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一、以往教学存在的问题
我校环境工程专业2003年开始招生,2006年首次开设大气污染控制工程课程。由于师资力量和实验条件有限,我们在教学内容、教学方式、教学手段等方面存在一些问题。
(一)教学内容单一
教材选用郝吉明主编的《大气污染控制工程》(第二版),除集气罩和管道系统的设计两章,教学内容基本涵盖教材全部内容,共54学时,3学分。燃烧与大气污染、大气污染扩散、颗粒污染物控制等内容讲解清楚。但气态污染物控制主要是叙述性内容,化工原理课程对吸收、吸附和催化等基本原理讲解不深,使得这部分内容重点不突出。课程实验由于经费和场地有限,未能开设。课程设计只是理论计算,缺少工程实例,应用性不强。
(二)教学方式陈旧
教学方式以传统的课堂注入式为主,满堂灌,学生只是被动地学习,未能调动起学习的积极性和主动性。课后作业也有部分学生拷贝应付,不能及时消化吸收所学新知识。部分学生考试临时抱佛脚,搞突击。这种陈旧的教学方式致使教学效果差,学生综合能力得不到提高。
(三)教学手段落后
教学手段上只是用多媒体代替黑板。多媒体增加了课程信息量,但课程重点难点不突出。另外,没有相应的教学动画、视频、模型、实验仪器设备和实习基地,多媒体教学的优势没有得到充分体现。
二、以学生为主体的教学实践
针对大气污染控制工程教学中存在的一些问题,我们总结近年的教学经验,并借鉴国内外的教学成果,以我校《2008年环境工程本科专业人才培养方案》为契机,开展以学生为主体的大气污染控制工程实践,体系如图1。
(一)以学生为主体在以学生为主体的大气污染控制工程实践中,除了课堂教学外,所有教学环节均以学生为主体。教学环节包括课内学习、专业实验、认识实习、毕业实习、课程设计、毕业设计、课程论文和课外自学8个部分。
1.课内学习。按照新的人才培养方案,大气污染控制工程课内学习为48个学时,周学时为4。教材选用蒋文举主编的国家级规划短学时教材《大气污染控制工程》。[5]该教材气态污染物控制以吸收法、吸附法、催化法、生物法等为主线,注重原理。
2.专业实验。大气污染控制工程实验在环境工程实验中,包含大气中TSP的测定、SO2的测定、室内空气中HCHO的测定、袋式除尘、有机废气的净化、汽车尾气的净化6个实验。实验准备选3~5名动手能力强的学生协助老师。实验之前要求学生预习实验讲义,实验后按时交实验报告。
3.认识实习。在理论课进行到中后期,教师带领学生到化工、炼油等企业参观除尘、脱硫等大气污染控制工艺设备,加深理论学习,让学生获得感性认识。
4.毕业实习。第七学期开学后,学生到环境监测站、化工企业和环保公司开展为期两个月的毕业实习,跟班学气污染防治,按时上下班,每周写实结。实习前开动员大会,实习过程中带队教师进行现场指导,实习结束后学生总结并交实习手册。
5.课程设计。毕业实习回到学校,开始两周的课程设计,就除尘或者气态污染物净化进行系统设计,包括设计计算、绘图、编写设计说明书。
6.毕业设计。毕业设计是综合运用所学知识,解决实际的大气污染问题,培养学生的综合能力。时间为一学期,从第七学期到第八学期,实行弹性时间。
7.课程论文。在理论学习的同时,教师给学生列出城市空气质量、汽车尾气净化、室内空气污染防治等课题,让学生查文献、写论文、分组汇报,进行综合训练。
8.课外自学。教材相对固定,不能及时反映最新的大气污染防治技术,把郝吉明主编的《大气污染控制工程》(第三版)、[6]Nevers编著的AirPollutionControlEngineering作为学生的参考教材,[7]作为教材的有益补充。同时介绍www.epa.gov和www.zhb.gov.cn等网站,鼓励学生查阅AtmosphericEnvi-ronment、《中国环境科学》、《环境工程》等中英文学术期刊,让学生了解国内外有关大气污染防治最新的政策法规和技术方法。
(二)以教师为辅
1.课堂讲授。教师的主要职责是上好48学时的理论课,内容包括概论、燃烧与大气污染、颗粒污染物的去除、气态污染物的净化和大气污染扩散5个部分,通过讲解让学生掌握大气污染的来源、迁移扩散、控制技术及设备选型设计,要求学生课前预习和课后复习,上课开始时提问已学内容和新内容。上课强调重点和难点,重在教给学生思路和方法,让学生举一反三和融会贯通。例如,第一节课让学生看书的目录,告诉学生该课程课时安排和知识体系,让学生心中有数,学起来有的放矢;通过考试题“请简述大气污染控制工程课的主要内容”来检查学生对该门课程的知识体系框架的总体把握。教学手段主要有多媒体、动画、视频等,以让学生更好地理解大气污染控制的原理。教学方式主要以注入式为主,适当融入启发式教学、案例教学、问题教学、探究式教学,避免教学方式单一和教学形式枯燥。
关键词:电力系统分析;培养目标;工程教育认证
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)19-0102-02
一、前言
工程教育认证作为高等教育认证的重要组成部分,属于专业认证,是由专业性认证机构(协会)组织工程技术专业领域的教育界学术专家和相关行业的技术专家,以该行业工程技术从业人员应具备的职业资格为要求,对工程技术领域的相关专业的工程教育质量进行评价、认可并提出改进意见的过程[1]。
我校的电气工程及其自动化专业的综合改革是以工程教育认证工作来引领的,旨在培养能够从事与电气工程有关的装备制造、系统运行、自动控制、信息处理、试验分析、电力电子等技术开发以及计算机应用等领域工作的宽口径复合型工程技术与管理人才。通过模块化课程体系有效地推进培养目标和毕业要求的实现。
《电力系统分析》是电力系统自动化模块的主要专业课,占据整个模块课总学分的1/3。该课程作为《电路基础》、《电磁场》和《电机学》等先导课程的延续以及《电力系统继电保护原理》、《发电厂电气部分》、《电力系统调度》和《高电压技术》等后续课程的基础,发挥着“承前启后”的作用,有着兼具理论性和工程性的特点。该课程的目标定位为:要求学生掌握电力系统的基本内容和基本概念;熟悉电力系统的基本运行方式和调节方法;熟练掌握电力系统的基本分析和计算方法;掌握电力系统各种故障及其分析方法;了解电力系统的稳定性分析,为培养高素质的电力工程技术人才奠定坚实的基础。
在以培养目标为导向、以学生为中心的教育理念驱动下,本文从理论教学和实践教学两方面入手,讨论《电力系统分析》课程基于工程教育认证标准的教学改革。
二、教学内容、方式和方法的探索
