工程学论文范文
时间:2023-03-29 00:44:37
导语:如何才能写好一篇工程学论文,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。
篇1
通过实际经验,我们意识到,绝大多数的人不知道怎样正确使用削皮刀,这种错误使用的结果就是无尽的麻烦和不必要的伤害,其原因可以归结为设计不当和手持姿势不对。
本文就是想通过描述使用者使用削皮刀的整个过程来概述手握工具的设计准则问题。我们首先要做的就是“监视”削皮的过程,它能帮助我们认识到削皮过程中碰到的问题,并通过“设计”解决它。由于削皮刀的使用者是不受限制的,有男人、女人、小孩、老人,甚至左撇子等,所以本文要通过“普遍性”的思想来改善设计,从而达到完美设计。
我们可以用完整记录使用过程的方法找到真正的问题,并且在以后的设计中改进。本文的目的在于:
1.研究使用削皮刀的过程
2.使用削皮刀过程中的实质性问题
3.再设计
一、削皮过程研究
1.“使用者―工具―工作”的关系
此图是对消费者使用产品的图文说明。运用直观的图形形式帮助理解“消费者产品设计”的问题,帮助理解反馈控制系统的理论。
2.削皮刀使用目的
使用者使用削皮刀的目的也是我们设计的最终目的,这正是我们在设计过程中需要考虑的因素。人们使用手动工具的目的是:减少时间、力气、错误,增加性能、安全性、乐趣、满意度。
3.普遍的设计
普遍设计的原则:公平使用、使用过程中的适应性、简单和知觉性的使用方法、显而易见的信息、容忍性的误差、物理性适应度、动手处理使用过程中的范围和空间、整体设计。
为了找到使用者在使用削皮刀过程中碰到的实际问题,我们研究“使用全过程”的方法来找“使用者―工具―工作”之间的联系,来找使用者对削皮刀的真正需要。同时,通过普遍设计的原则来达到完美设计的标准。
二、做削皮实验进行研究
这个试验采用对使用者使用削皮刀整体过程的观察,用相机记录下被测者的行为和客观感受进行研究。
1.削皮刀分析
我们来分析目前市场上普遍流行的两种削皮刀,如下:
削皮刀包括四个部分:
a.刀片:作用是削掉水果和蔬菜的外皮
b.钻孔处:掏孔的作用
c.把手:手握的地方
d.挂孔:便于挂在钩子上
2.试验
我们选了10个人进行了这个使用削皮刀全过程的试验。
(1)受测者基本尺寸测量结果
量测项目
平均值
标准差
身高cm
177.6
4.2
体重kg
77.8
5.6
掌长cm
18.6
0.5
掌心长cm
10.4
0.5
虎口长cm
17.2
1.5
掌宽cm
9.6
0.5
肘指尖长cm
44.6
1.8
(2)使用全过程
我们使用了两种不同的削皮刀和三种不同的水果蔬菜,并且记录下了整个的试验过程,很清楚地了解到使用者在削皮过程中的想法。
经过分析那些数据,把使用两种削皮刀的情况根据工作效率和实际操作进行了分类。工作效率的那一类主要集中在使用者的手握技巧上,他们中的绝大多数都使用同样的方式,唯一不同的就是各自在技巧上的差别。实际操作的那一类目的在于区分那些使用者怎样手握和实际操作的方式。使用者会问一些使用方面的问题,因此通过这个试验,我们就可以把那些不同的方面分类总结并改进设计。
三、削皮试验结果
1.发现问题
通过使用削皮刀的过程分析,发现削皮的过程中,需要扩展的问题包括掌握把手的尺寸,舒适的角度,削皮的安全度,以下是我们提出的问题:
l操作的正确性
我们观察到即使用同一个削皮刀,每个人的把握和操作也是不同的。错误的把握会影响工作完成的效率,使用者会感到疲劳或者受到伤害。
l当把握削皮刀时手腕的角度
把握的正常的方式是:一只手握着把手,另一只手需要按着水果。所以在操作的过程中,从手腕处会产生一个角度。但是如果不正确的方式继续延伸,那么也许会扩展范围或者手腕的位置,导致使用者受到伤害。
使用者用一只手握住把手,这时产生一种力量,相同的压力会作用在手腕的肌肉上。另外,如果手的姿势不正确,就会产生酸痛感。
2解决问题
在整体调查中,可以把问题分成认知和操作。在把握的方式上,主要是使用者过去的经历和认知。另一些问题也许是不好的设计,为了改善这一点,我们可以从两个方向设计。一个是告诉使用者怎样把握,另一个是改进削皮刀,包括材料、把手、刀片、角度、安全感。
l削皮刀的设计应该使使用者只是从表面上正确把握。结构应该很简单,以便加工制作起来比较容易。
l削皮刀的把手应该沿着我们所把握的槽,因为人的手不是由直线构成的。
l大拇指必须放在一个点上,以便产生压力,证实使用者的想法。
l人们所合适的把握的长度
3.设计要点:
lA部分是大拇指所在的点,扩大控制的角度
lB部分是把手的槽,设计的目的是提供正确的把握方式和好控制
l全部的设计
1单一的结构容易加工2两侧没有沟槽,就不会积累污垢
3设计成曲线,是为了增加美感4为使用者设计合适的把手尺寸
四、手握式工具的分析
为了便于研究,我们首先要分析一下手的肌肉分布情况和一般手握式工具所存在和要解决的问题:
1.手部肌肉的名称及位置
A:拇指指压处肌肉B:拇指与食指之间虎口处(骨间肌)
C:食指外侧边缘肌肉D:拇指与无名指与手掌间肌肉
E:小指外侧边缘肌肉F:手掌外侧边缘肌肉
G:掌心部位H:鱼际I:腕部
2.手握式工具设计原则:
为了保证实用效率和健康,工具必须满足以下基本要求:有效地实现预定的功能;与操作者身体成适当比例。使操作者发挥最大效率;按照作业者的力度和作业能力来设计;适当考虑性别,训练程度和身体素质上的差异;工具要求的作业姿势不能引起疲劳。
设计手握式工具时,应遵循以下人机工程学原则。
1.避免静态肌肉复合
当使用工具时,臂部必须上举或长时间抓握,会使肩,臂及手部肌肉处于静态施力,导致疲劳,降低作业效率。
2.保持手腕处于顺直状态
手腕顺直操作时,腕处于正中的放松状态,但当手腕处于掌屈,背屈,尺偏等别扭的状态时,就会产生腕部酸痛,握力减小。
3.避免掌部组织受过大压力
操作手握式工具时,有时常要用手施相当大的力。如果工具设计不当,会在掌和手指处造成很大的压力,妨碍血液在尺动脉的循环,引起局部缺血,导致麻木,刺痛感等。好的把手设计应该具有较大的接触面,使压力能分布于较大的手掌面积上,减少压力;或者使压力作用于不太敏感的区域,如拇指与食指之间的虎口位。有时,把手上有指槽,但如果没有特殊作用,最好不留指槽,因为人体尺寸不同,不合适的指槽可能造成某些操作者手指局部的应力集中。
另外,从不同性别来看,男女使用工具的能力也有很大的差异。女性约占人群的48%,其平均手长约比男性短20mm,握力值只有男性的2/3。所以,设计工具时,必须充分考虑这一点。
五、讨论
通过观察使用者的削皮过程,我们发现,大多数使用者对于操作有不同的看法。所以,设计的主要焦点在于定向性操作。实验结果表明,一个再设计的削皮刀能提供给使用者正确的预言。虽然效率没有明显提高,然而这也许是由于我们对于实验中削皮刀的尺寸的欠缺。接下来我们应该做的是需要完善削皮刀的尺寸,这样是为了更好的提高效率。
六、结论
篇2
我国的水污染问题普遍存在,如何保障饮用水水质合格和污水达标排放是人们共同关注的问题水处理技术需要广泛应用和发展进步,目前我国的水处理技术已经比较成熟,在各个行业的水污染控制中发挥着重要的作用水污染控制工程涉及解决水污染问题的关键技术手段课程内容针对性强,应用性强,不仅是对水处理理论方法的总结,更是对水处理工程实践的有效指导。
2传统教学模式存在的问题
在传统教学模式下,水污染控制工程部分的课程教学主要着重于介绍水处理的各种技术方法和工艺,学生的感觉就是在学习知识然而,经过课程学习后,学生存在的疑惑是不知道在哪些工作岗位上能够使用这些技术,也不知道今后如何为就业方向做准备也就是说,传统的教学模式并不能发挥课程的实践作用,所以,针对性的教学改革是有必要开展的。
3将“岗位指向教学法”引入教学过程
