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時間:2023-03-08 15:27:10
序論:寫作是一種深度的自我表達(dá)。它要求我們深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隱藏在內(nèi)心深處的真相,好投稿為您帶來了七篇給排水課程設(shè)計總結(jié)范文,愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑,助力您的創(chuàng)作。
關(guān)鍵詞:給水排水專業(yè);工程實踐能力;卓越工程師計劃
中圖分類號:G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)01-0152-02
隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,人們的生產(chǎn)生活方式也發(fā)生了很大變化,環(huán)境問題在這種背景下越來越突出,受到了社會大眾及國家的高度重視。給水排水工程專業(yè)是以培養(yǎng)城市給水排水、水資源開發(fā)利用以及污水治理等方面的高級工程技術(shù)為目標(biāo)的,從而滿足社會對應(yīng)用型、實踐型工程技術(shù)人才的需求,不僅應(yīng)使學(xué)生具備全面扎實的基礎(chǔ)理論知識,同時還應(yīng)具備較強(qiáng)的實踐能力與專業(yè)技能。
一、給水排水工程專業(yè)實踐教學(xué)概述
目前,給水排水工程專業(yè)在課程設(shè)置方面以培養(yǎng)具有扎實基礎(chǔ)知識及實踐應(yīng)用能力的專業(yè)技術(shù)人才為目標(biāo),主要包括基礎(chǔ)課程的設(shè)置以及實踐環(huán)節(jié)的安排,其中基礎(chǔ)理論課程主要有《城市與建筑給排水工程》、《市政污水處理》、《給水排水工程儀表與控制》以及《工業(yè)廢水處理》等十余門課程,從而使學(xué)生全面掌握給水排水專業(yè)的基礎(chǔ)理論知識及方法,提高學(xué)生的工程素養(yǎng)[1]。
同時,作為以培養(yǎng)實踐型、應(yīng)用型專業(yè)人才為目標(biāo)的專業(yè),課外實踐教學(xué)的質(zhì)量與水平直接影響著學(xué)生的綜合素質(zhì)及專業(yè)實踐能力,是對理論基礎(chǔ)知識的延伸與拓展,對其在實際應(yīng)用中的具體體現(xiàn)。在實踐教學(xué)環(huán)節(jié)中主要從實習(xí)與設(shè)計兩方面對學(xué)生的工程實踐能力進(jìn)行加強(qiáng),其中課外實習(xí)主要包括認(rèn)識、生產(chǎn)、畢業(yè)、金工以及測量等實習(xí)內(nèi)容。在專業(yè)設(shè)計中包括課程設(shè)計與畢業(yè)論文的撰寫,課程設(shè)計的內(nèi)容具體包括給水處理廠、排水管網(wǎng)、水泵站、污水處理廠等方面的課程設(shè)計。
實踐教學(xué)不僅能夠進(jìn)一步鞏固學(xué)生的基礎(chǔ)理論知識,使其在工程實踐教學(xué)中檢驗自身的知識體系是否完整以及知識掌握及應(yīng)用情況,同時能夠培養(yǎng)學(xué)生的工程思維,使其深入了解工程一線崗位的要求與實際需求,具有不可忽視的現(xiàn)實意義。經(jīng)過大量實踐教學(xué)經(jīng)驗表明,實踐教學(xué)環(huán)節(jié)能夠反映出學(xué)生對專業(yè)知識及技能的掌握情況,學(xué)生通過在實習(xí)過程中進(jìn)行觀察和總結(jié),并結(jié)合自身知識形成實習(xí)報告,教師對其工程設(shè)計所使用的計算方法以及圖紙繪制進(jìn)行評價能夠得到有效的反饋信息,并作為教學(xué)跟進(jìn)和完善的依據(jù),從而更好地培養(yǎng)學(xué)生的工程素養(yǎng)。
二、給水排水專業(yè)畢業(yè)生需要提高工程實踐能力的迫切性
當(dāng)前,在給水排水工程專業(yè)的實踐教學(xué)中仍存在部分問題,如部分教師雖然理論知識教學(xué)能力較強(qiáng),但在實踐教學(xué)中存在工程實際經(jīng)驗不足,導(dǎo)致教學(xué)質(zhì)量得不到保證的問題。實際中,施工管理、工藝設(shè)備講解以及工程設(shè)計等部分的內(nèi)容都要求教師具有深入了解的知識儲備。同時,教師的實踐教學(xué)能力也有待提高,對于實踐性特點突出的專業(yè),要求教師能夠在課程設(shè)計及實習(xí)等方面指導(dǎo)和幫助學(xué)生。但是,由于目前各高校在吸收優(yōu)秀師資力量時存在以學(xué)歷、科研成果為標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)象,使得教師的工程實踐能力得不到保證,對實踐教學(xué)的開展十分不利。
此外,生產(chǎn)實習(xí)是提高學(xué)生工程實踐能力最直接、有效的措施,能夠使學(xué)生對水處理相關(guān)工藝進(jìn)行更加全面、深入地了解。然而,由于水處理工藝需要系統(tǒng)化的機(jī)械設(shè)備、控制措施以及檢測儀表等內(nèi)容的支持,這使得高校在開展生產(chǎn)實習(xí)教學(xué)的過程中受限,課程設(shè)置方面對水處理設(shè)備的教學(xué)內(nèi)容也較為缺乏,較少組織學(xué)生去水處理行業(yè)相關(guān)的企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)實習(xí),十分不利于培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力[2]。
隨著高等教育改革的不斷推進(jìn),“卓越工程師計劃”的提出為各高校給水排水工程專業(yè)提出了新的要求,應(yīng)以培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神、實踐能力的高級技術(shù)人才為目標(biāo),這同時也是設(shè)計院、施工單位、安裝公司、政府管理部門等用人單位對學(xué)生在工程實踐經(jīng)驗方面提出的要求。因此,當(dāng)前高校給水排水工程專業(yè)在培養(yǎng)學(xué)生工程實踐能力方面亟需進(jìn)行改革和提高,以實現(xiàn)培養(yǎng)應(yīng)用型、創(chuàng)新性的高級專業(yè)工程人才的教學(xué)目標(biāo)。
三、加強(qiáng)給水排水專業(yè)學(xué)生工程實踐能力的對策
(一)理論課程教學(xué)中的提高
在教授給排水理論基礎(chǔ)知識的過程中應(yīng)從培養(yǎng)學(xué)生給水排水工程系統(tǒng)的思維模式的角度出發(fā),引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合實習(xí)實踐經(jīng)驗對基礎(chǔ)理論知識進(jìn)行梳理和歸納總結(jié),對給排水管道系統(tǒng)、建筑給排水工程、新興技術(shù)和需求以及水資源保護(hù)利用工程設(shè)計等內(nèi)容進(jìn)行了解,從而建立并完善自身的給排水整體知識體系結(jié)構(gòu)[3]。此外,教師還應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生積極關(guān)注水處理工程相關(guān)的法規(guī)、經(jīng)濟(jì)、建立、施工等方面的知識與政策,形成完整的城市水系統(tǒng)運營管理的思維模式,從而提高自己在工程實踐應(yīng)用中的問題解決能力,為今后走入崗位工作奠定基礎(chǔ)。
(二)課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計中使用新的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、手冊、產(chǎn)品的樣本
在課程設(shè)計中以給水排水專業(yè)的教學(xué)大綱為依據(jù),并以工程設(shè)計規(guī)范要求為基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計,如泵站課程設(shè)計、排水管網(wǎng)課程設(shè)計以及污水處理廠設(shè)計等,并以校企結(jié)合的形式進(jìn)行。在畢業(yè)實習(xí)與設(shè)計中可以采用組織學(xué)生進(jìn)行“邊實習(xí)邊設(shè)計”的方式,學(xué)生在確定畢業(yè)設(shè)計的方向與內(nèi)容后,通過參與現(xiàn)場實際工程項目從而提高設(shè)計的合理性與科學(xué)性。同時,在教師與現(xiàn)場技術(shù)人員的指導(dǎo)下,由學(xué)生獨立進(jìn)行設(shè)計并完整任務(wù),不僅能夠鞏固學(xué)生對基礎(chǔ)理論知識的掌握,同時能夠有效提高學(xué)生的問題解決能力與實踐應(yīng)用能力。
(三)增加生產(chǎn)實習(xí)的方法提高工程實踐能力
因此,有條件的高校應(yīng)積極與水處理生產(chǎn)及管理單位進(jìn)行聯(lián)系,建立實習(xí)基地,為學(xué)生創(chuàng)造參與生產(chǎn)實習(xí)的機(jī)會,使其能夠?qū)︼L(fēng)機(jī)的種類、管道的相關(guān)知識、閥門的特征以及PLC的控制原理等內(nèi)容進(jìn)行全面了解,幫助學(xué)生積累實踐經(jīng)驗。同時還需注意在選擇實習(xí)單位時應(yīng)主要其是否具有一定的代表性,是否能夠為學(xué)生提供充足的生產(chǎn)實習(xí)時間,并且應(yīng)要求實習(xí)單位為學(xué)生提供參與主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)的機(jī)會,能夠全面熟悉水處理工程的實際運行及管理工作[4]。
(四)聘請企業(yè)技術(shù)人員參與教學(xué)
通過聘請工程設(shè)計、施工及監(jiān)理單位具有資深經(jīng)驗的技術(shù)人員參與給水排水工程設(shè)計與施工的教學(xué)環(huán)節(jié)中,能夠幫助學(xué)生更加全面、深入地了解工程設(shè)計及施工方面的規(guī)范性、實踐性知識,培養(yǎng)學(xué)生的工程素養(yǎng)。同時,校方還可以聘請污水廠、排水公司以及自來水廠等單位中對給排水設(shè)施具有豐富管理和運行經(jīng)驗的專家,對給排水工程的運行管理特征以及設(shè)備的工藝進(jìn)行講解,從而提高學(xué)生對實踐教學(xué)的參與積極性。在聘請技術(shù)專家進(jìn)行教學(xué)的過程中可以通過專題講座、學(xué)術(shù)報告以及研討活動等方式進(jìn)行,拓寬學(xué)生的知識視野,為學(xué)生了解給排水工程實際創(chuàng)造機(jī)會。
(五)在卓越工程師計劃中實施經(jīng)驗的積累
卓越工程師計劃是針對當(dāng)前給水排水專業(yè)實踐教學(xué)中存在的問題提出的,旨在培養(yǎng)具有實踐應(yīng)用能力的高級技能人才,某高校給水排水專業(yè)在實施“卓越工程師計劃”的過程中從培養(yǎng)方案及實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)置兩方面進(jìn)行:
