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當前,采礦工程專業本科畢業設計一般要求具有一定的典型性、專業性、合理性和規范性。同時,設計說明書還應達到一定的書寫要求,需要達到通俗易懂程度,還應具有一定的解決問題的深度和技術難度。當然,我校對畢業設計要求更高一些,就是需要具有專題研究,該部分要求和畢業設計說明書具有一定的相關性,并具有一定的學術性和創新性等,如果用這樣的標準來衡量當前的采礦工程本科畢業設計一般部分(含設計、圖紙和說明書)及專題部分,部分學生的設計質量大部分都偏低,甚至有的學生都不能滿足最低要求。綜上所述,采礦工程專業本科畢業設計存在如下問題:
2.1畢業設計選題簡單及內容相近在進行畢業設計選題過程,一般采礦工程專業院校都按照既有模式進行,設計選題題目根據畢業實習礦山為背景,設計題目沒有針對性或比較膚淺,有的甚至不科學,重復以前的題目,缺乏對應的研究。這不僅限制了學生主觀能動性的拓展,而且阻礙了學生對生產問題、技術創新和解決實際問題的技能培養。
2.2書寫功底差畢業設計過程中比較嚴重的問題是設計說明書的寫作能力差,在整個設計過程中,特別是摘要和設計說明書中闡述的設計過程不夠嚴謹,表述不清,很多學生無從下手,不知道如何能把問題解釋清楚,把說明書寫成記賬式說明或敷衍了事的概述。另外,畢業設計說明書的排版格式不規范、結構不合理、條理不清晰、計算錯誤,甚至有的學生把導師名字都寫錯,可見學生對本科畢業設計的重視程度和寫作功底比較差,需要加強這方面的鍛煉。
2.3工程制圖漏洞百出畢業設計工程制圖要求采礦工程本科畢業生具有較強的繪圖能力、空間想象能力和圖文表達能力,學生在制圖過程中不斷提高繪圖能力。通過畢業設計,采礦工程本科生能夠較為熟練地掌握計算機繪圖、手工繪圖能力和追求完美的視觀感受。但在實際畢業設計過程中,甚至最后提交的畢業設計說明書和設計圖紙,還發現很多問題,比如說明書和設計圖紙不符合、CAD制圖的比例不對應、工業廣場留設不合理、代表符號混亂不合要求、礦塊布置不合理、通風線路標示錯誤、平面圖和剖面圖不對應等。這嚴重影響整個制圖效果,并直接降低了畢業設計的質量。
2.4低級錯誤多采礦工程本科畢業設計的一個重要不足在于設計中所犯低級錯誤、原則性錯誤較多。比如:具有高瓦斯礦井,很多同學沒有在設計及說明書中闡述如何抽放瓦斯,更不用說如何實現煤與瓦斯共采等深奧問題;在地面上有構建筑物需要保護區域沒有留設保安礦柱;通風系統混亂,污風相互混合,形成不通暢系統等。這些問題都屬于采礦工程本科生最容易犯的低級錯誤,違反了相關安全規程和設計規程,采礦工程專業本科生經常犯這些低級錯誤,說明學生沒有很好地掌握基本理論知識和專業知識,最重要的是將來走向工作崗位如果一直馬虎下去將會造成嚴重的后果。
2.5設計內容高度相似由于擴招等各方面的原因,現在每個畢業設計指導老師都帶3-8個畢業生,項目多的老師相對簡單,但對于項目少的老師只能給學生為數不多的設計任務,也就說,指導老師給的任務就比較相近。有的同學的畢業設計大部分內容照抄其他同學的,或者從前幾屆畢業的學生那抄襲和照搬。雖然設計題目不盡相同,但設計內容和說明書高度相似,導致說明書前后表述矛盾、不一致,相似錯誤頻發等等問題。
3問題產生的因素
導致采礦工程本科畢業設計質量低下的原因較多,有學生自身的原因也有指導教師的原因,甚至有外部環境的影響。總結起來有以下幾點:
3.1前期準備不充分因為采礦工程專業是一門專業性很強、實踐性強的學科,畢業設計前應做好充分準備,包括理論知識和專業知識的復習,經過了認識實習、生產實習和畢業實習的不斷進步,應該可以作出質量較高的畢業設計和說明書,畢業設計前期準備不夠充分主要表現在:
(1)礦山接受學生實習的積極性不高,指導教師聯系實習地點困難,一般靠老師的學生在礦山當了領導以后才能給安排。所以,礦山對學生實習的重視程度不夠;
(2)實習經費不足,學校提供的實習經費一壓再壓,已經完全不能適合經濟快速發展的步伐,實習費用已經遠遠不能滿足實習需要;
(3)實習內容不夠全面,由于實習經費不足,致使指導教師無奈把實習時間從3周壓縮成2周,甚至1周,促使實踐性很強的實習不能完全聯系實際;
(4)實習過程過于簡單,由于實習時間的壓縮,導致實習過程相對簡單,不跟班實習,不能切實體會理論聯系實際的效果;
(5)有些同學對畢業實習和畢業設計積極性不高,采礦工程專業屬于高危行業,學生對從事的專業具有一定的厭煩和恐懼感,特別是部分學生畢業后不打算到礦山工作,致使畢業設計和實習成為這些學生的艱巨的任務和負擔,使學生在思想和行動上對畢業設計和實習重視的態度不夠;
(6)指導教師人員匱乏,難以勝任繁重的實習指導任務,缺少用制度管理學生的經驗,對學生產生的眾多問題及指導教師提出了要求和修改意見后學生無動于衷的問題束手無策;
(7)考核制度不夠健全、實施不夠嚴厲,成績評定過于簡化,造成學生的重視程度不夠,有失公平。
3.2指導教師自身因素由于采礦工程專業就業壓力小,相對10年前,招收采礦工程專業的學生大幅度提高,導致每個教師需要指導的學生數逐漸增多,因此,產生了如下問題:
(1)指導教師的投入得不到保障。從時間和精力上講,大多數高校教師承擔著大量教學和科研任務,另外還需完成大量的考核指標,比如:每年要完成多少高水平的論文、獲得的科研獎勵、專利、著作、指導研究生數量、上講臺課時數、在研科研項目數、是否有縱向課題(國家自然科學基金)、評職稱、無休止的會議等等,在高校激烈競爭的今天,指導教師的自由度相對較小。很多指導老師無法保證有足夠的時間來指導學生更好地完成設計,只能把握方向;
(2)指導教師相對缺乏采礦設計方面的知識。一部分高校教師本身缺乏科研與工程實踐經歷,尤其是作為畢業設計指導為主體的年輕教師,個別教師沒有很豐富的采礦工程方面的經驗來有效地指導畢業設計。同時,也存在個別教師工作責任心不強的現象,沒有很好地起到監管作用,放松了對學生畢業設計的要求。導致畢業生認為畢業設計就是走過場,不可能在最后還不讓過。
3.3外部環境因素目前,隨著國民經濟的高速發展,采礦工程專業的畢業生就業相對容易,每個學生均有4-5個單位可以選擇,但有一部分學生把主要心思放在考研、出國、考公務員上,從主觀上對畢業設計沒有足夠的重視,加上畢業設計期間是求職擇業的最佳時機,學生的大部分時間均不在畢業設計上。當然,也有為數不多的畢業后去礦山的學生可以完全發揮自己主觀能動性,拓展自己的思路,把精力放在畢業設計上。
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基于以上認識,筆者結合自身專業的基礎和特色,對上述教學目標的實現途徑進行了思考和實踐,即為學生建立一個實踐和創新能力培養的平臺以及在學分制和導師制下的科研與教學的結合。
(一)實踐和創新能力培養平臺建設。
1.網絡化學習平臺。
要做到理論與實踐的結合,需要在教學過程中主要以案例的形式向學生講解理論知識。但是案例庫的建設決不是一朝一夕的事情,而且為了適應不同的就業行業,需要為學生提供不同行業的案例庫。單靠教師的科研經驗以及在日常出差、實習過程中收集的資料是很難實現的。筆者的做法是廣泛發起“群眾運動”,通過建立開放的課程網站的形式來收集相關案例并通過BBS等形式發起網絡化學習活動。往屆已經工作的學生、親朋好友等通過網站上傳了大量案例并積極通過網絡指導在校學生學習。人因工程、系統可靠性、基礎工業工程等課程都通過這種方式收到了較好的效果。
2.學科競賽。
學科競賽是一個很好的刺激學生鍛煉基礎課、專業基礎課和專業課實踐和創新能力的手段,能夠很好地調動學生的積極性。本專業的教師積極地鼓勵學生參加各種各樣的學科競賽和技能競賽,比如數學建模、IE亮劍應用案例大賽、“挑戰杯”等競賽,起到了很好的理論聯系實際和創新能力培養的實際效果。
