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(一)坚持把深化思想认识和理论学习贯穿全过程。
当前,为应对国际金融危机和加快珠三角地区现代化建设,国家和省市各级都陆续出台了不少好的政策措施。随着国际国内经济形势的变化和改革发展工作的深入推进,贯彻落实好这些政策措施任重道远,许多政策措施还需要完善配套。这就需要我们不断地提高认识,不断地加强理论学习思考,才能更好地应对我们日益繁重的工作,才能真正发挥好我们的职能作用,为推进我市“三个适宜”新型城市多做贡献。从分析检查阶段的目的来讲,全体党员干部都要完成好“找准突出问题,完善发展思路”这项任务。这必然要求我们必须不断地去深入学习领会和思考消化科学发展观的深刻内涵,只有这样,才能够始终掌握好实践科学发展的方向和标准,才能够进一步提出完善我局推动科学发展的思路和努力方向。
的署
体党员干部,工作十分关键,任务非常艰巨。我们一定要(二)坚持高标准严要求,确保分析检查工作质量。
一是要突出抓好个人分析检查工作的落实。每一位同志都要紧密联系工作实际,大胆剖析自己在学习实践科学发展观活动的过程中存在哪些突出问题,包括政治纪律、发展理念、政策水平、完成任务、勤勉高效、廉洁自律等方面的问题,要分析检查存在这些问题的主要原因是什么,今后应采取哪些措施进行整改。
二是要广泛组织开展征求意见活动。①设立意见箱,发动本单位的同志向班子和领导干部个人提意见建议。②下发征求意见表到各个镇区各有关部门征求意见。③局内部采取个别座谈或召开座谈会的方式征求意见建议。④结合业务工作,由各分管领导带队组成若干个组下镇区征求意见。办公室负责制订实施方案。⑤领导干部互相谈心听取意见。
三是要开好班子专题民主生活会和党员组织生活会。要认真做好会前准备,做到“四不上会”,即:谈心活动谈不透的不上会,发言材料准备不好的不上会,整改措施不实的不上会,努力方向不明的不上会。要注意保护干部的工作积极性,开展批评与自我批评以正面教育为主的原则,不纠缠历史旧帐,不纠缠个人责任。
四是要高质量写好我局领导班子分析检查报告。报告的结构和质量要求严格按市规定执行,努力做到“四个充分反映”,即:充分反映我局党员干部在贯彻落实科学发展上形成的共识;充分反映党的十六大以来我局贯彻落实科学发展观取得的成效,全面梳理存在的问题,实事求是分析存在问题的主客观原因,特别是主观方面的原因;充分反映我局推进科学发展的总体思路,提出解决问题的办法和措施;充分反映我局按照科学发展要求加强班子建设的具体措施。
(三)坚持重实际、讲效果、进一步突出实践特色。
学习调研期间,我局党委班子成员通过思考交流,初步提出了“一引一调二监管五协调”九项重点工作任务和四条保障措施。一引:就是要抓好经济预测预警和产业导向目录动态修编工作,不断引导经济社会科学发展;一调:就是要以经济社会发展宏观规划和重大项目投资带动为主要抓手,调节经济社会科学发展;二监管:就是要抓好粮食安全监管和市场价费监管,维护好群众利益和保障民生;五协调:一是协调抓好当前中心工作,全面推进《规划纲要》在我市实施;二是协调抓好扩大内需,努力促进我市经济平稳较快发展;三是协调抓好调整优化产业结构,进一步促进发展方式根本转变;四是协调抓好统筹兼顾,积极促进城乡区域协调发展;五是协调抓好综合改革,进一步建立有利于促进科学发展的运行机制。四条保障措施:一是进一步解放思想,筑牢科学发展的思想基础;二是加强领导班子自身建设,提高谋划科学发展能力;三是高标准建设公务员队伍,提高服务科学发展能力;四是进一步改进机关作风,提高党员干部服务水平。我们要紧紧围绕这个基本思路,抓紧落实好当前已经明确的具体工作,确保我局在学习实践活动取得实效。
(四)进一步加强组织领导,努力把落实工作抓细抓实。
一是领导班子和领导干部要切实履行好既是组织领导者又是分析检查参与者的双重责任,继续发挥好示范表率作用,在5月20日前高质量完成个人发言材料,确保5月下旬完成召开党委班子(扩大)专题民主生活会,6月上旬完成召开党员组织生活会。
二是要认真组织好《领导班子分析检查报告》的起草工作,党委要严把质量关,坚持做到“四不通过”,即对征求意见范围不广不通过、查找突出问题不准不通过、推进科学发展思路不清不通过、服务科学发展举措不实不通过,确保报告顺利通过审核抽查关。
课题负责人:张希营 杨柏柱
课题主持人:胡新岭
课题实施人:石海峰
实验班班主任:鲁金民
实验教师:
鲁金民、王艳说、庄雪艳、沈鸿雁、王相连、张倩倩、
葛振玲、车丽
材料组:
刘青国、石立功、高海威、王志华
二、研究措施:
1、认真组织课题组成员学习教育教学理论、学习有关课题研究方面的专业知识,提高科研能力。
2、在有条件的情况下组织教师到科研先进单位学习、交流研究经验。
3、对课题组成员的研究情况进行定期评估,对研究工作成绩突出的教师予以表彰奖励。
4、定期召开课题组成员会,交流、展示研究成果。
三、本学期的主要研究目标:
1、完成学校社会环境状况的调查与分析。(高海威负责)
2、完成学校、家庭与社会学习环境的调查与分析。(鲁金民负责)
3、完成《给学生家长的十条建议》的信息反馈的统计与分析。(石海峰负责)
4、 研究如何在各科课堂教学中创建积极的学习环境,出一本《创建积极的学习环境论文集》。
5、开展课题组成员集体备课活动,学习、交流、掌握在课堂教学中情景创设的方法与技巧,使用专用备课,形成模式和特色。
6、开展个案研究。选择部分优生和学困生作为采访对象,搞好个案写作。
7、创建积极的学习环境教学策略研究:
(1) 新课程理念下的教师行为策略研究.
(2) 新课程理念下的学生行为策略研究.
(3) 新教材实施过程中学生学习环境的积极创建策略研究
(4) 学校、家庭、社区三位一体教育模式研究
[关键词]卓越计划 实践教学 校企合作 工程实践能力
[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2013)24-0044-02
我国2010年6月启动了“卓越工程师教育培养计划”,这是教育部贯彻教育规划纲要精神率先启动的一项重大改革计划。2012年2月我校化学工程与工艺专业被教育部批准为第二批“卓越工程师教育培养计划”试点专业。高校通过在理论教学和实践教学中不断融入工程实践理念和创新理念,加大学生工程实践能力和创新能力培养,校企联合,重新构建新的实践教学体系成为学校刻不容缓的重点工作。
一、实践教学现状分析
第一,专业基础课程学习时间安排偏后。
第二,课程体系存在重工程科学知识,轻工程实践训练,重专业知识的传授,轻综合素质与能力的培养的普遍问题。
第三,专业基础验证性实验较多,综合性、设计性实验项目偏少,实验内容、形式有待调整。专业实验项目零散,有待进一步整合。
第四,总体实践教学学时不足,环节单一,校企合作深度及广度不够。
只有生产实习环节在企业进行,学生缺乏提早接触社会、企业的机会,毕业前对企业文化、专业知识在实际生产中的作用理解不透。还没有为卓越工程师的培养营造一个很好的条件。
第五,实践教师缺乏工程思维、方法、实践能力。很多教师从学校走向学校,没有进入过企业参与工程实践,“非工化”趋势明显。
二、基于“卓越计划”实践教学的改革
“卓越计划”与以往工科学生培养的显著区别在于定位更精确、目标更明确、评判标准更准确。即针对工业界,培养行业的高素质工程技术人才,能够在企业中发挥切实、有效、有创造力的工作。正因为如此,“卓越计划”必须立足于工业企业人才需要标准,有目标、有计划地为企业的发展培养专业优秀人才。
(一)调整教学计划
将本科四年的教学过程改为“3+1”模式,将部分实践内容集中到最后一年进行,第4年以实习实训教学为主。将专业基础课程尽量在第一、二学期学完,这样有利于安排相关的实践类课程、后续专业课程的跟进,思政等课程可以均匀分配在后面学期。
(二)优化教学计划
整合课程,减少纯理论性的内容,增加结合工程实际应用型的内容,增加专业应用型课程的学习,如化工管路设计安装、化工软件,开展工程设计。教学中改变传统讲授方法,推动基于问题、基于项目、基于案例的研究式教学,基于构思、设计为主的设计式教学,基于化工企业、车间的过程单元式教学模式,聘请企业教师联合授课。
(三)增加实践教学的学时,增加实践教学的环节,校企深度合作