1.以培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力為核心制定人才培養(yǎng)方案,從課設(shè)試驗、施工實習(xí)、課程設(shè)計以及畢業(yè)設(shè)計等七個方面對培養(yǎng)計劃進(jìn)行安排,以培養(yǎng)目標(biāo)為導(dǎo)向選擇給水排水工程設(shè)計、施工及管理等企業(yè)作為實踐教學(xué)基地,同時聘請具有工程實踐經(jīng)驗的專家、技術(shù)人員在實習(xí)基地為學(xué)生進(jìn)行現(xiàn)場指導(dǎo)[5]。
2.要求學(xué)生的實踐學(xué)習(xí)實踐累計足夠40周,并在實踐學(xué)習(xí)過程中撰寫專業(yè)論文以及課程設(shè)計,從而提高學(xué)生的工程實踐能力。同時,通過在課堂教學(xué)中以校企合作的方式培養(yǎng)學(xué)生的研究能力與創(chuàng)新能力,以給水排水實際工程項目為學(xué)習(xí)內(nèi)容,讓學(xué)生參與到項目研究、設(shè)計與開展的實際過程中,從而結(jié)合自身的理論基礎(chǔ)知識切實運用到工程項目中,培養(yǎng)其成為卓越工程師的潛質(zhì)。
3.在卓越工程師培養(yǎng)方案中設(shè)置基礎(chǔ)教學(xué)、實踐教學(xué)以及其他實踐教學(xué)環(huán)節(jié),為培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力創(chuàng)設(shè)良好的教學(xué)環(huán)境,如在基礎(chǔ)教學(xué)中設(shè)置金工實習(xí)、計算機(jī)訓(xùn)練以及水分析化學(xué)實驗教學(xué)等;在實踐教學(xué)中設(shè)置認(rèn)知實習(xí)、生產(chǎn)實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計與實習(xí)等;在其他實踐教學(xué)環(huán)節(jié)中積極組織創(chuàng)新能力拓展項目以及科技文化活動等。
四、結(jié)束語
綜上所述,給水排水專業(yè)是以培養(yǎng)具有工程實踐能力的應(yīng)用型、實踐型專業(yè)人才為教學(xué)目標(biāo)的,以期為廣大企業(yè)輸出高質(zhì)量、高能力的人力資源。實踐教學(xué)環(huán)節(jié)作為提高學(xué)生實踐應(yīng)用能力的重要環(huán)節(jié),應(yīng)引起廣大教育工作者的重視,針對當(dāng)前存在的問題進(jìn)行深入研究,從而提出有效的對策,保證教學(xué)質(zhì)量,從而實現(xiàn)給水排水工程專業(yè)的長足發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞:水泵與水泵站;給排水工程;教學(xué)質(zhì)量
中圖分類號:S277.92-4
1.前言
《水泵與水泵站》是給排水科學(xué)與工程專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,既有較強(qiáng)的理論,又與工程實踐緊密聯(lián)系。提高《水泵與水泵站》教學(xué)質(zhì)量,培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力,注重學(xué)生知識、能力、素質(zhì)的全面提高,使學(xué)生成為高級工程技術(shù)人才,是值得我們深入思考的課題。筆者結(jié)合自身的教學(xué)實踐,對該課程的教學(xué)進(jìn)行探討。
2.《水泵與水泵站》在給排水科學(xué)與工程專業(yè)中的地位及重要性
水泵是一種應(yīng)用廣泛的水力通用機(jī)械,廣泛應(yīng)用于市政建設(shè)、農(nóng)業(yè)、工業(yè)等各領(lǐng)域。水泵站是給排水工程不可缺少的重要組成部分,是保證給水、排水系統(tǒng)正常運行的重要設(shè)施,在給水、排水工程中具有不可替代的作用。
城鎮(zhèn)中水的循環(huán)是借助于一系列不同功能的水泵站運行來實現(xiàn)的。取水泵站從水源取水將其送至水廠,凈化后的清水由送水泵站送到城鎮(zhèn)管網(wǎng)中去供用戶使用,其工藝流程如圖1中的實線所示。對于城鎮(zhèn)中排出的生活污水和工業(yè)廢水,經(jīng)排水管渠匯集后,由排水泵站將污水抽送至污水廠,經(jīng)過處理后由另外一座排水泵站排放到江河湖海中區(qū)。
3.《水泵與水泵站》的特點
《水泵與水泵站》是給水排水科學(xué)與工程專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課,是學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)課和從事本專業(yè)的工程設(shè)計、科研和工作必備的理論基礎(chǔ)。本課程主要講述水泵的工作原理、基本性能參數(shù)、水泵機(jī)組配置、泵站對土建的要求和特點、泵站噪聲消除及維護(hù)管理方法。是《給水工程》、《建筑給水排水工程》和《排水工程》等專業(yè)課的基礎(chǔ)課。
通過本課程的學(xué)習(xí),可使學(xué)生掌握常用葉片泵的基本構(gòu)造、工作原理、主要性能、運行工況的圖解法原理和數(shù)解法、水泵機(jī)組的調(diào)速運行與節(jié)能原理;給水排水泵站的機(jī)組選擇、管道布置、輔助設(shè)施、安全環(huán)保設(shè)施以及變配電設(shè)施和自動測控系統(tǒng)等內(nèi)容與要求。
4.增強(qiáng)《水泵與水泵站》教學(xué)質(zhì)量的幾個環(huán)節(jié)和措施
4.1加強(qiáng)前續(xù)基礎(chǔ)課的學(xué)習(xí)
《水泵與水泵站》所需的基礎(chǔ)知識主要包括力學(xué)、高等數(shù)學(xué)、電工電子學(xué)以及水力學(xué)等方面。其前續(xù)課程包括《工程力學(xué)》、《高等數(shù)學(xué)》、《電工電子學(xué)》、《水力學(xué)》等。學(xué)生只有很好的掌握了這些課程的基本原理和概念,在學(xué)習(xí)《水泵與水泵站》時才不會出現(xiàn)知識儲備不足。否則,當(dāng)講述《水泵與水泵站》時,如果還要教師去回顧和復(fù)習(xí)原應(yīng)掌握的力學(xué)、高等數(shù)學(xué)、電工電子學(xué)以及水力學(xué)的基礎(chǔ)知識,那么在現(xiàn)在這種壓縮課程學(xué)時的趨勢下課時將遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,很難完成教學(xué)計劃。所以,加強(qiáng)學(xué)生對前續(xù)課程的學(xué)習(xí),打下牢固的基礎(chǔ)知識,是學(xué)好《水泵與水泵站》的前提。
4.2注意引導(dǎo)學(xué)生將共性的理論知識融會貫通
在《水泵與水泵站》課程中,水泵運行工況的確定、給水泵站的設(shè)計和排水泵站的設(shè)計,基本原則和理論是相同或相通的,比如給水泵站和排水泵站中都有水量、揚(yáng)程的計算及相關(guān)的水力學(xué)公式。有些學(xué)生往往不能將這些共性的原理融會貫通,只是為應(yīng)付考試而死記硬背理論知識,雖然通過了考試,甚至還得到較理想的成績,一旦碰到實際問題,卻不知道如何下手解決。這就需要在課堂教學(xué)時著重引導(dǎo)學(xué)生掌握基本原理,克服急躁心理,注重對水力學(xué)設(shè)計的實質(zhì)性理解,了解給水泵站設(shè)計和排水泵站設(shè)計的共性,區(qū)分各自設(shè)計的個性。通過這樣耐心細(xì)致地對給排水設(shè)計中帶共性的理論知識的講解和舉例,可以加深學(xué)生對基本理論、基本原理的理解和運用,從而能提高學(xué)生對理論知識的融會貫通,提高他們在工作實踐中解決問題的能力。
4.3注重學(xué)生工程設(shè)計能力的培養(yǎng)
給排水科學(xué)與工程專業(yè)的畢業(yè)生應(yīng)該具有較熟練地應(yīng)用所學(xué)專業(yè)知識和理論解決實際問題的能力,具有能夠從事給排水系統(tǒng)的規(guī)劃、設(shè)計、施工、運行、管理與維護(hù)的能力。因此,在專業(yè)教學(xué)中應(yīng)注重于提高學(xué)生的工程實踐能力。
4.3.1課堂教學(xué)中規(guī)范的引入
專業(yè)規(guī)范在我們工作中接觸最多,也是學(xué)生畢業(yè)從事工作的基礎(chǔ)和依據(jù)。隨著國家產(chǎn)業(yè)政策、社會發(fā)展的變化,專業(yè)設(shè)計規(guī)范也在不斷的更新,且規(guī)范的更新速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于大學(xué)教材的更新速度,如何將現(xiàn)行的國家規(guī)范融合于教學(xué)內(nèi)容之中,是本科教學(xué)必須面對的問題。作為給排水專業(yè)課教師有責(zé)任在課堂教學(xué)中在講解理論知識的同時,將現(xiàn)行專業(yè)規(guī)范,行業(yè)發(fā)展知識傳授給學(xué)生,實踐證明這是比較受學(xué)生歡迎的教學(xué)方法之一。
4.3.2增加課程設(shè)計環(huán)節(jié)
我校現(xiàn)行的給排水科學(xué)與工程專業(yè)培養(yǎng)計劃,《水泵及水泵站》沒有課程設(shè)計的環(huán)節(jié)。《水泵及水泵站》課程設(shè)計是在理論教學(xué)的基礎(chǔ)上,使學(xué)生進(jìn)一步鞏固和加深對本課程的基本理論和基本概念的理解,掌握水泵的工作性能、運行工況、串、并聯(lián)運行工況點的確定;學(xué)會水泵選型和水泵配套機(jī)組的選擇、管道布置、輔助設(shè)施及變配電設(shè)施的選擇及要求;學(xué)習(xí)給水排水泵站設(shè)計的基本知識和基本原理,掌握泵站的工藝設(shè)計方法,熟悉相關(guān)設(shè)計工作的基本程序;提高查閱文獻(xiàn)資料、使用設(shè)計手冊、規(guī)范的能力,培養(yǎng)提高學(xué)生獨立進(jìn)行方案創(chuàng)作能力、表達(dá)能力、工程繪圖能力、解決工程實際問題能力及創(chuàng)新能力。
4.3.3工程實踐融入到課堂教學(xué)
在教學(xué)中,學(xué)生們往往反映理論聽懂了,但在做作業(yè)或課程設(shè)計時仍感到難以下手。其實課本中的基本理論的內(nèi)容是很充實的,但對事物的認(rèn)識有其固有的規(guī)律性,即從理論到實踐,再從實踐到理論的螺旋上升式認(rèn)識過程。作為雙師型專業(yè)課教師有責(zé)任幫助學(xué)生加速完成這一認(rèn)識過程,在課堂上講解一些工程實例,對提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效果是有益的,講解工程案例,應(yīng)做到少而精,并與課堂教學(xué)內(nèi)容密切相關(guān)。在有條件的情況下,將部分課堂教學(xué)直接移至現(xiàn)場講解,既能使學(xué)生理論聯(lián)系實踐,增加感性認(rèn)識,又能做到舉一反三,提高其實際解決問題的能力;而且提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和創(chuàng)新意識。這樣的教學(xué)方法,不僅使教學(xué)質(zhì)量明顯提高,對教師從事工程設(shè)計、科研也起到積極的作用。
