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近年來,國家及社會均對土木工程專業課程的設置、人才培養方式等方面提出了更高的要求,以適應技術不斷革新的現狀。目前,由國務院批準,并由教育部、財政部全面啟動并實施的高等學校本科教學質量與教學改革工程,主要是對這一現狀進行的積極革新。教育部副部長吳啟迪對“質量與教學改革工程”的具體解釋是:“質量工程”是以提高高校的本科教學質量為目標,提高優質資源共享為手段,按照“分類指導、鼓勵特色、重在改革”的原則,在專業、課程教材、實踐教學與人才培養模式等 6 個方面進行改革與建設,支持和鼓勵高校在人才培養模式方面的深入改革和大膽創新,引導高校的本科教學方向,帶動教學的全方位改革和創新。所以,對于高校創新型人才的培養是配合我國高校教學改革以及適應土木專業發展的趨勢而進行的高校人才培養模式。
一、國內外工程類人才培養的不同模式
(一)國外人才培養的模式
國外工程教育領域,具有代表性的兩種模式主要有美國模式和歐洲大陸模式。美國模式主要是由社會和學校兩部分組成,高校學生在校期間先進行工科基礎教育,學生畢業后則由社會提供具體化、職業化的專門教育,并且有各專業的工程師考試和職業資格認證的要求,在完成所有項目以后才能成為工程師;歐洲大陸教育主要以法國和德國為代表,其培養過程主要在學校完成,大學生在學校要先完成與工程師相關的基本教育和基礎訓練,獲得職業資格認證,則在畢業時可以取得工程師學位。國外工程類的人才培養模式,均對學生的基礎教育和實踐有著同等重要的要求。
(二)中國工程教育人才培養模式
中國工程教育則較為傾向于知識,其教育的主要目的和出發點在于傳承和創新人類的知識和文化,這種觀念也被稱為學科本位論。因此,也造成了中國土木工程教育的主要模式為:高校學生在校期間接受的是土木工程專業基礎知識的培養和學習,畢業進入專門企業以后,通過在企業具體工作的過程中來完成工程師的職業教育,自此才可以成為一名合格的土木工程師。
綜上所述,中國的工程教育人才培養模式以及與之相關的課程設置都是沿革了國外的相關模式,但因為中國教育界和高校對于大學生培養的認知是在于知識的引導與學習,因此也造成了大學生土木工程師職業化培養的滯后,不能與其畢業后的職業生涯進行有力的結合,土木工程企業在招聘人才時皆希望大學畢業生已具備與工程師相關的基本能力,土木工程企業無需再進行其基本能力的培養,特別是對于工程實踐能力和創新能力有著較高的要求。所以,土木工程企業的用人觀念也要求我們高校在土木工程人才培養方面進行變革。
二、土木工程專業人才培養現狀分析
如上所述,中國工程教育人才較為偏向于知識的傳承和創造,因此,我國土木工程教育的現狀存在有多種矛盾體:第一,國家、社會、企業均需要工程師人才,而高等學校卻不培養工程師。第二,學校教學主體缺乏工程實踐經歷,而學生卻需要接受工程實踐能力的培養。
在第九屆(2008 )全國高校土木工程學院院長工作研討會中,總結了國內土木工程專業人才培養過程中出現的兩個明顯的特點:
第一,類型不同的學校有不同的定位。根據高等學校土木工程專業指導委員會專家最新的調研統計,我國目前共有362所高等院校開辦了土木工程專業的本科教育,其中研究型大學(985、211學校)共有65所,主要是培養創新型人才,教學型學校297所,主要培養技術應用型人才。 第二,不同類型土木工程專業人才的社會需求在單位規模(大型、中型、小型)、單位性質(設計、施工、管理)、崗位層次( 總工程師、主任工程師、專業工程師) 等方面有所不同。
目前,較多高等學校對于實踐性教學和創新型能力培養不夠重視以及沒有充分合理的認識,部分高校只是簡單地復制研究型大學的辦學模式,使得高校畢業生一方面在從事科學研究時對于基礎知識的掌握不夠,另一方面從事施工技術時又缺乏相關的工程職業素養,從而導致了社會對于高等學校工程教育教學質量認同程度的不斷降低。
三、土木工程專業創新型人才培養模式構建的意義
(一)從宏觀角度講,高等教育人才培養模式的變革,是建設創新型國家,實現科學發展的基礎
黨的十七大、十報告中均提出要建設創新型國家的精辟論述。建設創新型國家,培養創新型人才是關鍵和基礎。高等教育人才培養模式的變革,是針對建設創新型國家和科學發展觀所實施的具體做法。
(二)從中觀角度講,培養具有良好創新型的高素質創新型人才,是土木工程行業的發展的現實要求
