工程學論文范文
時間:2023-03-29 00:44:37
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篇1
通過實際經驗,我們意識到,絕大多數的人不知道怎樣正確使用削皮刀,這種錯誤使用的結果就是無盡的麻煩和不必要的傷害,其原因可以歸結為設計不當和手持姿勢不對。
本文就是想通過描述使用者使用削皮刀的整個過程來概述手握工具的設計準則問題。我們首先要做的就是“監視”削皮的過程,它能幫助我們認識到削皮過程中碰到的問題,并通過“設計”解決它。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,所以本文要通過“普遍性”的思想來改善設計,從而達到完美設計。
我們可以用完整記錄使用過程的方法找到真正的問題,并且在以后的設計中改進。本文的目的在于:
1.研究使用削皮刀的過程
2.使用削皮刀過程中的實質性問題
3.再設計
一、削皮過程研究
1.“使用者―工具―工作”的關系
此圖是對消費者使用產品的圖文說明。運用直觀的圖形形式幫助理解“消費者產品設計”的問題,幫助理解反饋控制系統的理論。
2.削皮刀使用目的
使用者使用削皮刀的目的也是我們設計的最終目的,這正是我們在設計過程中需要考慮的因素。人們使用手動工具的目的是:減少時間、力氣、錯誤,增加性能、安全性、樂趣、滿意度。
3.普遍的設計
普遍設計的原則:公平使用、使用過程中的適應性、簡單和知覺性的使用方法、顯而易見的信息、容忍性的誤差、物理性適應度、動手處理使用過程中的范圍和空間、整體設計。
為了找到使用者在使用削皮刀過程中碰到的實際問題,我們研究“使用全過程”的方法來找“使用者―工具―工作”之間的聯系,來找使用者對削皮刀的真正需要。同時,通過普遍設計的原則來達到完美設計的標準。
二、做削皮實驗進行研究
這個試驗采用對使用者使用削皮刀整體過程的觀察,用相機記錄下被測者的行為和客觀感受進行研究。
1.削皮刀分析
我們來分析目前市場上普遍流行的兩種削皮刀,如下:
削皮刀包括四個部分:
a.刀片:作用是削掉水果和蔬菜的外皮
b.鉆孔處:掏孔的作用
c.把手:手握的地方
d.掛孔:便于掛在鉤子上
2.試驗
我們選了10個人進行了這個使用削皮刀全過程的試驗。
(1)受測者基本尺寸測量結果
量測項目
平均值
標準差
身高cm
177.6
4.2
體重kg
77.8
5.6
掌長cm
18.6
0.5
掌心長cm
10.4
0.5
虎口長cm
17.2
1.5
掌寬cm
9.6
0.5
肘指尖長cm
44.6
1.8
(2)使用全過程
我們使用了兩種不同的削皮刀和三種不同的水果蔬菜,并且記錄下了整個的試驗過程,很清楚地了解到使用者在削皮過程中的想法。
經過分析那些數據,把使用兩種削皮刀的情況根據工作效率和實際操作進行了分類。工作效率的那一類主要集中在使用者的手握技巧上,他們中的絕大多數都使用同樣的方式,唯一不同的就是各自在技巧上的差別。實際操作的那一類目的在于區分那些使用者怎樣手握和實際操作的方式。使用者會問一些使用方面的問題,因此通過這個試驗,我們就可以把那些不同的方面分類總結并改進設計。
三、削皮試驗結果
1.發現問題
通過使用削皮刀的過程分析,發現削皮的過程中,需要擴展的問題包括掌握把手的尺寸,舒適的角度,削皮的安全度,以下是我們提出的問題:
l操作的正確性
我們觀察到即使用同一個削皮刀,每個人的把握和操作也是不同的。錯誤的把握會影響工作完成的效率,使用者會感到疲勞或者受到傷害。
l當把握削皮刀時手腕的角度
把握的正常的方式是:一只手握著把手,另一只手需要按著水果。所以在操作的過程中,從手腕處會產生一個角度。但是如果不正確的方式繼續延伸,那么也許會擴展范圍或者手腕的位置,導致使用者受到傷害。
使用者用一只手握住把手,這時產生一種力量,相同的壓力會作用在手腕的肌肉上。另外,如果手的姿勢不正確,就會產生酸痛感。
2解決問題
在整體調查中,可以把問題分成認知和操作。在把握的方式上,主要是使用者過去的經歷和認知。另一些問題也許是不好的設計,為了改善這一點,我們可以從兩個方向設計。一個是告訴使用者怎樣把握,另一個是改進削皮刀,包括材料、把手、刀片、角度、安全感。
l削皮刀的設計應該使使用者只是從表面上正確把握。結構應該很簡單,以便加工制作起來比較容易。
l削皮刀的把手應該沿著我們所把握的槽,因為人的手不是由直線構成的。
l大拇指必須放在一個點上,以便產生壓力,證實使用者的想法。
l人們所合適的把握的長度
3.設計要點:
lA部分是大拇指所在的點,擴大控制的角度
lB部分是把手的槽,設計的目的是提供正確的把握方式和好控制
l全部的設計
1單一的結構容易加工2兩側沒有溝槽,就不會積累污垢
3設計成曲線,是為了增加美感4為使用者設計合適的把手尺寸
四、手握式工具的分析
為了便于研究,我們首先要分析一下手的肌肉分布情況和一般手握式工具所存在和要解決的問題:
1.手部肌肉的名稱及位置
A:拇指指壓處肌肉B:拇指與食指之間虎口處(骨間肌)
C:食指外側邊緣肌肉D:拇指與無名指與手掌間肌肉
E:小指外側邊緣肌肉F:手掌外側邊緣肌肉
G:掌心部位H:魚際I:腕部
2.手握式工具設計原則:
為了保證實用效率和健康,工具必須滿足以下基本要求:有效地實現預定的功能;與操作者身體成適當比例。使操作者發揮最大效率;按照作業者的力度和作業能力來設計;適當考慮性別,訓練程度和身體素質上的差異;工具要求的作業姿勢不能引起疲勞。
設計手握式工具時,應遵循以下人機工程學原則。
1.避免靜態肌肉復合
當使用工具時,臂部必須上舉或長時間抓握,會使肩,臂及手部肌肉處于靜態施力,導致疲勞,降低作業效率。
2.保持手腕處于順直狀態
手腕順直操作時,腕處于正中的放松狀態,但當手腕處于掌屈,背屈,尺偏等別扭的狀態時,就會產生腕部酸痛,握力減小。
3.避免掌部組織受過大壓力
操作手握式工具時,有時常要用手施相當大的力。如果工具設計不當,會在掌和手指處造成很大的壓力,妨礙血液在尺動脈的循環,引起局部缺血,導致麻木,刺痛感等。好的把手設計應該具有較大的接觸面,使壓力能分布于較大的手掌面積上,減少壓力;或者使壓力作用于不太敏感的區域,如拇指與食指之間的虎口位。有時,把手上有指槽,但如果沒有特殊作用,最好不留指槽,因為人體尺寸不同,不合適的指槽可能造成某些操作者手指局部的應力集中。
另外,從不同性別來看,男女使用工具的能力也有很大的差異。女性約占人群的48%,其平均手長約比男性短20mm,握力值只有男性的2/3。所以,設計工具時,必須充分考慮這一點。
五、討論
通過觀察使用者的削皮過程,我們發現,大多數使用者對于操作有不同的看法。所以,設計的主要焦點在于定向性操作。實驗結果表明,一個再設計的削皮刀能提供給使用者正確的預言。雖然效率沒有明顯提高,然而這也許是由于我們對于實驗中削皮刀的尺寸的欠缺。接下來我們應該做的是需要完善削皮刀的尺寸,這樣是為了更好的提高效率。
六、結論
篇2
我國的水污染問題普遍存在,如何保障飲用水水質合格和污水達標排放是人們共同關注的問題水處理技術需要廣泛應用和發展進步,目前我國的水處理技術已經比較成熟,在各個行業的水污染控制中發揮著重要的作用水污染控制工程涉及解決水污染問題的關鍵技術手段課程內容針對性強,應用性強,不僅是對水處理理論方法的總結,更是對水處理工程實踐的有效指導。
2傳統教學模式存在的問題
在傳統教學模式下,水污染控制工程部分的課程教學主要著重于介紹水處理的各種技術方法和工藝,學生的感覺就是在學習知識然而,經過課程學習后,學生存在的疑惑是不知道在哪些工作崗位上能夠使用這些技術,也不知道今后如何為就業方向做準備也就是說,傳統的教學模式并不能發揮課程的實踐作用,所以,針對性的教學改革是有必要開展的。
3將“崗位指向教學法”引入教學過程
