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開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇給水課程設計總結,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞:給水排水專業;工程實踐能力;卓越工程師計劃
中圖分類號:G642.0文獻標志碼:A文章編號:1674-9324(2016)01-0152-02
隨著社會經濟的快速發展,人們的生產生活方式也發生了很大變化,環境問題在這種背景下越來越突出,受到了社會大眾及國家的高度重視。給水排水工程專業是以培養城市給水排水、水資源開發利用以及污水治理等方面的高級工程技術為目標的,從而滿足社會對應用型、實踐型工程技術人才的需求,不僅應使學生具備全面扎實的基礎理論知識,同時還應具備較強的實踐能力與專業技能。
一、給水排水工程專業實踐教學概述
目前,給水排水工程專業在課程設置方面以培養具有扎實基礎知識及實踐應用能力的專業技術人才為目標,主要包括基礎課程的設置以及實踐環節的安排,其中基礎理論課程主要有《城市與建筑給排水工程》、《市政污水處理》、《給水排水工程儀表與控制》以及《工業廢水處理》等十余門課程,從而使學生全面掌握給水排水專業的基礎理論知識及方法,提高學生的工程素養[1]。同時,作為以培養實踐型、應用型專業人才為目標的專業,課外實踐教學的質量與水平直接影響著學生的綜合素質及專業實踐能力,是對理論基礎知識的延伸與拓展,對其在實際應用中的具體體現。在實踐教學環節中主要從實習與設計兩方面對學生的工程實踐能力進行加強,其中課外實習主要包括認識、生產、畢業、金工以及測量等實習內容。在專業設計中包括課程設計與畢業論文的撰寫,課程設計的內容具體包括給水處理廠、排水管網、水泵站、污水處理廠等方面的課程設計。實踐教學不僅能夠進一步鞏固學生的基礎理論知識,使其在工程實踐教學中檢驗自身的知識體系是否完整以及知識掌握及應用情況,同時能夠培養學生的工程思維,使其深入了解工程一線崗位的要求與實際需求,具有不可忽視的現實意義。經過大量實踐教學經驗表明,實踐教學環節能夠反映出學生對專業知識及技能的掌握情況,學生通過在實習過程中進行觀察和總結,并結合自身知識形成實習報告,教師對其工程設計所使用的計算方法以及圖紙繪制進行評價能夠得到有效的反饋信息,并作為教學跟進和完善的依據,從而更好地培養學生的工程素養。
二、給水排水專業畢業生需要提高工程實踐能力的迫切性
當前,在給水排水工程專業的實踐教學中仍存在部分問題,如部分教師雖然理論知識教學能力較強,但在實踐教學中存在工程實際經驗不足,導致教學質量得不到保證的問題。實際中,施工管理、工藝設備講解以及工程設計等部分的內容都要求教師具有深入了解的知識儲備。同時,教師的實踐教學能力也有待提高,對于實踐性特點突出的專業,要求教師能夠在課程設計及實習等方面指導和幫助學生。但是,由于目前各高校在吸收優秀師資力量時存在以學歷、科研成果為標準的現象,使得教師的工程實踐能力得不到保證,對實踐教學的開展十分不利。此外,生產實習是提高學生工程實踐能力最直接、有效的措施,能夠使學生對水處理相關工藝進行更加全面、深入地了解。然而,由于水處理工藝需要系統化的機械設備、控制措施以及檢測儀表等內容的支持,這使得高校在開展生產實習教學的過程中受限,課程設置方面對水處理設備的教學內容也較為缺乏,較少組織學生去水處理行業相關的企業進行生產實習,十分不利于培養學生的工程實踐能力[2]。隨著高等教育改革的不斷推進,“卓越工程師計劃”的提出為各高校給水排水工程專業提出了新的要求,應以培養具有創新精神、實踐能力的高級技術人才為目標,這同時也是設計院、施工單位、安裝公司、政府管理部門等用人單位對學生在工程實踐經驗方面提出的要求。因此,當前高校給水排水工程專業在培養學生工程實踐能力方面亟需進行改革和提高,以實現培養應用型、創新性的高級專業工程人才的教學目標。
三、加強給水排水專業學生工程實踐能力的對策
(一)理論課程教學中的提高
在教授給排水理論基礎知識的過程中應從培養學生給水排水工程系統的思維模式的角度出發,引導學生結合實習實踐經驗對基礎理論知識進行梳理和歸納總結,對給排水管道系統、建筑給排水工程、新興技術和需求以及水資源保護利用工程設計等內容進行了解,從而建立并完善自身的給排水整體知識體系結構[3]。此外,教師還應引導學生積極關注水處理工程相關的法規、經濟、建立、施工等方面的知識與政策,形成完整的城市水系統運營管理的思維模式,從而提高自己在工程實踐應用中的問題解決能力,為今后走入崗位工作奠定基礎。
(二)課程設計、畢業設計中使用新的規范、標準、手冊、產品的樣本
在課程設計中以給水排水專業的教學大綱為依據,并以工程設計規范要求為基礎進行設計,如泵站課程設計、排水管網課程設計以及污水處理廠設計等,并以校企結合的形式進行。在畢業實習與設計中可以采用組織學生進行“邊實習邊設計”的方式,學生在確定畢業設計的方向與內容后,通過參與現場實際工程項目從而提高設計的合理性與科學性。同時,在教師與現場技術人員的指導下,由學生獨立進行設計并完整任務,不僅能夠鞏固學生對基礎理論知識的掌握,同時能夠有效提高學生的問題解決能力與實踐應用能力。
(三)增加生產實習的方法提高工程實踐能力
因此,有條件的高校應積極與水處理生產及管理單位進行聯系,建立實習基地,為學生創造參與生產實習的機會,使其能夠對風機的種類、管道的相關知識、閥門的特征以及PLC的控制原理等內容進行全面了解,幫助學生積累實踐經驗。同時還需注意在選擇實習單位時應主要其是否具有一定的代表性,是否能夠為學生提供充足的生產實習時間,并且應要求實習單位為學生提供參與主要生產環節的機會,能夠全面熟悉水處理工程的實際運行及管理工作[4]。
(四)聘請企業技術人員參與教學
通過聘請工程設計、施工及監理單位具有資深經驗的技術人員參與給水排水工程設計與施工的教學環節中,能夠幫助學生更加全面、深入地了解工程設計及施工方面的規范性、實踐性知識,培養學生的工程素養。同時,校方還可以聘請污水廠、排水公司以及自來水廠等單位中對給排水設施具有豐富管理和運行經驗的專家,對給排水工程的運行管理特征以及設備的工藝進行講解,從而提高學生對實踐教學的參與積極性。在聘請技術專家進行教學的過程中可以通過專題講座、學術報告以及研討活動等方式進行,拓寬學生的知識視野,為學生了解給排水工程實際創造機會。
(五)在卓越工程師計劃中實施經驗的積累
卓越工程師計劃是針對當前給水排水專業實踐教學中存在的問題提出的,旨在培養具有實踐應用能力的高級技能人才,某高校給水排水專業在實施“卓越工程師計劃”的過程中從培養方案及實踐教學環節的設置兩方面進行:
1.以培養學生的工程實踐能力為核心制定人才培養方案,從課設試驗、施工實習、課程設計以及畢業設計等七個方面對培養計劃進行安排,以培養目標為導向選擇給水排水工程設計、施工及管理等企業作為實踐教學基地,同時聘請具有工程實踐經驗的專家、技術人員在實習基地為學生進行現場指導[5]。
2.要求學生的實踐學習實踐累計足夠40周,并在實踐學習過程中撰寫專業論文以及課程設計,從而提高學生的工程實踐能力。同時,通過在課堂教學中以校企合作的方式培養學生的研究能力與創新能力,以給水排水實際工程項目為學習內容,讓學生參與到項目研究、設計與開展的實際過程中,從而結合自身的理論基礎知識切實運用到工程項目中,培養其成為卓越工程師的潛質。
3.在卓越工程師培養方案中設置基礎教學、實踐教學以及其他實踐教學環節,為培養學生的工程實踐能力創設良好的教學環境,如在基礎教學中設置金工實習、計算機訓練以及水分析化學實驗教學等;在實踐教學中設置認知實習、生產實習、畢業設計與實習等;在其他實踐教學環節中積極組織創新能力拓展項目以及科技文化活動等。四、結束語綜上所述,給水排水專業是以培養具有工程實踐能力的應用型、實踐型專業人才為教學目標的,以期為廣大企業輸出高質量、高能力的人力資源。實踐教學環節作為提高學生實踐應用能力的重要環節,應引起廣大教育工作者的重視,針對當前存在的問題進行深入研究,從而提出有效的對策,保證教學質量,從而實現給水排水工程專業的長足發展。
參考文獻:
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結合實際教學情況,環境工程專業培養側重水、大氣、固廢的污染控制和治理,水力學部分先修內容掌握不是很充分,對學習重點和難點內容掌握得不好,另外,第六學期之后,學生忙于考研復習、找工作,難以把全部精力放在本課程學習上;相對而言,本課程計算部分內容較多,例如給水管網設計中的管網平差計算部分,理解起來有一定難度,教學效果不是特別理想。
缺失實踐教學環節。為達到“厚基礎、寬口徑、強能力、高素質”這一本科教育培養目標,實踐教學環節是不可或缺的重要一環,這同樣也應體現在給排水工程這門課程的教學與實踐當中。實踐教學通常包括專業實驗課、課程實習和課程設計等內容。專業實驗課教學可幫助學生加深理解知識、鍛煉學生動手能力、培養創新思維。課程設計通過可以把學習到的理論知識、工程規范、計算方法等串聯起來,構成完整知識鏈條。受限于學時、師資和實踐場地等客觀因素限制,目前僅有課堂教學,這即與本科生培養目標相悖,亦不利于全面提升學生素質。
教學樣式單一。給排水工程是一門工程實踐性較強的課程,但是受到現場實習場地的制約及工程施工周期特點,很難組織起與課堂教學相應的工程現場實習。同時,針對學生的單向填鴨式教學已在眾多領域證明難以達到預期教學效果,增進與學生間的互動顯得尤為重要。
課程設置。就目前的環境工程專業課程設置而言,與傳統的建筑給排水、室外給排水等專業領域相關的基礎課程并不多,在有限的課堂教學學時內,學生的知識結構和體系并沒有完全建立,這對給排水工程的教學開展較為不利。本課程的第三章為給水排水管網水力學基礎,這一章的內容自身較為重要,是前期基礎課程的總結及知識體系的強化,如果先修課程水力學基礎等學時設置更多,學生掌握得更為牢靠,則這一章內容可用1~2個學時完成,而把更多教學學時安排在后面的給排水管道設計尤其是污水管道計算等內容上。針對目前狀況,筆者認為應加大前修課程水力學基礎等學時,對于流體力學、工程制圖等課程,應該引導學生高度重視,并且縮小本課程與這些先修課程的時間間隔。這樣,學生的相關水力學背景和知識架構已經建立起來,則第3章給水排水管網水力學基礎部分就可以適當減少學時,進而把教學重點放在后面給水管網、污(雨)水管網的設計計算上,學生遇到涉及到的一些教學難點、重點才不會知難而退、半途而廢。
完善實踐教學。本課程是一門工程實踐性質較強的課程,與生產實踐關系密切;在帶學生進行現場實習等環節時,有意識地引導學生關注相關工廠中給排水管道工程方面的設施、設備、材料等,讓學生在學習本課之前就有一個直觀的認識。另外,任課教師注重有關工程方面施工的現場圖片或視頻等信息的收集整理,鼓勵學生對身邊的有關給排水工程施工多加留心觀察,正所謂從實踐中來,到實踐中去,一切理論知識尤其是工程學科的相關知識內容都是來源于生產生活實際,如果我們的教學活動僅僅止步于書本,一方面學生會陷入抽象晦澀的理論而不知所云、難于理解,另一方面腦海中形成的知識體系很不牢靠,只是疲于應付考試,沒有真正物化為自己的知識結構。給水管網設計及平差、污水雨水管網設計等內容結束后布置相關設計題目。將學生分成若干小組,每個小組的給(污、雨)水設計量不同,所處區域不同;同時引導每個小組內的同學獨立完成課程設計中的不同設計和計算部分,并視教學課時情況決定是否讓學生交叉完成其他同學的設計工作;在設計完成后,以小組為單位,組織學生針對自己小組的設計思路和具體完成情況進行說明,引導同學就各組設計完成情況進行討論和分析,既可以促進對教學內容的吸收理解,又可以鍛煉同學的討論概括和表達能力;而且可將課程設計的完成情況作為本課程平時成績的一項主要依據。