隨著社會經濟的發展,土木工程材料的更新,土木工程建設市場的開放,使得這一行業的壟斷逐漸破冰,與土木工程施工和監理相關的企業也逐漸改變了過去的單一經營模式,并試圖向橫向全面發展。但是,現今的山區高速公路、大型橋梁隧道工程、超高層建筑工程、特大型水利水電工程和港口航道工程等各項技術的難度不斷提高,項目的管理與國際接軌,使社會對專業人才的要求越來越高。與此同時,高校中對土木工程師的培養模式日益陷于“學術化”和“通才化”,畢業生對于實踐能力和創新能力的缺失已然與社會對土木工程師的實際要求脫節,土木工程行業所需要的技術、管理、創新等全方位高素質人才,在高校中未能如愿以償地培養出來,因此,要求開辦有土木工程專業的各類高等院校,必須轉換人才培養的思路,改革創新人才培養的模式,探索培養土木工程專業創新型人才的途徑和方法。
(三)從微觀角度講,探索和實踐創新型人才培養模式,是保證高等學校畢業生就業的根本
目前,我國高等學校畢業生都存在著找工作難的問題,這一方面與高校人數逐年增多有關,但也與高校工科教育嚴重的產學脫節有關,高校教育只重學術性和與當代最新技術的脫節,使得學生對于實踐有著眼高手低之惑。要解決“就業難”這種現狀,最有效的辦法就是樹立培養創新型人才的觀念,并逐步改革創新型人才培養的模式,不斷強化本科生工程技能方面的培養,加強工程類畢業生的實踐操作能力。
四、土木工程專業創新型人才培養模式構建的幾點建議
綜上幾點,我們通過對國內外工程教育的比較以及對土木工程專業創新型人才培養意義的認知,可以發現工程教育必須緊緊跟隨當今社會的高速發展,同時必須以社會、企業的需求為導向,以工程實踐操作能力為要求,更好地培養社會所需求的工程師人才。在土木工程專業創新型人才培養模式構建上,筆者主要有以下幾點建議:
首先,在具體的教學中,第一,要加強實踐教學的環節,逐步深化地為學生創造創新實踐平臺,改善實踐環境,推動學生自主創新活動;第二,在設置培養方案的環節上,要不斷地完善工程教育中的工程設計和實踐類課程體系,使得這兩方面的課程能夠貫穿高校學生整個大學教育過程,爭取使得學生的創新設計能力有較大的突破;第三,不斷深入和摸索高校的產學研結合模式。高校應當努力爭取校企共建、技術研發中心等實踐基地的建設,在行業專家的指導之下,培養學生動手能力和解決問題的能力。
其次,在教育觀念上,第一,做到大眾化教育和技術教育的平衡發展,培養學生基礎知識和實踐能力并重。第二,建立校內外雙導師制,以校內老師培養學生的基礎知識,校外企業技術老師則進行實踐能力的培養。這樣,學生才能在綜合素質方面得到提高,將具有更好的社會適應能力,學生將更為主動地學習和具有更高的工程設計創新能力。第三,要有國際化教育的思路,高等學校可以通過網絡教學和雙語教學,使學生能夠接觸到所學專業領域中最高精尖的技術和知識,也使學生能夠有高度的國際視野和嫻熟的技術溝通能力。
[ 參 考 文 獻 ]
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1.培養目標要求
土木工程專業人才培養目標是對受教方在經過大學階段的學習之后具備良好的專業實踐能力,滿足社會對本專業人才的需求。中外合作辦學的出發點就是充分發揮自身優勢,同時吸收國外的先進經驗和理念,使學生達到具有國際競爭力的水平。所培養的人才是具有對中外土木工程設計和管理理論、理念有較深理解,同時具有國際視野的創新性復合型高級工程技術人才。就業范圍可選擇建筑施工企業、建筑設計院和建筑規劃院等部門,也可出國繼續深造。要實現既定的培養目標,除在課程設置上進行研究外,還需要制訂科學的課程評價體系。
2.課程評價方式
中外合作辦學模式下,充分考慮不同國家之間的差異,對課程提出科學的評價方法,通過在教學和管理中的不斷修正,實現評價方法的逐步完善。具體到某一門課程,評價應該包括以下幾個方面:
一是對授課主導方,即授課教師的評價。對其教學內容和方法、教學內容中中外規范的異同的講授上做出量化評價。為了取得良好的教學效果,需要授課教師對現有的授課模式和授課內容進行改進。授課方式盡量嘗試以學生為中心的小班授課模式。另外在授課方式上進行創新,引入案例教學、討論式教學、現場實地教學、試驗教學等方式,充分調動學生的學習積極性。對不同教學方法的有效性進行評估,確定最佳的教學方式。
二是對受教方,即學生層面,可由任課教師、外方教師討論制訂基于學生反應的課程評估指標。通過制訂教學內容、教學方法和教學效果等條目,在學生完成課程考核之后,以提交問卷的形式完成對該門課程的教學效果的反饋,對有問題的部分可以提出整改方案,不斷促進課程教學質量的完善和提高。此外,對不同教學方法下的互動環節的效果進行評估,可以采取針對一個實際工程問題進行解答的方式來完成。
