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摘要:實踐教學在水利水電工程專業教育中占有十分重要的地位,然而傳統的水利水電工程專業實踐教學體系相對落后,與當代工程實際需求結合不足,實踐教學成績評價方法單一。為適應當代水利水電工程專業人才培養的需求,結合專業教學與實踐特色,探索水利水電工程專業實踐教學體系改革、實踐教學成績評價新方法及實習基地建設等重要內容,并以合肥工業大學水利水電工程專業建設為例加以說明。
關鍵詞:水利水電工程;實踐教學體系;成績評價;實習基地
水利建設是我國的基本國策,2011年《中共中央、國務院關于加快水利改革發展的決定》(中發[2011]1號)指出:“加快水利改革發展,不僅事關農業農村發展,而且事關經濟社會發展全局;不僅關系到防洪安全、供水安全、糧食安全,而且關系到經濟安全、生態安全、國家安全。”隨著科學技術的進步和社會的不斷發展,高等院校水利水電工程專業立足于培養基礎扎實、適應面寬、能力強、素質高、不斷創新的多層次的復合應用型高級技術專門人才,使畢業生具有從事相關工程設計、施工與管理工作的能力以及初步的項目規劃、研究開發的能力。[1]實踐教學是加強專業知識教育,增加感性認識,培養實踐知識、實踐能力、綜合素質、創新能力的綜合訓練環節,是反映工科院校教學水平的重要組成部分。[2,3]
水利水電工程專業具有系統性強、專業性高的特點,該專業學生畢業后往往直接參與實際工程,所以實踐能力的培養非常重要。為了提高水利水電工程專業實踐教學質量,更好地培養出符合社會需求的水利水電工程人才,本文對水利水電工程專業實踐教學體系建設以及相應成績評價方法等重要內容進行研究探討。
一、水利水電工程專業實踐教學現狀及問題
水利水電工程專業教學普遍重視實踐,但也存在一些不足。盡管水利水電工程專業教學有許多實踐性課程,但由于受知識傳授型固有教育觀念的束縛,使得在實踐環節、實踐時段和實踐內容等設計方面,存在與工程實際脫節,或者缺少啟發性和創新性的現象。[4]具體表現有:
第一,驗證性實驗較多,綜合性、設計性、研究創新性實驗偏少,學生往往只需按照實驗指導書簡單操作即可完成實驗,談不上較深入的數據處理、實驗分析,這不利于調動學生的學習積極性,也不利于培養學生的思維能力和創新意識。[5]
第二,實習流于形式。由于高校招生規模的擴大導致實習人數激增,聯系實習單位和教師指導的難度越來越高等諸多原因,常出現認知實習、生產實習、地質實習和畢業實習空泛化,演變為參觀實習。
第三,課程設計及畢業設計內容陳舊,與實際生產科研相脫節。一些課程設計及畢業設計內容多年不變,知識陳舊,與實際生產科研相脫節,不能及時追蹤生產、科研的最新動向及成果,也難以培養學生解決工程實際問題的能力。
另外,水利水電工程專業學生實踐環節成績考核通常是根據學生的考勤、報告、規定動作完成情況等評定。由于各類實踐環節的性質、目的、內容及要求不同,這種考核方法偏于單一,容易流于形式。學生實踐活動沒有明確的目標性、成就感和價值感,難以激發學生進行實踐的主動性和持久性,更多表現為被動性。
二、水利水電工程專業的實踐教學改革與實踐
針對水利水電工程專業實踐教學環節中出現的以上問題,結合水利水電工程專業實踐教學的實際情況,本文對水利水電工程專業實踐教學改革進行探討。
1.構建完整的實踐教學體系
水利水電工程專業的實踐教學應以學生的工程能力培養為根本,統籌規劃學生的知識、能力、素質培養體系,建立實踐性與設計性強、突出綜合能力與創新能力培養的實踐教學體系,為培養學生的綜合素質與創新能力提供良好的平臺。水利水電工程專業實踐教學體系可分為:實驗、實習、課程設計、創新教育與活動、畢業設計等。
(1)建立具有完整性、系統性、創新性的實驗教學內容。水利水電工程專業實驗內容主要可分為三大類(見圖1)。而各類實驗教學資源和管理應形成統一平臺。通過實驗平臺,除了訓練學生的基本技能和素質,還可以有選擇性地進行開放性和自主設計的系列實驗,培養學生的系統設計和綜合實踐能力。[6]例如,隨著建筑材料新技術的提高,實驗的對象和內容可以有所擴展、革新,鼓勵學生自己擬訂實驗目的、方法、步驟、要求,經批準后在實驗教師指導下,獨立進行實驗并寫出實驗報告。
工程專業教學注重結合工程,同時是一個循序漸進的關聯系統,[7]所以各實驗之間應注意引導學生承前啟后。例如在水工建筑物實驗中,指導學生應用之前學習的力學基礎、水工建材基礎,注重系統性實踐教育,有利于激發學生綜合思考、綜合創新的興趣,不停留在本課程的簡單演示、驗證實驗層面上。
(2)加強實習教學環節建設。加強實習教學環節建設,形成豐富、完整、系統的實習教學內容。水利水電工程專業實習主要包括測量實習、地質實習、認識實習、生產實習及畢業實習等,有些學校還根據具體情況開設其他實習內容,例如合肥工業大學設置有計算機拆裝實習。目前教學改革正將畢業實習和生產實習合并,這更要求要充分安排好生產實習內容。
充分培養學生的動手能力、創新能力和綜合素質。對于結合具體課程的實習,應注意讓學生將課程所學知識運用于實踐中,強化學生動手能力,加深學生對課程內容的理解,同時與專業應用相結合。例如在水利水電工程專業地質實習的地點、內容中應盡量結合實際水利工程,而測量實習則強化水利工程現場測量特色,有利于提高學生適應實際水利工程的能力。
(3)以更新化、系統化思想開展課程設計和畢業設計。水利水電工程專業的主要課程設計如圖2所示。課程設計題目和內容應從實際工程中選取,學生通過直接參與工程設計活動,接受工程設計能力的訓練與實踐。在課程設計中要以系統的觀點來統一協調課程設計體系,改變零散的單科各自為政的課程設計現狀,加強各課程設計之間的關聯性。因此,課程設計不僅要針對本門課程的要求進行,還要考慮整個課程設計體系的統一性和相關技能的訓練。同時,要摒棄一成不變的課程設計內容,使課程設計的內容不斷更新、結合實際、與時俱進。這就要求教師掌握學科動向,具有豐富的理論水平,還要具有實踐技能和較強的指導能力,使學生真正受到系統的綜合訓練,培養專業創新能力。
畢業設計課題應具有多樣性,向多方向綜合發展,并緊密結合水利行業的發展狀況不斷更新。畢業設計的選題應制定嚴格的征題審查,題目應來自高水平的科研活動或實際工程項目,從而為學生提供實戰訓練機會。學生根據自己的喜好、特長、能力及今后的就業方向,選擇不同類型的設計課題。根據課題需要可以有選擇地聘請校外科研、設計、管理機構的專家參與學生畢業設計指導,同時可以推薦學生到這些單位進行畢業設計。
(4)創建學生科技創新平臺,鼓勵學生參與課外創新活動。針對水利水電工程專業的特點,積極探索創建水利水電專業學生科技創新平臺。引導學生參加本專業教師的課題研究,以教師科研實踐促進學生實踐創新;開展學術講座,將科技前沿動態、熱點問題引入課堂,拓展學生視野;開放實驗室,普及專業學生科技創新活動;組織學生參加高級別大學生創新、創意設計等賽事。
以合肥工業大學為例,結合學校水利教師承擔的科研項目,每年都引導學生以創新項目、畢業設計等形式參與到教師的科研項目中,增加學生實踐研究的機會,增強實踐研究的能力;近年來邀請了長江水利委員會、中國長江三峽工程開發總公司、安徽省水利廳等單位的一批水利專家給學生做專業報告,拓展學生的視野,啟發學生的創新思維;在畢業設計中,為到校外企事業單位進行畢業設計的學生聘請校外指導教師,實行雙導師制。
2.完善實踐教學成績評價體系
學生是實踐教學活動的主體,對其實踐過程和結果進行客觀、科學的評價至關重要。評價體系是否科學、合理、實用和具有可操作性,對學生參加實踐活動的積極性和實踐教學效果的影響非常之大。在改變被動式實踐活動、增強學生主動性創造性的情況下,簡單評定成績的方法已不能滿足當前需求。水利水電工程專業實踐教學成績評價方法應由單一評分標準向多元評價體系發展,并形成可定量操作的評價辦法,以此突出實踐參與能動性、創新性等考察指標,實現對實踐環節的合理、綜合考核,更有利于肯定和激發學生的積極性與能動性。
以畢業設計為例,畢業設計歷時長,綜合性強,為做好畢業設計指導工作,合肥工業大學水利水電工程專業根據工程教育專業認證標準的要求,畢業設計教學內容應包括選題論證、文獻檢索、技術調查、設計或實驗、結果分析、寫作、繪圖、答辯等多個環節,過程中實時掌握畢業設計進程和質量。因此在考核時,可以考慮將這些環節提煉成對應的評價指標,也就是模糊評判中的評判因素集:U=,ui為第i個評判因素,m是同一層次上單個評判因素的個數。其中各指標根據題目、方向、環節的不同可以調整,可以設計為:U={選題正確與創新,文獻學習及技術調查,設計過程(含實驗),成果正確與創新,寫作及繪圖,答辯},共六個評價指標。其中文獻學習與技術調查由于關聯性很強,作為一個因素指標評價;寫作與繪圖在不同類型畢業設計中所占比例相差會較大,且都是畢設工作的表達形式,所以可列為同一評價指標,當然根據各學校具體情況也可以作為單獨指標對待,注意和后文的權值要對應符合。
從數學角度看,這些實際是一個多指標的評判系統。在模糊評判中,是需要確定評判集,計算評判因素ui相對于各評判等級Vj的隸屬度,在初期實踐教學評價探討中建議先簡化,借用熟悉的百分制方式,由教師對學生畢業設計的上述指標分別給出評價成績,例如,對應以上六個評價指標的成績為:{}。根據本專業具體情況,例如各指標難度和所需時間等因素,制定各指標在最終評價中的重要性,也就是綜合評判中的權,形成的權矩陣為:,wi為第i個評判指標在評判中的權重,要求,。然后計算最終得分:。對于上文制定的六個評價指標,則其中。
如果是按百分制給成績,D就是最終成績。因為畢業設計通常給出等級制成績,所以應事先確定最終成績的評判集V=,vj為第j個評判等級,n為評判等級的數目,五級評分制即為:V={優,良,中,及格,不及格} 。學?;驅I制定百分制下什么分數范圍為優、什么范圍為良等。例如最常用的是分數低于60劃分為不及格。按上文算出的分數D屬于哪個范圍,則判定該學生的成績為對應的等級。
從以上過程可見,相比單一的、最后籠統給一個成績而言,該方法具備以下優點:增強了對不同環節、不同實踐教學內容的考察;可以根據具體情況制定合理權值,鼓勵學生創新、主動學習、勇于實踐;各環節或指標給出定量評分,這是最終成績的依據,避免過于籠統、主觀,增強成績評定的公平和權威。
三、加強實習基地建設
在提高水利水電工程專業實踐教學效果中,加強實習(實踐)基地建設具有重要作用,實踐教學與實際工程的結合、兼職教師作用的發揮、學生直接參與的程度等方面,很大程度上都與實習基地建設有密切關系。[8]
實習基地不僅要“建”,更重要的是要“用”,即要實際使用、發揮作用,不能簡單停留在形式上。合肥工業大學結合自身情況,為加強水利水電工程專業學生工程意識培養,重視加強校內和校外實習基地建設,學生通過校內各類水利工程模型和校外大型水利工程實習基地的認識實習、生產工地的生產實習,以及結合現場調研的畢業實習等環節,得到了有效的工程訓練。近五年來,組織學生赴中國長江三峽工程開發總公司?國家大學生教學實習與社會實踐基地、安徽省淠史杭灌區管理總局、安徽省水利水電勘測設計院、安徽省佛子嶺水庫管理處、巢湖地質實習基地及安徽省蚌埠閘工程管理處等單位及現場進行實習;在畢業設計階段,選派部分學生到安徽省水利水電勘測設計院等單位,結合單位具體在建項目進行畢業設計。教學實施情況表明,結合實際工程的實習、實踐能激發學生的積極性,增強學生實際專業工作能力,有助于學生在參加工作后更好、更快地融入到水利建設中。
四、結語
實踐教學是培養學生理論聯系實際、充分運用所學基本知識,進行工程設計、加強動手能力訓練的重要環節,也是培養學生的開發能力、獨立分析問題和解決問題的能力、全面提高學生綜合素質的重要教學環節,實踐教學效果如何,對提高整體教學質量、實現培養目標有著至關重要的作用。水利水電工程是實踐性很強的專業,為此,必須深化實踐教學改革,促進水利水電工程專業教育水平的提高。本文通過對水利水電工程專業實踐教學體系的分析,探討了一些符合實踐教學要求的改革途徑,并提出了綜合評價實踐教學成績的方法,有助于培養社會適應能力強、具有較強實踐技能和創新能力、符合社會需要的水利水電工程高級專業人才。
摘要:作為水利水電工程專業的必修實踐性教學環節,生產實習對拓寬學生的專業知識面、培養學生理論聯系實際的能力起著至關重要的作用。在對水利水電工程專業生產實習教學所存在的難點與問題進行分析的基礎上,結合近幾年西安理工大學該專業生產實習的教學經驗,提出了從實習前期準備到實習教學過程管理再到后期考核總結等各個實習環節的教學模式。實踐證明,這些教學模式對于確保生產實習的教學質量起到了顯著的促進作用。
關鍵詞:水利水電工程專業;生產實習;教學模式
生產實習作為水利水電工程專業的必修實踐性教學環節,對于拓寬學生的專業知識面、培養學生理論聯系實際的能力起著至關重要的作用。然而,在市場經濟體制下,同時在各高校普遍擴招的情況下,生產實習教學又存在實習單位選擇難、實習經費短缺、實習組織工作壓力大、實習難以參與生產環節等諸多難點與問題。在此情況下,采取何種教學模式,以便有效地組織開展生產實習教學工作、確保實習教學效果,是各相關高校長期以來都在認真探索的重要問題。[1-3]本文擬在對水利水電工程專業生產實習教學所存在的主要難點與問題進行分析的基礎上,結合近幾年西安理工大學水利水電工程專業生產實習的教學實踐經驗,研究提出該專業生產實習教學的新模式。
一、生產實習教學的難點與問題
1.實習單位選擇難
隨著我國由計劃經濟體制轉向市場經濟體制,水利水電工程建設工地普遍實行承包責任制,致使安全生產成為水利水電工程建設的一個重要指標。在這種情況下,工程建設單位及施工單位普遍不愿接待高校的生產實習活動,以免給其安全生產帶來意想不到的問題,并對其經濟效益產生影響。而生產實習又必須到工程建設現場進行,這樣就使得實習單位的選擇變得十分困難。
2.實習經費短缺
作為工程類專業,水利水電工程專業的生產實習地點遠離大城市,需要長途旅行才能到達。而隨著社會經濟的發展,物價在逐年提高,導致生產實習所需投入的交通費、住宿費等均在逐年增加。但學校能用于生產實習的經費卻由于各種原因而無法與之同步增加,由此導致不少普通高校普遍存在實習經費短缺這一難題。
3.實習組織工作壓力大
各高校擴招以后,學生數量均大幅增長,水利水電工程專業也不例外。在指導教師有限的情況下,難免使得實習隊伍規模與擴招前相比有大幅增加,學生及教師的交通安全、實習現場安全問題就變得尤為突出,無形中加大了實習組織工作的壓力和難度。
4.難以真正參與生產環節
水利水電工程專業生產實習必須結合工程生產實際來進行。但現實情況是,水利水電工程建設的參與者(業主、設計、施工、監理等)均實行生產承包責任制,不可能允許學生直接參與生產環節。這樣一來,在工地現場的生產實習不得不采用以參觀為主的教學形式,難以真正參與生產環節成為困擾生產實習教學的一個普遍性問題。
二、生產實習教學模式的探索與實踐
生產實習的教學質量是生產實習教學的核心目標。針對上述生產實習教學中所存在的難點與問題,近幾年西安理工大學以確保并不斷提高生產實習的教學質量為宗旨,貫穿實習前期準備、實習教學過程管理及后期考核總結等各個實習環節,對水利水電工程專業的生產實習教學模式進行了有的放矢地探索與實踐,積累了一些成功的經驗。
1.以提高質量和節約經費為前提,優選實習方案
長期以來,大部分高校水利水電工程專業的生產實習一直選擇單一的大型水利水電工程工地進行定點實習,這樣盡管實習組織工作相對簡單,但實習的工程類型相對單一,不利于學生拓寬知識面,而且單一的大型的水利水電工程工地往往遠離學校,交通及住宿等費用相對較高。面對物價普遍上漲而實習經費有限的現實情況,這種做法在不少高校已經難以為繼。因此,為了做到既確保實習教學質量又節約實習經費,在實習的前期準備階段進行實習方案的優選就顯得十分必要。實習方案主要是指以實習目的地為核心,關于實習環節的規劃、各個環節實習內容的計劃及實習費用的預算等。
以西安理工大學2012年水利水電工程專業生產實習為例,在前期準備階段,在多方調查的基礎上,擬定了較為可行的2個省外實習方案(長江上游的溪洛渡大型水電站工程、大渡河中游的大崗山大型水電站工程)和1個省內組合實習方案(省內6個大中型水利水電工程),分別就這些方案制定了實習計劃并編制了實習經費預算。在此基礎上,主要從實習預期效果及實習費用等方面對各個方案進行綜合比較,并廣泛征求學生意見,最終選擇采用“性價比”較優的省內組合實習方案。從實習實施結果來看,省內組合實習方案真正收到了在有效利用時間、節約經費的同時,又能切實確保實習質量的良好效果。
2.從專業知識學習的實際需要出發,優選實習的工程類型組合