拓展教學內容。隨著社會經濟水平的發展,給排水管網等市政基礎建設受到了越來越大的關注。在污水(雨水)管網學習中為學生介紹英、法等國發達而規劃周全的排水系統,這些排水系統大都建成于一百多年前,至今仍在穩定運行,有效保證城市基礎市政功能,甚至于巴黎的下水管道可以開發成旅游景點。相比之下,我國大部分城市的排水管網卻連基本的排水功能還不能滿足,以上事實直接折射出我國排水管網在規劃、施工、運營管理等方面的不足。引導學生分析這些社會事件問題背后蘊含的原因,不僅可以拓展學生視野,提高學生學習的積極性,更可以使學生深入了解學科內容與工程實踐的緊密關系,為以后工作科研實踐打下堅實基礎。
靈活多樣的教學模式。對于多媒體教學與傳統教學這兩種方法,一定做到揚長避短,互相補充,而不是將二者相互對立、相互隔離起來。在《給排水工程》課程教學中,給水管網工程設計、優化設計、污水雨水管道設計計算實例等主要采用多媒體和板書相結合的教學方式。這部分知識是課程的重點和難點所在,雖然講解速度比較慢,時間消耗較多,但可以通過板書-多媒體相結合的方式,使學生掌握了環能量方程組求解、哈代-克羅斯算法、污水、雨水設計計算實例重要知識點。本課程其他以文字為主的概念、規范、標準等內容則采用多媒體的教學方式,可以獲得良好的教學效果。《給排水工程》是一門理論性和實踐性都很強的課程,既有較為抽象晦澀的基礎理論,又有較高的工程設計要求。要想獲得較好的教學效果,任課教師要理論與實踐相結合、不斷補充最新工程實踐和學科研究內容,根據課堂教學的具體需要采用靈活有效的教學方法。只有這樣,才能使學生的學習系統深入,達到培養學生工程設計能力的目的。
作者:張武單位:天津科技大學海洋科學與工程學院
關鍵詞:理實一體化; 教學模式; 建筑給水排水工程
1.理實一體化教學模式特點及意義
理實一體化(理論與實踐一體化)是近些年在高等院校教學中進行探索、創新、推廣的一種教學模式,它強調立足于以學生為主體,發揮教師主導作用,大膽突破理論與實踐的界限,關注探索學習的過程,融教、學、做于一體,將專業理論課與生產實習、實踐性教學環節重新分解、整合,安排在專業教室中進行教學,從而不斷提高教學職業技能。
理實一體化教學模式不僅僅是理論教學與實踐教學內容的一體化,也是教師在知識、技能、教學能力上的一體化,同時,還包含教學場所的一體化。它絕不是理論教學和實踐教學在形式上的簡單組合,而是從學生技能技巧形成的認知規律出發,實現理論與實踐的有機結合,將理論教學與實訓教學融為一體,使理論與實踐更好的銜接,實現了教師一體化,教材一體化,教室一體化。
土木工程學科傳統的教學體系由基本教材、配套講義、多媒體資料組成。配套講義包括新技術、新材料、新設備、新規范。多媒體資料包括工程案例、授課視頻、動畫資料、模擬試卷等。實踐課程為課程設計,課程設計是在理論課程后進行的實踐課程,在時間上是先理論后實踐。理論教學與實踐教學內容、地點、教師相分離,不但給學生的學習造成很大困難,也造成了重復教學和資源浪費,更影響了教學質量的提高,不能突出應用型人才培養目標。
本課題的理實一體化是要做到①理論教學體系和實踐教學體系融為一體。②教學情境和教學手段融為一體。做到空間和時間上的理論與實踐并行。
在大土木工程中,建筑給水排水工程是工業民用建筑中不可分割的有機體, 是建筑設備工程的重要組成部分。給排水、暖通、電氣構成建筑設備,建筑設備與建筑學,結構專業組成建筑整體,如圖1所示。在給水排水工程專業內部,建筑給水排水工程與給水工程、排水工程構成給水排水工程與科學專業的三大專業主干課程,是畢業設計和生產實習的重要組成部分;直接為建筑給水排水方向的學生就業提供理論支持和技能支撐。
圖1 建筑組成圖
本項目將立足于以建筑給水排水工程為例,創建理實一體化教學模式,提高學生的工程實踐能力培養。將這種模式應用到土木類其他專業課程的教學當中。
2.理實一體化教學模式的實踐探討
建筑給水排水工程是給水排水科學與工程專業的重要組成部分,是一門應用型專業課程,以培養具有工程實踐能力的建筑給水排水工程技術人才為目標。通過課程教學和課程設計等教學環節的學習,使學生對國內建筑給水排水工程體系的基本組成、發展和應用狀況獲得全面系統的了解,獲得初步的工程實踐技能,為成為適應建筑給水排水工程市場需求的應用型人才打下基礎。該課程教學內容包括:給水系統,排水系統,消防系統,雨水系統,熱水系統,小區及特殊建筑等幾大系統。每個系統自成一章,所有章節可分為三大步驟:管網布置、水量計算、水力計算。如圖2 所示。
圖2 教學步驟
在這三大步驟中,水力計算屬于前續課程《流體力學》、《給水管網》、《排水管網》理論知識的演變,學生可以較快地實現該知識點的遷移。水量計算和管網布置屬于全新的內容,屬于工程實踐,涉及規范最多。如何將規范融入到教學中,提高學生的工程設計能力,是實踐的主體。本課題的解決思路是:弱化理論,加強實踐。在管網布置上加大教學力度。
若在教學過程中有效實施“理實一體化”教學模式,必須要研究和落實好以下幾個關鍵環節:
① 理論教學真題化,實景化;本課程所有章節選擇同一實際工程案例,從衛生間潔具布置,到生活給水排水系統,雨水系統,消火栓系統布置,從一個衛生間拓展到一層樓再至整個樓層,逐步提高整個建筑的認知。增強學生對知識點熟悉的連貫性,有利于學生對工程整體的掌握,案例要選擇得當,小而精,比如:某市11層商住樓,具有公共建筑和住宅的功能,可以包含本課程的主要知識點。在課下布置作業中,以學生的宿舍樓為主,貼近學生的生活,便于觀察。同時在教學中可以利用專業軟件,天正,理正,REVIT軟件進行現場模擬,比如:衛生間中給水排水管道的連接,以及相應的三維管道系統。尤其是REVIT軟件中的相機以及漫游功能可以達到身臨其境的效果,達到讓現場走進課堂的效果,如圖3所示。進一步拓展學生軟件應用能力如三維透視圖的繪制等,進一步開拓學生創新能力。
圖3 三維管道系統
②課堂實踐多樣化;在教學的過程中穿插實踐環節,達到講授、聽課與操作等教學形式一體化實施。具體實踐環節如下:隨堂見習、課外實踐、實踐操作。
隨堂見習:在課堂教學中利用課間時間讓學生去觀察本教學樓內的衛生間里潔具布置,以及生活給水排水系統,消火栓系統,隨后在課堂上分析管道的布置方案,結合最新規范,講解現在的布置變化,以及規范的變化原因。還可以利用課后時間,觀察教學樓外部的室外消火栓,水泵接合器,判斷給水管路的接入點。該種教學方式大大加深了學生對理論知識的了解,以及對施工圖繪制的掌握。
課外實踐:給排水所用的管材與設備,管件種類繁多,學生根據圖紙作業,列出工程材料設備表,利用課余時間到建材市場或網上咨詢各種設備(水箱、水泵)、管材及附件(金屬管材、非金屬管材)的種類、價格,提交一份安裝造價分析報告。
實踐操作:建立一實驗室,一衛生間內布置了洗臉盆,浴盆,小便器,大便器(蹲便、坐便),讓學生進行潔具的安裝,管件、附件的連接,培養學生的空間感和尺寸感。讓學生了解不同管材的連接方式。
通過以上幾種實踐方式讓課堂走入現場。理論教學與實踐操作訓練穿行,增強了直觀體驗,激發了學習興趣,實現了理論與實踐的緊密聯系,達到了提高教學質量和效果的目的,提高學生的實踐能力。
表1 教學與實踐安排表
整個教學過程中,如表1所示,理論教學和課堂實踐讓學生掌握了理論,設計,施工,造價等方面的知識,切實提高了學生的綜合能力。
③構建理實一體化教學模式;在“理實一體化”教學中實現學生對本課程知識的掌握,以及對相關專業建筑學,結構工程,暖通空調和建筑電氣知識的了解。在授課中加強專業之間的聯系,全方位做到理中有實,實中有理,理實一體。可以將該種模式逐步應用到本專業課程《給水工程》、《排水工程》以及土木工程專業《建筑設備》等課程,《建筑設備》中的暖通和電氣內容可采用同樣的教學方法。比如:在電氣教學內容中,布置教室的照明線路,以及整個教學樓的配電線路。
3.效果總結
該“理實一體化”教學模式,得到教師和學生的一致認可,教學效果具體體現在:
(1)調動了學生積極性,激發了學生的學習興趣,通過資料的查閱和實踐的設計,提高了學生的綜合思考能力。
(2)通過對校園建筑中給水排水工程的觀察和設計,加強了學生的實踐能力。
(3)加強了專業相關知識的學習,拓展了教學內容,進一步提高了學生的專業配合能力。
我們在實施的過程中也發現一些不足之處:一、這種教學方法的應用有一定范圍,主要適用實踐操作性較強的課程內容。二、教學組織難度大。對于小課堂30個左右學生比較好控制,對于大課堂難以實施3.實訓室設備不能滿足要求。
因此在以后的教學中,我們要用積極的心態面對這個教學改革,在工作中不斷的探索研究更科學合理的方法,提高教學質量和辦學特色,將理實一體化教學模式進行到底。
參考文獻
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【關鍵詞】城市工程系統規劃;教學思考
《城市工程系統規劃》課程是城市規劃專業的一門專業理論課程,是我國城市規劃專業的綜合性跨學科專業課程。課程主要針對城市規劃專業的本科生教學,主要介紹在規劃階段怎樣系統的、合理的、高效的來組織各專業工程;該課程廣泛涉及城市給水、排水、供電、燃氣、供熱、通信、環境衛生、消防、防洪、人防、抗震等專業領域,重點強化城市規劃專業必須的管線綜合規劃、豎向規劃和綜合防災規劃知識介紹。
隨著城市規劃學科的發展和其他相關學科的交叉,城市規劃專業的教學一直在改進,教學體系和課程安排也進行了相應的調整,本課程作為是城市規劃專業重要的一門課程,隨著城市規劃學科整體教學改革的推進,本課程也應作出相應的改革和創新,以逐步形成系統完善的教學體系。
1 《城市工程系統規劃》課程特點
1.1 專業性
城市工程系統涉及了城市中除了交通工程以外的其他八項工程系統,這八項工程系統在城市的范疇中各自相對獨立的,各自具備自身的特點,城市規劃要在規劃層面將這些工程系統的進行統一規劃安排時,需要對這些工程系統的建設條件和安全的運行環境有較好的了解,才能將這些工程系統科學合理的統籌在一起,即滿足自身建設和運行的要求,又對其他工程系統不造成影響。
1.2 技術性
本課程是在規劃的層面對工程的建設進行統一的安排,課程內容是工程系統規劃實用技術的講解,用技術手段將這些工程進行統一規劃,本課程重點強化的就是技術性很強的管線綜合規劃、豎向規劃技術環節的實際操作環節。
1.3 實踐性
本課程雖然是理論課,但是卻和實踐環節結合非常緊密,每項工程系統都需要實際的規劃練習,通過具體的規劃設計來綜合考慮不同的層次,不同深度的工程系統的實際問題,針對具體的問題做出相應的規劃安排。
1.4 內容廣
本課程涉及城市給水、排水、供電、燃氣、供熱、通信、環境衛生、消防、防洪、人防、抗震等專業領域,課程內容即有各專項工程不同層次的規劃內容,也有工程系統在規劃層面的統一布局、整體協調的內容;即要考慮各專業工程的設施、管線的統一安排,還需考慮這些工程設施帶來的不利影響的評估。
1.5 綜合性
本課程的內容不僅僅是各工程系統在規劃層面的布局和安排,還需要對工程系統設施綜合考慮、統一布局,合理安排各工程系統設施及其相關的資源、附屬設施的統一規劃,同時也需要進行管線的綜合規劃、管線的豎向規劃以及綜合防災規劃等的內容。
2 《城市工程系統規劃》教學環節中存在的問題
2.1 課程設置的不足
目前本課程是安排在第六學期和《城市規劃原理》同時開設,而《城市規劃原理》是本課程的先修課程,平行開設這兩門課程,學生對城市規劃各層面所涉及的內容和深度一知半解的情況下,對本課程的學習比較吃力,尤其是對于不同層次的城市規劃中的工程系統的深度把握感覺吃力。
