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摘要:实践教学在水利水电工程专业教育中占有十分重要的地位,然而传统的水利水电工程专业实践教学体系相对落后,与当代工程实际需求结合不足,实践教学成绩评价方法单一。为适应当代水利水电工程专业人才培养的需求,结合专业教学与实践特色,探索水利水电工程专业实践教学体系改革、实践教学成绩评价新方法及实习基地建设等重要内容,并以合肥工业大学水利水电工程专业建设为例加以说明。
关键词:水利水电工程;实践教学体系;成绩评价;实习基地
水利建设是我国的基本国策,2011年《中共中央、国务院关于加快水利改革发展的决定》(中发[2011]1号)指出:“加快水利改革发展,不仅事关农业农村发展,而且事关经济社会发展全局;不仅关系到防洪安全、供水安全、粮食安全,而且关系到经济安全、生态安全、国家安全。”随着科学技术的进步和社会的不断发展,高等院校水利水电工程专业立足于培养基础扎实、适应面宽、能力强、素质高、不断创新的多层次的复合应用型高级技术专门人才,使毕业生具有从事相关工程设计、施工与管理工作的能力以及初步的项目规划、研究开发的能力。[1]实践教学是加强专业知识教育,增加感性认识,培养实践知识、实践能力、综合素质、创新能力的综合训练环节,是反映工科院校教学水平的重要组成部分。[2,3]
水利水电工程专业具有系统性强、专业性高的特点,该专业学生毕业后往往直接参与实际工程,所以实践能力的培养非常重要。为了提高水利水电工程专业实践教学质量,更好地培养出符合社会需求的水利水电工程人才,本文对水利水电工程专业实践教学体系建设以及相应成绩评价方法等重要内容进行研究探讨。
一、水利水电工程专业实践教学现状及问题
水利水电工程专业教学普遍重视实践,但也存在一些不足。尽管水利水电工程专业教学有许多实践性课程,但由于受知识传授型固有教育观念的束缚,使得在实践环节、实践时段和实践内容等设计方面,存在与工程实际脱节,或者缺少启发性和创新性的现象。[4]具体表现有:
第一,验证性实验较多,综合性、设计性、研究创新性实验偏少,学生往往只需按照实验指导书简单操作即可完成实验,谈不上较深入的数据处理、实验分析,这不利于调动学生的学习积极性,也不利于培养学生的思维能力和创新意识。[5]
第二,实习流于形式。由于高校招生规模的扩大导致实习人数激增,联系实习单位和教师指导的难度越来越高等诸多原因,常出现认知实习、生产实习、地质实习和毕业实习空泛化,演变为参观实习。
第三,课程设计及毕业设计内容陈旧,与实际生产科研相脱节。一些课程设计及毕业设计内容多年不变,知识陈旧,与实际生产科研相脱节,不能及时追踪生产、科研的最新动向及成果,也难以培养学生解决工程实际问题的能力。
另外,水利水电工程专业学生实践环节成绩考核通常是根据学生的考勤、报告、规定动作完成情况等评定。由于各类实践环节的性质、目的、内容及要求不同,这种考核方法偏于单一,容易流于形式。学生实践活动没有明确的目标性、成就感和价值感,难以激发学生进行实践的主动性和持久性,更多表现为被动性。
二、水利水电工程专业的实践教学改革与实践
针对水利水电工程专业实践教学环节中出现的以上问题,结合水利水电工程专业实践教学的实际情况,本文对水利水电工程专业实践教学改革进行探讨。
1.构建完整的实践教学体系
水利水电工程专业的实践教学应以学生的工程能力培养为根本,统筹规划学生的知识、能力、素质培养体系,建立实践性与设计性强、突出综合能力与创新能力培养的实践教学体系,为培养学生的综合素质与创新能力提供良好的平台。水利水电工程专业实践教学体系可分为:实验、实习、课程设计、创新教育与活动、毕业设计等。
(1)建立具有完整性、系统性、创新性的实验教学内容。水利水电工程专业实验内容主要可分为三大类(见图1)。而各类实验教学资源和管理应形成统一平台。通过实验平台,除了训练学生的基本技能和素质,还可以有选择性地进行开放性和自主设计的系列实验,培养学生的系统设计和综合实践能力。[6]例如,随着建筑材料新技术的提高,实验的对象和内容可以有所扩展、革新,鼓励学生自己拟订实验目的、方法、步骤、要求,经批准后在实验教师指导下,独立进行实验并写出实验报告。
工程专业教学注重结合工程,同时是一个循序渐进的关联系统,[7]所以各实验之间应注意引导学生承前启后。例如在水工建筑物实验中,指导学生应用之前学习的力学基础、水工建材基础,注重系统性实践教育,有利于激发学生综合思考、综合创新的兴趣,不停留在本课程的简单演示、验证实验层面上。
(2)加强实习教学环节建设。加强实习教学环节建设,形成丰富、完整、系统的实习教学内容。水利水电工程专业实习主要包括测量实习、地质实习、认识实习、生产实习及毕业实习等,有些学校还根据具体情况开设其他实习内容,例如合肥工业大学设置有计算机拆装实习。目前教学改革正将毕业实习和生产实习合并,这更要求要充分安排好生产实习内容。
充分培养学生的动手能力、创新能力和综合素质。对于结合具体课程的实习,应注意让学生将课程所学知识运用于实践中,强化学生动手能力,加深学生对课程内容的理解,同时与专业应用相结合。例如在水利水电工程专业地质实习的地点、内容中应尽量结合实际水利工程,而测量实习则强化水利工程现场测量特色,有利于提高学生适应实际水利工程的能力。
(3)以更新化、系统化思想开展课程设计和毕业设计。水利水电工程专业的主要课程设计如图2所示。课程设计题目和内容应从实际工程中选取,学生通过直接参与工程设计活动,接受工程设计能力的训练与实践。在课程设计中要以系统的观点来统一协调课程设计体系,改变零散的单科各自为政的课程设计现状,加强各课程设计之间的关联性。因此,课程设计不仅要针对本门课程的要求进行,还要考虑整个课程设计体系的统一性和相关技能的训练。同时,要摒弃一成不变的课程设计内容,使课程设计的内容不断更新、结合实际、与时俱进。这就要求教师掌握学科动向,具有丰富的理论水平,还要具有实践技能和较强的指导能力,使学生真正受到系统的综合训练,培养专业创新能力。
毕业设计课题应具有多样性,向多方向综合发展,并紧密结合水利行业的发展状况不断更新。毕业设计的选题应制定严格的征题审查,题目应来自高水平的科研活动或实际工程项目,从而为学生提供实战训练机会。学生根据自己的喜好、特长、能力及今后的就业方向,选择不同类型的设计课题。根据课题需要可以有选择地聘请校外科研、设计、管理机构的专家参与学生毕业设计指导,同时可以推荐学生到这些单位进行毕业设计。
(4)创建学生科技创新平台,鼓励学生参与课外创新活动。针对水利水电工程专业的特点,积极探索创建水利水电专业学生科技创新平台。引导学生参加本专业教师的课题研究,以教师科研实践促进学生实践创新;开展学术讲座,将科技前沿动态、热点问题引入课堂,拓展学生视野;开放实验室,普及专业学生科技创新活动;组织学生参加高级别大学生创新、创意设计等赛事。
以合肥工业大学为例,结合学校水利教师承担的科研项目,每年都引导学生以创新项目、毕业设计等形式参与到教师的科研项目中,增加学生实践研究的机会,增强实践研究的能力;近年来邀请了长江水利委员会、中国长江三峡工程开发总公司、安徽省水利厅等单位的一批水利专家给学生做专业报告,拓展学生的视野,启发学生的创新思维;在毕业设计中,为到校外企事业单位进行毕业设计的学生聘请校外指导教师,实行双导师制。
2.完善实践教学成绩评价体系
学生是实践教学活动的主体,对其实践过程和结果进行客观、科学的评价至关重要。评价体系是否科学、合理、实用和具有可操作性,对学生参加实践活动的积极性和实践教学效果的影响非常之大。在改变被动式实践活动、增强学生主动性创造性的情况下,简单评定成绩的方法已不能满足当前需求。水利水电工程专业实践教学成绩评价方法应由单一评分标准向多元评价体系发展,并形成可定量操作的评价办法,以此突出实践参与能动性、创新性等考察指标,实现对实践环节的合理、综合考核,更有利于肯定和激发学生的积极性与能动性。
以毕业设计为例,毕业设计历时长,综合性强,为做好毕业设计指导工作,合肥工业大学水利水电工程专业根据工程教育专业认证标准的要求,毕业设计教学内容应包括选题论证、文献检索、技术调查、设计或实验、结果分析、写作、绘图、答辩等多个环节,过程中实时掌握毕业设计进程和质量。因此在考核时,可以考虑将这些环节提炼成对应的评价指标,也就是模糊评判中的评判因素集:U=,ui为第i个评判因素,m是同一层次上单个评判因素的个数。其中各指标根据题目、方向、环节的不同可以调整,可以设计为:U={选题正确与创新,文献学习及技术调查,设计过程(含实验),成果正确与创新,写作及绘图,答辩},共六个评价指标。其中文献学习与技术调查由于关联性很强,作为一个因素指标评价;写作与绘图在不同类型毕业设计中所占比例相差会较大,且都是毕设工作的表达形式,所以可列为同一评价指标,当然根据各学校具体情况也可以作为单独指标对待,注意和后文的权值要对应符合。
从数学角度看,这些实际是一个多指标的评判系统。在模糊评判中,是需要确定评判集,计算评判因素ui相对于各评判等级Vj的隶属度,在初期实践教学评价探讨中建议先简化,借用熟悉的百分制方式,由教师对学生毕业设计的上述指标分别给出评价成绩,例如,对应以上六个评价指标的成绩为:{}。根据本专业具体情况,例如各指标难度和所需时间等因素,制定各指标在最终评价中的重要性,也就是综合评判中的权,形成的权矩阵为:,wi为第i个评判指标在评判中的权重,要求,。然后计算最终得分:。对于上文制定的六个评价指标,则其中。
如果是按百分制给成绩,D就是最终成绩。因为毕业设计通常给出等级制成绩,所以应事先确定最终成绩的评判集V=,vj为第j个评判等级,n为评判等级的数目,五级评分制即为:V={优,良,中,及格,不及格} 。学校或专业制定百分制下什么分数范围为优、什么范围为良等。例如最常用的是分数低于60划分为不及格。按上文算出的分数D属于哪个范围,则判定该学生的成绩为对应的等级。
从以上过程可见,相比单一的、最后笼统给一个成绩而言,该方法具备以下优点:增强了对不同环节、不同实践教学内容的考察;可以根据具体情况制定合理权值,鼓励学生创新、主动学习、勇于实践;各环节或指标给出定量评分,这是最终成绩的依据,避免过于笼统、主观,增强成绩评定的公平和权威。
三、加强实习基地建设
在提高水利水电工程专业实践教学效果中,加强实习(实践)基地建设具有重要作用,实践教学与实际工程的结合、兼职教师作用的发挥、学生直接参与的程度等方面,很大程度上都与实习基地建设有密切关系。[8]
实习基地不仅要“建”,更重要的是要“用”,即要实际使用、发挥作用,不能简单停留在形式上。合肥工业大学结合自身情况,为加强水利水电工程专业学生工程意识培养,重视加强校内和校外实习基地建设,学生通过校内各类水利工程模型和校外大型水利工程实习基地的认识实习、生产工地的生产实习,以及结合现场调研的毕业实习等环节,得到了有效的工程训练。近五年来,组织学生赴中国长江三峡工程开发总公司・国家大学生教学实习与社会实践基地、安徽省淠史杭灌区管理总局、安徽省水利水电勘测设计院、安徽省佛子岭水库管理处、巢湖地质实习基地及安徽省蚌埠闸工程管理处等单位及现场进行实习;在毕业设计阶段,选派部分学生到安徽省水利水电勘测设计院等单位,结合单位具体在建项目进行毕业设计。教学实施情况表明,结合实际工程的实习、实践能激发学生的积极性,增强学生实际专业工作能力,有助于学生在参加工作后更好、更快地融入到水利建设中。
四、结语
实践教学是培养学生理论联系实际、充分运用所学基本知识,进行工程设计、加强动手能力训练的重要环节,也是培养学生的开发能力、独立分析问题和解决问题的能力、全面提高学生综合素质的重要教学环节,实践教学效果如何,对提高整体教学质量、实现培养目标有着至关重要的作用。水利水电工程是实践性很强的专业,为此,必须深化实践教学改革,促进水利水电工程专业教育水平的提高。本文通过对水利水电工程专业实践教学体系的分析,探讨了一些符合实践教学要求的改革途径,并提出了综合评价实践教学成绩的方法,有助于培养社会适应能力强、具有较强实践技能和创新能力、符合社会需要的水利水电工程高级专业人才。
摘要:作为水利水电工程专业的必修实践性教学环节,生产实习对拓宽学生的专业知识面、培养学生理论联系实际的能力起着至关重要的作用。在对水利水电工程专业生产实习教学所存在的难点与问题进行分析的基础上,结合近几年西安理工大学该专业生产实习的教学经验,提出了从实习前期准备到实习教学过程管理再到后期考核总结等各个实习环节的教学模式。实践证明,这些教学模式对于确保生产实习的教学质量起到了显著的促进作用。
关键词:水利水电工程专业;生产实习;教学模式
生产实习作为水利水电工程专业的必修实践性教学环节,对于拓宽学生的专业知识面、培养学生理论联系实际的能力起着至关重要的作用。然而,在市场经济体制下,同时在各高校普遍扩招的情况下,生产实习教学又存在实习单位选择难、实习经费短缺、实习组织工作压力大、实习难以参与生产环节等诸多难点与问题。在此情况下,采取何种教学模式,以便有效地组织开展生产实习教学工作、确保实习教学效果,是各相关高校长期以来都在认真探索的重要问题。[1-3]本文拟在对水利水电工程专业生产实习教学所存在的主要难点与问题进行分析的基础上,结合近几年西安理工大学水利水电工程专业生产实习的教学实践经验,研究提出该专业生产实习教学的新模式。
一、生产实习教学的难点与问题
1.实习单位选择难
随着我国由计划经济体制转向市场经济体制,水利水电工程建设工地普遍实行承包责任制,致使安全生产成为水利水电工程建设的一个重要指标。在这种情况下,工程建设单位及施工单位普遍不愿接待高校的生产实习活动,以免给其安全生产带来意想不到的问题,并对其经济效益产生影响。而生产实习又必须到工程建设现场进行,这样就使得实习单位的选择变得十分困难。