水利水電工程類型眾多,既包括水庫樞紐工程,也包括水電站工程、防洪工程、引調水工程等。從學生在校專業知識學習的實際需要以及將來就業后主要的工作方向來看,水利水電工程專業的生產實習應盡可能涵蓋所有工程類型,以便讓學生通過生產實習,見識、學習不同類型工程中所蘊含的不同的工程知識,并積累較多的初步工程經驗。因此,實習的工程類型組合對于確保實習效果具有重要意義。為此,在制定實習計劃時,應將優選實習的工程類型組合作為實習計劃制定的一項重要工作。
以西安理工大學2012年水利水電工程專業生產實習為例,在前期準備階段制定實習計劃時,基于上述選擇的省內組合實習方案,立足于省內在建及已建的水利水電工程,在與陜西省水電設計院及水電十五局等單位積極聯系的基礎上,制定了包括李家河碾壓混凝土雙曲拱壩工程(在建)、南溝門土石壩樞紐工程(在建)、石頭河土石壩樞紐工程(已建)、渭河咸陽段綜合治理工程(已建)、引紅濟石調水工程(在建)及二郎壩梯級水電站工程(已建)等在內的多種類型工程作為組合實習對象。從實習實施結果來看,學生普遍反映增長了見識、拓寬了視野,并積累了多種工程類型的工程經驗。
3.教師指導與學生學習相結合,強化教師指導力度
生產實習中的指導教師是實習教學的靈魂之所在。在實習過程中,指導教師不僅要做好組織者、管理者的角色,更要發揮對學生學習的指導和引領作用,做到教師指導與學生學習的有機結合。為此,強化指導教師的指導力度就顯得尤為重要。
以西安理工大學2012年水利水電工程專業生產實習為例,為強化指導教師的指導力度,首先有針對性地選擇在專業課程教學與工程實踐經驗兩方面均兼備的教師組成實習指導教師隊伍;其次在現場實習以前的校內實習階段,安排具有不同專業課程教學背景的指導教師給學生舉辦相關的專業知識講座,為現場實習做好必要的專業知識準備;再次結合專業知識講座,由指導教師帶領學生觀看相關工程的音像資料、參觀相關教學模型及實驗室,以加深學生的專業知識;最后也是最重要的一步,即在各個工程現場參觀實習期間,除由現場特邀的專業技術人員講解工程建設基本情況外,還充分發揮指導教師理論知識與實踐經驗兼具的優勢,安排指導教師深入講解各個工程建設中出現的關鍵技術問題以及為解決這些問題所采取的技術思路及技術方案等,從而使現場實習的效果得以升華,使學生從所實習工程中獲得更全面、更深入的專業知識。從實習實施結果來看,這樣做對于提升實習效果作用顯著。
4.將工程參觀與專家講座有機結合,深化實習效果
針對現場實習以參觀為主、可能流于形式的問題,為使現場參觀實習的效果得以延伸和深化,輔以邀請直接參與各個工程建設(設計、施工及監理等)的專家結合具體工程進行專題講座是十分必要的。由于各個工程工地條件有限,因此為確保專家講座的學生學習效果,專家講座宜主要安排在校內進行,而且在時間安排上宜與工程參觀交替進行。
以西安理工大學2012年水利水電工程專業生產實習為例,結合上述6個實習工程,有針對性地按照工程參觀的先后順序,在校內穿插安排了9場專家講座,在工地安排了2場專家講座。通過專家針對所參觀工程技術問題的深入講解,豐富、升華了現場參觀的學習效果,受到了學生的普遍好評。
5.加強實習教學的過程管理,建立并實施科學合理的實習考核評價體系
由于實習時間短、相對于學生來說指導教師人數相對有限,因此如何確保實習教學全過程的有效、有序展開,并獲得預期的實習效果,是生產實習指導教師面臨的又一關鍵問題。根據多年的教學經驗,筆者認為加強實習教學的過程管理,建立并實施科學合理的實習考核評價體系,是有效應對這一問題的重要措施。以西安理工大學2012年水利水電工程專業生產實習為例,主要做法包括:
(1)高度重視實習動員環節,在明確規定實習紀律及安全要求的同時,向學生明確說明關于實習成績的考核評價辦法,加大平時成績在總成績中的比重(如達到40~50%)。
(2)在實習過程中,加強考勤和紀律監督,做好學生紀律操行記錄;不定期檢查學生實習筆記,做好學生學習狀況的跟蹤記錄。由此積累進行學生平時成績考核所需的素材。
(3)實結階段,指導教師認真評閱學生的實結報告,重點考察學生的實習認知水平、實習收獲與體會等富有個人特色的內容,由此判定學生的期末成績。從實施結果來看,學生普遍反映這樣做對學生學習起到了有效的督促作用,同時成績考核體現了公平與公正。
6.認真開展實結活動,積累經驗,為逐年提高實習教學質量創造條件
水利水電工程專業生產實習年年組織,而生產實習的主客觀條件也在逐年發生變化。但是每年的生產實習教學也存在一定的共性。因此,認真開展當年實習的總結活動,為來年的生產實習積累經驗,以便為逐年提高實習教學質量創造條件,這也是在當年生產實習的后期應引起重視的一個重要環節。
以西安理工大學2012年水利水電工程專業生產實習為例,主要做法包括:
(1)在實習后期,召開全部師生參加的實結大會,鼓勵學生自發上臺發言,暢談實習收獲與體會,并發表關于本次實習的意見和建議。
(2)邀請學生代表,和指導教師一起深入研討、交流實習經驗,歸納總結本次實習在實習方案、實習計劃、實習過程管理及實習成績考核評價等方面存在的問題及可能的改進措施。
(3)召開所有指導教師參加的實習工作總結會,專門研討本次生產實習教學的主要經驗和教訓,并融合上述由學生所反映的問題和建議,形成對來年生產實習具有重要參考價值的《生產實習教學工作后記》。
三、結語
生產實習對于水利水電工程專業教學具有十分重要的作用。采取何種教學模式,以便有效地組織開展生產實習教學工作、確保實習教學效果,是一個值得不斷探索與研究的問題。結合近幾年西安理工大學水利水電工程專業生產實習的教學實踐經驗,本文對水利水電工程專業生產實習的教學模式進行了較深入的探討,提出了從實習前期準備到實習教學過程管理再到后期考核總結等各個實習環節的教學模式。雖然各高校的教學實際情況可能有所不同,但相信本文所提出的教學模式對其他高校水利水電工程專業或其他類似專業的生產實習教學會有一定的參考價值及借鑒意義。當然,本文所提出的教學模式仍有值得進一步改進和完善之處。面對不斷變化的新情況和新問題,筆者將不懈努力,為穩步提高水利水電工程專業生產實習的教學質量進行持續不斷的探索與實踐。
【摘 要】文章從水利水電工程專業本科生教學特點出發,分析了目前面臨的水利水電國際化工程設計、施工以及該領域科學研究的特點,強調了水利水電工程專業全英文教學的必要性,并結合作者在水利水電工程專業本科生建筑材料課程全英文教學過程中的實踐體驗,對建筑材料全英文課程教學實踐過程進行了細致分析和總結,為今后水利水電工程學科建筑材料全英文教學進一步提高教學質量和適應時展需求提供教學思考。
【關鍵詞】建筑材料;水利水電工程;全英文教學;創新
經濟全球化已成為社會發展的必然趨勢,科技以及工程建設的國際合作化推動了人才的國際化,這不僅限于國際化人才爭奪與使用,更重要的是國際化專業人才的培養。美國、日本、歐洲等發達地區之所以社會與科技領域始終保持不斷涌現的創新活力,很重要一點就歸因于其全球化視野下的科技人才培養與引進策略。我國自改革開放以來,一直保持著經濟的高速發展,主要得益于改革開放初期的人口紅利,主要體現在勞動力成本較低(勞動密集型產業較多)的優勢;而如今,之前的人口紅利優勢已經不復存在,我們面臨著新的挑戰,如何在激烈的國際競爭中仍然保持我們經濟發展與社會發展的活力與發展動力,就需要從科技水平、先進技術等方面入手,參與乃至領跑國際科技領域,摒棄以往完全依靠勞動密集型產業來推動社會經濟發展的模式,轉變到依靠科技水平的軌道上來,而這需要在培養國際化工程技術人才、科研人才、管理人才等各方面花大力氣,需要有一個持續的工作才能產生效果。
對于水利水電工程領域而言,我們國家的大量大型水電資源(主要集中在西南地區)已開發或已規劃完畢,今后大量的水利工程設計、施工、監理企業將不得不面臨著“走出去”的那一步(已經有很多企業已在國際市場中參與競爭,如東南亞、非洲、南美等地)。水利水電工程國際經營規模持續擴大、經營層次進一步提高、國際市場范圍不斷擴大、國外工程項目履約情況、經濟效益良好,吸引了大量水利水電施工企業走出去,例如,水電建設集團公司等一批較大型的水電施工承包單位是中國水電產業“走出去”的排頭兵,自1999年以來連續進入全球最大225家國際承包商行列。
因此,對于培養水利水電工程行業專業性人才的高等學校(如武漢大學)而言,也需要逐步轉變自身的培養目標定位,必須下大決心,花大氣力培養國際化工程技術人才與科研人才。在新的歷史階段,高校仍是水利工程后備人才培養的主要陣地,同時,在水利工程科技人才國際化培養,特別是高端科研人才國際化方面,水利科研機構具有獨特的優勢,肩負著歷史的重任,高校與水利工程科研機構相互學習,在優勢互補的基礎上發揮各自特長,為我國水利水電工程學科的可持續發展奠定人才基礎。所以,高校在水利水電工程學科的發展過程中也需要在課程建設規劃時形成國際化視野??蒲腥瞬艊H化培養是實現新跨越的必由之路,也是適應水利科技發展,培養水利專業人才的必然選擇。
建筑材料在其他工程專業領域,如土木工程、交通工程等均有相關雙語教學實踐的開展,也取得了較好的效果,但截至目前,國內高校中尚未發現有建筑材料全英文教學的報道。建筑材料也是水利水電專業人才培養中最重要的一門專業基礎課程,該課程不僅是學生今后從事水利水電工程設計、施工和監理等工作的必備基礎,也是學習水工鋼筋混凝土結構、水利水電工程施工等后續相關專業課程的前提。而建筑材料這門課程具有很多與其他課程不同的地方,如:(1)課程涉及內容多、學科廣,包含了水泥、砂漿、混凝土、鋼材、石材、瀝青等各種建設工程領域所涉及到的建筑材料品種,并涉及到力學、化學、物理等各基礎學科的大量知識點,是一門交叉學科特性明顯的課程;(2)材料新技術、新產品革新與更新快,教材的修訂速度有限,無法及時將革新的技術與出現的新材料修訂到教材中;且規范與標準的修訂也存在時效性問題,而教材中往往也在這方面存在滯后性;(3)涉及的規范與標準較多,材料的各種性能與規范和標準之間的關系需要特別注意。從這些特點上來看,內容繁雜,知識點多,記憶內容較多,而在這些特點的基礎上,全英文教學又帶來了語言上的難度,不僅在教學上帶來一定的難度,同時學生在理解上也需要花更多的精力與時間。武漢大學水利水電學院從2009年開始在水利水電工程專業開設全英文班教學,除部分基礎必修課外,專業基礎課和專業課均采用全英文教學。建筑材料課程作為一門主干專業基礎課,設置在大學三年級的第一學期,在基礎課程(高等數學等)、基本力學課程(如材料力學、理論力學)完成之后開展,并作為鋼筋混凝土結構、水利水電施工等其他專業課程開始的一個基礎。武漢大學水利水電學院建筑材料教研室承擔了該門課程的教學,經歷了初期的直接聘請國外高校教師來華授課,到后期本專業教師經過培訓和學習后講授課程的艱難過程。經過近些年的教學實踐與不斷總結,我們得到教學過程中的一些經驗與體會。
一、授課對象分析及教學概況
由于建筑材料課程具有知識點涉及范圍廣、學科間跨度大、基本概念多等特點,結合全英文教學的特點,就更加需要學生具備良好的外語基礎,以適應在較多專業基礎知識的前提下對全英文條件下概念的準確理解。在開設本課程前,學生已系統學習了高等數學、材料力學等基礎課程以及專業基礎課程,這是建筑材料課程學習的前提條件。本課程針對的是水利水電工程專業本科生三年級第一個學期的學生,該階段的學生已系統學習了數學、物理、力學等基礎課程,并且該全英文班還經過了兩年多的英文強化訓練,可以適應建筑材料課程全英文教學過程。由于多年來教學改革與學分制改革的結果,建筑材料課程課時已壓縮至36學時,即使中文授課也不能將教材上所有內容全面教授;因此,在學時分配上,對于混凝土(concrete)、水泥(cement)、鋼材(steel)、瀝青(bitumen)等主要建筑材料做詳細講解,對于石膏與石灰(gypsum and lime)、石材(stone)、聚合物材料(polymer)、其他功能材料(functional materials)等其他類建筑材料做簡要講解,充分發揮學生自主學習的主觀能動性,強調課后自學的作用。在試驗教學方面,由于只有6個學時的試驗學時,因此,主要強調的是對學生創新性的培養,我們在試驗設計中也強調了運用所學知識對材料進行科學設計的理念,開展了一些創新性試驗教學,這在第3節中將做介紹。整個課程以“建筑材料的組成(composition)——結構(structure)——性能(property)”之間的關系為主線,注重知識的基本概念、重點、難點和方法論的講授;注重教學內容和主題的不斷更新和擴展,在課程中穿插建筑材料學科的發展前沿和動態,培養學生的學習興趣和創新意識。
二、培養目標
每一門課程的開設,都有其培養的目標和期望達到的效果。由于水利水電工程專業全英文班的定位在培養水利水電工程專業國際化的專門人才和具有國際化視野的科學研究人才,我們認為其國際化主要內涵有兩個方面的,其一是為工程界培養合格的并且有競爭力的水利水電工程設計、施工以及監理的專門人才,可以為我國大型水利水電工程企業參與國際競爭提供人才儲備;其二是為我國水利水電專業培養國際化的科學技術人才,從科學技術進步的角度為我國水利水電工程專業培養優秀的科研人才,以保證我國水利水電工程專業的可持續化發展。從這兩方面考慮,作為建筑材料全英文課程的教學,我們在教學過程中有以下兩個方面的主要感受與體會:
(一)作為科學研究的目標,全英文班的學生從選拔時開始就作為精英化教育來培養,如果學生個人意愿是將來從事水利水電專業的科學研究工作,則需要學生在平時學習過程中扎實掌握基本概念,在深度上有較多體現;同時,需要任課教師在教學中潛移默化地激發學生的科研興趣,從本科生專業基礎的學習就開始培養學生從事科學研究的興趣與熱情。
(二)作為水利水電工程國際工程總承包的培養目標,則需要學生掌握建筑材料課程中的基本概念、國內外相關建筑材料試驗標準與規范、施工規范等的對比、建筑材料基本概念的中英文對照敘述方式等,要求在教學內容上體現在知識點的廣度上,強調學生的知識面寬度。
鑒于以上兩點考慮,我們試圖在建筑材料全英文教學過程保持科研性與工程應用性二者的平衡關系,既強調本課程在水利水電工程中的實用性,也在實用性過程中穿插國際上本領域的最新研究成果與研究思路,培養學生在科研創新方面的能力與熱情。
三、學習材料的選擇與獲取
建筑材料具有涉及學科領域廣、內容繁雜等特點,但大多數的教材總體上是一致的,基本會涉及到材料的基本性質、氣硬性膠凝材料(石灰與石膏)、水硬性膠凝材料(水泥)、混凝土、砂漿及砌體材料、瀝青及瀝青混合料、建筑鋼材、功能性建筑材料等主要部分,且材料的基本性質、水泥、混凝土、建筑鋼材是幾乎所有建筑材料教材編寫時的重點內容,也是我們工程應用領域最常接觸的建筑材料種類。各教材只是在內容編排與語言敘述上有所差別,但這種差別最終影響學生對內容的理解也是較明顯的。因此,選擇一本或幾本好的參考資料是學好一門全英文課程的必要前提。此外,建筑材料本身新技術、新進展涌現較快,所以在學好經典教材的同時,需要對這一學科領域的新知識學會主動獲取,從文獻材料中對基本概念與常識進行必要的補充,以培養學生在科研創新方面的初步能力。鑒于這些考慮,我們在全英文教學過程中,除了經典教材的選擇之外,也在課堂上潛移默化地介紹建筑材料領域科學研究常用的期刊雜志,并傳授簡單的文獻檢索與閱讀的方法,以培養潛在對科學研究感興趣的學生之科研熱情,為水利水電工程領域專業性人才的可持續發展提供基礎。
(一)外文教材選擇
國外建筑材料類的教材較多,有概括類的(即所有建筑材料都包含在內,如J.M. Illston等人編寫的Construction Materials:their nature and behaviour;R.K.Dhir等人編寫的Civil Engineering Materials),也有專門類的(即介紹某一類建筑材料或某一種建筑材料,如P.K. Mehta主編的Concrete Structure,Properties and Materials),考慮到本科生階段以基礎教育為主,我們主要選擇概括類的教材,即包含大部分建筑材料,且以基本知識講解為主,不針對某一材料深入探討。考慮到全英文教學過程的特點,我們要在教材上也盡量體現英語思維方式與中文思維方式的不同,即在介紹理論體系之前,先提出問題,以及解決問題的分析方法和方案,最后才給出該部分內容的總結。在綜合比對了國外的優秀英文教材后,我們最終選擇了兩本教材作為教學參考書,一本為Domone and John Illston主編的Construction Materials-Their nature and behavior (4th edition),另一本為J.F. Young, S. Mindess, R.J. Gray和A. Bentur主編的The Science and Technology of Civil Engineering Materials,這兩本教材都很好地體現了上述特點。
(二)英文文獻獲取