另外,本課程目前是設置的理論教學課程,學時是48課時,在有限的學時里,僅僅能系統的介紹工程系統的理論知識,增加少量的課堂實踐教學,在教學中只有4個課時的時間用于給水、排水、電力、燃氣的片面的規劃設計,所涉及的深度和廣度不大,在進行相關的課程設計時,學生仍不能較好的運用相關知識進行規劃工作,教學效果不理想。
2.2 教學資料、師資的不足
本課程涉及內容多、系統性強,所需課時數多,講課難度大,內容涵蓋從各項工程總量預測、基礎設施選址、管線布局形式選擇等內容到詳規的管網規劃、管網水力計算和管徑選擇等,既有總規層面的基礎設施建設規劃,又有詳規層面的管線綜合規劃、豎向規劃,還有綜合防災規劃、環境衛生等方面的內容;內容多、難度大、計算復雜,需要很多優秀、完整的設計資料供學生學習、參考,但這類專項的設計資料儲備較少,且內容比較單一,多為給水、排水、電力的工程系統規劃資料,像防災系統規劃資料的儲備非常少。
同時,本課程涉及的各專業工程的內容比較深、廣,規劃專業的老師在專項工程的了解和把握會有所欠缺,需要相關專業的老師和人員共同參與教學,將各專項工程的內容進行補充,本專業并無供電、防災等領域的專業教師,需要跨學院合作來補充師資。
3 《城市工程系統規劃》課程教學思考
3.1 課程設置調整
本課程在開設時間上最好能安排在第七學期,在城市規劃原理一后,并在城市詳細規劃設計之前,使學生在一定的規劃知識基礎上學習本課程,得到較好的教學效果,也能在城市規劃各層次設計之間將城市規劃涉及的工程系統學習了解,使學生能更好的進行城市規劃課程設計。
另外,本課程的實踐性很強,只依靠的理論課程的講授,不通過實踐教學活動,學生難于深入地了解和掌握城市工程系統規劃及其專業工程規劃較深層次的專業知識、實用設計方法與研究,在城市總體規劃、詳細規劃時不能較好的規劃工程系統所涉及的內容。課程需要增加實踐教學的部分來強化學生對專業工程規劃的實用設計方法,并適當的增加課時。如本課程目前使用的教材《城市工程系統規劃(第二版)》是同濟大學戴慎志教授主編,中國建筑工業出版社2008年出版,該教材對第一版的教材進行了刪減,將涉及管線計算的部分刪去了,這是因為同濟大學對本課程已經進行了教學改革,將本課程分常態基礎課和動態深化課,各36課時,即理論課和實踐課;理論課講授城市工程系統規劃基礎知識和一般規劃方法,實踐課將理論知識深化并進行實際的設計練習,該教材適用于常態基礎課。
3.2 教學方法和手段的改進
本課程的所涉及的內容非常多,從總規到詳規所包含的內容非常多,如城市電力工程系統,則有用總量預測、城市電源的選擇、電力線路由規劃、變電設施規劃、城市電網結線形式規劃等內容,即有總體規劃層面的內容,又有詳細規劃層面的內容,講課時從規劃層面入手,將各規劃層面所涉及的內容總結以專題的形式進行講授,并結合相關的規劃設計實例介紹,使各規劃層次的深度更清晰明了,規劃方法和程序更直觀,便于學生對知識的理解吸收。
教學中采用多媒體演示教學,能簡明、生動地表達教學內容,應增加相關設施的圖片,便于學生直觀的理解,增加教學效果。
3.3 教學團隊、相關專業教師共同參與
本課程與“城市總體規劃”、“城市控制性詳細規劃”、“城市設計”等課程設計以及畢業設計有密切的關系,這些課程設計和畢業設計往往涉及實際設計任務,需要大量運用城市工程系統規劃方面的知識,教學時,利用本專業教學團隊的優勢,緊密結合其他課程設計(如城市總體規劃)舉辦相關講座,提高學生理論聯系實際的能力。
同時,在城市總體規劃實習課程和其他城市規劃專業實踐性課程中,其現場工作均包含了城市工程系統有關的調查內容。和總規教研室、詳規教研室的老師合作,將每年的實習課程涉及的不同城市與場地,作為設計資料,能夠為本課程提供豐富、多變的實踐教學環境。
本課程的專業性很強,各專項工程的專業性要求也較高,課程課件制作時,應充分利用相關資源,結合學院的防災研究所、土木工程專業相關的教師和相關專業的人員參與制作,使課程在專業領域能向更深層次延伸,利于學生的設計實踐活動。
參考文獻:
[1]《城市工程系統規劃(第二版)》,戴慎志主編,同濟大學,中國建筑工業出版社,2008。
關鍵詞:工程認證;數學模型;實踐教學;城市雨水
一、引言
自2013年我國正式加入《華盛頓協議》后,工程教育認證在我國高等學校工程專業的人才培養中受到更多的重視,成為我國工程專業人才培養的重要趨勢和發展方向[1]。工程教育認證是在傳統教學理念基礎上的進一步提升,具有以學生為中心,強調培養目標導向,重點考察畢業要求達成度,突出可持續改進措施等諸多新特點[2]。另外一個重要內容就是要著重培養學生借助數學模型等新工具解決復雜工程問題的能力。這也為我國普通高等學校的工程專業人才培養提出了新要求,并明確了今后教學改革的發展方向。城市雨水控制利用或城市雨水管理是環境工程或市政工程的新興領域,在我國已經歷二十余年的發展歷程[3]。2014年,我國開展海綿城市建設工作,從兩批30個國家試點到近百個省級試點,再到全國范圍持續推進,對城鎮建設尤其是城市排水系統建設提出了新的發展要求,具有重大的行業和人才需要。在此背景下,迫切需要將海綿城市建設相關理論和技術方法融入環境工程及相關專業人才培養過程中,以適應可持續城鎮化發展需要,也與我國生態文明建設總體部署相契合。城市排水模型理論和技術涉及城市雨水管理或海綿城市規劃、設計和運行維護等多方面,是城市雨水系統規劃、設計、績效評估的重要輔助工具。最新修編的《室外排水設計規范》(GB50014)、《城市內澇防治規范》(GB51222)等國家標準中對數學模型在城市排水系統規劃設計中的應用也進行了明確規定和要求。國外發達國家許多知名高等院校在土木工程和環境工程等學科一直十分重視數學模型的課程和實踐教學,為雨水管理領域的人才培養打下了堅實基礎。然而,我國普通高校給水排水或環境工程專業培養體系中,在城市雨洪管理尤其是雨洪管理數學模型方面的重視和投入都明顯不足。結合工程教育認證對教育教學的新要求,以及目前在城市雨水和海綿城市建設領域的重大行業需要,迫切需要探索以工程教育認證為導向的數學模型在城市雨水課程和實踐教學中應用和創新的教學模式。
二、數學模型應用和教學模式構建
1.數學模型應用的教學模式。
結合可持續城鎮化發展的行業需求和城市雨水領域多年來的研究和工程實踐經驗總結,北京建筑大學環境工程專業在十余年前就開設了《城市雨水工程》和《城市雨水工程課程設計》,并作為環境工程專業特色核心課程[4]。結合數學模型在海綿城市建設中的迫切需求,根據我校環境工程專業人才培養體系特點,突出借助新工具解決復雜工程問題能力的培養目標,初步探索了數學模型在城市雨水課程和實踐教學中應用和創新的教學模式。教學模式包括城市排水模型基本理論和技術融入《城市雨水工程》課堂教學,將排水模型初步構建與分析作為《城市雨水工程課程設計》的實踐教學內容,以及借助數學模型解決城市雨水與水環境復雜工程問題納入《畢業設計》的工作內容和要求,三部分逐層深入、相互銜接,保障學生從模型基礎理論到模型操作初步應用,再到利用模型解決復雜工程問題能力的培養和掌握。同時,任課教師主持的縱向科研項目和工程咨詢服務類項目也為學生在不同階段參與科學研究和工程項目實踐提供了機會,為實現以學生為中心和科教融合提供重要保障。
2.模型理論融入城市雨水課程教學內容。
在過去十余年《城市雨水工程》課程教學基礎上,結合城市雨水領域和海綿城市建設新要求,進一步完善了教學內容,課程從24學時增至32學時,補充了城市排水模型基礎理論等相關內容。主要講授數學模型概論、排水模型分類、模型構建、模型率定與驗證等模型相關基本概念、基本理論和基本方法;同時,對具有一定理論深度的模型參數敏感性分析、模型不確定性分析等內容初步引入,供感興趣的學生進一步深入學習。其中十分重要的是設置專門的學時進行實際案例教學,結合常用模型軟件(如SWMM等)對某一具體工程案例全過程系統講述一個排水模型從基礎資料收集,到模型構建、參數率定驗證以及模型模擬預測和結果分析的全過程以及相應模型軟件的操作,讓學生不僅聽得懂,更重要的是讓學生能用、會用模型軟件,為后續課程設計采用模型軟件進行雨水系統模型構建與分析的實踐提供了保障。
3.模型基本應用融入課程設計環節。
在城市排水模型基礎理論和模型軟件基本操作課程教學基礎上,將模型輔助設計的內容和要求納入《城市雨水工程課程設計》實踐環節中。結合課程設計題目,如建筑小區、道路、公園、廣場等不同類型地塊雨水系統設計,指導學生采用常用軟件(如SWMM)建立雨水系統模型,并在不同情境下進行模擬和初步分析,輔助設計方案的確定。在這一階段重點培養學生模型基本操作能力、動手能力,以及能夠發現數學模型構建過程中的常見問題,并通過查閱文獻、小組研討等環節來解決問題的能力。通過課程設計階段的實際操作,可加強課堂理論學習的理解,并為畢業設計階段借助數學模型解決復雜工程問題打下基礎。
4.畢業設計階段的數學模型綜合應用。
相對課程設計階段的題目,畢業設計的題目從內容、深度和要求上都有系統性的提升,尤其突出體現工程問題的復雜性和系統性。雨水方向畢業設計題目通常采用某新城區的雨水系統規劃與設計、某老城區的雨水系統改造規劃與設計這類城市或城區尺度的工程規劃設計題目,或者是針對某一地塊(建筑小區等)雨水系統的深度設計,無論是城區尺度還是地塊尺度,都是以復雜工程問題為導向。這也就對學生在畢業設計中模型應用的系統性和綜合性提出了更高要求,不僅要能用、會用模型,而且要懂得如何更好地應用模型(模型構建優化、方案優化等)。以某新城區的雨水系統規劃與設計為例,學生首先采用傳統設計方法按照設計目標完成源頭控制和管渠系統的方案確定和初步設計,再通過構建數學模型對方案效果進行系統化評估,結合既定的目標函數評價設計方案的目標可達性,進而提出方案設計優化改進措施,再對優化后方案進行重復模擬,反復迭代直至模擬結果滿足既定目標函數,完成方案優化和最終方案確定。除設計方案和過程本身的系統性強,在模型構建和概化方式、目標函數設定、模擬結果評估等諸多環節也包含較高的復雜性,也更貼近真實工程項目的特征,對學生整體能力是一個鍛煉和綜合提升的過程,以實現對學生應對和解決復雜工程問題的能力培養和畢業目標的達成。
5.科教融合與數學模型教學實踐。
科教融合也是城市雨水課程和實踐教學模式的重要組成部分,秉持“以學生為中心”的基本原則,構建以學習者為中心的教學環境的思路[5],將任課教師的科研項目和資源向教學環節轉化,實現有效的科教融合。在課堂教學后,學生初步具備城市排水模型基本知識,結合課程設計環節綜合考察,對具備一定數學模型基礎,且本人有明確意愿和興趣的學生,可逐步參與到教師的科研項目或工程咨詢項目中從事數學模型模擬相關工作。對于今后有志于進一步深造、從事科學研究的學生,可較早培養其科學素養,為今后研究生階段學習和研究打下基礎;對于畢業后走上工作崗位的學生,可通過參加實際工程項目,促進理論知識學習向實踐能力轉化,強化分析并解決實際問題的能力,為學生今后能更好適應工作環境,并順利完成學生向優秀工程師的角色轉變做好前期鋪墊。當然,在課堂授課和課程設計環節對學生積極引導、充分調動學生自主學習的積極性是保證科教融合效果的重要基礎。
關鍵詞:一實二創;熱力發電廠;教學改革
作者簡介:周振起(1963-),男,山東萊陽人,東北電力大學能源與動力工程學院,教授;趙星海(1977-),男,黑龍江佳木斯人,東北電力大學能源與動力工程學院,副教授。(吉林 吉林 132012)
基金項目:本文系東北電力大學教學改革基金項目的研究成果。
中圖分類號:G642.0?????文獻標識碼:A?????文章編號:1007-0079(2012)33-0023-02