環境工程學是一門具有很強應用性的課程,課程內容中涉及很多可能的就業崗位方向崗位指向教學法,即在教學過程中將相關的理論、方法、工藝與實際生產實踐中的工作崗位緊密地聯系在一起,使學生能夠直觀地體會課程學習對今后相關工作的起到的作用,從而實現更好的教學效果,同時調動學生的學習興趣和積極性水污染控制工程部分的課程教學中,崗位指向教學法的應用點比較多在介紹水質標準時,可以將我國現行的各項水質標準進行比較,使學生了解到環境科學專業的學生可以考慮在各個地區的環保部門從事水環境管理工作,依據的規范就是各個行業相關的水質標準在格柵、沉砂池、沉淀池、污水泵站等污水處理構筑物的教學過程中,指出這些構筑物的位置關系及污水處理廠的廠址選擇原則,使學生對污水處理過程有直觀的認識,了解到污水處理設計可以在各個市政設計院或有設計資質的環保公司開展,也就是說,環境科學專業的學生可以將污水處理廠水泵站、市政設計院和環保公司作為就業崗位,在大學期間為某個崗位方向做準備,積累經驗在沉淀理論的教學過程中,通過沉淀規律和理想沉淀池分析,鼓勵有興趣的學生鉆研專業理論知識,為將來在研發部門研制更高效的水處理沉淀池打基礎在混凝凈水的教學過程中,分析各種無機鹽類混凝劑和有機高分子類混凝劑的優缺點,引導學生選擇和判斷混凝劑的適用條件及在實際水處理中存在的不足,指出研制新型高效混凝劑的必要性和現實意義,鼓勵有讀研志向的學生積極準備報考水處理相關專業研究生,將來為我國的凈水事業貢獻力量在吸附和膜分離技術的教學過程中,指出目前市售的瓶裝飲用水主要是通過活性炭吸附和反滲透膜過濾進行的處理,也就是說,瓶裝水和各種飲料的生產主要是水處理的過程,環境科學專業的學生可以考慮將這些制水企業也作為就業的目標在活性污泥法和生物膜法凈水工藝的教學過程中,指出哪些工藝適用于大型污水處理廠哪些工藝適用于工業廢水處理生產單位的生產廢水必須進行污水處理,達標才允許排放,否則將繳納排污費或被勒令停產整頓污水處理工藝的設計和運行管理對于大部分生產單位都有重要的意義,很多企業都設置有環保部門,所以,這為環境科學專業的學生提供了大量的工作崗位在水處理構筑物結構組成的教學過程中,采用CAD工藝圖和構筑物仿真圖進行展示,幫助學生直觀的理解水處理構筑物的結構特點,同時,引導學生鍛煉CAD制圖能力,鼓勵有興趣或者數學方面有特長的學生深人鉆研數學建模仿真方法,為將來在相關領域的發展打基礎在水污染控制原理和相關概念的教學過程中,對于重要的專業名詞給出其英文單詞,鼓勵有意向報考研究生學生認真學習專業英語,查閱專業領域前沿的英文文獻,為將來時的科學研究打基礎。
4結語
篇3
1教學內容的改革
工程力學課程是一門應用性較強的課程,是土木工程專業的核心基礎課程之一,是連接高等數學、大學物理與結構力學、彈性力學、土力學、混凝土結構設計、鋼結構設計、砌體結構設計等課程的橋梁,是土木工程專業學生教學由基礎教育向工程實踐教育的重要轉折點,其在實踐教學中的作用越來越明顯,但是教學內容過分強調力學作為一門獨立學科的系統性和完整性,而忽視力學作為應用學科的實用價值。工程力學的任務是學會如何對力學問題建模、如何將模糊的問題和想法用數學來描述,并培養提出、分析、設計以及解決科學和工程問題的能力[6]。為了能夠更好的培養學生分析和解決實際問題的能力,拓寬學生運用力學的方法解決實際的工程問題,應從教學內容上加以優化。一是重視基本概念、原理和方法的更新,增加新的教學內容,如工程力學領域的新技術、新進展、新概念、新實驗以及國內外土木工程等領域的實際問題。二是為了使學生對力學課程產生興趣,在緒論課程中應引入經典力學的發展史。目前,在教材編寫中,由于“少而精”的要求,緒論中更多的是介紹課程的研究內容、研究任務、研究方法以及研究目的,而弱化了力學發展史的介紹。從古代墨子“力,形之所以奮也”到牛頓力學《自然哲學原理》的編寫,再到哈密頓《一個動力學普遍方程》的發表,經典力學的發展經歷的漫長的時間,期間出現了很多促使力學發展的科學家,如牛頓、麥克斯韋、達朗伯、拉格朗日、哈密頓等等。這些歷史及歷史人物的介紹,可以達到喚醒、激勵、鼓舞學生的目的。三是強調概念性和實踐性內容的重要性,適當減少計算性內容。工程力學具有基礎性和應用性的特點,在教學內容安排中,一方面弱化理論推導過程,另一方面應適量增加一些具有實踐性或趣味性的教學素材;例題中,應突出對實際問題的力學模型建立過程的描述,在課后習題中引入基于力學分析的工程實踐的綜合運用實例,以調動學生的學習積極性和培養學生用力學方法分析問題和解決問題的能力。
2教學方法的改革
工程力學教學方法的改革,關鍵在于提高學生的學習興趣。一方面可以通過制作精美的教學課件增加課堂的趣味性和直觀性。現有的課件和通常意義上所說的板書并沒有多大區別,只是將原來用在黑板上推導完成的公式,放到了多媒體課件中加以展示。這樣的課件在教學過程中,達不到吸引學生的目的,自然無法引起學生的興趣。考慮到在工程力學課程教學中會用到大量的力學簡圖和實驗結論,如果可以將這些力學簡圖和試驗項目(如在理論力學課程運動學篇中出現的連桿機構,材料力學課程中桿件的各種變形等等)用類似flas的直觀方式表現出來,就可以豐富課件的內容,增加學生的興趣。另一方面是引入課堂試驗。力學課程中的基本原理都是建立在實驗基礎上,但目前力學的教學中,由于條件所限,工程力學課程中的實驗部分主要集中在材料力學的一些驗證試驗中,如金屬材料的拉伸壓縮試驗、梁的彎曲正應力試驗、扭轉試驗等等。這些試驗的開設,能在一定程度上提高學生的學習興趣和動手能力,但要達到力學教學的目的,還有一定的距離。為了改變這一現狀,可以借鑒一些國外大學經典力學的教學方法,在這些課程的教學中,教師在每堂課的教學中會會通過隨堂實驗的方式,驗證本堂課所涉及到的相關內容和原理,盡管這些實驗的結果大家都是非常熟悉的。此外還可以采用離開教室的現場教學。土木工程專業是應用性較強的一門學科,作為土木工程專業重要的基礎課程,應該在在學期中,安排2-4個學時將教學從教室搬到現場,通過利用現場的工程實物,教會學生如何對實際工程問題模型化,并用所學的力學知識進行分析解答。
3教學模式的改革
傳統教學模式是以教師為中心的“填鴨式”教學,教師起主導作用。由于高校教師一職多能的特點,使得教學過程質量控制稍顯不足。鑒于這種情況,應對傳統教學模式加以改革,形成以學生為中心的教學模式。在這一過程中,應以班級為基礎建立4-6人為一組的學習小組進行研討式教學。研討課教學是讓學生參與教學,教學相長,師生互動,通過專題研討使學生主動建構和拓展知識,培養學生的發散思維和創新能力。教師可以針對課程重難點問題,設置相關專題討論課。教師通過引導,教師與學生,學生與學生間通過互動交流,對所學的知識進行拓展。也可以設置一些與學科前沿相關的內容及熱點,學生通過課后查閱文獻,以小組為單位,通過板書、圖片、多媒體、實物模型等靈活的形式展示,并由教師與其他同學進行提問、討論,最后教師進行總結和點評。此外,在作業形式中也應該改變傳統以課后習題為主的作業模式,為了能夠更好的培養學生的能力,提高學生的綜合素質,可以布置一些研究型的題目,通過查閱文獻,以論文的形式的完成。比如通過材料力學課程中梁的合理設計問題,可以提出鋼筋混凝土梁的合理設計問題、鋼梁的合理設計問題等等,然后將這些題目布置下去,讓學生查閱資料,并完成相關論文。總之,要以這種教學形式改變傳統的“填鴨式”教學,實現課堂教學從“以教師為中心”向“以學生為中心”的轉變。
4結論和總結
篇4
目前許多院校廣泛采用主輔修方式培養復合型人才,即學生在完成主修專業課程的基礎上,再輔修第二專業的課程。輔修課程的上課時間經常與主修課程的上課時間相沖突,或者輔修課程的上課時間統一被安排在周末或晚上,這給輔修課程的學習帶來不便。環境工程與化學工程復合型人才的培養可采用特色班級方式培養,即在招生時就用固定班集體招生、統一培養。這種培養方式便于課程體系的學習,尤其是便于實踐課程的教學與管理。湖南城市學院化學與環境工程學院同時擁有化學工程和環境工程兩個專業,這使得該學院在環境工程與化學工程復合型人才的招生、教學與管理有獨特的資源優勢。
2環境工程與化學工程復合型人才培養的課程體系