為了讓學生在學習建筑材料的過程,培養必要的科研素養和科研興趣,主要是在授課過程中介紹圖書館可以利用的主要圖書館數據庫,幫助他們開始學會使用學校的資源來進行自己感興趣的科研活動。例如愛思維爾(Elsevier)數據庫中的Cement and Concrete Research、Cement and Concrete Composites、Construction and Building Materials、Journal of Constructional Steel Research等,Springer數據庫中的Materials and Structures,ASCE旗下的Journal of Materials in Civil Engineering,ACI旗下的ACI Journal of Materials、ACI Journal of Structures等這些建筑材料科學領域主流的期刊雜志。讓學生今早接觸這些,是為了培養目標中提到的國際化視野的一個重要內容。讓學生在學習課程中書本知識的同時,與時俱進地了解本學科領域一些領先的科學、技術問題,讓他們在學習的過程中逐步建立起研究是思路和想法,對于學生今后職業生涯的選擇也是一個引領,既適應我們培養國際化高級工程技術人才的需求,也適應我們培養國際化科研人才的需要。
(三)標準及規范的比對
由于很多建筑材料領域的規范在相關的術語表述、單位制、相關規定等方面存在一些區別,要在教學過程中提醒學生注意建筑材料相關國內外規范的對比。在課堂上主要介紹我國主要規范(如GB、JC、JCJ等國標規范、行業規范以及地方標準等),并針對其中某些條款與國外相關規范(如美國ASTM規范,英國BS規范等)進行比對,以讓學生了解各國規范之間的差異與聯系。例如,最簡單的混凝土抗壓強度的試驗與表征問題,在我國規范中采用的是立方體抗壓強度,而美國規范中則是采用圓柱體抗壓強度,二者之間是存在一定區別的,要讓學生學會如何去區分這些不同。因此,在教學過程中讓學生學會如何查閱規范,尋根溯源,比較規范,學會舉一反三。
四、教學過程體會
(一)課堂教學
1. 關鍵專業詞匯講解。由于建筑材料課程涉及的內容繁雜、學科領域較多、材料類型也很紛繁,所以其中涉及的專業詞匯也很多,且規律性不強。因此,我們在每一章開始講解前,將其中每一章將要涉及到的專業詞匯作一匯總,提前讓學生進行預習,防止在課程講解過程中造成學生的理解障礙。從教學效果來看,這一方式取得了較好的成效,不僅保證了教學過程的流暢性,也極大地增加了學生的專業詞匯量,學生也比較容易接受這種教學過程。
2. 主要概念引經據典。建筑材料在工程中的正確選擇及使用是事關工程質量與壽命的關鍵所在,要在課堂教學中讓學生明白這一點,可以在教學過程中講解事故案例,以加深學生對材料選擇與使用的重要性認識。例如,在講解聚合物材料的防火性能時,可以適當例舉一些工程由于防火材料選擇不當而造成失火的例子(2010年上海靜安區的11.15火災案),以加深學生對材料使用性能的認識。
3. 材料性能與規范相結合。以“建筑材料的組成——結構——性能”的脈絡進行每一種建筑材料的講解,同時結合規范的相關規定解釋材料在使用過程中需特別注意的一些問題,增強學生的工程應用概念。要從根本上讓學生明白規范的意義,以及依據規范進行設計、施工和監理的重要性。但同時也要讓學生明白規范條款的來源,不能將規范“學死”。
4. 課堂氛圍。在課堂教學過程中穿插互動式教學。在一些關鍵點上保持和學生之間要有對話和交流,同時要求學生對老師提出的問題要有響應。在教學過程中不同階段能夠啟發學生思考問題。
5. 多媒體利用。借助多媒體動畫、工程錄像等直觀形式,播放鋼材加工、水泥生產、混凝土加工、運輸到施工現場等過程,同時配合課堂上全英文講解,對于理解枯燥的原理、工藝以及生產過程有很好的輔助作用。力爭在課堂上也大大提高學生對于建筑材料的感官認識和學習興趣,加深對課程學習內容的理解。
(二)實驗教學
課程負責人改革試驗創新模式,在有限的試驗課時內,設計了冰飛盤(ice-Frisbee)模型試驗,創新了試驗教學模式。在該試驗環節,要求學生在課余通過各種方式增加冰飛盤的韌性,最后通過沖擊試驗方法對采用各種不同的方法改善冰飛碟抗沖擊能力后的樣品進行測試,深受學生喜歡,取得了很好的效果。在沒有教師提示的前提下,很多學生想到了采用纖維增強的方式對冰飛盤進行了增韌處理,說明好的創新試驗教學是可以激發學生的創造力的。
(三)測試方法
建筑材料全英文教學整個課程考核強調過程控制,分別采用課堂小測驗(quiz,20%)、期中考試(mid exam,20%)、試驗(project,10%)、期末考試(final exam,50%)四個環節進行,保持課程學習過程的緊湊性,時刻把握學生的學習狀態過程,必要時作相應調整。
五、結語
本文針對水利水電工程專業面臨國際化設計、施工、監理以及科研的需要,分析了水利水電工程專業本科生中開展建筑材料課程全英文教學的必要性,并結合作者近年來在教學過程中的經驗與體會,總結了在建筑材料全英文教學過程中對教材選擇、引導學生獲取前沿文獻資料、課堂教學過程設計、試驗設計以及考核方式等方面的一些體會、經驗和思考,旨在進一步提高建筑材料課程全英文教學的質量以及為本課程全英文教學的實踐提供一些新思路。
摘要:畢業設計是工科大學生在校期間重要的實踐教學環節,是對學生能力的全面訓練和提高,為適應獨立學院應用型人才培養目標的需要,在現有的基礎上進行創新。以水利水電工程專業為例,對基于應用型人才培養的畢業設計進行了相關研究與實踐,探索了畢業設計新模式,對提高畢業設計質量,培養應用型人才,促進教育質量和辦學效益具有一定的現實意義。
關鍵詞:水利水電工程;畢業設計;教改
當今社會對應用型優秀人才的需求越來越高,為適應這一發展需求,獨立學院將應用型本科人才作為其培養目標,目的是培養具備較強實踐動手能力的應用型人才。教學過程中,實踐教學和理論教學在水利水電工程專業教學中處于同等重要的地位。本科生畢業設計無疑在整個實踐教學環節中占有相當大的比重,是對學生能力的全面訓練和提高,是培養學生溝通、協調、合作等綜合素質的有效途徑,對啟迪學生思維、綜合運用知識和技能解決實際問題發揮著重要作用。畢業設計不僅為今后從事水利水電工程及相關專業的規劃、設計、施工、管理及科研等工作打下良好的基礎,同時也是衡量高等學校教育質量和辦學效益的重要評價內容之一。
一、畢業設計教學中存在的問題
隨著高校擴招和畢業生就業壓力的不斷增大,傳統的畢業設計模式逐漸難以適應社會對人才培養的需求。[1]
1.設計課題與社會需求不適應
畢業設計選題形式相對單一,相關單位和學生參與畢業設計選題的機會相對較少。一般是由教師選擇畢業設計題目,雖然大部分課題源自設計院的真題,但有時并未考慮部分單位特別是學生簽約設計單位的真正需求,也影響了學生的自主學習熱情和創造力。
2.學生實習周期與崗位需求不適應
本科學生畢業后,需要一年左右的時間完成工作實習期。而當今的社會需求要求學生與技術人員的轉化周期要盡量縮短。
3.畢業設計的考核與市場需求不適應
傳統的畢業設計考核僅停留在校內,是否滿足市場需求無從考證。畢業設計反映現實的教學水平、教學目的、社會需求變化及個性發展,具有顯著的時代特征。為適應市場需求,需在現有的基礎上進行創新,這是涉及到學校、社會、學生等方方面面的系統工程。
二、畢業設計教改研究與實踐
針對社會需求及應用型人才培養目標,以水利水電工程專業為例,探索畢業設計不同的培養模式,嘗試從以下幾個方面進行研究與實踐。
1.畢業設計選題
改變以往由指導教師指定選題的單一模式,以強化工程意識,培養工程實踐能力為目的,讓教師、單位和學生都參與到畢業設計選題中,根據水利水電工程專業的特點并結合學生特長、興趣、能力及發展方向,加以指導與建議,既鍛煉了學生的工程實踐能力和綜合素質,又服務于學生簽約單位。
(1)畢業設計為企業服務。水利水電工程專業畢業設計,不僅要求獨立鉆研,同時強調要有團隊精神;不僅鼓勵創新,更強調熟練掌握設計規范,善于參考標準圖集和同類設計。因此,水利水電工程專業畢業設計應該根據題目的性質和教師指導學生的人數進行選題,可以“一人一題”,也可以多人合作一題,以實現“真題真做”。
畢業設計選題階段,依據水利水電工程專業人才培養方案,選拔學生到專業對口的設計院、科研院所等單位進行畢業設計,以企業為主導,企業、學校、學生三方共同討論確定畢業設計選題。[2]畢業設計選題來自相關企業的設計任務。通過“實戰”操練,極大地激發了學生的責任感和創造性,提高了學生分析和解決實際問題的能力。
(2)畢業設計為學生簽約單位服務。學生在選擇自己的畢業設計課題前,往往已與就業單位簽約。部分學生簽約單位的生產或科研任務較重,或從盡快讓畢業生適應今后工作崗位的目的出發,急需學生參與其生產課題或盡早到簽約單位實習。
畢業設計選題應堅持與生產實際相結合。學生簽約單位為了解決實際問題或考察學生的實際操作能力,結合在研的實際課題,提出一些設計方案讓學生解決。學生可結合自己的專長和興趣,選擇作為自己畢業設計的題目。有些單位雖未具體要求,但部分學生希望自己的畢業設計題目與將來的工作密切相關。這樣,簽約單位、校內指導教師及學生結合實際情況,可以聯合提出畢業設計選題。一方面,讓簽約單位參與到畢業設計選題,以便于考察學生并解決工程實際問題。另一方面,讓學生參與到畢業設計選題,使其既發揮了自己的主觀能動性,又能很快適應今后的工作崗位。另外,校內指導教師要結合本專業培養目標,既保證專業基本要求,又考慮簽約單位及學生實際情況,綜合選定畢業設計題目。
(3)畢業設計與教師科研項目相結合。部分畢業設計選題來自教師的科研或生產課題。加強科研訓練,讓學生較早參與教師科研工作,以增強學生對實際工程的感性認識,提高學生實踐動手能力。
讓學生參與本專業的科研項目,根據專業培養目標對科研項目進行認真細致的篩選或分割,充分考慮其綜合性、針對性、典型性和先進性,既要求全面的基礎訓練,又要側重于培養某一方面深入解決技術問題的能力。這樣既有利于學生鞏固和應用所學的知識,培養綜合解決問題的能力,又有利于他們加深拓寬某方面的專門知識。一般選拔基礎理論扎實、鉆研精神強的學生承擔,同時指導教師加強指導和把關。[3]
特別是對于部分想繼續深造的學生,選題不一定要局限于工程設計,可結合教師的科研課題及學生未來的研究方向,就課題中的某個子項目進行深入研究,最后可以以畢業論文的形式提交最終的畢業設計成果。
(4)參與教學課件的開發。計算機輔助教學在現代教學方式中逐漸推廣普及,它直觀形象、生動有趣、信息量大,能充分發揮優秀教師的作用,具有傳統教學方式不可比擬的優勢。通過讓個別學生參與教學課件的開發,不但使學生對基礎理論、專業知識和計算機技術有了全面的、更深一層的理解和認識,而且通過學生對課件的擴充和完善,將之真正引入課堂教學,無疑是一項有益的、具有探索性的嘗試。從水利水電工程專業人才培養目標和培養方案出發,目前此類做法并未作為學生畢業設計的主要成果,僅作為畢業設計的一種補充和探索性嘗試。
2.畢業設計進程控制
(1)提前開始畢業設計。水利水電工程專業學生畢業設計一般安排在第八學期,此時,學生畢業設計與部分學生考研復試及求職就業存在矛盾。部分已聯系好簽約單位的學生,認為已找好工作,此時也對畢業設計缺乏熱情。
提前布置安排學生做畢業設計可以緩解沖突,使畢業設計時間彈性化,讓學生有更多的時間和精力投入到畢業設計中。
1)實施方案。通過調整時間,充分利用第六或第七學期及寒假期間,提前布置安排畢業設計任務,緩解后期考研復試或求職與畢業設計之間的沖突問題。
2)實施辦法。可能的情況下,在第六或第七學期以專題講座、查閱資料調研、指導學生完成專題研究或文獻綜述等形式,使學生熟悉課題,提前介入畢業設計,充分做好畢業設計的準備工作。
提前安排布置畢業設計任務,給學生下達畢業設計任務書。指導學生畢業設計需要準備的基礎及專業知識、設計規范等參考資料及相關注意事項,讓學生在假期前及寒假期間進行知識準備、資料收集與整理及設計方案構思等,要求開學時提交外文翻譯、文獻綜述及開題報告。畢業設計安排及考核可參見表1。
第一階段 第六或第七學期 查閱資料、
知識積累 課余時間 文獻綜述 校內導師
第二階段 第七學期 結合課題實習調研,制定開題方案 課余時間 文獻綜述、外文翻譯、開題報告 校內導師
第三階段 第八學期 畢業實習,深入研究畢業設計 全部時間 畢業設計及答辯 校內或校內外導師
3)實施效果。通過教改實踐,將畢業設計工作時間前置,讓學生有更充裕的時間做好畢業設計準備工作,在第八學期以飽滿的熱情和精力投入到整個畢業設計工作中,收到了良好的效果。
(2)校企雙方聯合指導。水利水電工程專業將畢業設計與生產實踐相結合。畢業設計選題結合設計單位在研項目。有條件的學生,可自己聯系設計單位或由指導教師推薦。充分利用學校和企業兩種不同的教育環境和教學資源為畢業設計服務。將部分學生畢業設計“教室”由學校轉到水利水電工程設計科研院所。學生以一名“準員工”的身份,參與實際工程設計和研究課題,由設計單位經驗豐富的工程師擔任學生校外指導教師,校內外指導教師聯合指導學生畢業設計。企業委派的校外指導教師,在畢業設計期間與學生長期共同工作,主要負責理論與實際操作指導;學校安排校內指導教師,定期或不定期地深入企業進行指導,主要負責溝通和理論指導。學生不僅在水電設計單位結合工程項目實際“真題真做”完成了畢業設計,同時以“準員工”的身份提前進行了一次真實工作經歷的鍛煉,利于增強學生的事業心、責任感、工作能力,為今后較快適應工作崗位創造了有利條件。
將學生畢業設計“教室”由學校轉到設計單位,不僅加強了與設計科研單位的溝通與交流,同時,設計科研單位帶來的創新性和實踐性較強的課題,對提高學生進行畢業設計的積極性,培養其綜合應用與創新能力都有很大的促進作用。
校企聯合真正體現了理論與實踐相結合的教育方針,從根本上實踐了“應用型人才”培養目標的要求。實踐證明,對提高學生畢業設計質量,提升學生全面素質大有裨益。
(3)畢業實習與畢業設計一體化。水利水電工程專業學生畢業實習一般安排在第八學期的前三周。學生通過畢業實習,從理論到實際較為系統地了解了水利工程的規劃、設計及施工等各個階段的要求、設計的原則、方法等,加深了對相關內容的理解。通過接觸課堂以外的實踐知識,加深了解社會對本專業的需求,培養獨立進行資料收集和解決問題的能力,并開闊眼界及思路,為畢業設計和今后的工作打下良好的基礎,同時增進從事水電建設事業的自豪感和責任感。作為一個重要的實踐教學環節,是學生進行畢業設計的重要基礎。
考慮到部分學生要到簽約單位進行畢業實習,并在單位“真槍實戰”完成畢業設計,因此嘗試將畢業實習與畢業設計一體化。首先,時間上不必拘泥于開學前三周,根據實際需要,甚至可提前至寒假期間,一直貫穿于整個第八學期。其次,也不必雷同于校內三周集中實習的內容,可根據單位具體情況及設計課題的需要,由校內外指導教師靈活安排實習內容,或將部分校內實習內容與校外實習相結合,更有助于畢業設計課題的高效高質完成及學生綜合能力的鍛煉與提高。簽約單位和學生達到了“雙贏”,得到他們的一致認同。
學生在單位實習與設計,學習的積極性更高,他們感到學有所用,利用實踐的機會有意識地鍛煉自己的綜合素質和創新思維能力,樂于實踐,在實踐中不斷運用自身所學的專業理論知識,親身感受企業所面臨的挑戰與機遇。通過在單位工程實踐,學生可以在現場近距離的向工程技術人員學習專業技術知識和技能,在運用中深刻理解并創造性地應用所學專業理論知識,逐步樹立工程意識。[5]通過近一學期的畢業實習與畢業設計,學生已基本適應了工作崗位,從而縮短了崗位適應期,可盡快進入角色,為步入工作崗位打下了堅實的基礎。校外畢業實習與設計不僅能收到與校內設計同樣的效果,而且學生在此過程中得到了鍛煉,增長了才干。過程的探索是學生追尋知識、構建知識和享受知識的過程,而非簡單的復制知識,它遠比結果更重要。[6]艱辛探索的過程也是自身素質不斷提高的過程,更加符合創新精神和綜合實踐性強的應用型人才培養目標。
(4)多種方式靈活指導。根據不同選題,綜合學校、單位和學生等各方面的要求,可采用校內教師指定課題、校內完成;校內教師指定課題,校外實習單位完成;校外選題,校內完成及校外選題,校外完成等不同的方式。
依據不同情況,指導教師與學生一起擬定具體進程安排、內容結構等,制定靈活合理的輔導方法與手段。條件成熟時,將畢業實習與畢業設計一體化,校企合作雙方聯合指導。
在設計過程中遇到的問題,采取現場調研與專題講座、輔導答疑相結合的方式解決。理論與實踐緊密結合,增強了工程的感性認識,學生易于理解和接受。
畢業設計指導方式靈活多樣,除見面交流、電話答疑外,還充分利用了計算機網絡進行過程指導。畢業設計小組建立網絡交流QQ群,學生可以隨時提問,教師隨時答疑,且可資源共享,一些重要電子規范類參考書及主要問題、通知要求等也可以及時暢通交流。計算機網絡QQ、Email等工具,使畢業設計指導及答疑方便快捷。