3.實踐基地建設。
讓學生深入到工廠,了解工廠產品生產過程、生產管理、指揮調度及成本效益核算等,尤其是了解自己所學專業在工廠中的地位、作用與要求,不僅有利于實踐與創新能力培養,還可以提高學習的自覺性和主動性。但是因為資金、安全等問題,實踐基地的建設對大多數高校來說都是一個比較困難的工作,中國礦業大學的工業工程專業也不例外。筆者所在專業采取了多種手段來解決這個問題:一是建立各種來源的平臺,通過學校合作董事單位來推動這項工作。中國礦業大學的采礦工程專業在采礦行業具有較好的威望和關系,已與國內幾百家廠礦企業建立了合作關系,因此,首先在采礦業建立了一批實踐基地。二是通過產學研用的形式來加強學校和企業之間的聯系,讓這些單位嘗到產學研用的甜頭,從而愿意接收學生實習。學校也通過各種手段增加了實習經費,延長了實習時間,提高了支付給企業的經費標準,對實踐基地建設工作提供了極好的支持。為了實現“個性化”培養的需要,畢業實習采用以學生分散實習為主的實習模式,學生可以去工作單位實習或者分散到導師科研課題的各單位實習。
4.實驗平臺建設。
工業工程專業的實驗具有自身獨特的特點,要想在實驗室里實際再現各行業的生產是不現實的。但是學校的采礦工程專業具有雄厚的采礦工程實驗教學資源,擁有國家級實驗教學示范中心的大量硬件系統和數字化礦山虛擬現實實驗室的軟件系統,因此,我們一方面利用采礦工程專業的實驗教學資源,培養具有采礦工程背景的能夠適應將來進入煤炭企業的工業工程專業人才。另一方面,大力進行工業工程實驗室建設。先后建立了人因工程實驗系統、物流實驗系統和虛擬現實實驗系統等硬件系統。同時采購了大量軟件來對各行業的生產系統進行工業工程方面的軟件仿真,先后采購了AutoCAD、金蝶ERP、Witness、HumanCAD、DoubleE等軟件,從應用的效果來說,還是非常不錯的。
(二)學分制和導師制下的科研與教學的結合。
考慮到學生就業行業的多樣性,專業的所有教學活動也需要據此進行合理的區分。首先從專業方向上進行大的區分,分設礦業工業工程、制造業工業工程和物流工業工程三個大的方向,并相應設置了專業選修課,學生可以根據自己的實際情況選擇相應的方向和對應的選修課,修滿最低要求的學分。在這個過程中,學生對選擇哪個方向可能感到比較迷茫,導師制剛好能解決這個問題。各個同學可以咨詢自己的導師來確定自己的專業方向以及應該選擇的課程,體現了學分制和導師制的有機結合。到畢業論文(設計)階段,學生們可以有更大的自由度來選擇實習單位、導師以及畢業論文題目,從而實現“個性化”的培養目標。鼓勵學生將自己的就業單位作為自己的實習單位,這樣就能夠獲得充裕的實習時間。可將第7個學期分為兩個小學期,學生在后半個學期之前完成所有的課程學習任務之后就可以到實習單位實習,從而有充裕的時間來理論聯系實際,發現企業生產中的工業工程問題。實習單位也可以是導師主持的科研課題的實施單位,論文題目也可以是導師科研課題里的子課題,這樣就可能實現學生從剛進入大學開始實施導師制的時候就可以跟著導師學習專業的某一方向直至畢業,從而實現在整個大學階段都有導師進行指引,更好地達到“個性化”的培養目標。這樣導師也可以將自己的科研項目同時當成一個教學項目,從而讓教學和科研實現完美結合。
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2.1礦業工程專業學位課程體系實踐導向性偏弱且缺乏針對性
既然專業學位目標是培養既具備豐富理論知識,又能夠理論聯系實際切實解決企業或社會中實際問題的高層次專業人才,那么在課程設置上就更應該突出專業性、實踐性和前沿性。礦業工程是一門實踐性和系統性很強的專門學科,采礦工程本科生不僅需要系統學習煤礦開采的專業基礎知識,而且必須經歷三個實習(認識實習、生產實習、畢業實習)和兩個設計(采礦學課程設計、畢業設計)等實踐教學環節,這些實踐教學環節主要強化學生對專業基礎知識的感知和應用。然而現行的專業學位研究生課程體系沒有針對專業學位的培養目標單獨制定,而是基本沿用學術型研究生的課程體系,整個課程設置偏重于理論研究,實踐導向性偏弱。由于缺乏實踐教學環節,學生的專業實踐學習基本依靠參與導師的科研項目來獲得,而導師的科研項目又因人而異,研究方向和項目類型也有較大不同,這使得專業學位研究生的專業實踐能力很難獲得較為全面和系統的培養。此外,目前礦業工程專業學位研究生的本科教育背景參差不齊,跨專業學生占有相當大的比例,雖然按規定需補修《采礦學》和《礦山壓力及巖層控制》這兩門專業主干課,但由于缺乏先修課程的相關知識儲備,課堂教學效果并不理想,造成這些跨專業學生的專業基礎反而薄弱,就業后甚至難以勝任基本的煤礦生產技術管理崗位。
2.2“雙導師制”培養模式形同虛設
為充分利用校內外人才資源,提升專業學位研究生指導教師隊伍的整體素質,國內高校普遍采用校內導師與校外導師相結合的“雙導師制”培養模式,其中校外導師一般以兼職形式聘請一些企事業單位的高級技術人才。就礦業工程專業而言,校外導師普遍聘用國內大型煤炭企業的高級技術管理人才,但在實際運作過程中,由于這些校外導師對煤礦安全生產負有直接責任,不僅有繁重的企業事務需要處理,而且在現有煤炭企業安全生產管理制度下很難有時間來高校對學生進行指導。加之現行的校外導師津貼制度并不合理,造成校外導師對指導工作積極性并不高,對專業學位研究生的指導任務不得不更多的由校內導師承擔。由于校內導師工作以科研和學術研究為主,在指導專業學位研究生時習慣性地側重理論研究,在一定程度上也影響了專業學位研究生實踐能力的培養。
2.3部分學生的功利心理在一定程度上影響了專業學位教育的發展
上世紀90年代國內煤炭行業萎靡不振,在煤炭企業技術人才大量流失的同時,煤炭高等教育也步入低谷,采礦工程專業本科生生源嚴重不足,研究生培養更是勉強為繼。從2002年起隨著煤炭形勢持續好轉,我國國有大中型煤炭企業在加緊新建礦井建設的同時,利用中小煤礦資源整合政策兼并重組了大量礦井,那么就形成了巨大的人才缺口,使得煤礦主體專業本科生就業率接近100%,薪金水平持續攀升。在這種經濟利益的驅動下,大量考生為獲得高額的勞動報酬而選擇跨專業報考礦業工程專業學位研究生,與熱門專業相比不僅報考人數上絲毫不遜,而且考生專業竟然涵蓋了除醫學、軍事學之外的10個學科門類。眾所周知,煤炭行業既是一個艱苦行業,也是一個高危行業。一方面由于這些學生對煤礦工作的艱苦性和危險性缺乏足夠認識,一旦煤炭行業進入低谷期,從業人員薪酬大幅降低的時,他們對專業知識學習的欲望已不是那么強烈,轉而準備報考公務員或者繼續踏上形形的求職之路,而非專心致志地準備畢業論文;另一方面,由于部分學生專業跨度很大,專業基礎過于薄弱,難以適應現有工學人才的培養模式,通過兩年的學期只能勉強達到專業學位最低要求。因此,這種功利心理在很大程度上降低了專業學位研究生的培養質量。
3.礦業工程專業學位碩士存在問題的解決對策
3.1調整和優化專業學位研究生課程體系
針對礦業工程專業學位研究生培養目標,應從以下幾方面對現有課程體系進行優化改革。首先,對跨專業學生增加礦業工程通識教育先修課程,課程內容應涵蓋煤礦地質、礦井設計、采煤方法及工藝、通風和礦井災害防治等方面,使學生能夠了解和掌握煤礦開采領域的基本問題。在此基礎上,續修《采礦學》和《礦山壓力及巖層控制》課程,對學生專業基礎進行強化。其次,將跨專業學生全部納入采礦工程本科畢業設計團隊,全程參與本科生畢業設計實踐教學環節,既有利于專業學位研究生對專業基礎知識的梳理和應用,又能輔助指導教師加強本科畢業設計質量的管控,實現本科生、研究生培養質量雙提高。第三,由于本專業學生在本科生期間已經系統學習了煤礦開采的專業基礎知識,對這部分學生應著重加強專業實踐能力的鍛煉,在課程設置上一方面采用專題講座的形式定期邀請國內外專家圍繞采礦工程學科前沿問題進行學術交流,每個專題講座應保障足夠時間,避免出現類似學術會議走過場的形式—“老師講不清、學生聽不懂”;另一方面充分利用校內的國家重點實驗室、國家工程中心等國家級學科平臺和與國內高水平企業聯合構建的產、學、研平臺,提高專業學位研究生的實踐教學條件,全面強化專業學位研究生的實踐能力。