4.4學(xué)生自己做設(shè)計方案,注重實踐能力的培養(yǎng)
泵是給排水行業(yè)應(yīng)用最為廣泛的動設(shè)備,對泵的選擇和使用是工程技術(shù)人員需要掌握的基本技能,特別是從事工程設(shè)計、施工及設(shè)備管理行業(yè)的人員,能夠根據(jù)實際情況選擇不同的泵是非常重要的。
根據(jù)一個給定的工藝要求,學(xué)生要學(xué)會自己設(shè)計泵站方案,從泵站的選址、布置到泵房布局,泵的排列,到根據(jù)設(shè)計參數(shù)選擇不同類型的泵、選擇合適的組合形式,都需要學(xué)生自己設(shè)計方案,老師從旁指導(dǎo)。通過以上鍛煉,學(xué)生培養(yǎng)了獨立進(jìn)行設(shè)計和計算的能力同時也加深對本門課程的認(rèn)識。
4.5多媒體教學(xué)和現(xiàn)場生產(chǎn)實踐相結(jié)合,提高學(xué)生感性認(rèn)識
在課堂教學(xué)中,可以利用多媒體多放映一些不同類型泵的圖片和運行動畫,以及泵站平面布置和管線布置的圖片,增強(qiáng)學(xué)生的認(rèn)識能力,此外,還可安排4學(xué)時左右的實踐課時,帶領(lǐng)學(xué)生到現(xiàn)場去參觀實習(xí),使學(xué)生的知識和實際聯(lián)系起來,也可取得較好的效果。
4.6課堂提問
課堂提問是教師常常用來考查學(xué)生課后復(fù)習(xí)及課堂理解效果的方法之一,控制及運用的好與壞,也是教學(xué)效果好壞的關(guān)鍵之一。往往采用兩種方式:第一種方式是課前提問,可幫助學(xué)生復(fù)習(xí)前一次課所學(xué)的內(nèi)容,增強(qiáng)上課效果。第二種方式是在授課中間,讓課堂聽講不認(rèn)真或影響周圍其他學(xué)生聽講的學(xué)生來回答當(dāng)時的問題,如果回答不出,則予以耐心地講解和適度地批評。這樣讓開小差和聽講不認(rèn)真的學(xué)生集中精力,又可以控制課堂秩序。
4.7介紹國內(nèi)外最新研究動態(tài),擴(kuò)展學(xué)生思維
《水泵與水泵站》是一門發(fā)展的學(xué)科,科研人員進(jìn)行了大量的科學(xué)研究,每隔幾年就會涌現(xiàn)出許多新類型的泵,而教材限于篇幅與時效性,對學(xué)生主要起到引其入門的作用。為了擴(kuò)展學(xué)生思維,讓學(xué)生站在學(xué)科前沿的高度理解《水泵與水泵站》的精髓,教師應(yīng)該多搜集和介紹各類型泵最新動態(tài),使學(xué)生達(dá)到更高的層次。
此外,還要培養(yǎng)學(xué)生自我學(xué)習(xí)和查閱資料能力,全面提高學(xué)生素質(zhì)除了教師講授,還可以通過布置一些專題作業(yè),讓學(xué)生自己去查閱資料進(jìn)行研究,然后在課堂上自己討論,使教師的教與學(xué)生的學(xué)有機(jī)地結(jié)合起來,互為補(bǔ)充,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
5.結(jié)語
教材、規(guī)范在不斷更新和改革,學(xué)生的特點也在隨時代而變化,作為專業(yè)課老師要根據(jù)給排水專業(yè)的發(fā)展方向、學(xué)生的特點采取靈活的教學(xué)方法,提高專業(yè)課程的教學(xué)質(zhì)量。
以上內(nèi)容是我在《水泵與水泵站》教學(xué)中的一點思考和實踐,以后還要在教學(xué)中不斷總結(jié),繼續(xù)提高教學(xué)質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞:PBL教學(xué)模式;教學(xué)過程質(zhì)量監(jiān)控;教學(xué)模式選擇
中圖分類號:TU99;G642.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1005-2909(2013)01-0090-04
建筑給排水工程是給排水工程專業(yè)的專業(yè)核心課程之一。傳統(tǒng)的建筑給排水工程的課程教學(xué)模式以教師課堂講授為主,學(xué)生參照教材和教師提供的PPT課件進(jìn)行系統(tǒng)學(xué)習(xí)。通常在課堂教學(xué)內(nèi)容完成后,再根據(jù)教師提供的工程樣圖、設(shè)計方法和步驟,在教師的指導(dǎo)下完成課程設(shè)計等實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)的工程技能訓(xùn)練。整個教學(xué)過程大多是將基本的專業(yè)理論知識和工程設(shè)計程序強(qiáng)行灌輸給學(xué)生。
傳統(tǒng)的教學(xué)模式存在以下幾個嚴(yán)重不足:課堂上,學(xué)生經(jīng)常性處于“被動學(xué)習(xí)”狀態(tài),以“聽講”和被動性理解代替了積極思考,不能充分發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)能動性和有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣;學(xué)習(xí)過程以教材和課件為參照,分章節(jié)進(jìn)行,學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容缺乏整體性把握,無法有效形成工程整體性概念,學(xué)習(xí)效率偏低;教學(xué)過程中工程技能訓(xùn)練不足,學(xué)生難以將專業(yè)理論與工程實際進(jìn)行有效結(jié)合,導(dǎo)致后續(xù)課程設(shè)計環(huán)節(jié)的簡單模仿和抄襲。
目前,工程實踐能力與創(chuàng)新思維的培養(yǎng)已成為高等院校環(huán)境類專業(yè)人才培養(yǎng)的核心與重點[1-3]。在此背景下,改革傳統(tǒng)的建筑給排水工程課程教學(xué)方法,構(gòu)建以本科生工程實踐能力培養(yǎng)為核心的新型PBL教學(xué)模式,具有重要的理論和實際意義。
一、PBL教學(xué)模式及其應(yīng)用
PBL(Problem-Based Learning)是以問題為中心,以學(xué)生為主體的教育學(xué)習(xí)模式,首創(chuàng)于20世紀(jì)60年代末。該模式自創(chuàng)建以來,在醫(yī)學(xué)教育領(lǐng)域取得了顯
著而豐碩的成果,繼而在教育學(xué)領(lǐng)域得到了廣泛的認(rèn)同。近年來,PBL教學(xué)理念在世界各國高校得到廣泛重視,并呈現(xiàn)出不同的實踐形態(tài)。從院校或系科層面的大規(guī)模推行到單門課程的小范圍采用,多種層次并存。聯(lián)合國教育、科學(xué)及文化組織PBL科研所副主任杜翔云撰文談到,研究顯示,PBL的成效取決于其推行程度,但即使只在單門課程中采用,也可以促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)動力和技能的發(fā)展。國內(nèi)學(xué)者及教育工作者對PBL的研究和使用已歷經(jīng)十多年,研究表明,中國對PBL教學(xué)模式的研究和使用多集中在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,在計算機(jī)、數(shù)學(xué)、化學(xué)、數(shù)控加工實訓(xùn)、電工電子學(xué)、機(jī)械基礎(chǔ)、物流管理、體育、生物學(xué)、高等旅游教育、工程力學(xué)等課程教學(xué)領(lǐng)域也有過積極有益的嘗試[4-5]。
PBL教學(xué)模式在高等工程教育領(lǐng)域的應(yīng)用始于20世紀(jì)70年代。在北歐,以丹麥的奧爾堡和羅斯基洛德大學(xué)為代表,將PBL教學(xué)模式引入了工程學(xué)領(lǐng)域,創(chuàng)建了以問題為導(dǎo)向、以項目為基礎(chǔ)的新型PBL教學(xué)模式,在培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力與創(chuàng)新思維等方面進(jìn)行了積極有益的嘗試[6-7]。近年來,不同層次的創(chuàng)新型、復(fù)合型人才培養(yǎng)已成為中國理工類院校教育改革與發(fā)展的目標(biāo)和方向,在此背景下,有利于動手能力、分析能力、協(xié)作能力和開放性思維方法培養(yǎng)的PBL教學(xué)模式在國內(nèi)高等工程教育領(lǐng)域得到了廣泛關(guān)注。
二、建筑給排水工程PBL教學(xué)模式的構(gòu)建原則與方法
(一)問題設(shè)置的基本原則
問題的設(shè)置是PBL教學(xué)模式的核心,問題既要以學(xué)生經(jīng)驗為基礎(chǔ)又要與他們將要學(xué)習(xí)的專業(yè)知識相關(guān)聯(lián),需具備以下幾個條件。
1.能引出與所學(xué)領(lǐng)域相關(guān)的概念和原理
在設(shè)計問題時, 首先要確定學(xué)生需要獲得的基本概念和原理,由此出發(fā)設(shè)計問題。在建筑給排水工程的PBL教學(xué)過程中,可以以一幢建筑的給排水工程方案設(shè)計作為一個問題,也可以分別以建筑的給水系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、消防系統(tǒng)或熱水供應(yīng)系統(tǒng)等單個子系統(tǒng)的工程方案設(shè)計作為一個問題。當(dāng)然,除了工程方案設(shè)計之外,還可以從工程建設(shè)、施工等不同角度來設(shè)問。
2.能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣并利于學(xué)生自己提出具體的子問題
大的問題是由教師設(shè)置的,但是在學(xué)習(xí)小組中,學(xué)生需要有自己小組的具體問題。通過提問可培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)意識,學(xué)生自己提出的問題才是對能力提高有幫助的問題。在實際教學(xué)過程中,教師可提出建筑給排水工程方案的設(shè)計任務(wù)(給出題圖和設(shè)計任務(wù)書),同時提供一套圖紙范例(學(xué)習(xí)目標(biāo)樣式),引導(dǎo)學(xué)生提問。
3.必須具有真實性、開放性和系統(tǒng)性
PBL的問題應(yīng)來源于建筑給排水工程實際,與學(xué)生將來的職業(yè)生涯中所要面臨的問題相似;問題同時也是沒有標(biāo)準(zhǔn)答案的, 可以有很多的解決方案, 只是方案各有優(yōu)劣;問題需具有系統(tǒng)性,能有效幫助學(xué)生理解和構(gòu)建專業(yè)知識的框架體系。通常一套工程方案的設(shè)計可基本囊括建筑給排水工程的核心概念、設(shè)計原理和基本方法、步驟,因此,以工程方案設(shè)計來設(shè)問比其他形式的設(shè)問更合理。