2.实习经费短缺
作为工程类专业,水利水电工程专业的生产实习地点远离大城市,需要长途旅行才能到达。而随着社会经济的发展,物价在逐年提高,导致生产实习所需投入的交通费、住宿费等均在逐年增加。但学校能用于生产实习的经费却由于各种原因而无法与之同步增加,由此导致不少普通高校普遍存在实习经费短缺这一难题。
3.实习组织工作压力大
各高校扩招以后,学生数量均大幅增长,水利水电工程专业也不例外。在指导教师有限的情况下,难免使得实习队伍规模与扩招前相比有大幅增加,学生及教师的交通安全、实习现场安全问题就变得尤为突出,无形中加大了实习组织工作的压力和难度。
4.难以真正参与生产环节
水利水电工程专业生产实习必须结合工程生产实际来进行。但现实情况是,水利水电工程建设的参与者(业主、设计、施工、监理等)均实行生产承包责任制,不可能允许学生直接参与生产环节。这样一来,在工地现场的生产实习不得不采用以参观为主的教学形式,难以真正参与生产环节成为困扰生产实习教学的一个普遍性问题。
二、生产实习教学模式的探索与实践
生产实习的教学质量是生产实习教学的核心目标。针对上述生产实习教学中所存在的难点与问题,近几年西安理工大学以确保并不断提高生产实习的教学质量为宗旨,贯穿实习前期准备、实习教学过程管理及后期考核总结等各个实习环节,对水利水电工程专业的生产实习教学模式进行了有的放矢地探索与实践,积累了一些成功的经验。
1.以提高质量和节约经费为前提,优选实习方案
长期以来,大部分高校水利水电工程专业的生产实习一直选择单一的大型水利水电工程工地进行定点实习,这样尽管实习组织工作相对简单,但实习的工程类型相对单一,不利于学生拓宽知识面,而且单一的大型的水利水电工程工地往往远离学校,交通及住宿等费用相对较高。面对物价普遍上涨而实习经费有限的现实情况,这种做法在不少高校已经难以为继。因此,为了做到既确保实习教学质量又节约实习经费,在实习的前期准备阶段进行实习方案的优选就显得十分必要。实习方案主要是指以实习目的地为核心,关于实习环节的规划、各个环节实习内容的计划及实习费用的预算等。
以西安理工大学2012年水利水电工程专业生产实习为例,在前期准备阶段,在多方调查的基础上,拟定了较为可行的2个省外实习方案(长江上游的溪洛渡大型水电站工程、大渡河中游的大岗山大型水电站工程)和1个省内组合实习方案(省内6个大中型水利水电工程),分别就这些方案制定了实习计划并编制了实习经费预算。在此基础上,主要从实习预期效果及实习费用等方面对各个方案进行综合比较,并广泛征求学生意见,最终选择采用“性价比”较优的省内组合实习方案。从实习实施结果来看,省内组合实习方案真正收到了在有效利用时间、节约经费的同时,又能切实确保实习质量的良好效果。
2.从专业知识学习的实际需要出发,优选实习的工程类型组合
水利水电工程类型众多,既包括水库枢纽工程,也包括水电站工程、防洪工程、引调水工程等。从学生在校专业知识学习的实际需要以及将来就业后主要的工作方向来看,水利水电工程专业的生产实习应尽可能涵盖所有工程类型,以便让学生通过生产实习,见识、学习不同类型工程中所蕴含的不同的工程知识,并积累较多的初步工程经验。因此,实习的工程类型组合对于确保实习效果具有重要意义。为此,在制定实习计划时,应将优选实习的工程类型组合作为实习计划制定的一项重要工作。
以西安理工大学2012年水利水电工程专业生产实习为例,在前期准备阶段制定实习计划时,基于上述选择的省内组合实习方案,立足于省内在建及已建的水利水电工程,在与陕西省水电设计院及水电十五局等单位积极联系的基础上,制定了包括李家河碾压混凝土双曲拱坝工程(在建)、南沟门土石坝枢纽工程(在建)、石头河土石坝枢纽工程(已建)、渭河咸阳段综合治理工程(已建)、引红济石调水工程(在建)及二郎坝梯级水电站工程(已建)等在内的多种类型工程作为组合实习对象。从实习实施结果来看,学生普遍反映增长了见识、拓宽了视野,并积累了多种工程类型的工程经验。
3.教师指导与学生学习相结合,强化教师指导力度
生产实习中的指导教师是实习教学的灵魂之所在。在实习过程中,指导教师不仅要做好组织者、管理者的角色,更要发挥对学生学习的指导和引领作用,做到教师指导与学生学习的有机结合。为此,强化指导教师的指导力度就显得尤为重要。
以西安理工大学2012年水利水电工程专业生产实习为例,为强化指导教师的指导力度,首先有针对性地选择在专业课程教学与工程实践经验两方面均兼备的教师组成实习指导教师队伍;其次在现场实习以前的校内实习阶段,安排具有不同专业课程教学背景的指导教师给学生举办相关的专业知识讲座,为现场实习做好必要的专业知识准备;再次结合专业知识讲座,由指导教师带领学生观看相关工程的音像资料、参观相关教学模型及实验室,以加深学生的专业知识;最后也是最重要的一步,即在各个工程现场参观实习期间,除由现场特邀的专业技术人员讲解工程建设基本情况外,还充分发挥指导教师理论知识与实践经验兼具的优势,安排指导教师深入讲解各个工程建设中出现的关键技术问题以及为解决这些问题所采取的技术思路及技术方案等,从而使现场实习的效果得以升华,使学生从所实习工程中获得更全面、更深入的专业知识。从实习实施结果来看,这样做对于提升实习效果作用显著。
4.将工程参观与专家讲座有机结合,深化实习效果
针对现场实习以参观为主、可能流于形式的问题,为使现场参观实习的效果得以延伸和深化,辅以邀请直接参与各个工程建设(设计、施工及监理等)的专家结合具体工程进行专题讲座是十分必要的。由于各个工程工地条件有限,因此为确保专家讲座的学生学习效果,专家讲座宜主要安排在校内进行,而且在时间安排上宜与工程参观交替进行。
以西安理工大学2012年水利水电工程专业生产实习为例,结合上述6个实习工程,有针对性地按照工程参观的先后顺序,在校内穿插安排了9场专家讲座,在工地安排了2场专家讲座。通过专家针对所参观工程技术问题的深入讲解,丰富、升华了现场参观的学习效果,受到了学生的普遍好评。
5.加强实习教学的过程管理,建立并实施科学合理的实习考核评价体系
由于实习时间短、相对于学生来说指导教师人数相对有限,因此如何确保实习教学全过程的有效、有序展开,并获得预期的实习效果,是生产实习指导教师面临的又一关键问题。根据多年的教学经验,笔者认为加强实习教学的过程管理,建立并实施科学合理的实习考核评价体系,是有效应对这一问题的重要措施。以西安理工大学2012年水利水电工程专业生产实习为例,主要做法包括:
(1)高度重视实习动员环节,在明确规定实习纪律及安全要求的同时,向学生明确说明关于实习成绩的考核评价办法,加大平时成绩在总成绩中的比重(如达到40~50%)。
(2)在实习过程中,加强考勤和纪律监督,做好学生纪律操行记录;不定期检查学生实习笔记,做好学生学习状况的跟踪记录。由此积累进行学生平时成绩考核所需的素材。
(3)实结阶段,指导教师认真评阅学生的实结报告,重点考察学生的实习认知水平、实习收获与体会等富有个人特色的内容,由此判定学生的期末成绩。从实施结果来看,学生普遍反映这样做对学生学习起到了有效的督促作用,同时成绩考核体现了公平与公正。
6.认真开展实结活动,积累经验,为逐年提高实习教学质量创造条件
水利水电工程专业生产实习年年组织,而生产实习的主客观条件也在逐年发生变化。但是每年的生产实习教学也存在一定的共性。因此,认真开展当年实习的总结活动,为来年的生产实习积累经验,以便为逐年提高实习教学质量创造条件,这也是在当年生产实习的后期应引起重视的一个重要环节。
以西安理工大学2012年水利水电工程专业生产实习为例,主要做法包括:
(1)在实习后期,召开全部师生参加的实结大会,鼓励学生自发上台发言,畅谈实习收获与体会,并发表关于本次实习的意见和建议。
(2)邀请学生代表,和指导教师一起深入研讨、交流实习经验,归纳总结本次实习在实习方案、实习计划、实习过程管理及实习成绩考核评价等方面存在的问题及可能的改进措施。
(3)召开所有指导教师参加的实习工作总结会,专门研讨本次生产实习教学的主要经验和教训,并融合上述由学生所反映的问题和建议,形成对来年生产实习具有重要参考价值的《生产实习教学工作后记》。
三、结语
生产实习对于水利水电工程专业教学具有十分重要的作用。采取何种教学模式,以便有效地组织开展生产实习教学工作、确保实习教学效果,是一个值得不断探索与研究的问题。结合近几年西安理工大学水利水电工程专业生产实习的教学实践经验,本文对水利水电工程专业生产实习的教学模式进行了较深入的探讨,提出了从实习前期准备到实习教学过程管理再到后期考核总结等各个实习环节的教学模式。虽然各高校的教学实际情况可能有所不同,但相信本文所提出的教学模式对其他高校水利水电工程专业或其他类似专业的生产实习教学会有一定的参考价值及借鉴意义。当然,本文所提出的教学模式仍有值得进一步改进和完善之处。面对不断变化的新情况和新问题,笔者将不懈努力,为稳步提高水利水电工程专业生产实习的教学质量进行持续不断的探索与实践。
【摘 要】文章从水利水电工程专业本科生教学特点出发,分析了目前面临的水利水电国际化工程设计、施工以及该领域科学研究的特点,强调了水利水电工程专业全英文教学的必要性,并结合作者在水利水电工程专业本科生建筑材料课程全英文教学过程中的实践体验,对建筑材料全英文课程教学实践过程进行了细致分析和总结,为今后水利水电工程学科建筑材料全英文教学进一步提高教学质量和适应时展需求提供教学思考。
【关键词】建筑材料;水利水电工程;全英文教学;创新
经济全球化已成为社会发展的必然趋势,科技以及工程建设的国际合作化推动了人才的国际化,这不仅限于国际化人才争夺与使用,更重要的是国际化专业人才的培养。美国、日本、欧洲等发达地区之所以社会与科技领域始终保持不断涌现的创新活力,很重要一点就归因于其全球化视野下的科技人才培养与引进策略。我国自改革开放以来,一直保持着经济的高速发展,主要得益于改革开放初期的人口红利,主要体现在劳动力成本较低(劳动密集型产业较多)的优势;而如今,之前的人口红利优势已经不复存在,我们面临着新的挑战,如何在激烈的国际竞争中仍然保持我们经济发展与社会发展的活力与发展动力,就需要从科技水平、先进技术等方面入手,参与乃至领跑国际科技领域,摒弃以往完全依靠劳动密集型产业来推动社会经济发展的模式,转变到依靠科技水平的轨道上来,而这需要在培养国际化工程技术人才、科研人才、管理人才等各方面花大力气,需要有一个持续的工作才能产生效果。
对于水利水电工程领域而言,我们国家的大量大型水电资源(主要集中在西南地区)已开发或已规划完毕,今后大量的水利工程设计、施工、监理企业将不得不面临着“走出去”的那一步(已经有很多企业已在国际市场中参与竞争,如东南亚、非洲、南美等地)。水利水电工程国际经营规模持续扩大、经营层次进一步提高、国际市场范围不断扩大、国外工程项目履约情况、经济效益良好,吸引了大量水利水电施工企业走出去,例如,水电建设集团公司等一批较大型的水电施工承包单位是中国水电产业“走出去”的排头兵,自1999年以来连续进入全球最大225家国际承包商行列。
因此,对于培养水利水电工程行业专业性人才的高等学校(如武汉大学)而言,也需要逐步转变自身的培养目标定位,必须下大决心,花大气力培养国际化工程技术人才与科研人才。在新的历史阶段,高校仍是水利工程后备人才培养的主要阵地,同时,在水利工程科技人才国际化培养,特别是高端科研人才国际化方面,水利科研机构具有独特的优势,肩负着历史的重任,高校与水利工程科研机构相互学习,在优势互补的基础上发挥各自特长,为我国水利水电工程学科的可持续发展奠定人才基础。所以,高校在水利水电工程学科的发展过程中也需要在课程建设规划时形成国际化视野。科研人才国际化培养是实现新跨越的必由之路,也是适应水利科技发展,培养水利专业人才的必然选择。
建筑材料在其他工程专业领域,如土木工程、交通工程等均有相关双语教学实践的开展,也取得了较好的效果,但截至目前,国内高校中尚未发现有建筑材料全英文教学的报道。建筑材料也是水利水电专业人才培养中最重要的一门专业基础课程,该课程不仅是学生今后从事水利水电工程设计、施工和监理等工作的必备基础,也是学习水工钢筋混凝土结构、水利水电工程施工等后续相关专业课程的前提。而建筑材料这门课程具有很多与其他课程不同的地方,如:(1)课程涉及内容多、学科广,包含了水泥、砂浆、混凝土、钢材、石材、沥青等各种建设工程领域所涉及到的建筑材料品种,并涉及到力学、化学、物理等各基础学科的大量知识点,是一门交叉学科特性明显的课程;(2)材料新技术、新产品革新与更新快,教材的修订速度有限,无法及时将革新的技术与出现的新材料修订到教材中;且规范与标准的修订也存在时效性问题,而教材中往往也在这方面存在滞后性;(3)涉及的规范与标准较多,材料的各种性能与规范和标准之间的关系需要特别注意。从这些特点上来看,内容繁杂,知识点多,记忆内容较多,而在这些特点的基础上,全英文教学又带来了语言上的难度,不仅在教学上带来一定的难度,同时学生在理解上也需要花更多的精力与时间。武汉大学水利水电学院从2009年开始在水利水电工程专业开设全英文班教学,除部分基础必修课外,专业基础课和专业课均采用全英文教学。建筑材料课程作为一门主干专业基础课,设置在大学三年级的第一学期,在基础课程(高等数学等)、基本力学课程(如材料力学、理论力学)完成之后开展,并作为钢筋混凝土结构、水利水电施工等其他专业课程开始的一个基础。武汉大学水利水电学院建筑材料教研室承担了该门课程的教学,经历了初期的直接聘请国外高校教师来华授课,到后期本专业教师经过培训和学习后讲授课程的艰难过程。经过近些年的教学实践与不断总结,我们得到教学过程中的一些经验与体会。