3.2調整優化專業學位研究生學制
按規定全日制專業學位碩士培養實行彈性學制,導師可根據學生學習情況要求在校學習時間為2年或3年,實際上普遍執行2年學制。但從現有的培養計劃看,專業學位研究生一年級主要進行課程學習,二年級第1學期忙于找工作,第2學期忙著做論文,專業學位研究生專業實踐能力很難得到充分培養,尤其是跨專業學生。結合目前專業學位研究生的教育背景,對于本專業研究生可沿用2年學制,跨專業學生沿用3年學制。
3.3加強專業導師隊伍建設
目前,專業學位研究生采用校外導師與校內導師相結合的“雙導師”制培養模式,其初衷是充分利用校內外人才資源,尤其是校外導師的實踐優勢提高專業學位研究生實踐能力,但實際實施過程中存在的一些問題可從以下幾個方面進行改進:
3.3.1建立完善的校企聯合培養機制和激勵政策
目前,礦業工程專業學位研究生校外導師的聯系、確定主要依靠校內導師牽線搭橋,雖然經學校審核后頒發聘書,但學校對校外導師缺乏行之有效的獎懲機制,換言之學校對校外導師的約束力有限。因此,通過建立完善的校企聯合培養機制,將校外導師管理納入到校企聯合管理的范疇中來,增加其工作的責任感和使命感,同時從企業層面允許校外導師臨時脫離煤礦生產管理工作,全身心地投入專業學位研究生的培養。此外,還應建立有效的激勵政策,對校外導師指導津貼、職稱評定和獎勵辦法制定相關細則,從物質方面和精神方面充分調動校外導師工作的積極性。
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教育部辦公廳關于加強普通高等學校畢業設計(論文)工作的通知:“畢業設計(論文)是實現培養目標的重要教學環節。畢業設計(論文)在培養大學生探求真理、強化社會意識、進行科學研究基本訓練、提高綜合實踐能力與素質等方面,具有不可替代的作用,是教育與生產勞動和社會實踐相結合的重要體現,是培養大學生的創新能力、實踐能力和創業精神的重要實踐環節。同時,畢業設計(論文)的質量也是衡量教學水平、學生畢業與學位資格認證的重要依據。”本科畢業論文(設計)作為一種學習、實踐、探索和創新相結合的綜合教學環節,是培養學生綜合素質和工程實踐能力、創新能力的重要載體;是對學生知識、能力和素質的全面檢驗;也是一所高校教育教學質量的直接反映。它對學生的思想品德、工作作風、工作態度和獨立工作能力具有深遠的影響。
一、煤及煤層氣工程專業本科畢業論文(設計)特點
“煤及煤層氣工程”專業是我國高等學校近年新設教學研究方向,其設置符合我國煤礦瓦斯災害治理及煤層氣開發利用對專業人才的需求。煤及煤層氣工程專業是一個要求理論基礎寬厚,偏重實踐的專業,其培養要求學生具有腳踏實地、勇于創新的能力。隨著國家能源政策尤其是煤礦整合治理的進行及煤層氣商業化的實現,對煤及煤層氣工程專業的學生需求量很大,煤及煤層氣專業學生剛讀大四已與用人單位簽約,且畢業生數量遠遠不能滿足企、事業單位的需求。煤及煤層氣工程專業本科畢業設計(論文)具有以下特點:
1.選題范圍廣。由于煤及煤層氣工程專業在本科期間開設了鉆井工程、完井工程、煤層氣排采、井下瓦斯抽采、采煤學、礦井通風與安全、煤層氣地質學、礦井地質學、瓦斯地質學等學科課程,畢業后,既可從事地面煤層氣勘探開發,又可以從事煤礦井下瓦斯災害治理,因此,煤及煤層氣學生本科畢業論文(設計)選題廣泛,涵蓋了采礦工程、安全工程、地質工程、物探工程等專業核心課程。
2.緊密聯系實際。煤及煤層氣工程屬于工科專業,絕大部分學生畢業之后將在煤礦生產企業、煤層氣勘探開發公司從事技術工作,怎么樣能夠更快、更好地適應、熟練掌握并在自己的技術崗位上能夠有所創新,本科期間的教師的教學至關重要,好的教學,能夠將理論與實踐相結合,有利于培養學生看待問題的思維方法。本科煤及煤層氣工程本科畢業設計是對其所學知識的融合,同時,也要緊密結合現場實際情況,并尋求解決問題的方法和途徑。因此,要利用畢業實習的機會,使畢業課題的選取與現場生產過程中存在的問題要緊密聯系,對于優秀的學生,要通過實習,能夠發現、解決生產中存在的問題。
3.綜合考察性強。煤及煤層氣工程專業涉及課程門類多、跨越大但又不失專業性。既要懂得井下的安全生產,又要明白地面煤層氣的勘探開發;既要能看懂機械圖紙,又要會土木實施;能測量會勘查……總而言之,為掌握煤層瓦斯的賦存、運移、產出規律,與之相關的巷道部署、設備選型、施工作業、測繪測量等等都需要具有一定的專業知識,才能將所學能所用。環環相扣、相輔相成,對綜合能力考察能力強。
二、煤及煤層氣工程本科畢業論文(設計)存在問題
1.選題存在一定的盲目及隨意性。統計分析河南理工大學2009―2013年煤及煤層氣專業畢業生去向主要有三類:第一類是考取了碩士研究生,占26.4%,第二類是在相關的煤層氣開發公司就業,從事地面煤層氣的勘探開發,占24%,第三類是從事煤礦井下瓦斯抽采及安全管理工作,占41.6%,其余占8%。絕大多數學生在畢業選題之前個人畢業去向已經確定,但在選題過程中,往往選擇難度較小的畢業課題,管理較為寬松的指導教師,甚至有少數同學認為無所謂,做什么課題都可以,并沒有與自己的以后相關工作進行關聯,具有較大的盲目性和隨意性。
2.學生實習落實考核不到位。畢業實習作為畢業論文(設計)必不可少的一環節,為畢業論文(設計)提供素材及支撐,起到了理論聯系實際的作用。但限于近些年煤炭行業整體不景氣,用人單位出于安全考慮并不愿意接收實習學生,尤其是煤礦井下,往往即使同意到礦實習,也難以實現井下學習的目的。單靠指導教師的推薦能獲取實習機會的學生人數有限;同時,少數學生在聯系實習時,害怕被拒絕,害怕和人溝通,甚至是由于惰性不愿意深入現場進行實習;學校對畢業生實習盡管采取抽查等形式,但也不能從根本上對學生的實習情況及實習效果進行考核。
3.重答辯結果輕過程管理。本科畢業答辯不僅僅是對學生論文(設計)的一個展示和體現,更是對其本科四年學習的一個總結合凝練。但答辯過程中,往往側重于對論文(設計)本身的就事論事,而弱化了論文(設計)之外的相關專業理論,對其實習、選題、開題、中期等各環節缺乏有效的考察,并且在最后的答辯過程中也難以體現。而過程往往決定了學生掌握理論知識及技能的水平,防止了少數學生在極短時間內粘貼融合成最終論文(設計)卻能取得不錯的答辯成績的弊端。
三、解決對策
1.端正態度,明確職責。(1)指導教師負責指導畢業論文(設計)的全過程,指導學生獨立完成所承擔的畢業論文或設計課題,對論文的選題方向、思想觀點、結構格式及文字質量負指導責任,并對學生的論文成果及表現做出評價。(2)指導的重點應放在基本概念和理論的正確理解和應用,綜合分析能力,測試、計算及編圖的基本技能,文字表達能力,正確的思維,優良的學風及專業外語閱讀能力等方面。(3)貫徹“因材施教”的精神,應針對每個學生的學習基礎、綜合分析和獨立工作能力等方面的差別,在確定選題、論文的內容要求、指導方案等方面區別對待。根據每個學生的情況,指定閱讀有關的中文資料及與論文有關的外文閱讀材料,供學生編寫論文參考。(4)鼓勵和保護學生的創新精神,在指導中要善于發現學生在分析研究過程中的獨創精神,加以正確引導。(5)培養學生實事求是、理論聯系實際的科學態度,告誡學生在論文中引用別人成果及觀點時應注明來源,尊重他人成果。