“熱力發電廠”課程是熱能與動力工程專業的主干課程,課程的主要內容為火力發電廠的安全、經濟運行,課程內容綜合性強、工學結合緊密,是熱能與動力工程專業學生畢業后從事火電機組設計、安裝、運行、檢修和技術管理工作必須學習的重要專業課程。學好本門課程對于培養現代大型火電廠高級工程技術人員和管理人員具有重要作用。為適應東北電力大學(以下簡稱“我校”)“一實兩創”(實踐能力、創新精神和創業意識)人才培養目標的需要,對“熱力發電廠”課程的教學大綱、教學方法、課程設計、考試方式等方面進行了改革。
一、教學大綱修訂
為適應“一實兩創”人才培養目標的需要,對“熱力發電廠”課程的教學大綱進行了全面的修訂。
1.課程教學目標的修訂
在原有教學目標的基礎上,更加強調培養學生綜合分析問題、解決工程實際問題的能力,特別是實踐能力和創新能力的培養。
2.課程教學內容的修訂
引入新技術,減少陳舊內容。針對我國“節能減排”政策的實施,研究清潔發電方式,將超(超)臨界機組、核能發電及生物質能發電等清潔發電方式的新技術加入到教學內容中,加強學生對我國發電行業目前發展狀況及未來發展趨勢的了解。
3.調整理論學時和實踐環節學時
為培養學生的實踐能力和創新能力,在教學大綱修訂中減少了理論學時,理論學時由52學時減到40學時,增加了課程設計學時,課程設計學時由1周增加到2周。
二、教學方法的改革
依據“講清思路、引導啟發、精講多練、培養能力”的原則,運用“傳授式、示范式、啟發式”等教學方法,采用講課、討論、練習等多個環節配合,提高學生靈活運用所學知識,分析問題、解決問題的能力。
1.運用多媒體教學與板書教學相結合的教學法
在教學過程中,根據發電廠設備結構及運行特點,將現代計算機和多媒體技術應用于教學中,制作了“熱力系統電子演示板”,把熱力系統的工作過程清晰地表現出來;采用動畫將熱力發電廠生產過程有機地融入到教學過程中,同時,課程組教師自己制作Flash,把有關設備和系統的動作過程形象地展示給學生,并把電廠主要設備的結構、設備損壞等情況以圖片等信息方式“搬”進了課堂,增加了課堂教學的直觀性、生動性及教學信息量,有效地刺激了學生的形象思維,提高了課堂學習效率。同時,在授課過程中堅持以“板書為主、課件為輔”的原則,決不單純依賴多媒體課件,教師不僅能夠通過板書的書寫加強與學生的交流互動,而且還能夠通過多媒體課件豐富和拓展課堂內容,加深學生對所學知識的理解,多媒體教學與板書教學相結合的教學法收到了很好的教學效果。
2.運用啟發式教學法,增強學生積極向上的參與和競爭意識
采取啟發式教學,將重點與難點知識延伸到各章節中,擴大自學與討論內容。積極收集國內外最新研究課題與成果,提出自學與討論主題,使學生由過去的被動學習變為積極主動學習。采取課堂提問與回答,小組討論與辯駁,留課后討論題等多種方式,使得教與學同步進行,激發了學生的學習熱情和積極性,有助于加深學生對知識的理解和掌握,增強了學生主動參與課堂教學的意識,激發了學生創新與研究的潛能。這種教學模式也促使教師不斷學習,更新知識,提高講課技能。例如在講授表面式加熱器端差和疏水回收方式時,引導啟發同學們分別用熱量法和做功能力法分析討論加熱器端差和疏水回收方式對機組熱經濟性的影響,使得同學們不僅對這兩種熱經濟性評價方法有了深刻的理解,學會了用這兩種熱經濟性評價方法定性分析機組熱經性,且掌握了加熱器端差和疏水回收方式對機組熱經濟性的影響。
3.開展研究性學習,提高工科學生素質
在教學過程中,當講授課程的某一章節時,根據課程內容,為學生提供與課程內容相關的參考文獻(包括參考書和學術論文)。例如:在講授給水的全面性熱力系統時,關于再熱器、過熱器減溫水引出地點對機組熱經濟性的影響,我們給出了不同的方案和相關的參考文獻供同學們研究分析,使得同學們對大機組過熱器減溫水為什么從最高一級加熱器出口甚至是省煤器出口接出以及事故時再熱器才使用噴水減溫有了更深刻認識。同時,針對某一個問題,給出目前不同文獻中的有關觀點,鼓勵學生通過研究進行分析,開闊了學生的視野,也豐富了課堂的教學內容。此教學法在五屆學生將近1500人的教學中進行了實施。
三、實踐教學的改革
以提高學生綜合素質為目的的改革和完善現有的課程設計內容、設計手段和教學方法,是教學改革的重要部分。課程設計是專業課學習過程中的一個非常重要的實踐性環節,是教學環節的重要組成部分。課程設計的指導思想是鍛煉學生應用基本理論解決工程實際問題,提高學生綜合應用所學專業知識的能力。課程設計是專業課教學過程中不可缺少的教學環節,它不僅可以補充和深化教學內容,更重要的是可以鍛煉學生理論聯系實際的能力。
實踐教學是專業課教學內容的重要組成部分,“熱力發電廠”課程是在熱動專業學生學習專業基礎課、鍋爐和汽輪機等專業課基礎上開設的一門綜合性的專業課,以發電廠整體為研究對象,研究發電廠的安全性和經濟性。因此,“熱力發電廠”課程設計將圍繞這兩方面展開,包括熱力發電廠熱力系統的擬定和經濟性的分析及計算。
1.豐富課程設計內容,增加課程設計學時
為了更好地體現課程設計的思想,選擇工程實際課題作為“熱力發電廠”課程設計的題目。以某600MW火力發電機組熱力系統的設計和計算為題目,以安全、經濟為目標進行熱力系統擬定,以熱經濟指標計算為依據進行方案論證。為保證實現課程設計目標,將課程設計學時由1周擴展到2周,以滿足課程設計學時的需要。
2.活化課程設計內容,培養學生的創新能力和工程意識
對于工科學生來說,以解決問題為軸心,以解決方法為半徑進行合理的想象是一個培養學生創新能力的有效途徑。在“熱力發電廠”課程設計中,在給定某600MW火力發電機組原則性熱力系統主干的前提下,鼓勵學生充分發揮想象力,圍繞已知條件和已學過的課程內容,設計出自己的發電廠熱力系統。例如:除氧器形式、運行方式和系統的擬定;表面式加熱器疏水收集方式、疏水冷卻器的設置、過熱蒸汽冷卻器的形式及其連接方式;排污擴容回收利用的級數及連接系統;化學補水方式及補水地點的選擇;過熱器、再熱器減溫水系統的設計等都可由學生自由選擇,這樣多種方式交叉組合給學生營造了一個充分想象的空間。在學生思辨和自我設計的過程中,使課程設計內容動態化,克服了傳統課程設計模式整齊劃一,千人一面的僵化和靜止的缺點,培養了學生的創新能力和工程意識。
3.培養學生分析、計算和計算機應用能力
“熱力發電廠”課程設計的另一重要內容是針對600MW火力發電機組原則性熱力系統進行熱經濟指標的計算和熱經濟性分析,并據此進行方案比選。計算方法由學生自己選擇,可以采用熱平衡法,也可以采用等效熱降法或凝汽系數法等,該設計過程既可用傳統的手工計算,也可以選擇計算機編程計算,這些都可由學生自由選擇。通過“熱力發電廠”課程設計的實踐教學環節,使熱動學生對火電機組熱力系統擬定、熱經濟性指標的計算及其方案比選有了進一步的認識,為今后的工作打下了堅實的基礎。
“熱力發電廠”課程設計經過幾年的教學實踐,取得了很好的效果。不僅鞏固了課堂教學知識,拓展了學生的知識面,還培養了學生分析問題、解決問題的能力,提高了學生的動手能力。通過課題設計,學生普遍反映對所學基本理論有了進一步的理解,綜合應用所學專業知識解決工程實際問題的能力得到提高。
四、考試方法的改革
近年來,隨著研究型學習的展開及我校對學生全面素質教育的重視,本課程組對學生學習效果的評價進行了積極有益的探索,改革了傳統的考試方法,采取規范統考與多樣化考察相結合的考核手段,由單一的筆試轉變為筆試、作業、課堂提問三個環節相結合的方式,最終成績由平時成績加課程結束后進行的卷面筆試兩部分成績組成。
課程考核以考察學生知識掌握程度和應用能力為目的,以試卷考試形式為主,輔以平時作業、課后思考題、討論題和應用小論文評分等多種考核方式,提高了課程考核的合理性和公平性,對學生更好地掌握知識、提高能力起到了促進作用。
1.平時成績的考核
平時成績的考核主要以課堂提問、討論和課外作業等方式來進行。課堂提問由教師在課堂上通過對學生進行提問或組織同學討論的方式進行,教師在授課過程中,可針對某些難點問題或國內目前尚不成熟的內容組織同學討論,以此來考察學生分析和解決問題的能力;課外作業是教師通過布置課后習題來考察學生的表達能力、綜合思維能力以及對所學知識的理解和運用。在教學過程中課程組將給學生留的思考題分為應知、應會和需要研究三種類型,鼓勵學有余力的學生進行研究,提高學生獨立深入思考的能力和習慣。上述三個方面的考核構成了學生的平時成績,平時成績占總成績的20%~30%。
2.卷面考核
教師在命題時,依據課程教學大綱、教材和近年來本專業的發展情況確定試題的內容和分量,并配有標準答案和評分標準,閱卷結束后,還要對試卷進行分析和總結,以考察命題的合理性以及試題對學生所學知識內容的覆蓋面和內容效度是否符合命題的期望要求,達到整份試卷難度適中,重點考察學生運用所學知識分析問題、解決問題的綜合能力,考察學生對所學知識的理解。學生所獲得的卷面成績占最終成績的70%~80%。
考核方法改革在五屆學生中進行了實施,取得了很好的效果。
關鍵詞:名校建設工程;給排水科學與工程專業;人才培養模式
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)03-0076-02
當前我國經濟發展正在從依賴資源勞動力向依賴創新人才轉型,經濟社會發展迫切需要高校培養大量高素質創新型人才。黨的十報告明確提出“推動高等教育內涵式發展,努力辦好人民滿意的教育。”《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010-2020年)》亦針對經濟轉型歷史背景下高等教育人才培養工作進行了具體戰略部署,即“不斷優化高等教育結構,優化學科專業、類型、層次結構,促進多學科交叉和融合。重點擴大應用型、復合型、技能型人才培養規模”。以上文件的提出可以看出,深化高等教育人才培養模式改革,穩步提高人才培養質量,已成為當前高等教育所面臨的迫在眉睫的問題。濟南大學作為山東省“名校建設工程”首批立項建設單位,力爭建設成為服務于山東區域經濟社會發展,能夠支撐現代產業體系的高素質創新型人才培養基地。作為濟南大學“名校建設工程”中山東省財政重點支持的十個專業之一,濟南大學給排水科學與工程專業近年來在學科建設、專業建設、教學建設等各方面都逐步成熟,但是對照社會人才需求現狀及發展趨勢,給排水科學與工程專業人才培養模式仍需進一步切合新時期人才培養需求,明確人才培養定位,明晰自身所承擔的人才培養任務和職責,全面深入地開展人才培養模式改革,構建具有自身特色的人才培養體系。
一、給排水科學與工程專業人才培養現狀及存在的問題
濟南大學給排水科學與工程專業作為山東省品牌專業,2012年通過住房和城鄉建設部高等教育給水排水工程專業評估委員會的專業評估。多年來給排水科學與工程專業秉承提高人才培養質量的宗旨,通過建立嚴格的課堂教學、實驗教學、課程設計、畢業設計等質量標準和監控措施,有效保證了專業教學質量;通過專業基礎與通識教育的結合,工程教育與創新教育的結合,學生的人文與自然科學素養得到提高,基礎知識得到夯實,工程能力、實踐能力得到強化,創新思維得到激發,培養質量逐年提高,畢業生就業率名列學校前茅。但隨著我國經濟社會的持續高速發展,日新月異的人才評價標準對人才培養提出了更新更高的要求。盡管濟南大學給排水科學與工程專業在十余年的建設中做出了較大成績,在學科建設、專業建設、教學建設等各方面都逐步成熟,但是對照“名校建設工程”人才培養目標及社會人才需求現狀,人才培養過程中仍存在一些不足。主要問題表現如下。
1.人才培養模式有待于進一步完善。對照社會發展,多元化、可持續健康發展的人才培養體系尚未形成,人才培養模式尚需完善與拓寬;對照行業發展,專業課程體系建設尚需進一步加強,特色人才培養模式尚需進一步建設,以滿足不斷發展的社會行業需求。
2.實驗、實習、實訓課程體系建設有待于改革和創新。教學基礎條件有待進一步加強,已有實習基地以工程施工與運營管理為主,設計咨詢類基地較少,不能完全覆蓋專業領域;多數實習基地僅具備參觀實習的單一功能,學生實訓、在崗實習等其他功能尚需進一步拓展。
