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篇1
2建構應用型人才培養體系
首先,建立一支教學水平高、技術能力硬、思想素質好的師資隊伍,形成應用型學科的專兼職教學建設?!氨苄芤粋€,將熊熊一窩”,一位高水平的教師給學生帶來的好處是其他方面無法比擬的。教師不但要具有淵博的理論知識,更應該在實踐教學上給學生正確的指導,從一開始就避免學生走入操作的誤區。同時,學校可以與相關大型企業建立起互動關系,建立教學激勵機制,鼓勵教師與一線工作者多多交流,培養教師的創新能力;聘用基層工作經驗豐富的技術骨干在學校擔任客座講師,讓企業的技術人員向其講解各個生產線的優缺點,保證本專業學生能夠迅速掌握一線工作中的先進技術和經驗,以幫助其迅速掌握學習中的要領,從而適應工作的需要。其次,積極開展與當地的企業相互合作,建立一批質量較高、相對穩定的校外技術實訓基地;將校外實訓基地建立在當地的相關企業內部,充分利用生產技術骨干和先進的生產設備;同時利用學校的實驗室,“材料制備技術”、“工程測試技術”、“材料表征技術”三大課程實驗及“專業綜合實驗”為建設重點,充分利用校內外的教學資源,把實驗室打造成技術培訓和理論知識結合的基地以滿足應用型人才的培養工作。最后,要革新學生考核體系,開展校內證書認證制度過去的一卷考核體系已經不適應當前學習的需要,考生在考試前簡單突擊一下就能隨意應付過去,為了讓學生從深入理論研究,可以開展論文考察等形式,高屋建瓴的從應用的角度掌握理論的知識。目前,專業證書代表了各專業的等級水平,也得到了社會的承認。學??身槕绷鳂嫿ㄐ茸C書認證制度,建立獎勵機制,將職業資格證書引入人才培養機制,以鼓勵學生多多考取專業資格證書,強化基礎專業的理解,拓展相關知識的學習。
篇2
本科畢業論文是完成本科教學計劃,實現本科培養目標的重要階段,是人才培養不可缺少的重要環節[1]。與其他專業相比,無機非金屬材料專業具有如下特點:①工作量大。該專業的學生通常選題為陶瓷粉體、混凝土、納米材料等方向,而上述材料的制備需要進行系統的實驗方能獲得較為理想的結果。在制得產物后,需要借助分析儀器進一步對材料的物相、形貌等進行一系列的表征,方能確認實驗產物。有時還需繼續研究產物的性能;②結果具有不確定性。雖然依據已有文獻,可大致推斷出生成產物,但在實驗時往往采用新的方法或者對原有的工藝進行改進,因此實驗過程是全新的,只有通過分析儀器的檢測方能最終確定實驗產物的實際組成及形貌,故而經常會出現實驗結果與預期不盡相同的情形,需要補做實驗或對數據進行深入的理論分析。無機非金屬材料專業的畢業論文是完全依賴實驗結果而成文的,實驗結果的好壞直接決定畢業論文的質量。因此,在選題后如何開展畢業論文的實驗、制得產物后如何進一步對其進行檢測與表征、獲得實驗數據后如何進行畢業論文的撰寫,是無機非金屬材料專業的本科生需要重點學習和掌握的,也是指導教師需要重點把握和指導的內容。本文從高校無機非金屬材料專業本科畢業論文指導的三個方面:畢業論文實驗、數據分析、論文撰寫分別作以介紹,并對無機非金屬材料專業畢業論文撰寫中常見的問題進行分析。
一、畢業論文實驗
由于選題決定了整個畢業論文的方向和內容,在進行選題時,需要指導教師提供一個大致的研究方向與課題,讓學生下載相關文獻閱讀,在短時間內對課題的可行性、可操作性進行評估,并依據自身的水平判斷自己能否勝任。有的課題在設計之初就是探索性的實驗,需要學生的積極配合與主動參與。如果是一個前沿性的課題,可參考的文獻比較少,學生覺得開展實驗有困難,則對其完成論文將是一項不小的考驗和挑戰。因此,需要指導教師與學生共同探討,確立一個合適選題[2]。在對課題進行充分調研的基礎上,使學生了解課題的意義與價值,熟悉國內外研究進展情況,詳細掌握本課題材料的常用制備方法或者本制備方法制備過哪些材料。通過前期調研,制定符合學生和實驗室情況的實驗方案,并嚴格按照進度計劃開展實驗。在實驗時,要求每個學生必須準備一個實驗記錄本,詳細記錄每次實驗的日期、試劑及用量、使用儀器條件、實驗過程、反應現象、產率等數據,以備實驗結果出現問題或需要重復結果時有依據可查。應指導學生規范操作,比如使用易揮發、腐蝕性強、有毒物質必須帶防護手套,并在通風櫥內進行,中途不許離崗等等。只有在規范的操作下,才能得到正確的實驗結果。任何一個步驟的疏漏,都會導致結果的偏差。例如,在納米材料的制備過程中,通常應該使用去離子水和無水乙醇分別洗滌3次,而有個學生為了節省時間只用去離子水和無水乙醇各洗一次,當制備完樣品進行檢測的時候,發現反應原料殘余的離子沒有洗凈,影響了產物的純度,導致該學生耗費了更多的時間來補做實驗,重新檢測。不僅耽誤了實驗進度,浪費了實驗試劑,同時也增加了檢測費用。這一方面是由于學生態度不夠認真,操作不規范導致的,另一方面也督促指導教師,需要隨時把握學生實驗進度,在關鍵的操作環節予以指導和點撥,這樣才能保證前期實驗結果準確,實驗按照設定的計劃完成。
二、數據分析
對于無機非金屬材料專業來說,通常需要借助于X-射線衍射、差熱―熱重分析、紅外光譜、掃描電鏡、透射電鏡等檢測手段對材料進行表征。其中,前三種檢測手段的數據通常是以“.CSV”格式提供的,需要使用Origin軟件繪圖;后兩種檢測手段的數據通常是以照片形式提供的,但有時由于技術原因導致照片不夠清晰等,需要掌握photoshop軟件的相關應用。在性能檢測后,大部分實驗數據都是以圖表的形式體現在畢業論文中的,需要教會學生使用相應的操作軟件。下面分別對各軟件涉及數據處理的使用要點作以簡單介紹。
1.Origin使用要點。Origin的使用教程有很多,可讓學生自行下載學習。在畢業論文撰寫的過程中,需要向學生強調圖片格式的問題,例如做出的圖片如何插入文檔等。在Origin繪圖后,通常會出現一個只有左側坐標軸和下部坐標軸的圖形,坐標軸刻度向軸外。大多數學生在將圖插入文檔時往往忽略了這一點,沒有注意到圖形沒有四周的邊框和刻度問題,直接將圖片粘貼到文檔里,導致圖形格式不夠規范。因此,需要在Origin中將坐標軸設置好。
2.HighScore使用要點。在X-射線衍射檢測后,指導教師可讓學生使用Origin繪出產物的譜圖,并與參考文獻中理論產物的數據進行比較。如果無雜峰出現,且衍射峰出峰位置、相對強度與參考文獻均一致可直接認定產物;如果是未知產物,只知道物質中所含的元素,通常使用“HighScore”軟件進行物相匹配,獲得產物的晶相結構。在出現的一系列與產物衍射峰相匹配的卡片中,選擇與理論產物最為接近的即可。若為混合物,則應逐個點擊出現的卡片進行對比分析,確定衍射峰的歸屬。
3.Photoshop使用要點。使用掃描電鏡、透射電鏡檢測樣品后,當噪點較多或者是對焦不準確使照片不夠清晰,對比度較差時,可使用Photoshop對照片進行簡單處理。首先,打開圖片后,選擇工具欄上的“濾鏡”―“雜色”―“蒙塵與劃痕”(一般選默認值即可)―“好”;其次,選擇工具欄上的“圖像”―“調整”―“曲線”―按住曲線中間黑點進行調節,至滿意為止―“好”。此外,還可用Photoshop將圖片加上標尺等。
三、論文撰寫
1.緒論。緒論部分需要查閱大量的參考文獻,指導教師需向學生強調應查找最新的、與課題緊密相關的中文及外文文獻,包括專著、資料等,查閱的資料要有學術性、前沿性、理論性。直接查閱的文獻不應少于10篇,在撰寫緒論部分時要緊扣論文題目,注意行文邏輯順序,通常按如下層次撰寫:①引言:介紹研究內容及其作用(意義)有何價值及應用;②國內外研究進展:該項工作(或者該項方法等)目前在國內、國外的研究進展情況,存在哪些不足或在哪些地方尚需改進;③本課題闡述:介紹該項工作目前在哪些領域進行了應用,或該方法目前已應用在哪些材料制備中;④本文的研究目的與內容。
2.材料與方法。在本科生的畢業論文中,通常可將材料與方法單列一章,詳細介紹本實驗使用的試劑、儀器及樣品制備及檢測方法。若論文研究內容較多,在制備不同條件下樣品時,使用的儀器與試劑有較大變化,需要各列成章,則“材料與方法”內容可放入各章中分別介紹即可。
3.結果與討論。此部分為整個畢業論文的核心部分,不僅是對前期實驗結果的一個匯總,更能夠體現本科生進行數據分析的能力。因此,需要學生考察不同條件下樣品的性能進行比較,從而得出最佳條件,并將繪制好的圖片放入,對其中的數據進行分析、比對。
4.結論。結論部分往往是提綱挈領的,是對整個實驗結果討論后的升華與凝練。結論部分反映出學生的論文工作是否有意義,對其他實驗是否有借鑒作用。
5.摘要。論文的摘要是整個論文畫龍點睛的部分,需要重點介紹:課題的意義、實驗方法、實驗現象、結論。通常摘要部分應該在完成前面幾部分內容后最后撰寫。在論文撰寫過程中應力爭做到“三符”:符合格式規范、符合認知順序、符合嚴謹行文。
四、畢業論文撰寫過程中的常見問題
1.實驗記錄不清。在剛開始做實驗的時候,很多學生能夠把實驗數據記錄得很好,但是隨著實驗的開展,由于忙于實驗操作,往往就遺漏了數據的記錄,導致數據記錄不詳盡。因此,需要指導教師反復向學生強調做好實驗記錄的重要性,并定期進行檢查。
2.格式不夠規范。格式規范的畢業論文,不僅能夠準確反映論文的真實數據,同時也是學生自身綜合素質的體現,很多學生的畢業論文中存在角標不規范、標題格式不正確、參考文獻引用混亂等問題,因此,需要引導學生在撰寫論文的過程中養成良好的習慣,認真檢查每一處錯誤。
3.理論深度不足。通過專業課程的學習以及畢業論文實驗的操作后,大部分本科生沒有將各項知識融會貫通的能力,因此,在數據分析時,需要教師加大力度指導,使學生知其然知其所以然,從而加深對課題意義和價值的進一步理解。