三是在課程的最終考核環節上進行根本性改革。在傳統的閉卷考試模式的基礎上,增加其他形式的考核方法,并調整相應在總成績中的比重。外方課程可以對學生以小組討論的形式解決一個具體的工程問題,并以答辯的形式進行考核,這也是國外教學中常用的考核形式。也可以根據不同的課程采用課程論文和課程設計的形式進行考核。不同形式的考核的目的是鍛煉學生的動手能力、團隊協作能力和獨立思考解決問題的能力。
四是在英語能力方面的評價。擺脫以往單一的紙面形式的考核形式,增加聽、說的比重,可以通過文獻閱讀、專題論文撰寫提升自身的讀寫能力,通過報告的形式鍛煉聽說能力。通過英語的能力評價和考核,力求在知識的廣度和深度方面能夠實現熟練的英語運用,為將來的職業方向的選擇增加備選方案。
3.結語
中外合作辦學模式下,為實現土木工程專業對人才的培養目標,同時考慮土木工程是一門理論與實踐緊密結合的學科,需要對設置的課程進行科學的效果評價。本文以土木工程專業中外合作辦學形勢下的人才培養目標為出發點,從授課教師、學生學習、課程考核、英語能力四個方面建立了課程的評價體系。任何課程評價體系都有自身的缺點和不足,因此,土木工程專業需要在教學實踐中不斷加以修正,力求能切實地實現既定的人才培養目標。
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1.教學內容滯后于橋梁發展現狀。目前,各專業在總的課程學時保持不變的情況下,通過大幅度精簡課程學時,來增加課程的數量。由于授課學時有限,橋梁工程課程的授課內容仍然重點講授簡支梁橋和拱橋的構造與計算,對于其它橋型只作簡要介紹。根據對學生的調查訪問,我們發現很多學生對橋梁建設技術水平的認識還停留在十幾年前,對最新的科研方向和技術水平知之甚少。
2.對橋梁施工與養護技術不夠重視。近年來,隨著我國交通事業的快速發展,需要修建更多的大跨度橋梁以跨越江河海峽等。橋梁跨度越大,其施工難度也越大。另外,我國既有橋梁坍塌事故頻頻發生,橋梁病害問題令人堪憂,種種現象表明,建國后第一個橋梁養護高峰已經來臨,而養護管理是解決養護工作的靈魂。然而,在教學中我們對這兩方面的重視還遠遠不夠。
3.師生互動交流不足。在國家大力發展教育的背景下,各大學紛紛擴招,專業人數大幅增加。很多學校往往把同一專業的學生們集中在一個大教室中,集體授課。由于在上課時,老師要面對更多的學生授課,從而無法顧及到每個學生具體的學習狀況,師生之間就專業問題也會缺乏充分的交流。
4.實習內容繁雜,缺乏針對性。為了讓學生能夠把所學理論與實踐相結合,教學中學生往往會被安排很多的實習內容。然而,由于教學實踐環節總學時保持不變,從而使每個實踐活動安排的時間減少,這就使得學生對所參加的實踐項目缺乏充分的準備,往往草草了事。
針對創新型卓越橋梁工程師培養而進行的課程改革
1.調整橋梁工程課群方向的專業課設置。進一步提高本科教學質量和辦學水平,針對當前社會需求以及橋梁工程學科發展的需求進行透徹分析,在原有的基礎上對本科生培養計劃做適當調整,對本科生教學的課程進行完善,同濟大學橋梁工程系在2009年2月20日、26日和3月3日分別召開討論會和教授沙龍專題討論土木工程專業(橋梁課群方向)專業課設置調整。經過再三討論決定,在學生的培養計劃任選課部分增加“橋梁施工與養護”、“橋梁工程發展與展望”和“軌道交通橋梁”三項內容,相應取消了“橋梁抗震與抗風”“、橋梁電算”和“箱梁分析”三項可選內容;在實踐環節將“簡支梁橋課程設計”、“連續梁橋課程設計”、“拱橋課程設計”和“墩臺與基礎大作業”四項內容穿插在“大跨度混凝土橋梁課程設計”和“鋼與組合結構橋梁課程設計”中。
2.所有課程開設小班教學。在專業課總學分和總學時不變的情況下,為了提高專業課教學效果,鑒于目前土木工程專業(橋梁課群方向)學生人數已達80人左右,滿足開設兩個平行班的基本條件,因此,擬將所有專業課限選課由原來的一個班,修訂為平行開設兩個班。
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(二)組織模式缺乏靈活性
目前,交通土建專業畢業設計實踐教學工作的組織開展模式仍是采用先學生選題后分組指導的方式。這種模式的問題首先出現在選題的方法上,目前采用的方法是從教師出的專題論文題目中進行選擇,選擇了哪個教師出的題目就跟哪個教師的小組做一般部分設計。教師出的專題題目往往和學生人數相等或者稍微多一些,這樣以來,選題就不可避免地出現了重復(多人選一題),盡管后來采用了“增加志愿”的辦法進行協調,但效果仍不好,無法從根本上解決這個問題。再加上由于將設計方向和選題掛鉤,就容易造成“選擇方向”和志愿從事的設計方向不相符,使得學生更加無所適從。因此,這是一種被動的選題,失去了原有的選題意義。應該鼓勵學生自主選題,不是從老師給定的題目中選,而是自己擬定題目后與老師溝通、討論后確定,這才是真正的選題。目前這種被動的選題方法常常導致學生勉強接收、被動應付。還有就是沒有經過合理的控制分配,造成分組后常常是各組學生的素質差別太大,給指導工作帶來極大不便。從整體上說,需要對目前交通土建專業畢業設計的組織模式進行調整,采用較為靈活的模式來滿足實際現狀的需要。