3.產學研長效運行機制尚需進一步完善。科技成果轉化、校企合作平臺搭建力度有待進一步加強,學生參與產學研比例尚顯不足,缺乏校企合作辦學、合作育人、合作就業的有效保障機制;教師、學生服務社會意識、參與能力有待提高;學生科技創新實驗平臺有待進一步完善。
二、給排水科學與工程專業人才培養模式改革實踐
針對濟南大學給排水科學與工程專業人才培養過程中所存在的上述問題,結合山東省“名校建設工程”背景下的人才培養需求,濟南大學給排水科學與工程專業在山東省品牌專業建設成果的基礎上,進一步開展教育教學改革實踐,探索“多渠道、多層次、多模式”的人才培養新模式。
1.創新人才培養模式。①結合專業特點,以卓越工程師培養模式為依托,強化學生工程實踐能力。以卓越工程師培養思想為指導,全面總結工程教育的經驗、方式、方法,構建“1+2+1”學程體系,培養人文素質與科學素養深厚,基礎扎實,實踐與創新能力強,能夠勝任城市給水工程、排水工程、建筑給水排水工程、工業給水排水工程、水污染控制規劃和水資源保護等方面工作,德才兼備的高級工程技術人才。通過1學年的基礎課程學習,鞏固人文與自然科學知識基礎,深化專業基礎理論功底;2學年的專業基礎課與專業課程,構建專業知識理論體系,理順工程設計思路;累積1學年的實習、實踐環節培養工程設計、圖紙表達能力,組織管理與溝通交流技巧。嘗試校企聯合培養模式,企業工程技術人員通過理論授課、技術講座,指導實踐與科技創新等方式參與到人才培養過程,進一步豐富學生的工程實踐經驗。②結合就業與職業生涯發展需求,以雙學位培養為特色,實施復合型人才培養。繼續探索“工學+管理學”雙學位培養的新模式,培養在給水排水工程規劃、設計、施工、運營等工作中懂技術、會管理的高素質復合型人才。以給排水科學與工程專業教育為基礎,強化工程管理能力的培養,針對學生進行工程師基本訓練的同時,掌握管理學相關知識,提高綜合能力。③結合行業發展的國際化趨勢,以國際交流與訪學為紐帶,拓展學生國際視野。邀請國外優秀教師來我校客座講學與交流,同時選派我校教師和管理人員赴國外學習與進修,拓寬視野,了解、學習和掌握國外先進的教學與管理理念與方法,促進師資與管理隊伍國際化建設進程;與國外高校廣泛接觸,開設雙語教學課程,為學生提供專業交流機會。
2.優化人才培養方案。充分分析研究專業群內各專業的密切聯系,聯動修訂各專業培養方案。優化通識教育課程體系,夯實學生人文知識理論基礎;創新特色專業知識理論體系,提高工程素質和專業綜合實踐能力;重構實踐、實訓與創新課程體系,打造優質的實踐、創新能力培養平臺;增設工程造價、工程管理等綜合課程體系,適當強化設備、儀表與自動控制教學,促進學生知識體系的多專業融合。
3.強化課程建設。堅持“分階段、分層次、分類別”穩步建設的原則,以精品課程建設為標桿,大力加強各層次、類別的課程建設工作,帶動專業群內密切關聯課程的建設。以《水力學》國家級精品資源共享課程建設為核心,帶動核心課程的精品化建設,使專業課程建設水平達到新的高度,不斷提高教學質量;把實踐性較強的課程建為校企合作課程,實行校企雙方教師共同授課模式,充分發揮雙方教師的優勢,培養學生扎實的理論功底與優良工程素養;適當引進國外優質課程資源,開展雙語教學課程,在培養學生扎實的專業知識與技能的基礎上,提高專業領域的涉外交流能力,拓展國際視野;依據專業知識體系,圍繞精品課程組建課程群,構筑“科學性強、適應面廣”的課程群體系,完成課程群的整體融合和規劃,形成教學目標明確、層次結構合理、教學重點與特色突出的新體系,帶動整體教學水平進一步提高。以濟南大學課程中心為平臺,把專業核心課建設成網絡課程,為學生提供自由的交流平臺及豐富的學習資源。
4.深化教學模式改革。深入開展以教學內容更新、教學方法和手段改革與實踐為核心的教學模式改革工作。以教學研究立項方式,鼓勵教師以課程為基本單位開展教學模式改革工作,任課教師結合課程內容與特點,以復合型應用人才培養為基本目標,圍繞教學方法、知識結構、考核方式等內容進行改革嘗試。在教學內容的精練、整合,教學方法與手段的運用,能力訓練方式的研究,教學評價與考核體系的建立,校企合作授課機制的開展及研究等領域,全面開展教育教學改革并建立相應的管理制度;以“減少驗證性實驗比例,增加設計型、綜合型實驗比例,開發創新型實驗”的實驗教學改革思路為指導,加強實驗教師的培訓力度,擴大開放實驗室的力度,進行實驗教學體系建設、實驗教學模式改革;為適應社會需求,提高教材的專業針對性,組織學術水平高、工程實踐經驗豐富的教師在專業基礎課、專業課課程教學中,突出實踐性,兼顧適用性,相關教材的編寫工作,滿足特色培養要求。
5.完善產學研機制體制。以科研工作為先導,構建完善產學研組織運行的有效模式和長效機制,制定并完善產學研基地管理、教學質量保障、基地教師聘任和管理、產學研人才評價與管理等制度;優化資源配置,形成科研平臺發展的良性循環;暢通校企合作渠道,依托科研平臺培育校企合作平臺,使企業深度參與學校的教育教學,建立科研成果的應用轉化機制;支持和鼓勵學生參與產學研平臺建設,強化學生創新能力和應用能力,提高人才培養質量。
人才培養模式改革既是高等教育研究的重大理論和實踐問題,也是高等教育發展的綜合性改革項目。為了適應社會需求,培養大量優秀人才,需要堅持開展深入扎實的人才培養模式創新研究和改革試驗。濟南大學給排水科學與工程專業將在山東省“名校建設工程”政策、資源的強有力支持下,全面開展人才培養模式的改革與優化,力爭實現人才培養質量的穩步提升。
參考文獻:
大多數國家、市政公司和建筑小區都有相應的法律來規范工業廢水和生活污水的排放,防止超標,保護環境。因此,需要采用相應的測量儀表和技術,根據行業規章監測排放口的水質、選擇合適的控制策略,同時,為了過程優化、節省成本,在重要的處理步驟中需要進行工藝參數測量。在歐洲,水質在線監測比較成熟,但是在我國能熟練操作儀器的人才比較欠缺。
城市供水是城市的生命線,供水水質直接關系到市民的身體健康,關系到社會的穩定,為加強城市公共供水水質管理,保障供水水質安全,供水單位應當配備水質檢驗人員和設備,建立健全水源水、出廠水、末梢水的水質檢驗制度,依照國家規定的水質檢測規范做好水質及相關凈水材料、設備的質量檢測,開展技術咨詢、業務指導和人員技術培訓工作等,保證供水水質符合國家衛生標準,衛生防疫機構應當定期對供水水質進行檢測。自來水用戶使用的二次供水設施,應定期進行清洗消毒和水質檢驗。有些自來水公司雖建立了化驗室,配備了部分儀器設備,但化驗員數量不足,且未持證上崗,自檢空白。有些化驗室只能檢測幾項指標,檢測數據報表不規范、不齊全,化驗員檢測水平不高,現場操作考核成績較差。有些供水單位均未建立水質監測三級(出廠水、管網、末梢水)網絡,沒有進行全過程的水質檢測,檢測能力不能滿足國家規定的指標的要求。
操作技術和管理崗位實用型供排水水質檢驗人才緊缺是不爭的事實,如何培養高級應用型人才是我們教學改革的重要課題。
社會在發展,人類在進步,現代教育以其獨特的魅力吸引著世人的目光,對傳統教育產生了強烈的沖擊,教育教學工作面臨前所未有的挑戰和機遇。能力和素質的培養,古老而年輕的主題,是教育教學的精髓和真諦。教師運用的教學方法、教學手段和選擇的教學內容、達到的教學效果直接關系到學生的就業和未來的發展,在實踐中探索和研究教學規律、加大教學改革的力度非常迫切。
2教學設計
2.1課程設計的理念與思路
給排水專業設置水質檢驗課程培養具有水質檢驗技術與管理工作職業資格的專門人才,為水處理工藝運行提供數據資料和科學的依據,能夠正確及時地反映水質狀況。
讓學生獲得工作過程知識,必須實施基于工作過程的課程,通過工作學會工作。因此,本課程基于“工作過程系統化”進行教學設計和開發,以相對獨立又相對完整的工作任務構建學習內容,以培養學生的職業能力為核心,保持實訓內容、實訓環境與企業現場一致,使學生親自經歷結構完整的工作過程,完成從試液、儀器準備、采樣、預處理、檢驗、數據記錄與處理、水質評價、質控等各個工作步驟的完整訓練,在工作過程中學會工作,獲得職業活動的技能和知識,獲得職業能力。
求知即行動,行動即學習,以完成典型水質指標檢驗工作任務為驅動力、教學出發點和目標,采用行動導向教學方式,改造不適于學生認知規律發展的不合理成分,發揮學生主體作用,開發學生潛能。實訓中,充分尊重學生的個體差異,為學生創造主動學習、自主學習的環境,促進學生個性發展,強調對學生發現問題、分析問題和解決問題的職業能力的培養,以達到全面培養學生的職業能力的目標。通過學生獨立計劃、實施、檢查,幫助學生學會學習、學會實踐、學會協作,學生通過符合要求的水質檢驗全過程的專業行動和小組合作,完成一個具體的工作任務(項目),是直接學習行為,是有效的學習過程,在“做實驗”過程中獲得工作成果,技能、經驗和知識、并歸納總結,符合學生的認知規律,學會科學的工作和學習的方法,在小組共同完成任務的過程中,學會與人合作,增強責任感。專業能力、方法能力和社會能力在行動中形成和提高。因此,根據學生認知規律、工作情境和能力要求設計課程,效果顯著。
2.2教學目標設計
水質檢驗課程總體目標主要強調對學生職業能力的培養,因此,通過本課程的學習,使學生領會供排水水質標準、技術規范及有關規定,嚴格按照水質檢驗周期、操作規程開展檢驗工作,使學生具有從事水質檢驗工作的基本職業能力,并具有水質檢驗儀器設備維護、質量監督與控制、檢驗數據記錄與處理、報告編寫、采樣等方面的基礎能力,為水處理提供及時準確的數據資料,保證水處理工藝正常運行和水質合格/達標。
教學目標有具體的知識目標、專業能力目標、方法與社會能力目標幾個方面,注重對學生關鍵能力、綜合素質的培養。
2.3教學內容設計
結合污水處理中國家標準規定的基本控制項目、主要控制參數設計有兩個項目,分別為污水進出水水質檢驗、污水處理過程水質控制與檢測。結合給水處理中國家標準規定的水源水檢測項目、主要控制參數和水質監測三級網絡設計有三個項目,分別是供水水源水質檢驗、凈水構筑物水質控制與檢測、出廠水、管網水和管網末梢水水質檢驗,按照國家標準、技術規范及有關規定設計教學項目,具有針對性,適合給排水行業崗位需求。
對每一項目,確定典型工作任務,每一任務都對應一具體的工作過程。通過完成具體的工作過程使學生學會主要水質指標或參數的檢測,并使學生具有水質檢驗方案設計、采樣、儀器設備管理、檢驗質量監督與控制、檢驗數據處理、報告編寫等基礎技能。轉2.4教學方法與手段運用
1.項目教學
學生在教師的指導下親自處理一個項目,全部或部分獨立組織、安排學習行為,處理項目工作中遇到的困難。
首先,引導學生搜集信息,了解要做什么檢驗項目或完成什么任務以及為什么要做,檢驗哪種水樣中有機物、重金屬還是富營化物質等,了解其對環境或人身健康的危害。
然后,學生獨立計劃及判斷計劃的合理性,通過閱讀教材或瀏覽網頁知道怎樣去做,目前有幾種方案。水質檢驗是按照國家標準方法進行的,一般有常規法、快速法和在線法,學生主要查閱每一項目的幾種方法。本文由中國收集整理。
開始階段,學生不會做計劃、方案,教師描述、講解,引導學生看教材或提供網上信息,一段時間后,學生會慢慢習慣,成為自然,我們已經編寫了適合項目教學法的教材,提供較為齊全的資料,逐漸地,學生結合實踐會自己讀懂或主動和同學、老師討論問題,提出不同意見。
接下來是:學生獨立實施及檢查是否正確實施了計劃、提出改進措施等。在方案實施中按照統一的過程如配溶液、儀器準備、采集樣品、預處理、檢驗操作,得出結果幾個步驟來進行。由于傳統的應試教育,學生動手操作能力比較薄弱,因此,最初的項目教師采用示范、講解、學生模仿、熟悉關鍵步驟、學生重復做這樣的教學方法。結果得出后,需要檢查,因為誤差和偏差主要來源于操作是否規范,所以學生首先在這方面查找原因,然后利用標準物質對照等質控措施檢查方案實施的情況,同學間進行討論,找到問題,對項目或任務加以改進,反復做實驗,完成任務。幾個任務實施后,學生會自主完成新任務,達到目標要求。