(一)教学内容的合理配置
《电力系统分析》主要包括电力系统的稳态分析和暂态分析两部分。重点讲述电力系统的三大常规计算,即潮流计算、短路计算和稳定性计算,这也是本门课程的重点难点所在。其中,稳态分析部分的电网等值电路、电压降落和功率损耗是潮流计算的基础,电力系统正常运行方式的调整与控制是潮流计算的应用。暂态分析部分的同步电机的数学模型是基础,其电磁暂态过程主要针对故障分析时的短路计算,机电暂态过程主要针对稳定性计算[2]。
在教学过程中,三大计算自然要重点讲述,但是其中的计算机算法部分可以适当压缩学时,因为相应的课程实验、课程设计和毕业设计部分会有针对三大计算的具体上机操作。而相应的基础知识部分则需要仔细讲解,尤其是部分同学《电路基础》和《电机学》掌握的比较薄弱,基础知识部分如果进度过快,会导致后边的三大计算根本无法理解和掌握。
《电力系统分析》除了具有较强的理论性,还有一定的工程性。根据已就业同学的信息反馈,在教学过程中,应适当地引入个别工程实例以及目前的电力系统新技术专题,让学生能将所学的理论知识和实际的工程联系起来,激发学习的兴趣和动力。
(二)教学方式的多元化
该门课程的理论性较强,教学方式仍以多媒体和板书结合的教师讲解为主。然而课程中涉及到大量的计算,需要习题(作业、课堂讨论和课堂测验)来支撑。由于作业是在课下完成的,不可避免地出现部分同学互相抄袭的现象,导致不能通过作业来准确地反映出学生对知识的掌握情况。课堂讨论和测验的方式,一来可以方便教师准确地观察学生的真实水平,二来通过学生到讲台上讲解习题,提高学生课堂的参与度,便于学生自己找出彼此间的差距,活跃课堂气氛,激发学习兴趣。
除了上述传统的课堂教学之外,还可以通过网络课程的形式,将课程相关的电子资源分享给学生,并通过网络论坛的形式,开展课程内容的相关讨论。
(三)教学方法的灵活性
《电力系统分析》中有一些比较难以理解的章节,需要采用较为灵活的教学方法来授课。比如,同步电机突然三相短路分析这一节,涉及的内容较多,既有电机方程,又有短路电流计算,看起来十分复杂,尤其对一部分数学基础不好的同学,看到这些复杂的公式会直接望而却步。因此,教学过程中不应该侧重具体的公式推导,而应该先从基本思路着手,和之前学过的较为基础的电路知识进行类比讲解。比如:把“短路前”和“短路后”看成电路中动态电路的“换路前”和“换路后”;短路电流的计算方法和“三要素”法相类比,即分别求出起始值、稳态值和直流、交流分量的衰减时间常数,带入“三要素”法的表达式中,得出短路电流的计算公式。这样,学生先从整体思路上有一个清晰的框架,然后,再针对每一部分进行具体的数学计算,就不会产生思路不清的困扰。
三、实践教学的探索
如前所述,该门课程具有一定的工程性,需要相应的课程实验、课程设计、毕业设计和实习等实践教学环节,这样才能使本专业的毕业生达到相应的培养目标和毕业要求。
(一)基于PSASP的课程实验[3]
课程实验设置的主要目标是通过实验,培养学生的基本实验技能,加深对电力系统的理解,学生利用仿真平成电力系统参数的录入、潮流计算、短路计算、功率特性和功率极限等实验,初步掌握电力系统的基本分析方法,加强对电力系统分析知识的掌握能力。
上述目标通过让学生使用PSASP(电力系统分析综合程序)软件,在本专业的电力系统仿真实验室完成电力系统潮流计算仿真、电力系统的短路计算仿真、单机―无穷大系统稳态运行方式和电力系统功率特性和功率极限等实验。学生通过上机实验,能够基本掌握电力系统的分析方法,甚至个别同学还在使用PSASP的同时,使用MATLAB软件实现相关的潮流和短路计算[4],并对两种结果进行比较分析。
(二)课程设计和毕业设计
该门课程的课程设计是用单独的一周时间来完成的,具体分配了3个设计题目,由学生自由分组和选题。主要是希望学生通过开展课程设计锻炼解决实际工程问题的基本能力(查阅资料、工程问题的数学计算和分析、报告的撰写及团队合作)。
课程设计题目的选取来源于相关的科研项目,以潮流计算和短路计算为核心的相关工程性问题。主要考察对手算潮流和短路计算基本方法以及计算机潮流和短路计算的掌握情况。具体分组为2人一组,组员过多,会导致个别组员实际承担的工作过少;一人独立完成,时间不够充裕。因此,2人一组可以较好地分配工作和保证课程设计的顺利完成。
课程设计的验收工作以现场答辩的方式来完成,答辩成绩占总成绩的40%。指导老师会针对每组提交的设计报告,提出2~3个问题,同时要求现场演示计算机仿真过程,并根据具体情况,提出1~2个问题,如果超出3个问题回答不正确,则视为课程设计不通过。答辩过程中,选择同一题目的小组之间可以互相提问和评价,该环节占答辩成绩的20%。这样有利于学生加深对设计题目的理解和认识,同时找出设计过程中的不足以及同他人之间的差距。
毕业设计安排在大四的下学期,除了《电力系统分析》,其他相关的专业课程学生都已经选修完毕,具有一定的综合运用电力系统相关知识的能力。设计题目来源于科研项目中的小项目,以锻炼学生开展项目研究的能力。
毕业设计比之课程设计,题目要复杂得多,是对整个大学期间所学相关专业知识的整体验收。《电力系统分析》所学相关知识作为毕业设计题目的核心内容,是对该课程教学效果的另一种验收形式。相比考试而言,能更加有效地检验毕业生是否具备了培养目标和毕业要求中罗列的基本能力。
(三)实习环节
课程相关的认识实习和生产实习由于电力行业的特殊性,使得学生只能在变电站和发电厂进行参观,而不能进行具体地操作。这个过程中就需要带队的教师能够在参观前和参观过程中对所学知识的具体应用进行讲解,以提高实习的效果。
通过学生对实习的反馈情况来看,大家对实习单位的兴趣比较大,在具体参观过程中,对电力设备和电力系统接线和运行方式的认识得到了加深,使原来仅停留在原理图和结构图上的电力系统形象化。同时,学生对毕业后所能从事的工作有了一定的了解,更能激发相关专业课程的学习兴趣。
四、结语
通过以上教学内容、方式和方法的探索,使学生能更易于理解和掌握本门课程的理论知识,而实践教学的具体开展,则通过课程实验、课程设计、毕业设计和实习环节来确保学生将所学的理论知识用以分析和解决具体的工程性问题,更好地达到本课程的培养目标,从而自下而上地支撑本专业学生的毕业要求,使培养出的学生成为电气工程相关领域的复合型工程技术与管理人才。
参考文献:
[1]林健.工程教育认证与工程教育改革和发展[J].高等工程教育研究,2015,(02):15-19.
[2]夏道止.电力系统分析[M].第二版.北京:中国电力出版社,2015.