4.涉及的專業(yè)知識面盡可能廣
PBL問題的真實性與系統(tǒng)性決定了學(xué)生在解決問題時需要利用已經(jīng)掌握的專業(yè)知識和基本技能。與建筑給排水工程的教學(xué)緊密相關(guān)的其他專業(yè)知識,包括
流體力學(xué)、管道工程學(xué)、流體機(jī)械、污水處理、建筑材料、熱力學(xué)、自動控制原理、給排水工程施工等,問題的設(shè)置應(yīng)有助于學(xué)生將這些專業(yè)知識串聯(lián)起來,實現(xiàn)對所學(xué)知識的自主應(yīng)用。問題越復(fù)雜,應(yīng)用專業(yè)知識的要求就越高, 越有利于起到夯實基礎(chǔ)、培養(yǎng)能力的教學(xué)目的。
5.問題的解決需要學(xué)生之間的合作學(xué)習(xí)
問題的復(fù)雜性和系統(tǒng)性決定了學(xué)生只有以小組合作學(xué)習(xí)的形式才能解決問題,單靠個人的力量去尋找答案并不是最優(yōu)的選擇。學(xué)習(xí)小組以學(xué)生寢室為單位,方便他們課后交流,并結(jié)合他們的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)合理搭配組員,確保教學(xué)過程能順利進(jìn)行。
(二)PBL基本教學(xué)流程與方法
以建筑給水系統(tǒng)課程教學(xué)為例,列出PBL教學(xué)模式的基本流程。
第一步:提出問題,開啟思維(圖1)。
第二步:分析探究,學(xué)習(xí)交流(圖2)。
根據(jù)教學(xué)需要,第二步可重復(fù)進(jìn)行多次,直至達(dá)到階段性教學(xué)目標(biāo)的要求。
第三步:總結(jié)歸納,成績評定(圖3)。
三、PBL教學(xué)過程管理
(一)提問階段管理
從上述PBL教學(xué)流程可知,PBL教學(xué)模式與傳統(tǒng)教學(xué)模式的最大不同在于學(xué)生是學(xué)習(xí)過程的主體,而教師在教學(xué)過程中主要起引導(dǎo)作用。教師除了設(shè)置問題,還要鼓勵學(xué)生提出問題并對所提的問題進(jìn)行合理分類。一種簡單易行的問題分類方法是根據(jù)教材章節(jié)的目錄進(jìn)行。不管學(xué)生提出的問題多么幼稚和簡單,教師都要先予以肯定和鼓勵,同時引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會對問題進(jìn)行歸納。這樣,學(xué)生在后續(xù)的學(xué)習(xí)過程中帶著問題閱讀教材、樣圖和參考資料,學(xué)習(xí)效率要比傳統(tǒng)方法高得多。以下問題是教師在教學(xué)過程中常犯的錯誤,需盡可能避免。
1.問題設(shè)置難度過高、過低或過于具體
比如將“建筑給水系統(tǒng)的工程方案設(shè)計”改為“施工圖設(shè)計”,施工圖設(shè)計對于剛剛接觸建筑給排水設(shè)計的三年級的本科生而言,綜合性太強(qiáng),學(xué)生可能因現(xiàn)有知識結(jié)構(gòu)的缺陷(缺乏施工常識)而感覺難度較大,不易完成;還有一些具體的理論性問題如“建筑給水系統(tǒng)的節(jié)能供水原理”等,表面上看,這類問題通過閱讀教材即可很容易獲得答案,但僅從教材上了解基本原理遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,必須引導(dǎo)學(xué)生在了解基本原理的基礎(chǔ)上學(xué)會將其用于解決實際問題,這樣才能體現(xiàn)PBL的自主性、啟發(fā)性教學(xué)的優(yōu)勢。
2.用主觀性或暗示性的語言引導(dǎo)學(xué)生做出片面的判斷在啟迪學(xué)生提問和幫助他們進(jìn)行問題分類時尤其要注意不要使用帶有主觀性或暗示性的語言。教師既要肯定學(xué)生提問和探究的熱情,又要允許學(xué)生的思維在不偏離大方向和不犯原則性錯誤的前提下適當(dāng)?shù)刈咝澛罚@樣對培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生的獨立思維能力和工作能力大有裨益。
(二)分組學(xué)習(xí)和探究過程管理
引導(dǎo)學(xué)生制訂合理的學(xué)習(xí)計劃,根據(jù)組員個人的特長和學(xué)習(xí)基礎(chǔ)進(jìn)行分工,保證每個組員能積極參與學(xué)習(xí)探究過程;充分利用網(wǎng)絡(luò)平臺等現(xiàn)代教育技術(shù)手段,在課后與學(xué)生積極溝通,及時幫助學(xué)生糾正方向性和原則性錯誤,確保各小組學(xué)習(xí)目標(biāo)的實現(xiàn);充分利用課堂上的分組交流環(huán)節(jié)展示學(xué)生的學(xué)習(xí)成果,予以及時的肯定和鼓勵,同時要善于發(fā)現(xiàn)和總結(jié)學(xué)生自主學(xué)習(xí)過程中的共性問題,并及時解答;在每一輪課堂討論與點評結(jié)束后,引導(dǎo)學(xué)生在現(xiàn)有學(xué)習(xí)成果的基礎(chǔ)上不斷提出新問題。
(三)總結(jié)評分階段管理
階段性學(xué)習(xí)目標(biāo)完成以后,應(yīng)和學(xué)生一起總結(jié)之前的學(xué)習(xí)過程,結(jié)合學(xué)習(xí)報告(包括文本和圖紙)歸納和梳理重要的概念、原理和方法。階段性學(xué)習(xí)成績的評定以小組為單位,按照自評(30%)+互評(30%)+教師評定(40%)的辦法進(jìn)行。
四、PBL教學(xué)模式與傳統(tǒng)教學(xué)模式的比較與選用
(一)PBL教學(xué)模式與傳統(tǒng)教學(xué)模式的比較
表1從教學(xué)主體、教學(xué)方法、教學(xué)手段、學(xué)習(xí)內(nèi)容、教學(xué)目標(biāo)和課程質(zhì)量管理等6個方面對PBL教學(xué)模式和傳統(tǒng)教學(xué)模式進(jìn)行了比較。
(二)教學(xué)模式的選擇
并非所有的教學(xué)內(nèi)容都需要以PBL教學(xué)模式進(jìn)行。如排水系統(tǒng)中水氣流動的物理現(xiàn)象、自動噴灑滅火系統(tǒng)的設(shè)計計算等,此類問題的理論性、系統(tǒng)性均較強(qiáng),問題相對抽象,不易借助實物或生活經(jīng)驗加以理解和想象。此時,若采用傳統(tǒng)的課堂講授方法,借助圖片、PPT幻燈演示等手段可以幫助學(xué)生迅速準(zhǔn)確地理解重要的概念和設(shè)計方法、步驟,很可能比PBL教學(xué)效果更好。
在教學(xué)過程中,是采用PBL教學(xué)模式還是傳統(tǒng)教學(xué)模式,需結(jié)合教學(xué)內(nèi)容和目標(biāo)靈活運用,同時還要充分考慮學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)、現(xiàn)有能力和思維習(xí)慣。此外,也可以將教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)階段進(jìn)行適當(dāng)劃分,將傳統(tǒng)教學(xué)模式與PBL教學(xué)模式結(jié)合應(yīng)用,可以發(fā)揮各自的優(yōu)勢。
五、結(jié)語
要冷靜客觀地看待PBL教學(xué)模式,切忌盲目照搬和機(jī)械套用。目前,許多學(xué)生尚未掌握自主學(xué)習(xí)的正確方法,因此,采用PBL教學(xué)模式時必須慎之又慎,要在充分調(diào)研的基礎(chǔ)上制訂切實可行的教學(xué)方案,方能達(dá)到激發(fā)學(xué)習(xí)興趣、啟迪思維和培養(yǎng)能力的目的。
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Construction and practice of PBL teaching-studying pattern for the course of water supply and drainage systems of buildings
YANG Qun, WANG Zong-ping, LUO Fan
(School of Environmental Science and Engineering, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, P. R. China)
針對所存在的問題,本研究以給水工程為例,通過在給水工程及實驗教學(xué)中引入自來水廠布置及全套流程裝置模型,進(jìn)行給水排水專業(yè)“模型式”實驗教學(xué)模式改革,對調(diào)動教師教學(xué)的主動性和學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性都能起到良好的促進(jìn)作用。
1.1建立以自來水廠主系統(tǒng)為核心的實驗教學(xué)新模式
根據(jù)以往的教學(xué)模式,開設(shè)給水工程實驗時,和環(huán)境工程一樣,僅從全部單元實驗項目中選符合大綱要求的6~8個單元實驗,獨立進(jìn)行實驗。例如過濾實驗,僅需在單元構(gòu)筑物“無閥濾池”上完成實驗,分析準(zhǔn)備好的水樣進(jìn)出無閥濾池的水質(zhì)情況,觀察濾池效果即可,無需考慮其他構(gòu)筑物有沒有相關(guān)影響,缺乏水廠工藝流程的系統(tǒng)實驗認(rèn)識。給水排水專業(yè)學(xué)生畢業(yè)后,大多從事給水排水工程設(shè)計、施工工作,學(xué)生應(yīng)該在掌握單元實驗的基礎(chǔ)上,更加側(cè)重于系統(tǒng)地掌握全套流程裝置的整體運行狀況,并熟悉各構(gòu)筑物的工程結(jié)構(gòu)、設(shè)計施工及整體布置,以便畢業(yè)后從事相應(yīng)的給水排水工程設(shè)計工作。因此,在實驗教學(xué)中引入水廠布置及全套流程裝置模型,建立以自來水廠工藝流程系統(tǒng)為核心的實驗教學(xué)新模式,提高專業(yè)認(rèn)識。主要有以下兩點:(1)在模型展示中提高工程感觀性。在開展實驗時,可通過全套流程裝置模型展示水廠從進(jìn)水到出水的整體工藝流程布置,把原來單獨開設(shè)的過濾、自由沉淀、活性炭吸附等單元實驗系統(tǒng)地展示在流程中,通過這種展示,學(xué)生可以熟悉各構(gòu)筑物的結(jié)構(gòu)原理,也可觀察水廠各單元構(gòu)筑物之間的高程關(guān)系及其設(shè)計的重要性,為以后設(shè)計打下基礎(chǔ)。(2)改進(jìn)實驗教學(xué)方法。由于模型的引進(jìn),給水工程實驗也可圍繞該模型開展設(shè)計性工程實驗項目,把實驗教學(xué)由“獨立型”轉(zhuǎn)向“系統(tǒng)型”,學(xué)生可以根據(jù)設(shè)計的流程連接各單元構(gòu)筑物,模擬水廠設(shè)計運行效果,分析實驗結(jié)果并思考改進(jìn)的措施;由此,不僅能讓學(xué)生學(xué)到觀察、分析、推理、判斷、歸納總結(jié)的技能,而且能結(jié)合專業(yè)理論進(jìn)行實際應(yīng)用,從而更好地理解專業(yè)理論知識,全面訓(xùn)練學(xué)生科學(xué)實驗?zāi)芰Α⒐こ虘?yīng)用能力、綜合創(chuàng)造能力,掌握解決工程實際問題的方法。通過實驗?zāi)M運行水廠的設(shè)計效果,突出專業(yè)的工程性,學(xué)生在夯實實驗基礎(chǔ)的同時,還體現(xiàn)出了水廠全套流程的工程設(shè)計,明確給排水專業(yè)的工程設(shè)計內(nèi)容,實現(xiàn)“給水排水實驗、設(shè)計、實習(xí)”三位一體的一體式教學(xué)。