總之,在無機非金屬材料專業畢業論文撰寫的過程中,需要指導教師全程指導、用心指導。高質量的本科畢業論文不僅僅反映了學生的綜合能力,也體現了學校的整體教學水平。廣大論文指導教師都應重視這項工作,不斷積累經驗,集思廣益,從而推動學校教學水平的進一步提高。
參考文獻:
篇3
專業英語是學生、學者和工程技術人員獲取科研信息、掌握學科發展動態、參加國際學術交流的重要工具。《無機非金屬材料專業英語》課程是針對無機非金屬材料工程專業學生在學完公共英語課及必要的專業知識后開設的一門專業基礎課。通過該課程的學習,使學生了解專業英語的結構、詞匯、寫作方法及其與普通英語的異同點;掌握無機非金屬材料專業常用的英語詞匯,能較順利的閱讀、理解和翻譯有關的科技英文文獻和資料;掌握科技應用文的書寫格式與寫作技巧。但是在目前的教學中仍存在一些問題,如教學內容、教學方法、考核手段等。本文針對材料專業英語的教學現狀和存在問題,從教學內容、教學進度與模塊、教學方法幾個方面對無機非金屬材料專業英語教學改革進行了初步探討。
一、針對教學內容的改革:充實教學內容,豐富課文載體形式
目前本課程采用的教材為杜永娟主編的《無機非金屬材料專業英語》(化學工業出版社),教材的內容基本覆蓋了無機非金屬材料專業的重要內容,但課文絕大部分來自20世紀80年代末和90年代以來的出版物,內容略顯陳舊。另一方面,課文與閱讀材料來自英文原版教科書、專著、國際著名學術期刊和國際學術會議,課文載體的形式略顯單一。
經統計,本專業的學生畢業后除35%~45%就讀研究生繼續深造外,有55%~65%的畢業生直接參加工作,主要從事技術、管理、新產品開發等方面的工作。他們最需要的英語能力不是閱讀英文基礎理論的教科書,而是能走在無機非金屬材料領域的前言,查閱、撰寫各種與科技開發、生產實踐密切相關的書籍、合同、專利、儀器使用說明書等文獻情報,以及其他進行國際學術、科技及經貿交流的資料。因此,在教材的基礎上需要對教學內容進行重新設計,對原教材中的課文進行篩選,保留實用性強、較為新穎的課文,同時兼顧課文的范圍涵蓋無機非金屬材料的重要內容,以此作為基本專業知識階段教學模塊。在此基礎上,補充其他形式的課文,包括專著文章、論文、專利、文摘、學術會議通訊、經貿合同、各種產品說明書等,豐富課文載體的形式。
二、針對教學進度和教學模塊的改革:實施分階段教學
以往無機非金屬材料專業英語的教學主要依照無機非金屬材料的類型的劃分單元,即分別對各類無機非金屬材料進行介紹。從材料的角度來看教學內容覆蓋面較廣,但從英語教學的角度來看,始終停留學習性閱讀的教學層面,沒有對教學內容作進一步的深化,難以進一步培養和拓展學生實際英語的應用能力。因此,在教學改革中有必要按照由淺入深、循序漸進的原則,合理安排教材和擴展內容,實施分階段教學。結合材料專業英語教學的特點,將教學內容分為三個階段,包括基本專業知識階段、提高階段和綜合應用階段。各教學模塊的教學內容和重點如下表所示:
其中基本專業知識階段主要圍繞教材中的課文,設置無機材料物理化學、陶瓷、玻璃、水泥與混凝土、耐火材料、寶石、無機材料工程七個單元。在教學中重點對課文中的背景知識及語言點作講解,結合課文和補充材料,使學生了解專業英語句法、詞法、結構的特點,掌握無機非金屬材料中常見的英語詞匯和短語,培養學生閱讀專業資料的能力,為專業英語的實際應用打好基礎。本階段的教學學時占整個學時的60%左右。
提高階段的教學內容為常用英語科技應用文的閱讀與寫作。英語科技應用文范圍較廣,涉及說明書、合同、專利、簡歷、求職信、圖表、科技論文、信函等。在本教學中結合材料專業的特點,選取說明書、專利、科技論文寫作三大科技應用文作為主要內容,介紹其基本內容、文體要求和一般格式,在此基礎上介紹相關的寫作方法與技巧,分析科技英語寫作中常見的問題,從而鍛煉學生的翻譯和寫作能力。其中說明書部分包括說明的基本組成、說明與說明書書寫的原則、說明與說明書的文體要求、說明書常用句型幾個部分;專利部分包括專利基礎知識簡介、專利文獻的結構兩大部分。英語科技論文部分由三大檢索簡介、論文的結構安排與撰寫、投稿及與編輯的聯系三大部分組成。提高階段的教學學時占整個學時的30%左右。
為了培養學生的綜合能力,在前兩個階段基礎上設計了綜合應用階段。在此階段教學中,讓學生根據各自實習、實驗內容撰寫英文摘要并作專題演講和進行集體討論,從而對前期所學到的知識進行靈活應用,鍛煉寫作、口語能力,使專業英語的實際應用能力進一步提升。綜合應用階段的教學學時占整個學時的10%左右。
按照上述三個階段進行教學,可使學生由淺入深地掌握無機非金屬材料專業英語的知識,既重視基礎,又具有培養和拓展學生實際應用英語能力的能力和空間,形成有機關聯的一個整體。
三、針對教學方法的改革:采用多樣的教學手段
目前專業英語的教學方法仍主要采用以教師講授為主的教學方法,這種傳統的教學方法已不能滿足本科教育的需要。因此有必要對教學方法進行改革。
在本教學中,將PBL(Problem-based leaning)教學方法引入專業英語的教學中。PBL教學方法在醫學等教學領域已被證明是一種有效的教學方法,該方法能夠調動學生的主動性和積極性,培養學生的綜合素質。將PBL教學法引入專業英語的教學中,設計一些與專業密切相關的問題,引導學生利用專業英語解決實際問題。例如根據課文內容設定題目,如在“水泥與混凝土”這一單元中,要求學生就“什么是水泥”、“如何生產水泥”、“水泥的機械性質如何”等問題進行回答和討論;將學生分組,將他們在實習階段所參與的實習內容寫成摘要,再通過專題演講的形式在課堂上介紹給大家,再引導學生進行提問和討論;按照本專業實驗室某種儀器的英文說明書掌握儀器的使用方法等。在課堂教學中以學生為主體、教師為主導,改變過去以教師為中心的教學模式。
經過以上三方面的改革,整個教學內容的安排更加合理,提高了學生學習的積極性和課堂參與度,在了解理論知識的基礎上進行了大量閱讀、翻譯和寫作實踐,使學生能真正以英語為工具,熟練地獲取和交流本專業所需的信息,為將來在專業工作中使用英語打下良好的基礎。
參考文獻:
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篇4
材料是社會文明的一個重要標志,也是當今社會各個國家與地區發展基礎工業和開發新技術、新行業的源泉和動力。新材料的開發和使用,不僅需要材料研究的創新性思維,而且需要材料科學與技術人才的創新精神。當前,隨著材料學的快速發展,將對材料人才提出了更多更高的要求,由原先的單一技術型人才逐步轉變為具有多層次、多學科交叉的復合型人才[1,2]。復合材料學科近年的發展也反映了社會對材料的要求,人們對多功能材料的需求和要求也在不斷提高,這加重了對學習材料人的要求,對于各類材料的結構原理及其制備技術需要更多的了解。無機非金屬材料不僅是復合材料專業的必選課程,而且也是一門材料學科的綜合性課程。該課程主要講解無機非金屬材料的定義、分類,以及無機非金屬材料的共性與個性;無機非金屬材料中原料的制備、配合料的計算、成型、干燥和燒成等生產工藝以及介紹無機非金屬材料現在的發展狀況與研究方向。復合材料專業開設無機非金屬材料課程的目的是讓學生能夠了解無機非金屬材料的基本知識,在學習復合材料專業的同時,拓展自己的學科知識,深化自己的專業領域,這對于增強學生就業競爭能力具有重要意義。
一、復合材料專業開設無機非金屬材料的必要性
無機非金屬材料是一門歷史悠久的學科,在人類發展的歷史上扮演著重要角色。在當今社會,無機非金屬材料在建筑、航空航天、交通、電子科技以及能源等方面有著不可替代的作用,是國民經濟的重要基礎。復合材料作為一門新型學科,需要與其他專業進行交流融合,無機非金屬材料與有機高分子材料、金屬材料并稱為材料界三大材料。通過對無機非金屬材料課程的學習,不僅能夠掌握無機非金屬材料的組織結構特點、制備工藝和性能特點,而且可以將其和復合材料進行對比聯系,從而更加快速地學習復合材料。單一的材料已經不能滿足現在社會的要求,人們更加需要復合型材料,而無機非金屬復合材料的出現適應了社會的要求。例如在石灰漿中摻入麻繩或其他纖維用作涂墻的材料,用鋼筋、水泥、砂、石塊制成鋼筋混凝土,等等,這些都是生活中常見的無機非金屬復合材料,所以在復合材料專業中開設無機非金屬材料,不僅有利于學生學習復合材料,在以后的社會工作競爭中也有很大的作用。
二、復合材料專業開設無機非金屬材料課程的教學現狀
無機非金屬材料課程作為復合材料專業的一門專業必選課,由于它涵蓋了陶瓷、玻璃、水泥和耐火材料等內容,因此它比復合材料專業中開設的其他課程更加復雜。無機非金屬材料多是離子鍵、共價鍵或離子―共價混合鍵,導致材料的性能及結構特征各有特點,并且制備過程中原料的比例或制備工藝也會對材料產生巨大的改變,學生在學習過程中容易將其混淆,使得教學達不到預料的結果。教學中大多數注重理論教學,不注重實踐教學,讓學生對無機非金屬材料的了解只停留在理論知識。此外,作為一門選修課,學生對其重視程度也沒有復合材料必修課高,在學習過程中態度也會有所下降,學習效率也會降低,那么開設無機非金屬材料課程的初衷也沒有達到。
三、復合材料專業開設無機非金屬材料課程教學方法的探索
(一)教學內容的優化