(三)指導模式缺乏高效性
交通土建專業畢業設計也是采用分小組指導的傳統模式,然而由于專業特性,這種分小組的指導方式在本專業應用時存在很多缺點。首先,目前交通土建專業設計分為公路、橋梁兩個方向,每個設計小組跟隨一個指導教師就一個方向進行設計,小組之間相互獨立。那么,對于公路工程方向來說,采用山區地形進行設計必然會遇到建設橋梁的問題,基于工作量的考慮,學生此時往往“重公路輕橋梁”,導致橋梁方案容易出現方案不合理的現象,影響整體的工程方案質量;對于橋梁工程方向來說,拋開工程背景環境單純對某種橋型進行結構設計計算,計算的成分過多,設計的成分太少,學生的專業思想訓練過弱,這種指導方式無法完整地鍛煉和表現學生的專業思想和技術素質。另外,從指導教師的角度來說,每個教師的專業側重不同,而路橋工程涉及面較廣,遇到的技術問題多變,有時難免對偏離個人專業的細節技術問題把握不好,單獨指導不如小組配合指導更加有效。為此,目前指導模式的教學效果有待于進一步提高。
二、教學模式改革方法為解決
交通土建專業畢業設計教學模式存在的主要問題,筆者認為應從以下三個方面進行改革:
(一)設計內容模式改革
第一,將目前各自獨立的設計方向改變為綜合設計,即基于一定設計原始條件,公路和橋梁同時考慮,合并設計,將橋梁設計放在公路設計地形的大背景當中,這樣的優點在于克服了原有的橋梁設計簡單方案化以及過于程序化。當路線行進過程中,需要設置橋梁的時候,橋梁的方案對于路線影響其實是很大的,綜合考慮有利于平衡兩者之間的關系。這樣以來,整體設計重點突出方案的考慮,加強設計思想的鍛煉,適當降低純計算的內容和工作量,而使得總工作量和原來大致相同。第二,以公路、橋梁設計為主,適當增加城市道路、隧道、地鐵的設計內容,總體上使得設計內容更加豐富和多樣化,達到這一點,可以通過設置設計背景進行體現。原有的設計背景大多數是選擇距離城市很遠的地區,這樣的背景決定了設計以公路為主要對象。隨著城市化進程的提高,城市交通愈發重要,也造成了一定的相應人才短缺,為此,可以將設計背景設置于城郊地區,從而形成以公路為主,近城部分涉及城市道路以及地鐵等設計,以迎合市場需求。
(二)教學組織開展模式
改革對畢業設計組織工作開展模式進行改革,重點是選題和分組的模式,以及如何有效地對設計工作進程進行控制,主要的辦法是變目前“先選題后分組”為“先分組后選題”。這種方式有效地避免了選題的盲目性以及扎堆現象。一旦選題扎堆,最終還是僅能滿足一個同學的選題,其余同學需要重選或者命題,于是先選題無法滿足大多數人的意愿,也就失去了本來的意義。先分組則可以將選題人數化整為零,小組內進行選題必然效率更高,同時,先分組的還可以考慮小組間學生成績、能力的均衡,這一點的重要性在于設計過程中,一個小組的設計進度和質量需要有1~2個領頭羊,形成一種設計工作氛圍,無形中促使著整個設計小組工作的前進。分組后的選題由“指導教師出題學生選”這種被動狀態變成“學生擬題再與教師商定”這種主動選題。而對目前的過程管理,則應該改變現在的“大階段制”為“小階段制”,即需要將檢查節點在原有的基礎上進一步細化,事實反復證明粗放式的管理容易使設計工作失控,往往形成了趕設計進度的現象,設計質量難以保證。通過教學組織方式改革,總體上使畢業設計教學工作的開展更加客觀化和靈活化。
(三)指導工作模式
改革針對目前采取的獨立小組指導工作模式進行改革,配合設計內容模式的改革,主要采用設計指導小組的工作模式。將設計內容中的道路、橋梁、隧道、地鐵合并設計時,當然需要相應方面的教師參與指導,為此,應由2~3名教師組成設計指導小組,其基本組成原則為小組成員的專業搭配合理,盡量兼顧職稱、年齡的搭配,并考慮工作量等因素,每個教師平均指導人數可以與原來相同。這樣以來,由原來的一名教師指導全部設計內容無法對每個方向進行精細掌握的狀態,改為整個設計小組共同控制,小組成員之間進行合理分工,發揮各小組指導教師專業優勢進行設計分部指導和質量控制,總體上提高了畢業設計指導工作的質量和效果。