在課程體系設計上,不能簡單地將環境工程專業與化學工程專業的課程“拼盤”。根據環境工程與化學工程復合型人才培養的特點和要求,我們在請教專家、調查學生的基礎上對環境工程專業、化學工程專業的相關課程進行了有機整合,形成了培養環境工程與化學工程復合型人才的課程體系,該課程體系由5個課程模塊組成。公共基礎和素質課程模塊。該課程模塊包括中國近現代史綱要、思想道德修養與法律基礎、基本原理、思想和中國特色社會主義理論體系概論、大學生心理健康教育、軍事訓練、大學體育、大學英語、計算機基礎、大學語文。專業基礎課程模塊。該課程模塊包括高等數學、工程制圖及CAD、無機化學及實驗、有機化學及實驗、分析化學及實驗、儀器分析及實驗、物理化學及實驗、化工原理及實驗、波譜分析。專業核心課程模塊。該課程模塊包括環境化學、管網工程、環境微生物學及實驗、環境生態學、環境監測及實驗、水污染控制工程及實驗、大氣污染控制工程及實驗、固體廢物處理工程及實驗、噪聲污染控制工程、環境影響評價。特色課程模塊。該課程模塊包括化工環境保護、化工污染控制工程、化工污染控制設備、綠色氧化技術、突發性化工環境污染事故的預防與處置等課程。實踐教學課程模塊。該課程模塊包括環境工程仿真實驗、工程設計、工程實驗設計與數據處理、PIDCAD工藝流程制圖、認識實習、生產實習、畢業論文(設計)。該課程體系在保留環境工程專業的核心課程基礎上,《無機化學》、《有機化學》、《分析化學》、《物理化學》、《儀器分析》、《化工原理》、《波譜分析》等專業基礎課程內容和學時與化學工程專業一致,在課程設置上體現出環境工程專業與化學工程專業課程的復合;特色課程模塊和實踐教學課程模塊體現出環境工程專業與化學工程專業課程的融合。
3環境工程與化學工程復合型人才培養的教學方法
對于環境工程與化學工程復合型人才,要求綜合培養學生環境工程、化學工程兩專業的知識和能力,達到綜合培養的目標,這就要求其相應的教學不能采用灌輸性的教學風格,而應采用滲透式教學、融合式教學、案例式教學和研究性教學等。(1)滲透式教學是指在上述專業基礎課程模塊中滲透環境工程專業知識的教學,在上述專業核心課程模塊滲透化學工程專業知識的教學。例如,《物理化學實驗》中動力學實驗可以讓學生動手做“Fenton試劑降解除草劑2,4-D反應速率常數和活化能的測定”。(2)融合式教學是指在上述特色課程模塊和實踐教學課程模塊中將環境工程和化學工程中的知識、原理、技能融成一體進行教學。例如,《化工污染控制工程》中教師可結合工程實踐進行“流化床化學反應器處理農藥廠廢水”的專題教學,將流化床工藝設計參數、原理、廢水排放標準等融合在一起進行教學。(3)案例式教學就是指在環境工程與化學工程復合型人才培養的教學過程中結合教學內容運用工程中的實際案例進行教學。例如,《水污染控制工程》中教師可結合工程實踐進行“電鍍廠含鉻廢水的深度處理”的案例教學。(4)研究型教學是指在環境工程與化學工程復合型人才培養的教學過程中教師結合教學內容,通過創設學習情境,促進、支持和指導學生完成研究型學習活動,來綜合培養學生能力與素質的一種教學方法。例如,在“Fenton試劑降解除草劑2,4-D反應速率常數和活化能的測定”實驗中,教師可引導學生自己查閱文獻資料,引導學生思考如何測定溶液中2,4-D的濃度?如何用計算機軟件繪制2,4-D濃度的標準曲線?讓學生自己確定實驗中所需要的儀器和使用的方法,引導學生思考FeSO4和H2O2使用量對2,4-D降解速率的影響,如何求算該降解過程中的速率常數K和表觀活化能Ea?
4環境工程與化學工程復合型人才培養的師資隊伍建設
良好的師資隊伍是實施環境工程與化學工程復合型人才培養的關鍵。要培養環境工程與化學工程復合型人才,首先必須有環境工程與化學工程復合型的師資。筆者認為,要改變目前環境工程與化學工程復合型的師資匱乏問題,可從如下幾個方面加強環境工程與化學工程復合型人才培養的師資隊伍建設。(1)引進、培養具有環境工程和化學工程雙專業學位的高水平的博士或碩士,他們在學士、碩士或博士學位教育期間接受過環境工程、化學工程的專業教育,具備環境工程和化學工程復合的知識結構和科研素養,是環境工程與化學工程復合型人才培養的理想師資隊伍。(2)教師交叉自學和資格認證。在學院內部要求有環境工程專業學位的教師參加化學工程的本科理論與實踐教育,要求有化學工程專業學位的教師參加環境工程的本科理論與實踐教育,教育期滿后進行考試認證,達到認證資格的教師才能評聘為環境工程與化學工程復合型人才培養的師資。(3)聘請企業有工程實踐經驗,且有良好師范素養的工程師參與環境工程與化學工程復合型人才培養的教學和科研工作。
5學生自主學習是環境工程與化學工程復合型人才培養的重要手段
篇5
工業工程專業具有非常強的實踐性。工業工程的目標是用技術的方法,經濟、有效地解決社會系統的現實問題,這就要求工業工程專業培養的學生能將所掌握的知識與社會中的實際問題相聯系,具有解決社會現實問題的能力。目前,高校人才培養方案設計的常規模式是依據學科的知識體系,按時序設置課程,追求本科專業知識的完整性和邏輯性。這種設計模式在理論上是合理的,但容易出現學校教育與市場需求相脫節的現象。因此,應將學科知識體系與市場需求和職業崗位知識能力要求相結合,以職業崗位能力需求為導向,構建更加合理的專業知識結構,并具有較強的適應能力和知識遷移能力的課程體系,從而提高學生的就業競爭力。同時,融入必要的實踐教學,把工業工程專業的實踐性充分地體現在整個教學過程中。我校作為山東省應用基礎型人才培養特色名校,多年來始終把人才培養質量放在重要位置,對本科人才培養和就業工作極其重視。2014年,結合山東省名校建設和自身專業發展,通過多方調研,對培養計劃進行了修訂。通過引入具有一定優勢的機械和土木建筑等工程基礎技術,形成富有特色的工業工程專業培養特色。專業定位為培養具有堅實的自然科學、社會科學、現代經濟與管理科學知識,具備一定的工程技術基礎,具有較強的創新精神和工程實踐能力,能夠綜合應用工業工程理念和知識對生產型和服務型企業進行規劃、設計、評價、改善以及創新,能從事工程、設計、制造、管理、科研與教育等方面工作的高級復合人才。在培養計劃中突出實踐的重要性,構建有特色的實踐教學體系。作為實踐性很強的工業工程專業,其畢業生不僅面臨就業問題,同時也面臨著進入工作崗位后的職業發展問題。對于應用型本科人才的培養,我們強調工業工程人才的培養,不但重視職業對人才素質的培養要求,而且要關注學生個體發展的需要;要把職業能力和職業素質的培養反映在人才培養方案當中,突出畢業生進入工作崗位所需職業技能的各類教學環節,強調解決最短時間上崗的問題,增加就業競爭力;同時還強調培養學生未來職業晉升和相近崗位遷移的職業能力。實踐環節是高校工科專業教學必不可少的環節,更是工業工程(工科)專業實現其培養目標的必修環節,對實現職業發展和提高人才培養質量有重要作用。
2當前工業工程專業實踐教學中的主要問題
實踐環節應該具有較強的針對性。當前在各高校進行工業工程專業實踐教學過程中,雖然都有課程設計、各類實驗和實習等實踐環節,但具體內容上由于專業定位和學校資源的不同,形成了很多有特色的實踐教學模式和體系,但也存在很多問題。
2.1實驗過于側重驗證性實驗
在開設的課程實驗中,多數仍然是驗證性實驗,設計性實驗、綜合性實驗占比較低,各門課程的課內實驗,僅依附于課程內的理論知識,學生難以從實驗中開拓創新。
2.2實踐教學手段單一理論不能聯系實際
課內實驗和部分課程內容設計均采用統一的模式,學生被動接受教師預先設定好的方案,按步驟進行,缺乏實踐活動的參與性,積極性不高,也不利于發揮學生的自主性。同時,由于部分教師缺乏企業實際工作經驗和工程實踐背景,所設計的方案與實際情況出入較大,不能很好地鍛煉學生的實踐能力和學習能力。
2.3實驗設施不夠完備實踐教學內容簡單
在工業工程本科教育中,對于實驗室建設方面明顯投入不足,僅能夠保證基本的專業實驗。對于強調實踐性的工業工程專業,因實驗設施設備的不足,無法充分發揮實驗在實踐教學活動中的作用。
2.4實踐、教學分散不成體系