关键词:卓越工程师;钢结构;教学改革
国家教育部推出卓越工程师教育培养计划(以下简称卓越计划)[1,2],旨在通过在试点高校及专业实施卓越计划,摸索建立具有中国特色的工程教育模式。卓越计划将面向社会需求培养人才,第一批(2010年)有61所高校入选,第二批(2011年)有133所高校入选,批准462个本科专业或试点班。土木工程专业方面清华大学等21所高校入选见表1,实施卓越计划是高水平大学办学趋势。
钢结构课程作为土木工程专业的重要专业课之一,不仅课程本身在土木工程课程体系中占有重要地位,钢结构特点以及钢结构行业蓬勃发展态势也使其在卓越计划中占有重要地位。
一、钢结构发展前景及人才需求
钢结构体系具有自重轻、抗震性能好、施工周期短、加工制作工业化程度高、造型新颖轻盈、施工噪音低、大部分钢材可回收循环利用、符合可持续发展要求等优点。作为钢铁大国我国已经连续十年钢产量居全世界第一,国家政策也从20世纪50年代节约用钢、20世纪80年代合理用钢转变为21世纪提倡用钢。建设部颁布的《国家建筑钢结构产量“十五”计划和2015年发展规划纲要(草案)》提出,“十五”期间,争取年全国建筑钢结构用钢量达到钢材总产量的3%左右,到2015年争取年全国建筑钢结构用钢量达到钢材总产量的6%左右。如果保守估计2015年钢产量为5亿吨,其6%为3000万吨。总之钢结构行业发展会越来越快,该行业的人才需求量也会越来越大。相比钢结构行业的人才需求,国内培养的钢结构专门人才偏少,质量也不高。要想改变我国钢结构应用落后于发达国家的现状,需要培养具有扎实钢结构理论基础,了解国内外钢结构新进展及新技术,能将所学理论知识灵活应用到钢结构设计、施工等相关工作中,创新意识和创新能力较强的具有卓越工程师潜质的毕业生。
二、钢结构教学现状及存在问题
1.教学现状。从我校情况看,土木系本科生钢结构教学分成钢结构原理(专业必修课32学时,其中2学时用于考试)、钢结构设计(专业限选课24学时,其中2学时用于考试)及钢结构课程设计(1.5周实践教学环节)三个教学环节进行,在第三学年第二学期内完成。基于“高等学校土木工程指导性性专业规范”[3],三个环节的教学侧重点如下:钢结构原理课程要学习钢结构特点及设计方法、钢材性能及选用、钢构件(包括轴拉构件、实腹和格构式轴压构件、梁、拉弯构件、实腹和格构式压弯构件)的强度、稳定及刚度计算及设计,钢结构焊缝连接(分为对接焊缝和角焊缝)和螺栓连接(分为普通螺栓和高强螺栓)的计算及设计、疲劳计算等内容;学生后续有大跨结构和高层结构选修课,加之课时有限,钢结构设计以门式刚架和重工业厂房设计为主;钢结构课程设计大部分学生做钢屋架设计,少部分学生选做门式刚架设计。
2.存在问题。我校钢结构课时偏少,并且目前对钢结构感兴趣,愿意从事钢结构行业的学生不少,掌握好钢结构设计及施工知识对学生就业也非常有利,但是钢结构课程知识点多而杂,公式多,重点的稳定问题学习难度大,加之学生材力和结力的学习基础不扎实,虽然采用多媒体教学手段,但因课时所限,授课时往往还是无奈停留在学生对构件及连接能够正确验算校核层次,很难引导帮助学生提升到对构件及连接进行优化设计和合理构造处理,乃至具备实际钢结构工程设计能力。同时对国内外钢结构设计规范的比较介绍不够,对钢结构新理论、新材料、新结构、新技术介绍也不足。依据“卓越计划”人才培养的要求,从钢结构的授课内容及授课效果分析,钢结构教学主要存在以下问题:①钢结构原理、钢结构设计、钢结构实践环节课程大纲面向卓越工程师计划的针对性不强;②教学内容对国内外钢结构发展、新理论、新材料、新结构、新技术吸收不及时;③钢结构课程设计和毕业设计的工程实际针对性不强;④未能充分调动学生学习兴趣及热情;⑤未做到因材施教;⑥学生力学基础差对钢结构学习产生畏难心理。
三、钢结构课程改革思路
应用创新人才培养应是以知识学习为载体,着力系统培养学生知识迁移能力及创新能力。分析钢结构教学存在的问题,可以从以下几个方面进行教改尝试[4-6]。
1.教学准备及实施中注重创新能力培养。首先依据“卓越计划”,结合现代钢结构材料、构件、体系及设计方面的最新发展,制定2012级本科专业教学计划和相应课程大纲,并科学划分及衔接本科与研究生的钢结构课程内容。其次按照新修订的《钢结构设计规范》(预计2012出版)编写本科生教材钢结构教材,教材要体现新规范、新理论、新材料、新体系、新技术,力求具有循序渐进、通俗易懂、叙述详细、例题多且贴合实际,便于自学,逻辑清晰等特点。最后将教学模式从讲授式逐步转化为探讨式,精练教学内容同时,采用现代化教学手段提高教学效率,以讨论式学习钢结构重点难点问题,启发学生深入思考及掌握钢结构理论知识及设计方法,引入实际工程设计讨论,培养学生创新思维。
2.激发学习兴趣,力求因材施教。绪论课以钢结构学习动员形式进行。介绍钢结构特点、国内外应用及研究现状、钢结构的前沿课题、钢结构发展前景、钢结构行业状况及国内外重大钢结构工程等。通过钢结构学习动员开阔学生视野,激发学生学习钢结构的兴趣。课间尝试引入上海交大刘西拉教授采用的“带领学生玩搭建结构的游戏”模式[7],活跃教学气氛,培养学生对课程学习的兴趣。课间及课后组织学生观看钢结构工程录像。教学中采用的华南理工大学王湛老师研发的《钢结构多媒体教学系统》动画及工程录像,很受学生欢迎。所以订购或制作钢构件、紧固件、焊接件、小型钢结构体系及连接的教学模型,并鼓励学生参与到模型制作中,使学生有直觉感官认识的同时,培养动手能力很必要。鼓励并指导学有余力的学生阅读钢结构课外书籍及科研文献,撰写读书报告;鼓励对设计感兴趣的学生利用课余时间学习STS,3D3S,MST,ETABS等钢结构设计软件,为做毕业设计及适应毕业后从事钢结构设计工作做准备;鼓励对科研感兴趣的学生参与任课老师的科研课题,进行钢结构方面的研究或试验工作。
3.加强实际工程训练。积极与钢结构设计、施工及研究单位建立合作关系,联系校外实习基地。毕业设计环节及假期让部分学生到校外实习基地参与实际钢结构工程的设计或施工。钢结构课程设计和毕业设计题目逐步改进为实际工程设计题目。
4.与其他课任课老师沟通。与前续课程材料力学、结构力学等的任课老师进行交流沟通,帮助和要求学生在力学课学习阶段对钢结构所需的力学知识点扎实掌握,尽量减少学生由此产生的对钢结构学习的困难,有利于节省用于复习力学知识点的钢结构课上学时;与后续课大跨结构、高层结构、结构抗震设计等课程的任课老师沟通,保证学生钢结构知识的系统性;与认识实习和生产实习老师沟通协商,认识实习协助安排所有学生到钢结构工地参观学习,生产实习安排部分学生到钢结构校外实习基地实习。
我国要从钢铁大国转变为钢铁强国及至钢结构强国,培养出一大批高素质应用创新型钢结构专门人才是当务之急。以实施卓越计划为契机,修订钢结构系列课程教学大纲,编写实用型现代钢结构教材,精练教学内容,采用现代化教学手段及多种教学方法想方设法调动学生学习钢结构热情和创新意识,吸引优秀学生到钢结构产业中去,利用校企联合培养方式即钢结构实习基地培养学生钢结构实践能力,培养出卓越计划要求的未来卓越工程师的后备军。
参考文献:
[1]教育部.卓越工程师教育培养计划[Z].2010-06.
[2]教育部.教育部关于实施卓越工程师教育培养计划的若干意见[Z].2011-01.
[3]高等学校土木工程指导委员会.高等学校土木工程指导性专业规范[M].北京:中国建筑工业出版社,2011.
[4]郭小农,罗永锋,蒋首超,王伟.钢结构稳定研究[J].高等建筑教育,2011,(12):46-48.