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近年來,我國高等教育界開始關注和研究應用型本科人才的培養。應用型本科院校辦學定位在培養高級應用型人才,多數借鑒國外應用科技大學的成功培養模式,在理論認識和教育實踐方面目前還都處于摸索階段。由于培養的是應用型人才而非學術型人才,著重培養學生的實際應用能力,學生畢業后主要從事一線生產和管理工作,因此也就產生了在培養過程中融入科學史這樣以提高科學素養和培養創新意識為目的的課程教育問題。
一、科學史的作用
科學史是一門較新的學科,科學史教育在培養學生獲得科學素養方面能起到關鍵的作用。由于它比較全面和深刻地揭示了科學本身以及與其內外相關的因素,因此有利于學生了解每項科學成果產生的曲折經歷,體會到科學家探索科學奧秘的艱辛,激發他們投身科研、服務大眾的激情。具體來說,科學史可以幫助人們理解科學和認識科學的應用,具有一般普及性教育方面的功能。同時,科學是由不同文化中不同的人來創造的,科學是人類共同努力的結晶,許多人對科學傳統或傳承做出了貢獻。從“地心說”到“日心說”的演變可以看出,科學的革新要打破傳統的認識,并且獲得大多數人的認同,曾經是一件十分困難的事情。科學史可以作為科學決策的基礎依據,研究科技政策史,有利于科技政策的開發和創新,引導教育政策的制定和改進,為社會培養更多的人才。對于高校學生來說,通過科學史的教學,不僅能學到具體的科學知識,而且還能學會使用科學的方法來進行自身學科的學習和研究,開闊視野,更能把握科學的概念和方向。
二、應用型本科人才的特點
按照人們在生產過程中所發揮的作用不同,可以將人才劃分為理論學術型和應用型兩大類。通常,社會發展是從科學到技術再到生產的過程,是發現、創新、應用和生產的過程。理論學術型人才,富有創新和研究能力,在經濟社會發展中承擔發現和創新的重任;應用型人才,把發現和創新變成實踐,主要承擔應用和實際生產的任務。從提高生產效益和工藝水平上講,應用型人才的作用更為直接和顯著。按照生產活動過程中的創新程度、解決問題的復雜度,還可以將應用型人才再劃分為工程型、技術型和技能型。應用型本科人才應該主要定位在工程型和技術型人才上。工程型人才主要依靠所學專業的基本理論知識和技能,將科學原理和學科知識轉化為設計方案或圖紙;技術型人才主要從事產品開發、生產管理和經營等活動,將設計方案與圖紙轉化為產品。他們也就是社會上常說的工程師和技術員。應用型人才在擁有“應用”特征的同時,還應該擁有“高素質”的特征。在知識方面,高素質體現在知識的廣度和知識的深度。在知識廣度上,他(她)們不僅要有一定的理論知識,同時還要有較強的實際技能;不僅要有廣博的專業基礎知識,還需要有扎實的應用性知識;另外,還要有一定的人文和財務管理方面的知識。在知識深度上,他(她)們要從“夠用”和“實用”的基本要求逐步向“基礎扎實、增強后勁”轉變,要從掌握職業技能和技術操作的基本要求向掌握完整和系統的專業知識體系轉變。在能力方面,高素質體現在他(她)們不僅要有一定的實踐操作能力,還要有較強的創新能力。在以技術規范為基礎,具有從事某種崗位的職業技能和實踐運用能力的同時,這些人才還要具有應用知識進行技術創新和二次開發的能力,不斷適應市場的需求,制造出符合實際的產品或服務。
三、應用型人才培養過程中進行科學史教育的必要性
應用型人才培養過程中進行科學史教育其基本出發點包括三個方面:首先符合國家應用型人才的素質要求,其次滿足新世紀工程師教育的要求,最后適應科技發明與發現的多層次性要求。
(一)國家對應用型人才的素質要求
應用型本科人才應該具有一定的科學素養品質,包括:良好的科學態度、正確的科學判斷力、較強的思維能力。擁有良好的科學態度,對待事情要善于正確運用科學的觀點去判斷,不能盲從或目無一切;對待問題要善于從抽象角度出發,用科學的觀點去解釋和解決問題,要有較強的思維能力。應用型本科人才屬于國家高級技術類人才,擔負著技術轉化和應用的職責,應該是生產力水平提高的主體力量,其對待技術問題的看法,也即技術觀,可能會影響到社會整體的科學素質。
(二)新世紀工程師教育的要求
科學家是發現一個已經存在的世界,而工程師是創造一個不曾有過的世界;科學家的任務是認識自然,工程師的作用是與自然協調地發展人類社會。新世紀的工程師面臨著技術高速發展、全球化、計算機普及以及信息交流迅速的大環境,對新世紀工程師教育的要求影響到工程師的培養效果。在創造性上,科學家強調原創,誰先發表,誰就是領先,就是原創;工程師則不一樣,在紐約建一棟結構復雜的大樓和在上海蓋一棟結構復雜的大樓,兩者地基條件不同、設計方案不同,不能說誰比誰強,都是技術上的創新。對新世紀工程師來講,不一定要原創,可以是創新,也可以是不同條件下的新的實踐。因此,對新世紀工程師教育的一個要求,就是要強調創新。在快速變化的時代,應用知識解決現有的新問題,解決問題的方法有工程師自身的因素也有歷史傳承的因素,科學史是一個良好媒介,研究技術發展史,可以更快更好地跟上時代的步伐。