环境工程学是一门具有很强应用性的课程,课程内容中涉及很多可能的就业岗位方向岗位指向教学法,即在教学过程中将相关的理论、方法、工艺与实际生产实践中的工作岗位紧密地联系在一起,使学生能够直观地体会课程学习对今后相关工作的起到的作用,从而实现更好的教学效果,同时调动学生的学习兴趣和积极性水污染控制工程部分的课程教学中,岗位指向教学法的应用点比较多在介绍水质标准时,可以将我国现行的各项水质标准进行比较,使学生了解到环境科学专业的学生可以考虑在各个地区的环保部门从事水环境管理工作,依据的规范就是各个行业相关的水质标准在格栅、沉砂池、沉淀池、污水泵站等污水处理构筑物的教学过程中,指出这些构筑物的位置关系及污水处理厂的厂址选择原则,使学生对污水处理过程有直观的认识,了解到污水处理设计可以在各个市政设计院或有设计资质的环保公司开展,也就是说,环境科学专业的学生可以将污水处理厂水泵站、市政设计院和环保公司作为就业岗位,在大学期间为某个岗位方向做准备,积累经验在沉淀理论的教学过程中,通过沉淀规律和理想沉淀池分析,鼓励有兴趣的学生钻研专业理论知识,为将来在研发部门研制更高效的水处理沉淀池打基础在混凝净水的教学过程中,分析各种无机盐类混凝剂和有机高分子类混凝剂的优缺点,引导学生选择和判断混凝剂的适用条件及在实际水处理中存在的不足,指出研制新型高效混凝剂的必要性和现实意义,鼓励有读研志向的学生积极准备报考水处理相关专业研究生,将来为我国的净水事业贡献力量在吸附和膜分离技术的教学过程中,指出目前市售的瓶装饮用水主要是通过活性炭吸附和反渗透膜过滤进行的处理,也就是说,瓶装水和各种饮料的生产主要是水处理的过程,环境科学专业的学生可以考虑将这些制水企业也作为就业的目标在活性污泥法和生物膜法净水工艺的教学过程中,指出哪些工艺适用于大型污水处理厂哪些工艺适用于工业废水处理生产单位的生产废水必须进行污水处理,达标才允许排放,否则将缴纳排污费或被勒令停产整顿污水处理工艺的设计和运行管理对于大部分生产单位都有重要的意义,很多企业都设置有环保部门,所以,这为环境科学专业的学生提供了大量的工作岗位在水处理构筑物结构组成的教学过程中,采用CAD工艺图和构筑物仿真图进行展示,帮助学生直观的理解水处理构筑物的结构特点,同时,引导学生锻炼CAD制图能力,鼓励有兴趣或者数学方面有特长的学生深人钻研数学建模仿真方法,为将来在相关领域的发展打基础在水污染控制原理和相关概念的教学过程中,对于重要的专业名词给出其英文单词,鼓励有意向报考研究生学生认真学习专业英语,查阅专业领域前沿的英文文献,为将来时的科学研究打基础。
4结语
篇3
1教学内容的改革
工程力学课程是一门应用性较强的课程,是土木工程专业的核心基础课程之一,是连接高等数学、大学物理与结构力学、弹性力学、土力学、混凝土结构设计、钢结构设计、砌体结构设计等课程的桥梁,是土木工程专业学生教学由基础教育向工程实践教育的重要转折点,其在实践教学中的作用越来越明显,但是教学内容过分强调力学作为一门独立学科的系统性和完整性,而忽视力学作为应用学科的实用价值。工程力学的任务是学会如何对力学问题建模、如何将模糊的问题和想法用数学来描述,并培养提出、分析、设计以及解决科学和工程问题的能力[6]。为了能够更好的培养学生分析和解决实际问题的能力,拓宽学生运用力学的方法解决实际的工程问题,应从教学内容上加以优化。一是重视基本概念、原理和方法的更新,增加新的教学内容,如工程力学领域的新技术、新进展、新概念、新实验以及国内外土木工程等领域的实际问题。二是为了使学生对力学课程产生兴趣,在绪论课程中应引入经典力学的发展史。目前,在教材编写中,由于“少而精”的要求,绪论中更多的是介绍课程的研究内容、研究任务、研究方法以及研究目的,而弱化了力学发展史的介绍。从古代墨子“力,形之所以奋也”到牛顿力学《自然哲学原理》的编写,再到哈密顿《一个动力学普遍方程》的发表,经典力学的发展经历的漫长的时间,期间出现了很多促使力学发展的科学家,如牛顿、麦克斯韦、达朗伯、拉格朗日、哈密顿等等。这些历史及历史人物的介绍,可以达到唤醒、激励、鼓舞学生的目的。三是强调概念性和实践性内容的重要性,适当减少计算性内容。工程力学具有基础性和应用性的特点,在教学内容安排中,一方面弱化理论推导过程,另一方面应适量增加一些具有实践性或趣味性的教学素材;例题中,应突出对实际问题的力学模型建立过程的描述,在课后习题中引入基于力学分析的工程实践的综合运用实例,以调动学生的学习积极性和培养学生用力学方法分析问题和解决问题的能力。
2教学方法的改革
工程力学教学方法的改革,关键在于提高学生的学习兴趣。一方面可以通过制作精美的教学课件增加课堂的趣味性和直观性。现有的课件和通常意义上所说的板书并没有多大区别,只是将原来用在黑板上推导完成的公式,放到了多媒体课件中加以展示。这样的课件在教学过程中,达不到吸引学生的目的,自然无法引起学生的兴趣。考虑到在工程力学课程教学中会用到大量的力学简图和实验结论,如果可以将这些力学简图和试验项目(如在理论力学课程运动学篇中出现的连杆机构,材料力学课程中杆件的各种变形等等)用类似flas的直观方式表现出来,就可以丰富课件的内容,增加学生的兴趣。另一方面是引入课堂试验。力学课程中的基本原理都是建立在实验基础上,但目前力学的教学中,由于条件所限,工程力学课程中的实验部分主要集中在材料力学的一些验证试验中,如金属材料的拉伸压缩试验、梁的弯曲正应力试验、扭转试验等等。这些试验的开设,能在一定程度上提高学生的学习兴趣和动手能力,但要达到力学教学的目的,还有一定的距离。为了改变这一现状,可以借鉴一些国外大学经典力学的教学方法,在这些课程的教学中,教师在每堂课的教学中会会通过随堂实验的方式,验证本堂课所涉及到的相关内容和原理,尽管这些实验的结果大家都是非常熟悉的。此外还可以采用离开教室的现场教学。土木工程专业是应用性较强的一门学科,作为土木工程专业重要的基础课程,应该在在学期中,安排2-4个学时将教学从教室搬到现场,通过利用现场的工程实物,教会学生如何对实际工程问题模型化,并用所学的力学知识进行分析解答。
3教学模式的改革
传统教学模式是以教师为中心的“填鸭式”教学,教师起主导作用。由于高校教师一职多能的特点,使得教学过程质量控制稍显不足。鉴于这种情况,应对传统教学模式加以改革,形成以学生为中心的教学模式。在这一过程中,应以班级为基础建立4-6人为一组的学习小组进行研讨式教学。研讨课教学是让学生参与教学,教学相长,师生互动,通过专题研讨使学生主动建构和拓展知识,培养学生的发散思维和创新能力。教师可以针对课程重难点问题,设置相关专题讨论课。教师通过引导,教师与学生,学生与学生间通过互动交流,对所学的知识进行拓展。也可以设置一些与学科前沿相关的内容及热点,学生通过课后查阅文献,以小组为单位,通过板书、图片、多媒体、实物模型等灵活的形式展示,并由教师与其他同学进行提问、讨论,最后教师进行总结和点评。此外,在作业形式中也应该改变传统以课后习题为主的作业模式,为了能够更好的培养学生的能力,提高学生的综合素质,可以布置一些研究型的题目,通过查阅文献,以论文的形式的完成。比如通过材料力学课程中梁的合理设计问题,可以提出钢筋混凝土梁的合理设计问题、钢梁的合理设计问题等等,然后将这些题目布置下去,让学生查阅资料,并完成相关论文。总之,要以这种教学形式改变传统的“填鸭式”教学,实现课堂教学从“以教师为中心”向“以学生为中心”的转变。
4结论和总结
篇4
目前许多院校广泛采用主辅修方式培养复合型人才,即学生在完成主修专业课程的基础上,再辅修第二专业的课程。辅修课程的上课时间经常与主修课程的上课时间相冲突,或者辅修课程的上课时间统一被安排在周末或晚上,这给辅修课程的学习带来不便。环境工程与化学工程复合型人才的培养可采用特色班级方式培养,即在招生时就用固定班集体招生、统一培养。这种培养方式便于课程体系的学习,尤其是便于实践课程的教学与管理。湖南城市学院化学与环境工程学院同时拥有化学工程和环境工程两个专业,这使得该学院在环境工程与化学工程复合型人才的招生、教学与管理有独特的资源优势。
2环境工程与化学工程复合型人才培养的课程体系