一、授课对象分析及教学概况
由于建筑材料课程具有知识点涉及范围广、学科间跨度大、基本概念多等特点,结合全英文教学的特点,就更加需要学生具备良好的外语基础,以适应在较多专业基础知识的前提下对全英文条件下概念的准确理解。在开设本课程前,学生已系统学习了高等数学、材料力学等基础课程以及专业基础课程,这是建筑材料课程学习的前提条件。本课程针对的是水利水电工程专业本科生三年级第一个学期的学生,该阶段的学生已系统学习了数学、物理、力学等基础课程,并且该全英文班还经过了两年多的英文强化训练,可以适应建筑材料课程全英文教学过程。由于多年来教学改革与学分制改革的结果,建筑材料课程课时已压缩至36学时,即使中文授课也不能将教材上所有内容全面教授;因此,在学时分配上,对于混凝土(concrete)、水泥(cement)、钢材(steel)、沥青(bitumen)等主要建筑材料做详细讲解,对于石膏与石灰(gypsum and lime)、石材(stone)、聚合物材料(polymer)、其他功能材料(functional materials)等其他类建筑材料做简要讲解,充分发挥学生自主学习的主观能动性,强调课后自学的作用。在试验教学方面,由于只有6个学时的试验学时,因此,主要强调的是对学生创新性的培养,我们在试验设计中也强调了运用所学知识对材料进行科学设计的理念,开展了一些创新性试验教学,这在第3节中将做介绍。整个课程以“建筑材料的组成(composition)——结构(structure)——性能(property)”之间的关系为主线,注重知识的基本概念、重点、难点和方法论的讲授;注重教学内容和主题的不断更新和扩展,在课程中穿插建筑材料学科的发展前沿和动态,培养学生的学习兴趣和创新意识。
二、培养目标
每一门课程的开设,都有其培养的目标和期望达到的效果。由于水利水电工程专业全英文班的定位在培养水利水电工程专业国际化的专门人才和具有国际化视野的科学研究人才,我们认为其国际化主要内涵有两个方面的,其一是为工程界培养合格的并且有竞争力的水利水电工程设计、施工以及监理的专门人才,可以为我国大型水利水电工程企业参与国际竞争提供人才储备;其二是为我国水利水电专业培养国际化的科学技术人才,从科学技术进步的角度为我国水利水电工程专业培养优秀的科研人才,以保证我国水利水电工程专业的可持续化发展。从这两方面考虑,作为建筑材料全英文课程的教学,我们在教学过程中有以下两个方面的主要感受与体会:
(一)作为科学研究的目标,全英文班的学生从选拔时开始就作为精英化教育来培养,如果学生个人意愿是将来从事水利水电专业的科学研究工作,则需要学生在平时学习过程中扎实掌握基本概念,在深度上有较多体现;同时,需要任课教师在教学中潜移默化地激发学生的科研兴趣,从本科生专业基础的学习就开始培养学生从事科学研究的兴趣与热情。
(二)作为水利水电工程国际工程总承包的培养目标,则需要学生掌握建筑材料课程中的基本概念、国内外相关建筑材料试验标准与规范、施工规范等的对比、建筑材料基本概念的中英文对照叙述方式等,要求在教学内容上体现在知识点的广度上,强调学生的知识面宽度。
鉴于以上两点考虑,我们试图在建筑材料全英文教学过程保持科研性与工程应用性二者的平衡关系,既强调本课程在水利水电工程中的实用性,也在实用性过程中穿插国际上本领域的最新研究成果与研究思路,培养学生在科研创新方面的能力与热情。
三、学习材料的选择与获取
建筑材料具有涉及学科领域广、内容繁杂等特点,但大多数的教材总体上是一致的,基本会涉及到材料的基本性质、气硬性胶凝材料(石灰与石膏)、水硬性胶凝材料(水泥)、混凝土、砂浆及砌体材料、沥青及沥青混合料、建筑钢材、功能性建筑材料等主要部分,且材料的基本性质、水泥、混凝土、建筑钢材是几乎所有建筑材料教材编写时的重点内容,也是我们工程应用领域最常接触的建筑材料种类。各教材只是在内容编排与语言叙述上有所差别,但这种差别最终影响学生对内容的理解也是较明显的。因此,选择一本或几本好的参考资料是学好一门全英文课程的必要前提。此外,建筑材料本身新技术、新进展涌现较快,所以在学好经典教材的同时,需要对这一学科领域的新知识学会主动获取,从文献材料中对基本概念与常识进行必要的补充,以培养学生在科研创新方面的初步能力。鉴于这些考虑,我们在全英文教学过程中,除了经典教材的选择之外,也在课堂上潜移默化地介绍建筑材料领域科学研究常用的期刊杂志,并传授简单的文献检索与阅读的方法,以培养潜在对科学研究感兴趣的学生之科研热情,为水利水电工程领域专业性人才的可持续发展提供基础。
(一)外文教材选择
国外建筑材料类的教材较多,有概括类的(即所有建筑材料都包含在内,如J.M. Illston等人编写的Construction Materials:their nature and behaviour;R.K.Dhir等人编写的Civil Engineering Materials),也有专门类的(即介绍某一类建筑材料或某一种建筑材料,如P.K. Mehta主编的Concrete Structure,Properties and Materials),考虑到本科生阶段以基础教育为主,我们主要选择概括类的教材,即包含大部分建筑材料,且以基本知识讲解为主,不针对某一材料深入探讨。考虑到全英文教学过程的特点,我们要在教材上也尽量体现英语思维方式与中文思维方式的不同,即在介绍理论体系之前,先提出问题,以及解决问题的分析方法和方案,最后才给出该部分内容的总结。在综合比对了国外的优秀英文教材后,我们最终选择了两本教材作为教学参考书,一本为Domone and John Illston主编的Construction Materials-Their nature and behavior (4th edition),另一本为J.F. Young, S. Mindess, R.J. Gray和A. Bentur主编的The Science and Technology of Civil Engineering Materials,这两本教材都很好地体现了上述特点。
(二)英文文献获取
为了让学生在学习建筑材料的过程,培养必要的科研素养和科研兴趣,主要是在授课过程中介绍图书馆可以利用的主要图书馆数据库,帮助他们开始学会使用学校的资源来进行自己感兴趣的科研活动。例如爱思维尔(Elsevier)数据库中的Cement and Concrete Research、Cement and Concrete Composites、Construction and Building Materials、Journal of Constructional Steel Research等,Springer数据库中的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等这些建筑材料科学领域主流的期刊杂志。让学生今早接触这些,是为了培养目标中提到的国际化视野的一个重要内容。让学生在学习课程中书本知识的同时,与时俱进地了解本学科领域一些领先的科学、技术问题,让他们在学习的过程中逐步建立起研究是思路和想法,对于学生今后职业生涯的选择也是一个引领,既适应我们培养国际化高级工程技术人才的需求,也适应我们培养国际化科研人才的需要。
(三)标准及规范的比对
由于很多建筑材料领域的规范在相关的术语表述、单位制、相关规定等方面存在一些区别,要在教学过程中提醒学生注意建筑材料相关国内外规范的对比。在课堂上主要介绍我国主要规范(如GB、JC、JCJ等国标规范、行业规范以及地方标准等),并针对其中某些条款与国外相关规范(如美国ASTM规范,英国BS规范等)进行比对,以让学生了解各国规范之间的差异与联系。例如,最简单的混凝土抗压强度的试验与表征问题,在我国规范中采用的是立方体抗压强度,而美国规范中则是采用圆柱体抗压强度,二者之间是存在一定区别的,要让学生学会如何去区分这些不同。因此,在教学过程中让学生学会如何查阅规范,寻根溯源,比较规范,学会举一反三。
四、教学过程体会
(一)课堂教学
1. 关键专业词汇讲解。由于建筑材料课程涉及的内容繁杂、学科领域较多、材料类型也很纷繁,所以其中涉及的专业词汇也很多,且规律性不强。因此,我们在每一章开始讲解前,将其中每一章将要涉及到的专业词汇作一汇总,提前让学生进行预习,防止在课程讲解过程中造成学生的理解障碍。从教学效果来看,这一方式取得了较好的成效,不仅保证了教学过程的流畅性,也极大地增加了学生的专业词汇量,学生也比较容易接受这种教学过程。
2. 主要概念引经据典。建筑材料在工程中的正确选择及使用是事关工程质量与寿命的关键所在,要在课堂教学中让学生明白这一点,可以在教学过程中讲解事故案例,以加深学生对材料选择与使用的重要性认识。例如,在讲解聚合物材料的防火性能时,可以适当例举一些工程由于防火材料选择不当而造成失火的例子(2010年上海静安区的11.15火灾案),以加深学生对材料使用性能的认识。
3. 材料性能与规范相结合。以“建筑材料的组成——结构——性能”的脉络进行每一种建筑材料的讲解,同时结合规范的相关规定解释材料在使用过程中需特别注意的一些问题,增强学生的工程应用概念。要从根本上让学生明白规范的意义,以及依据规范进行设计、施工和监理的重要性。但同时也要让学生明白规范条款的来源,不能将规范“学死”。
4. 课堂氛围。在课堂教学过程中穿插互动式教学。在一些关键点上保持和学生之间要有对话和交流,同时要求学生对老师提出的问题要有响应。在教学过程中不同阶段能够启发学生思考问题。
5. 多媒体利用。借助多媒体动画、工程录像等直观形式,播放钢材加工、水泥生产、混凝土加工、运输到施工现场等过程,同时配合课堂上全英文讲解,对于理解枯燥的原理、工艺以及生产过程有很好的辅助作用。力争在课堂上也大大提高学生对于建筑材料的感官认识和学习兴趣,加深对课程学习内容的理解。
(二)实验教学
课程负责人改革试验创新模式,在有限的试验课时内,设计了冰飞盘(ice-Frisbee)模型试验,创新了试验教学模式。在该试验环节,要求学生在课余通过各种方式增加冰飞盘的韧性,最后通过冲击试验方法对采用各种不同的方法改善冰飞碟抗冲击能力后的样品进行测试,深受学生喜欢,取得了很好的效果。在没有教师提示的前提下,很多学生想到了采用纤维增强的方式对冰飞盘进行了增韧处理,说明好的创新试验教学是可以激发学生的创造力的。
(三)测试方法
建筑材料全英文教学整个课程考核强调过程控制,分别采用课堂小测验(quiz,20%)、期中考试(mid exam,20%)、试验(project,10%)、期末考试(final exam,50%)四个环节进行,保持课程学习过程的紧凑性,时刻把握学生的学习状态过程,必要时作相应调整。
五、结语
本文针对水利水电工程专业面临国际化设计、施工、监理以及科研的需要,分析了水利水电工程专业本科生中开展建筑材料课程全英文教学的必要性,并结合作者近年来在教学过程中的经验与体会,总结了在建筑材料全英文教学过程中对教材选择、引导学生获取前沿文献资料、课堂教学过程设计、试验设计以及考核方式等方面的一些体会、经验和思考,旨在进一步提高建筑材料课程全英文教学的质量以及为本课程全英文教学的实践提供一些新思路。
摘要:毕业设计是工科大学生在校期间重要的实践教学环节,是对学生能力的全面训练和提高,为适应独立学院应用型人才培养目标的需要,在现有的基础上进行创新。以水利水电工程专业为例,对基于应用型人才培养的毕业设计进行了相关研究与实践,探索了毕业设计新模式,对提高毕业设计质量,培养应用型人才,促进教育质量和办学效益具有一定的现实意义。
关键词:水利水电工程;毕业设计;教改
当今社会对应用型优秀人才的需求越来越高,为适应这一发展需求,独立学院将应用型本科人才作为其培养目标,目的是培养具备较强实践动手能力的应用型人才。教学过程中,实践教学和理论教学在水利水电工程专业教学中处于同等重要的地位。本科生毕业设计无疑在整个实践教学环节中占有相当大的比重,是对学生能力的全面训练和提高,是培养学生沟通、协调、合作等综合素质的有效途径,对启迪学生思维、综合运用知识和技能解决实际问题发挥着重要作用。毕业设计不仅为今后从事水利水电工程及相关专业的规划、设计、施工、管理及科研等工作打下良好的基础,同时也是衡量高等学校教育质量和办学效益的重要评价内容之一。
一、毕业设计教学中存在的问题
随着高校扩招和毕业生就业压力的不断增大,传统的毕业设计模式逐渐难以适应社会对人才培养的需求。[1]
1.设计课题与社会需求不适应
毕业设计选题形式相对单一,相关单位和学生参与毕业设计选题的机会相对较少。一般是由教师选择毕业设计题目,虽然大部分课题源自设计院的真题,但有时并未考虑部分单位特别是学生签约设计单位的真正需求,也影响了学生的自主学习热情和创造力。
2.学生实习周期与岗位需求不适应
本科学生毕业后,需要一年左右的时间完成工作实习期。而当今的社会需求要求学生与技术人员的转化周期要尽量缩短。
3.毕业设计的考核与市场需求不适应
传统的毕业设计考核仅停留在校内,是否满足市场需求无从考证。毕业设计反映现实的教学水平、教学目的、社会需求变化及个性发展,具有显著的时代特征。为适应市场需求,需在现有的基础上进行创新,这是涉及到学校、社会、学生等方方面面的系统工程。
二、毕业设计教改研究与实践
针对社会需求及应用型人才培养目标,以水利水电工程专业为例,探索毕业设计不同的培养模式,尝试从以下几个方面进行研究与实践。
1.毕业设计选题