以我校為例,僅開設了管理信息系統、基礎工業工程、人因工程3門核心課程的課內實驗和設施規劃與物流分析、人因工程2門課程的課程設計,部分需要課內實驗的核心課程,例如生產運作管理、質量管理工程、系統建模與仿真等,都沒有開設課內實驗。雖然開設了金工實習、認識實習、生產實習、畢業實習和畢業設計,但由于實習單位生產情況的不確定性,往往造成實習缺乏針對性和代表性,不能很好地參與生產實踐。對于定位于應用型工業工程專業培養的院校,還存在畢業論文過多的情況,經常出現指導教師指定論文題目進行寫作,缺乏實際背景的現象。這些缺乏聯系,過于分散,沒有形成有機整體,更缺乏綜合實踐的課程,未能最大限度地發揮實踐教學對于學生素質和能力培養方面的重要作用。
3基于職業發展的工業工程專業實踐教學體系的構建
工業工程專業培養的合格畢業生,必然是在企業中與工業工程專業相關的崗位上工作,并具有良好的職業發展潛力。這就要求我們關注學生的職業生涯和可持續發展,使學生既具備從事職業活動必需的高技能,又具備能為整個職業生涯提供持續發展動力的職業素質。在進行新的專業培養計劃修訂過程中,按照職業發展的要求構建工業工程專業實踐教學體系。力求以職業發展為導向,促進實驗教學體系的改進,利于學生的順利就業和職業目標的達成。我們通過梳理核心課程在實踐教學中的作用和相應的職業能力需求,按照從“課堂案例教學-課內實驗-課程設計-工業工程綜合實訓-各類實習-畢業設計”的路徑,輔以課外活動競賽等構建三部分的實踐教學體系。工程技術實踐部分,由于工業工程是工程技術與管理的交叉學科,在強調工程技術知識的同時,也要注重工程技術實踐。我們設置機械電子與控制和土建施工兩部分工程技術。實踐部分分別包括機電控制PLC課內實驗和土建施工電子制圖課內實驗,設置機械制造課程設計、電工電子實習以及金工實習。專業核心實踐部分,在理論課堂增加案例教學的基礎上,通過對專業核心課程的梳理,重新規劃建設了實驗室,開設了基礎工業工程課程實驗14學時,人因工程學課程實驗12學時,生產運作管理課程實驗16學時,質量管理工程課程實驗6學時,精益生產課程實驗4學時,系統建模與仿真課程實驗24學時,并且在課程實驗中增加設計性實驗和綜合性實驗的比例,開設開放性實驗,由學生利用實驗設備自主選擇實驗內容。在開設課內實驗的基礎上,進一步開設基礎工業工程課程設計、人因工程課程設計、設施規劃課程設計、生產運作管理課程設計。同時,開設工業工程綜合實訓。此外,我們把生產實習放在工業工程綜合實訓之后進行,以便學生在企業進行生產實習時更具針對性。我們強調,畢業實習和畢業設計的關聯性,僅允許極少部分學生撰寫畢業論文,絕大多數學生要求采用畢業生設計形式完成實踐的最后一個環節。要求學生以畢業實習了解的實際企業背景,尋找企業生產實際中的問題,運用工業工程的方式進行解決,或者模擬進行產品的組裝線設計或生產系統設計。經過畢業實習和畢業設計共16周的強化應用訓練,可以讓學生增強解決問題的實踐能力,便于提高學生走向工作崗位后快速適應崗位的工作需要,為職業發展樹立良好的開端。考慮到部分中青年專職教師的企業實踐和工程背景不足,我們聘請了來自企業的校外兼職實踐指導教師。通過他們的指導,可以拉近教學實踐過程和企業實際之間的距離,從而使培養的工業工程畢業生具有更好的職業發展潛力。課外實踐部分,我們充分利用課外實踐增加學生的工程實踐素質,結合大學生數學建模大賽和大學生創新大賽,進行分類指導,充分發揮競賽對科學素質的鍛煉作用。通過組織學生以全國工業工程案例應用大賽,使學生真正感受工業工程在企業的應用。對于大四學生,鼓勵參與中國機械工程協會工業工程分會主辦的見習工業工程師資格考試,從理論知識和實踐能力方面綜合對學生進行第三方評價。
4結束語
篇6
隨著國民經濟和計算機、信息技術的高速發展,21世紀是知識經濟和信息化時代。社會對人才的要求也走向多樣化,其中一個重要方面就是對復合型人才的渴求。即不僅要求他們精通本專業的科學知識和專業技能,而且還應掌握能適應市場多元化和國際化趨勢相關知識和技能,如經濟、管理、社會、法律、生態等影響人類可持續發展前景的基本學科及其基礎知識。傳統的人才培養模式和教學方法面臨著嚴峻的挑戰,同時也給教學改革帶來了機遇。《工程經濟學》作為工程管理專業的核心課程,教學現代化建設更勢在必行,必須在教學體系、內容和方法等方面有所創新。作為建筑業的工程技術人員,不應局限于長期以來一脈相承的實體空間圖面操作上,還應將自己的視野延伸向社會、經濟大舞臺和自然界更廣闊的天地。這是21世紀新型建筑人才的使命,是中國建筑教育界改革與創新的方向之一,也是本課程建設項目的宗旨。本重點課程建設首先對課程體系、教學內容進行了改革。目前我們選用的是“十二五”國家級規劃教材,王右軍主編的《工程經濟》(天津科學技術出版社出版,2014年1月第1版)。但并不是所有內容都講,而是緊密結合我國建筑業發展趨勢,針對本校學生的學習能力和接受程度,在繼承我國多年來工程經濟學的研究成果的基礎上,與時俱進,對已有內容進行調整與拓展,同時適當吸納國外工程經濟學的研究成果,做到既具有較強的專業性,又具有普遍適用性。在此基礎上編制了既有深厚的理論基礎又貼近實際,既具有較強的專業性又具有普遍適用性,與本校應用開發型人才培養模式相一致的補充講義和習題集。根據本課程教學基本要求,重新編寫了貼近實際的教學大綱,充分體現本課程特色。教學日歷科學、合理,按知識結構、科學性、難易程度安排日歷。同時為學生提供了《投資項目經濟咨詢評估指南》(中咨公司編,中國經濟出版社出版)、《技術經濟手冊》(李京文主編,中國科學技術出版社出版)、《市場預測理論與應用》(屈援主編、暨南大學出版社出版)、《工程經濟學》(李相然,中國電力出版社,2008年第一版)等教學輔導材料。
二、教學手段改革
本重點課程采用傳統的教學方法講授基本內容,對于一些復雜的工程實例,學生無法想象、教師也難以用語言來描述的東西,采用多媒體手段生動、形象地進行演示。同時本課程采用多媒體課件和案例教學等多種教學方法相結合,采用教、學互動式,教學、科研互動式等新型教學方法充分調動學生的學習積極性、激發學習興趣。老師指導學生完成科技創新,并讓部分學生參加到老師的研究課題中來,培養學生的創新能力。例如讓學生參與了“整合營銷在房地產企業中的應用”課題,學生到房地產企業實習,搜集相關資料,掌握了很多實際知識,并提出了一些合理化建議。案例教學法是一種培養高素質、實用型和創新性管理人才的行之有效的教學方法,因此在本課程教學中被充分運用。在講到資金時間價值時,為了讓學生認識到其重要性,介紹了一個案例:1626年,有一荷蘭人從印第安人那里花了24美元買下了曼哈頓島。據說這是美國有史以來最合算的投資,而且所有的紅利免稅。24美元真的很便宜嗎?如果當年的這24美元沒有用來購買曼哈頓島,而是用作其他投資了呢?假設每年8%的投資收益率,不考慮戰爭、災難、經濟蕭條等社會因素,這24美元到2004年會是多少?讓學生一起來計算結果,最后的結果讓學生大吃一驚,24美元在經過378年后,按8%的利率計算,竟然可得到103萬億美元。通過這樣有趣的案例分析,調動了學生的學習興趣,加深了學生對知識的理解、記憶。同時本課程教學注重理論聯系實際,采用了大量實際工程進行案例教學,例如在講授工程項目財務評價時,就采用了案例教學法,以杭州“親親家園”小區工程項目為例進行財務評價,通過對這個案例的教學,讓學生掌握了如何編制財務報表,如何計算投資回收期、投資利潤率、償債備付率等評價指標,以及如何對項目進行風險分析和不確定性分析。通過對實際工程的案例分析,學生掌握了理論知識在實際工程項目中的綜合運用。本課程充分利用現代化教學手段,開展網絡教學,提高教學質量。在現有基礎上不斷更新網絡課件,新編了特色明顯、適合我校教學使用的網絡課件,豐富教學資源。教學內容已全部上網,并使《工程經濟學》教學逐步過渡到網上教學,建立互動式工程經濟學教育網。
三、加強實踐教學環節
本重點課程建設主要從以下各方面加強實踐教學,提高學生解決實際問題的能力。
1.對一個實際項目進行了可行性研究的經濟評價部分的工作。通過課堂上對項目可行性研究經濟評價部分進行系統分析和內容構成的講授,讓學生對所學過的內容進行系統的復習和綜合,以大作業的方式完成實際項目的經濟評價。
2.在學生完成上述實際項目的經濟評價工作之后,安排學生對在經濟評價工作中存在的問題和不足進行討論和分析,進而加深學生對所學內容的理解和掌握。