在课程体系设计上,不能简单地将环境工程专业与化学工程专业的课程“拼盘”。根据环境工程与化学工程复合型人才培养的特点和要求,我们在请教专家、调查学生的基础上对环境工程专业、化学工程专业的相关课程进行了有机整合,形成了培养环境工程与化学工程复合型人才的课程体系,该课程体系由5个课程模块组成。公共基础和素质课程模块。该课程模块包括中国近现代史纲要、思想道德修养与法律基础、基本原理、思想和中国特色社会主义理论体系概论、大学生心理健康教育、军事训练、大学体育、大学英语、计算机基础、大学语文。专业基础课程模块。该课程模块包括高等数学、工程制图及CAD、无机化学及实验、有机化学及实验、分析化学及实验、仪器分析及实验、物理化学及实验、化工原理及实验、波谱分析。专业核心课程模块。该课程模块包括环境化学、管网工程、环境微生物学及实验、环境生态学、环境监测及实验、水污染控制工程及实验、大气污染控制工程及实验、固体废物处理工程及实验、噪声污染控制工程、环境影响评价。特色课程模块。该课程模块包括化工环境保护、化工污染控制工程、化工污染控制设备、绿色氧化技术、突发性化工环境污染事故的预防与处置等课程。实践教学课程模块。该课程模块包括环境工程仿真实验、工程设计、工程实验设计与数据处理、PIDCAD工艺流程制图、认识实习、生产实习、毕业论文(设计)。该课程体系在保留环境工程专业的核心课程基础上,《无机化学》、《有机化学》、《分析化学》、《物理化学》、《仪器分析》、《化工原理》、《波谱分析》等专业基础课程内容和学时与化学工程专业一致,在课程设置上体现出环境工程专业与化学工程专业课程的复合;特色课程模块和实践教学课程模块体现出环境工程专业与化学工程专业课程的融合。
3环境工程与化学工程复合型人才培养的教学方法
对于环境工程与化学工程复合型人才,要求综合培养学生环境工程、化学工程两专业的知识和能力,达到综合培养的目标,这就要求其相应的教学不能采用灌输性的教学风格,而应采用渗透式教学、融合式教学、案例式教学和研究性教学等。(1)渗透式教学是指在上述专业基础课程模块中渗透环境工程专业知识的教学,在上述专业核心课程模块渗透化学工程专业知识的教学。例如,《物理化学实验》中动力学实验可以让学生动手做“Fenton试剂降解除草剂2,4-D反应速率常数和活化能的测定”。(2)融合式教学是指在上述特色课程模块和实践教学课程模块中将环境工程和化学工程中的知识、原理、技能融成一体进行教学。例如,《化工污染控制工程》中教师可结合工程实践进行“流化床化学反应器处理农药厂废水”的专题教学,将流化床工艺设计参数、原理、废水排放标准等融合在一起进行教学。(3)案例式教学就是指在环境工程与化学工程复合型人才培养的教学过程中结合教学内容运用工程中的实际案例进行教学。例如,《水污染控制工程》中教师可结合工程实践进行“电镀厂含铬废水的深度处理”的案例教学。(4)研究型教学是指在环境工程与化学工程复合型人才培养的教学过程中教师结合教学内容,通过创设学习情境,促进、支持和指导学生完成研究型学习活动,来综合培养学生能力与素质的一种教学方法。例如,在“Fenton试剂降解除草剂2,4-D反应速率常数和活化能的测定”实验中,教师可引导学生自己查阅文献资料,引导学生思考如何测定溶液中2,4-D的浓度?如何用计算机软件绘制2,4-D浓度的标准曲线?让学生自己确定实验中所需要的仪器和使用的方法,引导学生思考FeSO4和H2O2使用量对2,4-D降解速率的影响,如何求算该降解过程中的速率常数K和表观活化能Ea?
4环境工程与化学工程复合型人才培养的师资队伍建设
良好的师资队伍是实施环境工程与化学工程复合型人才培养的关键。要培养环境工程与化学工程复合型人才,首先必须有环境工程与化学工程复合型的师资。笔者认为,要改变目前环境工程与化学工程复合型的师资匮乏问题,可从如下几个方面加强环境工程与化学工程复合型人才培养的师资队伍建设。(1)引进、培养具有环境工程和化学工程双专业学位的高水平的博士或硕士,他们在学士、硕士或博士学位教育期间接受过环境工程、化学工程的专业教育,具备环境工程和化学工程复合的知识结构和科研素养,是环境工程与化学工程复合型人才培养的理想师资队伍。(2)教师交叉自学和资格认证。在学院内部要求有环境工程专业学位的教师参加化学工程的本科理论与实践教育,要求有化学工程专业学位的教师参加环境工程的本科理论与实践教育,教育期满后进行考试认证,达到认证资格的教师才能评聘为环境工程与化学工程复合型人才培养的师资。(3)聘请企业有工程实践经验,且有良好师范素养的工程师参与环境工程与化学工程复合型人才培养的教学和科研工作。
5学生自主学习是环境工程与化学工程复合型人才培养的重要手段
篇5
工业工程专业具有非常强的实践性。工业工程的目标是用技术的方法,经济、有效地解决社会系统的现实问题,这就要求工业工程专业培养的学生能将所掌握的知识与社会中的实际问题相联系,具有解决社会现实问题的能力。目前,高校人才培养方案设计的常规模式是依据学科的知识体系,按时序设置课程,追求本科专业知识的完整性和逻辑性。这种设计模式在理论上是合理的,但容易出现学校教育与市场需求相脱节的现象。因此,应将学科知识体系与市场需求和职业岗位知识能力要求相结合,以职业岗位能力需求为导向,构建更加合理的专业知识结构,并具有较强的适应能力和知识迁移能力的课程体系,从而提高学生的就业竞争力。同时,融入必要的实践教学,把工业工程专业的实践性充分地体现在整个教学过程中。我校作为山东省应用基础型人才培养特色名校,多年来始终把人才培养质量放在重要位置,对本科人才培养和就业工作极其重视。2014年,结合山东省名校建设和自身专业发展,通过多方调研,对培养计划进行了修订。通过引入具有一定优势的机械和土木建筑等工程基础技术,形成富有特色的工业工程专业培养特色。专业定位为培养具有坚实的自然科学、社会科学、现代经济与管理科学知识,具备一定的工程技术基础,具有较强的创新精神和工程实践能力,能够综合应用工业工程理念和知识对生产型和服务型企业进行规划、设计、评价、改善以及创新,能从事工程、设计、制造、管理、科研与教育等方面工作的高级复合人才。在培养计划中突出实践的重要性,构建有特色的实践教学体系。作为实践性很强的工业工程专业,其毕业生不仅面临就业问题,同时也面临着进入工作岗位后的职业发展问题。对于应用型本科人才的培养,我们强调工业工程人才的培养,不但重视职业对人才素质的培养要求,而且要关注学生个体发展的需要;要把职业能力和职业素质的培养反映在人才培养方案当中,突出毕业生进入工作岗位所需职业技能的各类教学环节,强调解决最短时间上岗的问题,增加就业竞争力;同时还强调培养学生未来职业晋升和相近岗位迁移的职业能力。实践环节是高校工科专业教学必不可少的环节,更是工业工程(工科)专业实现其培养目标的必修环节,对实现职业发展和提高人才培养质量有重要作用。
2当前工业工程专业实践教学中的主要问题
实践环节应该具有较强的针对性。当前在各高校进行工业工程专业实践教学过程中,虽然都有课程设计、各类实验和实习等实践环节,但具体内容上由于专业定位和学校资源的不同,形成了很多有特色的实践教学模式和体系,但也存在很多问题。
2.1实验过于侧重验证性实验
在开设的课程实验中,多数仍然是验证性实验,设计性实验、综合性实验占比较低,各门课程的课内实验,仅依附于课程内的理论知识,学生难以从实验中开拓创新。
2.2实践教学手段单一理论不能联系实际
课内实验和部分课程内容设计均采用统一的模式,学生被动接受教师预先设定好的方案,按步骤进行,缺乏实践活动的参与性,积极性不高,也不利于发挥学生的自主性。同时,由于部分教师缺乏企业实际工作经验和工程实践背景,所设计的方案与实际情况出入较大,不能很好地锻炼学生的实践能力和学习能力。
2.3实验设施不够完备实践教学内容简单
在工业工程本科教育中,对于实验室建设方面明显投入不足,仅能够保证基本的专业实验。对于强调实践性的工业工程专业,因实验设施设备的不足,无法充分发挥实验在实践教学活动中的作用。
2.4实践、教学分散不成体系