沈阳工业大学化学工程与工艺专业地处辽阳校区,坐落于“石化城”—中石油辽阳石化公司,充分利用这一地域优势,在“卓越计划”政策的支持下,在企业建立“石油化工工程实践教育中心”,把以课堂传授间接知识为主的学校教育环境与直接获取实际经验、能力为主的生产现场环境有机结合于学生的培养过程之中。将学校的课堂教育与教学延伸至企业,每学期都设计有企业人员参与的教学过程,增加实验室认识实习。
(四)改革专业基础及专业实验
减少专业基础的验证性实验,增加应用性、设计性及创新性。将专业实验改革为综合性、设计性实验,融合反应、蒸馏浓缩、冷却结晶、过滤、干燥、产品指标分析等。老师在指导过程中也模拟工业生产进行讲解,增强学生的工程意识。
(五)制定提高教师工程实践能力的培养计划,建立高水平的双师型专兼职教师队伍
高校教师的工程素质是培养卓越工程师的关键,实行教师下厂实习学习制度,安排专业教师参加各级工程实践能力提升培训,鼓励教师到企业寻找科研课题,参与产学研和实际工程设计项目,获得丰富的工程实践经验。从企业聘请高级工程师,讲授专业课中涉及的化工产品的生产过程,聘请设计院高级工程师讲授实际案例,指导化工管路设计与安装综合能力培训项目,指导毕业设计等,参与学生毕业答辩,共同评价学生的培养质量。
(六)建立实践教学保障体系
建立并完善实践教学管理体系,是保障教学质量,实现人才培养目标的重要措施。建立实践教学质量监控体系,全程监控实践环节,成立院系质量监督委员会,吸收学生、企业人员参与,规范各类实践环节的教学制度及评价标准。
三、卓越计划下工程与工艺专业实践教学体系的构建
在“卓越计划”的总体教育理念下,明确了我校培养应用型化工卓越工程师的目标要求。普通工科院校培养的目标应该是基础知识扎实、实践能力强和综合素质高并且具有一定创新能力应用型工程技术人才。让学生广泛学习企业的先进技术和先进企业文化,深入开展工程实践活动,参与企业运行、技术创新和工程开发,从而培养学生的职业精神、职业道德和工程实践能力。据此建立我校化工试点专业的实践教学体系。分为基础性实践能力、综合性实践能力、工程设计性能力、企业社会实践能力四大模块,实践环节学分占三分之一以上,工程实践教学四年不断线,企业学习四年不断线。结合工程实际,构建和完善“以实验及工艺基本操作技能训练为基础,以设计为主线,提高学生的工程实践能力和学习能力为目标”递进式的实践教学体系。
表1 化学工程与工艺卓越计划试点专业实践教学体系
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四、结语
我校化学工程与工艺专业通过实施“卓越计划”,构建实践教学体系,开展“模块化,多元化,多样性”的实践教学方法,与企业深度合作,建立实践教学质量保障体系,建立工程实践教学能力强的专兼职实践教师队伍,逐步提高学生主动学习的积极性,提高学生的综合素质,培养合格的化工卓越工程师。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 白艳茹,王旭,王小宁.卓越计划背景下创新人才培养模式的改革 [J].实验技术与管理,2012,(3):222-224.
[2] 詹世平,王卫京,赵启成,等.地方高校化工专业实践教学体系的构建 [J].实验科学与技术,2012,(3):99-101.
[3] 魏静等.基于“卓越工程师教育培养计划”的实践教学体系的构建与实践[J].纺织服装教育,2012,(6): 486-489.
关键词:卓越计划;计算机硬件;实践教学体系
0 引言
教育部提出的“卓越工程师教育培养计划”(简称“卓越计划”)是贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》和《国家中长期人才发展规划纲要(2010-2020年)》的重大改革项目,也是促进我国由工程教育大国迈向工程教育强国的重大举措之一。该计划旨在培养造就一大批创新能力强、适应社会经济发展需要的高质量各类型工程技术人才,为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务。它有3个特点,一是强化培养学生的工程能力和创新能力,二是学校按通用标准和行业标准培养工程人才,三是行业企业深度参与培养过程。
信息技术产业已成为现代社会的支柱,计算机科学与技术是信息产业的核心和灵魂,是国民经济和社会发展的基础,高校计算机科学与技术专业(简称计算机专业)肩负着为社会培养具有较强工程实践和创新能力的综合素质人才。中国民航大学自2002年以来狠抓落实实践教学,于2009年实施CDIO试点工程改革,2010年计算机专业获批为天津市“品牌专业”并加以建设,硬件是其中主要模块之一。硬件课程组多年来一直致力于硬件课程体系及创新人才培养模式的研究与实践,已初见成效。但就目前来看,实践教学这一理论联系实际的重要教学环节还较薄弱,直接影响着学生工程与创新能力的培养。因此,在“卓越计划”的契机下,探索计算机硬件实践教学模式,创新硬件实践教学体系,培养造就能适应经济和社会发展需求的计算机硬件系统工程师人才,着力解决计算机科学领域中硬件工程实践和创新方面所存在的问题,将具有极为重要的意义。
1 计算机硬件的重要性及目前实践教学现状
计算机硬件类课程是计算机专业中的核心课程,实践性强是其突出特点之一,提升硬件类课程实践教学质量对于提高学生实践动手能力、树立工程意识、培养创新能力、增强就业竞争力起着很重要的作用。特别是近年来,伴随着多核处理器的普及应用、嵌入式技术的蓬勃发展与应用以及物联网技术的发展,造成了全球对计算机硬件类人才需求的急剧增加(国际市场紧缺、国内市场急需,国内每年缺口大约20万人)。目前,欧美等发达国家理工科大学的计算机专业普遍都很重视硬件类课程,教学内容涵盖了从基本的MOS管、集成电路到整个计算机系统及接口电路,硬件实验已发展为由实验仪与EDA、VHDL和CPLD/FPGA等仿真器联合承担的阶段,嵌入式系统设计也逐步成为主流,提供给学生的实验工具多是体积较小的自主性实验平台,实验资料大部分是元器件生产厂家直接提供的技术手册,学生可以不受时间限制地进行自主实验设计与开发,这种原理设计-模拟实现-最终实现的实验形式能将软、硬件结合为一个统一整体,使学生更快适应实际工作或实际研究,同时又能充分锻炼和培养学生的动手操作、分析问题与解决问题以及创新思维能力,也能节省资源,是新时期下的发展需要与趋势。我国的硬件实践教学现状并不乐观,主要反映在以下3个方面:
第一,相对软件而言,硬件实验本身所固有的一些困难或问题,客观上给硬件实验教学的实施带来了一些难度,具体表现为:①实验消耗大、设备维护难、需要的设备资金投入大;②实验项目开发非一蹴而就,周期长、见效慢;③实验箱硬件线路相对固定,实验内容受硬件设计制约,自主性、综合性、创新性实验开发难且难以满足新技术与新方法的更新。
第二,实践教学的实施在主观上也存在一些问题。20世纪90年代以来的十多年间,由于硬件平台的通用化等原因,CPU研究被不知不觉地“放弃”了,计算机硬件教育受到了严重影响,反映在教学中就是硬件方面的课程被无限挤压,学生“喜软厌硬”甚至“欺软怕硬”,教师则是“重软轻硬”、“重理论轻实践”。具体表现为:①各硬件类课程实验教学自成体系,课程之间在内容上没有得到有机的结合和贯穿,内在联系没有被体现出来,没有形成很好的具有整体化、系统化、综合化的硬件实验教学体系和实践培养体系;②各门硬件课程实验内容与社会需求相脱节,一些新技术未能及时体现在实验中,没有形成与国际接轨的课程标准,且大多以验证型实验为主,综合设计型和创新型实验较为欠缺;③课外实践环节少,没有形成产学研机制,缺乏工程实践与创新能力培养;④没有形成科学规范的实验考核评价机制,偏离了以能力为导向的培养目的。
实际上,硬件与软件是一个统一的整体,特别是近年来嵌入式技术普及应用后,硬件不再标准化,不再对软件完全透明,社会应用需求的迅速提升更需要大批“软硬兼通”的系统设计人才,即便是高水平的软件人才也需懂得硬件才能从成千上万的硬件平台中进行选择,才能设计出好的软件或系统。譬如RISCOSOC、高性能计算等新兴硬件层出不穷,HDL、System C等各种新兴硬件设计技术和仿真工具的出现使得硬件的重要性更为突显。新时期下,教学和应用结合已成为趋势,教学和研究结合也已成为可能,计算机硬件教学迎来了新的机遇,但也面临着严峻的挑战。创新硬件实践教学体系,加强与软件间的融合,培养对社会有用的、高质量的计算机硬件人才是摆在我们面前刻不容缓的艰巨任务。
2 硬件实践教学新体系的构建
2.1 构建思路
新实践教学体系的构建,主要考虑了以下几个核心要素:
(1)站在计算机专业整体优化的高度上实施。按照“卓越工程师”的培养要求,结合专业特点和自身实际情况,确立具体的、包括知识、能力、素质在内的人才培养目标和培养方案。
(2)坚持工程实践教学与理论教学间的相互结合。实践教学不是理论教学的附属,但也不能脱离理论教学,要加强两者间的相互渗透和相互促进作用,所构建的实践教学体系应目标明确、层次清楚,且具有连续性、系统性和创造性。
(3)实践教学安排要符合教育教学规律。按照“学思结合”“知行合一”。“因材施教”的原则组织安排课内外、校内外不同阶段、不同层次的实践教学内容,将实践环节有机贯穿起来,循序渐进地使学生受到较系统、全面的实践能力、工程能力与创新能力培养。
(4)重视课外教学,加强课外实践活动。课外教学是现代大学教育的重要组成部分,在保证硬件知识体系完整的前提下,应增加综合设计型、研究创新型实验课程,加强课内外、校内外实践的结合,积极创造条件使学生参加’课外科技活动、社团活动和社会实践活动,充分发挥学生实践的主动性与主体作用。
(5)加强与企业间的合作。要充分利用企业的实际工程环境和先进的技术、仪器等实践教学资源,“真刀真枪”做毕业设计或搞项目开发,培养学生的工程意识、工程素质和工程实践能力。
(6)要有国际化的视野。“卓越计划”要求未来的工程师必须具备能够适应国际竞争的能力,成为独自应对国际化挑战的工程技术人员。所以,新实践教学体系的构建需要有先进的国际工程理念和模式,能够顺应国际高等工程教育的发展趋势。
2.2 “3+4+3+3”硬件实践教学体系
在以上构建思路指导下,按照中国民航大学的人才培养目标,基于美国的CDIO理念,借鉴德国的“企业主导型”实践教学模式经验,结合硬件技术的发展,在充分调研和论证的基础上,以面向工程、面向应用、面向实践、面向创新、强化能力为目的,本着“继承与创新、循序渐进与适度跳跃、工程应用能力培养4年不间断”的原则,构建了“三阶段、四结合、三层次、三自主”的“3+4+3+3”硬件实践教学体系,见图1所示。
(1)三阶段。按照学生能力形成的不同阶段,将实践环节按学年分为3个阶段。第一学年为第1阶段,本阶段主要进行计算机硬件通识教育,具体包括计算机基础实验、学生科技社团的基本培训、嵌入式系统与C程序设计等的普及性讲座;第二、三学年为第2阶段,本阶段主要进行专业实践能力训练,在结合各门课程完成基本实验及课程设计的基础上,鼓励学生积极参加学生的科技社团活动、大学生科研训练计划,积极参与教师的各种科研项目、博创杯、国家级电子大赛和嵌人式系统竞赛等各种大赛,并利用暑期到企业实习或参加各种培训;第四学年为第3阶段,本阶段主要在企业的深度参与下,共同完成毕业实习和毕业设计。
(2)四结合。四结合指理论教学与实验教学相结合,课内课程实验与课外行业实践相结合,虚、实实验平台相结合,教学与科研相结合。
(3)三层次。三层次是指遵循人才能力的培养规律,结合理论教学进度安排与3个阶段环节的实施,按照“基础验证型”“综合设计型”“研究创新型”3个层次设计并展开实验实践教学。其中第1层是每门带有操作的理论课所必须配套开设的,目的是为了培养学生良好的科学实验规范,训练学生的基本实验技能。针对各门课程中所讲的内容,通过演示、操作和验证使学生掌握基本理论知识、基本操作技术,熟悉实验仪器,学会实验方法,为后两层实验做好准备,打好基础。
第2层包括综合型实验和设计型实验,是第1层实验的延伸、拓展或提高。实验内容充分考虑纳入一些具有时代气息的、与工程实践或科研密切相关的实验内容,具体可以是开放的实验项目、大学生科研立项项目、第二课堂或各种竞赛题目,也可由教师的科研项目转化而来,要求所有学生至少申报一项。学生必须自行设计、制作、调试、测试实验结果并书写实验报告,但实现形式较为灵活,可以在课内或课外,可以自选实验平台。本层次的实验目的一方面是为了加深学生对相关课程的理解,更主要的是结合已学的前导课程与选修课,将相关内容和知识有机地结合在一起,以培养学生的综合分析与独立解决问题的能力。
第3层结合毕业实习和毕业设计进行,该层鼓励学生自主选题,结合自己的兴趣,大胆尝试工程实践和研究。题目可以是第2层题目的深入或扩展,或者是来自企业转化过来的实际项目。学生可以在校内或企业完成,也可以自构实验平台。该层主要目的是培养学生的工程实践能力、创新意识和创造性思维能力。3个层次的实验从内容上由浅入深、由易到难,对学生的要求由低到高。
(4)三自主。三自主指实验项目、实验操作和实验时间都可由学生自己支配,具体为:①自主设计实验项目。学生在完成了全部必做实验和选做实验项目后,还可结合自己的兴趣和能力,再选做其他的开放性项目。②自主进行实验操作。结合自己的实验内容,学生可在开放的实验室自选所需设备、元器件、实验板等必备工具,自由设计实验步骤并独立完成实验操作。③自主安排实验时间。所有实验室的硬件除了课内教学时间安排占用外,从周一至周日的其余时间(包括晚上)都面向学生免费开放,学生可通过预约方式多次到实验室完成课外的一切项目,直到完成为止。
“三自主”实验很适合层次化教学,学生纷纷反映现在的实验由“要我做”过渡到了“我要做”,由原来的被动学习变成了主动学习,不仅有效提高了学生的操作动手能力、分析与解决实际问题的能力。同时也有效提高了设备利用率,实验室人数在每一个时间段都为满员,设备利用率总体上达到了全开放前的一倍以上。
3 实践教学体系的实践
为保障上述实践教学体系的实施,在实际教学中,我们重视并坚持了“四结合”的实践教学。
3.1 理论与实践的结合
坚持理论教学与实践教学的相互结合,首先体现在新的实践教学体系是建立在新的硬件课程体系基础上的。我们通过对原有硬件课程的整合重组建立了新的硬件课程群,对各门硬件课程的理论与实践教学内容、时数以及课程开设的先后顺序进行了调整,理顺了每门课与前导课和后续课之间的关系,以保证硬件课程体系的系统性和完备性。课程体系(见表1)横向由理论课与配套的实践两部分组成,纵向分为必修课、专业限选课与选修课,以保证课程体系的基础性、实用性与创新性,达到基础层、应用层和提高层3个层次。
3.2 课内与课外的结合
我们充分考虑到当代大学生的特点,在实际教学过程别重视和加强课外及第二课堂的可用性,在充分保证教学计划培养方案中计划内课时的实验教学内容的基础上,积极支持和鼓励学生开展课外活动,从方案制订到落实环环相扣。具体体现在3个方面:①对于课程,要求每门开设实验的课程,必须至少开出3个综合设计型实验;②对于教师,学院实行本科生导师制;要求每位教师每年至少带2个本科生,对他们的学习和生活加以辅导,从大一入学带到大四毕业,具有高级职称的教师要求每年至少有一个与实际相联系的工程类题目或自己的科研课题,至少指导一个学生在课外完成;③对于学生,要求学生在每学完一门带有实验的课程后,至少做一个综合设计型实验,在第2阶段须通过参与课外实践活动完成一项工程实践或科技立项项目或者是一种竞赛(教学计划中规定学生需有2分的工程实践或创新学分),在第3阶段须在企业实习的经历。中国民航大学计算机学院与天津奥凯航空公司、民航二所、天津启诚科技公司等企业都有合作联系,每年暑期都会组织学生实地实习或聘请公司的工程师来校与教师一起对学生进行集中实训。
3.3 虚、实实验平台的结合
在硬件方面,在规定的时间、规定的地点,让规定的学生对象做规定的实验,所得到的效果总是不够理想。目前,使用HDL语言(AHDL、VEDL和Vcrilog等)通过EDA工具软件设计各种规模的数字电子系统是工程师们的设计潮流。通过EDA、CPLD/FPGA、EWB等各种仿真工具构筑虚拟实验平台是硬件实验的有效手段,也是计算机硬件实验教学的主流方向。我们紧跟时代步伐,在实践教学中非常重视仿真虚拟实验平台的建设,并加强与传统的实物实验平台的结合和使用。譬如在数字逻辑课程中采用了将传统实验箱与IVDLEP虚拟实验平台相结合的实验教学方式;在计算机组成原理课程中将实验箱与Marie仿真软件相结合;在单片机、嵌入式课程中将实验箱与Proteus+Keil仿真工具相结合;在硬件课程设计中将实验箱与Quartus Ⅱ工具相结合。在实际教学中,教师结合具体内容会适当穿插一些仿真实验演示给学生,但要求学生在做每门课程的第一层实验时,必须充分运用虚拟仿真工具通过课外反复实验,彻底理解和掌握理论知识。