對在水電設計單位結合工程項目實際“真題真做”完成畢業設計,由校企雙方聯合指導的部分學生,校內指導教師要與校外設計學生及校外指導教師多溝通、交流,及時了解學生畢業設計進展情況,發現問題及時解決,使學生既受到實際工程真實訓練,又能達到本專業培養目標的要求。
3.畢業設計考評
對在校外畢業設計的學生,采用較科學、客觀的畢業設計考評標準。
(1)學校制度保障。嚴格按照學校有關畢業設計管理制度和管理辦法的要求,由指導教師、評閱教師、答辯委員會進行質量監控。院系結合水利水電工程專業的特點將畢業設計過程按階段細化,針對不同階段,對教師和學生分別提出明確要求。建立有效的畢業設計管理制度和管理辦法,并以全面檢查、個別抽查等方式,使畢業設計的質量從制度上得到有效保證。
(2)單位評價。從用人單位和學生的角度出發,使用人單位和學生真正介入畢業設計過程,參與設計選題,嘗試將部分學生的畢業設計由學校教室轉到“設計院”,設計課題采用設計單位現有的真題,實行“雙導師”制,校外導師和校內導師對學生的設計內容、安排及過程管理、考核評價進行聯合指導,借助網絡、通訊等靈活多樣的輔導方式與手段,結合學生對課題的投入程度、出勤、單位同事的評價及最終成果等考評。目的是縮短學生與單位之間的距離,盡快完成“角色轉換”,一方面使工程實踐訓練和工程思維訓練有機結合,鍛煉了學生的工程實戰能力、團隊協作能力、創新能力和人際交流能力,激發了學生自主學習、自主創新的熱情,同時又能為社會生產直接提供服務,創造自身的勞動價值,體現了學校應用型人才培養的目標。
(3)校外導師參與。培養大學生的綜合素質是畢業設計的目的所在,更是學?!皯眯腿瞬拧迸囵B目標的要求。同時,學生素質的提高,又促進了畢業設計質量的提高。通過校企聯合,在企業進行畢業設計,以實踐結合理論,有利于完善學生的知識結構,同時培養了大學生的自學能力、分析和解決問題的能力、團隊協作能力以及創新能力等,這些能力的提高,都體現了學?!皯眯腿瞬拧迸囵B目標及培養卓越工程師的要求。
對在校外單位實習并完成畢業設計的部分學生,實行校內外導師聯合指導的“雙導師”制,主要由校外指導教師負責學生的實踐指導。學生畢業設計成績的評定由學校和實習單位共同參與,校內外指導教師結合學生在校外實習單位的評價意見、平時檢查情況、完成設計成果情況、評閱教師評閱意見及答辯委員會答辯情況等綜合評定。
三、結語
在推進高等教育事業改革的進程中,畢業設計改革是一項復雜而艱巨的工作。本文以水利水電工程專業為例,對基于應用型人才培養的畢業設計從選題、進程安排、輔導方法與手段、考核評定等方面作了相關研究,探索了畢業設計新模式,對提高畢業設計質量,培養應用型人才,促進教育質量和辦學效益具有一定的現實意義。
1.基于工程實際的設計選題多元化
畢業設計選題中,考慮將學校、用人單位及學生三者有機結合,充分調動各方面的積極性,讓單位和學生也參與到畢業設計選題中,拓寬了選題的范圍,更有利于應用型人才的培養,提高學生的就業競爭力。
2.設計成果的多角度考評
部分畢業設計由“教室”轉到“單位”,畢業設計管理更具有靈活性。畢業設計考評更科學、客觀、合理。
畢業設計沒有一成不變的模式,只有在教學實踐中不斷探索,才能找出適合本專業培養目標,體現專業特色的教學模式。
人在設計時的原始沖動是三維的,設計成果是有顏色、形狀、材料、尺寸、位置、復雜運動關系等關聯概念的三維實體。但傳統的水電行業設計工作是從三維到二維,再從二維到三維的過程,這種設計方式對設計工程師和施工者都提出了一定的要求:設計者將原始的三維設計概念和思想抽象成相關聯的平面三向視圖并以二維平面圖的形式來展示,這種設計方式往往難以完全表達設計者的原始設計思想,出現差錯和缺漏。這種三維到二維的設計過程往往受到工程師的空間想象力和基本制圖技能的限制;施工者又要將平面信息想象成三維的形體才可以進行施工,設計者和施工者之間表達和理解的差異往往也帶來了差錯。這種二維到三維的施工過程中,繪圖、讀圖都要經過專門訓練的人來進行。而三維設計則可以完全避免這種“三維——二維——三維”的繁冗過程。根據三維設計概念直接進行三維設計,從而輸出的三維設計成果可以非常直觀和完整得表達設計師的設計思想。只有三維設計才能完成思維過程與設計過程的統一,才是真正意義上的CAD。
對于初學者本科生而言,既沒有一定的設計思想,也沒有相關的設計經驗,他們只能靠老師的講解和自己的大腦進行想象。然而,這種最初的三維圖形很難在其大腦中形成,那么由三維到二位,再由二位到三維的設計思想也很難形成,從而導致學生在學習過程中無法提高興趣。對于工科本科生來說,CAD教學的目標不僅要使學生學會看圖,還要學會作圖,從而提高其應用能力。
一、二維設計的弊端
傳統的CAD教學模式是在基于二維投影及表達的層次上進行的,無論是手工繪圖還是計算機繪圖都是以投影方式繪出的二維圖形。對于復雜結構而言,只能通過零部件各個視圖來表現其結構特征,然而各個視圖之間的處理缺乏整體性,需要識圖者同時對比各個視圖,從三維的概念建立不同視圖之間的聯系,從而確定結構的三維特征。這就要求識圖者要有一定的經驗知識。
對于學生而言,由于無法建立實際建筑物三維概念,從二維到三維或三維到二位的思維過程轉變非常困難。以往教師的教學手段主要是依靠模型或者形體的軸測圖,這樣不但花費大量的課堂時間,大大降低了課堂容量,而且不是太真切、形象。所以,教學效果不是太理想。因此,大部分同學將CAD課程作為一門計算機操作課來應付,也就失去了對課程的學習興趣。因而,教師很難調動他們的學習積極性,更談不上培養他們的創新能力。
在產品設計的全過程中,原始構思是三維實體形象,實施的結果是三維實體,而將這兩者聯系在一起的設計過程卻是二維圖形表達,這樣無形中就增加了一個復雜的環節,而且對于學生而言,這個環節往往是最難實現的過程,只有經過專門的訓練才能掌握這種表達和讀圖的方法。
二、三維設計教學體系
1.以三維實體造型提高學生空間把握能力
結合三維CAD設計軟件,將三維實體造型概念引入教學,以三維實體設計為主線,三維實體表達方法和三維工程圖表達方法并重,加強三維形體的想象、構形、分析,表達能力及三維形體和二維圖樣相瓦轉化的能力的培養。
作為初學者的學生,沒有實踐的鍛煉,頭腦中的立體概念比較少。因而,在投影理論的學習中會感到吃力,往往想象不出實體的形狀。針對這種情況,在教學過程中,直接從“體”入手,強化學生對空間實體的理解與把握,建立其空間感覺,訓練學生的空間想象能力。
首先,在CIVIL3D中進行各種基本體的建模訓練。讓學生在三維環境下,從不同角度觀察各種基本的形態特征。通過實體的繪制與觀察,加強學生的立體概念。學生在觀看實體模型的過程中,頭腦中不斷積累立體的表象,表象積累多了,空間感性知識就增強了,想象空間形體的形狀就變得容易起來。通過基本的建模訓練,使學生對空間有個初步的了解,掌握各種基本的空間形態特征,及其線而情況。
其次,在CIVIL3D中進行組合體的模型訓練。在此,把組合體分成疊加組合體和切割組合體兩部分來訓練,以包含不同的制圖知識進行講解,將深奧的理論融入實體繪制過程當中。
2.三維到二維投影方法
在學生對三維實體有了良好的空間感覺以后,我們反過來由“體”抽取點、線,面來講授投影原理、方法及投影規律。通過以上的講授與訓練,基本體的空間形象在學生頭腦中已是十分明朗。這時,加入必要的投影基礎知識,繪制基本體的投影是非常輕松的事情。熟練繪制基本體投影之后,在基本體上提取點、線、面,并在相應視圖找出相應的投影,以訓練點,線、面的投影規律以及獲得點、線、面的投影的方法。由“體”出發分析體、面,線、點的投影及表達方法,直觀性強、便于理解、記憶,有利于增強空間思維能力和構形能力的培養。在此基礎上,利用形體分析法和線面分析法綜合訓練組合體的投影,以及投影和實體之間的相互轉化。
3.三維建模貫穿始終
以三維設計軟件AUTOCIVIL3D為平臺,實現基本表達方案、結構構件以及裝配圖等內容的講授。在實體建模的過程中,學生必須充分了解建筑物的各個構件之間的相互關系,充分掌握結構的空間特性,通過裝配,才能夠建立三維模型。也可以通過基本構件的幾何布爾運算建立三維模型。根據建立的三維模型轉換成工程圖樣,通過相應的三維標注方式,形成符合國標、表達準確而規范的圖樣,直接以三維工程圖表現結構特征。引入三維實體造型概念,對培養,發展和提高學生的牢間想象能力、讀圖能力及表達能力,有著傳統教學方法無法比擬的強大的輔助功能。
三、水利水電工程專業三維設計教學培養
1.設計基礎
樞紐布置設計工作的基礎即根據流域水文氣象資料和工程地質條件等,針對各壩線來進行可能的樞紐布置格局方案的布置與搜索,從而生成多種樞紐布置方案,并得到推薦方案進行更為詳細的設計。三維設計下多方案的搜索以信息化工程設計及管理的理念為依托,通過引入知識庫體系來實現樞紐布置多方案的初擬定。結合綜合技術經濟比較,從而對各個方案進行優化和比選。在過去二維平面的設計方式下,樞紐布置設計工作效率不高、重復工作量大,難以實現真正的優化方案,因此需要在三維設計環境下進行樞紐建筑物的空間布置和設計。在實際三維設計流程中,一方面必須能夠順利讀取基礎數據(包括原始地形勘測數據和地質勘探數據),從而建立有效的三維地形、地質工程模型,為結構物設計提供可靠的地質資料;另一方面需要在考慮水力學和力學結構要求的情況下,建立典型建筑物(如大壩壩體、溢洪道等)的三維工程模型。在此基礎上進行三維開挖和填筑設計及樞紐布置方案的研究、優化,同時也進行相關結構和水力分析計算、工程量統計、二維平面圖紙輸出等。
摘 要 專業認證對于確保工程教育質量的提升有著重要意義,它有助于引導專業辦學模式由重規模的外延式發展向重效果的內涵式發展轉變。地方高校的特色專業應以工程教育專業認證為契機,通過與用人單位共同商討明確專業目標,制定合理培養方案,依托區位優勢加強大學生實踐能力培養,可以全面提升水利水電工程人才培養質量,培養高水平的水電工程師。
關鍵詞 工程教育專業認證 水利水電工程專業 培養模式
0 概述
專業認證是指專門職業或行業協會、專業學會會同該領域的教育和相關企業專家針對高校開設的工程類專業教育實施的專門性認證,旨在為相關技術人才進入工程界執業提供預備教育質量保證。教育部于2006年正式啟動我國工程教育專業認證試點工作,并聘任了工程教育界和企業界的專家組。2013年6月19日,國際工程聯盟大會在韓國首都首爾召開,接納我國為《華盛頓協議》簽約成員。2016年6月2日,在吉隆坡召開的國際工程聯盟大會上,中國成為國際本科工程學位互認協議《華盛頓協議》的正式會員。
水利水電工程專業是國家重點發展和培育的本科專業。三峽大學水利水電工程專業源于1978年原葛洲壩水電工程學院水利水電工程建筑專業,1998年成為“211工程”重點建設學科;2003年水利工程被批準為博士學位授予權學科;2014年被批準新設水利工程學科博士后科研流動站。為進一步提升該專業工教育質量,學校于2014年決定申請專業認證,并成立了專業認證工作領導小組,即將迎接2017年專業認證復評。本文闡述水利水電工程專業學生應具備的能力、分析專業認證前專業建設存在的問題,淺談工程教育專業認證背景下水工專業人才培養模式,提升我校水利水電工程專業建設水平及在行業內的影響力。
1 水利水電工程專業人員應具備的素質和能力
隨著時代的發展,水利水電工程必將是一個更加復雜的系統工程,它要求從業者具有廣泛扎實的理論基礎和較強的工程動手能力,其核心工程能力包括:資料分析能力、簡單的計算能力、繪圖和報告編寫能力、施工方案制定與施工組織管理能力、施工質量控制能力等。該專業畢業生主要從事國內外各型水利工程設計、施工、監理及基層水利管理等工作。其中從事施工的畢業生包括施工員、測量員、質檢員、材料員等;從事監理的畢業生就業崗位是監理員,主要對施工現場進行質量、進度、合同、造價等進行管理;從事工程管理的畢業生就業崗位是管理科員。
2 專業人才培養的現狀及其存在的問題
水利水電工程專業自設立以來培養了數以萬計的水工規劃、設計、建設和運行管理人才,為國家和社會作出了巨大的貢獻。隨著行業的發展,對專業技術人才提出了新的要求,如何培養具有創新型和強應用能力的水利水電工程專業人才,使該專業畢業生將來在自己的工作崗位上發揮更大的作用,是該專業在教學改革中面臨的重要且具體現實意義的課題。我國的教育教學長期以來以教師為主體,學生則被動地按著教師的安排學習,這種模式基本忽略了國高等教育對創新人才的培養的初衷,導致的結果是學生的獨立思考能力與創新應用能力日趨降低。因此,高等教育的核心目標是培養創新型的人才,這也是高校教育改革的重點和方向所在。
3 專業認證背景下水工人才培養模式的思考
水利水電工程專業是工科中最強調學生實際工程應用能力的專業之一。其創新應用型人才培養理念應以學生為主體,學校、教師只是起到積極的引導作用,在這種理念下,學生要具有清晰的水工創新發展方向,進而獲取創新方法、途徑的能力。對于以專業為特色的院校來說,專業認證意義更為重大。專業認證是一個復雜的系統工程,需要充分領悟認證標準,扎實推進工程教育專業建設,通過專業認證,可以更加明確和細化針對工程實際的人才培養目標。因此需整合學校教學資源并優化課程體系、提升教師工程教育素質、提高學生就業競爭力和促進專業的良性發展(圖1)。
圖1 專業認證背景下人才培養模式
3.1 綜合考慮各方期待明確培養目標
培養目標需要在培養方案中予以明確,在制定人才培養方案時,必須根據工程教育專業認證的標準、國家及社會需求、行業產業發展需求、學校定位和發展目標、學生發展及家長校友期望的實際情況明確專業定位。三峽大學作為水利部與湖北省共建、以湖北省為主的水電特色鮮明的地方高水平大學,須認真調研師資和生源情況,從而明確水工專業以獲取知識為基礎,以增強能力為核心,以提升素質為宗旨,培養具有扎實的工科和人文社科基礎,具備較強的的外語和計算機應用能力,能在國內外水利及相關行業從事勘察、規劃、設計、施工、建筑和運行管理等工作的工程技術人才。
3.2 面向目標精心制定培養方案
在明確培養目標后,培養方案的制定應以工程化教育專業認證標準為準繩,結合水利水電工程用人單位需求,對現行的專業課程體系進行優化調整,充分聽取用人單位和行業專家的意見,認真考慮企業技術領域的要求,設置具有水電特色的專業課程體系。整合教學內容時要根據具體就業崗位對人才的需求,重組本專業的專業知識、結構和綜合素質,增強人才培養的崗位針對性和適應性。
3.3 依托區位優勢,培養水電英才
三峽大學坐落于湖北省宜昌市,宜昌市是世界水電之都、三峽工程和葛洲壩工程所在地。學校水電特色鮮明,周邊大型水利水電工程星羅棋布,其中最具代表性的工程有長江上的三峽水利樞紐工程、葛洲壩水利樞紐工程,清江上的水布埡、隔河巖、高壩洲水利樞紐工程,黃柏河上的西北口水庫等,水電總裝機容量超過3 000萬kW(見圖2)。距離萬里長江第一壩―葛洲壩僅2.0 km ,距世界上最大的水利樞紐工程三峽工程僅40 km。同時,宜昌有三峽集團公司(三峽樞紐建設運行管理局、長江電力)、長江水利水利委員會(三峽勘測研究院)、中南勘測設計研究院宜昌設計院、清江水電開發公司、葛洲壩集團等大型水電開發的業主、設計、施工、運行管理單位。因此在實踐方面學校具有很強的區位優勢,而且學校還聘請了葛洲壩、三峽集團清江公司的具體豐富實踐經驗的工程師,定期來校開設專題講座或學術報告。這種舉措可將水工專業的學生將理論與實際結合起來, 對培養用型人才極為有利,這也是三峽大學發揮獨特的區域優勢、突出水電特色的體現之一。
圖2 學校周邊大型水利樞紐分布圖
水利水電工程專業實習分為三個層次:認識實習、生產實習及畢業實習。認知實習針對水工專業的大一學生,以短期定點參觀形式進行,至少要參觀三種不同類型的大壩,目的是讓學生了解水利工程的基本概況,獲得對自己將來的就業性質和方向的感性認識。生產實習主要針對大二、大三學生,畢業實習針對水工專業大四學生,在學習專業知識后,結合實際工程對所學知識進行深入的了解,有助于畢業后盡早熟悉工作崗位。為使學生有穩定的實習場所,學校從2005 年開始陸續與三峽集團公司、葛洲壩集團公司、清江水電開發公司簽訂了戰略合作框架協議,共同建立了實踐教學示范中心。通過在以上實習基地進行學習,接觸到工程實際,鍛煉了學生的應用能力。
4 結束語
專業認證對促進專業的建設和發展具有重要用途,學校應以專業認證的理念明確專業定位,制定合理培養方案。在學校培養過程中,應充分利用區域優勢,突出水電特色,加強水工專業學生實踐能力培養,進而全面提高畢業生的綜合素質和社會競爭力,培養高水平的水電工程師。
[摘 要]水利水電工程專業是一門綜合應用性很強的專業,除要求有扎實的理論知識外,還必須要具有很強的實踐能力。在強調提高教學質量,培養學生工程能力的今天,結合水利水電工程專業的特點,如何設置科學合理的實踐教學體系,是培養強能力、高素質的高級應用型水利水電工程專門人才,促進我國水利水電事業發展的重要內容,這值得高校的教育工作者們去認真思考。
[關鍵詞]水利水電工程 實踐教學 教學改革
一、引言