以我校为例,仅开设了管理信息系统、基础工业工程、人因工程3门核心课程的课内实验和设施规划与物流分析、人因工程2门课程的课程设计,部分需要课内实验的核心课程,例如生产运作管理、质量管理工程、系统建模与仿真等,都没有开设课内实验。虽然开设了金工实习、认识实习、生产实习、毕业实习和毕业设计,但由于实习单位生产情况的不确定性,往往造成实习缺乏针对性和代表性,不能很好地参与生产实践。对于定位于应用型工业工程专业培养的院校,还存在毕业论文过多的情况,经常出现指导教师指定论文题目进行写作,缺乏实际背景的现象。这些缺乏联系,过于分散,没有形成有机整体,更缺乏综合实践的课程,未能最大限度地发挥实践教学对于学生素质和能力培养方面的重要作用。
3基于职业发展的工业工程专业实践教学体系的构建
工业工程专业培养的合格毕业生,必然是在企业中与工业工程专业相关的岗位上工作,并具有良好的职业发展潜力。这就要求我们关注学生的职业生涯和可持续发展,使学生既具备从事职业活动必需的高技能,又具备能为整个职业生涯提供持续发展动力的职业素质。在进行新的专业培养计划修订过程中,按照职业发展的要求构建工业工程专业实践教学体系。力求以职业发展为导向,促进实验教学体系的改进,利于学生的顺利就业和职业目标的达成。我们通过梳理核心课程在实践教学中的作用和相应的职业能力需求,按照从“课堂案例教学-课内实验-课程设计-工业工程综合实训-各类实习-毕业设计”的路径,辅以课外活动竞赛等构建三部分的实践教学体系。工程技术实践部分,由于工业工程是工程技术与管理的交叉学科,在强调工程技术知识的同时,也要注重工程技术实践。我们设置机械电子与控制和土建施工两部分工程技术。实践部分分别包括机电控制PLC课内实验和土建施工电子制图课内实验,设置机械制造课程设计、电工电子实习以及金工实习。专业核心实践部分,在理论课堂增加案例教学的基础上,通过对专业核心课程的梳理,重新规划建设了实验室,开设了基础工业工程课程实验14学时,人因工程学课程实验12学时,生产运作管理课程实验16学时,质量管理工程课程实验6学时,精益生产课程实验4学时,系统建模与仿真课程实验24学时,并且在课程实验中增加设计性实验和综合性实验的比例,开设开放性实验,由学生利用实验设备自主选择实验内容。在开设课内实验的基础上,进一步开设基础工业工程课程设计、人因工程课程设计、设施规划课程设计、生产运作管理课程设计。同时,开设工业工程综合实训。此外,我们把生产实习放在工业工程综合实训之后进行,以便学生在企业进行生产实习时更具针对性。我们强调,毕业实习和毕业设计的关联性,仅允许极少部分学生撰写毕业论文,绝大多数学生要求采用毕业生设计形式完成实践的最后一个环节。要求学生以毕业实习了解的实际企业背景,寻找企业生产实际中的问题,运用工业工程的方式进行解决,或者模拟进行产品的组装线设计或生产系统设计。经过毕业实习和毕业设计共16周的强化应用训练,可以让学生增强解决问题的实践能力,便于提高学生走向工作岗位后快速适应岗位的工作需要,为职业发展树立良好的开端。考虑到部分中青年专职教师的企业实践和工程背景不足,我们聘请了来自企业的校外兼职实践指导教师。通过他们的指导,可以拉近教学实践过程和企业实际之间的距离,从而使培养的工业工程毕业生具有更好的职业发展潜力。课外实践部分,我们充分利用课外实践增加学生的工程实践素质,结合大学生数学建模大赛和大学生创新大赛,进行分类指导,充分发挥竞赛对科学素质的锻炼作用。通过组织学生以全国工业工程案例应用大赛,使学生真正感受工业工程在企业的应用。对于大四学生,鼓励参与中国机械工程协会工业工程分会主办的见习工业工程师资格考试,从理论知识和实践能力方面综合对学生进行第三方评价。
4结束语
篇6
随着国民经济和计算机、信息技术的高速发展,21世纪是知识经济和信息化时代。社会对人才的要求也走向多样化,其中一个重要方面就是对复合型人才的渴求。即不仅要求他们精通本专业的科学知识和专业技能,而且还应掌握能适应市场多元化和国际化趋势相关知识和技能,如经济、管理、社会、法律、生态等影响人类可持续发展前景的基本学科及其基础知识。传统的人才培养模式和教学方法面临着严峻的挑战,同时也给教学改革带来了机遇。《工程经济学》作为工程管理专业的核心课程,教学现代化建设更势在必行,必须在教学体系、内容和方法等方面有所创新。作为建筑业的工程技术人员,不应局限于长期以来一脉相承的实体空间图面操作上,还应将自己的视野延伸向社会、经济大舞台和自然界更广阔的天地。这是21世纪新型建筑人才的使命,是中国建筑教育界改革与创新的方向之一,也是本课程建设项目的宗旨。本重点课程建设首先对课程体系、教学内容进行了改革。目前我们选用的是“十二五”国家级规划教材,王右军主编的《工程经济》(天津科学技术出版社出版,2014年1月第1版)。但并不是所有内容都讲,而是紧密结合我国建筑业发展趋势,针对本校学生的学习能力和接受程度,在继承我国多年来工程经济学的研究成果的基础上,与时俱进,对已有内容进行调整与拓展,同时适当吸纳国外工程经济学的研究成果,做到既具有较强的专业性,又具有普遍适用性。在此基础上编制了既有深厚的理论基础又贴近实际,既具有较强的专业性又具有普遍适用性,与本校应用开发型人才培养模式相一致的补充讲义和习题集。根据本课程教学基本要求,重新编写了贴近实际的教学大纲,充分体现本课程特色。教学日历科学、合理,按知识结构、科学性、难易程度安排日历。同时为学生提供了《投资项目经济咨询评估指南》(中咨公司编,中国经济出版社出版)、《技术经济手册》(李京文主编,中国科学技术出版社出版)、《市场预测理论与应用》(屈援主编、暨南大学出版社出版)、《工程经济学》(李相然,中国电力出版社,2008年第一版)等教学辅导材料。
二、教学手段改革
本重点课程采用传统的教学方法讲授基本内容,对于一些复杂的工程实例,学生无法想象、教师也难以用语言来描述的东西,采用多媒体手段生动、形象地进行演示。同时本课程采用多媒体课件和案例教学等多种教学方法相结合,采用教、学互动式,教学、科研互动式等新型教学方法充分调动学生的学习积极性、激发学习兴趣。老师指导学生完成科技创新,并让部分学生参加到老师的研究课题中来,培养学生的创新能力。例如让学生参与了“整合营销在房地产企业中的应用”课题,学生到房地产企业实习,搜集相关资料,掌握了很多实际知识,并提出了一些合理化建议。案例教学法是一种培养高素质、实用型和创新性管理人才的行之有效的教学方法,因此在本课程教学中被充分运用。在讲到资金时间价值时,为了让学生认识到其重要性,介绍了一个案例:1626年,有一荷兰人从印第安人那里花了24美元买下了曼哈顿岛。据说这是美国有史以来最合算的投资,而且所有的红利免税。24美元真的很便宜吗?如果当年的这24美元没有用来购买曼哈顿岛,而是用作其他投资了呢?假设每年8%的投资收益率,不考虑战争、灾难、经济萧条等社会因素,这24美元到2004年会是多少?让学生一起来计算结果,最后的结果让学生大吃一惊,24美元在经过378年后,按8%的利率计算,竟然可得到103万亿美元。通过这样有趣的案例分析,调动了学生的学习兴趣,加深了学生对知识的理解、记忆。同时本课程教学注重理论联系实际,采用了大量实际工程进行案例教学,例如在讲授工程项目财务评价时,就采用了案例教学法,以杭州“亲亲家园”小区工程项目为例进行财务评价,通过对这个案例的教学,让学生掌握了如何编制财务报表,如何计算投资回收期、投资利润率、偿债备付率等评价指标,以及如何对项目进行风险分析和不确定性分析。通过对实际工程的案例分析,学生掌握了理论知识在实际工程项目中的综合运用。本课程充分利用现代化教学手段,开展网络教学,提高教学质量。在现有基础上不断更新网络课件,新编了特色明显、适合我校教学使用的网络课件,丰富教学资源。教学内容已全部上网,并使《工程经济学》教学逐步过渡到网上教学,建立互动式工程经济学教育网。
三、加强实践教学环节
本重点课程建设主要从以下各方面加强实践教学,提高学生解决实际问题的能力。
1.对一个实际项目进行了可行性研究的经济评价部分的工作。通过课堂上对项目可行性研究经济评价部分进行系统分析和内容构成的讲授,让学生对所学过的内容进行系统的复习和综合,以大作业的方式完成实际项目的经济评价。
2.在学生完成上述实际项目的经济评价工作之后,安排学生对在经济评价工作中存在的问题和不足进行讨论和分析,进而加深学生对所学内容的理解和掌握。
3.学生通过社会实践、实习考察、参观学习增强了其感性认识和实际动手能力。