3.學生通過社會實踐、實習考察、參觀學習增強了其感性認識和實際動手能力。
四、教學評價改革
本重點課程重視基本知識和基本技能的考核,對基礎知識和基本技能部分的考核實行考教分離,流水閱卷和主考負責制;對講座形式講授的內容采用寫文獻綜述的方法考核,文獻綜述的格式要求和畢業論文的格式相同。考試統一命題,其難度、深度、廣度符合教學大綱要求,評分標準嚴格合理,學生成績分布合理。重視基本知識和基本技能的考核,試題與本課程的定位相符。本重點課程建設在現有基礎上,更新試題內容,完成試題庫建設,提高試題質量,真正做到教考分離,提高教學質量。考試的方式靈活多樣,除了從試題庫中抽取試題考查基本知識和基本技能的掌握情況外,還外加開放性題目,以考查學生創新能力的培養情況。開放試題可以是小論文,也可以是解決一個問題的思路。
五、師資隊伍建設
本課程現有五名主講教師,都畢業于土木工程相關專業,同時已經大都具有從事《工程經濟學》教學的經驗。從師資結構看,本學科的主講教師中:教授2人,講師3人;博士2人,碩士2人,學士1人。該師資結構形成了較為合理的職稱和學歷梯度。由上述情況可知,本課程已經具有一支學歷、知識結構合理、滿足教學需要的教師隊伍,五位教師已經基本可以滿足本科教學和考研指導的需要;同時,已完成的《建筑經濟學》教學改革項目,對改善本課程的教學手段、方法,提升教學效果、教學水平大有裨益,大大更新了原有的教學理念。課程建設考慮工程經濟學教學力量的新老交替,為此加強了青年教師的培養工作。在教研室內進一步加強并完善了傳幫帶制度,明確責任,嚴格考核,使青年教師盡快成長起來。
六、結論
本重點課程建設對課程體系、教學內容、教學手段、教學評價等方面進行了改革,加強了實踐教學環節。本重點課程建設具有以下創新點。
1.緊密結合我國建筑業發展趨勢,與時俱進,同時適當吸納國外工程經濟學的研究成果,針對本校學生的學習能力和接受程度,對教學體系和內容進行了調整與拓展。
2.充分運用案例教學法等多種教學方法,采用教、學互動式,教學、科研互動式等新型教學方法充分調動學生的學習積極性,激發其學習興趣,并開展了網絡教學。
3.與工程實踐緊密結合,指導了學生2項社會實踐活動,通過實習考察、參觀學習和對實際項目進行可行性研究工作,提高了學生的動手能力與解決實際問題的能力。
篇7
工程實踐教學體系重構教學方法
目前國外的機械工程教育正向著復合型人才和工程應用能力培養的趨向發展,學生不僅需要有堅實的數理科學知識,同時需要工程實踐方面的練習,強調理解知識、把握學習的方法、培養獨立分析和解決工程實踐的能力。在對教學內容和課程體系改革的進程中,不僅僅要加強理論教學和寬厚的基礎知識的學習,更要注重工程實踐教學環節,它是提高人才素質和能力的重要途徑。因此使工程設計的功能和方法從驗證理論知識擴大到應用知識和培養能力,從模擬設計上升到獨立思索和創新設計,從單一的設計內容拓寬到綜合性設計,重構機械類專業的新型工程實踐教學體系,全面開展面向21世紀的工程實踐內容和方法的探索和實踐是十分必要的。
1構建完善的工程實踐教學體系
機械工程類專業主要培養的是工程技術人才—工程師,其培養的主體是大學本科生和碩士探究生,世界各國的經驗表明,培養一名合格的工程師,要經歷工程科學知識的學習、工程實踐的練習和工作實踐的鍛煉,大約需要7~9年時間,學生畢業后,需要到企業工作3~4年,取得實際經驗后才能成為現代高素質的企業工程師。其中工程實踐的練習是十分重要的環節,它能夠促進學生理論聯系實際、學以致用,培養實際動手能力,因此全面改革工程實踐教學,大力加強工程實踐能力培養,力求突出專業特色,是工程實踐教學體系改革的主要內容。
在制訂教學計劃時應根據社會需求,從培養多類型、多規格的人才培養思想出發,從有利于培養學生的創新意識、工程意識、工程實踐能力、社會實踐能力出發,對實驗、實習、課程設計、社會調查、畢業設計(論文)和課外科技活動等實踐性教學環節進行整體的、系統的優化設計,明確各工程實踐教學環節在總體培養目標中的功能。把基礎知識和專業技術知識和實踐教學有機融合在一起,通過教學、實踐各個環節的共同功能,注重創新意識、創新能力的培養,并貫穿于人才培養的全過程,堅持產、學、研相結合的方向,逐步形成完善的、能夠體現基礎性、系統性、實踐性和現代性教學內容的工程實踐教學體系。
2實施全方位的工程實踐活動
全面系統布置實踐性教學環節,就是在每個學期均布置有不同的實踐教學環節,保證工程實踐練習四年不間斷。在實驗教學方面,減少驗證性實驗,更新實驗內容,有計劃地開設設計型、綜合性、創新性實驗項目,充分調動學生的自主性,開發他們的思維潛能;實習作為培養學生的實踐環節,是各高等院校的必修課,它對學生素質的培養和對學生進行機械制造裝備和工藝教育起到了十分重要的功能,尤其是對數控機床等現代設備的操作和編程能力的培養、先進制造工藝的熟悉,因此應該把工作的重點放到理論和實踐的結合上,讓學生通過更多的生產實踐去把握所學到的技能知識,達到硬件軟件兼備;加強課程設計環節,建立課程設計系列,加大綜合設計力度,鼓勵改革課程設計的教學內容,注重學生綜合能力的培養,在每個專業至少設置一個綜合性課程設計;畢業設計要著重加強現代設計方法和創新能力的練習,要強化學生科技論文寫作能力的培養,同時應結合社會融入工程意識和經濟觀點。
3建立完善的管理體系
工程實踐的管理是一個系統工程,其內容要靠制度來體現,制度要準確、合理、可行、方便。首先應明確和理順各級管理部門的職責范圍和內容,明確工程實踐在各個環節和各階段上的建設方向、重點和主要任務,建立和完善各項工作和管理制度,使管理全面步入規范化和制度化的軌道;其次網絡技術為實驗儀器的運行狀況、材料管理和統計、信息交流、管理手段的更新等方面實現科學的管理提供了基礎和條件,應用網絡技術對工程實踐的實施和執行狀況進行網絡化管理,能夠提高工程實踐環節的服務水平,促進設備和人力資源的合理配置和優化,提高實驗室和設備儀器的利用效率,提高管理的檔次、快捷性和全面性,也有助于領導層進行評定、分析和決策。
4改革工程實踐教學的方法和手段
機械工程類專業是一門實踐性很強的、以培養工程技術應用型人才為目標的專業,因此在教學的每一個環節都必須配合相應的工程實踐教學,來加強學生對理論知識的理解,同時也可以培養學生自己的實際動手能力。在實驗儀器設備有限、實習條件相對較差的情況下,通過引入計算機技術和現代教育技術,改變傳統的“定時定點”的同步教學方式,構建一種工程實踐教學的新模式,從教學方法和手段上解決難題,筆者提出以下建議和設想摘要:
(1)購買或錄制大型現代化制造企業的高性能加工裝備、先進制造過程和生產管理方面的錄像或光盤,可以使學生對工程實踐有直觀形象的熟悉,對現代制造技術在企業的應用有更深的了解,尤其可以開闊學生的視野,使學生清楚地了解工程實踐在制造業中的地位,增強學生的學習信心,培養學生的喜好,提高學生的積極性。
(2)借助計算機和高檔圖形軟件(如Solidworks、Pro/Engineer),利用虛擬現實技術,開發數控機床及其編程仿真系統,如JIBIC公司的CNC教學系統,在計算機上模擬數控機床的控制系統、操作、編程和加工過程、故障檢測;利用MAT?鄄LAB、LABVIEW軟件,開發虛擬儀器、虛擬仿真系統。
(3)植入多媒體技術,開展CAI工程實踐教學,對實踐教學中的操作步驟、要領和技巧,以及實踐中難以用語言描述的微觀組織、結構變化、形成過程等以動畫形式直觀體現出來,以提高教學的起點和授課信息量,提高教學的質量。
(4)探索合作教育的模式,把單一的培養模式改變成靈活多樣的培養模式。合作教育是一種將校內學習和校外工作相結合的一種教育模式,通過和本地區企業聯合建立實習基地或將學生送到企業進行實踐鍛煉一年的“三加一教學(即三年學校教學加一年企業教學)”、或每學年設置為三學期制,其中兩學期在校內學習,一學期在校外進行實踐工作,目的是為了加強學習過程中的理論和實踐的聯系,提高學生解決實際新問題的能力,為學生廣泛接觸社會,積累工作經驗,畢業后順利就業提供機會。