改变以往由指导教师指定选题的单一模式,以强化工程意识,培养工程实践能力为目的,让教师、单位和学生都参与到毕业设计选题中,根据水利水电工程专业的特点并结合学生特长、兴趣、能力及发展方向,加以指导与建议,既锻炼了学生的工程实践能力和综合素质,又服务于学生签约单位。
(1)毕业设计为企业服务。水利水电工程专业毕业设计,不仅要求独立钻研,同时强调要有团队精神;不仅鼓励创新,更强调熟练掌握设计规范,善于参考标准图集和同类设计。因此,水利水电工程专业毕业设计应该根据题目的性质和教师指导学生的人数进行选题,可以“一人一题”,也可以多人合作一题,以实现“真题真做”。
毕业设计选题阶段,依据水利水电工程专业人才培养方案,选拔学生到专业对口的设计院、科研院所等单位进行毕业设计,以企业为主导,企业、学校、学生三方共同讨论确定毕业设计选题。[2]毕业设计选题来自相关企业的设计任务。通过“实战”操练,极大地激发了学生的责任感和创造性,提高了学生分析和解决实际问题的能力。
(2)毕业设计为学生签约单位服务。学生在选择自己的毕业设计课题前,往往已与就业单位签约。部分学生签约单位的生产或科研任务较重,或从尽快让毕业生适应今后工作岗位的目的出发,急需学生参与其生产课题或尽早到签约单位实习。
毕业设计选题应坚持与生产实际相结合。学生签约单位为了解决实际问题或考察学生的实际操作能力,结合在研的实际课题,提出一些设计方案让学生解决。学生可结合自己的专长和兴趣,选择作为自己毕业设计的题目。有些单位虽未具体要求,但部分学生希望自己的毕业设计题目与将来的工作密切相关。这样,签约单位、校内指导教师及学生结合实际情况,可以联合提出毕业设计选题。一方面,让签约单位参与到毕业设计选题,以便于考察学生并解决工程实际问题。另一方面,让学生参与到毕业设计选题,使其既发挥了自己的主观能动性,又能很快适应今后的工作岗位。另外,校内指导教师要结合本专业培养目标,既保证专业基本要求,又考虑签约单位及学生实际情况,综合选定毕业设计题目。
(3)毕业设计与教师科研项目相结合。部分毕业设计选题来自教师的科研或生产课题。加强科研训练,让学生较早参与教师科研工作,以增强学生对实际工程的感性认识,提高学生实践动手能力。
让学生参与本专业的科研项目,根据专业培养目标对科研项目进行认真细致的筛选或分割,充分考虑其综合性、针对性、典型性和先进性,既要求全面的基础训练,又要侧重于培养某一方面深入解决技术问题的能力。这样既有利于学生巩固和应用所学的知识,培养综合解决问题的能力,又有利于他们加深拓宽某方面的专门知识。一般选拔基础理论扎实、钻研精神强的学生承担,同时指导教师加强指导和把关。[3]
特别是对于部分想继续深造的学生,选题不一定要局限于工程设计,可结合教师的科研课题及学生未来的研究方向,就课题中的某个子项目进行深入研究,最后可以以毕业论文的形式提交最终的毕业设计成果。
(4)参与教学课件的开发。计算机辅助教学在现代教学方式中逐渐推广普及,它直观形象、生动有趣、信息量大,能充分发挥优秀教师的作用,具有传统教学方式不可比拟的优势。通过让个别学生参与教学课件的开发,不但使学生对基础理论、专业知识和计算机技术有了全面的、更深一层的理解和认识,而且通过学生对课件的扩充和完善,将之真正引入课堂教学,无疑是一项有益的、具有探索性的尝试。从水利水电工程专业人才培养目标和培养方案出发,目前此类做法并未作为学生毕业设计的主要成果,仅作为毕业设计的一种补充和探索性尝试。
2.毕业设计进程控制
(1)提前开始毕业设计。水利水电工程专业学生毕业设计一般安排在第八学期,此时,学生毕业设计与部分学生考研复试及求职就业存在矛盾。部分已联系好签约单位的学生,认为已找好工作,此时也对毕业设计缺乏热情。
提前布置安排学生做毕业设计可以缓解冲突,使毕业设计时间弹性化,让学生有更多的时间和精力投入到毕业设计中。
1)实施方案。通过调整时间,充分利用第六或第七学期及寒假期间,提前布置安排毕业设计任务,缓解后期考研复试或求职与毕业设计之间的冲突问题。
2)实施办法。可能的情况下,在第六或第七学期以专题讲座、查阅资料调研、指导学生完成专题研究或文献综述等形式,使学生熟悉课题,提前介入毕业设计,充分做好毕业设计的准备工作。
提前安排布置毕业设计任务,给学生下达毕业设计任务书。指导学生毕业设计需要准备的基础及专业知识、设计规范等参考资料及相关注意事项,让学生在假期前及寒假期间进行知识准备、资料收集与整理及设计方案构思等,要求开学时提交外文翻译、文献综述及开题报告。毕业设计安排及考核可参见表1。
第一阶段 第六或第七学期 查阅资料、
知识积累 课余时间 文献综述 校内导师
第二阶段 第七学期 结合课题实习调研,制定开题方案 课余时间 文献综述、外文翻译、开题报告 校内导师
第三阶段 第八学期 毕业实习,深入研究毕业设计 全部时间 毕业设计及答辩 校内或校内外导师
3)实施效果。通过教改实践,将毕业设计工作时间前置,让学生有更充裕的时间做好毕业设计准备工作,在第八学期以饱满的热情和精力投入到整个毕业设计工作中,收到了良好的效果。
(2)校企双方联合指导。水利水电工程专业将毕业设计与生产实践相结合。毕业设计选题结合设计单位在研项目。有条件的学生,可自己联系设计单位或由指导教师推荐。充分利用学校和企业两种不同的教育环境和教学资源为毕业设计服务。将部分学生毕业设计“教室”由学校转到水利水电工程设计科研院所。学生以一名“准员工”的身份,参与实际工程设计和研究课题,由设计单位经验丰富的工程师担任学生校外指导教师,校内外指导教师联合指导学生毕业设计。企业委派的校外指导教师,在毕业设计期间与学生长期共同工作,主要负责理论与实际操作指导;学校安排校内指导教师,定期或不定期地深入企业进行指导,主要负责沟通和理论指导。学生不仅在水电设计单位结合工程项目实际“真题真做”完成了毕业设计,同时以“准员工”的身份提前进行了一次真实工作经历的锻炼,利于增强学生的事业心、责任感、工作能力,为今后较快适应工作岗位创造了有利条件。
将学生毕业设计“教室”由学校转到设计单位,不仅加强了与设计科研单位的沟通与交流,同时,设计科研单位带来的创新性和实践性较强的课题,对提高学生进行毕业设计的积极性,培养其综合应用与创新能力都有很大的促进作用。
校企联合真正体现了理论与实践相结合的教育方针,从根本上实践了“应用型人才”培养目标的要求。实践证明,对提高学生毕业设计质量,提升学生全面素质大有裨益。
(3)毕业实习与毕业设计一体化。水利水电工程专业学生毕业实习一般安排在第八学期的前三周。学生通过毕业实习,从理论到实际较为系统地了解了水利工程的规划、设计及施工等各个阶段的要求、设计的原则、方法等,加深了对相关内容的理解。通过接触课堂以外的实践知识,加深了解社会对本专业的需求,培养独立进行资料收集和解决问题的能力,并开阔眼界及思路,为毕业设计和今后的工作打下良好的基础,同时增进从事水电建设事业的自豪感和责任感。作为一个重要的实践教学环节,是学生进行毕业设计的重要基础。
考虑到部分学生要到签约单位进行毕业实习,并在单位“真枪实战”完成毕业设计,因此尝试将毕业实习与毕业设计一体化。首先,时间上不必拘泥于开学前三周,根据实际需要,甚至可提前至寒假期间,一直贯穿于整个第八学期。其次,也不必雷同于校内三周集中实习的内容,可根据单位具体情况及设计课题的需要,由校内外指导教师灵活安排实习内容,或将部分校内实习内容与校外实习相结合,更有助于毕业设计课题的高效高质完成及学生综合能力的锻炼与提高。签约单位和学生达到了“双赢”,得到他们的一致认同。
学生在单位实习与设计,学习的积极性更高,他们感到学有所用,利用实践的机会有意识地锻炼自己的综合素质和创新思维能力,乐于实践,在实践中不断运用自身所学的专业理论知识,亲身感受企业所面临的挑战与机遇。通过在单位工程实践,学生可以在现场近距离的向工程技术人员学习专业技术知识和技能,在运用中深刻理解并创造性地应用所学专业理论知识,逐步树立工程意识。[5]通过近一学期的毕业实习与毕业设计,学生已基本适应了工作岗位,从而缩短了岗位适应期,可尽快进入角色,为步入工作岗位打下了坚实的基础。校外毕业实习与设计不仅能收到与校内设计同样的效果,而且学生在此过程中得到了锻炼,增长了才干。过程的探索是学生追寻知识、构建知识和享受知识的过程,而非简单的复制知识,它远比结果更重要。[6]艰辛探索的过程也是自身素质不断提高的过程,更加符合创新精神和综合实践性强的应用型人才培养目标。
(4)多种方式灵活指导。根据不同选题,综合学校、单位和学生等各方面的要求,可采用校内教师指定课题、校内完成;校内教师指定课题,校外实习单位完成;校外选题,校内完成及校外选题,校外完成等不同的方式。
依据不同情况,指导教师与学生一起拟定具体进程安排、内容结构等,制定灵活合理的辅导方法与手段。条件成熟时,将毕业实习与毕业设计一体化,校企合作双方联合指导。
在设计过程中遇到的问题,采取现场调研与专题讲座、辅导答疑相结合的方式解决。理论与实践紧密结合,增强了工程的感性认识,学生易于理解和接受。
毕业设计指导方式灵活多样,除见面交流、电话答疑外,还充分利用了计算机网络进行过程指导。毕业设计小组建立网络交流QQ群,学生可以随时提问,教师随时答疑,且可资源共享,一些重要电子规范类参考书及主要问题、通知要求等也可以及时畅通交流。计算机网络QQ、Email等工具,使毕业设计指导及答疑方便快捷。
对在水电设计单位结合工程项目实际“真题真做”完成毕业设计,由校企双方联合指导的部分学生,校内指导教师要与校外设计学生及校外指导教师多沟通、交流,及时了解学生毕业设计进展情况,发现问题及时解决,使学生既受到实际工程真实训练,又能达到本专业培养目标的要求。
3.毕业设计考评
对在校外毕业设计的学生,采用较科学、客观的毕业设计考评标准。
(1)学校制度保障。严格按照学校有关毕业设计管理制度和管理办法的要求,由指导教师、评阅教师、答辩委员会进行质量监控。院系结合水利水电工程专业的特点将毕业设计过程按阶段细化,针对不同阶段,对教师和学生分别提出明确要求。建立有效的毕业设计管理制度和管理办法,并以全面检查、个别抽查等方式,使毕业设计的质量从制度上得到有效保证。
(2)单位评价。从用人单位和学生的角度出发,使用人单位和学生真正介入毕业设计过程,参与设计选题,尝试将部分学生的毕业设计由学校教室转到“设计院”,设计课题采用设计单位现有的真题,实行“双导师”制,校外导师和校内导师对学生的设计内容、安排及过程管理、考核评价进行联合指导,借助网络、通讯等灵活多样的辅导方式与手段,结合学生对课题的投入程度、出勤、单位同事的评价及最终成果等考评。目的是缩短学生与单位之间的距离,尽快完成“角色转换”,一方面使工程实践训练和工程思维训练有机结合,锻炼了学生的工程实战能力、团队协作能力、创新能力和人际交流能力,激发了学生自主学习、自主创新的热情,同时又能为社会生产直接提供服务,创造自身的劳动价值,体现了学校应用型人才培养的目标。
(3)校外导师参与。培养大学生的综合素质是毕业设计的目的所在,更是学校“应用型人才”培养目标的要求。同时,学生素质的提高,又促进了毕业设计质量的提高。通过校企联合,在企业进行毕业设计,以实践结合理论,有利于完善学生的知识结构,同时培养了大学生的自学能力、分析和解决问题的能力、团队协作能力以及创新能力等,这些能力的提高,都体现了学校“应用型人才”培养目标及培养卓越工程师的要求。
对在校外单位实习并完成毕业设计的部分学生,实行校内外导师联合指导的“双导师”制,主要由校外指导教师负责学生的实践指导。学生毕业设计成绩的评定由学校和实习单位共同参与,校内外指导教师结合学生在校外实习单位的评价意见、平时检查情况、完成设计成果情况、评阅教师评阅意见及答辩委员会答辩情况等综合评定。
三、结语
在推进高等教育事业改革的进程中,毕业设计改革是一项复杂而艰巨的工作。本文以水利水电工程专业为例,对基于应用型人才培养的毕业设计从选题、进程安排、辅导方法与手段、考核评定等方面作了相关研究,探索了毕业设计新模式,对提高毕业设计质量,培养应用型人才,促进教育质量和办学效益具有一定的现实意义。
1.基于工程实际的设计选题多元化
毕业设计选题中,考虑将学校、用人单位及学生三者有机结合,充分调动各方面的积极性,让单位和学生也参与到毕业设计选题中,拓宽了选题的范围,更有利于应用型人才的培养,提高学生的就业竞争力。
2.设计成果的多角度考评
部分毕业设计由“教室”转到“单位”,毕业设计管理更具有灵活性。毕业设计考评更科学、客观、合理。
毕业设计没有一成不变的模式,只有在教学实践中不断探索,才能找出适合本专业培养目标,体现专业特色的教学模式。
人在设计时的原始冲动是三维的,设计成果是有颜色、形状、材料、尺寸、位置、复杂运动关系等关联概念的三维实体。但传统的水电行业设计工作是从三维到二维,再从二维到三维的过程,这种设计方式对设计工程师和施工者都提出了一定的要求:设计者将原始的三维设计概念和思想抽象成相关联的平面三向视图并以二维平面图的形式来展示,这种设计方式往往难以完全表达设计者的原始设计思想,出现差错和缺漏。这种三维到二维的设计过程往往受到工程师的空间想象力和基本制图技能的限制;施工者又要将平面信息想象成三维的形体才可以进行施工,设计者和施工者之间表达和理解的差异往往也带来了差错。这种二维到三维的施工过程中,绘图、读图都要经过专门训练的人来进行。而三维设计则可以完全避免这种“三维——二维——三维”的繁冗过程。根据三维设计概念直接进行三维设计,从而输出的三维设计成果可以非常直观和完整得表达设计师的设计思想。只有三维设计才能完成思维过程与设计过程的统一,才是真正意义上的CAD。