四、教学评价改革
本重点课程重视基本知识和基本技能的考核,对基础知识和基本技能部分的考核实行考教分离,流水阅卷和主考负责制;对讲座形式讲授的内容采用写文献综述的方法考核,文献综述的格式要求和毕业论文的格式相同。考试统一命题,其难度、深度、广度符合教学大纲要求,评分标准严格合理,学生成绩分布合理。重视基本知识和基本技能的考核,试题与本课程的定位相符。本重点课程建设在现有基础上,更新试题内容,完成试题库建设,提高试题质量,真正做到教考分离,提高教学质量。考试的方式灵活多样,除了从试题库中抽取试题考查基本知识和基本技能的掌握情况外,还外加开放性题目,以考查学生创新能力的培养情况。开放试题可以是小论文,也可以是解决一个问题的思路。
五、师资队伍建设
本课程现有五名主讲教师,都毕业于土木工程相关专业,同时已经大都具有从事《工程经济学》教学的经验。从师资结构看,本学科的主讲教师中:教授2人,讲师3人;博士2人,硕士2人,学士1人。该师资结构形成了较为合理的职称和学历梯度。由上述情况可知,本课程已经具有一支学历、知识结构合理、满足教学需要的教师队伍,五位教师已经基本可以满足本科教学和考研指导的需要;同时,已完成的《建筑经济学》教学改革项目,对改善本课程的教学手段、方法,提升教学效果、教学水平大有裨益,大大更新了原有的教学理念。课程建设考虑工程经济学教学力量的新老交替,为此加强了青年教师的培养工作。在教研室内进一步加强并完善了传帮带制度,明确责任,严格考核,使青年教师尽快成长起来。
六、结论
本重点课程建设对课程体系、教学内容、教学手段、教学评价等方面进行了改革,加强了实践教学环节。本重点课程建设具有以下创新点。
1.紧密结合我国建筑业发展趋势,与时俱进,同时适当吸纳国外工程经济学的研究成果,针对本校学生的学习能力和接受程度,对教学体系和内容进行了调整与拓展。
2.充分运用案例教学法等多种教学方法,采用教、学互动式,教学、科研互动式等新型教学方法充分调动学生的学习积极性,激发其学习兴趣,并开展了网络教学。
3.与工程实践紧密结合,指导了学生2项社会实践活动,通过实习考察、参观学习和对实际项目进行可行性研究工作,提高了学生的动手能力与解决实际问题的能力。
篇7
工程实践教学体系重构教学方法
目前国外的机械工程教育正向着复合型人才和工程应用能力培养的趋向发展,学生不仅需要有坚实的数理科学知识,同时需要工程实践方面的练习,强调理解知识、把握学习的方法、培养独立分析和解决工程实践的能力。在对教学内容和课程体系改革的进程中,不仅仅要加强理论教学和宽厚的基础知识的学习,更要注重工程实践教学环节,它是提高人才素质和能力的重要途径。因此使工程设计的功能和方法从验证理论知识扩大到应用知识和培养能力,从模拟设计上升到独立思索和创新设计,从单一的设计内容拓宽到综合性设计,重构机械类专业的新型工程实践教学体系,全面开展面向21世纪的工程实践内容和方法的探索和实践是十分必要的。
1构建完善的工程实践教学体系
机械工程类专业主要培养的是工程技术人才—工程师,其培养的主体是大学本科生和硕士探究生,世界各国的经验表明,培养一名合格的工程师,要经历工程科学知识的学习、工程实践的练习和工作实践的锻炼,大约需要7~9年时间,学生毕业后,需要到企业工作3~4年,取得实际经验后才能成为现代高素质的企业工程师。其中工程实践的练习是十分重要的环节,它能够促进学生理论联系实际、学以致用,培养实际动手能力,因此全面改革工程实践教学,大力加强工程实践能力培养,力求突出专业特色,是工程实践教学体系改革的主要内容。
在制订教学计划时应根据社会需求,从培养多类型、多规格的人才培养思想出发,从有利于培养学生的创新意识、工程意识、工程实践能力、社会实践能力出发,对实验、实习、课程设计、社会调查、毕业设计(论文)和课外科技活动等实践性教学环节进行整体的、系统的优化设计,明确各工程实践教学环节在总体培养目标中的功能。把基础知识和专业技术知识和实践教学有机融合在一起,通过教学、实践各个环节的共同功能,注重创新意识、创新能力的培养,并贯穿于人才培养的全过程,坚持产、学、研相结合的方向,逐步形成完善的、能够体现基础性、系统性、实践性和现代性教学内容的工程实践教学体系。
2实施全方位的工程实践活动
全面系统布置实践性教学环节,就是在每个学期均布置有不同的实践教学环节,保证工程实践练习四年不间断。在实验教学方面,减少验证性实验,更新实验内容,有计划地开设设计型、综合性、创新性实验项目,充分调动学生的自主性,开发他们的思维潜能;实习作为培养学生的实践环节,是各高等院校的必修课,它对学生素质的培养和对学生进行机械制造装备和工艺教育起到了十分重要的功能,尤其是对数控机床等现代设备的操作和编程能力的培养、先进制造工艺的熟悉,因此应该把工作的重点放到理论和实践的结合上,让学生通过更多的生产实践去把握所学到的技能知识,达到硬件软件兼备;加强课程设计环节,建立课程设计系列,加大综合设计力度,鼓励改革课程设计的教学内容,注重学生综合能力的培养,在每个专业至少设置一个综合性课程设计;毕业设计要着重加强现代设计方法和创新能力的练习,要强化学生科技论文写作能力的培养,同时应结合社会融入工程意识和经济观点。
3建立完善的管理体系
工程实践的管理是一个系统工程,其内容要靠制度来体现,制度要准确、合理、可行、方便。首先应明确和理顺各级管理部门的职责范围和内容,明确工程实践在各个环节和各阶段上的建设方向、重点和主要任务,建立和完善各项工作和管理制度,使管理全面步入规范化和制度化的轨道;其次网络技术为实验仪器的运行状况、材料管理和统计、信息交流、管理手段的更新等方面实现科学的管理提供了基础和条件,应用网络技术对工程实践的实施和执行状况进行网络化管理,能够提高工程实践环节的服务水平,促进设备和人力资源的合理配置和优化,提高实验室和设备仪器的利用效率,提高管理的档次、快捷性和全面性,也有助于领导层进行评定、分析和决策。
4改革工程实践教学的方法和手段
机械工程类专业是一门实践性很强的、以培养工程技术应用型人才为目标的专业,因此在教学的每一个环节都必须配合相应的工程实践教学,来加强学生对理论知识的理解,同时也可以培养学生自己的实际动手能力。在实验仪器设备有限、实习条件相对较差的情况下,通过引入计算机技术和现代教育技术,改变传统的“定时定点”的同步教学方式,构建一种工程实践教学的新模式,从教学方法和手段上解决难题,笔者提出以下建议和设想摘要:
(1)购买或录制大型现代化制造企业的高性能加工装备、先进制造过程和生产管理方面的录像或光盘,可以使学生对工程实践有直观形象的熟悉,对现代制造技术在企业的应用有更深的了解,尤其可以开阔学生的视野,使学生清楚地了解工程实践在制造业中的地位,增强学生的学习信心,培养学生的喜好,提高学生的积极性。
(2)借助计算机和高档图形软件(如Solidworks、Pro/Engineer),利用虚拟现实技术,开发数控机床及其编程仿真系统,如JIBIC公司的CNC教学系统,在计算机上模拟数控机床的控制系统、操作、编程和加工过程、故障检测;利用MAT?鄄LAB、LABVIEW软件,开发虚拟仪器、虚拟仿真系统。
(3)植入多媒体技术,开展CAI工程实践教学,对实践教学中的操作步骤、要领和技巧,以及实践中难以用语言描述的微观组织、结构变化、形成过程等以动画形式直观体现出来,以提高教学的起点和授课信息量,提高教学的质量。
(4)探索合作教育的模式,把单一的培养模式改变成灵活多样的培养模式。合作教育是一种将校内学习和校外工作相结合的一种教育模式,通过和本地区企业联合建立实习基地或将学生送到企业进行实践锻炼一年的“三加一教学(即三年学校教学加一年企业教学)”、或每学年设置为三学期制,其中两学期在校内学习,一学期在校外进行实践工作,目的是为了加强学习过程中的理论和实践的联系,提高学生解决实际新问题的能力,为学生广泛接触社会,积累工作经验,毕业后顺利就业提供机会。
5积极开展第二课堂活动