运用虚拟仿真工具将硬件知识的学习和软件工具的应用结合在一起,既有效发挥了学生的创新思维,又打破了硬件实验时不方便带着实验箱在课堂上演示运行结果的局面,还缓解了因硬件资源的短缺而不能满足学生对硬件实验操作的实际需求,同时,也可以降低硬件实验的损耗,从而减少实验费用,降低了实验室设备维护量等。这是计算机硬件实验方式的一个飞跃,是实验教学与实际应用的很好结合。
3.4 实验教学与科研的结合
中国民航大学是教学科研型工科院校,以培养“宽口径、厚基础、强能力、高素质、具有创新精神的应用型高级人才”为目标,构建现代化民航业教育体系,因此,学校一直要求科研应为教学服务,教师应把最新科研成果体现在教学中。经过多年努力,现已成为教师的自觉行动。我们硬件课程组的教师们采用以科研带动实验的方法深化实验教学内容,把课题研究的技术转化成实验项目,为实验教学服务,在自己的科研项目中,广泛吸纳优秀本科生参加。譬如将基于RFID的行李分拣系统、基于DSl8820的温度检测与控制系统、基于GPRS的车辆定位监控系统等科研项目引入到实践教学中,既使教师的教学和科研得到了融合,也促进了学生“做学研”的结合,在“做中学、学中研、研中创”。
关键词:精品课程;无机及分析化学;课程建设;实践
无机及分析化学是我校首批校级精品课程,2008年被批准为四川省精品课程。该课程是材料、环境、食品、生物、生技、制药、农学、园艺、动科、安全和辐射等专业非常重要的一门基础课,它是根据无机化学与分析化学两门课程联系紧密的特点,将无机体系和分析体系进行有机融合,既继承了无机化学理论知识的系统性,又突出了分析化学实际操作的应用性,减少了教学中的重复和脱节内容,有利于教与学。该课程涵盖了无机化学与分析化学的主要内容,用热力学、动力学的知识揭示无机反应的方向和历程;把最新的量子力学成就作为阐述元素和化合物性质的理论基础,从而拓展到重要元素及其化合物的组成、结构、性质和变化规律;运用溶液中四大平衡原理进行滴定分析,确定物质中各组分的含量。
一、无机及分析化学课程系列教材的建设实践
教材是教学思想、培养目标、教学内容和课程体系的载体,是教学内容和课程体系改革的主要标志,是精品课程建设的重要组成部分。在深化教学改革中,实现教材建设的创新是有效解决教学内容和教学方法存在问题的关键。根据非化学化工类专业本科生对化学基础知识的要求,以少而精、精而新的原则,将传统教学内容与现代新知识相结合,对无机化学、分析化学、普通化学内容进行整合、革新和优化,注重对学生进行素质教育,编写出版了21世纪高等院校教材《无机及分析化学》。该教材注重处理传统学科与新兴交叉学科知识的关系,在阐述基本原理和知识的基础上注重内容的更新,体现了材料、环境及生物类学科与化学学科的交叉与融合。将化学热力学知识融入全书有关章节,并将四大平衡和四大滴定分析法有机结合。理论教学以化学热力学基础、物质结构、四大平衡为重点,适当简化四大滴定分析法,而使其在实验教学中加强,简化分子轨道理论、晶体场理论等过于难深的内容。编写了绿色化学概论、材料与化学、生命与化学、环境与化学等作为培养学生兴趣和扩大知识面的阅读材料。教材把知识传授、能力培养和素质提高融为一体,体现了教育思想、教学观念的转变。编写教材力求使量和单位在体系上、名称和符号上系统化,科学、严谨地反映当代学科的发展,使基本概念更为科学、严谨、清晰,编写结构层次更加合理。通过阅读材料部分的学习,既可使学生了解本专业的发展动态,扩大知识面,又能使学生了解化学基础理论在相关学科中的重要地位,激发他们学习化学知识的兴趣和热情。编写中力求使本教材简明扼要、概念准确、重点鲜明、深入浅出、通俗易懂、理论联系实际,适用于材料、环境、生物等主要专业大类。
由于无机及分析化学课程的内容多,课时相对较少,教学进度快,教师在课堂上难于列举足够数量的例题,教材因篇幅限制,例题数量有限;同时该课程一般在大学一年级的第一学期开设,学生预习、复习较吃力,学习时也感到基本概念多、重点难于掌握、计算题解题困难等。为适应学生对本课程的学习、复习和练习的需要,启迪科学思维,培养学生的独立学习和创新能力,我们编写了配套的《无机及分析化学学习指导》。学习指导书主要解决学生在学习理论课程时抓不住重点的问题,对每一章知识的重难点进行了梳理和总结,精选了例题;通过对教材后的习题解答,旨在引导学生如何审题和解题,以巩固和掌握本课程的基本原理和基本知识;通过自测习题可检验学生的学习效果,提高学生的解题能力;模拟试题及研究生入学试题,力求题目典型,覆盖面广,使学生既能尽快地适应大学的学习方法,又能较好的掌握课本的内容,同时也是学生期末考试和考研生复习的好参考。
因学习指导书编写了教材所附习题的详细解答过程,再布置书上的习题就失去了意义。为了使学生有更多的练习机会,并了解学生对所学知识的掌握情况,我们把章节内容分板块,按试卷格式编写了8个单元练习题,包括选择题、判断题、填空题、简答题、计算题,这给学生交发作业和教师批改等带来了极大的方便,同时也有助于学生参加期末考试。另外,我们还编写了无机及分析化学实验指导书,主要内容包括:化学实验安全知识、基本操作、基本技能实验、综合应用实验和设计实验。
二、无机及分析化学课程网站建设
按照国家精品课程的要求对本课程进行了全面建设,建立了无机及分析化学精品课程网站。本课程已上网的资源包括课程负责人及主讲教师(基本信息、教学情况和学术研究),教学队伍(人员构成、队伍结构、教学改革与教学研究、师资培养),课程描述(历史沿革、教学内容、教学条件、教学方法与手段、教学效果),自我评价(课程主要特色、课程地位、存在的不足),课程建设规划,学校的政策与措施,支撑材料等栏目内容。课程网站(jpkc.swust.省略/c270/Course/Index.htm)包括课程简介,教学方法,有关课程的管理规章制度(包括教师教学工作规范、师资队伍建设规划与措施等10项),各层次教学大纲与教学要求,各章的教案与讲稿,电子课件,实验教学(实验规章、实验考核、安全知识、实验操作、实验指导、实验测试、视频资料、实验环境与条件),授课录像,教学互动(各章的学习指导、习题解答、自测试题),考试导航(单元测试、课程试卷、模拟试题、考研试题),在线交流,在线考试,知识拓展,化学用表,参考文献等栏目。现在无机及分析化学理论教材、实验教材、学习指导书、电子教案、精品课程网站等学习资源已经形成了全方位、立体化的课程教学体系。学生的学习几乎不受时间和空间的限制,无论何时何地都有一个无形的老师,学生完全可以掌握自己的学习过程。
在教学理念方面,我们把培养学生的科学素质和创新精神放在第一位,把无机及分析化学课建设成为既是学生学习科技知识的基础课,又是培养学生科学素质的基础课。理论课教学以无机化学基本原理为主,以物质结构基础为依据,以四大平衡原理为重点,以重要元素及其化合物的结构、组成、性质、变化规律及其含量测定为目标,以指导学生自我学习为方法。实验教学以化学分析技术和技能训练为核心和重点,强化基本技能训练、强调系统分析问题和解决问题,重视系统性、综合性、设计性实验。材料科学、生命科学、环境科学等诸学科的研究和发展都离不了无机化学、分析化学原理和技术的进步与发展,我们建立了材料类、环境类、生物类3个模块相关专业的课程体系和教学内容。
三、改革教学方法,加强师生互动
现代化教学方法和手段是精品课程建设的重要途径。尽管传统的讲授方法在传授大量知识方面是有效的,但单靠传统的讲授方法却不能很好地调动学生的积极性,不利于鼓励学生对超越课堂知识的记忆,并以此对这些内容进行反思。学分制的改革,作为基础课的无机及分析化学的学时数也在降低,这对教学内容和教师的教学水平提出了更高的要求,必须不断进行教学内容更新,教学方法、教学手段及考试方法的改革。无机及分析化学内容广泛,涉及物质结构理论基础、化学反应基本原理、溶液平衡、化学分析、元素化学、部分仪器分析等内容。课程讲授不可能面面俱到,要在吃透教材的基础上分层次合理安排讲课内容,注重难点和重点引导,精讲与对比分析讨论,如四大平衡与四大滴定,同时注意引入学科前沿知识。在教学方法方面,主要是讲重点、讲难点、讲思路、讲方法、讲应用,形成了“课内讲授+课外讲座+辅导答疑+考核评估”教与学一体化的互动教学模式,既注重培养学生的逻辑思维能力,又注重培养学生的创新精神和自主学习的能力。