2.聯系實際,認真選題。畢業實習是本科生在經過三年半的通識教育課、專業基礎課、專業課、課程設計以及各種教學實習之后,在畢業論文(設計)之前,到科研院(所)、生產企業等單位進行的綜合實習,是學生綜合運用所學知識,學習科學研究或工程設計的基本方法,培養實踐動手能力、科研能力和創新能力的重要教學環節。通過畢業實習,鞏固所學理論知識,了解煤及煤層氣資源勘探、煤層氣開發領域的現狀,在實踐中檢驗學生理解和掌握書本知識的程度。但在進行畢業論文(設計)時,教師要結合學生自身素質、個人興趣、畢業實習情況、已簽約工作性質等有針對性、目的性地進行布置,使學生能夠在眾多課題可選范圍之內,選擇出具有一定挑戰性、對工作具有較強指導意義的課題進行研究并做出相關的設計或畢業論文。
3.考察效果,注重過程。畢業論文(設計)目的是培養學生運用所學的理論知識及基本技能進行綜合分析和解決實際問題的能力。具體要求是在現場(野外)調研、測試分析、收集資料的基礎上,系統整理和分析各種實際資料,編制各種圖件,分析和論證有關煤及煤層氣勘探、煤層氣開發等問題,提出個人的認識和見解。因此,在答辯過程中,問題設置不應僅僅局限于論文(設計)結果本身,更應該側重對于論文(設計)的整個過程的提問。同時,要加強教師在畢業實習、選題、開題、中期報告、論文(設計)終稿、匯報PPT等環節的考察和監督,從而提高最終的論文(設計)質量。
本科畢業論文(設計)是大學本科教育最后一個實踐環節,是大學四年學習成果的集中展現,在分析研究煤及煤層氣工程專業本科畢業論文(設計)特點的基礎上,查找其存在的不足,并提出了相應的對策,以期能夠提高煤及煤層氣本科生的畢業論文(設計)水平,相信只要端正態度、明確職責、扎實落實、細化管理、注重過程、精心指導、全面監控、科學評價,就一定可以把煤及煤層氣工程專業的本科畢業(論文)設計提高到一個新水平。
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基金項目:本文系湖南省普通高等學校教學改革研究課題(項目編號:2012-217)、南華大學高教研究課題(課題編號:2011XJG020)的研究成果。
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)05-0094-02
南華大學礦業工程學科是國防科學技術工業委員會和湖南省共建學科,具有明顯的國防和鈾特色。該學科1998年獲采礦工程碩士學位授予權;2004年獲礦業工程領域工程碩士學位授予權;2005年獲采礦工程博士學位授予權;2009年獲礦業工程一級學科博士后科研流動站;2010年獲礦業工程一級學科碩士和博士學位授予權。礦業工程學科包括礦物加工工程、礦物資源工程和資源勘探工程。南華大學礦物加工專業1959年開始招收礦物加工工程本科生,幾十年來,在教學、科研和對地方經濟服務方面做出了巨大貢獻。在核工業創業時期,國家對鈾礦行業投入了巨大的人力及資金,使鈾礦業形成了相當規模。改革開放后,核工業民,經費人員縮減,核特色地礦類專業的發展陷入困境。
進入新世紀,核電的快速發展使得鈾礦企業對核特色礦物加工專業人才的需求加大。核特色礦物加工專業的畢業生重新成為企事業單位受歡迎的人才。在時代賦予的機遇和挑戰面前,礦物加工本科人才培養課程體系等進行必要的調整和改革,成為迫切需要重視和解決的問題。
2012年,湖南省高等學校招生委員會決定將中南林業科技大學、南華大學、湖南科技大學等5所二本高校調整到本科一批錄取,這給核特色礦物加工專業的生存發展提供了新的挑戰與機遇,同時也對核特色礦物加工專業本科人才培養提出了更高要求。
一、專業建設及培養方案改革
1.跨學科交叉研究
為改善培養人才的知識結構和專業人才對前沿學科、新興學科知識的掌握與應用,礦物加工工程專業堅持以國際先進水平為目標,圍繞鈾、傳統選礦和濕法冶金進行跨學科的交叉研究,實現礦物加工過程的“高效益、低能耗、無污染”。專業研究發展形成以下幾個主要的方向。
(1)濕法冶金。包括地浸采鈾、地表堆浸采鈾和原地爆破浸出采鈾的理論及關鍵技術;鈾礦石高效破碎系統;泥巖型鈾礦制粒的粘結劑;細菌浸鈾理論及關鍵技術等。
(2)鈾水冶理論與工藝。包括鈾礦浸出液的分離純化、鈾的吸附淋洗、重鈾酸鹽的精制理論、技術及工藝;不同類型鈾礦浸出液中鈾的吸附與淋洗的機制等。
(3)鈾礦冶輻射防護與環境保護。包括鈾礦山及周邊地區放射性核素在地下水和土壤中的遷移轉化機制、放射性廢水的生物和生物-化學處理的機制和技術;鈾尾礦庫放射性污染物在淺層地下水中遷移、轉化的機制與治理技術等。
2.改革培養方案
南華大學礦物加工專業自2005年重新招生以來,分別制定了2005版、2007版、2009版、2011版人才培養方案并進行了實踐,取得了較好成績,在此基礎上又制定了2012版人才培養方案。在2012版人才培養方案中更好地體現了因材施教的思想,實現模塊化、差異化教學,促進學生的全面發展,提高人才培養質量。2012版人才培養方案中,核特色礦物加工本科人才培養課程體系在更加突出核特色的同時,兼顧了濕法冶金和傳統選礦。
南華大學正處于向教學研究型大學轉型階段,目前已進入一本招生學校行列,同時隨著學校教育規模的擴大,學生之間的個性差異、能力差異、興趣差異、城鄉差異將會明顯加大,為此,高等教育質量觀和人才觀必須作出相應變革,課程建設及課程教學也必須進行相應調整,教學改革應首先從培養方案的改革著手。
二、礦物加工課程體系改革
課程是教育的心臟,必須通過課程的教學來實現人才的培養目標。
1.課程改革的基本思路
(1)推進課程的結構化教學。將教學計劃中的課程設置為公共基礎課板塊、學科基礎課板塊、專業方向課板塊和選修課板塊,以實現課程體系的整體優化。
(2)專業課程模塊化。南華大學礦物加工工程專業學生畢業后就業方向主要有三方面:一部分學生進入核工業礦山、工廠從事鈾水冶工作;另一部分進入銅、金等金屬、非金屬礦山從事濕法冶金工作;第三部分到金屬、非金屬選礦廠從事傳統的選礦工作。因此專業課的安排也圍繞鈾水冶工藝、濕法冶金、選礦三大塊,教師應以綜合能力培養為中心開發課程,組織教學,使專業課的教學更加貼近生產實際,培養出的學生更符合用人單位的要求。
(3)加強課程的實踐性。為加強課程的實踐性,“鈾水冶工藝學”、“溶浸采鈾”、“礦物加工學”、“礦物巖石學”、“礦物加工試驗研究方法”、“分析測試技術”等大部分專業課程開設了實驗課,“鈾水冶工藝學”、“礦物加工試驗研究方法”和“選礦廠設計”三門課開設了課程設計。實驗課程內容減少驗證性實驗,增加綜合性、設計性和研究探索性實驗以培養學生實踐能力和創新精神。
2.南華大學礦物加工工程專業課程體系
近年來,我國礦物加工教育界對礦物加工工程專業的課程體系進行了許多研究和探討。南華大學礦物加工工程專業在制定教學計劃時充分考慮和借鑒了學者們的成果,并結合本校礦物加工核特色,將整個課程體系分為公共基礎課程平臺、學科基礎課程平臺和專業課程平臺如表1所示。
(1)課程體系的整體優化。
1)公共基礎課程平臺。公共基礎課程主要包括思想政治理論、外語、體育、計算機基礎、軍事理論和訓練等課程。大學四年會一直開設外語和信息技術課程,且采取分類、分層次的教學方法。一、二年級開設大學英語和計算機基礎課,高年級安排雙語教學課程、專業英語、計算機專業應用及包含外語和計算機教學內容和要求的選修課程。
公共基礎課一方面為學生學習專業奠定知識和能力基礎,另一方面為學生形成科學的世界觀、價值觀和完善人格奠定知識、情感和意志基礎。
2)學科基礎課程平臺。學科基礎課程平臺是向學生傳授從事某一學科方向所必須的基本理論、知識、技能和態度,并為學習專業課奠定基礎,為學生日后的交叉綜合研究能力的形成打下堅實的基礎,課程設置盡可能采用綜合化課程,從而拓寬學生的知識面,達到“寬口徑”的要求,同時使學生對自己以后學習、從事的專業有所了解。
南華大學礦物加工工程專業、礦物資源工程專業和礦物勘探專業三個專業合在一起成為地礦類大類,這一大類內的學生大一課程一樣,而通過大一一年學習后,學生自主選擇專業。