1.2建立給水排水模型設(shè)計等實踐活動,構(gòu)建新型模式
創(chuàng)新教育中,創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)和訓(xùn)練是重點[3]。給水排水工程學(xué)生在扎實專業(yè)基礎(chǔ)知識的同時,需具有較強(qiáng)的分析研究和實踐創(chuàng)新能力,才能在以后的工作中解決工程技術(shù)難題,這需要不斷地進(jìn)行各種形式的強(qiáng)化訓(xùn)練,開發(fā)學(xué)生的各種潛能。2011年10月,我校首次在2009級給水排水專業(yè)學(xué)生中舉行“第一屆給水排水模型制作大賽”,學(xué)生通過自由組隊,制作相關(guān)給水排水專業(yè)模型參賽。比賽有以下特點:(1)模型范圍:給水排水專業(yè)方向為主,①建筑給水排水方向:生活(或消防或合用)水箱、生活(或消防或合用)水池、消火栓箱、建筑給水(或排水、消防)管道系統(tǒng)、自動噴水滅火系統(tǒng);②室外給水排水方向:室外小區(qū)給水(或排水)管道系統(tǒng)、檢查井、隔油池、化糞池;③給水廠和污水廠方向:沉淀池、濾池、清水池、曝氣池等。相關(guān)設(shè)計尺寸均可參考相關(guān)教材,或從網(wǎng)上下載相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)圖片和設(shè)計圖紙作為模型參考尺寸,要有相應(yīng)模型的基本簡圖。(2)評分標(biāo)準(zhǔn):對模型的整體完整美觀程度、實用性、創(chuàng)意、工藝等方面進(jìn)行評比。(3)學(xué)生層次:不同層次的學(xué)生可根據(jù)自己的綜合素質(zhì)、知識結(jié)構(gòu)、理解能力和實踐水平等,自主選擇設(shè)計水廠的單體構(gòu)筑物或水廠整體裝置模型進(jìn)行創(chuàng)新性設(shè)計,通過實驗試運結(jié)果或創(chuàng)新程度等方式進(jìn)行評選,提高學(xué)習(xí)的興趣。通過查閱課外資料與動手制作模型,增加學(xué)生對專業(yè)相關(guān)知識的了解,從理論知識聯(lián)系到實際的工作構(gòu)件,加深學(xué)生對各構(gòu)筑物的結(jié)構(gòu)形狀及原理的認(rèn)識和了解,另一方面,可促進(jìn)班級間的交流,營造更好的學(xué)習(xí)氛圍,教學(xué)由“被動式”轉(zhuǎn)為“主動式”,為學(xué)生提供“創(chuàng)新”的模擬平臺。
2實踐與效果
2.1實驗教學(xué)突出本專業(yè)方向,區(qū)別環(huán)境工程,工程性突出通過教學(xué)實踐,本屆學(xué)生較往屆學(xué)生專業(yè)認(rèn)識明確,通過對水廠總體布置的感觀形象認(rèn)知,對各構(gòu)筑物的具體結(jié)構(gòu)有更深入的體會;同時,本屆學(xué)生在進(jìn)行相應(yīng)課程的課程設(shè)計時,例如,給水廠課程設(shè)計、污水處理廠課程設(shè)計等,比往屆學(xué)生更能理解設(shè)計的原理和基礎(chǔ),更能注意設(shè)計相應(yīng)結(jié)構(gòu)時的細(xì)節(jié)問題,設(shè)計更完善,更合理,各門課程設(shè)計平均成績比往屆高2~4分,為畢業(yè)后較快地勝任實際工作打下工程基礎(chǔ)。
2.2有利于提高學(xué)生的應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力、提高教學(xué)效率通過模型比賽,學(xué)生在自主進(jìn)行水廠模型設(shè)計時,往往會主動參觀實驗室水廠模型或上網(wǎng)查找相關(guān)資料并進(jìn)行思考,一方面,加強(qiáng)了工程設(shè)計能力,創(chuàng)新能力,另一方面,提高了自主學(xué)習(xí)的能力,營造了濃厚的學(xué)習(xí)氣氛,班級凝聚力加強(qiáng)。由于狀態(tài)積極向上以及對專業(yè)認(rèn)識深刻,2009級學(xué)生多人次獲得院校級優(yōu)秀獎學(xué)金,班集體也多次獲得院級優(yōu)秀稱號;2013年1月,全級77人中有17人參加考研,創(chuàng)往屆學(xué)生考研比例的高峰;在進(jìn)行課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計時,領(lǐng)悟程度和設(shè)計能力較往屆都有很大的提升。
3結(jié)束語
關(guān)鍵詞:理實一體化; 教學(xué)模式; 建筑給水排水工程
1.理實一體化教學(xué)模式特點及意義
理實一體化(理論與實踐一體化)是近些年在高等院校教學(xué)中進(jìn)行探索、創(chuàng)新、推廣的一種教學(xué)模式,它強(qiáng)調(diào)立足于以學(xué)生為主體,發(fā)揮教師主導(dǎo)作用,大膽突破理論與實踐的界限,關(guān)注探索學(xué)習(xí)的過程,融教、學(xué)、做于一體,將專業(yè)理論課與生產(chǎn)實習(xí)、實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)重新分解、整合,安排在專業(yè)教室中進(jìn)行教學(xué),從而不斷提高教學(xué)職業(yè)技能。
理實一體化教學(xué)模式不僅僅是理論教學(xué)與實踐教學(xué)內(nèi)容的一體化,也是教師在知識、技能、教學(xué)能力上的一體化,同時,還包含教學(xué)場所的一體化。它絕不是理論教學(xué)和實踐教學(xué)在形式上的簡單組合,而是從學(xué)生技能技巧形成的認(rèn)知規(guī)律出發(fā),實現(xiàn)理論與實踐的有機(jī)結(jié)合,將理論教學(xué)與實訓(xùn)教學(xué)融為一體,使理論與實踐更好的銜接,實現(xiàn)了教師一體化,教材一體化,教室一體化。
土木工程學(xué)科傳統(tǒng)的教學(xué)體系由基本教材、配套講義、多媒體資料組成。配套講義包括新技術(shù)、新材料、新設(shè)備、新規(guī)范。多媒體資料包括工程案例、授課視頻、動畫資料、模擬試卷等。實踐課程為課程設(shè)計,課程設(shè)計是在理論課程后進(jìn)行的實踐課程,在時間上是先理論后實踐。理論教學(xué)與實踐教學(xué)內(nèi)容、地點、教師相分離,不但給學(xué)生的學(xué)習(xí)造成很大困難,也造成了重復(fù)教學(xué)和資源浪費,更影響了教學(xué)質(zhì)量的提高,不能突出應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)。
本課題的理實一體化是要做到①理論教學(xué)體系和實踐教學(xué)體系融為一體。②教學(xué)情境和教學(xué)手段融為一體。做到空間和時間上的理論與實踐并行。
在大土木工程中,建筑給水排水工程是工業(yè)民用建筑中不可分割的有機(jī)體, 是建筑設(shè)備工程的重要組成部分。給排水、暖通、電氣構(gòu)成建筑設(shè)備,建筑設(shè)備與建筑學(xué),結(jié)構(gòu)專業(yè)組成建筑整體,如圖1所示。在給水排水工程專業(yè)內(nèi)部,建筑給水排水工程與給水工程、排水工程構(gòu)成給水排水工程與科學(xué)專業(yè)的三大專業(yè)主干課程,是畢業(yè)設(shè)計和生產(chǎn)實習(xí)的重要組成部分;直接為建筑給水排水方向的學(xué)生就業(yè)提供理論支持和技能支撐。
圖1 建筑組成圖
本項目將立足于以建筑給水排水工程為例,創(chuàng)建理實一體化教學(xué)模式,提高學(xué)生的工程實踐能力培養(yǎng)。將這種模式應(yīng)用到土木類其他專業(yè)課程的教學(xué)當(dāng)中。
2.理實一體化教學(xué)模式的實踐探討
建筑給水排水工程是給水排水科學(xué)與工程專業(yè)的重要組成部分,是一門應(yīng)用型專業(yè)課程,以培養(yǎng)具有工程實踐能力的建筑給水排水工程技術(shù)人才為目標(biāo)。通過課程教學(xué)和課程設(shè)計等教學(xué)環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí),使學(xué)生對國內(nèi)建筑給水排水工程體系的基本組成、發(fā)展和應(yīng)用狀況獲得全面系統(tǒng)的了解,獲得初步的工程實踐技能,為成為適應(yīng)建筑給水排水工程市場需求的應(yīng)用型人才打下基礎(chǔ)。該課程教學(xué)內(nèi)容包括:給水系統(tǒng),排水系統(tǒng),消防系統(tǒng),雨水系統(tǒng),熱水系統(tǒng),小區(qū)及特殊建筑等幾大系統(tǒng)。每個系統(tǒng)自成一章,所有章節(jié)可分為三大步驟:管網(wǎng)布置、水量計算、水力計算。如圖2 所示。
圖2 教學(xué)步驟
在這三大步驟中,水力計算屬于前續(xù)課程《流體力學(xué)》、《給水管網(wǎng)》、《排水管網(wǎng)》理論知識的演變,學(xué)生可以較快地實現(xiàn)該知識點的遷移。水量計算和管網(wǎng)布置屬于全新的內(nèi)容,屬于工程實踐,涉及規(guī)范最多。如何將規(guī)范融入到教學(xué)中,提高學(xué)生的工程設(shè)計能力,是實踐的主體。本課題的解決思路是:弱化理論,加強(qiáng)實踐。在管網(wǎng)布置上加大教學(xué)力度。
若在教學(xué)過程中有效實施“理實一體化”教學(xué)模式,必須要研究和落實好以下幾個關(guān)鍵環(huán)節(jié):
① 理論教學(xué)真題化,實景化;本課程所有章節(jié)選擇同一實際工程案例,從衛(wèi)生間潔具布置,到生活給水排水系統(tǒng),雨水系統(tǒng),消火栓系統(tǒng)布置,從一個衛(wèi)生間拓展到一層樓再至整個樓層,逐步提高整個建筑的認(rèn)知。增強(qiáng)學(xué)生對知識點熟悉的連貫性,有利于學(xué)生對工程整體的掌握,案例要選擇得當(dāng),小而精,比如:某市11層商住樓,具有公共建筑和住宅的功能,可以包含本課程的主要知識點。在課下布置作業(yè)中,以學(xué)生的宿舍樓為主,貼近學(xué)生的生活,便于觀察。同時在教學(xué)中可以利用專業(yè)軟件,天正,理正,REVIT軟件進(jìn)行現(xiàn)場模擬,比如:衛(wèi)生間中給水排水管道的連接,以及相應(yīng)的三維管道系統(tǒng)。尤其是REVIT軟件中的相機(jī)以及漫游功能可以達(dá)到身臨其境的效果,達(dá)到讓現(xiàn)場走進(jìn)課堂的效果,如圖3所示。進(jìn)一步拓展學(xué)生軟件應(yīng)用能力如三維透視圖的繪制等,進(jìn)一步開拓學(xué)生創(chuàng)新能力。