精品课程的教学应为学生创造条件,让学生对所讲的内容进行反思,提出问题并思考对问题的解决方案,教师重视通过提问和课堂讨论让学生对课堂上的信息进行分析。因此,课堂讲述的主要功能不再是对书本知识的灌输,而应是理论与实际相结合地对知识进行系统化的阐释。教师首先要抓好备课一关,同时要提高讲演水平和驾驭课堂的能力,脱离讲稿以增加感染力,进行启发式教学。互动教学法是充分发挥教师和学生二者主观能动性的教学方法,其常用的方式有答问式、问答式、讨论式等多种形式。“答问式”“问答式”“讨论式”三种方式中的每一种方式都有其特点和特定的适用范围,教师必须有选择地加以灵活运用。课堂教学中注重学生自学能力和学习兴趣的培养,兴趣是学习的动力,创造的源泉。无机及分析化学的学习在大学一年级进行,该课程的学习不仅使学生在知识上有所积累,而且在学习能力上也应得到较大的提高,我们要求学生做到课前预习、课中互动、课后小结,学会学习的方法。在教学中针对部分内容,要求学生自学,对有些延伸内容,要求学生查阅有关学术期刊,并撰写小论文、课堂讨论,最后教师总结。同时充分运用现代教育技术,将传统的教学方式与现代化教学手段相结合,大大提高课堂效率。此外,课程组制作了大量的图片、图表、动画、录像等素材和资料,用以表现课程教学内容,并将多种形式的课程教学资源上网。
不断进行考试方法的改革。鼓励学生撰写读书报告和科技“小论文”,培养学生科学研究的意识、习惯和能力,有助于学生对化学的知识的深入理解及综合运用。期末成绩由考勤、平时作业、课堂提问、单元测验、期末考试等成绩综合评定,撰写的读书报告和科技小论文实行额外加分,根据撰写的质量在总成绩中加0~10分,若能达到公开发表的水平最多可以加10分,但课程总成绩最多为100分。
四、无机及分析化学实验课的改革
实验改革的目标是通过系统的实验教学,加强基本训练,着重能力培养,强化创新意识。创造性教育要求对学生既要有宽的基础知识和新的专业知识的传授,又要有自学能力、独立思考能力、动手能力的培养,尤其是现代意识、竞争意识的培养。传统的化学教学方式是所有学生做同样的实验,教师从最基本的原理讲到实验中的每一个细小点,学生完全处于一种被动接受状态,这样既限制了学生的思维、学习的积极性与主观能动性,又影响教学效果。实践“一体化、多层次、开放式”实验课程教学模式,构建了符合我校培养目标和学校特点的实验课程体系。本着“化学教育既传授知识和技术,又训练科学方法和思维,还培养科学精神和品德”的全面化学教育准则,自2004年起,根据我校实际情况和学生不同层次、不同专业的培养要求,对原实验课程体系、教学内容和方法进行改革,建立和完善了无机及分析化学实验课的教学内容,按照基础实验―综合实验―设计实验3个层次推进教学进程。建立了以实验技术要素为主线的实验教学体系,开出了适合我校不同学科学生的多层次实验教学内容,为学生提供个性发展,开发其潜能以及为优秀学生脱颖而出创造了条件。针对生源及学生的实际水平,采取分层次教学;针对专业及学时,实验内容分必做和选做,对学时太少的专业重在基本技能训练,要求获得过硬的操作能力。开放实验室,使一些不能在课堂上完成的实验得到补充,同时学生也可以自己设计一些感兴趣的实验,在教师的指导下进行实验,从而使学生的动手能力、分析问题和解决问题的能力得到进一步提高。无机及分析化学实验形成了多层次的实验教学体系、多模块的实验教学内容、预约开放式教学模式。为此,无机及分析化学实验课程教学采取了以下改革措施:
1.对无机及分析化学实验教学内容进行了删减与重组,并进行绿色化改造。本实验课注重在继承传统内容的基础上创新,增加设计性实验,加强综合性实验,减少验证性实验。通过对原有实验项目的整合,实现了实验教学内容体系的整体优化。在教学过程中注重对学生环境保护意识的培养,为学生灌输绿色化学思想,积极开展绿色化学实验研究,并推进化学实验教学的绿色化。根据无机及分析化学实验的特点,用绿色化学的观念对传统化学实验进行了改造,建立了“性质实验点滴化、制备实验小量化、分析实验减量化”。如滴定分析实验,将标准溶液的浓度由0.1mol/L降至0.01~0.02mol/L,滴定管使用25ml,锥形瓶改用100ml。试剂用量大大减少,提高了实验的安全性;产生的“三废”量很少,改善了实验环境条件,极大地减少了对环境的污染。这样在常规仪器中完成无机及分析化学的实验教学,不仅大量减少了化学试剂和药品的消耗,节约了实验消耗费用,而且也加强了学生的环保意识,收到了良好的效果。
2.正确认识理论课教学与实验课教学的关系。在无机及分析化学实验教学中,学生应始终处于主置,教师则处于为实验教学服务的主导位置。作为实验教学主体的学生,在继承传统知识和技术的基础上,重点进行知识和技术的应用和创新;作为主导的实验教师,在搞好实验教学引导工作的同时,加强自身知识和技能的扩展和更新,达到知识丰富,技术熟练和教学方法科学而实用的要求。
3.多媒体辅助教学和开放实验室缓解实验课时少、内容多的矛盾。随着单一、验证性实验向综合性、设计性实验的转化,实验教学内容不断丰富,往往一个连续的系统的试验中涉及好几个相关的实验技术,由学生自己动手设计并完成整个实验,由此开设综合实验面临着如何在有限时间内让学生掌握更多实验技术的难题。对于无机及分析化学实验课,使用多媒体技术辅助教学,利用录像演示实验技术的操作要点,再现实验进程和结果,增强学习效果。建立了仿真实验室,学生可以在计算机上进行无机及分析化学实验等课程的仿真实验,同时可进行相应的预习。
4.形成了基础―提高―扬优―介入科研4层次的开放实验教学模式和管理方法,完善了对不同层次学生因材施教的实验教学方法。在生产实践中发现、研究、分析和解决问题,这对于培养学生分析问题和解决问题的能力,培养创新意识和实践能力有着不可替代的作用。无机及分析化学实验室成为大学生科技创新创业的基地,几年来西南科技大学启动“大学生创新基金项目”等多项大学生科技创新资助计划,开放无机及分析化学实验室,为其高质量完成项目提供条件保证。
参考文献
[1]崔有为,王淑莹,彭永臻.构建精品教材推进精品课程建设[J].中国现代教育装备,2008,6:11~13
[2]钟国清,朱云云.无机及分析化学[M].北京:科学出版社,2006
[3]钟国清,朱云云.无机及分析化学学习指导[M].北京:科学出版社,2007
[4]蒋琪英,钟国清,白进伟,等.无机及分析化学实验教学探讨[C].实践出真知(西南科技大学实践教学研讨会论文集). 四川:电子科技大学出版社,2007:116~119
[5]钟国清.无机及分析化学课程改革的实践与思考[J].化工高等教育,2007,5:11~13、77
[6]钟国清.化学实验教学的绿色化改革与实践[J].实验技术与管理,2006,23(12):18~19
Practice on the construction of the provincial classic course inorganic and analytical chemistry
Zhong Guoqing
Southwest university of science and technology, Mianyang, 621010, China
关键词: “学讲计划” 高中信息技术 学讲模式
当下社会是信息技术时代,信息技术是一门兼具知识与技能的实用型课程,对于高中生来讲掌握这门技能十分必要。为了提高高中学生信息技术的学习质量,在信息技术实际教学中要对传统教学模式进行改革,利用学讲模式调动学生学习的积极性,激发学生学习兴趣。
一、“学讲计划”的概念
“学讲计划”是“学进去讲出来教学方式”,目的是培养学生课堂内外自主学习的能力,改变传统的教育模式,推动教学方式的转变。学生是学习的主体,应该充分发挥主动性,让学生真正学进去,消化吸收,然后以自己的方式讲出来[1]。
二、在信息技术课程中实施“学讲计划”的策略
(一)任务驱动,设计合理的任务和问题。
学讲计划看重的是学生自主学习能力。以必修一《信息技术基础》中的第二章《信息获取》为例,这节课主要是理论性知识,教师可以给学生布置学习任务,让学生带着任务学习:(1)找出获取信息的方法;(2)什么是搜索引擎;(3)如何通过目录检索和关键词查询这两种基本方法获取因特网信息。让学生通过翻阅教材从中寻找答案,从而让学生熟知如何根据主题活动的要求,选择正确的搜索方式和查询检索资料的技巧,体验不同信息检索方式的检索效果,进而树立利用合法的手段获取信息的意识,认识到在数量庞杂的网络信息资源中,只有充分掌握信息搜索的技巧才能快速地寻找到所需要的答案,否则就如同大海捞针一般不知所措,真正意识到信息搜索的重要性,初步树立在生活和学习时使用网络工具的意识。
对于高中学生来讲,早已具备自主学习的能力。教师完全可以给学生设计学习任务,以任务为驱动,正确地引导学生通过自己的学习和思考,完成这节课的知识任务[2]。