由于無機非金屬材料課程包含的內容較多,有陶瓷、水泥、玻璃以及耐火材料等內容,如果每一種材料都詳細講解,課時量必然不夠,因此需要以某一種材料為主線,根據無機非金屬材料的相同點和不同點進行穿插講解。此外,在教學過程中由于教學內容較多,往往采用“填鴨式”教學,將所有的知識一股腦的塞進學生的腦中,這樣導致學生不僅沒有了解無機非金屬材料,還對教學內容產生厭倦,所以在教學過程中還要注重知識點的連貫性和層次性,準確把握重難點。在教學過程中可以借助于生活中的事物來幫助記憶,比如可以根據樹的模型,將樹干比作無機非金屬材料的組成、結構和性能。學生通過了解不同的組成,推斷出將會產生怎樣的結構,從而導致相應的性能,這樣可以讓學生抓住材料的本質,學習起來也就得心應手。然后,再由樹干發散到枝干,逐一講解無機非金屬材料課程中水泥、陶瓷、玻璃以及耐火材料的原料和制備工藝等,將內容逐漸具體化,使學生更加輕松地學習無機非金屬材料課程,讓學生由淺入深,逐步了解無機非金屬材料,從而達到掌握無機非金屬材料課程的知識。
(二)教學方法的創新
無機非金屬材料是一門具有較強理論性的課程,因此在課堂教學時,首先要調動學生的學習積極性,讓學生能夠跟著教師的步伐在上課開始提一些簡單的問題,不僅能讓學生快速進入學習狀態,也可以檢驗學生課下的復習情況。其次,記筆記對于學習無機非金屬材料是非常重要的,它不僅可以讓學生建立自己的學習方法,也方便課下的復習。另外,實踐教學是必需的,無機非金屬材料是一門理論與實踐相結合的課程,實踐教學不僅能夠讓學生掌握課本知識,還可以增強學生對無機非金屬材料的理解[3]。實驗是實踐教學的主要途徑,實驗可以培養學生的動手能力,激發學習興趣。托爾斯泰曾經說過:“成功的教學,所需的不是強制,而是激發學生的學習興趣”。此外,課堂多媒體教學的作用也很大,觀看材料的微觀組織結構視頻可以讓學生更加清晰的了解無機非金屬材料的制備過程。
(三)考核方式的改革
學習無機非金屬材料的目的是要讓學生掌握無機非金屬材料的種類、組成、共性和個性,掌握原料的制備過程和原料選擇對無機非金屬材料性能的影響,掌握陶瓷、玻璃和水泥的生產工藝流程等內容。在考核學生的學習結果時往往采用考試的方法,這樣的方法會導致學生死記硬背課本內容,給學生造成巨大的思想負擔,不利于培養學生的學習主動性和積極性,所以考試不是一種好的考核方法。采用論文考核也不是一種好的方法,現如今網絡的發達造成了利用網絡資源抄襲的現象,這樣的考核也不能達到開設無機非金屬材料課程的初衷。學習無機非金屬材料一方面是為了讓學生了解更多的材料學內容,拓展自己的視野;另一方面,通過對無機非金屬材料課程的學習可以更好地學習復合材料,因此,可以將兩者結合起來進行考核。將學生分成若干組,每一組負責完成一種無機非金屬材料設計,最后對每組成果進行評價。這樣既可以檢驗學生對無機非金屬知識的了解,也能開發學生的創新能力,從而真正體現這門課程的教學成果。
四、結語
無機非金屬材料課程一方面能夠讓學生了解無機非金屬材料的基礎知識,另一方面能夠從無機非金屬材料學習中更好地學習復合材料。本文針對當前無機非金屬材料課程在復合材料專業教學中所面臨的問題,結合復合材料專業開設無機非金屬材料的必要性和教學現狀,對教學內容、教學方法和考核方式等方面提出了一些建議,期望以此推進復合材料專業的發展,為國家培養更多優秀的人才。
參考文獻:
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1998年,國家教育部新頒布了普通高校本科專業目錄,對原有專業設置和專業結構進行了調整,旨在拓寬專業口徑,提高學生基本素質,以增強學生對社會主義市場經濟和科學技術不斷發展的適應性[1]。
我校在新的專業目錄中,無機非金屬材料專業需要培養具備材料科學與工程方面的專業基礎知識,掌握材料科學與工程領域的相關專業知識,能在無機材料、復合材料和納米材料結構研究與分析、材料的制備、材料成型與加工等領域從事科學研究、技術開發、工藝設計、生產及經營管理等方面工作的高級工程技術人才。無機非金屬材料專業課程體系、教學內容和實驗教學體系的制定都是圍繞著這一目標,對于培養綜合型人才,實驗教學環節顯得尤為重要。
二、我校無機非金屬材料專業實驗教學體系中目前存在的主要問題
1、實驗教學的內容設置過于依賴理論課程。在傳統教學理念中,實驗教學一直被認為是理論課程教學的補充,忽視了實驗教學作為課程主體的獨立性;在傳統教學方法中,往往只考慮實驗教學內容與理論課程設置的一致性,而忽視了實驗課程本身所具有的規律及特點。
2、實驗教學內容上,存在著“四多四少”:依賴于課程理論教學的驗證性實驗多,能發揮學生能動性、積極性的設計性實驗少;經典的理論性實驗多,有特色的、能反映學科最新研究動態和工程實踐的實驗少;孤立的單元性實驗多,多學科內容復合的綜合性實驗少;老師講解并演示指導操作的實驗多,學生自主思考動手設計操作的實驗少。
3、教學方法上,缺乏創新,教學手段單一、方法古板。在大多數的實驗課程中,教師將實驗講義準備的越來越詳細,實驗用具也準備的越來越具體。對于學生而言,只需要按照老師的講義,“照方抓藥”即可完成實驗。這類實驗進行的多了,學生便會對實驗缺乏興趣與主動性,進而導致忽視實驗課程在教學過程中的作用。
4、在其他方面,存在著實驗設備陳舊;部分實驗設備缺乏,不能滿足每個實驗組的要求,造成實驗設備在實驗教學時高負荷操作等問題。
三、無機非金屬材料專業實驗教學體系的改革思路
實驗教學體系的構建是否科學、合理,對能否培養出既掌握扎實理論知識,又具有動手實踐能力的綜合性人才有著重要的影響。結合國家的教育方針與政策、無機非金屬專業的培養目標、社會對本專業的實際需求、學生對實驗教學內容的建議及上文中提到的所存在的各種問題等,我們提出了我校無機非金屬材料專業實驗教學體系的改革思路。
A、實驗教學體系構建的指導思想及原則:
1、以創新能力、動手能力培養為實驗教學的核心。從單純的講授知識、傳授技能轉變為培養學生自主創新能力;培養學生將課堂專業知識與實驗技能相結合的能力;培養學生在實驗中發現新現象,解釋新現象的能力;培養學生動腦思考、獨立設計實驗并完成的能力。
2、優化課程實驗配置,積極壓縮驗證性實驗,多開設綜合性和設計性實驗,大力發展開放性實驗。開設能夠反映本學科最新研究動態及工程實踐方面的實驗內容,增加學生自主設計性實驗、多學科綜合性實驗及單方向深入研究性實驗。
3、提倡以學生為主體的意識,因材施教,注重學生個性的發展。改進教學方法,由以前的教師一包到底,轉變到學生為主、教師輔導的形式,充分調動并發揮學生的主觀能動性、積極性和創造性。
4、以無機非金屬材料的制備工藝、性能測試、結果分析為主線,構建與專業理論教學相平行的實驗教學體系。兩者之間既要做到相互獨立、各自發展,又要做到互相補充,共同進步。充分體現實驗在材料設計、研究、生產過程中的主導地位。
5、在實驗教學過程中,注意使用現代化教學手段,引入多媒體教學等內容;在實驗教材的安排上,根據實驗課程內容的調整,重新編制內容新穎的實驗教材;在實驗設備上,加大投資力度,盡可能滿足學生對實驗條件的要求。
6、合理設置實驗室,加強實驗室與教研室之間的聯系,建立健全的實驗教學體制。加強對實驗教師的培訓,使其能充分調動學生對實驗課程的學習積極性。
B、實驗教學體系的構建思路和具體方法
遵循上述指導思想和原則,我們擬定了無機非金屬材料專業實驗教學體系的構建思路和具體方法。我校的無機非金屬材料專業實驗教學體系應該是一個“四種方式、三個階段、兩種綜合、一個目標、以能力培養為核心并貫穿整個培養計劃始終的實驗課程體系。”
1、“四種方式”是指學生在校期間的實驗教學可以分為四種不同的方式。分別為:前期的公共性實驗、中期的開放性實驗和專業實驗、后期的畢業論文實驗。
公共性實驗是指學生在大一大二學習基礎課程時,對本專業相關的基礎實驗內容的學習。這種方式有利于學生打下良好的實驗基礎,有利于其熟悉實驗操作、實驗手段,掌握最基本的操作技能,為進一步的專業學習及實驗打下良好的基礎。
開放性實驗和專業實驗也非常重要,這是在學生學習專業知識的過程中進行的。我們一方面強化專業基礎實驗教學,提高教學時數,且單獨設課,重要的是我們根據材料類專業的共同特點,建立了專業基礎課的公共實驗平臺,即將專業基礎實驗構建為四類公共實驗:材料合成與制備實驗、材料成形與加工實驗、材料結構與表征實驗、材料性能測試實驗;另一方面,我們針對無機非金屬材料量多面廣的特點,設立了各種設計性的專業實驗,這些實驗完整再現了一個具體材料的設計過程,而且多是教師們的科研課題,非常具有時效性、前沿性。
這兩種方式非常有利于學生進一步了解自己所學專業的內涵及發展前景,有利于形成和強化學生的專業思想,為日后的進一步學習或工作打下基礎。
畢業論文實驗是對學生四年大學學習的一個總結,是理論知識和專業知識有效的結合。對于進一步考研深造的學生而言,可以盡早進入研究狀態;對于工作的同學而言,也可使其更快的熟悉工作崗位。
2、“三個階段”是指學生在校期間的實驗教學可分為三個階段,并使其對應到上述的“四種方式”中。
首先是前兩年的理論學習及基礎實驗階段。在這期間,學生需要掌握基礎實驗所需要的理論知識,如化學、物理及物理化學等;學會進行基本的實驗操作,能夠獨立完成教師布置的實驗任務。
中期是指學生在大三學年接觸專業知識之后,安排一定的與專業知識內容相關的學科前沿課題,或者工程實踐課題等實驗項目。從而使學生在理論上及實踐上均對專業內容進行了解。這一階段應該是學生鍛煉實驗能力的主要階段。
后期是指學生在大四階段對專業知識深入了解之后,同時結合畢業論文環節,進一步查漏補缺,進而彌補自己在理論或實驗技能上的不足。
3、“兩種綜合”是指在實驗教學體系中要做到實驗課程內容綜合化和教學方法綜合化。
實驗課程內容綜合化,是指在實驗內容的安排上,盡量取消驗證性實驗,盡可能安排綜合性和設計性實驗,并注重體現專業特色。在條件允許的情況下,也可以選擇跨專業的綜合性實驗安排。在實驗內容的綜合化方面,要根據不同的學生情況進行不同的安排。