2.合作式學習
由于儀器、試劑和學時的限制,教學中把學生分成小組,按時間或空間進行合作,分別完成不同的任務進行匯報,因此,每個人對小組的成果有責任感,促進合作精神、交流能力和表達能力的提高。
3.啟發引導
在做的過程中啟發學生的思路,引導學生完成項目,獲得相關技能。
教學手段主要采用制作多媒體課件,運用多媒體教學設備和網上教學資源,錄制、播放視頻、展示圖片,學生利用視覺、聽覺和信息提高學習效果,獲得足夠的感性認識。教學生做,學生模仿,在“做”中學,教、學、做一體化。
結語
本課程采用行動導向的教學模式,實施基于工作過程的課程,考核方式與目前實際工作崗位對接,適應學生和社會的需要,學生上課態度積極,配合老師完成每個環節的學習和訓練,教學效果好,對教師授課給予認可。校內外專家、督導對教學給予充分肯定,城鎮供水和污水處理廠對于我校市政給排水專業水質檢驗課程給予認可,認為課程設計合理,內容選取適當,適合崗位需要。
2.4教學方法與手段運用
1.項目教學
學生在教師的指導下親自處理一個項目,全部或部分獨立組織、安排學習行為,處理項目工作中遇到的困難。
首先,引導學生搜集信息,了解要做什么檢驗項目或完成什么任務以及為什么要做,檢驗哪種水樣中有機物、重金屬還是富營化物質等,了解其對環境或人身健康的危害。
然后,學生獨立計劃及判斷計劃的合理性,通過閱讀教材或瀏覽網頁知道怎樣去做,目前有幾種方案。水質檢驗是按照國家標準方法進行的,一般有常規法、快速法和在線法,學生主要查閱每一項目的幾種方法。本文由中國收集整理。
開始階段,學生不會做計劃、方案,教師描述、講解,引導學生看教材或提供網上信息,一段時間后,學生會慢慢習慣,成為自然,我們已經編寫了適合項目教學法的教材,提供較為齊全的資料,逐漸地,學生結合實踐會自己讀懂或主動和同學、老師討論問題,提出不同意見。
接下來是:學生獨立實施及檢查是否正確實施了計劃、提出改進措施等。在方案實施中按照統一的過程如配溶液、儀器準備、采集樣品、預處理、檢驗操作,得出結果幾個步驟來進行。由于傳統的應試教育,學生動手操作能力比較薄弱,因此,最初的項目教師采用示范、講解、學生模仿、熟悉關鍵步驟、學生重復做這樣的教學方法。結果得出后,需要檢查,因為誤差和偏差主要來源于操作是否規范,所以學生首先在這方面查找原因,然后利用標準物質對照等質控措施檢查方案實施的情況,同學間進行討論,找到問題,對項目或任務加改進,反復做實驗,完成任務。幾個任務實施后,學生會自主完成新任務,達到目標要求。
2.合作式學習
由于儀器、試劑和學時的限制,教學中把學生分成小組,按時間或空間進行合作,分別完成不同的任務進行匯報,因此,每個人對小組的成果有責任感,促進合作精神、交流能力和表達能力的提高。
3.啟發引導
在做的過程中啟發學生的思路,引導學生完成項目,獲得相關技能。
教學手段主要采用制作多媒體課件,運用多媒體教學設備和網上教學資源,錄制、播放視頻、展示圖片,學生利用視覺、聽覺和信息提高學習效果,獲得足夠的感性認識。教學生做,學生模仿,在“做”中學,教、學、做一體化。
關鍵詞:給排水科學與工程;水力學;實驗教學;教學效果
中圖分類號:TV13;G6423文獻標志碼:A文章編號:10052909(2016)03009904一、水力學課程特點
水力學主要研究液體的宏觀機械運動規律及其在工程實際中的運用。水力學課程為后續相關專業課程,如水泵與水泵站、給水排水管網系統、建筑給水排水工程、給水水質工程學、排水水質工程學的深入學習打下牢靠基礎。因此,學好水力學課程尤為重要。
水力學是一門理論性質較強的專業基礎課,如何讓學生對單調枯燥、抽象繁雜的教學內容產生濃厚興趣并加以充分吸收,如何調動學生的熱情和積極性,如何更進一步提升水力學的教學質量,是一直以來高校水力學教學研究的重點,也是土建學科教師共同面臨的教研問題。
(一) 培養目標定位
通過課程的學習,學生需要了解和掌握水力學的基本原理與實際運用,最終形成扎實的理論知識和應用能力。結合工程實際問題簡化分析水力學問題,并具備常規實驗動手能力,主要包括水靜力學分析計算與水動力學三大典型方程的靈活運用、水流形態的判斷及其沿程和局部水體損失的確定計算,注重學生面對實際水力問題的分析計算能力和基本實驗動手能力培養,為后續相關專業課程的學習奠定良好基礎。
(二) 理論教學部分
水力學的理論教學用時占到本課程總學時的70%,主要是傳統“粉筆+黑板”板書教學和多媒體講解及展示教學相結合,并輔以一定的討論和檢測習題來鞏固完善水力學教學。剛開始,必須掌握靜水壓強、靜水總壓力計算分析和水動力學三大基本方程,只有精通水靜力學和水動力學的基本知識,才能在后續水頭損失、有壓管道、明渠恒定流、堰流、滲流等內容學習過程中游刃有余,水到渠成地完全掌握各種典型實際水力分析工程運用。水力學教學本身抽象性和理論性很強,有較多的計算方程及其附屬的方程運用條件,再加之實際環境類型的差異及水質條件參數的變化,使水力學講解授課和學習掌握存在相當難度,對工程力學、大學物理、高等數學微積分等基礎知識儲備有一定要求,這就需要學生在平時掌握過程中清楚各個方程的詳細推導過程,包括等式方程的等效替換、適度變形和方程使用前提及在該條件下的參數確定,遇到與之對應的具體水力學問題,可以按照等式方程形成原理,寫出適合實際問題的水力學方程。
此外,水力學教學課時相對緊張,在理論教學部分要針對給排水科學與工程培養計劃量體裁衣,有別于土木工程、水利水電工程等專業的水力學教學,重點突出水動力學中的“水頭損失”、“有壓管道”和“明渠”相關分析計算,讓學生掌握與管道、明渠相關的水頭損失及水流形態判斷確定及分析計算,而堰流部分多是水利水電工程為主要教學內容,滲流多是巖土工程巖土水力學的主要研究內容或是地質工程、地下水科學等專業的教學重點。鑒于此,課堂授課的例題講解,要多以市政管道、室內管道、水泵站、大壩修筑、自來水廠、污水處理廠等為主,讓學生更關注本專業領域所涵蓋內容,培養學生結合實際問題的分析能力。
(三) 實驗教學部分
實驗教學是水力學授課的重要環節。水力學的實驗教學用時占到本課程總學時的30%,主要在實驗室通過水力模型模擬實際工程中的現象,基于化學試劑在水中呈現的不同顏色,來清晰地觀察不同外部因素驅動下的水流形態及所形成的水力現象,對課堂理論教學起到補充作用。學生通過動手實驗和觀察實驗,并結合課堂理論知識,使整個水力學的學習變得輕松。實驗教學能讓學生動手參與并思考問題,積極性顯著提高。
值得重視的是,指導教師的水力學實驗選擇和教學安排對水力學教學效果影響較大。水力學實驗的典型性是實驗選擇的一個重要方面,而水力學實驗的全面性更值得思考,要選擇能反映多個水力學知識點的綜合性實驗,特別重視涉及核心知識點的實驗。例如,雷諾實驗中層流和紊流形態的觀察區分,阻力實驗中水損的形成,及阻力存在下對水流形態的作用影響。教學中可以讓學生觀察具體的實驗裝置和器具,回憶并講解理論知識,查漏補缺、強化理解,也可以讓學生結合生活實際工程中的水力現象,來分析其涉及的水力學知識,如泵站水泵的吸水管路、壓水管路設置安裝、室內用水器具的管道銜接及其水力成因,將抽象空洞的理論知識與生活生產實際緊密結合,讓學生意識到水力學知識對社會發展的巨大貢獻。
二、提升教學質量探索
(一) 強化基礎課程教學
學好水力學需要掌握好工程力學、大學物理、高等數學等基礎知識,否則在水力學學習過程中容易發生概念模糊,公式記憶不清晰等現象。例如,研究液體黏滯性、牛頓內摩擦定律、真空度等知識會涉及大學物理的相關知識,講解靜水壓力、液體平衡微分方程、靜水總壓力的分析計算會涉及高等數學中的微積分原理,水靜力學中具體水工構筑物受力分析會涉及工程力學的力學分析內容。如果高等數學、工程力學、大學物理等基礎知識掌握不到位,在分析具體水力問題時就會力不從心,感覺找出解題思路卻難以繼續計算下去而不了了之,更多的時候甚至會對整個題目無從下手,這樣發展下去會極大地消弱思考熱情,教學成果大打折扣。因此,授課教師在課堂應根據學生的知識接受情況,決定是否需要溫習回顧以前的基礎課程內容。在合理控制教學進度的同時,讓學生理解知識點。
(二) 激發學生學習興趣
興趣是最好的老師。在學生剛剛接觸水力學課程的時候,就要突出水力學課程在整個專業領域的核心地位,要讓學生明白學好水力學的重要性和必要性。事實表明:(1)水力學是后續專業課的重要基礎,不學好水力學,后續的相關專業課(給水排水管網系統、水質工程學等)和課程設計(水泵站設計、自來水廠和污水處理廠設計等),甚至包括畢業設計都很難順利通過,即使在后續學習過程中,通過一定途徑彌補以前水力學的弱勢,也會消耗大量的寶貴時間,因此,在初期學習過程中,掌握好水力學知識顯得尤為重要。(2)相當數量的高校在本專業研究生初試時就考查水力學,基于考取研究生的高難度要求,如果想在本專業繼續深造學習,就應該不遺余力地學好水力學。(3)畢業后如果直接參加工作,施工單位、設計單位、自來水廠、污水處理廠等都不可避免涉及水力學知識。換言之,只要從事“水”相關的工作,水力學內容就必不可少。另外,水力學教學中知識本身的豐富性及其與工程實踐的聯系性將促使初學者高度關注,極大地增加了初學者的學習興趣,引導并不斷培養學習興趣對水力學講授至關重要。
(三) 創新課堂教學方法
水力學課程理論性較強,概念理解困難,公式計算較為復雜,單一選擇“粉筆+黑板”傳統教學模式勢必會降低教學效率,教學內容易受限制。與此同時,僅僅采用傳統的多媒體教學,學生可能跟不上教學進度,課堂學習難度加大。板書教學與多媒體教學結合,教學效果顯著[1-2]。在公式推導與理論分析方面,板書教學具有無可替代的教學優勢,其講解速度較慢,推導過程清晰,使學生緊跟教師思路而不落后,較為容易掌握。在水力學作用效果及實驗現象描述方面,多媒體教學更加直觀、深刻、形象,使學生迅速洞察其中奧秘,明白變化流程,加深對知識的理解。課堂上例題分析與小組討論結合有助于進一步提升教學質量,例題與習題講解是強化理論知識掌握的重要方法,小組討論便于發現知識體系中的新問題并進行探討歸納。如在水靜力學和水動力學知識掌握中,可讓學生總結比較“靜”與“動”分析中的異同點,鞏固基本理論。
創新教學模式助力教學效果提升。有學者提出“三合一”分層教學模式[3]。第一,結合具體工程實踐實例、生產實際講授知識點,將課堂抽象的水力學理論分析結合具體工程實踐,如水體動靜結合的水力作用下大壩的建設施工。第二,自主學習課堂教學模式下的水力學教學探討,教師定期設置教學內容,讓學生自主探討完成,并及時對疑難問題答疑和詳細講解,增強學生自主學習意識。第三,構建師生互動的啟發式課堂教學,教師提出問題,或是給出部分引導條件,激發學生自主探索思考。
利用多媒體平臺優化教學方法,通過動畫視頻展示讓復雜的問題通俗易懂,尤其是在講解復雜水力學現象的動態成因和靜力分析、“動”與“靜”耦合體系在復雜水力條件下的形成過程及水力分析時,通過多媒體演示,使學生豁然開朗。此外,針對個別基礎薄弱的學生,可結合學生個體實際制定有效的學習計劃,幫助學生鞏固掌握水力學知識。
當前混合學習和移動學習日益快速發展, “微課”教學模式已成為當前我國教育信息化資源建設的重點和研究熱點[4],涵蓋了從中學到大學的整個教育歷程[5]。“微課”的優點表現在:教學時間較短,教學內容較少,資源容量較小,資源組成/結構/構成情景化,主題突出等[6-9]。“微課”不同于一般單純知識性的傳統視頻演示,而是模擬一對一的教學情景,針對一個很小的知識點,進行講解。講解具有“啟惑”作用,既注重教師的教,更注重學生學習,區別于一對多課堂教學。“微課”教學模式可幫助教師拓寬教學技能,深化教學實踐[10]。“微課”是一種很好的輔助教學模式,對教學重點或難點,可采用錄制“微課”的模式進行講解。“微課”應用于給排水專業水力學課程是一種新的教學模式。