3)專業課程平臺。專業課程平臺強調專業的前沿信息和專業發展的前瞻性,按照拓寬專業口徑與靈活設置專業方向相結合的原則,課程設置要突出專業特色,以增強學生就業的針對性。表2列出了南華大學礦物加工工程專業基礎課程和專業課程平臺的具體課程。
選修課板塊可以拓展學生的自主學習空間、營造個性發展的環境、激發學生的創造意識,學生通過選修不同知識層面的學科,形成特殊的知識結構、拓寬視野、訓練創新思維。
4)實踐教學環節。集中性實踐教學環節包括軍訓(2周)、實習(金工實習、電工電子實習、認識實習、生產實習、畢業實習)、課程設計、學年論文、項目實訓、畢業設計(論文)、社會實踐(獨立生產實習)等。
5)第二課堂。積極開辟第二課堂,探索“研究型”課外教學模式,教師在教學實踐中,對于學有余力,而又有志于從事科學研究的學生,除了對其鼓勵和引導以外,還應積極為他們開辟第二課堂,使其利用課余時間進行探索性實驗。
為提高學生的工程實踐能力,可以讓學生直接參加教師的科研項目。學生的畢業論文選題絕大部分是結合教師科研任務進行。
三、效果與問題
1.研究與實踐的初步效果
自從南華大學重新開辦礦物加工工程專業以來,一直突出強調堅持“核”特色,努力把礦物加工工程專業建成南華大學的品牌專業,為核工業和地方經濟培養適應社會主義現代化建設以及國防工業、核工業發展需要,具有良好敬業精神、較高的道德水準和科學素養,具備從事礦物(鈾及其他金屬、非金屬)分選加工和礦產資源綜合利用的生產、設計、科學研究、開發、技術改造及生產管理能力的高級工程技術人才。通過近幾年的教學改革,本校礦物加工工程專業特色教育已經取得初步成效,主要表現在畢業生的就業率和考研率上。詳細數據見表3、表4、表5、表6。總的看來,近四年來礦物加工專業畢業生人數每年增加,讀研率每年增加,畢業生在核工業系統內就業的比例在10%~30%左右,一次就業率100%,讀研率在20%左右。
2.存在的問題
南華大學礦物加工專業一直堅持走“鈾礦冶”特色、兼顧濕法冶金和傳統選礦的辦學道路,取得了一定的成績,但是還存在一些不足之處。
(1)師資力量不足、專任教師的專業結構不太合理。目前,南華大學礦物加工工程專業有專任教師7人,5名教師本科畢業于化學專業,都是從核工業第六研究所進入南華大學,從事的研究方向也與礦業相關,例如:溶浸采鈾、細菌冶金、鈾礦浸出液的分離純化、鈾的吸附淋洗、重鈾酸鹽的精制的理論、技術及工藝、鈾礦冶輻射防護與環境保護等。他們對目前該校礦物加工方向教學的要求還不太適應。
(2)缺乏合適的核方面專業教材。關于礦物加工核方面的專業教材不多,最近兩年相關教師已編寫三本核方面教材《核工業微生物學》、《鈾水冶工藝學》和《溶浸采鈾》。
(3)教學經費不足。礦物加工工程專業是一個實踐性很強的專業,本校堅持走“鈾礦冶”特色、兼顧濕法冶金和傳統選礦,因此學生必須到鈾礦山、濕法冶金礦山、選礦廠實習,但是分配到礦物加工工程系的教學經費非常有限,制約了許多教學環節(如讓學生到一些較遠礦山實習等)的開展。
參考文獻:
[1]張晉霞,牛福生,聶軼苗,等.礦物加工工程專業創新性課程體系的構建研究[J].煤炭技術,2009,28(12):152-154.
篇7
一、有核特色環境工程教學體系的建立
隨著環境保護政策的深入,環境保護相關產業的發展基本走過了以“三廢”治理為主要特征的發展階段,正在朝著有利于改善經濟的環境品質、促進經濟增長、提高經濟檔次的方向發展,這樣就對環境專業人才應具備的知識、能力、素質提出了更高要求。
環境工程專業既堅持“統一”性又注意發展“特殊”性,突出“個性”。統一性就是在培養規格和基本要求上做到一致。特殊性就是要根據學校相關學科優勢和自身條件及畢業生服務行業、部門和區域的要求,使培養的人才在某個或某些方面具有特色或優勢,得到社會的認可。kyoto大學本科生的教學重點以有毒有害及放射性廢物管理為主。德國環境工程專業本科生的教學目標是使學生能夠從事一般性的環境技術問題,更多地強調工程教學的實踐性和應用性,并以應用型人才的培養為主。[2]國內大多數高校已經或正在使自己的環境工程教育特色化。為使南華大學環境工程專業學生能滿足國防事業、核電建設、地方經濟發展對環境工程專業人才的需求,實現“厚基礎、高素質、重實踐、強能力、寬適應”的全新的教學內容和課程體系,拓寬學生專業知識,為培養多樣化、個性化、高素質的創造性人才構建好平臺。在教學體系的制訂過程中,以市場需求為導向,以追求教學質量和教學效果為目標,以學生的能力提高為核心,多平臺設置課程,將實踐教學、實習與校內課堂教學放在同等重要的位置。設有公共基礎課平臺、學科基礎課平臺、專業課平臺、實踐教學平臺。每個平臺又分為必修和選修,開設跨專業修雙學士學位課程,對學生實行彈性管理模式,學生在一定的時間內修滿180課程學分、10分第二課堂學分即可申請學位。為了達到上述目的,根據教育部高等學校環境工程專業教學指導分委員會的意見,將所有的課程分為四大類:一是公共基礎課,重點培養學生的基本素質,尤其強調世界觀、道德、外語和計算機應用知識的學習。二是學科基礎課,在于讓學生打好基礎,開設了“大學物理”、“分析化學”和“核工業生產概論”等課程。三是專業課程,提供1~2個專業課程模塊,讓學生了解相關專業的情況,實行主修和輔修相結合的教學機制。將“水污染控制工程”與“排水工程”的相關內容結合起來教學;“環工原理與設備”、“環境微生物學”、“大氣污染控制工程”、“固體廢棄物的處置和綜合利用”、“噪聲控制工程”為主要專業課程。特別增設了“核環境學”、“放射性輻射防護”、“放射性三廢處理”、“放射性環境監測與評價”等課程,以“環境保護與可持續發展”、“環境系統工程”等課程強調持續發展理念以及環境倫理學的觀念。四是專業選修類課程,分為限制選修和任意選修。鼓勵學生跨專業跨學科選修課程,也可在大類學科范圍內任意選課,以建立合理的知識結構,擴展知識面,開設了“環境管理與法律”、“工程監理”等課程。培養計劃的模塊化操作除了落實教育部高等學校環境工程專業教學指導分委員會制訂的高等學校本科環境工程專業專業規范所要求的教學任務外,其顯著的特點是增加涉核課程,突出實踐教學,使畢業生能快速地適應國防、核工業等有關領域的工作需要。
二、培養核特色環工人才的實踐
1.整合資源,促進發展
不同層次學校學科建設的目標和建設思路有所不同,如何堅持走以內涵發展為主的道路,突出特色,優化資源配置,打破學科壁壘,增強學科間的內在聯系和相互支撐是實施資源整合、培養有核特色的環境工程人才的前提條件。核心能力是資源整合的結果,但核心能力首先不是單指一個組織所擁有的一、兩種“我有你沒有”、“我行你不行”的專長設備、專長技術,而是獲取、配置并充分運用各種資源的有效優化的整合能力。教學資源整合可分為四個方面。專業內課程資源整合:同一專業、不同研究方向的教師共享教學資源,就教學內容、教學形式等進行交流與合作,形成基于課程的教師學習與教研共同體;專業之間教學資源的整合:與輻射防護與環境工程、市政工程及安全工程專業實現教學資源的整合與共享;校內教學資源的整合:在專業課之外,與校內采礦工程、核技術及應用、市政工程等6個省級重點學科中環境相關的研究領域建立資源共享機制,拓展專業的課程內容,豐富課程學習資源;校園—社會相關資源的整合:為了營造學術氛圍,學校經常開展學術報告、咨詢、講座等活動,讓學生在這個大環境中受到潛移默化的影響,充分利用核類企業實踐教學資源。
2.改革實驗教學,培養動手能力
實驗室是“知識創新的源頭、人才培育的基地”。實驗室在提高學生的實踐能力、創新能力以及實施素質教育的過程中發揮著不可替代的作用。學校一直高度重視實驗室建設,以培養學生的實踐能力、創新能力和社會競爭力,體現專業特色為基礎,構建了校園微型專業環境,進行專業之間的橫向拓展,實現專業之間的教學資源、校內教學資源整合;市政與環境實驗室、基礎化學實驗室、放射性輻射防護實驗室和環境監測實驗室對學生全面開放;作為部省級重點實驗室的節能與環境實驗室和氡實驗室向學生的科研、畢業論文開放,不僅使實驗室的功能得到了拓展,而且使儀器設備的功能得到了開發和利用。