关键词:理科学生;课堂教学;模式改革
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)46-0044-02
增强自主创新能力作为发展科学技术的战略基点,是新时期建设创新型国家的核心。涉及教育事业层面的创新,即为实现一定的教育目标而进行的创新活动,它包含教育体系、教育观念、教育手段、课程教材等方方面面。随着社会经济的快速发展,高等教育中课堂教育的培养模式由传统的板书与口授逐渐转变为聚合多种教育方式的综合课堂教育。然而,目前的普通高校的课堂教学普遍还存在偏向科学化的问题,重理论轻实践、重知识轻能力的现象还未根本转变[1]。如何提高学生的能手实践能力又成为待解决的关键问题之一。本文以“信息科学基础”课程为例,阐述理科与工科学生在学习该课程时的差异性,提出基于理科学生的具有工程背景的相关课程的教育模式。
一、目前的教学现状与存在的主要问题
“信息科学基础”是一门理论性与实践性兼顾的课程,是一般理工科校理学院信息与计算科学专业的核心课程。该课程以概率论与数理统计的相关知识为基础,传授信息传输与信息处理的一般规律,重点介绍熵、信源、信道容量、无失真信源编码等基础知识。虽然本课程的相关知识在通信、电子等领域内应用广泛,但是它对于理学院学生的概率统计知识体系的完善与应用,具有十分重要的理论意义[2]。
1.当前教学现状分析。大多数工科院校已对其教学模式进行了改革创新,主要包含如下几个主要方面:①优化教学内容。由于信息论包含狭义信息论、一般信息论、广义信息论三个研究范围,选择难度适中的内容成为教学模式改革的主要方面之一[2]。当前,大多数课本主要介绍狭义信息论的相关知识,增加专业知识的同时减少了课程学时,结合了实际问题和相关课程的知识讲解一般理论与算法,使学生既能理解,又能拓展创新。②改革教学方法。在教学方法改革方面,针对各个学校不同专业的培养目标,主要传授如何理解、掌握信息熵的度量与传输、编码等基础知识,结合相关的算法掌握这些知识的应用。融入实践与上机演示等方法,提高学生的学习兴趣,采用多种编程方法来实现,增强学生的学习动力[3]。③扩充教学手段。引入多媒体教学手段是本课程的教学改革的重点内容之一。采用PPT展示课堂的主要内容,相关算法的计算程序演示算法执行流程,上机实验辅助课堂教学内容的掌握[4]。在有限的教学时间内增加单位时间的信息含量,将有限精力与时间用于剖析课程内容的重点难点上。④优化教学环节与考核方式。在教学环节设计上进行创新,注意学生的接受能力、理解能力、编程能力及创新能力的培养,采用课前预习与算法预实现―课堂中讲解重难点内容―演示算法执行流程―课后理论作业与算法实例验证并重―平时测验与期末考试等相结合的方法。在考核方式上,适当降低期末理论考试的比重,提高上机实验成绩所占的比重,并考虑到学生在讨论课中的表现[5]。⑤增强学生实践能力。采用小型科研课题为导向,完成相关算法及改进算法为主线,增强学生实践能力的培养[6]。对相同算法采用不同编程工具进行理论实现,增强算法的演示效果。此外,结合通信领域内的实际应用,以解决实际问题为导向,提高学生的思维能力与动手能力。
2.存在的主要问题。①本课程以往的教学模式中,主要侧重于理论教学,缺少必要的上机实践环节。②缺少现代教学方式的引入,如PPT课件、MATLAB相关程序分析及上课实时实践与演示。③课程教学内容重点讲解理论知识,简略了相关算法的实现,容易让部分学生产生厌学情绪。④理论与实践不同步、课堂学习与课后上机实践脱节等问题,使得启发式的问题分析和实际案例实践探讨难以实现。⑤教学考核方式以及成绩评定模式单一,教学内容繁多、涉及面广,但课时有限,不利于鼓励学生创新性的参与,自主学习。
二、三位一体的新课堂教学模式
1.新课堂教学模式。本课程改革的理念是“一切为了学生的理论学习与动手能力培养”,它包含三个含义:一是关注理论知识体系的完善,二是学生学习知识与培养动手能力的统一,三是融教于学、教学相长的结合。课程改革的思路如下:改变课程过于注重知识传授的倾向,强调形成主动的学习态度;改变知识结构过于强调通信领域的应用背景,整合概率统计相关知识于该课程的知识体系中;引入开放题及开放式教学来完善课程教学内容,用启发式教学方式进行相关算法实现与应用分析;引导学生开展学习实践研究,通过实现信息编码算法,培养分析问题和处理问题的能力。教学模式承载了教学的一切内容,它包含了教学的所有方面。为了培养学生分析问题与解决实际问题的能力,让课堂教学与实践教学有机结合,我们提出“理论知识与动手能力培养相结合的教学模式”,并在教学实践中分步实施。该教学模式主要分三个模块:理论教学模块、上机实践与演示模块、开放性课题与毕业设计。①理论教学模块:进一步精简现有教学大纲的教学内容,综合传统板书与现代多媒体教学的优势,优化教学效果,在理论上体现精、准,以讲解最基础、最本质的内容为核心。结合平时成绩、期中测验与期末考试,给出此模块的成绩。②上机实践与演示模块:上课时充分利用计算机与投影设备,将信息论的算法执行流程与实现结果进行实时演示,并与理论教学有机结合。每次上课完成实验报告,按五分制或者百分制给出成绩。结合上课编程效果,给出此模块的成绩。③开放性课题与毕业设计:在上课时面向全体学生设计出一些开放性的算法实现问题,由教师进行引导,课堂发言与分组讨论为辅,鼓励学生参与课题分析,以撰写解答思路或研究报告为考核标准,提高学生分析、处理问题的能力。此模块的成绩主要评定依据是学生的课堂表现、问题分析作业以及研究报告质量。具体到课堂教学模式上,采用课堂理论教学与上机演示结合的模式,以提高学生的学习兴趣为目的,利用多种现代教学手段,在课堂上采用PPT讲解基础理论知识,学生发言讨论算法流程的实现,借助MATLAB实现该算法并进行数值验证,以达到训练和培养学生的分析思维能力。
2.新模式的特色与创新之处。新的教学模式重点解决如下问题:理论知识与动手能力培养相结合的教学方案制定;本课程多媒体教案与算法程序的完善;开放课题与毕业设计题目的设置;理工科高校现有专业课程的考核方式探讨。其特色与创新之处在于:①理论知识与动手能力培养相结合的教学模式的形成;②建立理论教学融入上机演示的新课堂教学模式;③现有理论课程考核方式的改革。教学模式改革的目标为:课程功能的转变,使学生在学习信息论基础知识的同时,掌握信息度量、传输与编码的方法,用于社会实践中;制作全部内容的多媒体教学课件,精选理论教学内容与多媒体教学相结合来完善理论教学模式;完成信息论算法的MATLAB程序界面编写,在课堂教学中充分体现师生互动。[6]
课堂教学是培养学生的主要途径,新的教学模式改革必须围绕课堂教学来组织实施。本文基于“信息科学基础”这门工科背景下的理科课程,提出了一种新的课堂教学模式——“知识讲解、实例演示、上机实践”三位一体模式,并阐述了其具体实施过程及其优点。教学模式改革的根本是教学思想的重要转变,勇于创新并持之以恒,才能获得较好的教学效果。
参考文献:
[1]杨爽,王忠民.计算机工程型人才培养模式的研究与实践[J].高等教育研究,2009,(4):46-49.
[2]孙雁南.浅谈《信息论与编码》课程教学方法与改革[J].科技信息,2012,(33):719-719.
[3]徐红林,过榴晓,沈莞蔷.“信息科学基础”纵向关联与横向拓展教学研究.科教文汇,2012,(08):82-83.
[4]郭欣.浅谈信息论与编码课程的理论与实验教学改革[J].科技资讯,2012,(28):7-7.