教學方法的綜合化是指在實驗教學的過程中,引入各種教學方式,如多媒體教學,演示教學、計算機模擬等。對于驗證性、綜合性實驗等,采取傳統的封閉式教學方法;對于設計性、研究性實驗,則可以采取學生分組,自主討論研究,方案自定、共同協作的開放式教學方法。
4、“一個目標”即實驗教學改革的唯一目標為培養具有豐富理論知識、具有自主創新思想和專業思想、擁有較強動手能力的新時代大學生,使學生在畢業后能順利地進入研究或工作中。
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一、構建先進的“樹”式教學體系
“無機材料工學”課程以前是按“水泥工藝學”、“陶瓷工藝學”、“耐火材料工藝學”、“玻璃工藝學”來分篇進行教學的,這里的每種材料及制品都有組成及設計、原料、制備工藝,但又都有不同之處,分篇教學就有同一工序的原理重復講述,教學效率低,學習內容有限,在培養計劃規定的課時中一般只能學2篇。而2008年開出的“無機材料工學”課程打破傳統的由“水泥工藝學”、“陶瓷工藝學”、“耐火材料工藝學”、“玻璃工藝學”等四大工藝學構成的彼此獨立分散體系,建立了以“無機非金屬材料的基本概念一材料工藝原理一材料物化性能為主干,合理滲透原、材料結構及物性的“樹式”課程教學體系。力求教學內容的“精、全、新”;壓縮重復性理論教學,加強實驗環節,把實驗課單獨分離出來,注重了對學生動手能力的強化。以無機材料制備原理和工藝及其控制為主線有序有機結合與分離來組織教學內容。新體系的建立,既。提高了教學效率,也拓寬了專業口徑。
二、優化課程教學內容
近幾年無機非金屬材料工程專業的畢業生大部分在中鐵建設局、、路橋公司等單位就業,從事道路材料、陶瓷材料、無機一聚合物復合材料研究開發、工程應用和技術管理的占畢業生總數的80%以上。經過廣泛調研和討論,明確了專業方向定位于道路與建筑材料、陶瓷與裝飾材料和無機/聚合物復合材料三個專業方向。根據這三個專業方向,我們確定“材料組成(還增加了膠凝材料)設計及制備、材料的性能控制及檢測”為“無機材料工學”課程重點教學內容。同時注意本課程和每個專業方向內的課程群教學內容的整合,避免重復,提高學習效率。作為一所培養應用型專業技術人才的理工大學,材料學科與其他理工學科具有很強的滲透性和互為支撐的關系,從而使學生所學內容與就業后的應用結合得更緊密。學習的目的明確了,學生對學習該課程的積極性也就提高了。
在教學中還注意正確處理課程中知識和能力的關系、理論教學與實踐教學之間的關系;融入本領域中最新的技術、方法和發展動向,并結合教師研究的科研項目和成果教學,拓寬了教學內容。
三、改革教學方法與手段
在傳統教學的基礎上,不斷探索新的教學方法,充分調動學生學習的積極性與主動性。積極采用多樣化的教學方法,主要有教師講授、課堂研討、實驗及專業實習、課程設計及畢業設計(論文)等形式。
無機材料工學是將“水泥工藝學”、“陶瓷工藝學”、“耐火材料工藝學”、“玻璃工藝學”四大工藝學融合而成,教師將按照四種材料及制品共同的工藝流程來講授,在原、燃料-材料組成設計與配料計算-配合料加工-材料熱加工-冷卻-制品及制品精加工每一個環節中,四種人造材料都各有差異,教師在講授中將四者作比較,讓學生對四種人造材料制造工藝的異同有更清晰的了解。在課堂上針對學生在學習過程中遇到的疑點、難點,積極組織學生當堂研討,學生在互相討論過程中消除疑問,更深刻地掌握所學課程。
紙上得來終覺淺,絕知此事要躬行。僅僅學習課本知識是遠遠不夠的,為此開設實驗課以及組織學生進行專業實習也是該課程學習中一個必不可少的部分。學生通過實驗以及到工廠、企業的參觀實習,提高動手能力,親身體驗材料制備的工藝流程,并處理相應的專業問題。
為了讓學生們能夠學以致用,新的06培養計劃中本課程設置了無機材料工藝課程設計這一環節。學生在課程設計中將運用所學知識,根據不同的實際情況,選用設備、設計工藝流程,最終設計出符合要求的材料生產工藝。在課程設計過程中,學生將學會如何融合、應用所學知識并付諸實踐,方便以后更好更快地走向社會、融入工作。
在學期最后的畢業設計及論文中,學生要對自己所學知識進行總結、深化,上升到一個新的層面。
在進行教學方法改革的同時,我們充分利用現代教學手段,積極開發計算機輔助教學課件,自行研究制作的“無機材料工學”、“綠色建材”多媒體教學輔助課件,分獲湖南省高等學校第六、七屆“大成杯”多媒體教育軟件比賽三等獎。并將多媒體課件應用于在教學實踐中,推進現代化教學手段的運用。
四、注重教材建設
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一、本科生科研素養的內涵
我國《高等教育法》中明確規定:“本科教育應當使學生比較系統地掌握本學科、專業必需的理論、基本知識,掌握本專業必要的基本技能、方法和相關知識,具有從事本專業實際工作和研究工作的初步能力”。要培養本科生的科研素養,應弄清科研素養的構成要素,但目前對本科生科研素養的構成要素尚未達成一致的看法。國內學界對科研素養構成要素的分類主要有三種:因素分析法、結構分析法和動態結構分析法[1][2]。筆者比較認同的是因素分析法。
因素分析法將科研素養分成四個要素:科研意識、科研知識、科研能力、科研精神。科研意識是指從事科學研究的動力、對科學問題的探求欲,通俗講就是“想不想做研究”??蒲兄R是指學科專業知識、一般科學知識和科研方法知識??蒲心芰κ切畔@取能力、發現和提出問題的能力、邏輯思維和分析的能力、實驗和實踐能力、發明創造的能力和論文寫作能力等的綜合體現。科研精神是科研素養培養的保障,同時也是學習和工作中必備的意志品質。由以上科研素養構成要素的解析可知,科研素養對于本科生的培養是至關重要的,這是本科生經過大學階段后應具備的基本素質,科研素養內涵的明晰為本科生科研素養的培養指明了方向。
二、科研素養培養的思路
重慶科技學院是一所以培養高級應用型人才為目標的普通本科院校。高級應用型人才是指具備較強動手能力、工程實踐能力和創新能力的有特色的本科生。其中創新能力是學生能長期持續并較好發展的原動力,科研素養是創新能力培養的重要組成部分。我校冶金與材料工程學院目前有無機非金屬材料、功能材料、金屬材料、材料成型及控制四個材料類專業,材料類專業比較明顯的特征就是工藝性、實踐性和研發性較強,學生畢業后不論是繼續深造還是進入材料企業工作都將會面臨著材料生產工藝優化、新材料產品研發等任務,因此,科研素養的培養對材料專業本科生尤為重要。本科生科研素養的培養在課堂內、外皆可進行。我們對照前面所述科研素養的內涵,提出材料專業本科生科研素養培養的思路:首先在新生專業教育、材料專業導論課及專業課程講授時引入案例使學生認識到所學專業知識的實用性,激發其學習和研究的興趣;其次,引入“基于項目的科研素養培養模式”組織學生參與教師的科研項目,或對學生自行組織團隊申報的大學生科技創新項目進行指導,在項目的開展過程中對學生的科研知識、科研能力和科研精神進行全方位的培養。下面將以我們提出的“基于項目的科研素養培養模式”在我校無機非金屬材料工程專業中的實踐為例進行詳細介紹。
三、基于項目的科研素養培養模式實踐
(一)項目的選擇
既然是基于項目的科研素養培養模式,首先應弄清什么項目才能成為本科生科研素養培養的載體??紤]到我校是地方性普通本科院校,生源的質量相對于重點院校存在一定的差距,因此,項目選擇尤為重要,過難過深的項目對我校學生而言可能是不合適的,項目難度過大,學生無法完成,將有可能因此失去對科學研究的興趣?;谝陨峡紤],我們將具體的科研項目的任務進行分解,挑選出一些本科生經努力可完成的研究內容形成子項目,然后對有意愿參與項目的學生的自學和基本素質進行初步評估,同時兼顧學生自身的興趣和意愿,將學生與項目進行合理的匹配。此外,我們也鼓勵學生思考,自己提出項目,一方面積極申報學校的大學生科技創新基金爭取經費,我們在學生項目申報時予以指導,對項目的研究內容和難度提出合理建議;另一方面我們對學生提出的項目進行評估,從科研項目經費中支出對有價值的、未申請到學校經費的項目進行資助,這些由學生自己提出的項目,他們的興趣是非常高的,這對后期項目的開展是非常有利的。
(二)本科生的遴選
這種基于項目的本科生科研素養的培養模式,由于項目的有限和地方性院??蒲匈Y源的相對不足,目前參與的只能是一部分本科生,因此,參與項目的本科生的遴選是非常重要的。我們從無機非金屬材料專業2005級開始對學生進行遴選:當學生進入大學二年級時,我們選擇一些對材料科學研究有興趣、有熱情,且學有余力的學生進入實驗室擔任科研助理。學生對科學研究有興趣、有熱情,換言之,就是具有良好的科研意識,常言道“興趣是最好的老師”,學生有通過參加科學研究提高自身能力的意愿就成功了一半。當然學生對材料科學研究的濃厚的興趣應通過新生專業教育,大一開設的《無機非金屬材料工程導論》等課程的學習建立起來。其次,學生學有余力也很重要,畢竟大學生在校期間最基本的任務是學習基礎理論知識和專業知識,正常的教學任務是首先應完成的,本科生科研素養的培養是大學生能力培養的更高層次的需求。
(三)具體的培養過程