要有计划地开设机构创新设计、产品造型设计、电子设计、包装装璜设计等方面的选修课;引导学生开展各种有益学生身心健康、扩展知识面、开拓视野、培养能力、陶冶情操的活动,开展自主实验、自主设计、自主实习等以学生为主体的自主性实践教学活动,以提高学生的综合能力和全面素质;要组织学生参加各种学术交流活动,以扩大视野、启发科学思维,创造条件把学生引导到各种科学探究活动中去,他们可以参加大学生科协组织的科技创新活动,也可以参加教师的科学探究工作;要积极组织各类科技竞赛,倡导学生参加科研活动,促进学生逐步实现学习知识和工程实践相结合。通过第二课堂活动,开展以学生为主体和中心的集体性自主实践教育活动和课外科研活动,如CAI设计大赛、计算机绘图大赛、机械创新设计大赛,培养学生工程设计思想、敢于创新的精神、分析解决工程实际新问题的能力。
6培养一批练习有素的师资队伍
参加指导工程实践的教师和指导创新练习的理论课教师要协调配合,精心策划出实践教学每个环节,编写优秀的实用的教学实践教材,解决学生在工程实践和创新过程中碰到的构思、设计、工艺等诸多实际新问题。要做好这项工作是很不轻易的,一方面教师自身必须不断学习、不断实践,另一方面,学校领导要充分熟悉到加强工程实践的重要意义,有计划地培养一批理论知识深厚、经验丰富、实践能力强、德才兼备、勇于奉献、练习有素的师资队伍,只有这样,才能保证工程实践教学的质量。
参考文献
1时铭显.美国工程教育改革和发展趋向[J.高等工程教育探究,2002(5)
2时铭显.面向21世纪的美国工程教育改革[J.中国大学教法,2002(10)
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化学工程技术支持着化工工业的前进与发展,化学工程技术从理论到实验,再到实践,最后投入生产成品,是必不可少的一个环节。然而,从实验室到工业生产,特别是大规模的生产,需要解决装置的放大问题,其直接影响企业工业生产规模的扩大及经济利益的增加,装置放大可以节省资金,减少不必要的消耗,节省劳动力。但是要考虑到,装置放大过程中,物流的一系列物理过程的相关条件很可能改变,达到的某些指标通常低于实验室的小型技术设备产生的结果。这种起源于放大过程的效应被笼统称为“放大效应”,包含很多已知及未知物理因素的影响。现代化工对于一套装置一年的产量,一般情况下按照目前的工业生产规模可以达到大于或者等于数十万吨,大规模的生产使其面临工程方面的问题,且在指标方面也有所降低,这对于工业而言会造成较大的资金损失。化学工程技术的进步,主要体现在新产品及工艺的不断创造,而这些都需要借助化工工业,除此之外,还需合理的经济和技术。就上述情况而言,凡是关于工业化的东西,一般情况下都归属于化学工程的研究范畴。在日常生活中,化学工程无处不在。如:烟筒排放物中的硫、氮氧化物等有害物质,需要经过严格的处理,才能对外排放,以防污染生态环境。在实验室达到要求后,要在工业规模中实现大量烟气的净化,就必须考虑大规模净化的经济性和可行性,要考虑的问题与实验室研究不同。又如,化工工业生产中,要求以十分纯净的产品为原料,对实验室操作来说,这比较容易达到。对大型生产装置的要求是,消耗低而且经济方面可行,这表明课题存在很大的不同之处。
2化学工程的研究对象及复杂性
化学工程是以物理学、化学和数学为基础,并结合工业经济基本法则,研究化学工业中的物理变化和化学变化过程及其有关机理和设备的共性规律,并将之应用于化工装置的开发、设计、操作、控制、管理、强化以及自动化等过程中,在化工工艺与化工设备之间起着承上启下的桥梁和纽带作用的一门工程技术学科。一般情况下,化学工程的对象的情况较为复杂,具体如下:首先,该过程自身具有一定的复杂特点,包括化学与物理,而且两者经常发生,彼此影响。其次,物系方面较为复杂,流体与固体,或者兼而有之。流体特质变化较大,如有低粘度和高粘度、牛顿型和非牛顿型等。最后,物系流动时边界复杂,由于设备的形状较为多样,而且其在填充物方面的形状也不正常,如催化剂、填料等,使得设备在流动边界方面的设置较为复杂而且在确定方面不准确。
3化工工业的现状及发展
目前从形式上看,现代的化学工业经历了单元操作和传递原理与化学反应这两个发展阶段,正准备走向一个新的阶段。但种类多样、制造过程复杂以及生产产品款式较多,造成排放物复杂、量多及危害大,因此,目前化工工业应重点关注污染问题。与此同时,在加工、贮存、运用或者处理化工产品时应防止操作对环境生态以及人类健康造成危害。在化工生产中应遵循国家可持续发展战略,制定正确的方案。随着我们国家科学技术的快速发展,各行各业进行生产都要接触化学工艺,涉及制药、石油、材料、能源等行业的发展和污染问题,这都是现代化学工业需要面对的问题。目前,我国的化学工业经过了半个世纪的发展,已经形成了门类比较齐全,品种大体配套并基本可以满足国内需要的化学工业体系。2001年全国国有及规模以上非国有企业的石油加工工业和化学工业总产值达到10990.6亿元人民币,占全国工业总产值的9.8%,实现利税747.8亿元,石油和化学工业企业13765个,资产总额13344.2亿元。我国化学工业获得长足进步的同时,环境保护工作也不断得到加强。但是化学工业在实施可持续发展战略过程中,仍存在不少问题和障碍,严重制约着我国化学工业的发展。
4二者的发展探究
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石油加工工艺学课程是化学工程与工艺专业的重要专业课程之一。该课程的教学中应注重培养学生的工程概念,建立工程意识,提高综合运用知识和解决实际问题的能力。完善与优化石油加工工艺学课程体系与内容,进一步提高课程教学质量与人才培养水平,是各石油高校人才培养的重要任务与研究课题,需要同行进行长期不懈的探索和努力。我校在原有教学大纲基础上,增加工程实践内容,提高学生的工程意识和分析问题解决问题的能力;教学方式多种化,板书与多媒体结合,引入相关的声像资料、图片资料,帮助学生深入理解授课内容;成绩评定中增加文献撰写部分及讨论部分成绩,提高学生查阅、加工文献及表述能力。
2教材的选定
以林世雄主编的石油炼制工程(第四版)为主,参考侯祥麟主编的中国炼油技术,沈本贤主编的石油炼制工艺学,陈绍洲主编的石油加工工艺学等优秀教材,适当增加石油资源高效利用、清洁燃料生产和石油炼制工业关键技术的新发展等新内容,形成具有自己特色的课程内容,与时俱进,扩大知识范围,为学生提供更大的学习空间。
3每章增加课后习题
为了提高学生的学习效果及自我总结能力,每章增加不同类型的课后习题与思考题。包括石油产品有哪些分类及各自用途等基础性习题;冬天柴油车挂蜡如何处理等与实际生活相关的习题;如何根据油品的特性实现油品的安全管理等与实际生产相关的习题。学生即掌握了基础知识,又可以运用所学知识来分析和解决实际问题。另外每章结束后要求学生对本章重要知识点进行总结,再相互交流,把握主线,整体思路清晰。
4教学方法改革
4.1现代教育技术的应用多媒体教学课件以它图文并茂、动静结合的表现形式,达到增强了学生对抽象概念、图形性质和学科定理的理解与感受,从而极大地提高了课堂的教学效果。石油加工工艺学课程具有专业性强,需要良好的专业知识铺垫;知识综合性强,涉及内容广泛,内容复杂,新工艺技术、新标准繁多;应用性强,理论与实际密切结合等特点,决定了该课程的授课形式必须多样化,达到最好的教学效果。所以授课中把新工艺、新标准等以多媒体的形式讲授,既直观、形象、又便于学生了解掌握,节省教师画图、画表的时间,在有限的教学时间里实现了大容量、高效率的教学。运用视频将理论与专业实验、仿真素材等紧密联系起来,如对实沸点蒸馏先进行理论介绍,再播放视频,一动一静,将枯燥的理论以实际过程表现出来,提高学生的学习效果。课外学习平台也不断完善,包括授课视频、实验视频、课件、配套习题、实际问题解决方法等,用现代技术及丰富生动的内容吸引学生的学习兴趣,提高学生自主学习的能力。