关键词:OBE;微机原理;教学改革;工程教育认证
“微机原理与应用”课程是本科类院校测控、通信、电子信息类专业一门传统且重要的专业基础课,课程旨在使学生具备微机应用系统分析与软硬件协同开发的能力,为从事微机测量与控制仪器和系统研发工作奠定技术基础。随着微处理器技术的不断发展,微机系统已经广泛渗透到人们生活中,从各种日常家电到工业生产,甚至是航空航天控制,微机系统的应用场景与市场需求不断扩大,这也给从事微机测控仪表与系统开发的相关专业人才提出了更高的能力要求。对于行业特色院校及特色专业,如何既紧跟技术前沿触角,又满足行业与专业发展的特色需求进行“微机原理与应用”课程改革,是许多高校当下思考的问题[1-2]。另一方面,为适应我国经济发展需要和国际标准的工程技术人才需求,很多高校把通过工程教育专业认证当成提高教育质量和人才培养水平的重要手段。以成果为导向的教育模式,即OBE(Outcome-basedEducation),是工程教育认证的基本理念,不少高校也积极探索OBE理念下的人才培养和课程教学改革方法[3]。
1传统微机原理教学在地震行业人才培养上的不足
传统“微机原理与应用”课程教学内容包括Intel80x86系列CPU为核心的微机系统结构、指令系统、汇编语言程序设计及常用接口技术,强化接口设计和综合应用能力培养。教学以集中理论讲授和小型试验并行方式进行,且实验大多为验证实验,学生在实验过程中只是按照实验指导书步骤进行,忽略了理论与实践间的内在联系,无法培养学生以系统思想进行设计的能力,不利于学生创习微机指令系统时,通过emu8086仿真平台演示各指令的作用和效果,结合仿真结果的观察和原理讲解,能更深入理解各指令的使用。在讲授微机接口应用技术时,结合微机测控系统案例,通过emu8086与proteus的结合,将案例的设计原理和编程实现过程进行演示,将涉及的知识进行融合讲解,加深学生对指令和接口应用技术的理解,提升课堂教学效果。对有学习能力的学生,引导其利用Multisum、Altiumdesign等软件完成所涉及系统的硬件电路设计,提高学生综合素质和工程实践能力。
2雨课堂实时教学改进
由于课程内容多、难度大,传统的讲授方法学生难以一次性消化较多知识点,从而打击其自信心,最终导致学习热情大幅下降。以学生学习成果为导向,利用雨课堂将课前、课中、课后的教与学及互动完美融合起来。课前一些待讲授知识点的学习小视频,激活学生自学意识和学习热情。结合学生的预习情况,在上课时可以针对课前不好理解的重点和难点再次强调,并结合一些小测验实时检测学习效果。实时根据学习过程中的问题进行教学反思,并有针对性地改善教与学上的不足,从而提升教学质量。
3课程考核优化
在传统考核方式不能满足OBE教学的情况下,探讨了贯穿整个教学过程的多元化考核机制,从考核形式、考核内容、成绩分配等方面进行优化,构建了“卷面考核+”多元化考核方式。设定平时成绩占50%,不仅参考出勤、实验报告和作业,还利用雨课堂的互动教学功能进行学习过程的全面衡量。期末成绩占50%,主要通过闭卷考试检验学生知识掌握和应用的程度,并设置了地震前兆监测之等精度频率计设计的课程大作业,让教师对学生自主学习、分析解决问题、创新、小组间协作能力、完成质量等多方面进行综合考核,以正确评估学生的学习效果。
4教学效果
经过一轮的教学实践,面向地震特色的“微机原理与应用”向学生全面展示了在地震仪表系统设计中微机技术应用的相关知识点,并且通过实验项目充分锻炼了学生的动手能力,而分层级的实验项目也能满足不同层次学生的需求,得到了学生的肯定,激发了他们的学习兴趣。从卷面成绩来看,本届学生得分比传统教学方法的平均成绩高8分,且课程大作业答辩时,学生能很好地掌握设计原理并进行编程实现,综合能力有较好的提升。教学效果令人鼓舞,也为学生将来进行创新设计、毕业设计等奠定了基础,对提高学生微机系统应用能力有较好的促进作用。在接下来的“微机原理与应用”教学中,将继续以成果为导向,优化地震行业特色案例,并设置课程内容有关的开放实验,让有能力、有兴趣的学生能进一步遨游在微机应用技术的海洋,提高其工程实践能力,为将来继续深造或者走上工作岗位奠定扎实的技术基础。
结语
基于“微机原理与应用”课程综合性、实践性强的特点,结合本院防灾减灾特色人才培养目标及工程教育认证实际需求,进行了基于OBE为导向的课程教学改革,包括优选地震特色的微机和接口技术应用案例,以案例结合理论知识点进行讲解学习;在实践教学上,设置分层级、紧密结合行业应用需求的实践项目,满足不同学习能力的学生,也能激发其学习热情;利用emu8086、proteus平台创新教学方法和手段,帮助学生理解掌握重点难点,科学设置考核方式等。课程教学效果较好,能提升学生的微机应用与设计能力,学生的卷面成绩和最终成绩都有较大幅度提升,提高了学生的综合素质,课程改革方法可为其他行业特色院校的“微机原理与应用”课程改革提供一定的思路和参考。
参考文献:
[1]马千里,乐洋,胡栋,王俊,胡晓飞.生物医学工程专业微机原理课程教学改革与实践[J].教育教学论坛,2015(50):87-88.
[2]曹波伟,卢虹冰,袁娟丽,袁方,张国鹏.基于SPOC模式的军事医科类《微机原理与接口技术》课程教学探讨[J].医疗卫生装备,2017,38(05):152-155.
[3]蒋贤维.工程教育认证理念在我院人才培养中的探索实践[J].高教学刊,2020(34):131-133+137.
[4]刘震宇,赖峻,文元美,刘立程.基于OBE理念的微处理器课程群的教学改革[J].教育现代化,2019,6(45):34-36.
[5]周子昂,徐坤,贺娅莉.新工科背景下基于OBE理念的嵌入式系统课程群研究与实践[J].周口师范学院学报,2019,36(05):53-56.
[6]许雪林,蔡文培,杨腾.成果导向教育理念下的8086微机原理课程教学改革[J].计算机教育,2020(07):152-156.
应用型本科教育是以培养知识、能力和素质全面协调发展,具有较强的实践能力和创新精神,面向生产、建设、管理等一线的高级应用型人才为目标定位的高等教育[1]。发展应用型本科教育,既是我国经济社会发展的要求,也对高等教育大众化进程起到了积极的促进作用。我校依据应用型的办学定位和区域经济的发展需求,以“大应用观、大工程观”为引领确立了应用型专业人才培养目标,构建了新的人才培养方案。《机械制造技术基础》课程是机械类各专业一门重要的专业基础课程,课题组根据学校教学改革精神及机械类专业应用型人才的培养目标要求,对课程在理论教学与生产实际相结合、课程知识与实践创新相融合、教学改革与资源建设相结合等方面进行了研究与实践探索,取得了显著的效果。
一、将理论教学与生产实际相结合
应用型本科教育的课程体系具有其特点,它不是建立在学科体系上而是以技术体系为依据的课程内容体系[2]。在“厚基础、重实践、能创新、高素质”目标指导下,强调理论的应用性与技术的先进性。该课程的教学内容与制造企业的生产实际密切相关,它主要介绍机械产品的生产过程及生产活动的组织、机械加工方法、机械加工过程及其系统。为了满足机械类应用型人才的培养目标要求,教学内容体系以实际工程为背景,以机械制造工艺过程为主线,从机床、刀具到夹具设计、工艺制订、加工装配,均要符合企业技术体系和实际流程。教学内容强调基本理论、基础知识与工程应用的有机结合,根据徐州的地缘优势,引入了工程机械零件如油缸、壳体等零件的加工工艺,并注重经典知识与新技术相结合,保证了教学内容的先进性。
面向应用型工程人才的培养,专业理论以“够用”为度,强化案例教学,突出实用性。对课堂活动应精心设计和组织,课程各章节以案例导入、问题导向,充分激发学生的学习兴趣。讲授中采用置疑讨论、交流互动等启发式教学方法,引导学生积极思考、分析讨论,避免单纯“灌输型”传授知识。对于重点难点内容,精讲多练,有助于课堂教学质量的提高。对于卓越班采用小班授课,更易于师生交流互动、翻转课堂,强化了对学生分析解决问题能力的培养。