實踐教學是高校培養應用型人才的一個至關重要的教學環節,它要求大學生能把所掌握的理論知識融會貫通于實踐中去,它著力于培養學生較高的創新意識和創新能力,著力于學生綜合素質的提高。
水利水電工程專業是一門實踐性很強的學科,對學生實踐能力要求較高,然而,由于受傳統教學模式的影響以及各種客觀條件的制約,很多學校在實踐教學方面還存在諸多問題,對學生實踐動手能力的培養還較為缺乏。[1] [2] [3] [4] [5] [6]本文基于我校多年水利水電工程專業教學實踐的現狀及存在的問題[2],談談對水利水電工程專業實踐教學改革的一些看法與思考。
二、水利水電專業實踐教學中存在的問題
(一)實踐性不強,不利于創新能力的培養
1.實驗教學方法陳舊
目前湖南農業大學工學院水利水電工程專業實踐教學基本上都是依據專業教學計劃來組織教學工作。我校雖然已經建成了水力學、土力學、水泵及水泵站、水工建筑物模型、灌溉排水、工程水文等10個實驗室,實驗用房達1120m2,室驗教學能力達到了一定的水平,實驗開出率也達到了95%,室驗教學取得了一定的效果,但總體還停留在傳統的教學模式上,實驗大多是結合理論課程開設,并在教學計劃規定的時間內進行,學生主要依照教師的布置或者指導書上的步驟,按部就班,完成實驗操作,實驗內容一致,結果唯一。學生雖然參與了實驗教學活動,但實驗僅是被當作技能并以“知識”的形式加以傳授,學生“創造性”應用能力的培養缺乏。
2.實驗教學手段落后
目前,我校該專業的實驗教學大多處于演示型實驗,而驗證型實驗、綜合型實驗、設計創新型實驗較缺乏,仿真實習技術也較少,學生無法產生真實的企業運行過程的臨境感受,實驗教學基本上還是處于“看”實驗而不是做實驗階段,動手能力、創造能力、分析和解決實際問題的能力得不到應有的鍛煉。
(二)專業的特殊性,導致實踐教學難度加大
實踐教學需要理論與現場指導相結合,需要協調與校內、校外各有關單位的關系,從實驗設計、準備到實驗報告、實習報告的批改,以及學生衣食住行的安排都要做周密詳細的安排,工作組織起來較為復雜,實踐教學難度較大。
我校水利水電工程專業的校外實踐教學基地省內的有韶山灌區、岳陽鐵山水庫、長沙航電樞紐等,省外的有四川和云南境內在建的大型水利樞紐、三峽樞紐和葛洲壩電站等,大多是較為偏遠地方的在建或已建的水電工程,三四個老師帶著上百個從沒體驗過施工現場的學生,不僅要經歷路途遙遠的巔跛,而且在那些深山僻水、飛沙走石的窄小施工現場,面對各種大型設備以及立體式的高空、地下作業,學生的交通安全、實習現場安全問題就變得尤為突出,一旦出現問題,老師無疑要承擔一定的責任。這無形中加大了實習組織工作的壓力和難度,也使得指導教師的主要任務是當好安全員和保姆,而把傳授知識放之其次,這不僅限制了教師能動性的發揮,也降低了實習教學的效果。
(三)難以參與生產環節,學生對課程實踐興趣不大
我校水利水電專業的相關課程都安排有實踐教學,但大多數實踐特別是校外實踐,由于專業操作的危險性,實習單位一般不可能讓學生直接參與生產環節,僅僅是讓他們做走馬觀花式的參觀了解,學生實踐操作得不到保障。加之,我們對專業實習計劃要求較為籠統,缺少專業特色,學生無法了解自己本專業的較為具體詳細的實踐操作,很多專業實踐僅僅是走走過場,應付過關了事,這都影響到學生對課程實踐的興趣。
(四)實習基地建設不足,實習場所聯系困難
我校水利水電專業校外實習基地很少,使得學生的畢業實習必須自己去尋找實習單位,而大多單位又不愿意接待學生實習,導致有的學生找不到實習單位,而為了應付學校只能開假實習證明蒙混過關,實踐能力和實際操作水平的培養便是一紙空文。就目前而言,這是多數水利水電專業的學校共同存在的一個問題,找不到實習單位,必然影響到學生的實踐操作,影響到實踐教學的效果,這已經成為實踐教學順利完成的一個重要“瓶頸”。
三、水利水電工程專業實踐教學改革的對策
抓好實踐教學是一個系統工程,針對目前我校水利水電工程專業實踐教學中存在的問題,我們需要制訂出切實可行的實踐教學改革方案,使學生的工程能力得到極大的培養和鍛煉。
(一)統一認識,從思想上高度重視實踐教學
作為學院各級管理部門的領導,應及時地關注并高度重視實踐教學中存在的問題,大膽鼓勵老師進行實踐教學體系的改革;作為水利水電工程專業的教師,應積極主動地到施工現場去學習當前施工工程中的新方法、新技術、新工藝,積累工程實踐經驗,以更好地指導學生的實踐教學;作為水利水電工程專業的學生,要認識到,不僅要掌握扎實的理論知識,也掌握一定的專業技術和技能,只有理論與實踐融會貫通,才有利于今后的就業和工作。
(二)構建科學合理的實踐教學體系,深化教學改革
面對新世紀水利水電工程的發展及社會和科技發展,我們在抓好理論教學的同時,要以提高本專業人才的素質和能力為中心,構建一個相對獨立的實踐教學體系。
結合水利水電工程專業的特點,根據專業培養目標的要求,采用校內與校外,課內與課外相結合的方法,構建以“技能和能力培養為主線”,以工程規劃設計、施工和管理的實驗測試技能、工程實踐初步能力、綜合能力和創新能力為主要目標,由“基礎實踐,專業實踐,綜合實踐”三個大體系,由“社會實踐與調查報告、基本實驗教學、專業認識實習、課程實習、課程設計、科技活動、畢業實習、畢業設計、校內工程實踐”等實踐教學模塊組成的實踐教學體系。針對不同年級段,將實踐教學內容劃分為基礎實踐教學、專業實踐教學、科技創新活動三大平臺,同時,根據學生的需求,對各模塊設置了基礎性、綜合性、設計性、創新性四個層次的實踐教學活動,使學生從入學到畢業各個階段都能得到嚴格的良好實踐訓練,把創新型教學思想貫穿始終,使學生獲得水利工程實踐能力、個性和創新精神的培養。
通過系統的實踐訓練,使學生加深對專業、行業、社會的認識,掌握工程測繪、計算機輔助設計、工程地質與水文地質勘察、土工和水力基本參數測試等基本技能,具備從事水利水電工程相關工作的能力。
(三)全面整合實驗教學內容,提高實驗教學水平
傳統的實驗教學模式不利于創新人才的培養,我們需要全方面整合教育教學資源,更新實驗教學模式。
首先,在課程設置上,我們可以嘗試將具備條件的課程實驗從理論課程中分離出來,將課程實驗改為實驗課程,或者將幾門相關的課程實驗綜合為一門實驗課程。例如對灌溉排水工程學等試驗學時較多的課程實行單獨設課,單獨記成績,強化學生實踐操作能力。
我們進行了實驗內容、方法、儀器設備等方面的改革,注意實驗教學內容的更新,減少驗證性、演示性實驗,增加綜合性、設計性、研究性實驗。設立了實驗庫,供學生進行“點菜單”式的選做,讓學生可以根據自己的興趣和愛好,從實驗庫中選擇自己感興趣的內容進行實驗。同時,實驗庫要不斷更新內容,而老師只需要告訴學生相關實驗知識、操作規程的使用即可,讓學生自己在實驗過程中去查閱文獻資料,了解實驗原理、目的、步驟和數據處理方法,寫出實驗報告。這既可滿足日益增長的個性化需求,也最大限度地強化了學生的主動參與意識,強化了獨立實踐能力、創新能力的培養。
(四)豐富第二課堂活動,提高科研創新能力
第二課堂活動是提高學生綜合素質和實踐教學活動的重要組成部分,我們可以通過開展豐富多彩的第二課堂活動,綜合校內各門課程的實踐教學內容,搭建成專業綜合實踐平臺,以各種形式的技能競賽、社會服務和學術活動,通過學生自主設計、自主研究活動,學會科學研究的方法,建立起科研創新的概念;讓學生積極參與科研、生產實踐活動,鍛煉和提高他們的實踐動手能力及創新能力。
(五)加強校內校外教學實習基地的建設
在校內教學實踐基地這方面,學院要考慮水利水電專業的教學模式及特點,加大實驗室建設力度,改善實驗教學條件,著力搞好水利實驗室、土工實驗室、水泵實驗室的建設,并創建坡面徑流試驗小區和人工模擬降雨試驗基地、水工建筑物、實驗教學實習基地。例如可以構建水利工程模型實驗室,通過沙盤模型將各種典型水利工程、水工建筑物、灌溉排水工程等反映出來,使學生在不同學習階段均可觀看、思考,加深對專業知識的了解。同時,要購進一些仿真實驗設備,例如水力學小型自循環等,把演示實驗更新為驗證試驗、綜合實驗及設計創新型實驗,有利于學生今后進行水利水電工程的規劃、分析、設計、施工、運行、管理等單項實習和綜合實習。
在校外實習基地建設這方面,除了目前我國已公布的50個國家級專業實習基地(如三峽水利樞紐等)外,學院可與相關單位(如水文勘測局,水利管理局等)建設大學生社會實踐活動共建單位,與實習基地建立產學研合作關系,全方位開拓實習、實訓基地,并以產、學、研結合為發展方向,以校企合作,頂崗實訓等方式擴大實習范圍。[7]其次,也可與水利工程施工單位建立企業合作關系,建立隨企業流動的實習基地,為學生的認識實習、生產實習、畢業實習和畢業設計等提供良好的實習條件,提升實踐教學的效果。
(六)加強實踐教學師資隊伍建設
針對水利水電專業應用性、實踐性較強的特點,學院要在最大限度上為專業教師創造條件,加強對專業課老師的工程實踐鍛煉,要求凡無工程實踐經歷(包括工程設計、施工、管理等)的新進老師,必須到施工單位或生產單位鍛煉至少半年,提高他們的實踐業務水平,有利于更好地指導學生的實踐操作。
與此同時,聘任校外專業技術過硬、工作經驗豐富的實習基地技術人員為兼職教師,給學生工程能力的培養和鍛煉創造條件。
四、結語
總之,在強調提高教學質量,培養學生工程能力的今天,結合水利水電工程專業的特點,如何設置科學合理的實踐教學體系,是培養強能力、高素質的高級應用型水利水電工程專門人才,促進我國水利水電事業發展的重要內容,這值得高校的教育工作者們去認真思考。
摘要:《拱壩設計》是水利水電工程專業本科生運用所學專業知識的綜合檢驗,也是培養學生創新、實踐精神的重要實踐教學環節。為了使其最大限度地發揮作用,本文從設計任務書編制和指導方法兩方面提出了指導過程中的心得體會。
關鍵詞:拱壩設計;水利水電工程;指導實踐;心得
水利水電工程(簡稱水工)專業本科生的培養目標是:基礎扎實、能力強、富有創新精神,在水利、水電等部門從事規劃、設計、施工、科研和管理方面工作的高級工程技術人才。為實現該培養目標,要求學生必修靜力學、動力學、結構力學、水力學、土力學、工程地質、工程測量、工程水文學、工程材料等基礎課程,以及水資源規劃與利用、水工建筑學等專業課程。然而,如何檢驗學生能否綜合運用這些知識分析并解決實際問題呢?畢業設計無疑是一塊重要的試金石,并且畢業設計的選題是重中之重。《拱壩設計》就經常被高等學校的水工專業選為畢業設計的課題,一方面,拱壩是一種經濟性和安全性都比較優越的壩型,我國已建或在建了一批世界前列的300m級拱壩[1];另一方面,拱壩結構復雜,在設計過程中牽涉的知識點多,能將水工專業畢業生所學課程有機結合。因此,《拱壩設計》作為水工專業畢業設計課題不僅具有很好的理論意義,還具有較高的實用價值[2]。但是,在實際過程中學生做畢業設計的時間是有限的,通常為14周,要在14周的時間內讓學生綜合運用所學知識完成《拱壩設計》,并重點培養他們的獨立工作能力、分析和解決問題的能力、創新能力以及繪圖和寫作實踐能力,就得在設計任務書的編制和指導方法上下功夫。筆者結合《拱壩設計》指導過程中的實際情況,在設計任務書的編制和指導方法兩個方面分享一些心得體會并提出一些建議。
一、設計任務書的編制方面
1.設計任務要明確且工作量合適。目前《拱壩設計》的設計要求如下[3,4]:對水庫進行洪水調節計算,確定壩頂高程及溢洪道孔口尺寸;對可能的方案進行比選,確定樞紐建筑物型式、輪廓尺寸及水利樞紐布置方案;通過比較確定壩的基本剖面與輪廓尺寸,擬定地基處理方案與壩身構造,進行水力、靜力計算;對拱壩進行設計:選擇建筑物的型式與輪廓尺寸,確定布置方案;擬定細部構造,進行水力、靜力計算;決定樞紐的施工導流方案,安排施工的控制性進度。上述可見,目前設計任務不僅包括壩體以及泄水建筑物的輪廓尺寸確定,還包括細部構造的擬定和施工導流方案的選擇,在實際的設計過程中,建筑物尺寸確定和細部構造的擬定部分學生們普遍做得較好,而施工導流方案部分則因為時間關系,鮮有做出細致方案者,基本流于泛泛而談,因此,可把施工導流方案的確定和施工進度安排任務刪減。這是筆者在任務書編制方面的建議之一。另外,設計壩體尺寸時,通常是先根據拱冠梁尺寸對壩體輪廓進行初步設計,然后對其進行應力和穩定驗算,以便確定最終尺寸,在學生們的實際設計過程中,應力驗算環節有的學生采用電算方法,有的采用手算方法。電算法利用計算機程序能夠快速得到計算結果,但是具體計算步驟由于學生沒有一步一步操作,會造成計算原理的不甚明了;手算法是學生一步一步進行計算的過程,加深了計算過程中概念和原理的理解,但在計算機程序方面的鍛煉欠缺。為了既培養學生對基本概念、基本原理的掌握,又提高其計算機語言方面的能力,筆者建議在任務書里明確需要采用電算法和手算法兩種方法分別進行驗算,這也是筆者在任務書編制方面的第二條建議。
2.原始資料編制要詳細具體。拱壩設計通常是設計一座具有防洪、發電、灌溉、漁業等綜合作用的大壩,為此需要給出相應的自然地理、工程地質、筑壩材料、庫區經濟等方面的原始資料,主要包括流域概況、氣候特性、水文特性、庫區工程地質、壩址處工程地質、砂石料、庫區作物種植情況等。目前這些原始資料的編制已較為詳細,只是有些圖(包括水位―容積關系曲線、水位―流量關系曲線和設計洪水過程線圖)的坐標刻度偏于稀疏,致使學生在讀圖時存在較大誤差,從而影響設計工作的順利進行。根據這一實際情況,筆者建議在任務書所涉及的圖形資料制作時可以盡量縮小刻度使得圖形更加詳細,以方便學生讀取數據并減小誤差。
二、指導方法方面
1.引導適度重在啟發。所謂“師者,傳道受業解惑也”,指導教師顧名思義是對學生起指導作用的教師,而具體指導時也存在“度”的問題。設計之初,如果只是給學生下發設計任務,不進行講解,學生難免會出現“面對原始資料和設計任務,不知如何下手”的情況,這不僅會浪費時間還會使學生產生畏難情緒,不利于設計工作的順利開展;假如直接告訴學生采用何種方法通過哪些步驟進行設計,又不能充分調動學生的主觀能動性,起不到培養學生獨立工作能力的作用。只有循循善誘的給學生講解設計任務和原始資料,使其對拱壩設計有清晰的認識,并激發其興趣,才能調動學生進行設計的積極性。設計之中,當學生遇到問題時,如果一味地讓學生自己思考、鉆研,便起不到指導教師的指導作用;相反,只是告訴學生解決問題的辦法,問題看似解決了,但學生遇到類似問題時,不一定能很好地解決。正所謂“授之以魚不如授之以漁”,只有逐步給學生講明問題的來龍去脈,讓學生切實參與其中進行思考,并給予適時地啟發,才能使學生不僅學會了如何解決這個問題,更掌握了解決此類問題的方法。比如,針對拱壩設計時泄洪方案的選取問題,首先和學生探討泄洪方案有哪些,該工程壩址處的地形地質條件如何,初選的泄洪方式是什么,通過這一系列的發問與思考,可以初步設計為壩身泄洪方式,而細化到壩身泄洪的具體形式,還需要引導學生思考是利用表孔還是淺孔,抑或是中孔進行泄洪,這些又需要根據什么確定,使學生在思考之后能自然想到“泄洪量”這一概念,它是由調洪演算得來,用于泄洪設計的一個重要參數,起著貫通前后的作用。那么,思考到這里思路就明朗了:先進行調洪演算求得設計水位下的下泄流量;根據壩址處地形地質條件初選壩身泄洪方式;利用已經求得的下泄流量設計孔口尺寸,并對表孔泄流、中空泄流等方案進行比選,最終確定泄洪方案。綜上所述,適度引導和重點啟發不僅有助于培養學生的獨立工作能力,還能提高其分析問題、解決問題的能力,并激發其創新潛能。因此,筆者建議在拱壩設計時指導教師引導適度、重點啟發,這種方法除了能指導學生順利完成畢業設計,還能在實現水利水電工程專業本科生培養目標方面發揮重要的作用。
2.嚴格要求重在培養?!豆皦卧O計》涉及靜力學、動力學、結構力學、水力學、土力學、工程地質、工程水文學、工程材料、水資源規劃與利用、水工建筑學等課程知識,設計內容不僅包括樞紐建筑物的總體布置、拱壩剖面尺寸設計、泄水建筑物設計等計算內容,還包括設計說明書的編制,以及設計圖紙的繪制,所以,拱壩設計是一項艱巨的畢業設計任務。但是,在實際的指導過程中發現:盡管設計任務相對較重,最終學生們還是能夠圓滿完成了設計任務。筆者認為這與平時對學生的嚴格要求和重視對學生的培養是分不開的。這里的嚴格要求主要包括考勤嚴格、計算嚴謹、圖文規范等方面。學生的出勤率反映了其認真刻苦的程度,所謂天道酬勤,只有腳踏實地付出努力,才有可能收獲勝利的果實,尤其是對于普遍認為艱苦的水利行業,艱苦耐勞是一名優秀的水利工作者應有的重要品質。水利工程的設計經常需要“經濟性”與“安全性”之間的平衡,只顧經濟性可能會導致工程存在不安全的隱患,然而太關注安全性,又有可能造成資源的浪費,使得所設計的工程經濟性不夠,只有對各種方案進行“經濟性”和“安全性”方面的比選,才能尋找出最優方案,而這個過程離不開縝密的思維和嚴謹的計算,所以嚴格要求學生計算嚴謹也有著重要意義。在設計說明書編制時,嚴格要求學生采用統一、規范的格式,這也是寫作實踐能力培養的關鍵內容,而在圖形繪制時更應該規范繪制,這樣才能方便讀者查閱。由上可見,對學生進行嚴格要求,不僅在于做好《拱壩設計》本身,更重要的是提高了學生的綜合素質,有利于將其培養成一名優秀的本科畢業生,進而為社會發展做出重要貢獻。