5積極開展第二課堂活動
要有計劃地開設機構創新設計、產品造型設計、電子設計、包裝裝璜設計等方面的選修課;引導學生開展各種有益學生身心健康、擴展知識面、開拓視野、培養能力、陶冶情操的活動,開展自主實驗、自主設計、自主實習等以學生為主體的自主性實踐教學活動,以提高學生的綜合能力和全面素質;要組織學生參加各種學術交流活動,以擴大視野、啟發科學思維,創造條件把學生引導到各種科學探究活動中去,他們可以參加大學生科協組織的科技創新活動,也可以參加教師的科學探究工作;要積極組織各類科技競賽,倡導學生參加科研活動,促進學生逐步實現學習知識和工程實踐相結合。通過第二課堂活動,開展以學生為主體和中心的集體性自主實踐教育活動和課外科研活動,如CAI設計大賽、計算機繪圖大賽、機械創新設計大賽,培養學生工程設計思想、敢于創新的精神、分析解決工程實際新問題的能力。
6培養一批練習有素的師資隊伍
參加指導工程實踐的教師和指導創新練習的理論課教師要協調配合,精心策劃出實踐教學每個環節,編寫優秀的實用的教學實踐教材,解決學生在工程實踐和創新過程中碰到的構思、設計、工藝等諸多實際新問題。要做好這項工作是很不輕易的,一方面教師自身必須不斷學習、不斷實踐,另一方面,學校領導要充分熟悉到加強工程實踐的重要意義,有計劃地培養一批理論知識深厚、經驗豐富、實踐能力強、德才兼備、勇于奉獻、練習有素的師資隊伍,只有這樣,才能保證工程實踐教學的質量。
參考文獻
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2時銘顯.面向21世紀的美國工程教育改革[J.中國大學教法,2002(10)
篇8
化學工程技術支持著化工工業的前進與發展,化學工程技術從理論到實驗,再到實踐,最后投入生產成品,是必不可少的一個環節。然而,從實驗室到工業生產,特別是大規模的生產,需要解決裝置的放大問題,其直接影響企業工業生產規模的擴大及經濟利益的增加,裝置放大可以節省資金,減少不必要的消耗,節省勞動力。但是要考慮到,裝置放大過程中,物流的一系列物理過程的相關條件很可能改變,達到的某些指標通常低于實驗室的小型技術設備產生的結果。這種起源于放大過程的效應被籠統稱為“放大效應”,包含很多已知及未知物理因素的影響。現代化工對于一套裝置一年的產量,一般情況下按照目前的工業生產規模可以達到大于或者等于數十萬噸,大規模的生產使其面臨工程方面的問題,且在指標方面也有所降低,這對于工業而言會造成較大的資金損失。化學工程技術的進步,主要體現在新產品及工藝的不斷創造,而這些都需要借助化工工業,除此之外,還需合理的經濟和技術。就上述情況而言,凡是關于工業化的東西,一般情況下都歸屬于化學工程的研究范疇。在日常生活中,化學工程無處不在。如:煙筒排放物中的硫、氮氧化物等有害物質,需要經過嚴格的處理,才能對外排放,以防污染生態環境。在實驗室達到要求后,要在工業規模中實現大量煙氣的凈化,就必須考慮大規模凈化的經濟性和可行性,要考慮的問題與實驗室研究不同。又如,化工工業生產中,要求以十分純凈的產品為原料,對實驗室操作來說,這比較容易達到。對大型生產裝置的要求是,消耗低而且經濟方面可行,這表明課題存在很大的不同之處。
2化學工程的研究對象及復雜性
化學工程是以物理學、化學和數學為基礎,并結合工業經濟基本法則,研究化學工業中的物理變化和化學變化過程及其有關機理和設備的共性規律,并將之應用于化工裝置的開發、設計、操作、控制、管理、強化以及自動化等過程中,在化工工藝與化工設備之間起著承上啟下的橋梁和紐帶作用的一門工程技術學科。一般情況下,化學工程的對象的情況較為復雜,具體如下:首先,該過程自身具有一定的復雜特點,包括化學與物理,而且兩者經常發生,彼此影響。其次,物系方面較為復雜,流體與固體,或者兼而有之。流體特質變化較大,如有低粘度和高粘度、牛頓型和非牛頓型等。最后,物系流動時邊界復雜,由于設備的形狀較為多樣,而且其在填充物方面的形狀也不正常,如催化劑、填料等,使得設備在流動邊界方面的設置較為復雜而且在確定方面不準確。
3化工工業的現狀及發展
目前從形式上看,現代的化學工業經歷了單元操作和傳遞原理與化學反應這兩個發展階段,正準備走向一個新的階段。但種類多樣、制造過程復雜以及生產產品款式較多,造成排放物復雜、量多及危害大,因此,目前化工工業應重點關注污染問題。與此同時,在加工、貯存、運用或者處理化工產品時應防止操作對環境生態以及人類健康造成危害。在化工生產中應遵循國家可持續發展戰略,制定正確的方案。隨著我們國家科學技術的快速發展,各行各業進行生產都要接觸化學工藝,涉及制藥、石油、材料、能源等行業的發展和污染問題,這都是現代化學工業需要面對的問題。目前,我國的化學工業經過了半個世紀的發展,已經形成了門類比較齊全,品種大體配套并基本可以滿足國內需要的化學工業體系。2001年全國國有及規模以上非國有企業的石油加工工業和化學工業總產值達到10990.6億元人民幣,占全國工業總產值的9.8%,實現利稅747.8億元,石油和化學工業企業13765個,資產總額13344.2億元。我國化學工業獲得長足進步的同時,環境保護工作也不斷得到加強。但是化學工業在實施可持續發展戰略過程中,仍存在不少問題和障礙,嚴重制約著我國化學工業的發展。
4二者的發展探究
篇9
石油加工工藝學課程是化學工程與工藝專業的重要專業課程之一。該課程的教學中應注重培養學生的工程概念,建立工程意識,提高綜合運用知識和解決實際問題的能力。完善與優化石油加工工藝學課程體系與內容,進一步提高課程教學質量與人才培養水平,是各石油高校人才培養的重要任務與研究課題,需要同行進行長期不懈的探索和努力。我校在原有教學大綱基礎上,增加工程實踐內容,提高學生的工程意識和分析問題解決問題的能力;教學方式多種化,板書與多媒體結合,引入相關的聲像資料、圖片資料,幫助學生深入理解授課內容;成績評定中增加文獻撰寫部分及討論部分成績,提高學生查閱、加工文獻及表述能力。
2教材的選定
以林世雄主編的石油煉制工程(第四版)為主,參考侯祥麟主編的中國煉油技術,沈本賢主編的石油煉制工藝學,陳紹洲主編的石油加工工藝學等優秀教材,適當增加石油資源高效利用、清潔燃料生產和石油煉制工業關鍵技術的新發展等新內容,形成具有自己特色的課程內容,與時俱進,擴大知識范圍,為學生提供更大的學習空間。
3每章增加課后習題
為了提高學生的學習效果及自我總結能力,每章增加不同類型的課后習題與思考題。包括石油產品有哪些分類及各自用途等基礎性習題;冬天柴油車掛蠟如何處理等與實際生活相關的習題;如何根據油品的特性實現油品的安全管理等與實際生產相關的習題。學生即掌握了基礎知識,又可以運用所學知識來分析和解決實際問題。另外每章結束后要求學生對本章重要知識點進行總結,再相互交流,把握主線,整體思路清晰。
4教學方法改革
4.1現代教育技術的應用多媒體教學課件以它圖文并茂、動靜結合的表現形式,達到增強了學生對抽象概念、圖形性質和學科定理的理解與感受,從而極大地提高了課堂的教學效果。石油加工工藝學課程具有專業性強,需要良好的專業知識鋪墊;知識綜合性強,涉及內容廣泛,內容復雜,新工藝技術、新標準繁多;應用性強,理論與實際密切結合等特點,決定了該課程的授課形式必須多樣化,達到最好的教學效果。所以授課中把新工藝、新標準等以多媒體的形式講授,既直觀、形象、又便于學生了解掌握,節省教師畫圖、畫表的時間,在有限的教學時間里實現了大容量、高效率的教學。運用視頻將理論與專業實驗、仿真素材等緊密聯系起來,如對實沸點蒸餾先進行理論介紹,再播放視頻,一動一靜,將枯燥的理論以實際過程表現出來,提高學生的學習效果。課外學習平臺也不斷完善,包括授課視頻、實驗視頻、課件、配套習題、實際問題解決方法等,用現代技術及豐富生動的內容吸引學生的學習興趣,提高學生自主學習的能力。