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在大連交通大學無機非金屬材料專業開設《混凝土工程與技術》課程源自大連交通大學校級教改項目——《優化“無機非金屬材料專業”課程體系,拓寬就業渠道》的教改探索與實踐。多年來學生的就業數據表明,無機非金屬材料專業就業的去向主要為各中鐵局,從事混凝土材料的制備、性能及相關研究工作。例如,2010屆無機非金屬材料專業學生從事混凝土行業的就業率達該專業總就業率的84.6%,2011屆學生從事混凝土行業的就業率達該專業總就業率的79%。由此可見,開展《混凝土工程與技術》課程的教學對于培養服務于混凝土工程的應用型人才具有關鍵作用。只有進一步完善和優化《混凝土工程與技術》課程體系,加強課程建設,方能適應新形勢下對高水平混凝土技術人才的需求。2010年大連市混凝土行業共完成混凝土銷售量1600萬立方米(包括建筑、交通、市政、港口用量),實際產值48億多元人民幣(按現行市場價格計算)。同年,大連市重點項目“地鐵”工程全面開工,預計2013年底竣工。這為無機非金屬材料專業學生的就業提供了前所未有的機遇和挑戰。研發、檢測人才的大量短缺,對《混凝土工程與技術》課程建設提出了新的要求,要求培養出專業知識水平高、理論基礎扎實、能夠學以致用的應用型專業技術人才。因此,必須加強《混凝土工程與技術》的課程建設,一方面使學生提高認識、加強重視;另一方面需要增強課程本身的吸引力,從各個環節進行完善。
一、課程建設
《混凝土工程與技術》是一門無機非金屬材料專業的專業課,是無機非金屬材料專業培養計劃中的核心課程之一?;炷敛牧仙婕懊鎻V,行業范圍寬,通過《混凝土工程與技術》課程的建設,可使學生在畢業后很快熟悉業務,成為混凝土質檢、研發或監理部門的工作技術骨干。在授課時系統闡述了混凝土行業最新的國家標準,例如《混凝土結構設計規范》(GB50010-2010)、《混凝土結構工程施工質量驗收規范》(GB50204-2002)等,使學生全面掌握混凝土結構設計的關鍵技術內容,進一步加強和規范混凝土工程與技術的先進理念與標準。同時,課程在教學內容更新、課件制作、網絡教學建設、教學方法改革和考核方式改革等方面采取了措施,以加強對學生創新能力與綜合能力的培養。
1.教學內容更新。作為應用型專業課程,課程內容的設置原則為“理論夠用,重在應用”,因此,對《混凝土工程與技術》課程的內容設置做了如下調整:主要介紹混凝土材料組成,混凝土結構及基本性能,混凝土生產技術,包括混凝土配合比設計、預拌混凝土生產工藝、預拌混凝土的運輸,混凝土工程施工技術包括模板工程、混凝土的澆注等。預應力混凝土工程,混凝土制品生產工藝及特殊混凝土技術,混凝土結構維修與加固,混凝土的檢測與測試等內容。其中,在混凝土結構及基本性能、混凝土配合比設計內容上加大理論知識的深度,特別是混凝土配合比設計是本課程的核心及重點,因此應當深入介紹公式的理論推導及例題計算演示。其他理論內容與實際應用銜接不大的,進行略講或刪減。在混凝土施工工程中需使用大量的鋼筋材料,當混凝土發生劣化時,鋼筋銹蝕的危害也較為嚴重。
2.課件制作。《混凝土工程與技術》課程涉及到大量的施工工具、混凝土制品與施工現場的內容,通過制作高質量的多媒體教學課件,合理編排課件內容及添加圖片等方式盡可能把實際施工現場的情況展現在學生面前,結合一些視頻資料,使學生全方位理解課程內容,并在以后真正走向工作崗位時,盡快熟悉業務,勝任相關工作。
3.網絡教學建設。利用學校的網絡教學平臺,為學生提供網絡學習課程的電子資源,如教學課件、教學進度表、教學大綱等。同時,在課程的教學博客中發表了大量與課程相關的行業知識介紹等,學生通過瀏覽網絡課程,可大大開闊眼界,拓寬知識面,激發學習興趣。
二、教學方法與考核方式的改革
為了督促學生深刻理解和牢固掌握專業課的知識,靈活地學以致用,發揮學生在教學活動中的主體地位,激發他們的學習熱情,培養他們發現問題與解決問題的能力,進行了教學方法與考核方式的改革。
1.教學方法改革。①采用啟發式教學。在教學的過程中,多激發學生思考,并鼓勵學生用發散思維思考問題。實踐表明,通過學生自行思考得出的正確結論,往往會使他們印象深刻而加深記憶。采取啟發式教學,可有效調動學生的學習熱情,使其注意力集中,大大提高了教學效果。②采用互動式教學。在混凝土配合比章節涉及大量的計算,通過計算方能確定混凝土的配合比以及抗壓強度等。結合多媒體課件,在課堂上采取互動式教學,通過隨機提問學生、讓學生來黑板前做題等方式,使學生加深對各項公式的理解和記憶,更好地掌握較為復雜的理論知識,讓每個學生都能夠牢固掌握知識點。③采用案例式教學。在講授混凝土工程建設的相關內容時,通過實際案例的講解和剖析,加強學生對規范施工的重視。例如,在介紹混凝土結構維修與加固部分內容時,通過對某樓發生的嚴重混凝土質量事故進行分析,針對事故產生原因采用相應措施進行處理。這些案例都是真實發生的質量事故,有的甚至造成了大量的人員傷亡。通過案例的陳述,使學生牢固樹立安全生產意識,深刻理解嚴格遵守施工規范的重要意義,將各孤立的知識點聯系在一起,從而更好地掌握教學重點和難點內容。④鼓勵學生自學。對于教材中單純描述性的內容,鼓勵學生自學,并通過提交作業的方式進行檢查。學有余力的學生還可以通過網絡查找相關內容最新的動態。通過自學,可鍛煉學生對知識點的概括總結能力。
2.考核方式改革。為了多層次、多角度、全方位地考核學生對知識的掌握運用能力,引導學生認真復習、歸納總結課程的教學內容,促進學生創新能力的提高,本課程的考核方式加強了對知識的運用能力的考核,采用口試、課程論文、文獻綜述等綜合考核方式,多層次、多角度、全方位地考核學生對知識的掌握運用能力,促進學生創新能力的提高。
通過課程建設與教學實踐,《混凝土工程與技術》課程已形成理論與案例相結合的培養體系,結合本專業的生產實習,取得了良好的教學效果。對教學方法與考核方式進行改革后,大大激發了學生的學習興趣,為培養優秀的混凝土技術人才奠定了扎實的基礎。
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1生產實習常規開展方式與新需求分析[1]
在科學技術飛速發展、經濟社會不斷變化的大背景下,無機非金屬材料工程專業涉及領域不斷拓寬及作為實踐教學重要組成部分的生產現場發生了翻天覆地的變化。如專業涉及領域由傳統的水泥、玻璃、陶瓷和特種材料拓展到光伏玻璃、膜材料、復合材料等多種新型功能復合材料;而生產現場自動化程度越來越高、場地越來越小、密封性越來越好。同時,企業對技術的保密意識越來越強。顯然傳統的實踐教學無論是教學內容、教學方式都不利于符合生產現場要求的高素質工程技術人才。因而在專業教學學時不斷減少的現狀下,進行無機非金屬材料工程卓越計劃教學與實踐的改革與創新勢在必行。
2生產實習的重要性[2,3]
實踐是工程的靈魂和根本,產學研結合是工程教育的重要特征和本質要求,“卓越計劃”創立了高校與企業聯合培養人才的新機制,以期從根本上解決工程人才培養中校企脫節的現象。
2.1企業參與“卓越計劃”的重要性
企業參與“卓越計劃”的重要性主要體現在2個方面。(1)企業在工程人才培養方面有著重要的指導作用。企業在激烈的市場競爭中,對本行業的現狀和發展趨勢最了解,也就最清楚當今社會和未來世界對工程人才的需求,包括人才層次、類型、規格等方面。因此企業參與卓越工程師的培養,使它們由單純的用人單位變成共同培養單位,充分發揮了企業在整個工程人才培養過程中不可替代的指導作用,使校企合作培養出來的工程人才能夠達到“卓越計劃”的培養目標。(2)企業擁有高校所不具備的真實的工程環境,這對于卓越工程師的培養至關重要。為了生存、發展和競爭,企業必須擁有最先進的生產設備和制造技術,這些是作為教學單位的高校所無法達到的;企業所需要解決的生產、技術、研發、市場、管理方面的問題,是訓練和培養工程人才能力的最好題材;企業所擁有的一批經驗豐富的工程師,他們的工程經歷和實踐能力正是高校工程教育專業教師所不及的;企業所擁有的研發設計、生產制造和市場營銷的場地和機構,是工程人才未來發揮作用的場所。因此,只有開展校企合作,發揮各自優勢,實現資源、設備、師資的最佳組合,才能在知識、能力和素質方面培養出滿足“卓越計劃”培養標準要求的卓越工程師??傊髽I的參與是“卓越計劃”成敗的關鍵。這就要求實踐指導教師必須具有扎實的基礎理論知識及基本操作技能,培養實事求是、科學嚴謹的工作作風,從自身做起,嚴格要求自己,并且關注相關學科理論的新進展,豐富更新自己的知識體系,同時積極參加相關工作,把科研與教學緊密結合起來,提高教學質量,借著帶領學生進行工程實踐的機會,真正地深入到企業、車間、班組中去,本著與學生共同學習的態度,帶著問題去學習,以彌補自身偏重理論教育而工程實踐較少的不足。
2.2企業實踐
我們聘請有較豐富實踐經驗的企業工程技術人員擔任企業導師,采取校內導師+企業導師的雙導師制度,原則上每7名學生聘請1名企業導師,同時配備1名校內導師。校內導師將學生帶到企業后,首先接受企業的進廠安全培訓以及各車間、生產線的工藝流程培訓。然后,學生要深入企業生產一線,進入實驗室、車間、班組,在企業導師、工藝人員、師傅的帶領下,認真學習每一個生產工藝中設備布置、工藝制度、操作制度等細節部分。在對崗位較為熟悉后,可助崗或頂崗工作一段時間,與工程實踐親密接觸,豐富專業知識,進而探究現有工藝過程的優缺點,幫助企業進行調研,同時較早接觸社會,學會與人相處,增長人生閱歷。實踐對于學生來說是一個非常重要的環節。學生在第7學期熟悉所在企業、車間的原料準備、成型工藝、燒成工藝、窯爐制度、檢選包裝等工藝流程,做到理論知識與實踐相結合。第8學期,雙導師與學生共同研究實踐題目,指導學生完成畢業論文(設計),畢業論文(設計)題目,可以是產品的研發、制品的使用跟蹤,也可以是幾種原料的性能比較、原料不同含量對制品性能的影響,各工藝、制度研究,或是對企業某項產品質量及市場需求進行調研,不拘泥于題目類別與研究形式,只要是在這其中學生學習到了知識,提高了實踐能力及發現、分析、解決問題的能力,為學生的進一步深造、更好地勝任工作打下堅實的基礎就是最好的。
3與企業合作生產實習模式[4,5]