圖3 三維管道系統(tǒng)
②課堂實踐多樣化;在教學(xué)的過程中穿插實踐環(huán)節(jié),達(dá)到講授、聽課與操作等教學(xué)形式一體化實施。具體實踐環(huán)節(jié)如下:隨堂見習(xí)、課外實踐、實踐操作。
隨堂見習(xí):在課堂教學(xué)中利用課間時間讓學(xué)生去觀察本教學(xué)樓內(nèi)的衛(wèi)生間里潔具布置,以及生活給水排水系統(tǒng),消火栓系統(tǒng),隨后在課堂上分析管道的布置方案,結(jié)合最新規(guī)范,講解現(xiàn)在的布置變化,以及規(guī)范的變化原因。還可以利用課后時間,觀察教學(xué)樓外部的室外消火栓,水泵接合器,判斷給水管路的接入點。該種教學(xué)方式大大加深了學(xué)生對理論知識的了解,以及對施工圖繪制的掌握。
課外實踐:給排水所用的管材與設(shè)備,管件種類繁多,學(xué)生根據(jù)圖紙作業(yè),列出工程材料設(shè)備表,利用課余時間到建材市場或網(wǎng)上咨詢各種設(shè)備(水箱、水泵)、管材及附件(金屬管材、非金屬管材)的種類、價格,提交一份安裝造價分析報告。
實踐操作:建立一實驗室,一衛(wèi)生間內(nèi)布置了洗臉盆,浴盆,小便器,大便器(蹲便、坐便),讓學(xué)生進(jìn)行潔具的安裝,管件、附件的連接,培養(yǎng)學(xué)生的空間感和尺寸感。讓學(xué)生了解不同管材的連接方式。
通過以上幾種實踐方式讓課堂走入現(xiàn)場。理論教學(xué)與實踐操作訓(xùn)練穿行,增強(qiáng)了直觀體驗,激發(fā)了學(xué)習(xí)興趣,實現(xiàn)了理論與實踐的緊密聯(lián)系,達(dá)到了提高教學(xué)質(zhì)量和效果的目的,提高學(xué)生的實踐能力。
表1 教學(xué)與實踐安排表
整個教學(xué)過程中,如表1所示,理論教學(xué)和課堂實踐讓學(xué)生掌握了理論,設(shè)計,施工,造價等方面的知識,切實提高了學(xué)生的綜合能力。
③構(gòu)建理實一體化教學(xué)模式;在“理實一體化”教學(xué)中實現(xiàn)學(xué)生對本課程知識的掌握,以及對相關(guān)專業(yè)建筑學(xué),結(jié)構(gòu)工程,暖通空調(diào)和建筑電氣知識的了解。在授課中加強(qiáng)專業(yè)之間的聯(lián)系,全方位做到理中有實,實中有理,理實一體。可以將該種模式逐步應(yīng)用到本專業(yè)課程《給水工程》、《排水工程》以及土木工程專業(yè)《建筑設(shè)備》等課程,《建筑設(shè)備》中的暖通和電氣內(nèi)容可采用同樣的教學(xué)方法。比如:在電氣教學(xué)內(nèi)容中,布置教室的照明線路,以及整個教學(xué)樓的配電線路。
3.效果總結(jié)
該“理實一體化”教學(xué)模式,得到教師和學(xué)生的一致認(rèn)可,教學(xué)效果具體體現(xiàn)在:
(1)調(diào)動了學(xué)生積極性,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,通過資料的查閱和實踐的設(shè)計,提高了學(xué)生的綜合思考能力。
(2)通過對校園建筑中給水排水工程的觀察和設(shè)計,加強(qiáng)了學(xué)生的實踐能力。
(3)加強(qiáng)了專業(yè)相關(guān)知識的學(xué)習(xí),拓展了教學(xué)內(nèi)容,進(jìn)一步提高了學(xué)生的專業(yè)配合能力。
我們在實施的過程中也發(fā)現(xiàn)一些不足之處:一、這種教學(xué)方法的應(yīng)用有一定范圍,主要適用實踐操作性較強(qiáng)的課程內(nèi)容。二、教學(xué)組織難度大。對于小課堂30個左右學(xué)生比較好控制,對于大課堂難以實施3.實訓(xùn)室設(shè)備不能滿足要求。
因此在以后的教學(xué)中,我們要用積極的心態(tài)面對這個教學(xué)改革,在工作中不斷的探索研究更科學(xué)合理的方法,提高教學(xué)質(zhì)量和辦學(xué)特色,將理實一體化教學(xué)模式進(jìn)行到底。
參考文獻(xiàn)
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大多數(shù)國家、市政公司和建筑小區(qū)都有相應(yīng)的法律來規(guī)范工業(yè)廢水和生活污水的排放,防止超標(biāo),保護(hù)環(huán)境。因此,需要采用相應(yīng)的測量儀表和技術(shù),根據(jù)行業(yè)規(guī)章監(jiān)測排放口的水質(zhì)、選擇合適的控制策略,同時,為了過程優(yōu)化、節(jié)省成本,在重要的處理步驟中需要進(jìn)行工藝參數(shù)測量。在歐洲,水質(zhì)在線監(jiān)測比較成熟,但是在我國能熟練操作儀器的人才比較欠缺。
城市供水是城市的生命線,供水水質(zhì)直接關(guān)系到市民的身體健康,關(guān)系到社會的穩(wěn)定,為加強(qiáng)城市公共供水水質(zhì)管理,保障供水水質(zhì)安全,供水單位應(yīng)當(dāng)配備水質(zhì)檢驗人員和設(shè)備,建立健全水源水、出廠水、末梢水的水質(zhì)檢驗制度,依照國家規(guī)定的水質(zhì)檢測規(guī)范做好水質(zhì)及相關(guān)凈水材料、設(shè)備的質(zhì)量檢測,開展技術(shù)咨詢、業(yè)務(wù)指導(dǎo)和人員技術(shù)培訓(xùn)工作等,保證供水水質(zhì)符合國家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn),衛(wèi)生防疫機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)定期對供水水質(zhì)進(jìn)行檢測。自來水用戶使用的二次供水設(shè)施,應(yīng)定期進(jìn)行清洗消毒和水質(zhì)檢驗。有些自來水公司雖建立了化驗室,配備了部分儀器設(shè)備,但化驗員數(shù)量不足,且未持證上崗,自檢空白。有些化驗室只能檢測幾項指標(biāo),檢測數(shù)據(jù)報表不規(guī)范、不齊全,化驗員檢測水平不高,現(xiàn)場操作考核成績較差。有些供水單位均未建立水質(zhì)監(jiān)測三級(出廠水、管網(wǎng)、末梢水)網(wǎng)絡(luò),沒有進(jìn)行全過程的水質(zhì)檢測,檢測能力不能滿足國家規(guī)定的指標(biāo)的要求。
操作技術(shù)和管理崗位實用型供排水水質(zhì)檢驗人才緊缺是不爭的事實,如何培養(yǎng)高級應(yīng)用型人才是我們教學(xué)改革的重要課題。
社會在發(fā)展,人類在進(jìn)步,現(xiàn)代教育以其獨特的魅力吸引著世人的目光,對傳統(tǒng)教育產(chǎn)生了強(qiáng)烈的沖擊,教育教學(xué)工作面臨前所未有的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。能力和素質(zhì)的培養(yǎng),古老而年輕的主題,是教育教學(xué)的精髓和真諦。教師運用的教學(xué)方法、教學(xué)手段和選擇的教學(xué)內(nèi)容、達(dá)到的教學(xué)效果直接關(guān)系到學(xué)生的就業(yè)和未來的發(fā)展,在實踐中探索和研究教學(xué)規(guī)律、加大教學(xué)改革的力度非常迫切。
二、教學(xué)設(shè)計
2.1課程設(shè)計的理念與思路
給排水專業(yè)設(shè)置水質(zhì)檢驗課程培養(yǎng)具有水質(zhì)檢驗技術(shù)與管理工作職業(yè)資格的專門人才,為水處理工藝運行提供數(shù)據(jù)資料和科學(xué)的依據(jù),能夠正確及時地反映水質(zhì)狀況。
讓學(xué)生獲得工作過程知識,必須實施基于工作過程的課程,通過工作學(xué)會工作。因此,本課程基于“工作過程系統(tǒng)化”進(jìn)行教學(xué)設(shè)計和開發(fā),以相對獨立又相對完整的工作任務(wù)構(gòu)建學(xué)習(xí)內(nèi)容,以培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)能力為核心,保持實訓(xùn)內(nèi)容、實訓(xùn)環(huán)境與企業(yè)現(xiàn)場一致,使學(xué)生親自經(jīng)歷結(jié)構(gòu)完整的工作過程,完成從試液、儀器準(zhǔn)備、采樣、預(yù)處理、檢驗、數(shù)據(jù)記錄與處理、水質(zhì)評價、質(zhì)控等各個工作步驟的完整訓(xùn)練,在工作過程中學(xué)會工作,獲得職業(yè)活動的技能和知識,獲得職業(yè)能力。
求知即行動,行動即學(xué)習(xí),以完成典型水質(zhì)指標(biāo)檢驗工作任務(wù)為驅(qū)動力、教學(xué)出發(fā)點和目標(biāo),采用行動導(dǎo)向教學(xué)方式,改造不適于學(xué)生認(rèn)知規(guī)律發(fā)展的不合理成分,發(fā)揮學(xué)生主體作用,開發(fā)學(xué)生潛能。實訓(xùn)中,充分尊重學(xué)生的個體差異,為學(xué)生創(chuàng)造主動學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)的環(huán)境,促進(jìn)學(xué)生個性發(fā)展,強(qiáng)調(diào)對學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的職業(yè)能力的培養(yǎng),以達(dá)到全面培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)能力的目標(biāo)。通過學(xué)生獨立計劃、實施、檢查,幫助學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)、學(xué)會實踐、學(xué)會協(xié)作,學(xué)生通過符合要求的水質(zhì)檢驗全過程的專業(yè)行動和小組合作,完成一個具體的工作任務(wù)(項目),是直接學(xué)習(xí)行為,是有效的學(xué)習(xí)過程,在“做實驗”過程中獲得工作成果,技能、經(jīng)驗和知識、并歸納總結(jié),符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律,學(xué)會科學(xué)的工作和學(xué)習(xí)的方法,在小組共同完成任務(wù)的過程中,學(xué)會與人合作,增強(qiáng)責(zé)任感。專業(yè)能力、方法能力和社會能力在行動中形成和提高。因此,根據(jù)學(xué)生認(rèn)知規(guī)律、工作情境和能力要求設(shè)計課程,效果顯著。
2.2教學(xué)目標(biāo)設(shè)計