(二)巧设问题,调动学生自主学习的积极性。
培养学生自主学习的能力,就应该充分地给学生自主学习的权利,改变传统教学过程中教师讲学生听的模式。在学习的过程中给学生设计问题,通过问题的引导自主学习。
以教科版选修一《算法与程序设计》中的第三章《算法的程序实现》为例,这节课主要是实践性的知识,培养学生的动手能力和自学能力。
这节课充分体现了信息技术这门学科的特点,通过实际操作让学生在已有知识和技能的基础上得到进一步的学习和提高。教师先对这节课的重点做简要的说明,算法是解决问题的方法和步骤,是程序设计的“灵魂”,算法+数据结构=程序。然后给学生设计问题:(1)分析问题,确定要用计算机做什么;(2)寻找解决问题的途径和方法(设计算法);(3)用计算机进行处理(编制和运行程序)。通过三个简单的、循循善尽的问题,学生结合之前所学的理论知识加以实际操作,使学生进一步巩固理论知识,掌握算法及其表达方式的操作步骤。
通过教师设计的具有目的性的问题,培养学生正确使用信息技术解决实际中遇到的问题,借助教师的讲解和学生的实际操作提升学生动手实践的能力和自主学习能力。通过实现算法的程序,培养学生的逻辑性思维模式和对信息技术知识的憧憬。
(三)分组学习,合作交流取长补短。
“学讲计划”是以合作学习为主要教学组织形式的,进行分组学习可以培养学生的组织能力和合作意识。每个学生的生活环境和自身的动手能力都存在一定差异,教师应该根据每个学生的实际情况进行合理分组。在各自的学习小组中,发挥自己的优势,让学生真正做到,把自己学到知识通过自己的语言讲出来,让生生之间相互取长补短,激发信息技术的学习兴趣,培养用信息技术解决生活学习中的问题的意识,做到学有所用,对学生自主学习、合作学习的能力进行培养,也是为了让学生更好地适应如今的信息时代的大背景[3]。
三、反思在信息技术课程中实施“学讲计划”的重要性
学讲计划,是关于课堂教学改革的整体方案,是推动教学方式转变的行动计划。信息技术是理论与实践并重的课程。特别是在实践过程中教师要充分发挥学生自主学习的精神,教师的作用是对学生进行指导,而不是代替学生思考和创造。“金字塔”学习理论,向我们陈述了这样一个事实:学习分为两种方式,即主动学习和被动学习。实验发现学习效果在百分之三十以下的几种传统方式,都是个人学习或被动学习;而学习效果达到百分之五十以上的,都是团队学习、主动学习和参与式学习。而“学讲计划”就是以学生自主学习为学习方式,以合作学习为主要教学组织形式,其目的是培养学生主动学习和合作学习,从而提高学习效率。
综上所述,“学讲计划”是新课改的要求,也是社会发展的要求。如今已是信息时代,学生需要运用信息技术解决日常生活、学习中遇到的问题。因此,培养学生自主学习、相互合作的能力十分重要。
参考文献:
[1]马晓蕾.浅谈初中信息技术课程常用教学方法[J].学周刊,2014(2):39.
关键词:机械专业 一体化 实践 探索
如何使技校学生加深对专业基础课和专业课的理解,掌握本专业所必须具备的操作技能训练,并达到一定的熟练程度,是很多技校实习教学中的一个难点。为此,笔者学校尝试在机械实习教学中走一体化教学的道路,利用有限的师资,完善对技工学校技能人才的培养。
一、一体化实习教学必备的条件
1.实习场地:校内实习工场
目前,技工学校学生的实习教学场地主要是在校内实习工场和校外企业。学生在校外企业实习是结合生产进行的,至今仍沿用师傅带徒弟的方式,而展开课堂化实习教学主要适用于技工学校校内实习工场,既有一体化教师集中上课空间,又有学生具体实习操作空间。
2.师资:专业一体化教师、实习指导教师
(1)专业一体化教师,集中讲解,负责把理论课堂上的专业基础理论和专业理论过渡到对学生的实习教学中,解决实习教学中的理论渗透,做好基本功和基本技能操作讲解和演示。
(2)实习指导教师,根据专业一体化教师对课题的集中讲解和动作示范及安全常识的运用,配合专业一体化教师做好学生在实际操作过程中的巡回指导和个别辅导。
3.操作演示设备
操作演示设备有台虎钳、车床、数控模拟车床、数控模拟铣床、焊机、焊枪等。教师利用必要的专业设备,向学生提供更直观的课堂演示,增强学生感性认识,同时激发学生动手欲望,使学生在实际操作中掌握操作要领和必备的安全常识。
4.实物教具
实物教具有各种工、卡、量具和机械图形。教师利用实物教具,使学生把专业基础理论课知识运用到实习中。专业一体化教师所利用的实物教具,也是学生在实习中要使用的工卡量具,从而把比较抽象的公差配合与技术测量、机械制图、金属材料与热处理等专业基础课直观地展现在学生面前。
二、一体化实习教学环节的展开
一体化实习教学,必须遵循实习教学的规律,主要体现在所运用的基本环节上:组织教学、入门指导、巡回指导、结束指导四个环节。
1.组织教学
在一体化实习教学中,组织教学是重要的一环。没有良好的教学环境和纪律,实习教学就不能顺利进行,实习教学任务也就无法完成。尤其是在实习课前的组织工作更为重要,目的是使学生在思想上树立“备战”意识:上课意识、工作意识、安全意识。
具体做法是检查学生出席情况,检查学生着装仪表是否符合技工学校学生仪表要求和符合工场安全要求,安排学生入场后的听课位置和实习工位。
2.入门指导
入门指导包括:讲解新课题、示范操作、学生练习。
(1)讲解新课题。每个课题开始,由专业一体化教师按照实习课题要求,讲解并引导学生运用专业理论知识理解生产工艺,并进行示范操作,使学生掌握新知识、新技能。
(2)示范操作。教师通过示范操作,使学生更好地把理论知识和实际操作联系起来,获得感性知识,加深对学习内容的印象。示范操作是重要的直观教学形式,也是课堂化实习教学的重要步骤,它可以更具体、更生动、更直接地让学生感受学习对象。示范操作要做到步骤清晰、动作准确、要领得当。
(3)学生实习。根据专业一体化教师对课题的讲解和操作示范,在实习指导教师的指导下,我们让学生独立进行操作训练,使学生对相关知识理解更加深刻。
3.巡回指导
实习指导教师根据专业一体化教师对课题的讲解与示范,在学生实习操作的过程中,有目的、有计划、有准备地对学生操作姿势或操作方法做全面的检查和指导。这个阶段是学生技能、技巧形成的阶段,也是安全实习、文明实习意识形成的阶段,是实习教学中的中心环节。巡回指导应按照集体指导和个别指导相结合的方针,着重分析学生在实习中遇到的实际问题并要突出体现因人施教的教学态度。
4.结束指导
专业一体化教师根据学生练习情况,要全面、具体、准确地把学生在实习过程中的优点、缺点找出来,分析实习操作效果,找出克服缺点的办法,启发学生把感性认识提高到理性认识上来。
在一体化实习教学过程中,专业一体化教师和实习指导教师能及时发现学生特点和个性特征,对不同的学生采取不同的教学方法,既注意培养优秀学生,也能加强对接受能力较差或较慢学生的指导。根据个别差异,对思想、性格智力、体力等实际情况存在差异的学生,可以区别对待,扬长避短,从而使全体实习学生都能得到发展和提高。
关键词 设计性实验 分析化学实验 教学模式 实验教学
分析化学实验课是大学化学、化工、应用化学及与化学相关各专业的一门基础课程,它在将一个普通的大学生培养成为化学工作者的过程中起到了承启起后的作用。分析化学实验课应致力于在理论与实践、学与用、知识与能力之间为学生搭建一个桥梁,使之成为一个培养学生形成创造性科学思维和综合应用知识能力的载体。在分析化学实验中开设“设计性实验”,正是在这种共识的基础上所采取的重要措施。国内多所高校在分析化学实验中都不同程度地引入了“设计性实验”,近年出版的分析化学实验教材中几乎都可以看到设计实验的内容。2000年始,我们分析化学教研组开始了“设计性实验”教学的探讨。2004年,我们将这一教学形式写进教学大纲,在全校所有开设分析化学实验课的专业推广,获得了良好的教学效果。十几年里,我们在教学实践中对“设计性实验”的教学进行了全方位的研究并使其逐步完善。现将我们的工作介绍给大家并愿意与同行们商榷。
1 逐步完善“设计性实验”课程运行模式