《拱壩設計》對水工專業本科生培養具有重要的理論意義和實際價值,可用于檢驗并提高水工專業本科生的獨立工作能力、分析問題解決問題能力、創新能力以及繪圖寫作實踐能力等方面。然而,由于《拱壩設計》涉及知識點多,設計內容豐富,對于學生和指導教師而言都是一項艱巨的任務。結合《拱壩設計》的指導經歷,總結一些心得和建議,希望能為高等學校相關學科的教學指導實踐提供一些參考。
[摘 要]作為對學生綜合應用能力要求非常強的一個專業,水利水電工程專業要求學生必須具備良好的理論知識與實踐操作能力。本文首先闡述了工程能力培養的重要性,同時,細致的闡述了工程能力培養體系的構建問題,希望能夠為培養這方面的人才提供一定的參考依據。
[關鍵詞]水利水電工程,工程能力,培養體系
作為工科教育的有機組成部分,工程能力培養是一項非常重要的工作,這決定著所教育學生的實踐操作能力,同時還能夠為社會培養大量應用型人才,加強工程能力培養已經成為一些高校面臨的重要問題。
1、工程能力培養的重要性分析
對于水利水電工程專業來說,其培養出的應用型人才應當具備勘測設計、組織、施工等各種能力,因此,必須切實加強對學生的工程能力培養,其一必須切實加強理論教學,其二還必須開展實踐教學,兩者有機結合。首先,對于應用型與研究型人才來說,工程能力屬于兩者的明顯區別,對比來說,前者的工程理論與實踐水平相對較強,同時還具有較強的溝通能力與思維能力。其次,工程能力是教育改革成果的一項關鍵參數。這方面能力的提升離不開理論的積累,所以,必須注重理論教育,然而,理論唯有與實踐結合才可以上升為人的能力。再次,工程能力是當前企事業部門亟需的一種能力。多少企事業單位反饋,面臨非常嚴峻的問題:缺乏足夠的技能人才,同時由于相關工作條件特殊,人員技術工作起點低等,因此,需要培養工程能力,使他們形成良好的適應能力與操作能力。
2、培養體系的構建
2.1制定科學的教學體系與培養模式
這種模式主要是為了培養大量高素質的應用型專業人才,學生不但必須具備現代工程技術理論,還必須具備較高的服務精神,能夠適應不同環境的工作與管理能力。因此,具體教學時應當:首先,應當注重教學的前瞻性、連續性,不斷改善課程結構,努力提升學生的積極性與創造性;在課程設置方面,應當積極主動的向其他做的比較好的院校學習借鑒,同時還必須廣泛搜集廣大師生的意見建議,集思廣益;其次,應當加強理論與實踐教學的充分融合,把兩者放在一樣的高度;再次,應當將基礎知識灌輸當做培養能力的前提條件,將實踐操作能力培養放在重要位置,打造一個能夠推動學生綜合素質不斷提升的教學體系。
2.2不斷改善教師結構,制定科學合理的激勵機制
教師是整個培養體系的前提條件。近年來,水利水電工程建設施工理念逐漸得到改善,同時相關技術逐漸升級,因此,學校必須具備大量專業的“雙師型”教師,這樣才可以將學生打造成該領域的工程師。首先,引導教師加強學習,不斷豐富自己的知識儲備,拓寬視野,優化知識結構;其次,規定他們深入到實地培訓以及相關公司(例如建設單位、設計機構等)進行實踐鍛煉;再次,學校應當積極主動低聘請項目一線經驗豐富的技術員,來學校授課,并且安排學生到現場觀摩,掌握許多課堂中學不到的內容;第四,制定科學合理的獎懲機制,并且嚴格執行,切實加強對教師的績效考核,制定科學合理的指標體系,組建專門的考核領導小組,定期對教師進行考核,及時反饋考核結果,并與教師針對考核結果進行溝通。對表現突出的教師,適當的給予物質與精神上的激勵,例如獎金、獎狀等,同時在評先評優、職稱晉升、職務升遷等方面還需要與考核結果掛鉤。對于表現相對較差的教師,根據嚴重程度,做出相應的懲處。通過這種方式來調動廣大教師的積極性,使他們主動學習,不斷提升自身的教研能力;打造一支過硬的教師團隊。
2.3不斷提升廣大學生的工程意識和能力
學生能力的提升,離不開學校以及教師的付出,只要學校高度重視,加大投入,同時教師以身作則,加強教研工作,才能夠為學生工程意識與能力的培養提供有利條件。所以,應當注意做好下列幾點。
首先,切實加強專業實驗室建設。我們知道,對于水利水電工程來說,其特點非常突出:工期相對較長,中間涉及到諸多工種同時施工,與此同時所處的現場環境十分繁瑣等,然而,由于受到教學計劃的影響,為充分確保教學秩序,課堂教學一般無法實現與實踐教學的同步進行,并且學生在校一般是四年時間,但是許多工程項目的時間跨度往往是幾年甚至十幾年。所以,對于學校來說,非常有必要優化專業,切實加強實驗室建設。為專業實驗課的順利進行提供條件,為學生提供理論與實踐相結合的平臺,為學生開展一系列設計性、綜合性實驗提供便利,例如,學校可以選擇開放實驗室或者課后集中實驗的運行模式,以進一步提升實驗教學質量。
其次,注重專業實習或課程設計。學校應當為學生安排課程實習與設計等方面內容,適當地提高課時比例,為他們提供機會,使他們親在參與到項目設計之中,使他們在親身參與的過程中養成良好的工程意識,并能夠不斷提升自身的實踐操作能力。
再次,創設一個良好的實踐環境。學校應當加強對學生的校外實踐教育,通過自己建立或者與公司合作建立校外實踐基地的方式,為培養學生工程能力提供良好的場所,把課題教學拓展至實踐之中。這樣,利用基地的培訓與實踐活動,使得廣大學生可以將自己在書本中學習到的理論應用到施工之中,上升為自己的實踐操作能力,并能夠使自己加深對書本知識的理解。然而,現實狀況不容樂觀,一般的水利工程項目在施工過程中存在很大的不確定性,施工時間相對較長,正是上述一系列因素的影響,再加上學校為了保證學生安全,以及學校經費的制約等等因素,使得基地的實訓活動始終無法取得較高的質量。因此,今后需要學校切實加強與施工企業、設計機構以及監理公司等各個相關方的合作交流,適當提高實訓課時。
最后,加強畢業實習教學管理。作為整個教學活動的有機內容之一,畢業實習具有非常重要的作用,能夠使學生得到鍛煉。通常情況下,其主要包括分散與畢業集中實習兩種類型。對于前者,某校通常是在大三課程完成以前進行,要求學生利用假期時間,在沒有老師現場指導的條件下自己到企事業部門實習,基本上通過他們自己與企事業部門聯系,再就是實習過程中通過單位技術人員為他們提供指導,該模式大體上和崗前培訓相當,歸根結底,學生其實是在進行頂崗實習。所以,他們往往會選擇自己喜歡的單位與工作,為此,他們會非常積極主動的投入到工作之中,長期的實踐告訴我們,該種模式具有十分不錯的效果。然而,其中仍然具有一系列的問題有待于改善,這種模式并無法對學生進行統一管理,學生也無法掌握水利水電工程的整體狀況。所以,學校必須還應當將這個方式與集中實習進行結合,以進一步鍛煉他們,使他們的實踐能力不斷提高。
3結語
總之,某校在構建起該培養體系以后,積極實施,嚴格按照相關制度與規程開展教學,在實踐中取得非常不錯的成效,所培養出的學生深受各界的好評。
摘 要 專業建設是高等教育教學工作的基礎。本文結合專業認證,針對水利水電工程專業發展過程中存在的兩個問題,提出了提升本專業建設水平的思路及方法,一是對本專業實驗教學條件進行改善,二是對教學文件進行全面整改。并對專業建設的實施內容與過程進行了詳細的闡述。本文提升專業建設水平的思路對其他工科專業具有借鑒意義和推廣價值。
關鍵詞 專業認證 專業建設 水利水電工程專業
專業建設是高等教育教學工作基礎,是提高本科人才培養質量的重要組成部分。①②③專業建設水平又體現了學校的辦學理念、辦學特色和辦學實力。④我國工程教育專業認證始于2006年5月,⑤其目的是保證與提高專業教育質量。工程教育專業認證可以推動專業建設水平的提升,并提升人才培養質量。⑥⑦西安理工大學水利水電工程專業(以下簡稱水利水電工程專業或本專業)于2013年通過了有效期6年的國家工程教育專業認證。本文根據專業認證前專業建設存在的問題,以此次專業認證為契機,研究提出提升專業建設水平的思路與對策。
1 專業認證以前專業建設的現狀與問題
水利水電工程專業起源于1937年成立的西北工學院水利系,至今已有78年的辦學歷史。本專業擁有結構合理、銳意進取的優秀教學團隊,以“培養具有水利水電工程勘測、規劃、設計、施工、科研和管理等方面的知識,具備良好的綜合素質和創新精神,能在水利水電及相近領域從事規劃、設計、施工、監理、科研和管理等方面工作的高級工程技術及管理人才”為培養目標;堅持理論聯系實際,注重實踐教學環節,高度重視教學改革和課程建設。截至2012年底,本專業教學實驗室總面積已達6000余平方米,開設課程實驗11門,其中設計性實驗30余項,核心專業課程均開設有課程設計教學環節。本專業長期堅持以學生為本,順應國家水利水電建設事業對于人才培養的新要求,為進一步提高本專業的辦學水平不斷努力奮斗。
專業認證以前,我們通過與兄弟院校相同專業建設與發展情況的對比分析,發現本專業主要存在以下兩個問題:(1)實驗室陳舊老化、實驗項目不夠完備等。(2)教學文件與認證標準不相適應。
2 專業建設的對策與思路
水利水電工程專業于2012年申請國家工程教育專業認證,于2013年參加并順利通過有效期6年的專業認證。在專業認證前后近3年時間里,我們以此次專業認證為契機,緊密結合本專業的發展實際,以認證標準為準繩,對本專業的實驗教學條件和教學文件進行系統、全面的整改和提升,為有力促進本專業的持續改進、有效提高專業的辦學水平創造了十分有利的條件,主要思路有:(1)為提升專業實驗教學條件,積極實施專業7實驗室的更新改造項目。(2)為系統提升專業教學文件的針對性和對認證標準的適應性,扎實推進專業教學文件的全面整改。
3 專業建設的實施內容與過程
針對本專業建設過程中存在的主要問題,依據專業建設的對策與思路,我們對本專業的實驗教學條件和教學文件進行全面整改和提升,主要內容有:
3.1 專業認證前,積極實施專業實驗室的更新改造項目
2012年9月至2013年9月,經過充分調研和綜合分析,我們研究制定了《水利水電工程專業實驗室更新改造實施方案》;并制定了《水工實驗室改造實施計劃》。全部項目于專業認證前按計劃圓滿實施完成。
專業實驗室更新改造的主要內容如下:(1)調整地下洞室結構模型實驗室的整體布局,并進行恢復重建;(2)擴充土壩滲流實驗室的使用面積;(3)將原壓力管道非恒定流實驗室進行搬遷后異地重建;(4)在原壓力管道非恒定流實驗室新建水電站廠房拆裝實驗室;(5)對水工專業教學模型室中原老舊及殘損的教學模型進行全面更換;(6)對本專業全部實驗室進行內外環境整治。
3.2 專業認證后,扎實推進專業教學文件的全面整改
專業認證后,針對專業教學文件與認證標準的要求不相適應這一突出問題,從2013年底至2015年4月,我們依據《工程教育認證標準》(2014版),并針對水利類專業認證分委員會在本專業《工程教育認證現場考查報告》中所指出的問題和不足,扎實推進了專業教學文件的全面整改。其中包括:對本專業的培養方案進行全面修訂,對專業基礎課、專業課及院級選修課的教學大綱進行修訂和完善,對部分教學管理文件進行補充和更新。通過上述整改,系統提升了專業教學文件的針對性和對認證標準的適應性。本次教學文件的主要整改情況如下:
(1)專業培養方案修訂。相對于現行的2012版培養方案,本次培養方案的主要修訂內容如下:
①根據本專業發展實際,并結合認證標準要求,修訂了專業培養目標;
②修訂完善了專業培養要求(畢業要求),使其能實質覆蓋認證通用標準的畢業要求;
③按照認證標準要求,在培養方案中補充了關于學生畢業后5年左右在社會與專業領域預期能夠取得的成就描述(畢業生發展預期);
④按照工程教育認證水利類專業《補充標準》關于經濟、環境、法律(規)及管理等四類課程設置的基本要求,并結合本專業人才培養的實際需要,對教學計劃中的相關課程設置進行了如下調整:(i)將“工程經濟學”由原院級選修課調整為必修專業基礎課;(ii)取消原“工程合同”、“工程招投標”和“水政與水法”三門院級選修課,將其相關內容整合以后新開設“工程建設法規”課程,并將其設置為必修專業基礎課;(iii)將“環境影響評價”和“建設項目管理”兩門課程由原院級選修課調整為必修專業課;(iv)將“水利水能規劃”課程由原院級選修課調整為必修專業課;(v)新增“特種壩工技術”院級選修課。
(2)專業基礎課、專業課及院級選修課教學大綱修訂。按照上述新修訂的專業培養方案中的專業培養要求(畢業要求),并根據實際教學需要,對專業基礎課、專業課及院級選修課的教學大綱進行了修訂和完善,使這些課程的教學目的能實質覆蓋相應的專業培養要求(畢業要求),并對部分課程教學內容進行了適當更新或調整。
(3)專業教學管理文件修訂。在全面總結以往教學管理經驗的基礎上,按照認證標準的有關要求,主要對下列教學管理文件進行了更新和完善:①水利水電工程專業培養目標達成度的定期評價制度(試行);②水利水電工程專業持續改進的社會評價制度(試行);③水利水電工程專業兼職教師聘任管理暫行規定。
4 結語
專業建設水平可以反映出一所學校的辦學理念、辦學特色和辦學實力。如何提高專業建設水平,采取什么樣的對策與思路,是值得不斷探索與研究的課題。我校水利水電工程專業以2013年國家工程教育專業認證為契機,在專業認證前后三年時間里,通過與兄弟院校專業建設情況對比分析,對本專業實驗室進行了更新改造,在提升本專業教學條件的同時,還為本專業獲得6年有效的優秀認證結果創造了十分有利的客觀條件,并為有效提高本專業課程實驗的教學質量和教學水平奠定了堅實的基礎。通過對本專業教學文件的全面整改,系統提升了專業教學文件的針對性和對認證標準的適應性,進一步提升了本專業的建設水平。本文提出的提升專業建設水平的思路及方法,在工科類專業建設中具有借鑒和推廣價值。
【摘要】水利水電工程專業認識實習是實踐教學中的一個重要環節,是學生進入專業學習前的第一次專業教育,對學生后續專業課的學習及今后的職業發展有著非常重要的影響。本文針對專業認識實習實踐教學中存在的問題,應從實習準備、實習計劃安排、學生管理、實習反饋等多個方面加以改進,并結合實踐經驗進行了分析與總結。
【關鍵詞】水利水電工程,認識實習,實踐教學
1 引言
實踐教學環節對于大學生全面掌握和深入融會知識、培養思維和創新能力有著至關重要的作用。水利水電工程專業人才培養方案中實踐教學的一個重要方面就是實習,實習一般包括認識實習、地質實習、畢業實習等。其中認識實習是水利水電工程專業人才培養方案和教學計劃中的重要組成部分,它為實現專業培養目標起著重要作用。
因此,依托先進的典型水利水電工程,通過現場的實踐教學,可以讓學生了解當前黨和國家對水利水電工程建設的方針、政策,加強學生專業素質的培養;增加學生對水利水電工程專業的現狀、發展動態、本專業所涉及的各個領域有一個比較全面的感性認識;培養學生理論聯系實際和實事求是的作風。學生通過現場實踐、聽取報告和實地調查,學習水利水電建設技術人員的優良品質,能夠進一步培養學生熱愛專業、獻身水利水電建設事業的志向;在專業理論知識的基礎上,通過實踐鞏固并擴大知識面,為進一步學習專業課、進行課程設計及畢業設計打下實踐基礎;激勵學生逐步樹立正確的專業思想,明確專業學習的目的,立志為我國社會主義水利水電建設事業努力奮斗。
2 認識實習存在的主要問題
2.1實習基地建設困難
根據認識實習的目的和要求,水利水電工程專業認識實習單位一般為已建成的大中型水利樞紐管理單位。一般來說,認識實習要深入電站廠房、樞紐控制等生產和管理的重要部位,出于安全生產及管理方面的考慮,實習單位不愿意接受實習學生。另一方面,實習基地作為認知實習開展的場所,如何妥善解決眾多學生的學習與生活問題,其實習基地的地理位置與基礎條件就顯得至關重要。再者若交通不便利,路況不好,學生安全問題也是要考慮的一個方面。
2.2 實踐教學的重視不夠
學校對實踐教學的重視程度不夠,使得教師的主導作用、學生的主體作用沒有得到充分發揮;實習準備工作不充分,實習效率較低,不少學生走馬觀花,未能深入實際認真學習;學校對實習的重要性認識不足,甚至于提出是否取消認識實習的問題,嚴重干擾和影響了教學效果。
2.3 實習經費不足
隨著經濟社會的發展,實習經費不足成為水利水電工程專業認識實習所面臨的主要問題之一,尤其是民辦學校,其實習費用全部是學生自己承擔,若收的費用過高則學生就不會進行認識實習了。由于大中型水利樞紐多位于山區,遠離學校,實習交通費用占了整個實習經費的較大部分。
2.4 學生管理問題
近幾年來,在國家大力發展基礎設施建設及優先開發清潔高效能源等一系列相關政策的影響下,國內相關高校水利水電工程專業招生人數逐年增加。學生人數的增加,必然帶來實習管理、安排的壓力,也在一定程度上影響了實習單位的正常生產與管理。認知實習屬于校外實踐教學環節,實習期間帶隊教師既要充當授業解惑的教師角色,也要充當學生紀律與生活起居的管理者。由于認知實習帶隊老師通常由專業課教研室教師組成,對于基礎班的學生來說相對比較陌生,且人數眾多,在管理工作過程中存在諸多問題,需要采用必要的應對措施加以解決,確保實習學習期間的學生學習與生活安全。