在實驗內容和形式上,增加設計性實驗、綜合性實驗、創新性實驗和探索實驗,減少單純驗證性實驗。部分實驗,學生在獨立查閱文獻的基礎上自己設計方案,采用“三開放”形式,實驗時間、實驗地點和實驗方式開放,以此培養學生的初步工程意識和提高學生的工程實踐能力。
3.強化實踐,培養工程能力
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能力結構、基本要求及特點一個大學生除了具備豐富的知識、良好的素質,還必須具備基本的工程師能力。工程師能力包括理性思辨能力、協同能力、業務能力,其中協同能力包括語言能力(包括外語能力)、組織管理能力、經營管理能力、國際合作能力、應變生存能力等;業務能力包括觀察分析能力、獲取知識能力、科學實驗能力、工程設計能力、計算機能力等。而協同能力的核心是意志力,業務能力的核心是創造力,因此最為關鍵的是一個人的意志力、創造力。對石油工程本科專業合格人才的能力要求,我們強調的是相對意義上的多層次、多規格培養目標[4]。即對于普通大學生而言,應至少具備一定的獲取知識的能力、工程設計能力、語言能力和計算機能力,因為這是對一個合格的石油工程專業學生的基本要求;對優等生而言,應在具備比較全面的基本能力的同時,有所側重。有些側重研究能力,有些側重語言能力和經濟管理能力,有些側重工程設計和生產管理能力,有些側重計算機應用能力等。學生的奮斗目標是有層次、有差異的,應該給學生一個發展的空間,以利于培養學生的志趣,挖掘學生的潛力,鼓勵優秀人才脫穎而出。總之,我們認為培養相對意義上多層次、多規格復合型或拓寬型石油工程專業人才,是石油工業發展和石油高等教育發展的內在要求;立足內復合或內拓寬型石油工程專業人才培養的實踐,著眼于外復合或外拓寬型石油工程人才培養的探索,是我們人才培養規格的定位;全面因材施教是我們強化教育的手段;全目標培養、有限目標發展,還學生一個發展空間是我們的指導思想;立足素質、能力的培養是我們必須堅決貫徹執行的教育思想。
三、石油工程專業人才培養計劃的鮮明特色
人才培養計劃是學院保證教學質量和人才培養規格的重要文件,是組織教學過程、安排教學任務、確定教學編制的基本依據,是實現學院人才培養目標和基本規格要求的總體設計藍圖和實施計劃。隴東學院能源工程學院制定修改人才培養計劃的鮮明特色主要體現在:
1.樹立“學以致用”的應用型人才培養理念
構建實踐教學新體系。應用型人才培養的總體特征就是在知識、能力、素質結構上體現較扎實的理論基礎和一定的專業知識面,實踐能力強,綜合素質高,并有較強的創新意識和科技運用、推廣與轉換能力。作為轉型發展中的地方性高校,我們的人才培養目標既不趨同于重點工科學校偏重于研究型的人才培養定位,也不模仿高職院校單純技能型的人才培養模式,我們的定位是為油氣田生產一線培養“應用型、能力強、素質高、多樣化”的復合性技能型技術人才,既有一定的知識理論素養,又有很強的實踐動手能力,充分發揮實踐性教學在人才培養上的關鍵性作用。體現在教學體系設計上,就是采取多層次系列訓練方案,形成由單一到綜合、由相對獨立到學科(專業)融合的實踐教學體系,強調培養學生的實踐能力和創新能力,真正體現人才培養模式的應用性特色。概而言之,即構建了由課程實驗教學、專業實習教學、模擬訓練教學和生產實踐教學四大模塊組成的,既與理論教學體系有機結合又相對獨立的實踐教學體系,達到掌握基本技能和方法、訓練工科設計能力和工科實踐能力、培養創新思維的教育目的。
2.把實踐能力強作為人才培養的亮點
我國專業石油院校大多遠離石油一線,油企因安全等原因不便接收學生實習,加之學校實驗實訓設施的匱乏與陳舊,造成學生對石油井場布局,鉆機、抽油機、修井機、固井機的主要部件,管匯安裝,井控設備等缺乏足夠認識,因此,我們必須在校內通過演示性實驗、驗證性實驗、綜合性實驗等方式加強石油工程能力的訓練,強化石油工程意識,比如,通過模擬實訓平臺建設,強化情景訓練;針對采油工程和鉆井工程核心專業課,分別設置了鉆井工程實訓與設計和采油工程實訓與設計課程。另外還專門設置了石油工程綜合課程設計、生產實習、畢業設計等。實踐環節相對較多、時間安排跨度較大,從而有力地促進了學生實踐能力的增強。
3.依托實驗條件,開設特色課程
為了加強學生自主能力的培養,增強鉆井和采油方向學生動手能力,我院獨立設置了定向井鉆具配套與設計、多分支水平井鉆井完井技術、采油修井管柱配套與設計、酸化壓裂實訓與設計、鉆井工程實訓與設計等特色課程,包括鉆井工具、管柱配套、司鉆操作、采油工具和抽油機工作原理實訓,以加強學生的實際動手操作能力,引導學生自主設計實驗,突出學生創新思維和創造能力的培養;為了更多地適應油田的發展情況,我院還增設了固井工程實訓,修井工程實訓,酸化壓裂設計與實訓課程。
4.以就業為導向,注重“一專多證”人才培養模式的探索
按照“一專多證”開設多種形式的技能培養選修課程。從事油田鉆采工作有沒有相應的職業資格證書,是衡量就業競爭力強弱的一個重要籌碼。根據專業特點,我們在人才培養計劃中專門為學生考取鉆井證、采油證、施工證、修井證、安全證等職業資格證書開辟了一個學業課程選修模塊,引導鼓勵學生以考證、制作設計代替畢業論文,著力提高學生適應社會的能力。
5.科學設置了人才培養計劃中各教學環節和課程體系
體現了整體優化原則。正確處理好理論教學與實踐教學、課內教學與課外指導之間的關系,對于形成融會貫通、緊密結合、有機聯系的課程體系,促進大學生人文素質、科學素質的提高,增強實踐能力、創新能力的培養有著十分重要的意義。
四、石油工程專業人才培養計劃實施的保障措施
1.教師是應用型人才培養計劃實施的主導者
教師培養堅持“兩條線”,一是向上走,鼓勵年輕教師攻讀博士學位,提高教學水平。二是向下走,到油田一線去,豐富教師的實踐經歷,每3年安排專任教師進企業鍛煉半年;引進有高等工程教育教學經歷的“雙師型”教師,重點建設“雙師型”師資;同時,建立“專兼結合”的師資隊伍,從企業聘技術人員作兼職教師,或直接授課,或指導課題,或作技術交流;對在某方面確有專長的高技能人才,在政策上給予傾斜,不拘一格引進人才。遵循工科教育教學規律,引導促進教師在教學理念和教學方法的轉變過程中體現貫徹應用型辦學定位是我院教學工作的重中之重。兩年多來,我院共引進石油工程、采礦工程、安全工程三個專業十八名教師,他們大多都是從學校到學校、從學生到老師,既缺乏一線實踐工作經歷,又沒有系統接受過師范技能的培訓,教學盲點很多,一方面需要接受有關教師教學技能的培訓,另一方面又要按照“應用型”的要求凸顯工科教學目標中的實踐能力和動手能力強的特點,因此,對于應用型教師的培養,我們的思路和做法是:在去油田企業和煤炭企業一線鍛煉中豐富實踐閱歷,增強課堂教學的情景性體驗;在考試命題的改革中促進課堂教學由單純理解式、記憶式向分析應用式轉變;在課題項目的參與攻關中增強知識綜合運用能力。從2013年開始,計劃每年派出2-3名教師,利用2個月時間到油田現場實地掌握學習鉆井、修井、測井等技術,了解一線的生產工作情況,感受企業文化,爭取在3年時間讓大部分教師都有這樣的實踐閱歷,不斷增強工科教師對知識的應用能力,這是應用型人才培養的隊伍保障。
2.改革完善考試方式,延伸學習空間,提升學習自覺性