按照最初的课程设计,学生在完成了分析化学实验基本技术训练和验证性实验的基础上,进入“设计性实验”阶段。我们精选了115个实验题目并按其难度分为三级,设计了循序渐进、由浅入深的“3步走”的实施模式。以化学专业为例:第1步,学生在一级实验题目(共10个)中选择一个实验,独立完成实验方案的设计,经指导教师批准后,提出所需试剂和备品,由实验室负责备齐,于规定时间内完成实验。一级实验题目难度不大,一般为单一组分的实际样品分析。目的是通过这一实验,使学生有机会对实际的分析工作有系统的了解。由于可能多人共题,大家可以相互讨论、互相借鉴,在讨论、模仿和借鉴之中,完成自己的实验任务。实验结束后,要求学生对自己的工作进行评价,讨论得失,总结经验。第2步:学生可在二级实验题目(共12个)中选择一个实验,限定每题不超过4人,要求同题者应使用不同的测定方法完成实验,但可以共同讨论解决实验中出现的问题。二级实验题目皆为混合物分析内容,学生需要从查阅资料人手,弄清实验理论和干扰情况后设计出实验方案。由于共题人数减少了,需要独立思考的内容多了,实验难度增加了。当学生全部完成实验后,教师会通告试样的相对真值,要求学生运用数理统计方法对实验结果作出客观评价,并分析产生误差的原因。此实验完成之后,学生对分析实验的认识有了提高,基本掌握了解决一般分析问题的思路和方法。第3步是独立设计实验,具有考核性质,要求学生独立完成。内容则以学生前期知识储备为基础,涉及定性分析、定量化学分析中的任何一种方法。三级题共93个,分为A、B、C、D 4个档次,依A—D的顺序难度增加。其中A:20题、B:25题、C:36题、D:12题,学生可在三级实验题目中任选其一。选题后,学生通过2~3周准备时间,查阅资料、设计实验方案、与指导教师讨论实验方案的可行性,获得批准后进人实验室。此阶段实验室对学生全面开放,学生可根据自己的情况预约实验时间、可以申请使用实验室所有的设备与试剂,指导教师与实验教辅人员随时会给学生必要的帮助。为了让学生能有更大的收获,我们还建立了讨论制度,在每个工作日,都会利用1h左右的时间,教师带领全体同学对1天的工作进行总结。此时,学生可将自己在实验中遇到的问题、困难提出请求帮助,也可以将自己的经验和收获与同学们分享,同学和指导教师可提出自己的意见供参考。实验结束后1周内,学生应上交实验报告,由指导教师根据学生的综合表现评出其设计实验得分,并单独计入学生实验课总成绩。我们也鼓励学生对自己感兴趣的分析问题自命题,但要由教师考证难易程度后确定难度等级。
设计实验有效激发了学生的学习兴趣和欲望,提高了学生运用知识和独立解决问题的能力,对提高教与学的质量都有很好的促进作用。我们的初步实践收到了良好的效果。同时,问题也突显出来了,主要为:①独立设计实验阶段,虽然我们考虑到学生的兴趣、知识基础、实验技术和能力等多方面的差异,设立了A、B、C、D 4个档次的预选题目,但由于大二年级的学生正处于学习任务较繁重的阶段,学生时间投入有限,加之有的学生对成绩的期待值不符合自身能力(各档次题目得分不同),有部分同学需要超时完成,个别学生甚至不能完成实验任务或实验结果与相对真值差距较大。②指导教师在大约1个月的时间里每天要在实验室巡视和指导不同的实验,工作强度大。实验室与教辅人员要一直和学生同步运转,工作时间和强度都远超负荷。③1人1题的设计实验太过强调了学生完成实验的独立性,部分学生在这种“孤立无援”的境地里会过多的依靠教师,学生体会不到探索带来的乐趣,甚至盼望着快点完成实验胜利大逃亡。这在本质上并没有解决如何启迪学生科学思维和创新意识的问题,而“疲劳工作”甚至使个别学生“害怕”实验,与我们建立这一教学模式的初衷相距甚远。④由于教学计划的调整,各专业用于设计性实验仅有12~16学时,无法完成“3步走”的模式。这些问题不解决,教学模式再好,也只能是纸上的“研究成果”,无法推广应用。
2008年,我们再次对学生设计实验题目进行了考察和精简。通过筛选,确定了51个以学生前期知识储备为基础、具有一定探索性的设计实验题目,同时,根据实际应用特点增加了对分析结果评价的要求。据其难度划分A、B、C 3级,规定学生可2~3人同选一题。将原来的3步走变为一步到位,使学生完成实验的时间有了保证。为了弥补减少了前2步带来的缺陷,我们加强了经典实验教学中的讨论。为促使学生主动学习和教学中的师生互动,自编了讨论式分析实验教学的电子课件,有计划地将解决实际分析问题的方法、步骤等渗透到验证性实验的教学中,如查阅文献资料、实验方案的形成、试样的制备、前处理、分析结果的评价等。在开学初开设“设计实验知识讲座”,使学生明确设计性实验的性质、要求、选题须知等,并以教师的经验和具体分析案例启发学生进行实验方案的设计。由于给学生考量的时间较充裕,学生可以通过查找资料,阅读教材,参考实验讲义,根据自己的情况较合理地确定选题;还可在继续进行的验证性实验中积累经验、和同伴交流、与指导教师讨论,使得实验前的准备工作更充分。由于学生能够较准确的提出所需备品,实验室也有了足够的时间做准备,实验室人员也轻松了许多。学生进入实验室后,工作更有秩序,遇到问题相互交流意见,共同探讨解决途径,实验室内气氛紧张、严肃、和谐,秩序井然。由于增加了对分析结果考察的内容,使学生真正从传统的验证实验走进了实际分析工作。过去是做完实验的学生追着老师问自己的分析结果是否合理,现在是学生自信的向老师汇报自己的工作已圆满结束。学生对这样的实验课表现了高度的热情,只要是有空闲时间,就会主动到实验室来,实验室成了学生展示自己能力的舞台。特别是一些原来成绩不好甚至不太认真学习的同学,为了能在实验小组里起到一定的作用,会认真读书,积极参与解决问题,这也许是最让我们有成就感的结果。实验结束后,大多数学生表示希望后续课程也有这样做实验的机会,有的同学甚至对分析实验室恋恋不舍,认为这里是他“发现自己”的地方,我们开展设计性实验的目的初步实现了。2个教学年度的实践结果让我们充分认识到:大学课程在传授知识的同时更应注重培养学生的学习能力、解决问题的能力、交流能力、团队合作能力和创新能力。这些能力不是逼出来的,是学生在具有相应氛围的文化环境中“悟”出来的。我们应该在实验教学中为学生营造一个有科学研究气氛的学习环境,为学生提供更多的创新机会,锻炼学生的创新行为,激发学生参与创新的意识和热情,培养他们的团队协作精神以及创新所需要的顽强的意志品质和持之以恒的精神。实践让我们真正的认识到“教学内容和教学形式是实现教学目标的基础”,要使设计性实验教学的设想转变为学生能力的提高,首先要求教师对自己所坚持的教学理念要有足够的理解;其次是教学内容和形式要符合教学理念;最后还要有“以学生为本”的教学管理方式。现在,学院领导特别为我们增添了2台微机,除了处理实验数据外,学生在实验中遇到问题可以随时上网查询。这增强了实验室的研究性氛围,使得学生对设计性实验的参与热情更高了,实验的成功率大幅度提高。不仅如此,从学生实验过程中所表现出的主动学习、积极工作、团结合作、认真求实的精神,克服困难、坚持到底的良好品德、对新知识的追求和创造的热情中,我们感受到了改变传统的教学模式与方法的重要性和“设计性实验”的魅力。2整理编撰“设计性实验”教师参考资料库
在实践中我们体会到,如何开展“设计性实验”的教学,怎样使得“设计性实验”在分析化学实验的教学中真正开展起来,并非仅仅在教学计划中添几个设计性实验题目那么简单。无须讳言,“设计性实验”教学的操作难度较大,是否开设“设计性实验”,与学校的教学硬件、有关教学管理部门重视程度有关,而能否开出“设计性实验”,取决于实验授课教师的个人能力、敬业精神和实验教辅人员的合作精神等多种因素。“设计性实验”题目随机多样,缺乏相应的教学指导性材料,学生提出的解决问题的方法可能超出教师的原有知识积累等因素,对教师个人能力的要求很高。即便是经验丰富的教师,也需要足够的精力投入才能及时发现学生实验中存在的问题并给予恰当的指导。一个对分析化学理论理解不够深入和缺乏教学投入及科学研究经验的教师是无法胜任这种教学形式的。为此,我们在完成本课题的过程中,及时总结,归纳整理了近几年来对实验题目的考察结果和学生的实验记录,整理编撰了教师用“设计性实验”教学参考资料库和“学生设计性实验”档案。任课教师可根据学生和教学条件等差异,在预选题库中选用适当的“设计性实验”题目,同时可以参考教师教学资料库提供的资料和建议指导学生。教辅人员也可以从资料库中了解所需备品的详细情况等等,为设计性实验课的顺利完成提供了很好的支持。
3 建立学生成绩考评标准