教学中灵活运用多媒体课件、实物教具等辅助教学手段,可显著提高课堂教学效果。对多媒体课件要精心设计,合理选用动态仿真、现场视频、3D模型等,创设教学情境,丰富信息量,使学生学习的积极性更高。如讲解机床结构和传动系统时,若采用机床剖切图或录像进行教学的话,学生难以看清楚机床内部结构,教学效果不理想。为此课题组基于Pro/E软件建立了CA6140机床的3D模型并进行了运动仿真,课堂教学中可演示机床每个部件的构成、空间位置关系、传动系统特点等,非常直观形象,使学生能深入理解并掌握知识要点,增强了课程学习的趣味性。充分利用多种教具和现场教学,形象直观,可促使理论与实践有机结合。如讲解车刀和钻、扩、攻丝、磨削等加工工艺时,教师将车刀及模型、小型手工电钻、抛光机、磨平机等带进课堂,对照实物讲解刀具几何角度、现场在铝板上进行钻孔、攻丝、对板件进行磨边、抛光等[3],并在课间和课后现场指导学生进行试加工,增强学生对机加工工艺的感性认识。
课后除布置思考题和作业,安排习题课及作业讲评,巩固课堂所学知识外,充分运用网络课程教学平台开辟第二课堂,实现师生网上交流与互动,引导学生挖掘和利用网络中与教学内容相关的信息资源,在牢固掌握课程知识的基础上,培养学生信息收集、辨别及合理利用的意识,不断提升学生的综合能力。课程设计以选择企业案例中的典型零件为对象,增强了课程设计的真实性[4]。设计任务包括绘制零件图、毛坯图,编制零件机械加工工艺卡、工序卡,绘制夹具装配图和撰写设计说明书等,进行综合训练。设计手段由二维设计逐渐向三维设计、装配过渡,以培养学生创新设计和工程实践能力。为保证课程设计质量,指导教师组成答辩小组,对每个学生进行答辩,从图纸、说明书、对知识的掌握程度等方面严格把关。生产实习环节集中在中国一拖集团有限公司等企业进行,学校与企业结合共同培养机械类应用型人才。为保证实习效果,实施“企业导师讲解+校内导师讲解+分组讨论+教师总结+撰写实习报告”的实习模式。企业导师讲解之后,校内导师必须将重点问题逐个讲解,各分厂实习结束后在非生产区分组讨论,补充完善实习日记及实习报告。
二、将课程知识与实践创新相融合
对机械类应用型人才不仅要强化工程实践能力的培养,更要注重对学生科技创新意识的培养[5]。课题组教师积极指导学生参与科研课题、课外科技活动等创新活动,组织学生参加国家、省市等各大赛事,以培养和提高学生的实践创新能力。对于本课程教学中的难点和学生不易理解的知识点,如刀具的几何角度部分,教师将其问题提炼出来以项目的形式带领学生进行研究,设计了基于单片机集语音、动作、视频为一体的多功能动态刀具几何角度演示装置,获得了全国大学生机械创新设计大赛二等奖,获江苏省大学生机械创新设计大赛一等奖,并授权发明专利。这既解决了教学难题,又锻炼了学生的创新设计能力。针对课程中刀具切削温度的知识点,教师指导学生开发了基于红外测温技术的刀具温度测量装置等,既锻炼了学生的创新能力,也具有很好的应用效果。课题组教师鼓励学生积极申报各类大学生实践创新训练计划项目,指导学生将课程和生活中的有关技术问题进行提炼,并通过创新项目加以解决。指导学生进行科技论文写作和专利申报,培养其科学素养。实践表明,对学生科学素质的培养,能有效地促进学生创新能力的提升。两年来,充分利用我校的国家级工程实践教育中心的优势条件,指导学生完成了国家级、省级实践创新训练项目3项,指导学生发表学术论文2篇,获批发明专利和实用新型专利3项。指导学生获得第四届、第五届“浩辰杯”华东区大学生CAD应用技能竞赛中获一等奖2项、二等奖6项。指导学生获省级优秀毕业设计三等奖1项、校级优秀毕业设计奖2项。
三、将教学改革与资源建设相结合
围绕机械类应用型人才的教学目标要求深入开展课程教学改革,促进了课程资源的建设。课题组根据机械类应用型人才的培养目标要求,结合工程实际合理安排课程内容体系,强化案例教学,主编出版了机械类创新应用型人才培养规划教材《机械制造技术基础》,已在省内外多所院校中推广使用,受到了大家的好评。应用型人才的培养更加注重学生工程实践能力的提高。我校不但增加了实践类课程的学分比重,也调整了实践教学内容,以更多的综合实验取代传统的验证性实验,以更多的生产一线实景教学取代传统的实验室模拟教学。教师积极主持、参与实践实验教学设计,指导学生参与实验室建设等实践活动,收到了显著成效。如指导“夹具拆装与调整”实验时,选拔一些学生参加机床夹具的设计制作项目,充实实验室资源建设。学生利用课外时间完成夹具设计、工艺制订、加工装配等,制作完成机床夹具实验装置2套。在整个项目过程中将设计(3D建模、装配、仿真,标准查询,标准件选型,材料选择)、绘制工程图、工艺制订、机械加工(车削、铣削、钻孔、攻丝等)、电火花线切割加工、装配(含配作加工)全部贯穿起来,有利于本专业知识的融会贯通,使学生实际工程能力得到明显提升。
关键词:软件工程;概念和术语;实例;实践
中图分类号:TP311文献标识码:A文章编号:1009-3044(2008)06-10ppp-0c
Designing a Software Engineering Teaching Scheme
WEN Zhi-xiong,CHEN Zhen-ting
(Brief Introduction of Kunming Metallurgy College, Kunming 650033, China)
Abstract: This paper proposes a teaching scheme based on the idea of software engineering, which is teaching together with examples, attaching importance to convey the key concepts, persisting in engineering awareness cultivating and practice training during all the school period.
Key Words: Software Engineering; Concepts and terminology; Example; Practice
1 引言
高职软件技术专业培养目标是:“能够从事软件企业桌面应用开发、软件生产企业编码、系统支持、软件销售与应用开发、非IT企业事业单位信息化等工作。”
软件工程是专业培养方案核心课程之一,它是指导计算机软件开发与维护的一门工程学科。
计算机专业的学生毕业之后,无论从事软件开发、维护还是销售,都离不开软件工程的知识。可以说,软件工程概论课是他们参加工作后马上就要直接应用的一门专业课。
但是,由于下述原因:
(1)由于为了推进就业,各学校都采取最后一个学期进行毕业设计和就业实习的做法,所以,学制三年的高职,课堂学习时间两年半;作为国家紧缺人才培养工程的二年制软件技术专业,课堂学习时间一年半。而学习软件工程涉及的前驱课程比较多,学习时间紧。
(2)计算机高职学生对动手解决实际问题的能力较强,但对《软件工程》理论学习,普遍感到内容比较抽象,不易理解,学生学习的积极性很难调动起来。
因此,如果没有一整套科学、合理的教学方案设计,就不可能在短时间内,培养出具有较强工程能力的软件人才。
2 教学方案设计的依据
(1)在软件工程的理论学习中,有些概念、术语反复出现,它们对内容的理解起着至关重要的作用,所以,我们的教学要重视这些概念的传达。
(2)Jennifer Niederst Robbins在他的广受读者欢迎的著作《学习Web设计》一书中写到:“很多人通过读书和理解并修改存在的例子自学JavaScript”[1],等。所以,实例软件工程教学是一种好方法。
(3)L.G.Alexander在其编著的《新概念英语》教程中,就外语学习的基本原理,致教师和学生:“学习语言与学习乐器十分相似”。同样,“软件设计是一个创造性的过程。从书本上学不会设计,只能经过实践,通过对实际系统的研究和实践才能学会”[2]。所以,我们的软件工程教学要加强实践教学。