在所有的教學環節中,考試是提高課堂教學質量的關鍵一環,特別是命題質量。一封試卷,向上推可以反映出教師的教學水平和教學方法,向下看可以分析教學效果的好壞,橫向看可以判斷出是否對應用型人才培養定位提供了有效支撐。工科學科的特殊性就在于知識原理在物理學意義上是否得到了實現,是否變為實踐的動力,考試的出發點和落腳點也正在于此。我們的基本做法是:根據學科性質的不同,教師命題應力戒單純記憶性題型,增加材料應用、工程案例分析、情景判斷、計算、識圖填圖、設計制作等能反映學生實踐能力和綜合分析能力的題型,這種改變進而倒逼教師教學方法的轉變,在這個前提下,我們再通過不斷地聽評課來引導教師按照應用型的教學理念逐步探索個性化的教學方法。為了培養學生的動手實踐能力,實現應用型人才培養目標,我們還不斷地延伸了學生自主學習的空間,包括:通過開發一些實訓設計課程向實驗室延伸;通過布置作業題、討論題、書目閱讀向圖書館延伸;通過制圖、3D設計制作等向機房延伸;通過集體輔導、問題答疑向自修室延伸;通過碩博論壇、專業講座向學術廳延伸。
3.把教師的課堂授課與實驗教學結合起來
為了提高教師知識應用的能力,我們要求每位教師不但要精講授課內容,不斷提高課堂教學的質量,同時,還要承擔本門課程中所包含的實驗課,從教學設計一開始,就把課堂授課與實驗教學同時準備,一并計劃,做到邊進行知識傳授,邊引導學生進行知識應用,這樣既提高了教師的綜合能力,又使教學內容達到了理論與實踐的完整統一,徹底改變了過去工科教學中課程主講老師與實驗老師分離的現象。
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現代教學理念提倡,知識的生成不是單純個人的事件,而是通過彼此之間心靈的交互作用建構的,人是在社會文化情境中接受其影響,通過與他人的交互作用來建構自己的見解與知識,這種社會建構主義兼容了“反映”與“建構”兩種機制。研究型教學是一種以現代教育教學理論為基礎,以教學和研究相結合為基本原則,以提高學生綜合素質和自主創新學習能力為宗旨,以培養學生的問題意識、探究意識、創新精神和實踐能力為重點的教學活動過程。研究型教學中“教”的特點是:教師注重對學生的開放指導、過程教學和合作參與;“學”的特點是:學生的學習具有自主性、可選性和復合性。研究型教學與“社會建構主義”為核心的現代教學理念具有高度的契合性,是現代教學理念的集中體現。首先,二者的價值取向完全相同,都強調學生自我思考、探究和發現事物,而不是消極地“接受”知識,鼓勵學生自主學習和個性發展,以培養學生的創新精神和實踐能力為目的,表現出多元化價值取向。其次,二者強調的教學主客體關系也完全一致,都提倡應突出學生在整個教學活動中的主體地位,強化教師在學生學習活動中的指導作用,師生共同參與,以問題為中心通過探索、討論等教學方法實施教和學的過程。“教材對教育理念的滲透發揮著重要作用,它已成為促進或阻礙教學模式轉變的活躍而關鍵的要素”。研究型教學理念下的教材是基于全新的教學理念,求得學生人格健全發展的社會建構主義教材,它聚焦了社會文化和智慧的發展,為學生的智力發展、學術發展和終身學習奠基,它會讓更多的學生因為它的存在而愛上這門學科,走向最寬廣的科學研究的路。無疑,研究型教學理念的融入是高校教材建設創新的必然路徑選擇。
三、基于研究型教學理念的高校教材建設探索
《教育部關于“十二五”普通高等教育本科教材建設的若干意見》(教高[2011]5號)中關于教材建設的方針和目標中里提到:“教材建設要錘煉精品,改革創新。鼓勵編寫及時反映人才培養模式和教學改革最新趨勢的教材。”近年來,北京科技大學本科教學改革的導向,逐步從傳統教學模式轉變為對研究型教學模式的引導和激勵。2007年,張欣欣校長在全校本科教學工作會議上做了“研究和探索研究型教學模式,培養創新人才”的主題發言,正式拉開了研究型教學改革的序幕。近幾年,學校大力提倡和推進教師開展研究型教學,目前共立項建設147門研究型教學示范課,涵蓋全校13個學院的主干學科、基礎學科、優勢學科和前沿學科,形成了開展教學方法改革的良好氛圍。“教材是反映教學內容和課程體系的重要標志,教學內容和課程體系改革的最終成果必須落實到教材的編寫上。創造性人才培養要求教材與教育教學改革同步”。基于此,學校對于精品教材建設的導向,更加注重將研究型教學課程改革與基于研究型教學理念的教材建設相結合,鼓勵編寫研究型教材。在研究型教學改革醞釀之初,許多教師主動把研究型教材的建設也列入課程建設規劃。
(一)樹立“教師即教材”的教學理念
北京科技大學首屆國家級教學名師獎獲得者余永寧教授,從教半個世紀以來從未間斷本科教學改革,從20世紀60年代的“現場教學”、70年代的“結合課題教學”到新世紀開展“研究型教學”改革,都凝聚了他與時俱進的大學教學理念,余教授提倡將教學理念融入到教材建設中。余永寧教授所在的材料學國家級教學團隊牢固樹立“教師即教材”的理念,該團隊包括了3名國家、北京市教學名師,多名材料學專業資深教授,共同打造了系列研究型教材,“十二五”期間,共有5部教材獲得北京市精品教材和國家“十二五”規劃教材。余教授在講授材料專業基礎課程———金屬學原理時,結合時代對學生的要求,注重把數理化、力學及材料學等多方面的知識融入教學和教材編寫中,源于他本人精深的科學研究和凝練、精湛的教學技藝,編寫出國家重點教材《金屬學原理》。近幾年,古稀之年的余教授結合研究型教學最新理念,追蹤科學研究的最新進展和國家對創新型人才的要求,以注重全面培養學生綜合能力為宗旨修訂再版了《金屬學原理》,該教材被同行專家譽為“我國迄今為止內容最豐富、系統和深入的金屬學原理教材”。近年來,隨著材料研究與應用領域的交叉滲透加劇,材料功能也由單一化向多元化發展;另外,雖然根據無機非種類的不同和性能要求的不同,各種無機非的生產方法有較大差異,但從整個無機非的生產過程來講,其制備過程又有著很多共性。近年來,同樣由余教授領銜主編的《材料科學基礎》融入研究型教學理念進行修訂再版,教材注重材料科學與工程專業寬口徑培養的特點,編寫內容涵蓋金屬、無機非金屬及高分子材料等,同時兼顧結構材料與功能材料,結合學科前沿最新進展,從基礎層面上對各類材料進行綜合與融合。北京科技大學材料學院周張健教授主編《無機非金屬材料工藝學》教材打破傳統的課程體系界限,突出無機非共性的工藝技術和原理,加強學生的基礎知識,并向“寬”和“深”兩個維度發展,使學生全面系統地掌握無機非的工藝原理和過程的共性與個性問題,理解工藝因素對無機非產品性能與結構的影響,并能從技術與經濟的角度分析各類無機非金屬材料生產中出現的問題,提出改進生產的方案。可見,高校教師不只是教材的執行和傳遞者,更是教材的開發者、建設者,教師摒棄了“以教材為本”和“教教材”的舊觀念,確立“以人為本”和“用教材教”的新理念,通過創造性地建設教材,培養智能型和復合型人才。
(二)提倡“教材”變“學材”的思路
教育哲學家阿弗烈•諾夫•懷特海(AlfredNorthwhitehead)認為,教育是一種充滿生機、富有朝氣和活力的節奏性躍動,這是一個發現的過程,一個逐漸習慣于奇特想法的過程,想出問題并尋找答案的過程,設計新體驗的過程,注意新的探險活動會引起什么結果的過程[8]。隨著新時期知識更新速度的加快和知識面的迅速拓寬,高校教材的任務不再僅僅是給學生多少知識,更為重要的是教會學生解決問題的方法。《教育部關于“十二五”普通高等教育本科教材建設的若干意見》(教高[2011]5號)里明確要求:“要注重教材內容在傳授知識的同時,傳授獲取知識和創造知識的方法”,因而,研究型教學理念下的教材必須樹立將“教材”轉變為“學材”的思路。北京科技大學具有濃厚行業特色的實習教材也探索融入研究型教學理念,以《熱能與動力工程專業實習教程》為例,該教材編寫內容取材于具有世界一流的先進生產技術、生產流程以及最先進管理經驗的代表性集團公司,基于研究型教學理念,教材引入了學生自主學習的模式。在實習前,引導學生利用該教程進行預習,教材中有意識地設置問題情境,并讓學生試著提出問題,回答教材中提出的問題,帶著預習時思考的問題與猜想進入現場實習,使學生運用自身擁有的最基本的知識、經驗、技術去提出問題和解決問題;學生進入企業實習現場,通過切身的實踐實習,感受并與現場人員的交流,在他們面前展示事物不同的側面,讓學生利用已有的知識儲備和聯想能力去探究、尋找各種可能的答案,深入思考并驗證猜想;離開實習現場后,學生利用教程進行復習、總結,提升實習效果。教材在編寫中融入培養學生正確的思考方法、學習方法和應用知識解決問題的方法和緊跟時代、不斷獲取本學科新知識的能力,適應了新時期社會對創造性人才的需要。為培養學生探究能力和發散型思維能力,教材精心制作了配套的光盤,充分利用多媒體技術優勢,對現場難以看到的場景進行動畫演示,并對實習內容(如不同工藝流程)進行對比分析,加深學生的理解與體會;本教材還具有彈性學習、分流培養、寬口徑、重實踐的教學特點,很好地解決了高等學校實習存在的問題,這在當前工科院校工程類實習教程中邁出了重要一步,符合當前卓越工程師建設工程對學生提出的新要求,受到同行好評,被評為北京市精品教材,并入選第二批“十二五”普通高等教育本科國家級規劃教材。