4.2启发式与对比式教学相结合为了改变大学生在中学阶段养成的被动式、机械式的学习方式,变被动为主动,增加学习的积极性,提高对知识的渴望与兴趣,本课程的讲授过程中大量采用启发式教学。如在讲授清洁燃料生产时,先通过图片了解现在全球气候变化带来的影响,并给出具体数据,再讨论导致的原因。汽车尾气的排放就是源头之一,为了改善全球气候,减少汽车尾气排放的污染物是当务之急,这就要求提高燃料的质量,即生产清洁的汽油和柴油。应用启发式教学,从我们切实能体会到的事情出发,引导学生运用所学知识去解决实际问题,既可以把问题简单化,又增加了学生的学习积极性和兴趣。除了启发式教学外,还并用对比式教学方式,两者相互补充。如把汽油和柴油进行对比讲解,找出异同点,便于学生的理解与掌握。先指出汽油机与柴油机的虽然都是活塞式发动机,工作过程都是由进气、压缩、膨胀做功、排气4个过程构成,但两者的压缩比、进入气缸的气体、着火方式等不同,所以对燃料的要求不同。汽油和柴油在发动机中燃烧不正常时都会发生爆震,且爆震现象相同,但是产生爆震的原因及时期却完全不同,两者用不同的指标来表示其抗爆性,由此得出各自的理想组分。通过对比归纳,内容清晰,层次分明,相似的知识点不易混淆,便于理解与掌握,取得了良好的教学效果。
4.3小组讨论形式进入课堂为了提高学生的学习积极性,我们会不定期的提出一些与石油相关的问题,鼓励学生通过各种渠道(期刊、报刊、互联网、电视等)收集资料进行了解,之后在课堂上进行分组讨论,把枯燥乏味的理论知识结合到我们的生活中,学生积极性较高,课堂气氛高涨。比如绪论讲完之后提出问题:石油与你有多大关系,你一天消耗掉多少石油?在下次课中用部分时间进行分组讨论,在激烈的讨论中,同学们各抒己见,真正了解到了我们的衣食住行确实离不开石油,但石油又是什么,它又是如何加工成我们想要的产品呢?有了疑问和好奇心,增强对本课程的兴趣。
4.4培养独立查阅并加工文献的能力在授课过程中提出几个比较热门的课题,如原油价格对国民经济的影响?炼化企业如何实现清洁燃料的生产?现代炼油工业发展趋势?中国的能源安全及战略问题等。学生根据个人兴趣,选取某一个课题,独立查阅文献并经过整理完成一份报告,提高学生查阅加工文献的能力,为以后毕业论文奠定良好的基础,又加深对某一方面的深刻理解。
4.5加强工程意识与理论的联系石油加工工艺学是一门专业课,除讲授理论内容,还引入大量工业生产和科学研究案例,提升学生工程意识与理论联系实际的能力,真正做到理论与工业生产紧密相连。如以辽阳石化加工原油-俄罗斯原油为例,根据原油性质、实沸点蒸馏数据及直馏产品性质,确定加工方案;以辽阳石化550万t/a常减压装置为例,讲授常减压装置工艺流程、主要设备、直馏产品性质等,运用实测数据进行产品实沸点切割计算,分离精确度计算等;增加解决实际问题的环节,如当某一侧线产品出现头重尾轻的时候应如何调节操作?本专业定期聘请工厂有经验的专业技术人员到学校进行讲课,介绍工厂相关装置概况、原料及产品、市场需求、主要设备及生产工艺流程、从事化工行业要注意的安全事项等事项,使学生不但有了安全意识,也对实际生产过程有所了解,有利于理论知识的理解,引起学生对自己未来工作的兴趣,提高学习动力。专业实验最能反映专业特色,是与本专业学科发展关系最密的实践性教学环节,因此我们不断对专业实验教学环节进行改善,除了开设传统的验证性实验外,又增加了设计型、研究型实验;建设炼油化工与自动化仿真培训中心,强化学生的工程实践与运行能力;鼓励学生参加“中国石化-三井化学杯”大学生化工设计竞赛,聘请设计院人员与教师共同指导,培养学生的创新思维和工程技能,培养团队协作精神,增强学生的工程设计与实践能力,实现“卓越工程师教育培养计划”。
5教师实践能力的提高
作为石油加工工艺学课程的老师,本人除了具有丰富的理论教学经验,也具有实际生产经历,曾在中石化沧州炼油厂催化裂化装置工作两年,每年参加知道学生下厂生产实习实践教学环节,并于2012年在辽阳石化炼油厂进行为期一个月的实践培训,因此对炼油加工工艺过程及主要生产设备的操作及工作原理颇为了解。在理论教学过程中,能够将实际生产与理论知识结合在一起,并对生产中遇到的问题作为实例进行分析、讲解,提高了学生的学习积极性及理论联系实际,分析问题和解决问题的能力。从事石油加工工艺学课程的教师除了担任理论教学外,还担任专业实验、毕业设计论文、生产实习及实践教学环节的指导工作。在学校、学院的推荐下,每年都有青年教师到中石油辽阳石化公司的生产一线进行实习,并派专业教师参加相应的技能培训,定期聘请工厂专业技术人员到学校进行讲座,以提高青年教师的工程实践能力。
6结束语
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1化学知识体系的庞大与无机化学教学时数的限制
随着学科的发展和知识的丰富,无机化学的教学内容越来越多,书越编越厚,除了化学平衡和元素化学的知识外,还有物理化学的热力学,反应动力学,电化学及“结构化学”的原子结构等内容,知识点密集且理论性强。以我校化学工程与工艺专业为例,所用教材为天津大学杨宏孝等主编,高等教育出版社出版的无机化学第四版,550页,教学时间为54学时,在如此短的时间内学完全部内容,显然是很费力的。因此大学老师的授课方式和对学生的引导就显得至关重要。
2学生自身条件的局限
无机化学的授课对象是刚刚考入大学的大一新生,一方面他们在高中早已习惯了题海战术,习惯了中学那种死记硬背的学习方法,面对课时少,知识面广,思维跳跃性强的大学有着强烈的不适应。在实际学习过程中,他们在学习初期很容易产生眼高手低的感觉,轻视学习,随着课堂进度加快,中后期面临着信息量大﹑重复少﹑练习少,心理准备不足,普遍感到学习起来很吃力,茫然不知所措,很容易产生焦躁和厌烦的情绪,甚至越来越不喜欢学习,这样直接影响到他们后期的学习。另一个方面他们正处在由中学角色到大学角色的转型期,他们中大都是缺少锻炼的独生子女,以前在生活和学习上极大程度地依赖老师和父母,现在突然失去监督和管理,茫然不知所措。很多学生都反映大学老师上课内容多,讲课速度快,很多时候都听不懂老师讲的是什么,课后自己看书也不太明白,导致出现“教师忙于讲解,学生难以理解”的尴尬局面。其根本原因是忽视对学生学习积极性和自主学习能力的培养,不能突出学生的主体地位。面对大学授课时间少,授课内容多的情况,培养学生的自学能力,突出学生的主体地位显得尤为重要。
3课程教学内容知识陈旧,缺少灵活性
在长达三十多年的时间里,无机化学一直以化学反应原理,物质结构基础,元素化学为课程教学基础内容,知识点更新不大,而且还含有中学的内容。以元素部分为例,元素部分的知识琐碎,系统性不强,而教材中往往只是罗列材料,削弱了理论对学习元素化合物知识的指导作用,讲起来平淡乏味,不利于学生理解和掌握,难以激发学生的兴趣。
4落后的传统教学模式的限制
“以教师为中心,以课堂为中心,以教材为中心”的单一传统教学模式,使学生对无机化学的学习感到很枯燥,认为是一大堆的英文符号和没完没了的数据以及无穷无尽的计算,严重地影响了学生学习无机化学知识的积极性,从而难以为社会提供创造性人材,达不到新的教育机制对“无机化学”教学目标的要求。
5师生之间缺乏及时的沟通交流
从老师的角度来看,学生有点太怯于与老师沟通了。大学的老师有一个共同的特点就是与学生沟通较少,很多学生每周只能和老师见上一两面。相对于高中时同老师的见面频率而言,明显少了很多。师生间面对面交流的机会随之也就大大减少,三成大学生整年“师生零交流”。从学生的角度来看,学生们通常只有在课上或是课间时才会和老师有互动,尽管大多数学生和老师愿意相互交流,但有时候似乎缺乏有效的沟通途径。
6理论教学与实验教学的不同步性
化学工程与工艺专业理论课进度相对实验课有些滞后,导致实验环节时学生对基础理论知识不理解,对实验步骤懵懵懂懂,多数学生完全按照实验书所给的步骤来做,不加以任何思考,这样就导致实验做完原理步骤忘完,完全达不到通过实验课的学习培养学生的科研能力和科学素养的目的,还会让学生认为这是一种负担。针对以上问题,优化无机化学课程的结构和内容,改革教学方式,贯彻新的教学理念,正确引导学生建立正确的学习方法,提高学习兴趣和自学能力,培养学生的创新意识和创新能力,并使学生在有限的教学时间内,尽可能多地掌握无机化学基础知识是摆在我们面前的一项重要任务,势在必行。
二、具体改革内容、改革目标和拟解决的关键问题。