3改革措施
3.1 建立穩定的實習基地
學生認識實習需要一定的空間、場所和條件,實習基地的選擇對于水利水電工程專業認識實習至關重要。選擇實習基地既要考慮實習單位的水工建筑物具有一定的代表性,能滿足水利水電工程專業后續課程學習的需要,又要考慮學生的吃、住、行及實習單位管理的方便。建立穩定的實習基地對提高水利水電工程專業認識實習效果非常有必要。近年來我校與中國長江三峽集團公司培訓中心合作,在長江三峽水利樞紐、葛洲壩水利樞紐等地方建立了實訓基地。
3.2 制定認識實習教學方案
建立完整的實踐教學體系,是培養大學生創新能力的首要保證。在進行認識實習前,制定好認識實習的任務書、指導書,并在進行認識實習前下發到學生手中,讓學生充分熟悉認識實習的相關內容。任務書包括認識實習內容、實習任務、時間安排、認識實習成果、實習成績評定等;指導書包括認識實習目的、實習基本要求、實習具體內容、實習組織紀律、認識實習內容工程情況介紹等。
3.3 學生實習動員
實習動員是實習教學開始前必不可少的一個環節。一方面,要加強學生對水利水電工程專業認識實習的必要性、重要性的認識,另一方面,向學生說明實習的具體安排、講清實際困難。為保證認識實習的順利進行以及學生在實習過程中的安全,讓學生簽訂認識實習安全責任書以及承諾書,讓學生充分認識到認識過程中可能會產生突發性及一些風險性事件,做到事前預防,完成安全實習的目標。認真做好實習動員,可有效解決學生多帶隊老師少、實習環節存在安全隱患等一系列問題。另外,學生實習前一定要為學生購買意外傷害保險。
3.4 加強各方面的管理
在認識實習的教學工作中,應嚴格把關,加強對各個環節的管理。每次實踐教學之前,應由本專業的領導進行總動員,安排有實踐經驗的教師和負責學生管理的輔導員帶隊和指導,實行帶隊教師負責制。要求帶隊和指導教師認真負責,注意充分發揮黨員、團員和班干部的模范帶頭作用,調動學生的學習積極性和主動性,把實習工作做好、做細。
實習過程中注意培養學生思考能力、創新能力、動手能力、觀察能力。事實上,學生對實際工程的認識是一個循序漸進和不斷積累的過程,在不同的階段,學生所具備的專業基礎和專業知識的程度不同,其實習的收獲有所不同。實習過程中多引導學生注意觀察,學會思考,提醒學生完成實習規定的實習日記、實習報告,實習體會等資料。
3.5 實習后反饋
實習結束后,督促學生盡快完成實習報告、實習心得體會、實習建議意見。創新考核辦法,重視實習過程和效果,充分考慮實習前準備、實習中表現和實習后報告情況(如實習前的專業知識預習和準備工作;實習中的出勤、組織紀律、團隊精神、吃苦耐勞、奉獻精神等;實習的綜合表現、報告撰寫、心得體會、建議意見等),給出實習成績和學分。召開實結會議,根據實習中出現的問題,總結經驗教訓,查找原因,根據學生和老師對實習單位建議的匯總,可根據情況適時向實習單位反饋。
4 結語
水利水電工程專業認識實習是全面貫徹“素質教育”和“教書育人”的重要內容。它是實踐教學中的一個重要環節,是學生進入專業學習前的第一次專業教育,對學生后續專業課的學習及今后的職業發展有著非常重要的影響。其作為培養高層次應用型水利水電專業技術人才的重要保障,理應受到關注和重視,加強水利水電工程專業認識實習教學改革是社會發展和人才培養的必然要求,因此要進一步增強認識實習實踐教學環節在人才培養中的重要作用。
【摘要】教學實踐基地是學生進行實習活動的重要場所,加強實踐基地建設對于培養水利水電工程專業學生的實踐能力和創新精神以及鍛煉教師的實踐能力,培養“雙師型”教師有著重要的作用。本文介紹了在新的就業形勢下,云南經濟管理學院校內、外實踐基地的建設情況,并提出了實踐基地建設存在的若干問題與思考。
【關鍵詞】水利水電工程 實踐基地 建設
隨著現代水利水電工程對施工隊伍素質要求的提高,也要求培養出大量的水利水電工程建設事業所需要的“寬基礎、高素質、強能力”的實用型人才。針對自身實際和發展的需要,我院提出建設培養水利水電工程一線技術人才實踐基地,為切實提高學生的實踐動手能力和創新精神,我們在教學過程中,加大實踐教學的力度,配合專業理論教學,適時組織實踐教學活動。經過幾年的實踐,在水利水電工程專業實踐基地的建設方面積累了一定的經驗。
一、校內、校外教學實踐基地基本情況
遵循教學、科研、生產相結合的原則,建立雙方“平等、互利、互信”的合作關系,不強求企業的規模和接待學生數量問題,本著只要能安排實習活動,實習質量有保證,就是我們實踐基地的原則。
校內實訓基地主要功能是實現課堂無法完成的技能操作,有目的、有計劃、有組織地進行系統、規范、模擬實際崗位群的基本技能操作訓練。校內實訓基地的建設原則:盡可能貼近生產、技術、管理、服務第一線,努力體現真實的職業環境,讓學生在一個真實的職業環境下按照未來專業崗位群對基本技術技能的要求,得到實際操作訓練和綜合素質的培養;緊跟時展前沿的綜合性生產訓練項目,體現新技術、新工藝,瞄準實際操作人才缺乏的高技術含量和新技術行業的職業崗位,在技術要求上要具有專業領域的先進性。使學生在實訓過程中,學到和掌握本專業領域先進的技術路線、工藝路線和技術實際應用的本領;使投入具有前瞻性、持久性;在環境和總體設計上要具有社會開放性。不僅可以為校內學生提供基本技能實訓場所,而且能承擔各級各類職業技能的培訓任務,為社會提供多方位服務,成為對外交流的窗口和對外服務的基地;充分利用有限資源,最大限度地節約資金,盡可能使所建設的實訓基地適用性強,能進行多學科的綜合實訓,相關專業盡可能通用。我們十分重視校內實訓基地建設,經過對行業、企業廣泛的調查和研究,在專業建設指導委員會的指導下,初步建立了具有一定特色的、較為先進的、完善的實踐教學基地?,F有工程制圖、工程測繪、工程力學、建筑材料、土力學、工程地質、現場施工、工程造價等實訓室。
建立校外實訓基地,對學生直接參加生產和實際工作進行現場培訓。相對穩定、產學結合、合作辦學以及“不求所有,但求所用”是校外實訓基地建設的基本原則。我院先后與云南建工水利水電建設有限公司、長江三峽水利樞紐工程公司、中國水電十四工程有限公司曲靖分公司、中國水電十四工程局路橋市政分公司、中鐵五局集團有限公司、云南水利水電有限公司第一分公司等企事業單位達成協議,建立教學實踐基地,可以滿足學生實訓要求。
二、充分利用校外教學實踐基地資源
充分利用校外教學實踐基地資源,為學生的專業認識實習、課程實習、頂崗實習以及畢業實習等實踐教學環節拓寬平臺。每屆新生入校以后,都要結合專業教育安排一次在教學實踐基地進行的參觀學習,通過參觀學習使新同學對自己的專業有了初步的感性認識,同時也激發了學習的興趣和熱情,為今后的學習打下了良好的基礎。作為工科專業,學生的頂崗實習和畢業實習占有非常重要的地位,我院緊緊依靠校外教學實踐基地,將學生分組安排到具體的工作崗位上,在專業老師和現場技術人員的指導下參與具體的工作,使學生真正的做到理論聯系實際,有效的提高了學生用理論知識來分析和解決實際問題的能力。
在為期6個月的頂崗實習及畢業實習中,為了提高畢業生的實習質量,滿足學生畢業后從事不同具體崗位的要求,根據學生不同具體情況,允許有條件的學生自己聯系實習單位。院上安排專門實習指導教師,對這些實習單位的教學條件、帶教老師情況等進行把關,制訂詳細的成績量化考評標準,提出注意事項和實習期間必須完成的工作。由學生所在的實習單位及其本人根據具體實習崗位提出詳實、規范和科學的實綱。在實習過程中,定期通過網絡、電話、郵件等通訊方式保持聯系,對實習學生進行指導、督促和檢查。
三、實踐基地建設存在的問題
1、實踐教學的廣度和深度不夠。盡管已有實踐基地,但由于水利水電工程具有工期長、施工內容多的特點,學生學習期間在工程現場實踐的時間又很有限。同時由于在校學生的教學進度的有序性,實踐基地工程進展和在校學生教學內容的進度往往不能同步,這樣還不能完全滿足教學需要。
2、學生開放實習質量問題。開放實習學生自主聯系實習單位,結合實際工程完成畢業設計或論文,是集中實習和畢業設計的有益補充。盡管采取了許多措施,但在相對時間較短的過程中和沒有實際經驗的情況下,這種邊工作邊做論文的真題真做,在時間、質量、工作上必然存在矛盾,如何有效監控其實習、論文質量,又不影響工作,還需深入研究。
3、沒有充分利用好校外實踐基地的資源培養年輕的骨干教師。很多年輕教師都是從學校到學校,同時由于專業教師少、教學工作任務重、面臨學歷提高和職稱晉升等問題,很難有時間到實際工地鍛煉,缺乏必要的實踐訓練環節,沒有實踐經驗,對實際工程不了解,在一定程度上很難擔負起培養創新人才的重任。
四、實踐基地建設的思考
1、不斷調整教學培養目標,適宜工程發展需要,盡量做到教學進度和不同實踐基地工程進展相結合,真正做到學到哪里,看到哪里,用到哪里。
2、對于實踐基地應統一管理,政策支持,逐年增大投資力度。組織由學院主管領導牽頭、由院主管領導負責落實實習,共抓基地的建設和管理。對實習基地建設給予政策的支持和資金的保證,統一制作實習基地橫匾并舉行隆重的授牌儀式,定期表彰實習基地建設和管理的先進集體和個人。
3、應加強與實踐基地的溝通和交流,合理的實現資源互補。一方面利用實踐基地豐富的實踐經驗和技術、硬件資源,積極展開實驗教學改革和實驗項目的開放,加強年輕教師的培養。學院應制訂年輕教師的培養計劃,定期或不定期地派年輕教師到相關的教學實習基地鍛煉,參與企業的生產和管理,以強化他們的工程意識,積累更多的生產實踐經驗,為培養高素質的創新人才和“雙師型”教師打下堅實的基礎;另一方面利用學院的技術和人才優勢、教學和科研理論水平以及系統科學的知識體系為實習基地的人員進行一些進修、技術咨詢、技術培訓(和技術指導)、技術革新和科研合作等工作提高企業的生產力,實現校企雙贏。
4、利用一切可能的機會,采取請進來與走出去相結合的辦法,舉行形式多樣的校企聯誼活動,加大對學校的宣傳力度,優先推薦優秀畢業生到合作企業工作,擴大學校的影響。
摘要:針對本科專業人才為工程師培養目標的定位進行了分析,根據工程師規格要求,構建了實現工程師培養目標的四大教學體系。提出了通專并重,強化工程實踐,以工程素質能力培養為主線,建設三個專業實踐平臺,按三個層次,實現七個方面的專業實踐能力,優化四教學體系資源分配,合理按排體系結構,以達全面協調發展。
關鍵詞:培養目標;工程師規格;工程實踐;四教學體系
隨著我國經濟建設和科學技術的高速發展,我國高等教育也由計劃經濟下的精英教育發展為市場經濟下的大眾教育和具有國際化視野的教育。工科教育作為高等教育的主題,目前從院校設置上看已達1 000余所,占本科高??倲档?0%,其中應用性本科專業也超過50%。研究工科專業本科人才培養是高等教育改革發展的需要。
一、高等工科專業人才培養目標的定位
(一)我國現代化經濟建設對水利工程師的需求
水利工程有水利行政主管單位、設計、施工、運行管理、科研、監理、勘測等部門,各部門都有各自的崗位要求。本科工程教育是完成工程師教育的重要途徑。從水利行業本科畢業生就業崗位分析,10%左右考研究生;80%左右去生產施工單位,大部分為央企、省企的工程局、工程公司,少部分為民企的工程公司;其余10%左右為設計、行政主管部門、科研等單位。絕大部分為生產施工的第一線,從事具體的施工技術、管理、測量、檢測試驗、設計、工程預決算等工作。
(二)我國高等工程教育發展的要求
我國高等工程教育形成了研究生教育、本科教育、高職高專教育等不同層次,分別承擔著各類工程師的培養任務。高職高專具有職業性、技能性、實踐性,承擔著培養助理工程師的任務。研究性本科教育為培養生產施工工程師和設計工程師,應用性本科教育以培養生產施工工程師為主。博士研究生教育以培養研發工程師為主,碩士研究生教育以設計工程師為主。在確定培養目標時還應充分考慮學校的定位,以及學科專業本身的定位層次,如應用型、研究型、拔尖人才培養型等。
二、水利工程師崗位的要求
具有從事水利相關崗位所需的數學、力學等自然科學、經濟管理及一定的人文科學知識;掌握扎實的水利專業工程基礎知識、工程技術和基礎理論知識,了解本專業的技術規范、新材料和本專業的發展趨勢,熟悉了解本專業領域的技術標準、政策法規等;具有分析和解決實際工程問題的能力、工程項目的設計和生產運行、施工中的設計、運行、管理、維護的能力、工程組織管理的能力;具有較強的環境適應、信息獲取、計算機應用、知識更新和終身學習的能力;應具有良好的職業道德、科學的思維方法、豐富的人文科學素養、健康的身體心理素養、較強的創新意識和一定的國際視野。
三、以水利工程師為培養目標的教學體系
(一)理論教學體系
1.通識教育課程體系。通識教育是非專業性、非職業性教育。它的教學課程內容分為必修和選修兩部分,前者為基本的通識教育要求課程。包括政治思想、外語、軍體、數學、物理、計算機類等。后者包括人文、社會科學、自然科學、工程技術類課程,如工程概論、統計原理、工程與法律、工程與美學、工程與環境、工程與安全、工程理論、工程實踐與科技創新、創新思維與現代設計等類課程。
2.專業教育課程體系。專業教育是專業性、職業性的教育,其宗旨是培養學生具有在水利學科專業領域內的專業知識、專業能力和專業素質。專業教育課程分為必修課和選修課。必修課分為專業理論基礎類課程和本專業方向的專業核心課程?;A類課程包括工程制圖工程測量、工程建筑材料、工程地質、理論力學、材料力學、結構力學、土力學、水力學、鋼筋混凝土、工程經濟等。專業核心課程包括:水工建筑物、水電站、水利工程施工、水利水電工程規劃。選修課程以個性發展、興趣愛好、拓寬學科專業、就業方向等設置選修課程模塊,設置工程設計類,施工技術管理類、研究類、特色類等。
(二)實踐教學體系
實踐教學體系由通識實踐和專業實踐構成。通識實踐是培養一般能力素養的重要環節、是專業實踐的基礎。包括所有通識課程的實驗、上機、軍體訓練、兩課實踐等。專業實踐可從基本能力、綜合能力、工程實踐與創新能力三個層次來設立三個實踐平臺:單項實踐平臺、綜合實踐平臺、創新實踐平臺。單項實踐平臺:以單項工程項目的要求為目標,安排各課程的實驗、實習。如土力學、水力學、建筑材料、測量實習、工程地質實習、工程制圖上機實踐。綜合實踐平臺:以工程項目的綜合性為目標,以實際工程案例為依托,打破以單項課程為依托的課程設計或實習的做法,轉變為按工程的綜合性技術應用來建立綜合實踐內容。安排以專業核心課程內容為題目,包括3門以上課程內容訓練的3種類型:水工綜合設計、認識與生產綜合實習、畢業設計。創新研究實踐平臺:以實驗課項目研究和自主實驗項目研究為主、結合包括實驗室開放、實驗室基金、創新創業項目、學科競賽項目等。
(三)素質教育體系
以課程教學和實踐教學為載體,與通識教育、專業教育、創業創新教育相融合。素質教育面向全體,分為必修和選修,根據個人特長、興趣、愛好、發展選修某些活動。必修主要為社會實踐,社會調查、社會公益活動及自主學習。選修主要為文體活動、社團活動,校園文化、社會工作等。
(四)創新創業教育體系
創新創業教育是素質教育的深化,它是以提高學生的綜合素質為目標,以課程教育學和實踐教學為載體,培養學生的創新意識、創新思維、創新精神。課程教學包括通識類課程和專業類課程,如創業創新基礎、工程創新、職業生涯等,實踐教學包括通識類實踐和專業實踐,將創新創業教育的課程教學學分和實踐教學學分納入教學計劃中。
四、優化教學體系結構
(一)優化四體系資源分配,實現教學系統化
對四教學體系間的比例關系進行安排。四年的課程總學時不宜超過2 400~2 600學時,周學時不宜超過24~26學時,理論課程教學每18~20學時為1.0學分,實踐教學每周為1.0學分,實踐教學周數不低于35~40周。實踐教學所占總教學周數、總學時或總學分的比例不宜低于25~30%。四教學體系間的比例大致如下;理論教學占60%左右。其中通識教學課占30%左右,專業教學課占30%左右。實踐教學占30%左右,素質教育占5%左右,創業創新教育占5%左右。必修課占70~80%左右,選修課占20~30%左右。
(二)以工程素質能力培養為主線,強化工程實踐
改變原老三段各自獨立的教學進程模式,將通識教育與專業教育互為融合,互為補充、滲透、銜接,使工程教育的理念滲透到所有的教學環節和課程中。從入學開始就進入工程的教育,以工程為大背景,從感知認知入手,利用信息技術手段,工程概論課、工程認識實習、專業教育等對學生進行工程啟蒙、工程認識、工程意識的教育。接著配合通識類課程的學習進行工程師工程素質的教育,開設通識類選修課和工程師素質能力系列知識講座貫穿始終。在專業基礎類課程和單項實踐教學平臺中,以工程為背景結合工程案例進行工程教育;同時工程教育與實踐訓練結合進行專業技能的實踐和訓練;建筑材料的實驗技能、工程質量控制技能,工程地形測量、工程施工測量技能,工程地質勘查和地質報告評價技能,工程繪圖識圖、計算機制圖的技能,計算機制圖貫穿于實踐教學3個平臺訓練中。在專業核心課程和綜合實踐平臺教學結合中,按典型工程組織教學和實踐訓練,頂崗參加工程施工過程,各分項分部工程,工種、工序、實際測量、檢測質量控制、施工組織管理等綜合性實踐訓練。水工綜合設計,畢業設計、創業創新實踐與生產綜合實習有機配合,都以實際工程為載體,按實際工程的要求為標準進行。