在教学活动中,学生成绩的考评标准是不可或缺的。在我们的教学模式中,设计性实验成绩占25%。正确评估学生在设计性实验中的工作对教师的工作经验和工作能力都提出了比传统教学方法更高的要求。这是设计性实验题目的多样性、实验的多途径等特点决定的。因此,如何评价学生的工作是项艰难的任务。经过反复研究,我们确定衡量学生完成设计性实验的质量标准是:①设计方案的合理性。体现在学生设计方案中原理的正确性、知识的综合运用程度、实验方案的可行性。②个人在完成实验中的贡献。由于实验可以小组的形式进行,对每个组员的能力与贡献大小的评价是一个难题,这需要教师细致入微的观察和宏观把握,最重要的是解决实验问题的表现。③实验报告的写作和实验结果的准确性。在此项,同组同学的最大差异表现在对实验中探索性内容的讨论,这是个性化程度较高的部分,这也是衡量实验完成优劣的主要标准。评分标准大体化分如表1。
教师在执行中应据“鼓励创新、激励创新”的原则具体把握。此外,我们将学生实验预习得分由原来的预习报告得分改为课前讨论发言得分,从而有力地保证了为设计实验积累经验的教学意图。
由于能力有限,我们的做法存在诸多不足,仅希望我们的工作能为“设计性实验”的实施提供实践经验,为其在分析化学实验教学中充分发挥作用“抛砖引玉”。
参考文献
[1] 廖晓宁,王巧玲,黄忠等,广州化工,2009,37(5):224-225
一、“卓越计划”对土木工程专业实践教学的要求
在“卓越计划”通用标准中,对本科层次工程师的知识与能力要求包括“具有综合运用所学科学理论、分析和解决问题方法和技术手段分析并解决工程实际问题的能力,能够参与生产及运作系统的设计,并具有运行和维护能力”。与原有土木工程专业人才培养目标相比,“卓越工程师”计划对学生的工程实践能力、工程设计能力与工程创新能力提出了更高的要求。依据现有的本科教学模式,这些能力培养的唯一途径在于实践性教学,其实现的基本支撑是各类课程实验、课程设计、课程实习、专业认识实习、毕业设计、创新项目和各类社会实践活动等,实现的平台是与土木工程专业领域相关的工程实践。
二、目前实践教学存在的问题
(一)实践基地建设问题
实践教学要以必备的硬件作为支撑,实践基地的建设是必要前提,是实践教学的保证。实践基地应以校外为主,产学结合是开拓校外实践基地的重要途径。目前企业在安排学生实习实践方面积极性并不很高,大多数企业都在安全方面存在顾虑,尤其是接纳生产实习的施工企业,这是制约校外实践基地建设的瓶颈。有些企业就算接受了实习学生,在安排实习工作的时候,也是选择一些相对安全的工作任务,学生实习效果不是很理想。如何寻求一个有效的产学合作模式,提高企业与高校合作的积极性,真正做到企业和学校双赢,是建设校外实践基地的关键。
(二)实践性教学体系的结构不够完善
现有的实践教学环节在具体实施过程中,由于人才培养方案、实习基地的计划安排、考虑毕业生就业工作的实际情况,集中进行的为期4周的生产实习安排在大三暑假、第7学期开学伊始,但支撑生产实习的相关课程例如高层建筑结构、砌体结构等专业课程,同样安排在第 7学期进行,因此存在着“先实习后上课”、基础理论与专业实践教学进度不匹配的问题。
(三)实践教学的成绩考核模式有待加强和完整
目前的实践教学管理较为松散,没有建立规范的实践教学的考核办法,或即使有办法但没有真正落实和执行,对实践教学的要求远没有对理论教学要求的严格。极少有学生实践课考核不及格,更不会因实践课不合格而毕不了业。由于学生本身对实践教学的重要性缺乏认识,又没有必要的压力,如果再加上缺乏监督管理,将导致有相当一部分学生不把实践课当成一回事,实践效果可想而知。建立一套行之有效的考核制度,是实践效果得到加强的保证。
(四)工程实践能力教学方法单一
在多年的本科教学中,土木工程实践能力培养的教学方法比较单一的问题一直存在。学生接受工程实践能力培养的途径,主要是依靠教师课堂教学过程中的案例分析、各类实习过程中的参观讲解、以及各类设计中指导教师的答疑解惑,学生自身参与的工程实践内容仅限于测量实习和简单工程材料实验,缺乏“真刀实枪”开展工程实践的培养环节,因此,学生工程实践能力培养的教学质量和教学效果往往难以保证。
三、土木工程专业实践教学体系改革建设方案
(一)基本思路
根据国家“卓越计划”的精神,支持不同类型的高校参与卓越计划,高校在工程型人才培养类型上各有侧重。卓越计划实施的层次包括工科的本科生、硕士研究生、博士研究生三个层次,以培养现场工程师、设计开发工程师和研究型工程师等多种类型的工程师后备人才为目标。结合我院实际情况,土木工程专业“卓越计划”主要实施对象为土木工程专业的本科生,以培养现场工程师(主要从事现场施工和管理)和设计工程师(主要从事建筑和结构设计)为主要目标的应用型本科人才,重点培养和提高学生的工程意识、工程素质和工程实践能力。
(二)土木工程专业实践教学改革建设方案
1.改革实践教学内容,构建科学的实践教学体系
基于“卓越计划”的培养目标,结合国家注册工程师制度,修订人才培养方案。培养方案中要重点体现实践教学环节。同时还要充分有效地利用各种平台,培养方案中应明确以实践教学为主线,打破原有大一、大二主要学习公共课,大三、大四主要学习专业课的模式,着力将课内实验、认识实习、课程设计、生产实习、毕业设计等,作为一个整体进行统筹考虑与安排,压缩课程理论课时,构建完善的实践教学体系,保证实践教学在大学四年中不断线,贯穿于大学学习的全过程。基于“卓越工程师”培养计划目标,构建了“三模块、六环节、十六专项”的新土木工程实践教学体系,具体详见图1所示。
2.改善实践教学条件
(1)改善实践教学硬件条件
①充分利用土木工程实践训练中心;②充分利用绿色建筑工程研究中心;③继续加强校外实习基地建设的力度,增加校外实习基地的数量,完善校外实习基地的条件;根据学生培养目标并结合学校自身情况来改善校内实践教学条件,实验内容不能多是演示性、认识性实验,而应该加大综合性、创新性实验,注重学生能力的培养。
(2)提升实践教学软实力――重点夯实中青年教师的实践教学内力
①以双师型教师队伍建设为出发点,试行工程实践能力的“工程导师制度”。为青年教师创造到设计院等实践单位学习和锻炼的机会;鼓励支持青年教师参加各类注册工程师考试;②定期开展教学研究活动;③将校外企业的工程师或行业资深土木工程师请进来,举办系列讲座,定期与专业教师进行座谈交流,取长补短;④定期下派,加强教师实践能力锻炼,提高教师在“教”与“用”方面的整体素质;⑤针对毕业设计等综合性和实践性突出的教学环节,组建一支由校内教师和校外土木工程师共同组成的实践指导教师队伍,实行“双导师制”指导,既能发挥校内教师的理论教学指导水平,又能发挥校外工程师丰富的实践能力的指导优势。
3.创新实践教学模式
(1)课程设计。采取项目教学的形式,将该门课程或多门课程所涉及的知识和技能通过一个明确的“工程项目”布置给学生,采取分组的形式,学生根据任务要求,运用所学的知识和技能,通过“明确项目任务――确定工作计划――成员分工实施――检查考核评估――总结评比归档”等五个阶段,采用团队合作的方式,查阅资料,组织实施,最终完成项目任务并以成果的形式予以展现。对核心重点课程的课程设计,采取现场答辩考核等措施来衡量学生的学习效果,让每个学生都能真正参与到课程设计中去,切实提高课程设计的实践教学目标。
(2)生产实习。主要是安排学生进入一线施工工地,以工程师助理的身份参与工程建设。为了让学生在生产实习中,能真正学到实践知识,达到实践锻炼学习的目的,改革传统的学校统一安排联系实习的模式,目前采用学校统一安排和学生自主联系实习两种形式。学校统一安排的实习,一般一个工地安排的学生人数偏多,实习效果不理想;学生自主联系工地实习,人数偏少,可以做到一个技术员指导1~2名学生,便于沟通和交流。
(3)毕业设计。“卓越计划”下的土木工程毕业设计应实行“双导师制”,即学校和建筑企业均指定一名导师指导毕业设计,这样,一方面,给教师提供与企业工程师交流的机会,便于教师了解行业最新的动态,尤其是青年教师;另一方面,企业工程师的工作和指导方式和学校老师还是有很大差别的,让学生体验实际工作的情景,更好地培养学生的工程综合素质以及交流和合作能力。
(4)创新实践活动。通过参与教师科研项目、各类大学生创新实践活动、大学生结构设计大赛、建模模型大赛、各类主题的社团活动,营造浓厚的工程实践氛围,培养学生的团队合作能力,提高人文素质修养水平。重点通过结构设计大赛、建筑模型设计大赛、国家级大学生创新创业项目、校级大学生SRP项目的形式进行学生工程实践能力、创新精神能力的培养。
(5)其他。主要以暑期社会实践三下乡活动为主,可以学生自己选题、自己选择指导教师,也可以由学院组织经验丰富的老师,老师结合自己的科研项目或研究的思路,选择学生;学生通过接触工程一线或社会,可以深入了解自己的专业,了解专业的发展现状、存在问题,收集新的研究思路并与指导教师进一步交流,会使学生和教师两方都受益。