对于初学者本科生而言,既没有一定的设计思想,也没有相关的设计经验,他们只能靠老师的讲解和自己的大脑进行想象。然而,这种最初的三维图形很难在其大脑中形成,那么由三维到二位,再由二位到三维的设计思想也很难形成,从而导致学生在学习过程中无法提高兴趣。对于工科本科生来说,CAD教学的目标不仅要使学生学会看图,还要学会作图,从而提高其应用能力。
一、二维设计的弊端
传统的CAD教学模式是在基于二维投影及表达的层次上进行的,无论是手工绘图还是计算机绘图都是以投影方式绘出的二维图形。对于复杂结构而言,只能通过零部件各个视图来表现其结构特征,然而各个视图之间的处理缺乏整体性,需要识图者同时对比各个视图,从三维的概念建立不同视图之间的联系,从而确定结构的三维特征。这就要求识图者要有一定的经验知识。
对于学生而言,由于无法建立实际建筑物三维概念,从二维到三维或三维到二位的思维过程转变非常困难。以往教师的教学手段主要是依靠模型或者形体的轴测图,这样不但花费大量的课堂时间,大大降低了课堂容量,而且不是太真切、形象。所以,教学效果不是太理想。因此,大部分同学将CAD课程作为一门计算机操作课来应付,也就失去了对课程的学习兴趣。因而,教师很难调动他们的学习积极性,更谈不上培养他们的创新能力。
在产品设计的全过程中,原始构思是三维实体形象,实施的结果是三维实体,而将这两者联系在一起的设计过程却是二维图形表达,这样无形中就增加了一个复杂的环节,而且对于学生而言,这个环节往往是最难实现的过程,只有经过专门的训练才能掌握这种表达和读图的方法。
二、三维设计教学体系
1.以三维实体造型提高学生空间把握能力
结合三维CAD设计软件,将三维实体造型概念引入教学,以三维实体设计为主线,三维实体表达方法和三维工程图表达方法并重,加强三维形体的想象、构形、分析,表达能力及三维形体和二维图样相瓦转化的能力的培养。
作为初学者的学生,没有实践的锻炼,头脑中的立体概念比较少。因而,在投影理论的学习中会感到吃力,往往想象不出实体的形状。针对这种情况,在教学过程中,直接从“体”入手,强化学生对空间实体的理解与把握,建立其空间感觉,训练学生的空间想象能力。
首先,在CIVIL3D中进行各种基本体的建模训练。让学生在三维环境下,从不同角度观察各种基本的形态特征。通过实体的绘制与观察,加强学生的立体概念。学生在观看实体模型的过程中,头脑中不断积累立体的表象,表象积累多了,空间感性知识就增强了,想象空间形体的形状就变得容易起来。通过基本的建模训练,使学生对空间有个初步的了解,掌握各种基本的空间形态特征,及其线而情况。
其次,在CIVIL3D中进行组合体的模型训练。在此,把组合体分成叠加组合体和切割组合体两部分来训练,以包含不同的制图知识进行讲解,将深奥的理论融入实体绘制过程当中。
2.三维到二维投影方法
在学生对三维实体有了良好的空间感觉以后,我们反过来由“体”抽取点、线,面来讲授投影原理、方法及投影规律。通过以上的讲授与训练,基本体的空间形象在学生头脑中已是十分明朗。这时,加入必要的投影基础知识,绘制基本体的投影是非常轻松的事情。熟练绘制基本体投影之后,在基本体上提取点、线、面,并在相应视图找出相应的投影,以训练点,线、面的投影规律以及获得点、线、面的投影的方法。由“体”出发分析体、面,线、点的投影及表达方法,直观性强、便于理解、记忆,有利于增强空间思维能力和构形能力的培养。在此基础上,利用形体分析法和线面分析法综合训练组合体的投影,以及投影和实体之间的相互转化。
3.三维建模贯穿始终
以三维设计软件AUTOCIVIL3D为平台,实现基本表达方案、结构构件以及装配图等内容的讲授。在实体建模的过程中,学生必须充分了解建筑物的各个构件之间的相互关系,充分掌握结构的空间特性,通过装配,才能够建立三维模型。也可以通过基本构件的几何布尔运算建立三维模型。根据建立的三维模型转换成工程图样,通过相应的三维标注方式,形成符合国标、表达准确而规范的图样,直接以三维工程图表现结构特征。引入三维实体造型概念,对培养,发展和提高学生的牢间想象能力、读图能力及表达能力,有着传统教学方法无法比拟的强大的辅助功能。
三、水利水电工程专业三维设计教学培养
1.设计基础
枢纽布置设计工作的基础即根据流域水文气象资料和工程地质条件等,针对各坝线来进行可能的枢纽布置格局方案的布置与搜索,从而生成多种枢纽布置方案,并得到推荐方案进行更为详细的设计。三维设计下多方案的搜索以信息化工程设计及管理的理念为依托,通过引入知识库体系来实现枢纽布置多方案的初拟定。结合综合技术经济比较,从而对各个方案进行优化和比选。在过去二维平面的设计方式下,枢纽布置设计工作效率不高、重复工作量大,难以实现真正的优化方案,因此需要在三维设计环境下进行枢纽建筑物的空间布置和设计。在实际三维设计流程中,一方面必须能够顺利读取基础数据(包括原始地形勘测数据和地质勘探数据),从而建立有效的三维地形、地质工程模型,为结构物设计提供可靠的地质资料;另一方面需要在考虑水力学和力学结构要求的情况下,建立典型建筑物(如大坝坝体、溢洪道等)的三维工程模型。在此基础上进行三维开挖和填筑设计及枢纽布置方案的研究、优化,同时也进行相关结构和水力分析计算、工程量统计、二维平面图纸输出等。
摘 要 专业认证对于确保工程教育质量的提升有着重要意义,它有助于引导专业办学模式由重规模的外延式发展向重效果的内涵式发展转变。地方高校的特色专业应以工程教育专业认证为契机,通过与用人单位共同商讨明确专业目标,制定合理培养方案,依托区位优势加强大学生实践能力培养,可以全面提升水利水电工程人才培养质量,培养高水平的水电工程师。
关键词 工程教育专业认证 水利水电工程专业 培养模式
0 概述
专业认证是指专门职业或行业协会、专业学会会同该领域的教育和相关企业专家针对高校开设的工程类专业教育实施的专门性认证,旨在为相关技术人才进入工程界执业提供预备教育质量保证。教育部于2006年正式启动我国工程教育专业认证试点工作,并聘任了工程教育界和企业界的专家组。2013年6月19日,国际工程联盟大会在韩国首都首尔召开,接纳我国为《华盛顿协议》签约成员。2016年6月2日,在吉隆坡召开的国际工程联盟大会上,中国成为国际本科工程学位互认协议《华盛顿协议》的正式会员。
水利水电工程专业是国家重点发展和培育的本科专业。三峡大学水利水电工程专业源于1978年原葛洲坝水电工程学院水利水电工程建筑专业,1998年成为“211工程”重点建设学科;2003年水利工程被批准为博士学位授予权学科;2014年被批准新设水利工程学科博士后科研流动站。为进一步提升该专业工教育质量,学校于2014年决定申请专业认证,并成立了专业认证工作领导小组,即将迎接2017年专业认证复评。本文阐述水利水电工程专业学生应具备的能力、分析专业认证前专业建设存在的问题,浅谈工程教育专业认证背景下水工专业人才培养模式,提升我校水利水电工程专业建设水平及在行业内的影响力。
1 水利水电工程专业人员应具备的素质和能力
随着时代的发展,水利水电工程必将是一个更加复杂的系统工程,它要求从业者具有广泛扎实的理论基础和较强的工程动手能力,其核心工程能力包括:资料分析能力、简单的计算能力、绘图和报告编写能力、施工方案制定与施工组织管理能力、施工质量控制能力等。该专业毕业生主要从事国内外各型水利工程设计、施工、监理及基层水利管理等工作。其中从事施工的毕业生包括施工员、测量员、质检员、材料员等;从事监理的毕业生就业岗位是监理员,主要对施工现场进行质量、进度、合同、造价等进行管理;从事工程管理的毕业生就业岗位是管理科员。
2 专业人才培养的现状及其存在的问题
水利水电工程专业自设立以来培养了数以万计的水工规划、设计、建设和运行管理人才,为国家和社会作出了巨大的贡献。随着行业的发展,对专业技术人才提出了新的要求,如何培养具有创新型和强应用能力的水利水电工程专业人才,使该专业毕业生将来在自己的工作岗位上发挥更大的作用,是该专业在教学改革中面临的重要且具体现实意义的课题。我国的教育教学长期以来以教师为主体,学生则被动地按着教师的安排学习,这种模式基本忽略了国高等教育对创新人才的培养的初衷,导致的结果是学生的独立思考能力与创新应用能力日趋降低。因此,高等教育的核心目标是培养创新型的人才,这也是高校教育改革的重点和方向所在。
3 专业认证背景下水工人才培养模式的思考
水利水电工程专业是工科中最强调学生实际工程应用能力的专业之一。其创新应用型人才培养理念应以学生为主体,学校、教师只是起到积极的引导作用,在这种理念下,学生要具有清晰的水工创新发展方向,进而获取创新方法、途径的能力。对于以专业为特色的院校来说,专业认证意义更为重大。专业认证是一个复杂的系统工程,需要充分领悟认证标准,扎实推进工程教育专业建设,通过专业认证,可以更加明确和细化针对工程实际的人才培养目标。因此需整合学校教学资源并优化课程体系、提升教师工程教育素质、提高学生就业竞争力和促进专业的良性发展(图1)。
图1 专业认证背景下人才培养模式
3.1 综合考虑各方期待明确培养目标
培养目标需要在培养方案中予以明确,在制定人才培养方案时,必须根据工程教育专业认证的标准、国家及社会需求、行业产业发展需求、学校定位和发展目标、学生发展及家长校友期望的实际情况明确专业定位。三峡大学作为水利部与湖北省共建、以湖北省为主的水电特色鲜明的地方高水平大学,须认真调研师资和生源情况,从而明确水工专业以获取知识为基础,以增强能力为核心,以提升素质为宗旨,培养具有扎实的工科和人文社科基础,具备较强的的外语和计算机应用能力,能在国内外水利及相关行业从事勘察、规划、设计、施工、建筑和运行管理等工作的工程技术人才。
3.2 面向目标精心制定培养方案
在明确培养目标后,培养方案的制定应以工程化教育专业认证标准为准绳,结合水利水电工程用人单位需求,对现行的专业课程体系进行优化调整,充分听取用人单位和行业专家的意见,认真考虑企业技术领域的要求,设置具有水电特色的专业课程体系。整合教学内容时要根据具体就业岗位对人才的需求,重组本专业的专业知识、结构和综合素质,增强人才培养的岗位针对性和适应性。
3.3 依托区位优势,培养水电英才
三峡大学坐落于湖北省宜昌市,宜昌市是世界水电之都、三峡工程和葛洲坝工程所在地。学校水电特色鲜明,周边大型水利水电工程星罗棋布,其中最具代表性的工程有长江上的三峡水利枢纽工程、葛洲坝水利枢纽工程,清江上的水布垭、隔河岩、高坝洲水利枢纽工程,黄柏河上的西北口水库等,水电总装机容量超过3 000万kW(见图2)。距离万里长江第一坝―葛洲坝仅2.0 km ,距世界上最大的水利枢纽工程三峡工程仅40 km。同时,宜昌有三峡集团公司(三峡枢纽建设运行管理局、长江电力)、长江水利水利委员会(三峡勘测研究院)、中南勘测设计研究院宜昌设计院、清江水电开发公司、葛洲坝集团等大型水电开发的业主、设计、施工、运行管理单位。因此在实践方面学校具有很强的区位优势,而且学校还聘请了葛洲坝、三峡集团清江公司的具体丰富实践经验的工程师,定期来校开设专题讲座或学术报告。这种举措可将水工专业的学生将理论与实际结合起来, 对培养用型人才极为有利,这也是三峡大学发挥独特的区域优势、突出水电特色的体现之一。
图2 学校周边大型水利枢纽分布图
水利水电工程专业实习分为三个层次:认识实习、生产实习及毕业实习。认知实习针对水工专业的大一学生,以短期定点参观形式进行,至少要参观三种不同类型的大坝,目的是让学生了解水利工程的基本概况,获得对自己将来的就业性质和方向的感性认识。生产实习主要针对大二、大三学生,毕业实习针对水工专业大四学生,在学习专业知识后,结合实际工程对所学知识进行深入的了解,有助于毕业后尽早熟悉工作岗位。为使学生有稳定的实习场所,学校从2005 年开始陆续与三峡集团公司、葛洲坝集团公司、清江水电开发公司签订了战略合作框架协议,共同建立了实践教学示范中心。通过在以上实习基地进行学习,接触到工程实际,锻炼了学生的应用能力。
4 结束语
专业认证对促进专业的建设和发展具有重要用途,学校应以专业认证的理念明确专业定位,制定合理培养方案。在学校培养过程中,应充分利用区域优势,突出水电特色,加强水工专业学生实践能力培养,进而全面提高毕业生的综合素质和社会竞争力,培养高水平的水电工程师。
[摘 要]水利水电工程专业是一门综合应用性很强的专业,除要求有扎实的理论知识外,还必须要具有很强的实践能力。在强调提高教学质量,培养学生工程能力的今天,结合水利水电工程专业的特点,如何设置科学合理的实践教学体系,是培养强能力、高素质的高级应用型水利水电工程专门人才,促进我国水利水电事业发展的重要内容,这值得高校的教育工作者们去认真思考。
[关键词]水利水电工程 实践教学 教学改革
一、引言
实践教学是高校培养应用型人才的一个至关重要的教学环节,它要求大学生能把所掌握的理论知识融会贯通于实践中去,它着力于培养学生较高的创新意识和创新能力,着力于学生综合素质的提高。
水利水电工程专业是一门实践性很强的学科,对学生实践能力要求较高,然而,由于受传统教学模式的影响以及各种客观条件的制约,很多学校在实践教学方面还存在诸多问题,对学生实践动手能力的培养还较为缺乏。[1] [2] [3] [4] [5] [6]本文基于我校多年水利水电工程专业教学实践的现状及存在的问题[2],谈谈对水利水电工程专业实践教学改革的一些看法与思考。
二、水利水电专业实践教学中存在的问题
(一)实践性不强,不利于创新能力的培养
1.实验教学方法陈旧
目前湖南农业大学工学院水利水电工程专业实践教学基本上都是依据专业教学计划来组织教学工作。我校虽然已经建成了水力学、土力学、水泵及水泵站、水工建筑物模型、灌溉排水、工程水文等10个实验室,实验用房达1120m2,室验教学能力达到了一定的水平,实验开出率也达到了95%,室验教学取得了一定的效果,但总体还停留在传统的教学模式上,实验大多是结合理论课程开设,并在教学计划规定的时间内进行,学生主要依照教师的布置或者指导书上的步骤,按部就班,完成实验操作,实验内容一致,结果唯一。学生虽然参与了实验教学活动,但实验仅是被当作技能并以“知识”的形式加以传授,学生“创造性”应用能力的培养缺乏。