對新世紀工程師教育的另一個要求,就是把知識要求放在能力要求的后面。因為知識發展很快,想把所有的知識傳遞完,沒有足夠的時間,怎么辦?只有把學生的能力訓練出來。因此,對學生來講,知識、能力和素質都非常重要,但不是一個層次的東西,能力比知識重要,素質比知識更重要,這是新時代對工程師教育三個層次方面的要求。還有,對新世紀工程師的一個要求,就是對技術的熱情。沒有對技術的熱情、對本專業的熱愛,是不可能做出任何成果的。科學史的教育和熏陶,正好能傳達這些思想。在無數科學家和工程師的成功與失敗中,引領了一代又一代學子獻身科技事業,不斷提高自身的技術能力和技術熱情。
(三)科技發明與發現的多層次性要求
科技發明與發現并不是理論學術型人才和科學家的專利,在社會經濟生活的各個方面、不同層面都有發明和發現的因素,應該說科技發明與發現具有多層次性。工廠車間生產工藝的革新和施工現場的實際操作方法變革等,都會在日常的生產中出現,這些多數都是應用型人才服務的領域。高尖端科技的研究由高尖端理論型人才去解決;常規民用科技的開發與革新,顯然離不開應用型層次的人才。應用型人才在培養過程中也需要灌輸創新意識和傳授創新方法,這些也需要科學史教育作為輔助的手段。
四、應用型人才培養過程中進行科學史教育的途徑
(一)開設科學史通識課
在應用型本科人才的培養初期,開設科學史通識課程。具體學習方式可以采用傳統課堂授課、專題講座和在線自學等多種形式。科學史通識課的學習效果,可以采取寫學習報告或專題論文的方式進行評價。通過讓學生在學習的早期就了解有關科學史的系統理論知識,為后期學習各自專業課程和研究打下良好的基礎。
(二)將科學史融入專業課程教學中
將科學史融入專業課程教學中,所強調的是針對各學科的特點進行教學設計,在教學的過程中將歷史上科學家或工程師們所產生過的爭論、質疑和錯誤等呈現在學生面前,使得學生了解到目前該問題的解決方法的由來、優缺點以及發展方向等,在高一層面上讓學生對所學知識和理論有著深刻的認識,為下一步應用或創新打下扎實的基礎。以土木工程類專業的橋梁工程課程教學為例,該課程的內容包括橋梁的設計、施工與養護等。就橋梁材料而言,目前有鋼筋混凝土橋梁、預應力混凝土橋梁、鋼橋梁以及新型材料橋梁,各種材料橋梁的特點和構造很多,學生一時難以完全掌握。通過教學設計,在講述橋梁材料分類的過程中,可以添加橋梁材料演變歷史的講解,讓學生知曉不同材料的橋梁在不同時期出現的原因和應用方法,了解當時的技術水平和橋梁設計理論的發展過程,增加學習興趣,提高學習效果。在學生做課程設計的過程中,要指導學生帶著科學史的觀點,分析自己所做的課程設計與前人的科技成果有無不同之處、有無改進之處和有無實際價值之處,讓學生在完成課程和課程設計以及獲得學分的同時,得到知識的積累和思維的提升,這樣有助于實際工作能力的提高。
(三)適當地進行科學訓練
在應用型本科人才的培養過程中,根據學生的實際狀況,適當地進行科學訓練。科學訓練是針對小部分學生群體,在不影響正常學習的情況下進行的。科學訓練采取的方式可以是開展科技大賽或設計大賽等。通過各種競賽對學生進行科學強化訓練,快速提高學生的科技水平,對學生今后在工作中發揮創造力有很大益處。
五、結語
在應用型本科人才的培養過程中需不需要進行科學史教育,回答是肯定的。這樣做符合國家應用型人才的素質要求,滿足新世紀工程師教育的要求,并且適應科技發明與發現的多層次性要求。對學生進行科學史教育,可以更好地提高學生的科學素養,培養學生的創新意識,拓寬專業視角,提高全民族的整體素質。
參考文獻:
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篇6
摘要:在“卓越工程師教育培養計劃”下,給水排水工程專業水工藝設備基礎課程的設置在教學過程中存在諸多問題,需要對傳統的教學模式進行完善。文章從教學思想、教材與教學內容、教學手段與方法、實踐環節和考核方式等方面進行了分析,提出了該課程的改革措施與嘗試,提高了該課程的教學質量。
關鍵詞:水工藝設備基礎;教學模式;教學改革
中圖分類號:TU82;G642.3 文獻標志碼:A 文章編號:
1005-2909(2012)01-0059-03