总之,通过重视关键概念、重点难点内容的讲解,实施实例教学以及加强实践环节,使学生成为教学的主体,通过自主学习来了解、掌握相关知识和技能。
3 教学方案设计
3.1 重视几个重要概念和术语的传达
在软件工程中有几个出现频率非常高的术语,理解掌握它们对促进学生的自我学习将起到一两拨千金的作用。
3.1.1 模型
(1)定义:模型就是为了理解事物而对事物做出的一种抽象,是对事物的一种无歧义的书面描述。通常,模型由一组图形符号和组织这些符号的规则组成[3]。
(2)建立模型的一般步骤:1)客观、正确地调查和分析所要解决的问题;2)在明确问题的性质和关键所在后,根据知识进行归纳和总结;
(3)抽象地建立起求解问题的模型;4)考察和证实模型是否准确地反映了实际问题运行的规律。
结构化分析主要建立功能模型和数据模型。数据流图是建立功能模型的基础,实体-联系图是用于建立数据模型的图形。软件设计的目标是设计出所要开发的软件的模型,等等。
3.1.2 抽象
人类在认识复杂现象的过程中使用的最强有力的思维工具是抽象。人们在实践中认识到,在现实世界中一定事物、状态或过程之间总存在着某些相似的方面(共性)。把这些相似的方面集中和概括起来,暂时忽略它们之间的差异,这就是抽象。或者说抽象就是抽出事物的本质特性而暂时不考虑它们的细节,即在解决问题的过程中集中考虑与当前目标有关的方面,忽略与当前目标无关的方面。
软件工程中从软件定义到软件开发要经历多个阶段。在这个过程中每前进一步都可以看作是对软件解法的抽象层次的一次细化。抽象的最低层就是实现该软件的源程序代码。
3.1.3 逐步求精
逐步求精是一种求解问题的技术。Miller在他于1956年3月发表的著作"The Magical Number Seven, Plus or Minus Two: Some Limits on Our Capacity for Procession Information"中指出,一个人在任何时候只能将注意力集中到7+-2的信息块上。
1971年,Wirth在他的"Program Development by Stepwise Refinement"中首先提出了逐步求精的开发技术。他指出,逐步求精可以帮助工程师将精力集中到当前的开发阶段,而忽略其他细节问题。Miller规则是人类的智力限制,我们不可能战胜我们的自然本性,所以我们要与之共存,接受自身局限,并在这个前提下尽我们的最大努力。
所以,逐步求精是一种“为了求解重要问题而尽量推迟对细节进行考虑”的基本解题方法。
3.1.4 演绎、归纳
归纳和演绎是人们认识过程中的两种推理形式。归纳是从个别事实走向一般的结论、概念的思维方法。演绎法是从一般原理、概念走向个别结论的思维方法。
3.2 在校期间持续培养工程意识
针对学制短、时间紧的情况,在前驱的课程中就要让学生了解软件工程框架、熟悉模型元素。如在结构化程序设计课程教学中坚持用用流程图表达算法思想,在面向对象程序设计课程中,表达面向对象的思想时使用UML图和图素(基本图素如角色、用例、类、接口等);在对应的课程设计中,教师以软件工程框架(目标、过程和原则)来指导学生的设计,并要求同学使用相应的开发工具(如C,VC#.NET)来实现老师给出的(或与同学一道做出的)软件模型。总之,要求同学要具有按“图”(模型)施“工”(编码)的能力,为更深入地学习和今后从事软件工程打下良好的基础。
在民办院校师生关系中,学生永远是正确的,学生是教师的衣食父母,教师为学生服务。部分学生受到炫富风气的影响,在学校中表现出骄傲或自卑的极端情绪,强烈的对比心态导致同学关系疏远,不利于学生班级化管理。很多教师在给民办院校学生上课时也经常进入一种误区,认为给民办院校学生上课简单。而事实上民办院校教学更难,要求教师有极强的条理性、逻辑性、趣味性,还需具备较强的专业知识和较高的艺术水平。
二、民办高校土木工程专业学生管理改革建议
1.关注民办高校学生心理健康,加强思想教育加强民办高校土木工程专业学生心理健康监测体系建设。就土木工程专业的学生来说,独生子女占很大一部分,学生存在依赖心理、自我意识,以自我为中心,独生子女和非独生子女群体交融过程中难以避免地存在差异,亟待高校学生管理体制加强,尤其大学生心理健康监测工作更为艰巨。监测容易被学生误以为监视。监测过紧,学生反感,甚至对抗;监测过松,难以达到监测效果。应建立土木工程心理思想教育办公室,制定一整套健康监测系统。在监测中促进学生思想成熟,心理健康发展。
2.加强实践教学,改变实践教学学分制度职业技能型人才主要在实践教学中进行培养,改革土木工程专业学生实践学分制度,大力推进实验室建设、教学软件开发,实践教学占日常教学的30%。以学院为例,实施三学期制,暑假10周,寒假5~6周,暑假后4周在夏季短学期组织实践。首先,学分制,理论学分:16课时(学院通常)18个学分,16节课1个学分。实践学分:过去32课时1个学分,或者更少仅有0.6个学分(公办学校现在大部分做法),学院将实践课定为16学时1个学分。教师评价分为0.8或1.0或1.2。如果一节课上1.2学分的实践课,就要通过开展综合性实验与创新性课程来达到。学院其他专业大部分课会上到1.0,与理论课一样,土木工程专业一般可达到1.2学分。比如测量课包括:对学院校园测量、工程地质、野外落笔洞岩矿物识别、土力学、刚刚建设的土力学实验室、结构力学、海南省结构力学大赛大学生创新项目,通过这些改革加强实践教学比重。
3.教师配比,倾向双师型教师教学在教师配比方面,鼓励高级工程师进校指导学生,在生产单位实习过的青年教师、企业退下来的老教授具有大量的实践经验。完善土木工程教师培养培训体系,做好土木工程专业培养培训规划,优化队伍结构,提高土木工程教师专业水平和教学能力。通过研修培训、学术交流、项目资助等方式,培养教育教学骨干、“双师型”教师、学术带头人,造就一批教学名师和学科领军人才。对应届毕业新晋教师,除了理论培训,还要送到生产单位实习培训,更多地以施工和工程实际情况授课。每个导师带10个学生工程实习,从大一开始确定毕业设计内容。专业每年召开本科教学工作会议,着力解决人才培养和教育教学中的重点难点问题。倡导知名教授开设新生研讨课,激发学生专业兴趣和学习动力。大力推进民办高校土木工程专业学生培养机制改革,建立以实践实习为主导的教师责任制和企业项目资助制,推行产学研联合培养土木专业学生的“双向培养制度”,请名师做专业专题报告,拓宽学生视野。
4.改革土木工程专业人才管理评价制度我国大多数高校对学生的评价主要采取学业成就评价方式(考查和考试),这种评价方式在促进学生掌握知识方面发挥了很大作用。但是,它也带来学生能力不足、实践能力弱等一系列问题。因此,民办高校土木工程专业要改革学生评价制度,促进学生全面发展。制定民办高校土木工程专业人才培养质量标准,建立科学规范的教学评估制度,逐步开展对高等学校学科、专业等水平和质量评估。健全土木工程专业学生考核机制,完善在课程教学、实践教学、中期考核、论文设计、实习报告、学位评定等各环节的学生分流、奖惩制度,将实践实习和实习报告评价标准提高,需学生、教师、企业三方共同认证。建立土木工程专业统一信息平台,实现教学状态数据信息共享。
5.重视学生在学习中的主体地位注重学思结合,倡导启发式、探究式、讨论式、参与式教学。注重因材施教,改进培养方式,建立学习困难学生的帮扶机制。与土木工程相关生产单位联合,强化用人选拔中对实践能力的考查,克服社会用人单纯追求学历的倾向。适时抓住国际教育交流机遇,建立国际教育交流合作工程。
三、总结
关键词:大学信息技术基础;任务驱动;信息素养
作者简介:徐新艳(1980-),女,江苏靖江人,南京工业大学电子与信息工程学院,讲师;杨慧(1976-),女,江苏南京人,南京工业大学电子与信息工程学院,讲师。(江苏 南京 210009)
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)02-0145-02