2.实验教学手段落后
目前,我校该专业的实验教学大多处于演示型实验,而验证型实验、综合型实验、设计创新型实验较缺乏,仿真实习技术也较少,学生无法产生真实的企业运行过程的临境感受,实验教学基本上还是处于“看”实验而不是做实验阶段,动手能力、创造能力、分析和解决实际问题的能力得不到应有的锻炼。
(二)专业的特殊性,导致实践教学难度加大
实践教学需要理论与现场指导相结合,需要协调与校内、校外各有关单位的关系,从实验设计、准备到实验报告、实习报告的批改,以及学生衣食住行的安排都要做周密详细的安排,工作组织起来较为复杂,实践教学难度较大。
我校水利水电工程专业的校外实践教学基地省内的有韶山灌区、岳阳铁山水库、长沙航电枢纽等,省外的有四川和云南境内在建的大型水利枢纽、三峡枢纽和葛洲坝电站等,大多是较为偏远地方的在建或已建的水电工程,三四个老师带着上百个从没体验过施工现场的学生,不仅要经历路途遥远的巅跛,而且在那些深山僻水、飞沙走石的窄小施工现场,面对各种大型设备以及立体式的高空、地下作业,学生的交通安全、实习现场安全问题就变得尤为突出,一旦出现问题,老师无疑要承担一定的责任。这无形中加大了实习组织工作的压力和难度,也使得指导教师的主要任务是当好安全员和保姆,而把传授知识放之其次,这不仅限制了教师能动性的发挥,也降低了实习教学的效果。
(三)难以参与生产环节,学生对课程实践兴趣不大
我校水利水电专业的相关课程都安排有实践教学,但大多数实践特别是校外实践,由于专业操作的危险性,实习单位一般不可能让学生直接参与生产环节,仅仅是让他们做走马观花式的参观了解,学生实践操作得不到保障。加之,我们对专业实习计划要求较为笼统,缺少专业特色,学生无法了解自己本专业的较为具体详细的实践操作,很多专业实践仅仅是走走过场,应付过关了事,这都影响到学生对课程实践的兴趣。
(四)实习基地建设不足,实习场所联系困难
我校水利水电专业校外实习基地很少,使得学生的毕业实习必须自己去寻找实习单位,而大多单位又不愿意接待学生实习,导致有的学生找不到实习单位,而为了应付学校只能开假实习证明蒙混过关,实践能力和实际操作水平的培养便是一纸空文。就目前而言,这是多数水利水电专业的学校共同存在的一个问题,找不到实习单位,必然影响到学生的实践操作,影响到实践教学的效果,这已经成为实践教学顺利完成的一个重要“瓶颈”。
三、水利水电工程专业实践教学改革的对策
抓好实践教学是一个系统工程,针对目前我校水利水电工程专业实践教学中存在的问题,我们需要制订出切实可行的实践教学改革方案,使学生的工程能力得到极大的培养和锻炼。
(一)统一认识,从思想上高度重视实践教学
作为学院各级管理部门的领导,应及时地关注并高度重视实践教学中存在的问题,大胆鼓励老师进行实践教学体系的改革;作为水利水电工程专业的教师,应积极主动地到施工现场去学习当前施工工程中的新方法、新技术、新工艺,积累工程实践经验,以更好地指导学生的实践教学;作为水利水电工程专业的学生,要认识到,不仅要掌握扎实的理论知识,也掌握一定的专业技术和技能,只有理论与实践融会贯通,才有利于今后的就业和工作。
(二)构建科学合理的实践教学体系,深化教学改革
面对新世纪水利水电工程的发展及社会和科技发展,我们在抓好理论教学的同时,要以提高本专业人才的素质和能力为中心,构建一个相对独立的实践教学体系。
结合水利水电工程专业的特点,根据专业培养目标的要求,采用校内与校外,课内与课外相结合的方法,构建以“技能和能力培养为主线”,以工程规划设计、施工和管理的实验测试技能、工程实践初步能力、综合能力和创新能力为主要目标,由“基础实践,专业实践,综合实践”三个大体系,由“社会实践与调查报告、基本实验教学、专业认识实习、课程实习、课程设计、科技活动、毕业实习、毕业设计、校内工程实践”等实践教学模块组成的实践教学体系。针对不同年级段,将实践教学内容划分为基础实践教学、专业实践教学、科技创新活动三大平台,同时,根据学生的需求,对各模块设置了基础性、综合性、设计性、创新性四个层次的实践教学活动,使学生从入学到毕业各个阶段都能得到严格的良好实践训练,把创新型教学思想贯穿始终,使学生获得水利工程实践能力、个性和创新精神的培养。
通过系统的实践训练,使学生加深对专业、行业、社会的认识,掌握工程测绘、计算机辅助设计、工程地质与水文地质勘察、土工和水力基本参数测试等基本技能,具备从事水利水电工程相关工作的能力。
(三)全面整合实验教学内容,提高实验教学水平
传统的实验教学模式不利于创新人才的培养,我们需要全方面整合教育教学资源,更新实验教学模式。
首先,在课程设置上,我们可以尝试将具备条件的课程实验从理论课程中分离出来,将课程实验改为实验课程,或者将几门相关的课程实验综合为一门实验课程。例如对灌溉排水工程学等试验学时较多的课程实行单独设课,单独记成绩,强化学生实践操作能力。
我们进行了实验内容、方法、仪器设备等方面的改革,注意实验教学内容的更新,减少验证性、演示性实验,增加综合性、设计性、研究性实验。设立了实验库,供学生进行“点菜单”式的选做,让学生可以根据自己的兴趣和爱好,从实验库中选择自己感兴趣的内容进行实验。同时,实验库要不断更新内容,而老师只需要告诉学生相关实验知识、操作规程的使用即可,让学生自己在实验过程中去查阅文献资料,了解实验原理、目的、步骤和数据处理方法,写出实验报告。这既可满足日益增长的个性化需求,也最大限度地强化了学生的主动参与意识,强化了独立实践能力、创新能力的培养。
(四)丰富第二课堂活动,提高科研创新能力
第二课堂活动是提高学生综合素质和实践教学活动的重要组成部分,我们可以通过开展丰富多彩的第二课堂活动,综合校内各门课程的实践教学内容,搭建成专业综合实践平台,以各种形式的技能竞赛、社会服务和学术活动,通过学生自主设计、自主研究活动,学会科学研究的方法,建立起科研创新的概念;让学生积极参与科研、生产实践活动,锻炼和提高他们的实践动手能力及创新能力。
(五)加强校内校外教学实习基地的建设
在校内教学实践基地这方面,学院要考虑水利水电专业的教学模式及特点,加大实验室建设力度,改善实验教学条件,着力搞好水利实验室、土工实验室、水泵实验室的建设,并创建坡面径流试验小区和人工模拟降雨试验基地、水工建筑物、实验教学实习基地。例如可以构建水利工程模型实验室,通过沙盘模型将各种典型水利工程、水工建筑物、灌溉排水工程等反映出来,使学生在不同学习阶段均可观看、思考,加深对专业知识的了解。同时,要购进一些仿真实验设备,例如水力学小型自循环等,把演示实验更新为验证试验、综合实验及设计创新型实验,有利于学生今后进行水利水电工程的规划、分析、设计、施工、运行、管理等单项实习和综合实习。
在校外实习基地建设这方面,除了目前我国已公布的50个国家级专业实习基地(如三峡水利枢纽等)外,学院可与相关单位(如水文勘测局,水利管理局等)建设大学生社会实践活动共建单位,与实习基地建立产学研合作关系,全方位开拓实习、实训基地,并以产、学、研结合为发展方向,以校企合作,顶岗实训等方式扩大实习范围。[7]其次,也可与水利工程施工单位建立企业合作关系,建立随企业流动的实习基地,为学生的认识实习、生产实习、毕业实习和毕业设计等提供良好的实习条件,提升实践教学的效果。
(六)加强实践教学师资队伍建设
针对水利水电专业应用性、实践性较强的特点,学院要在最大限度上为专业教师创造条件,加强对专业课老师的工程实践锻炼,要求凡无工程实践经历(包括工程设计、施工、管理等)的新进老师,必须到施工单位或生产单位锻炼至少半年,提高他们的实践业务水平,有利于更好地指导学生的实践操作。
与此同时,聘任校外专业技术过硬、工作经验丰富的实习基地技术人员为兼职教师,给学生工程能力的培养和锻炼创造条件。
四、结语
总之,在强调提高教学质量,培养学生工程能力的今天,结合水利水电工程专业的特点,如何设置科学合理的实践教学体系,是培养强能力、高素质的高级应用型水利水电工程专门人才,促进我国水利水电事业发展的重要内容,这值得高校的教育工作者们去认真思考。
摘要:《拱坝设计》是水利水电工程专业本科生运用所学专业知识的综合检验,也是培养学生创新、实践精神的重要实践教学环节。为了使其最大限度地发挥作用,本文从设计任务书编制和指导方法两方面提出了指导过程中的心得体会。
关键词:拱坝设计;水利水电工程;指导实践;心得
水利水电工程(简称水工)专业本科生的培养目标是:基础扎实、能力强、富有创新精神,在水利、水电等部门从事规划、设计、施工、科研和管理方面工作的高级工程技术人才。为实现该培养目标,要求学生必修静力学、动力学、结构力学、水力学、土力学、工程地质、工程测量、工程水文学、工程材料等基础课程,以及水资源规划与利用、水工建筑学等专业课程。然而,如何检验学生能否综合运用这些知识分析并解决实际问题呢?毕业设计无疑是一块重要的试金石,并且毕业设计的选题是重中之重。《拱坝设计》就经常被高等学校的水工专业选为毕业设计的课题,一方面,拱坝是一种经济性和安全性都比较优越的坝型,我国已建或在建了一批世界前列的300m级拱坝[1];另一方面,拱坝结构复杂,在设计过程中牵涉的知识点多,能将水工专业毕业生所学课程有机结合。因此,《拱坝设计》作为水工专业毕业设计课题不仅具有很好的理论意义,还具有较高的实用价值[2]。但是,在实际过程中学生做毕业设计的时间是有限的,通常为14周,要在14周的时间内让学生综合运用所学知识完成《拱坝设计》,并重点培养他们的独立工作能力、分析和解决问题的能力、创新能力以及绘图和写作实践能力,就得在设计任务书的编制和指导方法上下功夫。笔者结合《拱坝设计》指导过程中的实际情况,在设计任务书的编制和指导方法两个方面分享一些心得体会并提出一些建议。
一、设计任务书的编制方面
1.设计任务要明确且工作量合适。目前《拱坝设计》的设计要求如下[3,4]:对水库进行洪水调节计算,确定坝顶高程及溢洪道孔口尺寸;对可能的方案进行比选,确定枢纽建筑物型式、轮廓尺寸及水利枢纽布置方案;通过比较确定坝的基本剖面与轮廓尺寸,拟定地基处理方案与坝身构造,进行水力、静力计算;对拱坝进行设计:选择建筑物的型式与轮廓尺寸,确定布置方案;拟定细部构造,进行水力、静力计算;决定枢纽的施工导流方案,安排施工的控制性进度。上述可见,目前设计任务不仅包括坝体以及泄水建筑物的轮廓尺寸确定,还包括细部构造的拟定和施工导流方案的选择,在实际的设计过程中,建筑物尺寸确定和细部构造的拟定部分学生们普遍做得较好,而施工导流方案部分则因为时间关系,鲜有做出细致方案者,基本流于泛泛而谈,因此,可把施工导流方案的确定和施工进度安排任务删减。这是笔者在任务书编制方面的建议之一。另外,设计坝体尺寸时,通常是先根据拱冠梁尺寸对坝体轮廓进行初步设计,然后对其进行应力和稳定验算,以便确定最终尺寸,在学生们的实际设计过程中,应力验算环节有的学生采用电算方法,有的采用手算方法。电算法利用计算机程序能够快速得到计算结果,但是具体计算步骤由于学生没有一步一步操作,会造成计算原理的不甚明了;手算法是学生一步一步进行计算的过程,加深了计算过程中概念和原理的理解,但在计算机程序方面的锻炼欠缺。为了既培养学生对基本概念、基本原理的掌握,又提高其计算机语言方面的能力,笔者建议在任务书里明确需要采用电算法和手算法两种方法分别进行验算,这也是笔者在任务书编制方面的第二条建议。
2.原始资料编制要详细具体。拱坝设计通常是设计一座具有防洪、发电、灌溉、渔业等综合作用的大坝,为此需要给出相应的自然地理、工程地质、筑坝材料、库区经济等方面的原始资料,主要包括流域概况、气候特性、水文特性、库区工程地质、坝址处工程地质、砂石料、库区作物种植情况等。目前这些原始资料的编制已较为详细,只是有些图(包括水位―容积关系曲线、水位―流量关系曲线和设计洪水过程线图)的坐标刻度偏于稀疏,致使学生在读图时存在较大误差,从而影响设计工作的顺利进行。根据这一实际情况,笔者建议在任务书所涉及的图形资料制作时可以尽量缩小刻度使得图形更加详细,以方便学生读取数据并减小误差。
二、指导方法方面
1.引导适度重在启发。所谓“师者,传道受业解惑也”,指导教师顾名思义是对学生起指导作用的教师,而具体指导时也存在“度”的问题。设计之初,如果只是给学生下发设计任务,不进行讲解,学生难免会出现“面对原始资料和设计任务,不知如何下手”的情况,这不仅会浪费时间还会使学生产生畏难情绪,不利于设计工作的顺利开展;假如直接告诉学生采用何种方法通过哪些步骤进行设计,又不能充分调动学生的主观能动性,起不到培养学生独立工作能力的作用。只有循循善诱的给学生讲解设计任务和原始资料,使其对拱坝设计有清晰的认识,并激发其兴趣,才能调动学生进行设计的积极性。设计之中,当学生遇到问题时,如果一味地让学生自己思考、钻研,便起不到指导教师的指导作用;相反,只是告诉学生解决问题的办法,问题看似解决了,但学生遇到类似问题时,不一定能很好地解决。正所谓“授之以鱼不如授之以渔”,只有逐步给学生讲明问题的来龙去脉,让学生切实参与其中进行思考,并给予适时地启发,才能使学生不仅学会了如何解决这个问题,更掌握了解决此类问题的方法。比如,针对拱坝设计时泄洪方案的选取问题,首先和学生探讨泄洪方案有哪些,该工程坝址处的地形地质条件如何,初选的泄洪方式是什么,通过这一系列的发问与思考,可以初步设计为坝身泄洪方式,而细化到坝身泄洪的具体形式,还需要引导学生思考是利用表孔还是浅孔,抑或是中孔进行泄洪,这些又需要根据什么确定,使学生在思考之后能自然想到“泄洪量”这一概念,它是由调洪演算得来,用于泄洪设计的一个重要参数,起着贯通前后的作用。那么,思考到这里思路就明朗了:先进行调洪演算求得设计水位下的下泄流量;根据坝址处地形地质条件初选坝身泄洪方式;利用已经求得的下泄流量设计孔口尺寸,并对表孔泄流、中空泄流等方案进行比选,最终确定泄洪方案。综上所述,适度引导和重点启发不仅有助于培养学生的独立工作能力,还能提高其分析问题、解决问题的能力,并激发其创新潜能。因此,笔者建议在拱坝设计时指导教师引导适度、重点启发,这种方法除了能指导学生顺利完成毕业设计,还能在实现水利水电工程专业本科生培养目标方面发挥重要的作用。