2010年6月教育部啟動的“卓越工程師教育培養計劃”旨在造就一大批創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量各類型工程技術人才,為國家走新型工業化發展道路、建設創新型國家和人才強國戰略服務[1]。該計劃對促進高等教育面向社會需求培養人才,全面提高人才培養質量具有十分重要的示范和引導作用。通過實施這一計劃,促進中國工程教育改革和創新,全面提高人才培養質量,努力建設具有中國特色的現代高等工程教育體系。
隨著中國當前環境治理的需要和水處理技術的進步,以及設備制造業的快速發展,給水排水專業開始由傳統的土木工程型發展模式轉化為以工藝技術和設備裝備為核心的工業化過程型與工程構筑物共存的發展模式。隨著特定的工藝、設備高度集成技術和工藝流程在水工業的建設、發展中所占比例不斷提高,某些處理工藝過程已經可以完全轉變為設備型,技術設備和器材所占的投資比例也明顯上升,水工藝工程不斷向設備化、產業化和市場化發展的趨勢。
在2003年4月全國高校給水排水工程學科專業指導委員會制定的專業課程設置和培養方案中,將水工藝設備基礎課程列為給水排水工程專業的主干課程[2],由于卓越
計劃旨在促進中國工程教育改革和創新,培養具有工程能力與創新精神的卓越人才,因此,其教材內容改革、課程建設、教學方法等多個方面均有待于進一步發展和完善。文章通過對水工藝設備基礎課程教學現狀的分析,提出了在新的機遇下如何對其進行相應的教學改革與探索。
一、推動教學思想改革
水工藝設備基礎是一門綜合性較強的課程,涉及到材料、機械和力學等基礎知識。該課程作為一個新興產業,眾多高效能、低消耗和專業化設備不斷涌現,以及大量通用設備的國際化,要求教師只有
在擴展專業知識的同時,緊隨時代步伐、與時俱進,才能使相關的知識內容與國際接軌。培養卓越工程師的前提是擁有一批卓越的大學教師,所謂的“卓越”就是成功地以各種方法幫助學生學習,這些方法對學生的思想、行為和感情產生持久、真實和積極的影響。不斷地推動教學思想改革,將教學思想的核心從教師需要做什么轉變到學生需要學什么上來,創造一個學生可以學習的環境,讓學生更多地參與到教學過程中。由于當前大學教師基本是從大學或研究所到大學,自身缺乏工程能力的培養經歷,因此,卓越計劃首先要完善教師工程能力培養體系。從要求教師通過全國注冊公用設備工程師考試到進行校企聯合工程項目合作研究,讓教師在走上講臺之前能夠具備更好的工程實踐能力。培養和擁有工程實踐與創新能力的師資隊伍是實施卓越計劃的前提,推動教學思想改革是實現卓越計劃的保證。
二、教材與教學內容的改革
隨著水處理技術、工藝的不斷改進和完善,以及水工業設施建設中成套專用設備和檢測、控制儀器儀表投資比例的逐漸提高,水工業設備、器材和儀器儀表與工程要求之間的差距已顯現出來。水工藝設備和自動控制系統作為提高水處理效率、保證水質處理效果、節省運行費用、減輕勞動強度的關鍵。裝備水平成為水工業發展水平的重要標志。由于水工藝設備技術的迅速發展,現有教材部分內容出現滯后,需要教師查閱資料,并關注學科的前沿動態,以
縮小授課內容與實踐技術的差距。
根據同濟大學、建筑工業與高等教育等出版社出版的同類教材,工藝水設備基礎課程從教學內容上[3-5]主要有三部分:設備材料、制造與防護基礎,水工藝常見設備,水處理工藝新設備。根據課程內容而言,每部分有各自鮮明的特點。材料選擇、腐蝕防護、設備與機械制造及容器設計來自不同基礎學科,內容表面看似獨立但內在聯系緊密,學生往往無法在短時間將內容有機聯系起來,造成理解困難。如何將這些基礎知識滲透在水處理設備課程中介紹,形成一個有機體,是提高學生學習興趣的關鍵。水處理工藝通用和專用設備介紹是這門課程的主要內容,學生對專用設備的關注往往忽略了對通用設備的了解。各種專用設備的特性及通用設備的規范化和標準化是授課的重點。僅僅關注教材內容,將限制學生對國內外眾多不斷涌現的高效能、低消耗和專業化水工藝設備的了解。如何激發學生興趣、拓展知識面、了解水工藝新設備,并通過實踐環節真正體會與理解該課程的教學內容是教學改革的目的。
三、教學方式改革
(一)教學手段革新
現代化的教學手段可以提高學生的學習興趣,更加符合當代大學生心理特征和成長軌跡,有利于提高他們的學習效率。水工藝設備基礎是一門綜合性很強的課程,也是一門比較適宜采用多媒體教學、現場教學和案例教學等現代教學方法與手段的課程。該課程
理論基礎采用板書演繹推理外,其余內容采用多媒體教學,圖文并茂、音色俱全、動靜結合。其中涉及和水處理工藝結合的設備可以做成動畫,加上聲音效果和動態流程分析易于加強學生的理解。充分調動學生學習的積極性和主動性是教學改革的出發點。嘗試讓學生以自己對新型水工藝設備的調查與思考制作多媒體,然后
對全班學生講述,并在教師的指導與引導下發動全班學生分析與討論。利用現代化的教學手段,讓學生更多地參與到教學過程中是教學方式革新的關鍵。