(四) 提高學生動手實驗能力
為促使學生更好理解理論知識,加強實驗教學顯得尤為重要。盡管學生在課堂上已經掌握了水力學理論知識,但是在學習初期學生可能產生許多疑慮,即并不確定這些理論知識是怎樣運用于實際生活生產,甚至會懷疑這樣復雜的理論知識在實際情況下是否有效。水力學實驗正是將理論與實踐工程結合的實驗探索,而實驗參數的調整和不確定性正是實際水力現象的可能變化途徑。直觀的動手操作實驗能讓學生很快明白實驗方法步驟及其與實驗相關的理論知識分析,實驗所引發的新問題必然引起學生的積極思考,以期運用所掌握的相關理論知識解決實際水力學問題,動手實踐可顯著提升學生自主思考的能力。
不同于一般的物理化學實驗,不同的水力學實驗需要相對獨立的實驗儀器。“先教師示范、后學生模擬”是水力學實驗的通用流程。一般情況下,在進入水力學實驗中心后,教師先講授實驗背景、實驗核心理論、實驗流程,緊接著教師會示范模擬并講解,其次是學生動手實驗并觀察記錄,而后是教師指導實驗并解析實驗中的問題,最后歸納總結、整理儀器、離開實驗中心。實際教學中,可分小組實驗,但各組進行的試驗一般相同,而實驗最終結果差異較大,甚至部分小組實驗難以完成,針對這些差異的講解也是實驗教學的重要組成部分,會讓學生直觀地認識到外部因素對實驗的偶然性影響和理論知識對實驗指導的必然性作用。實驗完成后,教師要督促學生及時完成實驗報告書并批閱反饋,不僅讓學生明白實驗報告所涵蓋內容,而且培養學生對實驗現象、實驗數據處理的能力。
(五) 引導大學生自主創新
隨著社會和科技的發展,知識創新已成為各行各業不斷發展的動力。當前大學生的能力評估已經不單純依賴于考試成績,大學生知識創新活動是另外一種展示大學生風貌和知識水平的方法[11],也能一定程度反映高校的人才培養質量。在水力學的教學過程中,激發學生以水力學知識進行自主創新是課堂教育與實驗室教學的升華。因此,應當積極引導學生參與各項競賽活動或一些社會團體舉辦的具有開發大學生自主創新能力性質的活動,如“全國大學生挑戰杯”“中國給水排水杯”“力諾瑞特杯”“大學生節能減排社會實踐與科技競賽”等。大學生參與這些競賽將有助于提高大學生專業知識水平、動手能力、自信心與自主創新能力。大學生自主創新的方法不局限于各種競賽,由于各方面條件限制,大學生也可以通過撰寫論文、申請發明專利或實用新型專利等形式體現自身的自主創新能力。當前,大學生在自主創新過程中可能遇到諸多問題,例如,普遍缺少科學精神,教育體制存在缺陷,創新平臺有待搭建,缺少自主創新能力等級評價體系等[12]。因此,在創新的過程中,學校和教師需要加強科學精神的宣傳工作,積極為學生搭建各項創新平臺,不斷提高學生自主創新能力。應以學生為主,教師為輔,積極開發學生的創新能力,只有這樣,學生的自主創新能力才能提高。
三、結語
水力學是一門理論性較強的專業性基礎課,對本科生后期學習相關專業知識影響很大。在傳統的教學基礎之上,在教學過程中激發學生學習興趣與提高學生專業知識水平是一項重要課題。充分利用當前信息化技術優勢,采用多元教學模式,如自主互動、“粉筆+黑板”教學方式、視頻動畫等多媒體,甚至新型的“微課”教學模式。教學規律與專業化人才培養需求相結合,傳統教法與新形勢下現代教法并軌,將學生能力素質培養放在首位,有針對性地設計教學內容,積極推動和引導學生參與社會實踐,提升學生自主創新能力和專業知識水平。
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關鍵詞:中職;建筑識圖;一體化教學;改革探索
中圖分類號:G712 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)21-0039-02
建筑識圖課程是中職土木水利類專業職業技能領域基礎課程,在教學過程中,以學生為中心,探索改革,積極運用多媒體、真題實作、網絡學習等現代化的教學手段,提高學生的學習興趣和積極性。
一、教學內容和學情分析
《建筑識圖》課程要求學生在具有立體幾何的基礎上進行,重點突出正投影原理在土建專業工程圖中進行識圖、繪圖基礎訓練,以便進一步在后續課程、生產實習、課程設計、畢業設計中培養提高。
1.教學內容模塊。《建筑識圖》主要分為2個模塊的內容:投影知識和建筑識圖。投影知識主要包含以下內容:投影基本知識、正投影原理、三面投影知識、剖面斷面部分、軸測投影,這一部分知識對于空間想象能力要求較高。建筑識圖部分主要包含以下內容:建筑制圖一般知識、建筑施工圖識讀、建筑結構圖的基本知識、建筑設備施工圖的基本識讀,這一部分知識要求理論聯系實際,在立體幾何三面投影基礎上的建筑實際工程的圖紙識讀,鑒于建筑形體的多樣化,要求學生空間形體理解能力強,個人主動多讀多理解。
2.中職學生學情分析。“90后”的中職院校的學生熟悉電腦操作,具有較強動手能力,但他們或無求知、上進的愿望,或缺乏自尊心、自信心,基礎薄弱,無心學習,形象思維差或缺乏吃苦精神和學習毅力。開發一體化教學模式,建設實訓室,根據模型展示輔助識圖、手工繪圖輔助識圖、CAD繪圖輔助識圖來設計基于工作過程的體驗式教學模式,使學生在做中學,學中做,有利于學生更好地掌握知識。
二、一體化的教學條件創設
一體化教學對教學內容的設置、教學環境、教學設施均有一定的要求。
(一)教材使用與建設
必須依據本課程標準選用教材,教材應充分體現任務引領、實踐導向課程的設計思想。教材應將本專業職業活動,分解成若干典型的工作項目,按完成工作項目的需要和崗位操作規程,結合職業技能證書考證組織教材內容。要以實際建筑工程為載體,引入必須的專業知識,增加實踐內容,強調理論在實踐過程中的應用。必要時根據實際情況編寫適合校情的校本教材。
(二)擴充性資料建設
為促進學生的學習主動性和擴展其知識面,教師們選擇了不少擴充性資料,其中有:
1.相關的國家制圖標準:《技術制圖》、《房屋建筑制圖統一標準》、《總圖制圖標準》、《建筑制圖標準》、《建筑結構制圖標準》、《給水排水制圖標準》。
2.大量建筑物的工程圖樣:如教學樓、宿舍樓、實訓樓、圖書館等建筑的工程實際圖樣,供學生課下查閱,以擴充學生的知識面,提高其識圖能力。
3.教材配套的習題集,可供學生平時根據作業要求完成基本技能的實踐訓練。
(三)實踐教學環境
《建筑識圖》實訓周的實踐訓練均有實訓指導書,對實踐教學的目的、實訓要求、實訓內容、實訓的步驟及日程安排以及實訓成績的考核和評定等都做了詳細的說明。根據該課程的教學需要,為該課程的教學提供良好的實踐教學環境。校內建設實訓基地,購套配套的掛圖、模型等教學輔助工具;建設“教、學、做、評、展”一體化多媒體綜合實訓室用于課堂教學;建設模型制作室為學生制作模型提高空間想象能力提供服務等。在建筑工程公司建立穩定的校外實習基地,將課程教學延伸到企業的工程實踐中,安排學生參加實踐活動,通過親自參與工程實踐,提高理論與實踐結合的能力。
(四)網絡教學環境
注重課程資源和現代化教學資源的開發和利用,創建自己的建筑工程識圖課程網站,并將網站的大部分教學資源應上網開放,包括教學課件、電子教案、難題詳解、試題庫、模型庫(動畫演示)、部分教學錄像等,并不斷地進行完善和更新,可供學生網上自主學習和師生互動交流。學校學生圖書館、辦公室、多媒體教室和都接通了局域網,對外連接教育網。
三、多元化教學手段與教學方法在一體化教學中的綜合運用
充分利用現代化信息技術(動畫、仿真識圖軟件、建筑知識問答庫、自測自評自學系統),綜合運用講授法、項目教學法、任務驅動法、案例教學法、引導文法等多種教學方法進行“教、學、做”合一的高效一體化教學。
1.通過現有的幾何模型、三維模擬動畫、仿真識圖軟件、建筑知識問答庫、自測自評自學系統等教學輔助資源,幫助解決學生理論知識的薄弱環節。
2.通過科學的分組教學模式,培養學生自我學習的能力,使其具備團隊合作的精神,養成互相交流的習慣,把握自評互評的分寸以及培養學生具有善于分析總結的綜合能力。分組教學中,做到因材施教,照顧到課堂中的每一個學生。
3.通過文字、圖片、動畫、視頻、互動等多渠道的信息化技術輔助教程,實現學生在做中學,教師在做中教的實訓教學理念。不僅僅在課堂中采用天正建筑的模式,還可以用魯班軟件BIM來展示。
4.通過穿插游戲課堂模式,吸引學生的注意力,營造互動學習環境,維系學生的學習興趣,寓教于樂,培養學生的學習能力。
5.通過基于工作過程的系統項目練習,將建筑制圖規范深入實訓實操教學,按照識圖、繪圖、審圖、改圖和出圖的步驟進行規范的操作訓練。
6.建立自主學習機制。主要通過小助理、小制作、小老師的形式加以反映,促使學生課前自主學習,課堂積極思維,課后根據個體的不同進行選擇性的提高學習。
四、改革考核方法,建立綜合性考核評價體系
本課程屬于實踐性較強的課程,知識、技能與職業態度的培養主要靠平時積累和訓練,試卷不應成為衡量學生學習成績的唯一評判標準,對學生學習成績評定的標準更注重的是能力的鑒定,因此,該課程考核主要采用過程化考核為主、理實一體化的綜合性評價。考核內容可包括學習內容、學習能力、學習態度、學習習慣、團隊合作、成果評價等要素。
(一)規范常規考試模式
對于量大面廣的基礎平臺部分,實行教考分離,統一命題與閱卷,學要求和考核標準,增加了考試的信度、效度和區分度,使考試更有效、更全面、更準確地評價學生的學習質量,確保教學質量的穩定和提高。
(二)深化改革考試模式
1.“小教師”模式即學生“自主命題、自我測試、自行評價”,由學生自己出一份卷子,自己給出標準答案,寫出出卷和學習過程的體會,同時以PPT方式進行口頭答辯。從學期一開始就告訴學生可以自己當“小老師”,以此模式進行考試,但以期中測驗成績作為主要的選拔標準,因此一開始學生就有壓力與競爭。班級前20%可以申請期末“小教師”模式考試。這樣,前半學期以掌握基本理論為主,仍然是傳統的考試模式,后半學期則給予充分發揮的空間,實際上有效地將考試融入了學習過程。
2.口答模式即一師一生進行問答考試。不同的學生針對不同的圖紙或者相同的圖紙不同的問題,對基礎識圖知識進行問答。口答考核方式的優點在于學生不得作假,逼迫學生學習;不足之處在于耗時較多,對教師的要求較高,要求教師全面掌握學生的具體情況,進行提問。
3.個別優秀的學生,還可以采用面試的方式進行。即首先由學生進行口述,借以考察和培養學生的口頭表達能力,面試的內容主要為若干重要概念、分析和解答難點疑點問題等。面試在輕松交流中進行,不必作過多的復習準備,不加重學生的學習負擔,而且為學生深入學習提供方向。
4.小設計模式建筑小設計,給教師提出高要求,也增加了工作量。教師要給出不同內容和類型的題目,鼓勵學生在課余時間自己設計繪制正規的A3工程圖,可以用計算機繪圖,也可以用繪圖儀器作圖,若達到一定繪圖水準,也能夠得到認可,將其成績記入總評成績,增強了平時空間想象力稍有欠缺,而動手能力較強的學生對學好建筑識圖的信心。
(三)綜合性成績評定模式
學生學習《建筑識圖》這門課的最后總評成績應該是其多種能力的綜合體現,諸如實踐動手能力、自學能力、口頭表達能力、創新能力以及空間思維等,為此,我們在認定總評成績時綜合考慮多方面因素,并且對公共平臺階段與綜合提高階段也采取不同的做法,同時給任課教師更多的評價空間。平時成績主要考慮作業、課堂表現、上機操作等,課程測驗成績包括單元測試、期中測試等,同時考慮小老師、模型制作、建筑小設計等。
五、結語
《建筑識圖》是土木專業學生的專業基礎課程,規范在逐步更新,學生素質逐年變化,因此,教師應加強進修、學習交流、多到企業鍛煉,在教學中大膽思考和嘗試改革,不拘一格育人才。
參考文獻:
[1]趙研.建筑識圖與構造[M].北京:中國建筑工業出版社,2003.