(三)體現知識的“生成性”邏輯
研究型教學理念下的教材更能體現出知識的“生成性”邏輯。我校北京市教學名師楊炳儒教授結合自己多年的教學經驗,帶領教材編寫團隊與國內多所高校的一線教師進行充分討論,創造性地提出國內頗具特色的認知結構教學論(簡稱KM教學論),在開展離散數學課程研究型教學的探索與實踐中,將研究型教學的基本內涵與KM教學法相結合編寫出《離散數學》。教材體現了“知識邏輯結構核心論”的教學思想、“雙圖融合”的教學機制、“教學回路”的教學模式、“立體塔式結構”的教學內容、“三段論式”的教學方法,突破了傳統的將離散數學視為“拼盤結構”的理念,吸納結構主義理論,形成“結構關聯”的新理念;在該教材中,數理邏輯和集合論作為兩塊基石,其上的代數結構、序結構、拓撲結構和混合結構生長出許多數學分支,同時各分支間交叉融合形成了龐大的離散數學乃至全部數學的理論體系;教材演繹鋪展的路徑如下:全書概述—篇引論(樹形類化圖)—章粗概圖—章應用概圖—按節展開(核心知識點、嵌入思維形式注記圖、每節小結)—章習題類化(常見題典型解析)—章知識邏輯結構圖—擴展閱讀—習題—篇知識邏輯結構圖。該教材在模式與體例上與學生的認知規律完全吻合,具有很強的啟發性,獲得2013年度北京市精品教材稱號,入選第二批“十二五”普通高等教育本科國家級規劃教材。
(四)展現“集體學習的文化”
受傳統教學理念的影響,一些高校教材傾向于預設凝固的知識、教學內容和整齊劃一的標準答案。教育家約翰•杜威(DeweyJohn)犀利地指出:“他們慣用‘非此即彼’的公式來闡述他們的信念,認為在兩個極端之間沒有種種調和的可能性。當他們被迫承認極端的主張行不通的時候,他們仍然認為他們的理論完全正確……”事實上,盡管在學習中外部信息有共同的來源,但由于每個人的經驗、基礎、已有認知結構的差異(以及內部自治信息的差異),加工的方式和結果也就不盡相同,知識具有一定的個體性和主觀性。為了解決這個問題,研究型教學理念下的高校課堂教學不再被預先設計、安排、框定與規制,教材內容也不再是不可辯駁的權威,教材編寫者的職責與使命不再是將所謂的“正確性”知識有序、工業化地“組裝”在一起,作為一種僵化、恒久不變的學習材料傳遞與灌輸給學生。北京科技大學北京市教學名師張群教授主編的“十一五”國家級精品教材、“十二五”首批國家級規劃教材《生產與運作管理》(第3版),強化生產與運作戰略,教材中系統呈現了現代生產運作管理新概念和新方法,分析和討論了各類典型生產運作管理系統的計劃與最優控制問題,為深入研究新型生產運作管理系統提供新的思想和理論分析工具。該教材參閱了國外大量相關文獻資料,注重呈現國外關于生產與運營管理研究的各種理論思想和學術觀點,也充分展示中國傳統文化中的管理思想。結合作者的生產管理實踐體會,列舉了許多典型的案例并進行了詳盡的分析與研究。教材綜合反映不同的學術見解,學生能從中接納和批判多元見解,還能夠接觸到知識的不同側面,思維。教材注重將相同的知識以不相同的方式呈現,不僅發揮了從信息的檢索分析導向新知的“創造”功能,還具有從不同的目的與視角對知識進行靈活處置的“支撐”功能。該教材從第一版開始已經印刷20次、累計印刷10萬余冊,目前被國內許多知名高校采用,教材所具有的相互切磋的“集體學習的文化”是它之所以一版再版、歷久彌新的重要原因。
(五)前瞻學科前沿知識
研究型教學理念下的高校教材編寫不僅要注重前瞻新興學科知識,緊跟科學技術的發展前沿,避免新學科不斷出現、教材建設相對滯后的現象,還要以敏銳的目光關注全球學術前沿動態,時刻注意高校教材內容的先進性。北京科技大學作為國家批準的首批物聯網專業和教育部特色專業建設的辦學單位,在教材建設上,課程教學團隊在全國范圍內率先進行了積極的探索。物聯網特色專業負責人王志良教授緊跟時展的步伐,及時將最新最快的知識反映在教材里,領銜主編了《物聯網工程概論》教材,全面介紹了物聯網相關的標簽技術、傳感器技術、無線傳感器網絡技術、智能技術以及時下熱門的云計算技術,完成了物聯網節點在信息獲取和數據傳輸上的基礎構建,為物聯網信息的海量存儲和處理以及智能的服務模式提供了解決方案,同時系統地分析了有別于普通網絡安全的基于物聯網安全的身份識別技術、密鑰管理技術等,具有很強的前瞻性。本教材還系統地闡述了物聯網研究的理論基礎:控制論、信息論、人工情感與人工心理理論以及CPS理論,探討了物聯網的異構性和學科交叉特點,提出了新的科學問題。通過四屆學生的教學實踐,受到同行和學生的一致好評,同時被全國近百所高校物聯網工程及其相關專業選為教材或教學參考書,已經進行了4次印刷,受到使用院校歡迎和業內專家的好評。適合創造性人才培養的教材應根據科技進步和社會發展的最新成果不斷地充實和更新教學內容”。我校“十一五”“十二五”首批國家級規劃教材《地質學》(第四版),作者精心編寫了地質學基礎知識、礦床學、水文地質學、礦產勘查學和礦山地質學,對各學科相關的基本概念、基礎理論和研究方法等進行了系統的闡述;再版時(目前正編寫第五版)教材特別注重對近年來地質學,特別是礦產資源勘查領域的進展進行更新和補充。與此同步,編寫團隊還制作了融合多年來從事科研工作的成果和經驗的內容新穎、手段先進的電子課件,包含了大量的野外露頭、手標本、顯微鏡下圖片和地質模型動畫,在實際教學中已起到了很好的效果。教材不僅得到采礦工程、礦物資源工程等相關專業本科生的青睞,地質、礦業類專業研究生也受益匪淺,更成為已經畢業從事礦業工作的在職人員隨時指點迷津的“寶典”。一部好的教材,其中的內容總能緊跟社會發展步伐,不斷給予讀者啟示,也許當年閱讀這部教材的學生已經成長為業界的精英,但其中的內容依然可以幫助他站在時代前沿,這也是《地質學》這部教材從第一版問世至今20多年依然帶給讀者巨大影響的關鍵。
四、結語
由于學校扎實推進研究型教材建設,“十二五”期間,由我校教師主編的教材獲得“北京市精品教材”共21部,入選率較之同類高校高30多百分點;2014年,在第二批“十二五”普通高等教育本科國家級規劃教材的評選中,我校入選率為80%,高出全國平均入選率(39%)40多百分點;由于一大批教師參與研究型教學課程改革和研究型教材建設,給我校本科教學工作注入了生機和活力,教學效果明顯改善,學生的綜合素質和創新能力明顯提高,特別是在以下兩個方面:
(一)學生提出問題、分析問題、解決問題
的意識有所加強由于一批研究型教材植入了教師開展研究型教學的新設計思路,體現了有利于學生進行研究性學習的新知識脈絡,營造了各種有利于激發學生渴望探求知識的環境,許多學生反映,他們結合對教材知識點的思考后在教師的啟發下提高了解決問題的能力。近三年,一些體現學生自己分析和解決問題的創新成果顯著增加,例如軟件設計、網站開發、專利設計、制作實物模型等許多項目獲獎年增長率為20%左右。