(二)雙語教學嘗試
當前水工藝與環保設備越來越國際化,眾多的國際品牌走向中國,同時中國制造的設備也開始大量出口。如何提高學生的水工藝設備的專業水平,開展雙語教學是高等教育實現與國際接軌的重要舉措之一,是學生面向未來走向卓越的較好方式[6]。實施雙語教學最直接、最主要的出發點是提高學生專業英文水平,滿足國家、地方和學生未來發展包括工程技術的需要[6]。針對水工藝設備課程中專用設備的重點內容,如攔污設備、攪拌設備、投藥消毒設備、除污排泥設備、曝氣設備等進行雙語教學。由于學生已經具備一定的專業基礎知識和英語交流能力,雙語教學進展順利,擴展了學生專業詞匯和提高了專業英語交流等能力。
(三)實踐能力培養改革
在教學過程中,以學生為主體,充分調動學生的學習主動性。在學生如何學上,注重讓學生掌握學習的方法,培養學生的獨立思考能力和創新能力,使之主動參與教學全過程。水工藝設備基礎課程的應用性和實踐性都很強[7],注重培養學生的實踐能力是其工程能力培養的開始。首先,教師將常用水處理設備進行分類,通過課后作業的形式,讓每位學生選一種設備進行調查并要求聯系至少一家優秀的國內廠家,并分析該產品的特性、主要優勢和市場前景等。學生參與熱情很高,通過郵件、電話或現場參觀等方式得到大量一手資料。在這個實踐過程中不光了解水工藝設備的基本知識,還了解中國水工藝設備的歷史、現狀與發展趨勢,非常有成就感。其次,介紹并引導學生參加國際和國內水工藝設備展覽會。每年上海均舉辦數場大型水工藝設備博覽會,讓學生走到展覽會現場及時了解最新的水處理設備。最后,雙語教學不能停留在課堂教學上,學生可以在展覽會上與國外的水工藝設備廠家進行面對面的交流,或者就同一水工藝設備產品及國內外廠家進行了解與比較,分析在設備的制造、設計和防護等方面的差距。采用“走出去”政策,利用現代通訊方式開展實踐環節極大地提高了學生學習的興趣與參與熱情。總之,通過教師的引導和學生的實踐,探索研究型的實踐教學方法,培養學生的創新意識,提高學生對給排水設備的實際應用能力,達到良好的實踐教學效果。
(四)考核方式改革
水工藝設備基礎課程涉及到的內容較多,通過調整考核方式引導學生對整個教學內容總體把握,注重考察學生的綜合應用所學知識的能力[8]。針對設備材料、制造與防護基礎部分內容采用專題論述或專題論文的形式考核學生掌握該部分內容的熟練程度。改變以期末筆試和閉卷考試為主的考核形式,采用全體學生公開參與的答辯方式。將全班學生按4人一組自愿分成若干小組,其余組的學生和教師為
答辯委員。在答辯時,各小組首先要陳述所選課題,然后回答答辯委員會所提的問題并作總結,最后提交總結材料。這種方式能更好地完成對學生的考核。
四、結語
在“卓越工程師教育培養計劃”的大背景下,通過對目前水工藝設備基礎課程教學的情況分析可知,由于該課程設置時間不長,無論是教材內容和教師自身素質培養,還是教學思路和手段都存在很多急需解決的問題。文章從教學思想、師資隊伍、教材內容、教學方法與手段、實踐環節、考核方法等多個方面進行了分析,并提出了具體改革措施以提高教學質量,培養素質優秀、具有創新精神和綜合能力的給水排水工程應用型人才。
參考文獻:
[1] 林健.“卓越工程師教育培養計劃”專業培養方案再研究[J].高等工程教育研究,2011(4):10-17.
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[3] 金兆豐.環保設備設計基礎[M].北京:化學工業出版社,2005.
[4] 黃廷林.水處理工藝設備基礎[M].北京:中國建筑工業出版社,2002.
[5] 張朝升.給水排水工程設備基礎[M].北京:高等教育出版社,2004.
[6] 胡碧波,陽春,許曉毅.水處理類專業雙語課程參與式教學法實踐研究[J].高等建筑教育,2011,20(1):109-111.
[7] 王宗平,左椒蘭,任擁政,等.給水排水工程實踐環節質量保障體系教學改革研究[J].理工高教研究,2010(5):132-134.
[8] 曾鴻鵠,成官文,張學洪,等.水工藝與工程新技術課程教學改革實踐[J].高教論壇,2008(1):29-31.
Teaching mode of base of water processing equipment
TANG Yu-lin, GAO Nai-yun, YU Shui-li
(College of Environmental Science and Technology, Tongji University, Shanghai 200092, P. R. China)