在當今社會經濟發展大環境下,校企合作成為衡量高校人才培養模式的參考點,是高校教育發展的流行趨勢,也是企業獲取新的發展和參與社會競爭的主要選擇。近年來,我校堅持“厚基礎、重實踐、求創新、高素質”的辦學方向,堅持以服務社會為導向,以教學為中心,以特色求發展,突出創新型應用型的人才培養模式,以鮮明的專業特色帶動校企合作,合作模式不斷創新,取得了較好的效果。主要采取的校企合作模式有如下幾點:
(1)“企業引入”模式。
由學院提供場地及其他各種服務,將企業引入學校,建成校內生產性實訓基地,為學生提供生產性實訓崗位。通過合作方式,企業得到了學校在廠房、技術及技術工人等方面的支持,降低了生產成本,而學校獲得了學生頂崗實習、教師參與技術開發等機會,取得了生產與教學雙贏的效果。
(2)“設備共享”模式。
由企業和學校共同提供設備,建立生產性實訓基地,企業進行生產的同時,為學生提供生產性實訓崗位。這種合作模式實現了校企資源的互補和共享,使雙方的設備兼具教學和生產功能,大大提高了設備利用率。
(3“)技術推廣”模式。
由企業提供先進的生產設備(企業產品),以學院教師為主體針對本院學生及社會人員開展的新設備、新技術應用培訓。通過這種合作,學生獲得了最新的技術培訓,掌握了先進設備的操作技能,而企業則達到了發展潛在客戶的目的。
(4)“崗位承包”模式。
學院承接企業生產流程外包業務,在企業技術人員的支持下開展生產活動,教師成為生產過程中的技術與管理人員,學生交替進行頂崗工作。通過這種合作,企業降低了生產成本和人力成本,而學院的師生都得到了真實生產的鍛煉。
(5)“校企共訓”模式。
將企業的內訓機構引入到學院,學院免費提供場地和設備,雙方共同組建“捆綁”式培訓團隊,為企業員工和學院的學生進行專業技能培訓。這種直接引入企業培訓課程和培訓師資的模式,使學院的課程能緊跟企業要求和技術發展,同時擴充了兼職教師隊伍。
(6)“培訓移植”模式。
移植跨國公司的員工培訓項目,由企業提供設備及教師培訓,教師取得企業的資格證書后,為企業培訓員工,同時面向學生實施“訂單式”培訓。通過這種合作模式,學校不僅在設備、技術上獲益,學生的就業質量也得到了保證。
(7)“實訓承包”模式。
由學院提供場地,企業提供設備和師資,在校內建設仿真實習場所,對企業員工進行培訓,同時承包學院的相關實訓課程。
4結束語[6]
實踐是檢驗真理的唯一標準,實踐也是培養學生掌握知識和提高能力的最有效方法。經學生和實習基地反饋,此培養方法效果較好,學生熟悉了專業、企業,培養了能力,企業較早培訓了有就業意向的學生,學校真正完成了對人才的培養,實現學生、用人單位、學校的三贏。高等教育應面向國家發展需要和市場需求,培養具備較高工程實踐能力的卓越工程師,實現高等教育和有志青年的價值。
參考文獻
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篇10
主辦單位:武漢科技大學
出版周期:雙月刊
出版地址:湖北省武漢市
語
種:中文
開
本:大16開
國際刊號:1674-3644
國內刊號:42-1608/N
郵發代號:
發行范圍:國內外統一發行
創刊時間:1975
期刊收錄:
CA 化學文摘(美)(2009)
核心期刊:
中文核心期刊(1992)
期刊榮譽:
Caj-cd規范獲獎期刊
篇11
文章編號:1671-489X(2016)24-0130-02
Construction of Undergraduate Application Talents: Yingkou Institute of Inorganic Non-metallic Materials Engineering Case//
DAI Chenchen, NIE Bohua, ZHANG Xiping
Abstract In this paper, YingKou Institute of inorganic non-metallic materials engineering as an example, through research, social investi-
gation, invite industry enterprises and education experts, set up pro-fessional construction guidance committee to discuss the research content of the construction of the professional. Discusses the problems
of specialty construction for applied talents cultivation has a certain reference value.
Key words inorganic non-metallic materials engineering; applica-tion-oriented talents; professional development; teaching reform
1 選題依據及意義
作為遼寧省第一批轉型試點高校,解決轉型發展中突出的教育教學改革問題,加速營口理工學院向應用技術技能型轉型勢在必行。開展圍繞人才培養、課程改革、考核改革等方面的應用研究項目具有十分重要的意義。應用技術技能型本科人才培養應以“重應用”為核心,構建人才培養理論與實踐相結合的教學體系與教學內涵[1]。
無機非金屬材料工程專業是營口理工學院首批錄取的6個專業之一,是與遼寧沿海經濟帶開發開放戰略和適應區域經濟社會發展需求緊密對接的專業。為了更好地適應應用型本科人才培養,滿足地方、行業、產業、企業需求,亟待在專業建設方面進行有效的教學改革[2-3]。
2 具體改革內容、改革目標
具體改革內容
1)人才培養。
①人才培養模式改革。通過結合區域經濟發展狀況分析專業特色、需求,通過企業調研、社會調查,走訪行業企業專家,聽取、總結專業建設指導委員會的意見和建議,共同制定培養目標,建立突出實踐和應用能力的技術技能型人才培養模式。
②人才培養方案制訂。通過前期充分調研和考察,制定課程標準,建設合理的課程體系。
③課程建設。深化模塊化課程改革,制作適合本科應用型人才培養的教學視頻、教案課件等。
2)教材建設。通過企業調研、學生座談,選擇適合本科應用型人才培養的理論教材、實踐教材。
3)實習實踐基地建設。通過企業調研、社會調查、聘請行業企業專家進行教學指導,建立與完善實習、實踐基地軟環境、拓展校外基地,建立長效的校企合作機制。
4)師資隊伍建設,包括教師培訓、進修、掛職鍛煉及聘請兼職教師,培養“雙師雙能型”教師。
5)實驗室建設。建立課程實驗、集中實踐、課外實踐活動、創新創業訓練“四位一體”實踐教學內容體系,加強實驗項目建設。
本次教學改革主要是在課程教學過程中以“寬基礎、重應用”的理念為指導,對現有的人才培養、教材建設、實踐基地建設、實驗室建設、師資隊伍建設進行改革,通過對行業、企業進行充分調研后,了解企業需求,培養能夠進行新產品、新技術研發的應用型本科人才。
改革目標
1)建立能適應應用型本科人才培養的人才培養模式、人才培養方案、課程體系;
2)建立適應應用型本科人才培養的教材體系,編寫適應本專業使用的講義與教材;
3)完善現有的實驗室、實習實踐基地,開拓新基地;
4)建立實踐能力強,技術基礎雄厚的合理師資隊伍。
3 實施方案及研究方法
實施方案 本次教學改革以無機非金屬材料工程專業2013級、2014級人才培養為平臺,在2015―2017學年中進行。
研究方法 本次教學改革采用調查法和比較法兩種研究方法。其中,在人才培養方案、教材建設、師資建設、實驗室、實踐基地改革方面主要采用比較法及調查法,在成果分析方面主要采用調查法及比較法。
4 結束語
在完全按照教學改革實施方案進行的同時,不斷總結、積累經驗,取得良好的效果。共計10余位大型企業專家、一線技術工程師、教育專家、政府人員參與項目調研及人才培養、課程設置、教學大綱等方面的會議討論;制作兩套以不同角度為側重點的學生調查問卷,共計240人次參與調查,得到準_數據。
以上調研為制訂、完成完全適應于本科應用型人才培養的2016級人才培養方案提供了有力依據。如在課程設置上,擴大了專業選修課的范圍,并增添與就業直接對口的“冶金窯爐磚型尺寸設計及砌筑”“耐火材料生產配方優化設計”“功能陶瓷”“特種水泥”“特種玻璃”等課程,這些課程由企業專家、技術工程師及專任教師共同授課,實現實踐與理論有機結合。同時增加實踐教學環節所占的學時比例以及采用豐富多樣的實踐方式,如計算機繪圖實訓中增加3D立體繪圖,為學生就業打開新局面,提高學生就業競爭力。并且擴大生產實習、畢業實習、畢業設計(論文)的實踐地點,采用校企聯合培養、共同指導的方式,可以增加學生的企業認同感,提高其工作適應能力。
完成5部完全適應本專業使用的講義或教材,即《耐火材料工藝學》《現代材料測試方法》《無機非金屬材料工藝實驗講義》《耐火材料巖相學實驗講義》《無機非金屬材料科學基礎實驗講義》。
通^派遣本專業專任教師到企業掛職鍛煉、參與課題研究,并鼓勵青年教師參與行業會議、教學改革及科研項目、網絡培訓等方式,使得本專業“雙師雙能型”教師占師資隊伍總人數比例達到60%,并長期聘請企業兼職教師高級工程師4人參與教學活動。
通過專業建設的研究以適應應用型人才培養,能夠體現本專業人才培養特色,走長期轉型發展道路。