水質(zhì)檢驗課程總體目標(biāo)主要強(qiáng)調(diào)對學(xué)生職業(yè)能力的培養(yǎng),因此,通過本課程的學(xué)習(xí),使學(xué)生領(lǐng)會供排水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)規(guī)范及有關(guān)規(guī)定,嚴(yán)格按照水質(zhì)檢驗周期、操作規(guī)程開展檢驗工作,使學(xué)生具有從事水質(zhì)檢驗工作的基本職業(yè)能力,并具有水質(zhì)檢驗儀器設(shè)備維護(hù)、質(zhì)量監(jiān)督與控制、檢驗數(shù)據(jù)記錄與處理、報告編寫、采樣等方面的基礎(chǔ)能力,為水處理提供及時準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)資料,保證水處理工藝正常運行和水質(zhì)合格/達(dá)標(biāo)。
教學(xué)目標(biāo)有具體的知識目標(biāo)、專業(yè)能力目標(biāo)、方法與社會能力目標(biāo)幾個方面,注重對學(xué)生關(guān)鍵能力、綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。
2.3教學(xué)內(nèi)容設(shè)計
結(jié)合污水處理中國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的基本控制項目、主要控制參數(shù)設(shè)計有兩個項目,分別為污水進(jìn)出水水質(zhì)檢驗、污水處理過程水質(zhì)控制與檢測。結(jié)合給水處理中國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的水源水檢測項目、主要控制參數(shù)和水質(zhì)監(jiān)測三級網(wǎng)絡(luò)設(shè)計有三個項目,分別是供水水源水質(zhì)檢驗、凈水構(gòu)筑物水質(zhì)控制與檢測、出廠水、管網(wǎng)水和管網(wǎng)末梢水水質(zhì)檢驗,按照國家標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)規(guī)范及有關(guān)規(guī)定設(shè)計教學(xué)項目,具有針對性,適合給排水行業(yè)崗位需求。
對每一項目,確定典型工作任務(wù),每一任務(wù)都對應(yīng)一具體的工作過程。通過完成具體的工作過程使學(xué)生學(xué)會主要水質(zhì)指標(biāo)或參數(shù)的檢測,并使學(xué)生具有水質(zhì)檢驗方案設(shè)計、采樣、儀器設(shè)備管理、檢驗質(zhì)量監(jiān)督與控制、檢驗數(shù)據(jù)處理、報告編寫等基礎(chǔ)技能。
2.4教學(xué)方法與手段運用
2.4.1項目教學(xué)
學(xué)生在教師的指導(dǎo)下親自處理一個項目,全部或部分獨立組織、安排學(xué)習(xí)行為,處理項目工作中遇到的困難。
首先,引導(dǎo)學(xué)生搜集信息,了解要做什么檢驗項目或完成什么任務(wù)以及為什么要做,檢驗?zāi)姆N水樣中有機(jī)物、重金屬還是富營化物質(zhì)等,了解其對環(huán)境或人身健康的危害。
然后,學(xué)生獨立計劃及判斷計劃的合理性,通過閱讀教材或瀏覽網(wǎng)頁知道怎樣去做,目前有幾種方案。水質(zhì)檢驗是按照國家標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行的,一般有常規(guī)法、快速法和在線法,學(xué)生主要查閱每一項目的幾種方法。
開始階段,學(xué)生不會做計劃、方案,教師描述、講解,引導(dǎo)學(xué)生看教材或提供網(wǎng)上信息,一段時間后,學(xué)生會慢慢習(xí)慣,成為自然,我們已經(jīng)編寫了適合項目教學(xué)法的教材,提供較為齊全的資料,逐漸地,學(xué)生結(jié)合實踐會自己讀懂或主動和同學(xué)、老師討論問題,提出不同意見。
接下來是:學(xué)生獨立實施及檢查是否正確實施了計劃、提出改進(jìn)措施等。在方案實施中按照統(tǒng)一的過程如配溶液、儀器準(zhǔn)備、采集樣品、預(yù)處理、檢驗操作,得出結(jié)果幾個步驟來進(jìn)行。由于傳統(tǒng)的應(yīng)試教育,學(xué)生動手操作能力比較薄弱,因此,最初的項目教師采用示范、講解、學(xué)生模仿、熟悉關(guān)鍵步驟、學(xué)生重復(fù)做這樣的教學(xué)方法。結(jié)果得出后,需要檢查,因為誤差和偏差主要來源于操作是否規(guī)范,所以學(xué)生首先在這方面查找原因,然后利用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)對照等質(zhì)控措施檢查方案實施的情況,同學(xué)間進(jìn)行討論,找到問題,對項目或任務(wù)加以改進(jìn),反復(fù)做實驗,完成任務(wù)。幾個任務(wù)實施后,學(xué)生會自主完成新任務(wù),達(dá)到目標(biāo)要求。
2.4.2合作式學(xué)習(xí)
由于儀器、試劑和學(xué)時的限制,教學(xué)中把學(xué)生分成小組,按時間或空間進(jìn)行合作,分別完成不同的任務(wù)進(jìn)行匯報,因此,每個人對小組的成果有責(zé)任感,促進(jìn)合作精神、交流能力和表達(dá)能力的提高。
2.4.3啟發(fā)引導(dǎo)
在做的過程中啟發(fā)學(xué)生的思路,引導(dǎo)學(xué)生完成項目,獲得相關(guān)技能。
教學(xué)手段主要采用制作多媒體課件,運用多媒體教學(xué)設(shè)備和網(wǎng)上教學(xué)資源,錄制、播放視頻、展示圖片,學(xué)生利用視覺、聽覺和信息提高學(xué)習(xí)效果,獲得足夠的感性認(rèn)識。教學(xué)生做,學(xué)生模仿,在“做”中學(xué),教、學(xué)、做一體化。
關(guān)鍵詞:高分子材料加工與成型;課程設(shè)計;指導(dǎo)方法;教學(xué)改革
高分子材料加工與成型課程設(shè)計是高分子材料專業(yè)系列課程中的重要組成部分,是學(xué)生在完成高分子材料成型與加工原理理論學(xué)習(xí)和工廠認(rèn)識實習(xí)后的一項實踐項目,是學(xué)生對所學(xué)相關(guān)基礎(chǔ)知識的綜合運用與實踐[1-2]。通過這一實踐環(huán)節(jié),使學(xué)生熟悉并了解文獻(xiàn)檢索相關(guān)知識,培養(yǎng)學(xué)生資料收集及運用、設(shè)計及配方計算、計算機(jī)CAD作圖的能力,為畢業(yè)設(shè)計打下基礎(chǔ)[3-4]。高分子材料加工與成型課程設(shè)計通常是在給定設(shè)計題目基礎(chǔ)上,根據(jù)設(shè)計要求,一人一題獨立完成。通常安排2~3周,需要一定的獨立思考能力和團(tuán)隊合作精神。在指導(dǎo)學(xué)生完成課程設(shè)計的過程中,我們發(fā)現(xiàn)不少同學(xué)只會死記書本知識而不會靈活運用,在接受設(shè)計題目后茫然無措,不能有效收集資料。此外,對課程設(shè)計環(huán)節(jié)不重視,懶于思考,經(jīng)常坐等其他同學(xué)接近完成后拿來機(jī)械模仿,不去思之所以然,導(dǎo)致設(shè)計說明書漏洞百出。因此,為了提高學(xué)生課程設(shè)計完成質(zhì)量,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和主觀能動性,幫助學(xué)生熟悉工程設(shè)計流程并掌握正確的工藝計算規(guī)則,指導(dǎo)老師必須針對學(xué)生實際情況,探索合適的指導(dǎo)方法,以達(dá)到培養(yǎng)合格工程實踐人才的目的。現(xiàn)就課程設(shè)計的各個環(huán)節(jié)指導(dǎo)方法的改革和實踐總結(jié)如下。
1課程設(shè)計題目的選定及時間安排
在課程設(shè)計開始之前,首先要對學(xué)生情況進(jìn)行摸底,了解學(xué)生對相關(guān)理論知識的掌握及靈活運用程度,以及對本專業(yè)領(lǐng)域主流產(chǎn)品實際生產(chǎn)流程、工藝參數(shù)、基本配方的熟悉程度,了解學(xué)生獲取文獻(xiàn)及生產(chǎn)資料的渠道和學(xué)生對課程設(shè)計的重視程度。在輔導(dǎo)學(xué)生時,通過啟發(fā)的方式引導(dǎo)學(xué)生提出問題并幫助其找到解決問題的思路。通過詳細(xì)的調(diào)研和輔導(dǎo),了解學(xué)生的基礎(chǔ),并使學(xué)生知道如何進(jìn)行課程設(shè)計準(zhǔn)備工作。在擬定課程設(shè)計題目時,盡量擬定學(xué)生感興趣且資料收集較為容易的題目。如我們在生產(chǎn)實習(xí)中曾經(jīng)組織學(xué)生參觀株洲時代新材、株洲工業(yè)園金德管業(yè),對改性塑料生產(chǎn)工藝、注塑、模塑和擠出加工成型方法積累了詳細(xì)的一手資料,學(xué)生對一些應(yīng)用性強(qiáng)的產(chǎn)品如家電專用PP塑料、汽車內(nèi)外飾件的工程塑料、給排水管等產(chǎn)生了濃厚興趣,我們擬定了一系列有針對性的題目供學(xué)生選擇,如“高鐵用PTFE滑塊產(chǎn)品工藝設(shè)計”“耐高溫聚乙烯管工藝設(shè)計”和“高鐵用尼龍扣件加工工藝設(shè)計”等。課程設(shè)計開始的時間選擇也極為重要。課程設(shè)計一般需要2~3周時間,程序為指導(dǎo)老師下達(dá)題目,進(jìn)行具體安排和講述基本要求,確定考核方式,使學(xué)生充分了解課程設(shè)計的內(nèi)容和需達(dá)到的任務(wù)指標(biāo)。但是如果采用集中的2~3周時間,完成從選題到設(shè)計方案優(yōu)化和完善以及設(shè)計說明書的撰寫,時間上較為緊迫。因此,需要機(jī)動靈活地安排設(shè)計各個環(huán)節(jié)的時間。同時,由于目前我校的高分子材料加工成型課程設(shè)計安排在理論課程結(jié)束后、期中考試周開始前,生產(chǎn)實習(xí)安排在學(xué)期初,雖然理論課程的學(xué)習(xí)和課程設(shè)計環(huán)節(jié)銜接緊密,有利于學(xué)生在對理論課程尚有深刻記憶時通過課程設(shè)計進(jìn)一步加深理解,但即將開始的期中考試必然會分散學(xué)生的精力,占用不少時間,使課程設(shè)計完成的效率和質(zhì)量難以保證。學(xué)期初的生產(chǎn)實習(xí)由于只是進(jìn)入車間參觀,聽取工程師講解,生產(chǎn)實習(xí)結(jié)束后馬上是多門專業(yè)課程的學(xué)習(xí),實習(xí)期間掌握的現(xiàn)場知識和工藝細(xì)節(jié)會隨時間流逝慢慢淡忘,對課程設(shè)計沒有起到應(yīng)有的輔助作用。為了把生產(chǎn)實習(xí)、理論課程講授和課程設(shè)計有機(jī)地結(jié)合起來,我們改革了課程設(shè)計的教學(xué)過程,在學(xué)期初安排生產(chǎn)實習(xí)時,根據(jù)實習(xí)內(nèi)容安排了課程設(shè)計的選題工作,使學(xué)生帶著課程設(shè)計的任務(wù)進(jìn)行生產(chǎn)實習(xí)。在實習(xí)動員會議上,指導(dǎo)老師引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注實際生產(chǎn)中原料配方、原料質(zhì)量指標(biāo)、設(shè)備參數(shù)、車間生產(chǎn)制度等與設(shè)計相關(guān)的問題,做好詳細(xì)記錄。