2.严格要求重在培养。《拱坝设计》涉及静力学、动力学、结构力学、水力学、土力学、工程地质、工程水文学、工程材料、水资源规划与利用、水工建筑学等课程知识,设计内容不仅包括枢纽建筑物的总体布置、拱坝剖面尺寸设计、泄水建筑物设计等计算内容,还包括设计说明书的编制,以及设计图纸的绘制,所以,拱坝设计是一项艰巨的毕业设计任务。但是,在实际的指导过程中发现:尽管设计任务相对较重,最终学生们还是能够圆满完成了设计任务。笔者认为这与平时对学生的严格要求和重视对学生的培养是分不开的。这里的严格要求主要包括考勤严格、计算严谨、图文规范等方面。学生的出勤率反映了其认真刻苦的程度,所谓天道酬勤,只有脚踏实地付出努力,才有可能收获胜利的果实,尤其是对于普遍认为艰苦的水利行业,艰苦耐劳是一名优秀的水利工作者应有的重要品质。水利工程的设计经常需要“经济性”与“安全性”之间的平衡,只顾经济性可能会导致工程存在不安全的隐患,然而太关注安全性,又有可能造成资源的浪费,使得所设计的工程经济性不够,只有对各种方案进行“经济性”和“安全性”方面的比选,才能寻找出最优方案,而这个过程离不开缜密的思维和严谨的计算,所以严格要求学生计算严谨也有着重要意义。在设计说明书编制时,严格要求学生采用统一、规范的格式,这也是写作实践能力培养的关键内容,而在图形绘制时更应该规范绘制,这样才能方便读者查阅。由上可见,对学生进行严格要求,不仅在于做好《拱坝设计》本身,更重要的是提高了学生的综合素质,有利于将其培养成一名优秀的本科毕业生,进而为社会发展做出重要贡献。
《拱坝设计》对水工专业本科生培养具有重要的理论意义和实际价值,可用于检验并提高水工专业本科生的独立工作能力、分析问题解决问题能力、创新能力以及绘图写作实践能力等方面。然而,由于《拱坝设计》涉及知识点多,设计内容丰富,对于学生和指导教师而言都是一项艰巨的任务。结合《拱坝设计》的指导经历,总结一些心得和建议,希望能为高等学校相关学科的教学指导实践提供一些参考。
[摘 要]作为对学生综合应用能力要求非常强的一个专业,水利水电工程专业要求学生必须具备良好的理论知识与实践操作能力。本文首先阐述了工程能力培养的重要性,同时,细致的阐述了工程能力培养体系的构建问题,希望能够为培养这方面的人才提供一定的参考依据。
[关键词]水利水电工程,工程能力,培养体系
作为工科教育的有机组成部分,工程能力培养是一项非常重要的工作,这决定着所教育学生的实践操作能力,同时还能够为社会培养大量应用型人才,加强工程能力培养已经成为一些高校面临的重要问题。
1、工程能力培养的重要性分析
对于水利水电工程专业来说,其培养出的应用型人才应当具备勘测设计、组织、施工等各种能力,因此,必须切实加强对学生的工程能力培养,其一必须切实加强理论教学,其二还必须开展实践教学,两者有机结合。首先,对于应用型与研究型人才来说,工程能力属于两者的明显区别,对比来说,前者的工程理论与实践水平相对较强,同时还具有较强的沟通能力与思维能力。其次,工程能力是教育改革成果的一项关键参数。这方面能力的提升离不开理论的积累,所以,必须注重理论教育,然而,理论唯有与实践结合才可以上升为人的能力。再次,工程能力是当前企事业部门亟需的一种能力。多少企事业单位反馈,面临非常严峻的问题:缺乏足够的技能人才,同时由于相关工作条件特殊,人员技术工作起点低等,因此,需要培养工程能力,使他们形成良好的适应能力与操作能力。
2、培养体系的构建
2.1制定科学的教学体系与培养模式
这种模式主要是为了培养大量高素质的应用型专业人才,学生不但必须具备现代工程技术理论,还必须具备较高的服务精神,能够适应不同环境的工作与管理能力。因此,具体教学时应当:首先,应当注重教学的前瞻性、连续性,不断改善课程结构,努力提升学生的积极性与创造性;在课程设置方面,应当积极主动的向其他做的比较好的院校学习借鉴,同时还必须广泛搜集广大师生的意见建议,集思广益;其次,应当加强理论与实践教学的充分融合,把两者放在一样的高度;再次,应当将基础知识灌输当做培养能力的前提条件,将实践操作能力培养放在重要位置,打造一个能够推动学生综合素质不断提升的教学体系。
2.2不断改善教师结构,制定科学合理的激励机制
教师是整个培养体系的前提条件。近年来,水利水电工程建设施工理念逐渐得到改善,同时相关技术逐渐升级,因此,学校必须具备大量专业的“双师型”教师,这样才可以将学生打造成该领域的工程师。首先,引导教师加强学习,不断丰富自己的知识储备,拓宽视野,优化知识结构;其次,规定他们深入到实地培训以及相关公司(例如建设单位、设计机构等)进行实践锻炼;再次,学校应当积极主动低聘请项目一线经验丰富的技术员,来学校授课,并且安排学生到现场观摩,掌握许多课堂中学不到的内容;第四,制定科学合理的奖惩机制,并且严格执行,切实加强对教师的绩效考核,制定科学合理的指标体系,组建专门的考核领导小组,定期对教师进行考核,及时反馈考核结果,并与教师针对考核结果进行沟通。对表现突出的教师,适当的给予物质与精神上的激励,例如奖金、奖状等,同时在评先评优、职称晋升、职务升迁等方面还需要与考核结果挂钩。对于表现相对较差的教师,根据严重程度,做出相应的惩处。通过这种方式来调动广大教师的积极性,使他们主动学习,不断提升自身的教研能力;打造一支过硬的教师团队。
2.3不断提升广大学生的工程意识和能力
学生能力的提升,离不开学校以及教师的付出,只要学校高度重视,加大投入,同时教师以身作则,加强教研工作,才能够为学生工程意识与能力的培养提供有利条件。所以,应当注意做好下列几点。
首先,切实加强专业实验室建设。我们知道,对于水利水电工程来说,其特点非常突出:工期相对较长,中间涉及到诸多工种同时施工,与此同时所处的现场环境十分繁琐等,然而,由于受到教学计划的影响,为充分确保教学秩序,课堂教学一般无法实现与实践教学的同步进行,并且学生在校一般是四年时间,但是许多工程项目的时间跨度往往是几年甚至十几年。所以,对于学校来说,非常有必要优化专业,切实加强实验室建设。为专业实验课的顺利进行提供条件,为学生提供理论与实践相结合的平台,为学生开展一系列设计性、综合性实验提供便利,例如,学校可以选择开放实验室或者课后集中实验的运行模式,以进一步提升实验教学质量。
其次,注重专业实习或课程设计。学校应当为学生安排课程实习与设计等方面内容,适当地提高课时比例,为他们提供机会,使他们亲在参与到项目设计之中,使他们在亲身参与的过程中养成良好的工程意识,并能够不断提升自身的实践操作能力。
再次,创设一个良好的实践环境。学校应当加强对学生的校外实践教育,通过自己建立或者与公司合作建立校外实践基地的方式,为培养学生工程能力提供良好的场所,把课题教学拓展至实践之中。这样,利用基地的培训与实践活动,使得广大学生可以将自己在书本中学习到的理论应用到施工之中,上升为自己的实践操作能力,并能够使自己加深对书本知识的理解。然而,现实状况不容乐观,一般的水利工程项目在施工过程中存在很大的不确定性,施工时间相对较长,正是上述一系列因素的影响,再加上学校为了保证学生安全,以及学校经费的制约等等因素,使得基地的实训活动始终无法取得较高的质量。因此,今后需要学校切实加强与施工企业、设计机构以及监理公司等各个相关方的合作交流,适当提高实训课时。
最后,加强毕业实习教学管理。作为整个教学活动的有机内容之一,毕业实习具有非常重要的作用,能够使学生得到锻炼。通常情况下,其主要包括分散与毕业集中实习两种类型。对于前者,某校通常是在大三课程完成以前进行,要求学生利用假期时间,在没有老师现场指导的条件下自己到企事业部门实习,基本上通过他们自己与企事业部门联系,再就是实习过程中通过单位技术人员为他们提供指导,该模式大体上和岗前培训相当,归根结底,学生其实是在进行顶岗实习。所以,他们往往会选择自己喜欢的单位与工作,为此,他们会非常积极主动的投入到工作之中,长期的实践告诉我们,该种模式具有十分不错的效果。然而,其中仍然具有一系列的问题有待于改善,这种模式并无法对学生进行统一管理,学生也无法掌握水利水电工程的整体状况。所以,学校必须还应当将这个方式与集中实习进行结合,以进一步锻炼他们,使他们的实践能力不断提高。
3结语
总之,某校在构建起该培养体系以后,积极实施,严格按照相关制度与规程开展教学,在实践中取得非常不错的成效,所培养出的学生深受各界的好评。
摘 要 专业建设是高等教育教学工作的基础。本文结合专业认证,针对水利水电工程专业发展过程中存在的两个问题,提出了提升本专业建设水平的思路及方法,一是对本专业实验教学条件进行改善,二是对教学文件进行全面整改。并对专业建设的实施内容与过程进行了详细的阐述。本文提升专业建设水平的思路对其他工科专业具有借鉴意义和推广价值。
关键词 专业认证 专业建设 水利水电工程专业
专业建设是高等教育教学工作基础,是提高本科人才培养质量的重要组成部分。①②③专业建设水平又体现了学校的办学理念、办学特色和办学实力。④我国工程教育专业认证始于2006年5月,⑤其目的是保证与提高专业教育质量。工程教育专业认证可以推动专业建设水平的提升,并提升人才培养质量。⑥⑦西安理工大学水利水电工程专业(以下简称水利水电工程专业或本专业)于2013年通过了有效期6年的国家工程教育专业认证。本文根据专业认证前专业建设存在的问题,以此次专业认证为契机,研究提出提升专业建设水平的思路与对策。
1 专业认证以前专业建设的现状与问题
水利水电工程专业起源于1937年成立的西北工学院水利系,至今已有78年的办学历史。本专业拥有结构合理、锐意进取的优秀教学团队,以“培养具有水利水电工程勘测、规划、设计、施工、科研和管理等方面的知识,具备良好的综合素质和创新精神,能在水利水电及相近领域从事规划、设计、施工、监理、科研和管理等方面工作的高级工程技术及管理人才”为培养目标;坚持理论联系实际,注重实践教学环节,高度重视教学改革和课程建设。截至2012年底,本专业教学实验室总面积已达6000余平方米,开设课程实验11门,其中设计性实验30余项,核心专业课程均开设有课程设计教学环节。本专业长期坚持以学生为本,顺应国家水利水电建设事业对于人才培养的新要求,为进一步提高本专业的办学水平不断努力奋斗。
专业认证以前,我们通过与兄弟院校相同专业建设与发展情况的对比分析,发现本专业主要存在以下两个问题:(1)实验室陈旧老化、实验项目不够完备等。(2)教学文件与认证标准不相适应。
2 专业建设的对策与思路
水利水电工程专业于2012年申请国家工程教育专业认证,于2013年参加并顺利通过有效期6年的专业认证。在专业认证前后近3年时间里,我们以此次专业认证为契机,紧密结合本专业的发展实际,以认证标准为准绳,对本专业的实验教学条件和教学文件进行系统、全面的整改和提升,为有力促进本专业的持续改进、有效提高专业的办学水平创造了十分有利的条件,主要思路有:(1)为提升专业实验教学条件,积极实施专业7实验室的更新改造项目。(2)为系统提升专业教学文件的针对性和对认证标准的适应性,扎实推进专业教学文件的全面整改。
3 专业建设的实施内容与过程
针对本专业建设过程中存在的主要问题,依据专业建设的对策与思路,我们对本专业的实验教学条件和教学文件进行全面整改和提升,主要内容有:
3.1 专业认证前,积极实施专业实验室的更新改造项目
2012年9月至2013年9月,经过充分调研和综合分析,我们研究制定了《水利水电工程专业实验室更新改造实施方案》;并制定了《水工实验室改造实施计划》。全部项目于专业认证前按计划圆满实施完成。
专业实验室更新改造的主要内容如下:(1)调整地下洞室结构模型实验室的整体布局,并进行恢复重建;(2)扩充土坝渗流实验室的使用面积;(3)将原压力管道非恒定流实验室进行搬迁后异地重建;(4)在原压力管道非恒定流实验室新建水电站厂房拆装实验室;(5)对水工专业教学模型室中原老旧及残损的教学模型进行全面更换;(6)对本专业全部实验室进行内外环境整治。
3.2 专业认证后,扎实推进专业教学文件的全面整改
专业认证后,针对专业教学文件与认证标准的要求不相适应这一突出问题,从2013年底至2015年4月,我们依据《工程教育认证标准》(2014版),并针对水利类专业认证分委员会在本专业《工程教育认证现场考查报告》中所指出的问题和不足,扎实推进了专业教学文件的全面整改。其中包括:对本专业的培养方案进行全面修订,对专业基础课、专业课及院级选修课的教学大纲进行修订和完善,对部分教学管理文件进行补充和更新。通过上述整改,系统提升了专业教学文件的针对性和对认证标准的适应性。本次教学文件的主要整改情况如下:
(1)专业培养方案修订。相对于现行的2012版培养方案,本次培养方案的主要修订内容如下:
①根据本专业发展实际,并结合认证标准要求,修订了专业培养目标;
②修订完善了专业培养要求(毕业要求),使其能实质覆盖认证通用标准的毕业要求;
③按照认证标准要求,在培养方案中补充了关于学生毕业后5年左右在社会与专业领域预期能够取得的成就描述(毕业生发展预期);