1教学内容的改革
课堂教学内容的变革决定了课程改革的效果,在教学改革过程中要探索先进的教学理念,不断提高无机化学课程教学水平,使该课程在提高学生素质和能力方面发挥更大的作用。具体内容如下:
1.1精选教材内容,突出重点,分散难点
无机化学课程以“二结构、三原理、四平衡”的基本理论和元素化合物知识为主线,主要讲述化学的基本原理和元素的性质以及相关化学反应。在教学过程中既要加强与中学化学教学内容的联系,又要协调好无机化学与物理化学、有机化学和分析化学中的部分内容的关系,把握好同一知识点在不同学科之间的衔接,避免重复,更好地精简课时,提高效率。现有的无机化学教材有很多与中学化学,基础化学,分析化学重复的内容,四大化学反应,原子分子结构是工科无机化学的重要基础理论,也是教学的难点和重点。
1.2加强无机化学教学内容的针对性
以本专业企业生产、学生就业、考研的实用性为出发点选择拟讲授的内容,形成化学与工程专业,乃至应用化学,材料和环境等专业的全方位的培养模式。工科基础化学的教学改革应在注重课程整体性的基础上,选取教学内容,在以突出知识主线的前提下,把握好知识的深度与广度的平衡,就是在讲清楚重要知识的基础上,让化学原理与专业知识有机结合。
1.3理论教学与实验同步,开放性实验辅助理论教学
对化学工程与工艺专业的学生来说,实验课的学习也在教学过程中也有着重要的作用,通过对实验课的学习能够培养学生的科研能力和科学素养,为成为高素质化工类应用人才打下坚实的基础。基础理论知识的理解对学生的实验技能有着指导性的意义,所以要保证理论教学与实验教学的同步性,这样既能保证学生掌握基础的实验技能,又能促进其对基础理论知识的理解。对于理论课进度相对滞后的实验课,在实验课环节,教师要在实验前将实验知识与理论知识相结合并给予学生系统化,详细化的讲解,不能就实验讲实验,能为学生引申的尽可能引申,这样可以使学生做到心中有数,有的放矢,这样既保证了学生掌握基本的实验技能,也有利于其对后续基础理论知识的理解和掌握,理论教学与实验教学相辅相成,更好地培养了学生的动手能力,思考问题分析问题解决问题的能力以及理论联系实际的能力,进而培养了学生的科研能力和科学素养。
1.4引入多媒体演示教学
针对工科学生结构化学基础薄弱的情况,为避免教材中单纯罗列抽象概念的情况,引入多媒体辅助课堂演示教学,制作三维多媒体课件,通过计算机直观地向学生描述原子的结构,原子轨道图形,杂化轨道形状与空间取向,化学键的形成及空间图像等,以动画形式生动逼真地模拟杂化形成的全过程,充分地利用了多媒体教学的图、形、声等特点,使课堂教学形象生动,易懂易记。教师也可以在备课过程中对多媒体课件不断地进行修改和完善,使教学内容更加完整、充实。
1.5建立一定的平台及时与学生进行沟通交流
针对师生之间缺乏及时沟通交流的情况,可以建立面对面的平台或群平台等,能够让学生遇到不懂的问题,包括学术问题题和个人烦恼等等,进行及时的沟通交流,引导学生充分利用业余时间,查阅无机化学相关的文献,拓宽其知识面,调动其学习积极性,培养其自学能力。今年我带的化工班特地建了一个群,对实验中存在的问题及时进行沟通交流,对于好的素材师生共享,加深了师生之间的互相了解,拉近了师生之间的距离,从而提高了学生学习的主动性和积极性。有时候学生会因为一个老师,而喜欢上一门课。
2教学方法的改革
教学方法的改革是课程改革的重要环节,教师应该从教和学两个方面改善教学方法,将化学基础知识融于生活,科研和生产,从而培养学生的学习兴趣。具体做法如下:
2.1做好新旧知识的衔接,引导学生利用已有的知识解决新问题
培养学生养成课前预习课后复习的习惯,在讲授过程中,教师通过设问,提问等方式,引导学生对以前所学的知识进行回忆,引导学生积极思考,用已有的知识解决新问题,这样就使得学生在学习新知识点的同时,复习巩固旧知识,从而增强学生学习的成就感和学习无机化学的信心。
2.2引入学生参与的制度,充分调动学生的积极性
对于深度不高的教学内容,鉴于学时所限,可以引入学生参与的制度,提前让学生查资料,鼓励学生用PPT形式,做几分钟的演讲,这样就由原来的只有教师讲授转为师生通讲,充分调动学生课余时间学习的积极性,课后采用互评的形式,这样不仅锻炼了学生敢于发言的勇气,也让学生更好地积累经验,为下一次的成功打好基础。
2.3以科研促进教学,让专业知识与实际生活紧密结合
无机化学知识点多,理论性很强,学生学起来普遍感到枯燥,很难产生学习兴趣。在教学过程中,教师要将课本上的理论与有关的科技研究成果和生活中的具体事例相结合,既有利于避免教学内容的空洞抽象、枯燥乏味,也有利于拓宽学生的知识面,同时还能更好地激发学生学习的兴趣。同时也可以安排不同的学术讲座,就科学领域前沿的热点问题展开交流和讨论,例如,非金属材料科学,稀土金属在人类生产生活的作用,生态环境保护等课题,以丰富学生的第二课堂,让他们觉得自己所学的知识与社会的发展息息相关,从而增强了学生对本专业学习的信心。
2.4以提高教学质量为核心,培养学生的学习兴趣和自主学习能力
针对大一学生要完成从高中到大学过渡的特点,实现从以教师讲授为主向以学生自学为主的转变,教师在课堂教学中要采取有效方法(例如,把化学基础知识融入生活,将化学基础知识融入生产,将化学基础知识融入科研等),激发学生的学习兴趣,保证学生的主体性和创造性的发挥,以实现学生智力和非智力因素和谐发展,使学生由“不想学、不会学”转变为”我要学、我会学”。这对于培养学生终生的学习习惯,促进学生学习能力的发展,帮助学生积极思考等具有非常重要的意义。
3考核方式的改革
考核是检查教师教学效果和评价学生学习成效的必要方法,也是教学的重要环节。能够督促学生平日的学习和客观的评价学生的学习情况,调整如下:
3.1多元化考核评价体系的构建是检查教学效果的重要举措
在高校中普遍存在部分学生平时不学习,考前临时突击的现象。为了避免这种不良学习风气的滋生,应构建多元化的考核体系,以学生的平时考核(占30%)和期末考核(占70%)进行综合评定。考试进行的载体是试卷,试卷要以能力测试为主导,考查学生对所学基础知识、基本技能的掌握程度和综合运用所学知识分析、解决实际问题的能力作为命题的指导思想。在考试题型多样化的前提下,要将基础知识与综合能力相结合,注重对分析问题和解决问题能力的考查。因此命题教师应在期末考试中增加一定比例的综合素质题,以考察学生综合运用所学知识、原理来分析和解决实际问题的能力,从而实现通过考试来检查教学效果的目的。
3.2严格平时考核是巩固课堂教学效果的一个重要环节
在构建的多元化考核评价体系中,学生的平时考核(共计30分)共分为三个部分:出勤情况和课堂表现(占5分);作业及随堂阶段性考试(占10分);专业小论文或小报告(占15分)。布置每个学生根据所学的知识点及试题规范化要求出一份自己认为有质量的试题及答案上交,老师从学生所出的题中择优选取,考试结束后指导学生互相批改并作出评价,这样不仅提高了学生的学习兴趣同时有力地促进了学生解题能力及综合运用知识的能力。通过大量阅读文献,撰写小论文,做小报告,从而拓宽学生的知识面,也把平时成绩真正的落到实处。最后一次课,我对三个班的学生做了一个调查,在讲台上做报告,撰写论文,出一套试卷,让学生任选一样去做,会怎么选?最后参与的学生65人,做报告,46%,论文:35%,出试卷,19%。选择做报告的主要原因是具有挑战性,可以很好锻炼自己的语言表达能力,并在此过程中体会到了老师工作的不易,培养其在以后的学习和工作中学会尊重别人的劳动;撰写论文有利于拓宽自己的知识面,发现有很多东西值得进一步学习;通过出试卷发现了自己在学习中存在的问题,加深了对书本知识的理解和掌握。
3.3明确的考核制度可以促进学生端正学习态度
明确的考核制度可以促进学生端正学习态度,促使学生养成一个良好的学习习惯。而且这种针对学习过程的每个环节的量化记录,有利于教师掌握学生的学习动态,根据平时记录反馈的信息,及时调整教学方法、优化教学管理,使教学效果进一步提高。
三、结语
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