4.2啟發式與對比式教學相結合為了改變大學生在中學階段養成的被動式、機械式的學習方式,變被動為主動,增加學習的積極性,提高對知識的渴望與興趣,本課程的講授過程中大量采用啟發式教學。如在講授清潔燃料生產時,先通過圖片了解現在全球氣候變化帶來的影響,并給出具體數據,再討論導致的原因。汽車尾氣的排放就是源頭之一,為了改善全球氣候,減少汽車尾氣排放的污染物是當務之急,這就要求提高燃料的質量,即生產清潔的汽油和柴油。應用啟發式教學,從我們切實能體會到的事情出發,引導學生運用所學知識去解決實際問題,既可以把問題簡單化,又增加了學生的學習積極性和興趣。除了啟發式教學外,還并用對比式教學方式,兩者相互補充。如把汽油和柴油進行對比講解,找出異同點,便于學生的理解與掌握。先指出汽油機與柴油機的雖然都是活塞式發動機,工作過程都是由進氣、壓縮、膨脹做功、排氣4個過程構成,但兩者的壓縮比、進入氣缸的氣體、著火方式等不同,所以對燃料的要求不同。汽油和柴油在發動機中燃燒不正常時都會發生爆震,且爆震現象相同,但是產生爆震的原因及時期卻完全不同,兩者用不同的指標來表示其抗爆性,由此得出各自的理想組分。通過對比歸納,內容清晰,層次分明,相似的知識點不易混淆,便于理解與掌握,取得了良好的教學效果。
4.3小組討論形式進入課堂為了提高學生的學習積極性,我們會不定期的提出一些與石油相關的問題,鼓勵學生通過各種渠道(期刊、報刊、互聯網、電視等)收集資料進行了解,之后在課堂上進行分組討論,把枯燥乏味的理論知識結合到我們的生活中,學生積極性較高,課堂氣氛高漲。比如緒論講完之后提出問題:石油與你有多大關系,你一天消耗掉多少石油?在下次課中用部分時間進行分組討論,在激烈的討論中,同學們各抒己見,真正了解到了我們的衣食住行確實離不開石油,但石油又是什么,它又是如何加工成我們想要的產品呢?有了疑問和好奇心,增強對本課程的興趣。
4.4培養獨立查閱并加工文獻的能力在授課過程中提出幾個比較熱門的課題,如原油價格對國民經濟的影響?煉化企業如何實現清潔燃料的生產?現代煉油工業發展趨勢?中國的能源安全及戰略問題等。學生根據個人興趣,選取某一個課題,獨立查閱文獻并經過整理完成一份報告,提高學生查閱加工文獻的能力,為以后畢業論文奠定良好的基礎,又加深對某一方面的深刻理解。
4.5加強工程意識與理論的聯系石油加工工藝學是一門專業課,除講授理論內容,還引入大量工業生產和科學研究案例,提升學生工程意識與理論聯系實際的能力,真正做到理論與工業生產緊密相連。如以遼陽石化加工原油-俄羅斯原油為例,根據原油性質、實沸點蒸餾數據及直餾產品性質,確定加工方案;以遼陽石化550萬t/a常減壓裝置為例,講授常減壓裝置工藝流程、主要設備、直餾產品性質等,運用實測數據進行產品實沸點切割計算,分離精確度計算等;增加解決實際問題的環節,如當某一側線產品出現頭重尾輕的時候應如何調節操作?本專業定期聘請工廠有經驗的專業技術人員到學校進行講課,介紹工廠相關裝置概況、原料及產品、市場需求、主要設備及生產工藝流程、從事化工行業要注意的安全事項等事項,使學生不但有了安全意識,也對實際生產過程有所了解,有利于理論知識的理解,引起學生對自己未來工作的興趣,提高學習動力。專業實驗最能反映專業特色,是與本專業學科發展關系最密的實踐性教學環節,因此我們不斷對專業實驗教學環節進行改善,除了開設傳統的驗證性實驗外,又增加了設計型、研究型實驗;建設煉油化工與自動化仿真培訓中心,強化學生的工程實踐與運行能力;鼓勵學生參加“中國石化-三井化學杯”大學生化工設計競賽,聘請設計院人員與教師共同指導,培養學生的創新思維和工程技能,培養團隊協作精神,增強學生的工程設計與實踐能力,實現“卓越工程師教育培養計劃”。
5教師實踐能力的提高
作為石油加工工藝學課程的老師,本人除了具有豐富的理論教學經驗,也具有實際生產經歷,曾在中石化滄州煉油廠催化裂化裝置工作兩年,每年參加知道學生下廠生產實習實踐教學環節,并于2012年在遼陽石化煉油廠進行為期一個月的實踐培訓,因此對煉油加工工藝過程及主要生產設備的操作及工作原理頗為了解。在理論教學過程中,能夠將實際生產與理論知識結合在一起,并對生產中遇到的問題作為實例進行分析、講解,提高了學生的學習積極性及理論聯系實際,分析問題和解決問題的能力。從事石油加工工藝學課程的教師除了擔任理論教學外,還擔任專業實驗、畢業設計論文、生產實習及實踐教學環節的指導工作。在學校、學院的推薦下,每年都有青年教師到中石油遼陽石化公司的生產一線進行實習,并派專業教師參加相應的技能培訓,定期聘請工廠專業技術人員到學校進行講座,以提高青年教師的工程實踐能力。
6結束語
篇10
1化學知識體系的龐大與無機化學教學時數的限制
隨著學科的發展和知識的豐富,無機化學的教學內容越來越多,書越編越厚,除了化學平衡和元素化學的知識外,還有物理化學的熱力學,反應動力學,電化學及“結構化學”的原子結構等內容,知識點密集且理論性強。以我校化學工程與工藝專業為例,所用教材為天津大學楊宏孝等主編,高等教育出版社出版的無機化學第四版,550頁,教學時間為54學時,在如此短的時間內學完全部內容,顯然是很費力的。因此大學老師的授課方式和對學生的引導就顯得至關重要。
2學生自身條件的局限
無機化學的授課對象是剛剛考入大學的大一新生,一方面他們在高中早已習慣了題海戰術,習慣了中學那種死記硬背的學習方法,面對課時少,知識面廣,思維跳躍性強的大學有著強烈的不適應。在實際學習過程中,他們在學習初期很容易產生眼高手低的感覺,輕視學習,隨著課堂進度加快,中后期面臨著信息量大﹑重復少﹑練習少,心理準備不足,普遍感到學習起來很吃力,茫然不知所措,很容易產生焦躁和厭煩的情緒,甚至越來越不喜歡學習,這樣直接影響到他們后期的學習。另一個方面他們正處在由中學角色到大學角色的轉型期,他們中大都是缺少鍛煉的獨生子女,以前在生活和學習上極大程度地依賴老師和父母,現在突然失去監督和管理,茫然不知所措。很多學生都反映大學老師上課內容多,講課速度快,很多時候都聽不懂老師講的是什么,課后自己看書也不太明白,導致出現“教師忙于講解,學生難以理解”的尷尬局面。其根本原因是忽視對學生學習積極性和自主學習能力的培養,不能突出學生的主體地位。面對大學授課時間少,授課內容多的情況,培養學生的自學能力,突出學生的主體地位顯得尤為重要。
3課程教學內容知識陳舊,缺少靈活性
在長達三十多年的時間里,無機化學一直以化學反應原理,物質結構基礎,元素化學為課程教學基礎內容,知識點更新不大,而且還含有中學的內容。以元素部分為例,元素部分的知識瑣碎,系統性不強,而教材中往往只是羅列材料,削弱了理論對學習元素化合物知識的指導作用,講起來平淡乏味,不利于學生理解和掌握,難以激發學生的興趣。
4落后的傳統教學模式的限制
“以教師為中心,以課堂為中心,以教材為中心”的單一傳統教學模式,使學生對無機化學的學習感到很枯燥,認為是一大堆的英文符號和沒完沒了的數據以及無窮無盡的計算,嚴重地影響了學生學習無機化學知識的積極性,從而難以為社會提供創造性人材,達不到新的教育機制對“無機化學”教學目標的要求。
5師生之間缺乏及時的溝通交流
從老師的角度來看,學生有點太怯于與老師溝通了。大學的老師有一個共同的特點就是與學生溝通較少,很多學生每周只能和老師見上一兩面。相對于高中時同老師的見面頻率而言,明顯少了很多。師生間面對面交流的機會隨之也就大大減少,三成大學生整年“師生零交流”。從學生的角度來看,學生們通常只有在課上或是課間時才會和老師有互動,盡管大多數學生和老師愿意相互交流,但有時候似乎缺乏有效的溝通途徑。
6理論教學與實驗教學的不同步性
化學工程與工藝專業理論課進度相對實驗課有些滯后,導致實驗環節時學生對基礎理論知識不理解,對實驗步驟懵懵懂懂,多數學生完全按照實驗書所給的步驟來做,不加以任何思考,這樣就導致實驗做完原理步驟忘完,完全達不到通過實驗課的學習培養學生的科研能力和科學素養的目的,還會讓學生認為這是一種負擔。針對以上問題,優化無機化學課程的結構和內容,改革教學方式,貫徹新的教學理念,正確引導學生建立正確的學習方法,提高學習興趣和自學能力,培養學生的創新意識和創新能力,并使學生在有限的教學時間內,盡可能多地掌握無機化學基礎知識是擺在我們面前的一項重要任務,勢在必行。
二、具體改革內容、改革目標和擬解決的關鍵問題。
1教學內容的改革