城市軌道交通運營管理人才培養
人才需求與培養規格基本明確 我國城市軌道交通規模最大的投資和建設熱潮已經形成,諸多二線城市也已步入地鐵時代。在已經批復的28座城市的軌道交通建設規劃中,2015年將建成線路93條,總里程2 700公里,遠期規劃則將超過1萬公里。按照目前城市軌道交通運營的基本數據,每公里線路需要技術和管理員工50~90人,其中,70%~80%為一線操作人員(技能型人才),包括從事設施設備檢修和維修作業的維修工,以及從事客運服務的列車司機、站務員、值班員等。客運服務類崗位主要包括站務員(售票員、廳巡、站臺崗)、值班員(客運值班員、行車值班員)和值班站長等。這些一線操作人員一般需要具備大專及以上學歷,而線路運營控制中心(OCC)的調度(行車調度員、環控調度員等)崗位工作人員則一般需要具備本科學歷。針對以上一線操作(技能型)崗位,諸多高職院校和技師學院開設了城市軌道交通運營管理、機車車輛等專業。高職教育和技師學院的高級工培養與普通高等教育相比較,應突出“高技能”,與中職教育相比較,則應突出“高素質”。確定人才培養規格時,應考慮到應用性(在掌握售票、行車技術設備操作等基本崗位技能的同時,具備一定的應變和處理突發事件的能力)、針對性(不能混同于鐵路、公路、航空等其他旅客運輸方式)、區域性(如廣州地鐵對粵語的要求)及延續性(職業發展路徑,如站務員晉升至值班員、值班站長)等方面的要求。
“訂單式”人才培養模式成為主流 由于行業及其發展的特殊性,國內城市軌道交通很久以來沒有統一歸口管理,也沒有規范統一的技術標準。各個城市的軌道交通采用的建設方案不同,選用的車型、供電方式、信號系統、運營組織方式等也不盡相同,給規模化、高質量的人才培養帶來嚴重的阻礙。另外,諸多院校還較多地沿用以前鐵路運輸的培養模式和教學模式,與產業需求嚴重脫節。在這種背景下,各地城市軌道交通企業和區域內的高等院校相互尋求合作,結合地域特點,廣泛開展“訂單式”人才培養模式的探索和實踐,已取得良好效果。譬如,廣州鐵路職業技術學院自1995年廣州地鐵一號線開始運營,便與廣州地鐵合作,進行地鐵客車司機和車輛檢修專門人才的“訂單式”培訓。目前,該校已與廣州地鐵、深圳地鐵和香港地鐵等多家城市軌道交通企業合作開設了“訂單班”,總規模超過300人/年。在“訂單式”培養過程中,校企共同制定人才培養計劃,充分利用雙方的優勢資源,共同參與人才培養過程,實現預定的人才培養目標,并由企業依照協議提供就業崗位,實現了學校、企業和學生的“三贏”。在具體實施過程中,形成了一些典型范例,可供參考。譬如,深圳地鐵通過公開選拔“訂單”學生、與學校簽訂“訂單式”培養協議、全面參與教學管理、精心安排學生實習、考核驗收等步驟實施“訂單”培養,并通過設置論文制度、建立聯系制度和企業文化滲透等措施加強“訂單班”的過程管理,是比較成熟的“訂單”培養方式。從發展趨勢來看,上海地鐵與上海工程技術大學合作成立的城市軌道交通學院,已經在立足本地生源的“訂單式”培養方面步入前列,并有輻射全國的趨勢。
課程改革仍然停留在較淺層面 經過校企合作程度的不斷深入,多數學校意識到了課程改革的必要性,不少學校在課程設置和課程開發方面考慮到了專業崗位任職要求和行業資格標準,充分重視依據職業能力需求重新構建專業教學課程體系,并在師資隊伍建設、校內外實訓實習基地建設、教材編寫和教學方法改革等方面取得了一些成果,積累了一些經驗。也有個別學者推介以工作過程為導向的職業教育理論,介紹了建立工作過程系統化課程體系的基本思路,但并未付諸實踐。目前仍然存在三個方面的問題:一是雖然意識到了課程改革中校企合作的重要性,但合作的程度仍然停留在舉行企業專家參與的咨詢會、合編教材、聘請企業專家來校講座或兼職授課、學生到企業參觀等較淺層面,校企深度合作的課程開發模式尚未建立;二是理論上仍未突破學科體系的思維限制,課程體系改來改去,無論是增、刪、合并課程,還是突出實踐教學,仍然與職業能力的需求相差甚遠,沒有尋找到打通二者之間聯系的技術路線;三是缺乏實踐應用,雖然基于工作過程系統化的學習領域課程開發技術已經在機械、汽修、機電等專業領域得到廣泛應用,也有部分經濟、管理和服務類專業已在探索和嘗試,但在城市軌道交通專業領域尤其是在運營管理類專業中的應用還很少。
學習領域課程開發本土化應用
學習領域課程開發應用廣泛 工作過程系統化課程體系改革和學習領域課程開發在國內的高職教育中得到了廣泛推行,幾乎應用到諸如機械、機電、電子、化工、計算機、汽車維修、物流、會計、酒店管理、秘書英語等所有常見專業領域,部分專業性較強的領域也有所涉及,如航空、建筑、高分子材料、火電、船舶、高速動車、樓宇智能化、審計等。但尚未發現(2009~2011年)在技工教育應用實踐方面的文獻資料。表1所示為進行了工作過程系統化課程體系改革的主要專業及其所在學校;下頁表2所示為主要開發的學習領域課程及其所屬專業領域。
2012年9月5日,國家發改委密集了25個城市軌道交通項目建設規劃獲批的公告,其中23個項目的總投資額高達8 326億元,項目投資周期多在5年之內。這意味著我國城市軌道交通即將迎來新一輪快速發展,將產生巨大的技能人才需求。目前,廣東省已有超過15家高職、中專和技工院校開設了城市軌道交通運營管理專業,培養規模達到1 500人/年。因此,對城市軌道 交通運營管理專業人才培養和課程改革現狀進行分析,有助于提高人才培養的規格和質量,為專業課程體系的構建和課程開發提供依據。
城市軌道交通運營管理人才培養
人才需求與培養規格基本明確 我國城市軌道交通規模最大的投資和建設熱潮已經形成,諸多二線城市也已步入地鐵時代。在已經批復的28座城市的軌道交通建設規劃中,2015年將建成線路93條,總里程2 700公里,遠期規劃則將超過1萬公里。按照目前城市軌道交通運營的基本數據,每公里線路需要技術和管理員工50~90人,其中,70%~80%為一線操作人員(技能型人才),包括從事設施設備檢修和維修作業的維修工,以及從事客運服務的列車司機、站務員、值班員等。客運服務類崗位主要包括站務員(售票員、廳巡、站臺崗)、值班員(客運值班員、行車值班員)和值班站長等。這些一線操作人員一般需要具備大專及以上學歷,而線路運營控制中心(OCC)的調度(行車調度員、環控調度員等)崗位工作人員則一般需要具備本科學歷。針對以上一線操作(技能型)崗位,諸多高職院校和技師學院開設了城市軌道交通運營管理、機車車輛等專業。高職教育和技師學院的高級工培養與普通高等教育相比較,應突出“高技能”,與中職教育相比較,則應突出“高素質”。確定人才培養規格時,應考慮到應用性(在掌握售票、行車技術設備操作等基本崗位技能的同時,具備一定的應變和處理突發事件的能力)、針對性(不能混同于鐵路、公路、航空等其他旅客運輸方式)、區域性(如廣州地鐵對粵語的要求)及延續性(職業發展路徑,如站務員晉升至值班員、值班站長)等方面的要求。
“訂單式”人才培養模式成為主流 由于行業及其發展的特殊性,國內城市軌道交通很久以來沒有統一歸口管理,也沒有規范統一的技術標準。各個城市的軌道交通采用的建設方案不同,選用的車型、供電方式、信號系統、運營組織方式等也不盡相同,給規模化、高質量的人才培養帶來嚴重的阻礙。另外,諸多院校還較多地沿用以前鐵路運輸的培養模式和教學模式,與產業需求嚴重脫節。在這種背景下,各地城市軌道交通企業和區域內的高等院校相互尋求合作,結合地域特點,廣泛開展“訂單式”人才培養模式的探索和實踐,已取得良好效果。譬如,廣州鐵路職業技術學院自1995年廣州地鐵一號線開始運營,便與廣州地鐵合作,進行地鐵客車司機和車輛檢修專門人才的“訂單式”培訓。目前,該校已與廣州地鐵、深圳地鐵和香港地鐵等多家城市軌道交通企業合作開設了“訂單班”,總規模超過300人/年。在“訂單式”培養過程中,校企共同制定人才培養計劃,充分利用雙方的優勢資源,共同參與人才培養過程,實現預定的人才培養目標,并由企業依照協議提供就業崗位,實現了學校、企業和學生的“三贏”。在具體實施過程中,形成了一些典型范例,可供參考。譬如,深圳地鐵通過公開選拔“訂單”學生、與學校簽訂“訂單式”培養協議、全面參與教學管理、精心安排學生實習、考核驗收等步驟實施“訂單”培養,并通過設置論文制度、建立聯系制度和企業文化滲透等措施加強“訂單班”的過程管理,是比較成熟的“訂單”培養方式。從發展趨勢來看,上海地鐵與上海工程技術大學合作成立的城市軌道交通學院,已經在立足本地生源的“訂單式”培養方面步入前列,并有輻射全國的趨勢。
課程改革仍然停留在較淺層面 經過校企合作程度的不斷深入,多數學校意識到了課程改革的必要性,不少學校在課程設置和課程開發方面考慮到了專業崗位任職要求和行業資格標準,充分重視依據職業能力需求重新構建專業教學課程體系,并在師資隊伍建設、校內外實訓實習基地建設、教材編寫和教學方法改革等方面取得了一些成果,積累了一些經驗。也有個別學者推介以工作過程為導向的職業教育理論,介紹了建立工作過程系統化課程體系的基本思路,但并未付諸實踐。目前仍然存在三個方面的問題:一是雖然意識到了課程改革中校企合作的重要性,但合作的程度仍然停留在舉行企業專家參與的咨詢會、合編教材、聘請企業專家來校講座或兼職授課、學生到企業參觀等較淺層面,校企深度合作的課程開發模式尚未建立;二是理論上仍未突破學科體系的思維限制,課程體系改來改去,無論是增、刪、合并課程,還是突出實踐教學,仍然與職業能力的需求相差甚遠,沒有尋找到打通二者之間聯系的技術路線;三是缺乏實踐應用,雖然基于工作過程系統化的學習領域課程開發技術已經在機械、汽修、機電等專業領域得到廣泛應用,也有部分經濟、管理和服務類專業已在探索和嘗試,但在城市軌道交通專業領域尤其是在運營管理類專業中的應用還很少。
學習領域課程開發本土化應用
學習領域課程開發應用廣泛 工作過程系統化課程體系改革和學習領域課程開發在國內的高職教育中得到了廣泛推行,幾乎應用到諸如機械、機電、電子、化工、計算機、汽車維修、物流、會計、酒店管理、秘書英語等所有常見專業領域,部分專業性較強的領域也有所涉及,如航空、建筑、高分子材料、火電、船舶、高速動車、樓宇智能化、審計等。但尚未發現(2009~2011年)在技工教育應用實踐方面的文獻資料。表1所示為進行了工作過程系統化課程體系改革的主要專業及其所在學校;下頁表2所示為主要開發的學習領域課程及其所屬專業領域。
本土化實踐和研究成果豐富 近年來,德國“雙元制”職教模式和學習領域課程模式通過項目合作、培訓考察等形式被引進國內,越來越受到學界重視。諸多學者就學習領域課程開發技術及其應用進行了實踐和研究,取得了較為豐富的研究成果,學界已基本明確了學習領域課程開發的基本要素、實施流程和關鍵步驟。另有學者從理論研究的層面深入探討了學習領域課程模式的理論要素、勞動組織、技術和職業教育三者的聯系,并分析了職業能力內涵,取得了不少理論成果。隨著學習領域課程開發技術的推廣應用,學習領域課程實施要素和實施過程的研究也日漸深入,在教學保障體系、教學管理、課程標準制定、教材開發、工作頁編寫、教學項目設計、教學策略和教學方法、實踐教學設計、實訓基地建設、教學團隊建設、 教師身份轉變與適應等諸多方面的研究成果豐富。有的學者在實踐過程中總結經驗教訓,提出了具有一定參考價值的看法和建議,如傅新民認為我國幅員遼闊,地區差異極大,不適合一個專業以一種課程方案統一全國所有職業院校,但省級層面的統籌是必要的,也是可行的;陳貴方從學習領域課程開發本土化實際出發,認為我國與德國國情不同,國家層面的統籌力度不夠,企業實踐專家的熱情不高,課程開發專家只能起到指導作用,課程開發的主體只能是職業教育的教師團隊。
學習領域課程開發面臨的問題及其解決途徑
工作過程系統化課程體系建設和學習領域課程開發是一項系統工程,涉及面廣,專業性強,雖然已成為國內職業教育界近年來關注的熱點,也取得了不少研究成果和實踐經驗,但總體而言,還存在缺乏上層統籌、重復開發、技術方法把握不準、偷工減料、教學管理和實踐教學條件及師資跟不上等問題。城市軌道交通運營管理專業在學習領域課程開發和實施過程中,應注意以下幾個方面的問題。
應避免重復開費資源,加強專業建設上層統籌 在德國的學習領域課程開發中,只有最后一個環節(課程方案的微觀設計)即學習情境設計由職業學校的教師團隊完成,之前的所有環節均由“各州文教部長聯席會議”統籌完成。與德國不同,我國幅員遼闊,地區差異極大,全國所有的職業院校由一種課程方案統一并不可行。一方面,根據國家級職業教育研究機構(如“教育部職業教育中心研究所”)研究人員的規模和組成方式,難以完成所有專業的課程開發。因此,國家層面所做的一般多是以舉辦學術講座和培訓班等形式給予學校原則性指導。而省級層面統籌職能的缺失,會導致同一地區多所學校各自開發同一專業的課程,重復建設,資源浪費。另一方面,學校層面的課程開發往往存在自身難以克服的缺陷,也會影響課程質量。因此,有必要成立城市軌道交通運營管理專業建設學校聯盟,從省級或區域層面進行專業建設統籌和指導。
應避免技術方法把握不準,加強課程開發整體構思 學習領域課程開發過程是一項由宏觀到微觀(行動領域——學習領域——學習情境)的系統工程,必須在一個整體的構思指導下進行。由于缺乏上層統籌以及各自為政的局限性,再加上普通教師缺乏對專業進行課程架構的綜合能力,理論、技術和方法的掌握和運用能力有限,使得學習領域課程開發存在先天不足。表現在往往就一門已有課程進行所謂的“學習領域課程開發”,并沒有重新構建課程體系,也就不可能實現預期目標。不少課程開發者對有關概念理解偏差,將“典型工作任務”理解成“主要工作環節”或“典型的工作環節”,甚至為設計學習情境而“尋找”典型工作任務,或者將實訓課程中模擬性質的教學任務定義為“典型工作任務”,與概念本身的內涵相差甚遠。因此,城市軌道交通運營管理專業在進行學習領域課程開發時,應整體構建、準確把握課程開發的技術方法。
應避免偷工減料質量不高,加強課程開發過程專業性 在課程開發過程中,存在的主要問題是開發團隊由于意識淡薄和能力限制,有些環節把關不嚴,加上缺乏整體構思,導致開發的課程質量不高。具體表現在實踐專家研討會沒有足夠數量的真正的崗位技術能手實質性參與,或者會議流程沒有嚴格按照指導手冊進行;在調研環節,沒有調動企業參與的積極性,或者問卷設計粗糙,數據分析流于形式;在課程設計環節,憑經驗主觀猜想的多,實際調研的少,甚至只是將原有課程中的名稱改為學習領域課程的術語或憑教師有限的經驗對當下的職業行動做出想當然的描述。因此,城市軌道交通運營管理專業在學習領域課程開發過程中,應特別注意嚴格按照課程開發操作手冊,加強調研、實踐專家研討會、課程體系構建、課程設計等環節實施的專業性。
應避免課程實施效果不佳,加強教學條件和師資建設 根據周春紅和王啟龍對廣州和北京7所中等職業學校汽車運用與維修、電梯安裝與維修、數控技術應用、工業與民用建筑、模具設計與制造、給水與排水等6個專業學習領域課程實施的調查結果來看,學習領域課程的編排、結構和教師的工作態度等都得到各方的一致好評,課程實施取得了一定的成效,但也還存在一些不足,限制了學習領域課程的實施。一是教學團隊能力不夠,教師數量、實踐操作能力和教學方法運用能力不足;二是校本教材的開發比例較高,但教師參與度不高;三是實踐教學設備難以滿足教學需要,課程教學資源缺乏;四是教學形式和教學管理手段傳統,未能適應學習領域課程教學需要。因此,城市軌道交通運營管理專業在學習領域課程實施過程中應加強教學管理,推進教學模式改革,完善實訓設備,開發校本教材,提高教師的專業技術水平、課程開發能力和教學能力,保障課程實施效果。
參考文獻:
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