學(xué)生在現(xiàn)場實習(xí)時,由于有確定的目標(biāo),可做到“帶腦”“帶心”參觀生產(chǎn)過程,與工程技術(shù)人員深入交流,有利于獲得更多的生產(chǎn)資料。實習(xí)結(jié)束后,要求學(xué)生在實習(xí)報告中添加和設(shè)計題目有關(guān)的生產(chǎn)工藝現(xiàn)狀與發(fā)展、工藝流程及控制方面的內(nèi)容,使學(xué)生對將要進(jìn)行的課程設(shè)計有一個總體認(rèn)識。為了讓學(xué)生更好地消化理論知識,提高效率,課程設(shè)計集中的時間段可安排在期中考試結(jié)束后,一來學(xué)生可釋放復(fù)習(xí)迎考的壓力,心態(tài)最為放松,有利于課程設(shè)計環(huán)節(jié)的開展;二來老師結(jié)束理論課程也有更多的精力全程輔導(dǎo)。在組織課程設(shè)計的教學(xué)模式上,為了強(qiáng)化學(xué)生的獨立性,減少對教師和其他同學(xué)的依賴,在選題上盡量體現(xiàn)不同,如在產(chǎn)品規(guī)格、原料來源和質(zhì)量指標(biāo)、生產(chǎn)工藝選擇等方面存在差異。同時,指導(dǎo)教師需在統(tǒng)一的時間檢查進(jìn)度,召集3次設(shè)計討論會議,時間節(jié)點設(shè)置在工藝計算部分初步完成、設(shè)計說明書初稿完成和圖紙初稿完成階段,在集體討論中,對相關(guān)環(huán)節(jié)出現(xiàn)的錯誤可及時更正。在學(xué)生分組上,應(yīng)考慮不同學(xué)生的層次,在對學(xué)生性格、心理的充分了解上進(jìn)行分組,如有的學(xué)生工作細(xì)致,追求完美,有的學(xué)生善于整理文獻(xiàn),有的學(xué)生公式運用熟練,計算能力強(qiáng),合理的分組能達(dá)到1+1>2的效果。
2課程設(shè)計應(yīng)體現(xiàn)學(xué)生的自主性和教師輔導(dǎo)的有效性
在課程設(shè)計教學(xué)過程中,指導(dǎo)老師的輔導(dǎo)環(huán)節(jié)是十分重要的[5]。指導(dǎo)老師首先要消除學(xué)生面對選題時茫然無措、無從下手的心理,給學(xué)生詳細(xì)講解相關(guān)范例,幫助確定設(shè)計說明書框架并及時審閱相關(guān)內(nèi)容。指導(dǎo)老師輔導(dǎo)可以采取在線隨時輔導(dǎo)和線下集中組織兩種方式相結(jié)合的形式。老師統(tǒng)一召集學(xué)生,以會議的形式對設(shè)計任務(wù)、設(shè)計說明書的內(nèi)容和格式、圖紙的要求和數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)定,對學(xué)生普遍存在的問題進(jìn)行統(tǒng)一解答。引導(dǎo)學(xué)生查閱和使用工具書,對往屆課程設(shè)計中出現(xiàn)的問題提前做好預(yù)警并提出解決的途徑。由于學(xué)生在知識儲備和接受水平上存在個體差異,開展有針對性的個別輔導(dǎo)十分必要。在線聊天工具是大多數(shù)學(xué)生使用頻繁且得心應(yīng)手的工具,在線討論也可消除學(xué)生單獨會見老師的緊張。設(shè)計組的學(xué)生和指導(dǎo)老師可建立討論組,暢所欲言,開放和放松的氛圍也有利于激發(fā)靈感,減少失誤。學(xué)生遇到公式運用上的困難以及某些關(guān)鍵資料無法收集的情況,可以直接和老師進(jìn)行一對一的討論,獲得及時有效的幫助。
3課程設(shè)計授課方式改革應(yīng)體現(xiàn)科學(xué)性和學(xué)生獨立性
3.1課程設(shè)計在課程體系中有承上啟下的作用
課程設(shè)計是在學(xué)生已經(jīng)掌握一定的基礎(chǔ)理論知識之后和開展畢業(yè)論文(設(shè)計)之前的實踐教學(xué)環(huán)節(jié),具有承上啟下的作用[3]。首先,它以某一理論課程為基礎(chǔ),如在學(xué)習(xí)了高分子成型加工原理這一門理論課后開始高分子成型工藝課程設(shè)計,學(xué)習(xí)了塑料成型加工設(shè)備后,相應(yīng)地開始高分子設(shè)備課程設(shè)計等。根據(jù)課程所學(xué)內(nèi)容對學(xué)生提出了設(shè)計任務(wù)和技術(shù)要求,又給學(xué)生動腦、動手的余地。這個環(huán)節(jié)對學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計,乃至今后走上工作崗位后的實際工作都有著重要的影響。
3.2課程設(shè)計具有很強(qiáng)的綜合性
為了使學(xué)生獲得必要的工程設(shè)計能力,必須通過授課方式改革來體現(xiàn)科學(xué)性和學(xué)生的獨立性。如指導(dǎo)老師從往屆的設(shè)計中,挑選代表不同水平層次的設(shè)計,在課程設(shè)計開始前的課堂講授環(huán)節(jié)進(jìn)行詳細(xì)的對比分析,幫助學(xué)生建立起一個設(shè)計質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。為了培養(yǎng)學(xué)生的獨立性,在設(shè)計時,務(wù)必使每位學(xué)生有不同的設(shè)計基本數(shù)據(jù),如產(chǎn)量、原料組成和配方設(shè)計,生產(chǎn)工藝等,減少學(xué)生對其他同學(xué)的依賴,積極參與到設(shè)計的整個過程,能夠較好地提高學(xué)生的參與性、積極性,同時激發(fā)學(xué)生主動思考和創(chuàng)造。在課程設(shè)計過程中,工藝流程和設(shè)備類型的選擇都需要根據(jù)物料的物性參數(shù)和實際工藝條件來共同決定。
3.3課程設(shè)計授課需針對不同學(xué)習(xí)層次進(jìn)行合理設(shè)計
在實際指導(dǎo)環(huán)節(jié),由于學(xué)生的知識基礎(chǔ)和能力的差異,在獲取基礎(chǔ)工程數(shù)據(jù)、物性數(shù)據(jù)、方案設(shè)計、公式選用等方面都會有或多或少的困難,可對問題進(jìn)行分析,采取不同的處理方法:1)針對少數(shù)同學(xué)遇到的非共性問題,單獨輔導(dǎo),對認(rèn)識不清的問題進(jìn)行答疑解惑。如注塑、擠出工藝中基本原理和工藝條件確定,對于PS,需考慮熔體溫度、模具溫度、平均注射速度的影響,而對于PP和PE,還需額外考慮保壓時間和總循環(huán)時間的影響。2)對于大部分學(xué)生在課程設(shè)計過程中遇到的共性問題,采取集中詳細(xì)講解的方式進(jìn)行,并對設(shè)計過程中所涉及的知識點在實際工程中的影響進(jìn)行引導(dǎo)與分析。如在擠出機(jī)的設(shè)計計算中,對于擠壓系統(tǒng)的計算,包括螺桿主要參數(shù)設(shè)計和機(jī)筒設(shè)計以及螺桿和機(jī)筒材料的選擇與校核。然后根據(jù)市場上常見擠出機(jī)的型號和基本數(shù)據(jù),結(jié)合擠出機(jī)生產(chǎn)能力、產(chǎn)量基本要求,根據(jù)物料特性、理論公式計算出螺桿加料段、塑化段和均化段長度尺寸,確定螺桿種類,并根據(jù)計算數(shù)據(jù)進(jìn)行校核,選定擠出機(jī)設(shè)備。3)對于設(shè)計過程中學(xué)生遇到的因不了解設(shè)備形狀和結(jié)構(gòu)等造成的困難,指導(dǎo)教師可通過實物、多媒體圖片及動畫的方式向?qū)W生展示說明,讓學(xué)生充分了解設(shè)計中所選用設(shè)備的結(jié)構(gòu)和特點。
4考核方式應(yīng)綜合全面評價學(xué)生的實踐能力
作為工科專業(yè),我校材料化學(xué)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)高分子材料設(shè)計、加工改性領(lǐng)域的工程技術(shù)人才。僅僅通過提交設(shè)計說明書、由指導(dǎo)老師評定一個分?jǐn)?shù),對于評價學(xué)生的綜合能力來說還較為片面。課程設(shè)計考核的是學(xué)生對理論知識的綜合應(yīng)用能力[6]。因此,有必要對考核方式進(jìn)行改進(jìn),比如指導(dǎo)老師可以提出一些有針對性的問題,這些問題沒有統(tǒng)一的答案,但可以開啟學(xué)生思路。如原材料為什么要規(guī)定某些成分的最高含量值,超過規(guī)定值會有什么影響;如果在現(xiàn)有配方基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高韌性或硬度應(yīng)怎么改進(jìn)等等。指導(dǎo)老師可以引導(dǎo)學(xué)生在專業(yè)知識基礎(chǔ)上探索答案,使學(xué)生提高運用專業(yè)知識解決實際問題的能力。為了更好地考察學(xué)生的實踐能力和綜合思維能力,課程設(shè)計的考核方式可以實施彈性考核,從而更好地考察學(xué)生的實踐能力和綜合表現(xiàn)能力。考核成績將按比例分配至課程設(shè)計的各個具體環(huán)節(jié),即設(shè)計方案的提出和思路(20%)、課程設(shè)計方案的工程計算和工藝安排(35%)、工程圖紙繪制(20%)、課程設(shè)計答辯(15%)和開放性工程實際問題回答(10%)。其中,設(shè)計方案的提出和思路主要從方案的合理性、實踐性進(jìn)行評價,同時考察學(xué)生思路是否清晰、文獻(xiàn)調(diào)研是否周密以及系統(tǒng)總結(jié)能力等;課程設(shè)計方案的工程計算和工藝安排主要考察學(xué)生是否能充分利用所學(xué)相關(guān)知識在設(shè)計資料基礎(chǔ)上完成正確的工藝計算,并根據(jù)平時實習(xí)環(huán)節(jié)獲取的現(xiàn)場知識充分進(jìn)行工藝安排;工程圖紙繪制主要考察學(xué)生圖紙繪制的正確、規(guī)范程度,課程設(shè)計答辯主要考察學(xué)生的綜合表達(dá)能力;而通過對指導(dǎo)教師所提出的工程問題的解答可了解學(xué)生的理論知識基礎(chǔ)是否扎實,能否活學(xué)活用。
5結(jié)語
綜上所述,高分子材料加工與成型課程設(shè)計的選題需結(jié)合學(xué)生就業(yè)方向,因地制宜,難度適中;時間安排要靈活機(jī)動,適當(dāng)分散,以安排在期中考試結(jié)束后為佳;教師輔導(dǎo)應(yīng)方式靈活,統(tǒng)一與個別相結(jié)合,注意保護(hù)學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性;考核方式應(yīng)多樣化,將設(shè)計的多個環(huán)節(jié)分開考核,綜合評價,考察學(xué)生多方面的能力。應(yīng)用上述指導(dǎo)方法,學(xué)生均感覺通過完成高分子材料加工與成型課程設(shè)計,既提高了對知識的理解和應(yīng)用,又增強(qiáng)了動手能力和解決實際問題的能力,收獲很大。
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