大学信息技术基础是大学生进入大学后接触的第一门计算机课程,课程内容涵盖范围广泛,包括计算机硬件基础、计算机软件基础、计算机网络基础、数字媒体及应用基础、数据库知识以及常用的办公自动化软件操作等。虽然教材内容越来越完善,教学手段越来越先进,但是教学效果却并不理想。学生对计算机的认识仍然停留在使用计算机进行娱乐、聊天等日常生活的层面,并未真正发挥计算机的辅助工作、辅助学习的功能。作为教师笔者时常反思自身的教学方式方法是否并未真正引导学生正确认识计算机的作用。通过长时间的观察与实践,笔者总结了目前大学信息技术基础教学中遇到的一些典型问题以及一些好的方法。
一、大学信息技术基础教学中存在的问题
1.学时偏少,教学进度太快
近年来,随着信息技术基础教材的不断修订,教学内容在不断完善和增加,与其相反,很多高校所制订的大学信息技术基础课程学时却只减不增。以南京工业大学(以下简称“我校”)为例,目前面向全校非计算机专业开设的大学信息技术基础课程总学时大多为40学时,其中理论学时为20学时,上机学时为20学时。基本上教师最多两次课就必须要完成一章的教学任务,过快的教学进度使得教师在教学内容安排时难以兼顾趣味性和互动性。而对于学生来说,初高中计算机知识掌握程度层次不一,绝大多数学生对于繁重的学习任务难以在短时间内进行消化,教师和学生压力都很大。
2.投入少损耗大,硬件实验难以实现
大学信息技术基础内容广泛,除办公自动化软件操作实验外,其余理论知识也都需要有相应的实验环节进行辅助理解。如计算机硬件基础、计算机网络基础及多媒体技术基础等,仅仅在课堂上通过图片及简单的动画演示教学是远远不够的,学生学习该部分知识时都觉得非常枯燥抽象,难以接受。而该部分知识恰恰又是作为当代大学生在信息化程度高度发展的当今社会中工作和学习不可或缺的。因此只有通过硬件实验才能充分激发学生兴趣,让他们自己动手操作,直观具体地参与其中,从而轻松而又深刻地掌握相关硬件知识。但由于大学信息技术基础是面向全校大一新生的基础课程,人数众多,实验频率高,损耗大,实验所需要的硬件设施必须要花费很多的人力物力去进行维护和更新,这导致硬件投入巨大,因此硬件实验在很多高校的信息技术基础课程中难以真正开展,学生对硬件部分知识的学习效果也大打折扣。
3.教学与专业脱节,无法发挥学生主观能动性
大学信息技术基础教学对象为全校非计算机专业的学生,教师上课教材的选用、教学内容的安排均一致,缺乏教学对象所属专业特色,因此学生在学习过程中很难意识到该课程的重要性,更无法提前预知到该课程与其所属专业的可能联系。事实上,信息技术基础知识在很多专业的实践应用中无处不在,是很多专业学习过程中的一个必备工具。很多学生在毕业设计尤其是撰写毕业论文时才意识到信息技术知识的重要性,结果临时抱佛脚,手忙脚乱,导致毕业设计进度缓慢,无形中与其他同学拉开了差距。从这个角度来看,大学信息技术基础教学并未发挥其基础的作用,没能真正切实做到为专业服务。
4.课程考核方式单一,难以准确客观评价学生的学习成果
当前大学信息技术基础考核方式大多分为两种:笔试与机试。经过实践,两种考核方式各有利弊。笔试是最为传统也是大多数课程经常采用的一种考核方式,投入少,实现简单,应用范围广 ,但是其组题形式单一,对于操作技能与理论知识掌握同样重要的计算机课程来说显然无法满足需求。而机试则既兼有笔试的优点,又有着笔试无法与之相比的强大优势,比如组题形式多变,针对不同的教学对象可以自由组卷,轻松完成操作部分的考核,考试结束后能快速客观的自动得出考核结果,并能对各班各专业的考试情况进行全面准确的评价。但是机试也存在着一些缺点:第一,题库需要投入大量的人力进行经常性的定期维护更新;第二,由于机房条件的限制,必须分批组织学生进行考核,考试内容难易程度不一致,考核标准也不能完全统一;第三,由于受到自动改卷的限制,机试仍然偏向于概念性的考核,对于学生的综合能力,比如创新能力等方面的考核无法实现。因此,制订一个更为合理的考核标准,真实评价学生的学习成果,对于为今后教学方式方法改革提供有力依据是非常重要的。
二、大学信息技术基础教学中一些好的想法和对策
1.教学手段多样化
传统的教学模式,是以教师为中心,以课堂为中心,以教材为中心,教学方式单一枯燥,抑制了学生的主观积极性,教学效果不好。而作为当代大学教师,应该摒弃传统教学的束缚,学习先进的教育教学理念,采用多种教学手段相结合的教学方式。首先,教师应精通信息技术,有效利用信息化教学环境,将信息技术与课程进行整合,在讲授书本知识的同时,可以结合多种信息化教学手段,加深学生印象,提高授课效率,如多媒体动画演示、硬件组装视频演示、计算机软件安装及配置演示等。其次,由于基础硬件实验损耗大,无法安排学生分组完成的弊端,可通过教师在课堂上进行硬件组件实物演示(如CPU、内存条、硬盘等等),以及带领学生前往实验室进行实物参观介绍等途径进行最大程度的弥补。另外,由于信息技术基础教师学科知识单一以及教学对象专业众多,可邀请相关专业的专家教师在信息技术课程教学过程中穿行宣讲,让学生能形象而全面的对信息技术基础这门课在其专业领域的应用有个具体的认识,提前为今后的专业学习做好准备。
2.建立任务驱动教学模式
教师应做好教学过程的设计者,充分发挥学生的主体作用。建立任务驱动教学模式能充分激发学生兴趣,发挥其主观能动性。所谓任务驱动,就是在学习信息技术的过程中,学生在教师的帮助下,紧紧围绕一个共同的任务活动中心,在强烈的问题动机的驱动下,通过对学习资源的积极主动应用,进行自主探索和互动协作的学习,并在完成既定任务的同时,引导学生产生一种学习实践活动。任务驱动教学模式对教师提出了一个更高的要求,教师必须掌握全面而先进的信息技术,将信息技术融入到每一个具体而有意义的任务中去,对整个课程所有任务活动设计的难易度和创新性、任务与专业的结合度、学生完成的期望值都要有一个整体的把握。教师布置任务后,由学生分组参与学习、讨论、制作及演示交流等一整套的活动。任务结束后,教师及时对任务完成的效果做出客观中肯的评价,并提出有效的建议,让学生对其所完成任务的目的和意义有充分的认识,进一步调动学生的积极性,不断积累其解决问题的能力。除此以外,教师还可以通过任务驱动模式解决考核制度单一的问题,将每一个任务的成绩归入最终成绩的计算,使得对学生的评价不再仅停留在对固定知识点和概念的考核,而更加注重对学生学习态度、主动性、独立解决问题的能力以及创新能力等方面的综合考核。
3.鼓励学生课后自主学习
由于课程学时较少,教师课堂授课时只能对教学内容的重点难点进行把握,无法对所有的细节进行全面的讲授,因此,学生的课后自主学习变得尤为必要。但是学生在课后自习中因为基础知识的缺乏,常常会遇到很多问题,而大部分学生遇到问题时除求助于网络外缺少其他有效途径。因此,如何保证学生获取网络信息的准确性也是比较重要的。在实践过程中就充分利用了BBS论坛、留言簿、公告栏等网络手段与学生进行互动式的交流,使学生摆脱了由于单一的网络搜索功能而可能带来的错误信息的干扰。利用网络,教师可以与学生就存在的问题进行讨论和经验交流,及时对学生提供帮助。学生在这种非面对面的教学模式中既可以轻松地学习到新知识,又可以将学习过程中遇到的问题反馈给教师,使教师可以及时了解学生对知识点的掌握情况,在课堂上有针对性地进行讲解,提高授课效率。
三、总结
大学信息技术基础这门课不仅仅是计算机基础知识的教授,而且是一种信息技术技能的教授,是其他所有专业学习的重要前趋课程,目的是培养学生的信息素养,使学生掌握利用信息化手段去解决问题的能力。而从目前的教学效果来看,大学信息技术基础教学的目标还远远没有达到,学生尚未真正掌握信息技术技能并很好将其应用于今后的学习和工作中。随着社会信息化程度的不断提高,大学信息技术基础教学仍然非常重要和迫切。虽然目前信息技术基础课程普遍面临学时少、教学条件有限等客观困难,但是仍应从教师自身去发现问题,解决问题,充实自身专业知识,积极探索行之有效的教学手段、教学方法,使信息技术基础教学真正发挥其作用。
参考文献:
[1]张筱兰.信息技术与课程整合的理论与方法[M].北京:民族出版社,2004.
[2]王吉庆.课程与教学论[M].浙江:浙江教育出版社,2003.