计标准基础性研究。提出了30t轴重重载铁路有砟轨道、无砟轨道、钢轨的设计及关键参数,研制了适用于30t轴重的60kg/m钢轨12#、18#,75kg/m钢轨12#、18#一系列道岔。开展适用于新建30吨轴重重载铁路桥梁活载标准及参数研究等[12]。
3神华重载铁路工务工程技术展望
(1)深化轮轨关系的研究,积极改善轮轨相互作用。把车辆/轨道作为一个系统来考虑,在运营维护中对轮轨进行协调管理,采取措施提高化机车、车辆性能,优化重载列车平稳操纵,降低轮轨作用力;研究轮轨型面合理匹配和摩擦控制,改善轮轨接触条件,保证车辆-线路系统始终处于良好运营状态。(2)加大检测和监测力度,为预防性维修提供设备状态依据。深入研究基础设施的状态检测监测、远程监控、评定、诊断技术及其适用设备;积极开展综合检测海量数据采集、高速传输、综合分析评价与利用及辅助决策技术应用,以完善线、桥、隧养护维修标准和修程修制。(3)强化轨道结构和线下基础设施,全面提升基础设施技术等级。研究30t及以上轴重的轨道部件强化对策,研发新型道岔;研究路基工程状态关键参数及指标限值,提出适宜的路基强化改造方案;研究桥涵结构评估技术,提出性价比最优的桥涵强化改造方案;研究提升隧道基底承载能力、强度和安全储备的加固技术条件,提出快速有效强化技术方案。(4)加大机械化、综合化维护设备的研究与应用,提高维护作业效率。深化研究进一步提高施工质量和效率的路基、桥梁、隧道、轨道施工机械技术;研发高效、综合、节能、环保的大型养路机械、工务专用设备和多功能轨道车;加强快速抢修技术及装备研发,完善工务机械设备运用管理技术。