要使得工程實踐在時間、內容、措施、考核、指導、實踐教學條件建設等方面加以保證,使其強化得以落實。
摘 要 工程實踐教學是達成水利水電工程專業高等人才培養目標的重要環節。然而由于企業體制及高校培養規模變化等問題導致目前我國水利水電專業高等教育工程實踐教學效果不夠理想,難以達到創新型、應用型人才培養目標。本文在總結現階段我國水利水電工程專業本科教育工程實習教學環節存在問題的基礎上,對實踐教學環節中的認識實習、生產實習、畢業實習提出了結合學校地域優勢的工程實習改革及具體實施方案,為提高水利水電工程專業人才培養質量提供借鑒。
關鍵詞 水利水電工程 工程實習 改革
0 概述
在2009年底哥本哈根世界氣候大會上,中國政府做出莊重承諾:到2020年單位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%到45%,非化石能源一次能源消費比重達到15%。①水電作為目前可再生和非化石能源中資源最豐富、技術最成熟、最經濟、電網吸納最現實的可再生清潔能源,在改善電力結構、減少溫室氣體排放、應對全球氣候變化等方面有著不可替代的作用。②③通過30年大規模的建設,金沙江、雅礱江、大渡河、烏江、南盤江、紅水河、瀾滄江、黃河上游的水電開發得以迅速發展,目前全國水電總裝機已突破2億kW,2015年水電裝機容量計劃達到3億kW。盡管如此,水電在整個能源中所占的比重目前僅為14%,因此在可預期的未來,水電建設將迎來一個新的發展黃金期。為此,必須大力發展和提高水利水電工程專業人才規模和目標才能順應我國水電發展的要求。在水利水電工程專業的人才培養中提高人才的工程應用能力和創新能力是當前形勢的核心培養目標,因此該專業的實踐教學環節是人才培養質量的關鍵環節。然而,由于我國高等教育擴大招生及經濟體制改革等原因造成了目前水利水電工程專業工程實習教學存在認識實習“走馬觀花”、生產實踐實習“霧里看花”、畢業實習“難上加難”等問題。④⑤⑥
1 水利水電工程專業工程實習現狀
作為水利水電工程這樣與生產實際密切結合的工學學科,實踐教學的效果和質量直接關系著人才培養質量,關系到學生畢業后進入工作單位是否能夠實現無縫對接,直接勝任實際生產和工作任務。然而近些年國內高校在水利水電工程專業的實踐教學環節上卻出現了與培養目標相差甚遠的問題,國內眾多教育學者,針對此問題進行了詳細分析和研究,⑦⑧⑨總結起來可歸納為以下幾個方面:(1)實踐性不強,不利于創新能力培養。水利水電工程專業實習教學環節包括認識實習、生產實習和畢業實習。認識實習以使學生建立對水利工程的感性認識,增強工程概念為目的;生產實習以培養學生的專業素質和實際動手能力為基礎;畢業實習是使學生能結合已學專業知識和畢業設計任務,將理論在實踐中得到運用,培養學生的獨立工作能力和解決工程實際問題的能力。然而,目前水利水電工程專業的實習受實習場地、生產安全及相關管理制度等制約,無論是認識實習、生產實習還是畢業實習都只流于形式,實踐性和創新性不強。(2)實習經費不足、時間不足、指導不足,影響實習質量。由于高校招生人數的增加,加之大中型水利樞紐多位于山區,遠離學校,實習成本偏高,導致實習經費不足成為了水利水電工程專業實習教學項目所面臨的主要問題之一。(3)實習場所聯系困難,實習基地建設不足。在目前市場經濟的模式下,企業不再具有計劃經濟體制下支持大學辦學的傳統義務,出于經濟利益、安全生產及管理方面的考慮,實習單位不愿意接受學生實習,造成實習單位聯系困難。(4)安全責任制,影響了實習項目的開展和實地單位的能動性。按照學校要求,在學生實習過程中,指導老師不僅負責聯系協調,而且還要負責安全。在學生人數多,指導老師少的局面下,安全責任全部落在指導老師身上,使得指導老師的任務不再是傳授知識,而是當好安全員、協調員和保姆。這種要求的錯位,不僅是教師負不起的責任,而且限制了教師能動性的發揮和實習內容的拓展,降低了實習教學效果。針對目前水利水電工程專業實習教學環節的重要性和存在的問題,展開對該專業工程實習教學方式的改革勢在必行。
2 結合地域優勢的水利水電工程專業工程實習改革
結合地域優勢水利水電專業工程實習改革是針對該專業認識實習、生產實習及畢業實習的不同要求和目標,結合學校周邊水利水電工程相關單位進行整體和局部,參觀和參與,動眼和動手相結合的實習模式。
2.1 認識實習改革
認識實習是讓學生通過實習,對水利水電工程專業的專業內容、發展動態、所涉及的工程領域有一個比較全面的感性認識,提高學生對專業學習的興趣,為后續專業課的學習和今后職業的發展奠定基礎。根據認識實習的目標,認識實習中學生主要是以動眼和動腦為主,教學的重點主要是促進學生對于專業內容的認識和了解,激發學生對于專業學習的主動性和創造性,因此,認識實習主要以水利水電工程參觀及網絡媒體資料收集形式進行。參觀的水利水電工程主要選擇學校周邊典型水利工程,這樣不但可以大大縮減實習成本,也便于實習過程中安全管理。同時利用網絡資源,讓學生在網絡上收集國內外水利水電工程資料,進行整理分類,并在實習過程中與實際工程做對比分析,充分調動學生在實習過程中的主觀能動性。
以三峽大學為例,由于學校位于水利水電工程豐富的湖北省宜昌市,其周邊既有諸如三峽、葛洲壩這類巨型水利水電工程,也有如西北口、香客巖等小型水利水電工程。結合三峽大學的地域優勢,水利水電工程專業認識實習,主要選定不同特點的典型工程進行,例如三峽-葛洲壩大型梯級水電工程,漁洋河流域不同壩型和水電站類型的水電工程。由于認識實習以拓寬眼界為主,因此參觀的工程較多,如果學生全部集中進行,勢必會造成實習管理困難、安全責任大、實習效果差等問題。因此,認識實習將學生按工程一次容納量進行分組,然后在各實習工程之間以循環的形式進行(圖1)。實習的內容主要是以學生了解水利工程的任務、主要類型、組成建筑物及各個組成建筑物的作用。學生在實習前通過網絡資源和圖書館資源收集相關工程資料并整理實習提綱,同時簽署安全承諾書。教師在指導認識實習時主要以介紹、講解和啟發為主。實習成果由學生根據自己的實習經歷完成實習報告,并以5~6人組成實習小組,進行實習成果整理的匯報展示,這樣既培養了學生獨立思考和總結的能力,同時也培養了相互合作和協調的能力,更好地達到認識實習的效果。
2.2 生產實習改革
圖2 生產實習流程圖
水利水工程生產實習是使學生結合已學專業知識對水利工程設計與施工等關鍵環節及步驟有清晰的概念和理解。鑒于目前生產實習安全責任大,實習單位管理困難而造成生產實習難于順利開展的原因,擬對水利水電工程生產實習進行如下改革:(1)生產實習采用“總了解”―“詳任務”的模式在學校周邊水利水電設計院或施工單位進行,也即首先由老師統一帶隊進入設計院和施工單位進行工程設計流程及施工流程的了解,主要以視頻講解、實地參觀及工程師現場講解的形式進行;其次對學生以10人左右的規模進行分組,建立實習小組與實習單位具體科室的聯系,實習科室給學生分配安全風險較低且學生易于完成具體任務,例如圖紙繪制、簡單計算、工程設計等,并限期完成;學生接受實習單位的實習任務后,可將任務帶回學校完成,并定期相實習單位匯報任務完成情況及問題交流。(2)生產實習過程實行校內校外共同指導制度,每個小組分別由校外實習單位一名工程師和校內一名專業教師共同指導,校外導師負責實習任務的分配和成果的評定,并給出成果成績;校內導師負責任務的完成及其完成過程中的技術指導,并給出實習過程成績。校外導師和校內導師明確的責權關系,更有助于生產實習完成的質量。(3)生產實習成績評定由實習過程成績和實習成果成績兩部分組成,并分別由校外導師和校內導師分別給定。(4)實習過程中充分利用互聯網為載體,進行與工程現場和實習單位的實時溝通和聯絡,掌握設計或者施工工程的最新動態,有利于實習任務的有效完成。生產實習流程圖見圖2。
2.3 畢業實習改革
畢業實習是使學生能結合已學專業知識和畢業設計任務,將理論在實踐中得到運用,培養學生的獨立工作能力和解決工程中實際問題的能力。針對目前水利水電工程專業畢業實習普遍存在參與少、討論少、接觸少、實踐性不強等問題,建議畢業實習采用分散實習的模式就近在學校周邊的水利水電企業單位進行。首先學校與相關實習單位建立穩定的企校聯合實習基地,明確學校與實習單位對應的責權利,進行制度化和常態化管理;其次學校將學生分散到不同的實習基地,實習基地再將學生分配到各生產單位及責任人。畢業實習前學生簽署安全承諾書,確保實習期間遵守實習單位的規章制度,服從實習單位的管理。實習結束后由實習導師給出實習鑒定及實習成績,實習鑒定作為重要畢業條件歸入學生檔案,同時學生返校后以答辯的形式進行畢業實習成果匯報。實習單位可根據學生實習期間的表現選定優秀者在實習單位開展畢業設計工作,學校為實習單位實習導師計算工作量,提供指導經費。這樣,不但調動了學生參與實踐的積極性和主動性,也調動了工程單位實習導師的積極性。
3 結束語
水利水電工程專業工程實習是提高大學生實踐操作能力的重要內容,同時也是實現大學生高質量就業的客觀要求。目前由于教學管理體制、企業管理體制等原因造成了我國水利水電工程專業高等教育中的工程實習環節較為薄弱,教學效果不夠理想。針對存在的問題,結合高校所在地水利水電工程的地域優勢,本文提出了水利水電工程專業認識實習、生產實習及畢業實習改革的具體實施方法,對水利水電工程專業學生實踐能力和創新能力的培養具有較強的指導意義,可為我國水利水電工程專業的人才培養提供借鑒。
摘要:實驗教學是理論教學的延伸和補充,是整個課程體系中不可缺少的一部分。結合我校水利水電工程專業發展需求和專業特點,從實驗條件、實驗教學體系和內容、實驗教學方法、實驗教學隊伍及管理質量等方面進行改革和優化,研究提出一種實驗教學創新模式,提高學生的綜合素質。
關鍵詞:實驗教學;模式;水利水電工程;改革和優化
隨著我國高等教育由精英教育轉為大眾教育,高校的招生人數突飛猛進。高校擴招的同時,高校教育資源特別是價格高昂的實驗設備沒有得到相應的發展。導致在實際的實驗教學中,由于實驗設備質量、數量存在較大缺口,受實驗時間、空間、條件等限制,有些實驗無法進行,高校教學中實踐環節的缺乏已成為突出問題,而實驗教學在培養學生綜合素質和能力方面具有其他教學環節不可替代的作用。面對這種形勢,結合我校水利水電工程專業發展需求和專業特點,研究提出一種實驗教學創新模式,對實驗教學活動中的計劃、大綱、教材、教師、學生、儀器設備、場地、時間等因素進行綜合優化設計和組合,從而形成相對穩定的內在組織結構及程序和方法的有效教學形式,具體包括實驗條件、實驗教學體系和內容、實驗教學方法、實驗教學隊伍和實驗教學質量管理等內容。
一、整合資源,改善實驗條件
1.硬件環境改善。充分利用學校已有資源,在水力學實驗室、土力學實驗室、材料力學實驗室的基礎上,水利水電工程專業建有水工模型實驗室、工程水文實驗室、工程測量實驗室。水工模型實驗室有典型水利樞紐模型、水電站模型等,能夠模擬實際的水電工程運行過程,有利于學生建立工程的總體概念,已經成為相關專業課程教學的重要組成部分。工程水文實驗室主要為學生觀測水文要素提供條件。工程測量實驗室通過建立水電工程測量實習場地,更新補充測量設備,可以滿足水利水電工程專業和相關專業的工程測量實驗。通過近幾年的實驗室建設,水利水電工程專業可增加學生的實驗項目,但是創新性實驗項目開設條件仍需加強。
2.軟件環境改善。軟件環境包括專業實驗教學素材庫和虛擬的數字化實驗平臺。專業實驗教學素材庫中有收集整理的水利水電工程現場圖片、影像資料、實驗教學資料等,可為實驗教學提供資料,同時可為理論教學提供豐富的支撐。水工虛擬實驗平臺主要是結合計算機技術和多媒體技術創建虛擬的數字化實驗平臺。將水利工程樞紐中的典型建筑物制作成系列化的數字模型,將水利樞紐主體工程的施工過程數字化,并在教學過程中不斷補充和完善。數字化實驗平臺可以開展演示性、驗證性和設計性實驗,帶給學生和教師以全新的視角認識和感知水利水電工程,同時數字化平臺的建設和完善過程可為教師和學生提供很好的實踐機會,有助于創新能力的培養。
二、優化實驗教學體系和內容
1.優化實驗實踐教學體系。水利水電工程專業實驗教學環節包括課帶實驗和獨立實驗,實驗類別設有演示性、驗證性、綜合性和設計性。實驗教學內容改革的目的是變革和系統化實驗內容,從實用化和工程系統化的視角,將實驗內容分層次,強調不同實驗項目之間的傳承與聯系,強調對學生實踐興趣、實驗方法與技能的引導。采取“431”研究方法,即通過調查分析影響人才培養模式的“四類對象”(高校、用人單位、生源和畢業生),研究與探索“三類問題”(水利水電工程專業實驗實踐教學體系、實驗實踐教學資源與平臺建設和實驗實踐教學運行機制),提出“一個”適應目前我國社會經濟和水電能源開發利用狀況且凸顯我校辦學特色的水利水電工程專業實驗實踐教學體系,如圖1所示。
2.優化實驗課程內容。遵循“科學性、發展性、創新性”原則,改造傳統項目,更新內容,適當增設一些綜合性、設計性實驗項目,實現教學內容的現代化、層次化和系列化,使其與現代科學技術發展相適應,與生產和工程技術實際相銜接。①實驗課程內容包括基礎性實驗、專業性實驗和創新性實驗。(1)通過基礎實驗教學,掌握水利水電工程的基本技能,包括工程測繪、計算機CAD制圖和基本編程、地質基本勘察、工程力學(土力學、水力學、結構力學、建筑材料等)等基本實驗操作和參數測試。(2)通過專業實驗教學,掌握較為全面的水利水電工程專業技能,包含工程規劃、水工建筑物和水電站設計、工程概預算、工程施工設計和管理等。(3)通過創新型和產學研結合的實驗教學,了解水電工程建設的前沿動態,參與大學生創新實踐活動和相關科研項目研究等,培養學生一定的工程實踐創新和解決實際問題的能力。②按學科相近和實驗內容的內在聯系綜合優化實驗課,重新設計和編制實驗教學大綱,更加合理地配置資源,提高實驗教學資源的利用率。如考慮工程水文學和水利水能規劃課程的相關性和其在整個課程體系中的作用,在這兩門課程結束之后開設工程水文學課程設計,便于學生系統地理解和掌握水文計算和水利計算內容,理解其在整個課程體系中甚至在水利工程建設中的地位。
三、改革實驗教學方法
1.應用先進信息技術。在實驗教學中應用多媒體教學、仿真技術、計算機網絡教學等手段。開設水工模擬實驗、水庫調度實驗、水利工程施工模擬實驗等,學生的實驗熱情廣泛提高,同時提高了教學質量和效率。
2.轉變實驗教學思路。①在實驗教學中實現了從“以教師為主”到“以學生為主”的轉變。針對設計性和綜合性實驗,鼓勵學生自己設計內容,實驗室提供設備、場景,讓學生在自己設計的實驗項目中探索知識的運用效果,體會知識如何轉化為能力,增強學生的學習動力。②按照“引企入校、專業進企、雙向嵌入”的模式,逐步建立“合作育人、人才共享、技術共享、成果共享”的實驗實踐教學合作機制,組織并指導學生廣泛參與水利水電工程創新實踐活動,培養學生的創新能力和動手能力。
3.改革實驗教學方式。通過設置問題和引導,充實和延伸課堂內容,提高學生能力。通過開設多個實驗項目,供學生選擇,滿足學生不同興趣的要求。
四、提高實驗教學隊伍及管理質量
1.實驗教學隊伍。①提高教師業務素質。目前水利水電工程專業教師10人,其中副教授4人,博士4人,在讀博士3人。依托“水利水電工程校級特色專業”、校級精品課程和校級重點課程,成立3個課程小組,打造多種能力兼備的實驗實踐教學團隊。同時積極為教師進企業學習,開展各類科研項目等創造條件。②注重人才引進。吸引高學歷、高職稱、有工程實踐經驗的高水平教師參加實驗室建設、改革和教學工作。③外聘本科生指導教師。畢業設計采取雙導師制,校內專業指導教師和企業指導教師相結合,部分學生直接到單位實習,完成畢業設計工作。
2.實驗教學質量管理。①實驗教學資料的管理。實驗教學資料包括實驗教學大綱、教學指導書、實驗運行記錄、實驗設備借用登記冊、實驗報告、實驗成績等,注意實驗教學資料的收集、整理和歸檔工作,將其納入日常教學管理。②多元化的實驗評價體系。根據學生的實驗設計、學習態度、實驗報告質量、實驗結果分析等,綜合評價,評定實驗成績,注重學生動手能力和創新能力的培養。③實驗教學質量考核。實驗教學考核項目包括實踐教學的準備、授課、實驗實踐紀律、教學文件完整度等,加強實驗實踐教學過程和教學效果的監督和控制。
理論教學離不開實踐教學,實驗實踐教學是理論教學的延伸和補充,優秀的實踐教學過程有助于加深學生對于理論知識的理解和運用,為后續專業的學習建立基礎。專業實驗教學模式改革的目的就是合理優化實踐環節,開發利用各種資源,探索靈活多樣的方式方法,培養學生的綜合能力。