對于應用型人才,當前并沒有一個權威性的界定,但是無論是哪一種定義,都不能夠超出“理論與應用”的范疇,也就是將社會上所需要的人才分為學術型與應用型這兩個大類別,并且從學術型人才相對應的角度定義或者是解釋應用型人才。其實,“理論與應用”這兩者并不是完全對立的。應用,不僅僅包括操作性技術應用,還包括知識與技能的開發與應用等。如果說操作性技術應用之中沒有學術的屬性規定,那么知識與技能兩者的開發與應用則應該是屬于學術的范疇之中,只是在學術的目的、方向以及內容等各個方面和理論探究性的“學術”存在較大的差異與不同,但是兩者在學術和職業上并不存在高低之分。因此,在進行本科應用型人才培養過程中,不能夠簡單地將“學術”從“應用”之中進行剝離,而應該將知識與技能的開發應用到學術范疇中,否則培養出的應用型人才就難以達到社會需求的要求。
營口理工學院在開展應用型人才培養的專業建設研究中清楚地認識到應用型人才主要有兩種:
1)技術操作型應用人才,強調的是要根據崗位需求來進行培養,要求學生能夠掌握某一個崗位所需要的各種熟練技術,能夠擁有良好的崗位對應性;
2)技能型應用人才,強調的是要掌握生產一線的各種實用知識與技術,或者是需要形成從事某一種職業、工種的工作能力。
與此同時,學校還應該注重知識應用型人才的培養。而這種人才的培養面向的是社會生產生活領域中的職業群與行業,不是針對具體崗位,因此,對其知識、能力以及素質的要求,并不是強調技術的熟練度以及崗位對應性的操作能力,而是強調需要具備良好的知識基礎、應用性專業知識與技能,同時還需要具備轉化與應用理論知識的實踐能力以及良好的創新能力,例如能夠應用知識開展技術創新。
參考文獻
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一、引言
《玻璃工藝學》是無機非金屬材料專業的主要專業課之一。主要講授玻璃組成、結構、物理化學性能、生產工藝過程及設備、各種玻璃制品的生產工藝及玻璃加工。目的是使學生掌握玻璃生產制備的基本原理、工藝過程和設備,使之勝任玻璃生產工藝工程師的基本技術要求。本課程的特點是與生產實際聯系較為緊密,要求學生適應生產實際的需求,能夠解決生產中出現的實際問題。但傳統的教學,以教師講授為主,學生需要依賴教師的表述想象出復雜的生產工藝各環節及相應的設備,課堂枯燥,學生沒有興趣,只為被動應付考試,很難達到該領域對學生能力的要求。所以,結合課程本身的特點和存在的問題,作者認為有必要就教學內容、教學方法、教學手段、生產實習、實驗教學等環節進行有益的探索與嘗試。
二、優化教學內容
《玻璃工藝學》這門課程教學內容主要包括三大部分:第一部分為玻璃物理化學,著重于玻璃組成、結構、性質三者的聯系。具體包括:玻璃組成與結構、玻璃生成規律、熔體和玻璃體的相變、玻璃粘度和表面張力、玻璃機械、熱學、化學、電學、磁學、光學性質。對于基礎理論部分,借助先進的多媒體教學手段,將深奧的理論視覺化,有利于學生對理論知識的掌握,有效地化解了教學中的重點和難點,提高了教學效率,增強了教學效果。
第二部分為玻璃工藝學基礎,主要講述有關玻璃工藝原理及工藝因素的影響。具體包括:玻璃原料及成分設計、玻璃制備工藝,如熔制、成型、退火、淬火等,玻璃性能檢測、玻璃制品的加工,如冷加工、熱加工、表面處理等。該部分內容與生產實際密切相關,可以通過認識實習、生產實習環節使學生走進車間,真正接觸玻璃生產線,發現問題、解決問題,同時也可以采取技術人員走進課堂的方式,將生產實際中遇到的問題與學生分享,保證理論與實踐的緊密結合,調動學生的積極性,激發學習興趣。
第三部分為各種玻璃制品的生產,主要講述工藝流程與生產技術。具體包括:瓶罐玻璃、器皿玻璃、平板玻璃、保溫瓶玻璃、石英玻璃、光學玻璃、電真空玻璃、微晶玻璃、玻璃纖維、特種玻璃的生產。該部分內容涉及到傳統的玻璃品種,更應該加大對新型玻璃品種的介紹,拓寬學生的知識面,同時,應進一步加強與國內外同行的交流,緊跟科技前沿,將最新的科技成果融入教學內容。
三、改進教學方法
教學方法是教師與學生為了共同完成教與學的任務所使用的工作方法,包括教的方法與學生學的方法,二者相互聯系,不可分割。改革、創新教學方法,會更有利于教學任務的完成。傳統的教育模式中,教師處于教學的主體地位,是知識的先行者和灌輸者。這種教學方式重灌輸,忽視學生學習的主動性;重知識的演繹和推理,忽視知識的綜合運用;重課堂的集體教學,忽視學生的個性,教學完全是單向的傳播和灌輸。教學結果雖能使學生獲得高分,但抑制了學生的創新思維和發散思維,不利于學生綜合素質的提高,不利于創新能力的培養。
1.啟發式教學。講授中穿插與教學內容原理相同的身邊實例和工廠生產實例,對學生的思維進行引導,加強學生對所學知識的理解。通過巧設情景問題,引起學生認識上的矛盾,激發學生積極思考,促進學生思維能力的發展。另外,教學中可以通過形象比喻用大家熟悉、具體的事物,形象地說明較為復雜、抽象的事物。還可以通過對比把兩種相互對應的內容或同一內容相關的不同方面并列在一起,加以對照說明,通過比較它們之間的異同,加深學生對概念的認識,促進理解與掌握。
課堂教學不等于單向灌輸,教師不能僅僅是“講師”,而應該是“導師”。要注意引導學生自主學習和探索知識。師生之間相互學習、相互交流、相互啟發、相互激勵,既要考慮如何使學生有效掌握已有的知識,又要善于啟發學生自己去感受和理解知識發生和發展的過程。教師應該善于發現和開發蘊藏在學生身上潛在的創造性品質,使之養成良好的科學探索精神和研究創新思維習慣,既要充分發揮教師的主導作用,又要積極發揮學生的主體作用,真正能調動廣大學生的主觀能動性,促進廣大學生個性發揮。
2.與實踐的結合。教學中安排有8學時的教學試驗和相關的認識實習及生產實習。課堂教學過程中,帶領學生參觀相應的實驗室,親自動手使用部分實驗設備,起到鞏固理論知識、提高動手能力、訓練綜合技能、拓寬知識視野的作用。實習環節,學生可以直接走進金晶玻璃集團和力諾玻璃制品有限公司的玻璃生產線,不僅生產流程線、各主要設備一目了然,而且可以通過監控室清楚掌握生產線的實時動態,第一時間發現生產中存在的問題并采取相應的措施,極大程度地考驗了學生理論知識的鞏固與否和對實際問題的應變能力,理論與實踐緊密銜接,激發了學生的學習熱情,也為學生將來走向社會和工作提供最初的鍛煉。
3.趣味閱讀。興趣是最好的老師,無論做什么事情,只有你愛好它,對它有興趣,才會全身心地去做好。針對目前的大學生,按照傳統的填鴨式教育,忽視學生的興趣,效果往往很不理想,因此有必要適當根據學生的愛好,選取趣味性的材料予以閱讀,并給予學生必要的內容進行自學,激發他們的求知欲望和學習興趣,讓他們成為學習知識的主體,真正提高學生的綜合素質。
4.強化教學手段。多媒體教學具有聲情并茂、視聽結合的特點,設計合理的多媒體技術教學手段,信息量大,可輕松引領學生進入直觀、形象甚至虛擬的場景,使學生猶如身臨其境,能夠調動學生的各種感覺器官參與教學活動,充分發揮其想象力,在教學方法的配合下,學習興趣倍增,由被動學習變為主動學習。教師運用多媒體通過多彩動畫的形象描述和展示,有效地化解了教學中的重點和難點,顯著提高了教學效率,增強了教學效果。
5.建設網絡課程。充分利用網絡資源和現代信息技術,積極開展網絡課程建設,為學生的學習提供更多的網絡資源。通過網絡資源,可實現師生的互動,加強師生聯系,突破時空的界限,延伸課堂的空間,拓寬學生的知識面。例如,使用電子郵箱或qq的方式可以實現老師與學生之間的對一的交流,當學生遇到疑問時可以及時向老師請教,老師根據反饋回來的信息及時調整授課方式和內容。
6.改革考核方式。課程考核是人才培養過程中的―個極其重要的環節??己藨擉w現出學生掌握并綜合利用知識去發現、分析、解決問題的能力,尤其對于與實踐結合比較緊密的專業課程,更不應該僅僅以試卷成績為唯一的考核方式。目前,我們采用的是平時成績+實驗+實習+試卷成績的綜合考核方式。平時成績主要由學生課堂表現、作業、小論文等組成;實驗成績包括設計性實驗成績和選做實驗成績;實習成績包括實習記錄和實習報告的完成情況;期末考核采用閉卷考核方式,試題的難易程度適當,試卷內容既突出了課程重點又兼顧了知識面的廣度。
7.結束語。為了滿足無機材料專業對人才培養的要求,需要不斷對專業課程的教學內容、教學方法、教學手段、實踐環節及考核方式等方面進行改革與實踐,使教師在教學過程能夠不斷激發學生的求知欲,拓寬學生的知識面,提高學生的實踐能力,增強學生的綜合素質,培養學生的自學能力、獨立分析能力,培養出更多的高素質、復合型、創新型人才。
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1.原有實驗教學體系的滯后及改革的必要性
長期以來,受過于重視理論教學的影響,我院材料類專業在教學計劃及教學大綱制定的過程中,總是把實驗教學附屬于理論教學,把實驗教學作為課堂理論教學的一種完善和補充,不能形成較為完整和相對獨立的實驗教學體系,原有教學體系的不足主要表現在以下方面。
1.1實驗項目嚴重依附理論教學課程。
表1顯示了我院無機非金屬材料專業部分主干課程設置的實驗項目,從表中可以看出,實驗項目嚴重依附于理論課程,而且從屬性較強,規模也不大,有的課程實驗項目在內容設置上有重復現象,整個專業開設的所有實驗項目與理論課程體系之間缺乏有機聯系與銜接,這種實驗項目的設置不利于相近課程或專業知識交叉和實踐教學內容的有機融合。
表1 材料類專業部分主干部課程實驗項目設置情況
1.2實驗學時偏少,內容陳舊,方法落后。