課堂教學內容的變革決定了課程改革的效果,在教學改革過程中要探索先進的教學理念,不斷提高無機化學課程教學水平,使該課程在提高學生素質和能力方面發揮更大的作用。具體內容如下:
1.1精選教材內容,突出重點,分散難點
無機化學課程以“二結構、三原理、四平衡”的基本理論和元素化合物知識為主線,主要講述化學的基本原理和元素的性質以及相關化學反應。在教學過程中既要加強與中學化學教學內容的聯系,又要協調好無機化學與物理化學、有機化學和分析化學中的部分內容的關系,把握好同一知識點在不同學科之間的銜接,避免重復,更好地精簡課時,提高效率。現有的無機化學教材有很多與中學化學,基礎化學,分析化學重復的內容,四大化學反應,原子分子結構是工科無機化學的重要基礎理論,也是教學的難點和重點。
1.2加強無機化學教學內容的針對性
以本專業企業生產、學生就業、考研的實用性為出發點選擇擬講授的內容,形成化學與工程專業,乃至應用化學,材料和環境等專業的全方位的培養模式。工科基礎化學的教學改革應在注重課程整體性的基礎上,選取教學內容,在以突出知識主線的前提下,把握好知識的深度與廣度的平衡,就是在講清楚重要知識的基礎上,讓化學原理與專業知識有機結合。
1.3理論教學與實驗同步,開放性實驗輔助理論教學
對化學工程與工藝專業的學生來說,實驗課的學習也在教學過程中也有著重要的作用,通過對實驗課的學習能夠培養學生的科研能力和科學素養,為成為高素質化工類應用人才打下堅實的基礎。基礎理論知識的理解對學生的實驗技能有著指導性的意義,所以要保證理論教學與實驗教學的同步性,這樣既能保證學生掌握基礎的實驗技能,又能促進其對基礎理論知識的理解。對于理論課進度相對滯后的實驗課,在實驗課環節,教師要在實驗前將實驗知識與理論知識相結合并給予學生系統化,詳細化的講解,不能就實驗講實驗,能為學生引申的盡可能引申,這樣可以使學生做到心中有數,有的放矢,這樣既保證了學生掌握基本的實驗技能,也有利于其對后續基礎理論知識的理解和掌握,理論教學與實驗教學相輔相成,更好地培養了學生的動手能力,思考問題分析問題解決問題的能力以及理論聯系實際的能力,進而培養了學生的科研能力和科學素養。
1.4引入多媒體演示教學
針對工科學生結構化學基礎薄弱的情況,為避免教材中單純羅列抽象概念的情況,引入多媒體輔助課堂演示教學,制作三維多媒體課件,通過計算機直觀地向學生描述原子的結構,原子軌道圖形,雜化軌道形狀與空間取向,化學鍵的形成及空間圖像等,以動畫形式生動逼真地模擬雜化形成的全過程,充分地利用了多媒體教學的圖、形、聲等特點,使課堂教學形象生動,易懂易記。教師也可以在備課過程中對多媒體課件不斷地進行修改和完善,使教學內容更加完整、充實。
1.5建立一定的平臺及時與學生進行溝通交流
針對師生之間缺乏及時溝通交流的情況,可以建立面對面的平臺或群平臺等,能夠讓學生遇到不懂的問題,包括學術問題題和個人煩惱等等,進行及時的溝通交流,引導學生充分利用業余時間,查閱無機化學相關的文獻,拓寬其知識面,調動其學習積極性,培養其自學能力。今年我帶的化工班特地建了一個群,對實驗中存在的問題及時進行溝通交流,對于好的素材師生共享,加深了師生之間的互相了解,拉近了師生之間的距離,從而提高了學生學習的主動性和積極性。有時候學生會因為一個老師,而喜歡上一門課。
2教學方法的改革
教學方法的改革是課程改革的重要環節,教師應該從教和學兩個方面改善教學方法,將化學基礎知識融于生活,科研和生產,從而培養學生的學習興趣。具體做法如下:
2.1做好新舊知識的銜接,引導學生利用已有的知識解決新問題
培養學生養成課前預習課后復習的習慣,在講授過程中,教師通過設問,提問等方式,引導學生對以前所學的知識進行回憶,引導學生積極思考,用已有的知識解決新問題,這樣就使得學生在學習新知識點的同時,復習鞏固舊知識,從而增強學生學習的成就感和學習無機化學的信心。
2.2引入學生參與的制度,充分調動學生的積極性
對于深度不高的教學內容,鑒于學時所限,可以引入學生參與的制度,提前讓學生查資料,鼓勵學生用PPT形式,做幾分鐘的演講,這樣就由原來的只有教師講授轉為師生通講,充分調動學生課余時間學習的積極性,課后采用互評的形式,這樣不僅鍛煉了學生敢于發言的勇氣,也讓學生更好地積累經驗,為下一次的成功打好基礎。
2.3以科研促進教學,讓專業知識與實際生活緊密結合
無機化學知識點多,理論性很強,學生學起來普遍感到枯燥,很難產生學習興趣。在教學過程中,教師要將課本上的理論與有關的科技研究成果和生活中的具體事例相結合,既有利于避免教學內容的空洞抽象、枯燥乏味,也有利于拓寬學生的知識面,同時還能更好地激發學生學習的興趣。同時也可以安排不同的學術講座,就科學領域前沿的熱點問題展開交流和討論,例如,非金屬材料科學,稀土金屬在人類生產生活的作用,生態環境保護等課題,以豐富學生的第二課堂,讓他們覺得自己所學的知識與社會的發展息息相關,從而增強了學生對本專業學習的信心。
2.4以提高教學質量為核心,培養學生的學習興趣和自主學習能力
針對大一學生要完成從高中到大學過渡的特點,實現從以教師講授為主向以學生自學為主的轉變,教師在課堂教學中要采取有效方法(例如,把化學基礎知識融入生活,將化學基礎知識融入生產,將化學基礎知識融入科研等),激發學生的學習興趣,保證學生的主體性和創造性的發揮,以實現學生智力和非智力因素和諧發展,使學生由“不想學、不會學”轉變為”我要學、我會學”。這對于培養學生終生的學習習慣,促進學生學習能力的發展,幫助學生積極思考等具有非常重要的意義。
3考核方式的改革
考核是檢查教師教學效果和評價學生學習成效的必要方法,也是教學的重要環節。能夠督促學生平日的學習和客觀的評價學生的學習情況,調整如下:
3.1多元化考核評價體系的構建是檢查教學效果的重要舉措
在高校中普遍存在部分學生平時不學習,考前臨時突擊的現象。為了避免這種不良學習風氣的滋生,應構建多元化的考核體系,以學生的平時考核(占30%)和期末考核(占70%)進行綜合評定。考試進行的載體是試卷,試卷要以能力測試為主導,考查學生對所學基礎知識、基本技能的掌握程度和綜合運用所學知識分析、解決實際問題的能力作為命題的指導思想。在考試題型多樣化的前提下,要將基礎知識與綜合能力相結合,注重對分析問題和解決問題能力的考查。因此命題教師應在期末考試中增加一定比例的綜合素質題,以考察學生綜合運用所學知識、原理來分析和解決實際問題的能力,從而實現通過考試來檢查教學效果的目的。
3.2嚴格平時考核是鞏固課堂教學效果的一個重要環節
在構建的多元化考核評價體系中,學生的平時考核(共計30分)共分為三個部分:出勤情況和課堂表現(占5分);作業及隨堂階段性考試(占10分);專業小論文或小報告(占15分)。布置每個學生根據所學的知識點及試題規范化要求出一份自己認為有質量的試題及答案上交,老師從學生所出的題中擇優選取,考試結束后指導學生互相批改并作出評價,這樣不僅提高了學生的學習興趣同時有力地促進了學生解題能力及綜合運用知識的能力。通過大量閱讀文獻,撰寫小論文,做小報告,從而拓寬學生的知識面,也把平時成績真正的落到實處。最后一次課,我對三個班的學生做了一個調查,在講臺上做報告,撰寫論文,出一套試卷,讓學生任選一樣去做,會怎么選?最后參與的學生65人,做報告,46%,論文:35%,出試卷,19%。選擇做報告的主要原因是具有挑戰性,可以很好鍛煉自己的語言表達能力,并在此過程中體會到了老師工作的不易,培養其在以后的學習和工作中學會尊重別人的勞動;撰寫論文有利于拓寬自己的知識面,發現有很多東西值得進一步學習;通過出試卷發現了自己在學習中存在的問題,加深了對書本知識的理解和掌握。
3.3明確的考核制度可以促進學生端正學習態度
明確的考核制度可以促進學生端正學習態度,促使學生養成一個良好的學習習慣。而且這種針對學習過程的每個環節的量化記錄,有利于教師掌握學生的學習動態,根據平時記錄反饋的信息,及時調整教學方法、優化教學管理,使教學效果進一步提高。
三、結語
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