由于歷史原因,我院材料類專業過去在教學計劃和教學大綱的制定過程中,總是把實驗學時限定在理論課時的一定百分比之內,再加上實驗教學設備投入不足,導致實驗學時嚴重偏少,有些課程的實驗學時只有4學時,實驗項目只有1~2個。從表1可看出,除了實驗學時偏少外,還存在演示性、驗證性實驗項目偏多,綜合性、設計性、應用性、研究性、創新性實驗項目偏少的問題,有些課程實驗內容由于受實驗條件、教材、師資等多方面的影響而多年不變,導致實驗內容陳舊,與生產實際、科研嚴重脫節,不能及時追蹤生產、科研的最新動向及成果。在實驗教學方法上,實驗教師都是對實驗原理、目的、操作方法及注意事項等進行詳細的講解或示范,而學生則是依葫蘆畫瓢地操作,這種實驗教學內容的陳舊呆板和實驗教學方法的落后,非常不利于學生創新思維、分析問題和解決問題能力的培養,直接影響了人才的培養質量和學生的就業。
1.3實驗教學條件體系存在不足。
實驗教學條件體系不足主要表現在:一是缺乏高水平工程師型師資隊伍,高校教師大多數是從學校到學校,從理論學習到理論講授,缺少工程實際的歷練。部分教師的實踐操作能力、實際分析和解決問題的能力不強,只能適應一般性技能訓練,不能很好地滿足工程實踐型、創新型人才培養的需要;二是學校教學儀器設備的投入不足,不能滿足學生自主創新性實驗的需求;三是校外實踐環境不盡如人意。企業由于受生產、安全和經濟效益等因素的影響,接收學生實習的熱情下降,未能擔負起與高校共同培養工程技術人才社會責任,致使學生的工程實踐教學環節的質量難以保證,導致學生所學的理論知識與生產實際嚴重脫節,動手能力、分析解決問題能力及創新能力普遍較差,畢業后不能適應企業的實際工作。
2.構建新的專業實驗課程體系及內容
2.1構建實驗課程體系的指導思想。
在制訂新的教學計劃的過程中,學院以自身的定位、辦學特色及新時期人才培養模式為依據確立了新的專業人才培養目標:具有創新精神和實踐能力,掌握專業基礎知識、應用方法和基本技能,在材料類行業(如無機非金屬材料、金屬材料、高分子材料等)生產一線從事工程設計、產品開發與制造、技術運用與改造、運行管理和經營銷售的應用型高級工程技術人才。新的實驗課程體系以培養學生的實踐能力和創新能力為主線,結合材料類工程教育特點及存在的問題,以“重基礎訓練、重創新能力、強實踐技能、強化綜合素質”為理念,建立“一主線、二保障、三模塊、四層面”的實驗教學體系,其中“一主線”是以培養學生實踐能力和創新能力為主線,“二保障”是軟件保障體系(管理體系和師資隊伍)和硬件保障體系(實驗設備和場所);“三模塊”指基礎實驗、專業實驗和專業綜合模塊;“四層面”指培養學生基本能力、專業能力、綜合能力和創新能力四個層面的工程能力,按“基本實驗―技能培訓―綜合應用―工程創新”循序漸進的方式開展實驗教學活動。
2.2實驗課程體系。
在新構建的專業實驗教學課程體系中,建立了以材料基礎技能素質訓練、材料工程測試技術和材料工程制備工藝技術素質訓練、設計性專業綜合實驗三個實驗教學模塊,如:無機非金屬材料專業對應上述三個實驗教學模塊分別設置了“材料科學基礎實驗”、“材料工程測試技術”、“材料工程制備工藝技術”及“專業綜合實驗”4門獨立的實驗課程,每門課程課時分別為:前三門均為48學時,后一門為4周;高分子材料工程專業對應三個實驗教學模塊分別設置了“高分子化學實驗”、“高分子物理性能測試技術實驗”、“高分子材料成型及加工技術實驗”及“專業綜合實驗”4門獨立實驗課程,這些獨立設置的實驗課程全部為學位課程,分別在第5、6、7學期開出。這些實驗課程不僅具有獨立的實驗教學大綱,而且具有相應的考核制度;不僅有利于各門課程之間及相關學科專業知識之間的交叉滲透,打破傳統的割裂式教育,而且有利于實驗教學內容的整合、更新,更有利于學生創新思維能力的培養,促進實驗教學方法和手段的改進、實驗設備的綜合利用,進而推動實驗室管理體系的進一步完善。
2.3實驗課程內容。
實驗課程內容是落實專業培養目標、啟發學生科學思維、培養工程素質、創新意識的內涵,在構建新的實驗課程內容時,按照培養目標要求,將原有專業基礎課和專業課開出的教學實驗(并結合以前未開設實驗的其他理論課程)經過科學的歸納、分類、添加、刪減、更新,分別整合到相應實驗課程中,每門實驗課程內容由不同的實驗項目組成,這些實驗項目之間不是簡單意義上的組合,而是依據某一主線串聯而成的有機整體,并依照理論教學計劃循序漸進,分階段分層次實施,如無機非金屬材料專業實驗課程內容設置介紹如下:
“材料科學基礎實驗”是以“材料科學基礎”、“材料物理性能”、“材料化學”、“材料測試方法”、“工程力學”等課程群為依托,以材料的成分、組織結構與性能之間的關系為主線,設置材料的晶體與顯微結構分析、擴散與固相反應動力學、相平衡及相圖、材料的燒結傳質方式和機理、材料的物理特性等實驗項目,使學生初步建立起材料成分、組織、性能三者關系的感性認識,掌握材料組織性能分析基本手段的操作技能。
“材料工程測試技術”是以“材料工程基礎”、“熱工過程及設備”、“粉體工程及設備”等課程為依托,以材料生產過程中的兩個測試技術為主線,即:粉體工程測試技術和熱工過程測試技術,主要設置了粉體粒度與比表面積測試、粉體堆積和流動性測試、粉體力學特性測試、粉體粉磨功測試、粉體除塵系統測試、燃料性能測試、材料傳熱過程測試、工廠煙氣成分測試、硅酸鹽工業窯爐熱平衡測試等實驗項目,使學生進一步了解了粉體工程測試和熱工過程測試這兩個測試環節在硅酸鹽產品(如水泥、玻璃、陶瓷及耐火材料等)生產過程中的重要性,進一步了解了在硅酸鹽生產過程中原燃燒料品種及性能、加工機械、傳熱方式的選擇等都會對產品性能產生重要影響。
“材料工程制備工藝技術”以“膠凝材料工藝學”、“玻璃工藝學”、“陶瓷工藝學”、“混凝土科學與工程”、“生態環境材料”等專業課程為依托,以水泥、混凝土、玻璃及陶瓷等制備工藝參數及產品性能為主線,設置了相應的實驗項目,如:材料化學成分分析、水泥標準稠度測定、水泥凝結時間及體積安定性測定、水泥膠砂強度測定、水泥中三氧化硫含量測定、水泥熟料中游離氧化鈣含量測定、水泥中混合材摻加量的測定、集料(砂、石)性能測定、混凝土坍落度測定、混凝土強度測定、混凝土耐久性能測定、混凝土外加劑減水率的測定、混凝土礦物摻合料品質指標測定、玻璃密度測定、玻璃應力測定、玻璃軟化點測定、玻璃化學穩定性測定、陶土的可塑性測定、陶瓷白度測定、陶瓷吸水率、顯氣孔率和體積密度的測定、陶瓷磚斷裂模數和破壞強度的測定等實驗項目。通過這些實驗項目的鍛煉,學生進一步加深了對這些工藝參數和產品性能的了解,鞏固了相應專業課程的理論知識。
“專業綜合實驗”是一門具有設計性質、命題式綜合實驗課程,目的是讓學生掌握所學專業的各項實踐技能,同時鞏固所學理論知識,培養實踐工作能力。專業綜合實驗就是要通過實驗教學的方法進行無機非金屬材料技術和技能的訓練,學生通過自主選題,查閱相關文獻資料,獨立制訂實驗方案和工藝參數,然后選擇相應的實驗儀器,直至方案最終實施,如:學生要完成“425硅酸鹽水泥的制備”這一命題式的專業綜合實驗,必須經過從原燃材料選擇、原燃材料化學成分分析、水泥生料制備、熟料燒成、熟料性能測試、水泥制備、水泥性能測試七個實踐環節的鍛煉,并且要了解水泥生產過程中各種工藝參數(如:三率值選取、熟料煅燒溫度、冷卻制度、熟料f-CaO含量、混合材摻量、產品細度等)對水泥生產過程各環節的影響,并在水泥的制備過程中根據實驗結果情況及時對這些參數進行選擇、調整與控制,而學生經過這七個實踐環節的鍛煉,能進一步了解水泥的工廠工藝制備過程,掌握并鞏固“膠凝材料工藝學”這門課程的理論知識和其他課程的專業知識,彌補認識實習、生產實習等實踐環節未能掌握的專業知識,加深對材料成分與組織結構、制備與加工工藝、材料性能三者相互間關系的認識。
3.優化專業實驗課程體系及內容的效果
新的專業實驗課程體系及內容實施后的教學效果是顯著的,學生的基本實驗技能、專業素質和創新能力得到了進一步增強,具體表現在以下方面:一是學生的實驗興趣與主動性得到了明顯提高;二是動手能力明顯增強;三是學生實驗報告抄襲現象逐年減少,徹底改變了以往全班實驗報告1~2個版本的不良現象;四是學生參與教師科研、大學生創新的熱情明顯高漲,學生申報的校、省、國家級大學生創新項目數年年增加,現在學院每年獲批的省級及國家級大學生創新項目達15項以上;五是學生積極報名參加各種學科競賽、科技活動的熱情高漲,如:全國大學生金相技能大賽、全國高分子創新創業大賽、全國大學生混凝土配合比設計大賽等,參與這些競賽的學生人次數占全院學生人數的70%以上,并在這些大賽中獲得特等獎、一等獎和優勝獎多項;六是學生考研率逐年提高,現在材料類專業學生考取研究生的人數位于全校第一,占應屆畢業生總人數的25%左右,2012年金屬082班單班考取率高達45.8%;七是學生畢業論文(設計)全部為自主選題,題目更加貼近工程實際,研究方法及研究內容更能追蹤生產、科研的最新成果及動向,改變了以往論文題目由指導教師選題,題目與工程實際嚴重脫節,實驗方法落后,研究內容陳舊過時等現象;八是學生首次就業率近幾年都穩定在95%以上,特別是近幾年培養的學生受到了用人單位的普遍好評。
4.結語
實驗課程體系及實驗教學內容的改革是實驗教學改革最重要的一個組成部分,也是適應新時期人才培養的要求,最終目的是驗證與深化學生所學的理論知識,培養學生的創造性思維能力和解決工程實際問題的能力。由于實驗課程體系及實驗內容的改革及實施涉及多方面因素,因此在具體實施過程中需要諸多方面的密切合作和支持,其中,實驗體制改革是關鍵,實驗師資隊伍建設是前提,實驗教學條件建設是條件,管理制度是保障,人才培養質量是動力。目前,我院材料類專業的實驗課程體系及實驗內容雖然已進行了初步改革,但還處在嘗試階段,要想真正實現我院材料類專業實驗教學改革的總體目標,還需要在今后的實踐中不斷探索、修正和完善。
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