④按照工程教育认证水利类专业《补充标准》关于经济、环境、法律(规)及管理等四类课程设置的基本要求,并结合本专业人才培养的实际需要,对教学计划中的相关课程设置进行了如下调整:(i)将“工程经济学”由原院级选修课调整为必修专业基础课;(ii)取消原“工程合同”、“工程招投标”和“水政与水法”三门院级选修课,将其相关内容整合以后新开设“工程建设法规”课程,并将其设置为必修专业基础课;(iii)将“环境影响评价”和“建设项目管理”两门课程由原院级选修课调整为必修专业课;(iv)将“水利水能规划”课程由原院级选修课调整为必修专业课;(v)新增“特种坝工技术”院级选修课。
(2)专业基础课、专业课及院级选修课教学大纲修订。按照上述新修订的专业培养方案中的专业培养要求(毕业要求),并根据实际教学需要,对专业基础课、专业课及院级选修课的教学大纲进行了修订和完善,使这些课程的教学目的能实质覆盖相应的专业培养要求(毕业要求),并对部分课程教学内容进行了适当更新或调整。
(3)专业教学管理文件修订。在全面总结以往教学管理经验的基础上,按照认证标准的有关要求,主要对下列教学管理文件进行了更新和完善:①水利水电工程专业培养目标达成度的定期评价制度(试行);②水利水电工程专业持续改进的社会评价制度(试行);③水利水电工程专业兼职教师聘任管理暂行规定。
4 结语
专业建设水平可以反映出一所学校的办学理念、办学特色和办学实力。如何提高专业建设水平,采取什么样的对策与思路,是值得不断探索与研究的课题。我校水利水电工程专业以2013年国家工程教育专业认证为契机,在专业认证前后三年时间里,通过与兄弟院校专业建设情况对比分析,对本专业实验室进行了更新改造,在提升本专业教学条件的同时,还为本专业获得6年有效的优秀认证结果创造了十分有利的客观条件,并为有效提高本专业课程实验的教学质量和教学水平奠定了坚实的基础。通过对本专业教学文件的全面整改,系统提升了专业教学文件的针对性和对认证标准的适应性,进一步提升了本专业的建设水平。本文提出的提升专业建设水平的思路及方法,在工科类专业建设中具有借鉴和推广价值。
【摘要】水利水电工程专业认识实习是实践教学中的一个重要环节,是学生进入专业学习前的第一次专业教育,对学生后续专业课的学习及今后的职业发展有着非常重要的影响。本文针对专业认识实习实践教学中存在的问题,应从实习准备、实习计划安排、学生管理、实习反馈等多个方面加以改进,并结合实践经验进行了分析与总结。
【关键词】水利水电工程,认识实习,实践教学
1 引言
实践教学环节对于大学生全面掌握和深入融会知识、培养思维和创新能力有着至关重要的作用。水利水电工程专业人才培养方案中实践教学的一个重要方面就是实习,实习一般包括认识实习、地质实习、毕业实习等。其中认识实习是水利水电工程专业人才培养方案和教学计划中的重要组成部分,它为实现专业培养目标起着重要作用。
因此,依托先进的典型水利水电工程,通过现场的实践教学,可以让学生了解当前党和国家对水利水电工程建设的方针、政策,加强学生专业素质的培养;增加学生对水利水电工程专业的现状、发展动态、本专业所涉及的各个领域有一个比较全面的感性认识;培养学生理论联系实际和实事求是的作风。学生通过现场实践、听取报告和实地调查,学习水利水电建设技术人员的优良品质,能够进一步培养学生热爱专业、献身水利水电建设事业的志向;在专业理论知识的基础上,通过实践巩固并扩大知识面,为进一步学习专业课、进行课程设计及毕业设计打下实践基础;激励学生逐步树立正确的专业思想,明确专业学习的目的,立志为我国社会主义水利水电建设事业努力奋斗。
2 认识实习存在的主要问题
2.1实习基地建设困难
根据认识实习的目的和要求,水利水电工程专业认识实习单位一般为已建成的大中型水利枢纽管理单位。一般来说,认识实习要深入电站厂房、枢纽控制等生产和管理的重要部位,出于安全生产及管理方面的考虑,实习单位不愿意接受实习学生。另一方面,实习基地作为认知实习开展的场所,如何妥善解决众多学生的学习与生活问题,其实习基地的地理位置与基础条件就显得至关重要。再者若交通不便利,路况不好,学生安全问题也是要考虑的一个方面。
2.2 实践教学的重视不够
学校对实践教学的重视程度不够,使得教师的主导作用、学生的主体作用没有得到充分发挥;实习准备工作不充分,实习效率较低,不少学生走马观花,未能深入实际认真学习;学校对实习的重要性认识不足,甚至于提出是否取消认识实习的问题,严重干扰和影响了教学效果。
2.3 实习经费不足
随着经济社会的发展,实习经费不足成为水利水电工程专业认识实习所面临的主要问题之一,尤其是民办学校,其实习费用全部是学生自己承担,若收的费用过高则学生就不会进行认识实习了。由于大中型水利枢纽多位于山区,远离学校,实习交通费用占了整个实习经费的较大部分。
2.4 学生管理问题
近几年来,在国家大力发展基础设施建设及优先开发清洁高效能源等一系列相关政策的影响下,国内相关高校水利水电工程专业招生人数逐年增加。学生人数的增加,必然带来实习管理、安排的压力,也在一定程度上影响了实习单位的正常生产与管理。认知实习属于校外实践教学环节,实习期间带队教师既要充当授业解惑的教师角色,也要充当学生纪律与生活起居的管理者。由于认知实习带队老师通常由专业课教研室教师组成,对于基础班的学生来说相对比较陌生,且人数众多,在管理工作过程中存在诸多问题,需要采用必要的应对措施加以解决,确保实习学习期间的学生学习与生活安全。
3改革措施
3.1 建立稳定的实习基地
学生认识实习需要一定的空间、场所和条件,实习基地的选择对于水利水电工程专业认识实习至关重要。选择实习基地既要考虑实习单位的水工建筑物具有一定的代表性,能满足水利水电工程专业后续课程学习的需要,又要考虑学生的吃、住、行及实习单位管理的方便。建立稳定的实习基地对提高水利水电工程专业认识实习效果非常有必要。近年来我校与中国长江三峡集团公司培训中心合作,在长江三峡水利枢纽、葛洲坝水利枢纽等地方建立了实训基地。
3.2 制定认识实习教学方案
建立完整的实践教学体系,是培养大学生创新能力的首要保证。在进行认识实习前,制定好认识实习的任务书、指导书,并在进行认识实习前下发到学生手中,让学生充分熟悉认识实习的相关内容。任务书包括认识实习内容、实习任务、时间安排、认识实习成果、实习成绩评定等;指导书包括认识实习目的、实习基本要求、实习具体内容、实习组织纪律、认识实习内容工程情况介绍等。
3.3 学生实习动员
实习动员是实习教学开始前必不可少的一个环节。一方面,要加强学生对水利水电工程专业认识实习的必要性、重要性的认识,另一方面,向学生说明实习的具体安排、讲清实际困难。为保证认识实习的顺利进行以及学生在实习过程中的安全,让学生签订认识实习安全责任书以及承诺书,让学生充分认识到认识过程中可能会产生突发性及一些风险性事件,做到事前预防,完成安全实习的目标。认真做好实习动员,可有效解决学生多带队老师少、实习环节存在安全隐患等一系列问题。另外,学生实习前一定要为学生购买意外伤害保险。
3.4 加强各方面的管理
在认识实习的教学工作中,应严格把关,加强对各个环节的管理。每次实践教学之前,应由本专业的领导进行总动员,安排有实践经验的教师和负责学生管理的辅导员带队和指导,实行带队教师负责制。要求带队和指导教师认真负责,注意充分发挥党员、团员和班干部的模范带头作用,调动学生的学习积极性和主动性,把实习工作做好、做细。
实习过程中注意培养学生思考能力、创新能力、动手能力、观察能力。事实上,学生对实际工程的认识是一个循序渐进和不断积累的过程,在不同的阶段,学生所具备的专业基础和专业知识的程度不同,其实习的收获有所不同。实习过程中多引导学生注意观察,学会思考,提醒学生完成实习规定的实习日记、实习报告,实习体会等资料。
3.5 实习后反馈
实习结束后,督促学生尽快完成实习报告、实习心得体会、实习建议意见。创新考核办法,重视实习过程和效果,充分考虑实习前准备、实习中表现和实习后报告情况(如实习前的专业知识预习和准备工作;实习中的出勤、组织纪律、团队精神、吃苦耐劳、奉献精神等;实习的综合表现、报告撰写、心得体会、建议意见等),给出实习成绩和学分。召开实结会议,根据实习中出现的问题,总结经验教训,查找原因,根据学生和老师对实习单位建议的汇总,可根据情况适时向实习单位反馈。
4 结语
水利水电工程专业认识实习是全面贯彻“素质教育”和“教书育人”的重要内容。它是实践教学中的一个重要环节,是学生进入专业学习前的第一次专业教育,对学生后续专业课的学习及今后的职业发展有着非常重要的影响。其作为培养高层次应用型水利水电专业技术人才的重要保障,理应受到关注和重视,加强水利水电工程专业认识实习教学改革是社会发展和人才培养的必然要求,因此要进一步增强认识实习实践教学环节在人才培养中的重要作用。
【摘要】教学实践基地是学生进行实习活动的重要场所,加强实践基地建设对于培养水利水电工程专业学生的实践能力和创新精神以及锻炼教师的实践能力,培养“双师型”教师有着重要的作用。本文介绍了在新的就业形势下,云南经济管理学院校内、外实践基地的建设情况,并提出了实践基地建设存在的若干问题与思考。
【关键词】水利水电工程 实践基地 建设
随着现代水利水电工程对施工队伍素质要求的提高,也要求培养出大量的水利水电工程建设事业所需要的“宽基础、高素质、强能力”的实用型人才。针对自身实际和发展的需要,我院提出建设培养水利水电工程一线技术人才实践基地,为切实提高学生的实践动手能力和创新精神,我们在教学过程中,加大实践教学的力度,配合专业理论教学,适时组织实践教学活动。经过几年的实践,在水利水电工程专业实践基地的建设方面积累了一定的经验。
一、校内、校外教学实践基地基本情况
遵循教学、科研、生产相结合的原则,建立双方“平等、互利、互信”的合作关系,不强求企业的规模和接待学生数量问题,本着只要能安排实习活动,实习质量有保证,就是我们实践基地的原则。
校内实训基地主要功能是实现课堂无法完成的技能操作,有目的、有计划、有组织地进行系统、规范、模拟实际岗位群的基本技能操作训练。校内实训基地的建设原则:尽可能贴近生产、技术、管理、服务第一线,努力体现真实的职业环境,让学生在一个真实的职业环境下按照未来专业岗位群对基本技术技能的要求,得到实际操作训练和综合素质的培养;紧跟时展前沿的综合性生产训练项目,体现新技术、新工艺,瞄准实际操作人才缺乏的高技术含量和新技术行业的职业岗位,在技术要求上要具有专业领域的先进性。使学生在实训过程中,学到和掌握本专业领域先进的技术路线、工艺路线和技术实际应用的本领;使投入具有前瞻性、持久性;在环境和总体设计上要具有社会开放性。不仅可以为校内学生提供基本技能实训场所,而且能承担各级各类职业技能的培训任务,为社会提供多方位服务,成为对外交流的窗口和对外服务的基地;充分利用有限资源,最大限度地节约资金,尽可能使所建设的实训基地适用性强,能进行多学科的综合实训,相关专业尽可能通用。我们十分重视校内实训基地建设,经过对行业、企业广泛的调查和研究,在专业建设指导委员会的指导下,初步建立了具有一定特色的、较为先进的、完善的实践教学基地。现有工程制图、工程测绘、工程力学、建筑材料、土力学、工程地质、现场施工、工程造价等实训室。
建立校外实训基地,对学生直接参加生产和实际工作进行现场培训。相对稳定、产学结合、合作办学以及“不求所有,但求所用”是校外实训基地建设的基本原则。我院先后与云南建工水利水电建设有限公司、长江三峡水利枢纽工程公司、中国水电十四工程有限公司曲靖分公司、中国水电十四工程局路桥市政分公司、中铁五局集团有限公司、云南水利水电有限公司第一分公司等企事业单位达成协议,建立教学实践基地,可以满足学生实训要求。
二、充分利用校外教学实践基地资源
充分利用校外教学实践基地资源,为学生的专业认识实习、课程实习、顶岗实习以及毕业实习等实践教学环节拓宽平台。每届新生入校以后,都要结合专业教育安排一次在教学实践基地进行的参观学习,通过参观学习使新同学对自己的专业有了初步的感性认识,同时也激发了学习的兴趣和热情,为今后的学习打下了良好的基础。作为工科专业,学生的顶岗实习和毕业实习占有非常重要的地位,我院紧紧依靠校外教学实践基地,将学生分组安排到具体的工作岗位上,在专业老师和现场技术人员的指导下参与具体的工作,使学生真正的做到理论联系实际,有效的提高了学生用理论知识来分析和解决实际问题的能力。
在为期6个月的顶岗实习及毕业实习中,为了提高毕业生的实习质量,满足学生毕业后从事不同具体岗位的要求,根据学生不同具体情况,允许有条件的学生自己联系实习单位。院上安排专门实习指导教师,对这些实习单位的教学条件、带教老师情况等进行把关,制订详细的成绩量化考评标准,提出注意事项和实习期间必须完成的工作。由学生所在的实习单位及其本人根据具体实习岗位提出详实、规范和科学的实纲。在实习过程中,定期通过网络、电话、邮件等通讯方式保持联系,对实习学生进行指导、督促和检查。
三、实践基地建设存在的问题
1、实践教学的广度和深度不够。尽管已有实践基地,但由于水利水电工程具有工期长、施工内容多的特点,学生学习期间在工程现场实践的时间又很有限。同时由于在校学生的教学进度的有序性,实践基地工程进展和在校学生教学内容的进度往往不能同步,这样还不能完全满足教学需要。
2、学生开放实习质量问题。开放实习学生自主联系实习单位,结合实际工程完成毕业设计或论文,是集中实习和毕业设计的有益补充。尽管采取了许多措施,但在相对时间较短的过程中和没有实际经验的情况下,这种边工作边做论文的真题真做,在时间、质量、工作上必然存在矛盾,如何有效监控其实习、论文质量,又不影响工作,还需深入研究。
3、没有充分利用好校外实践基地的资源培养年轻的骨干教师。很多年轻教师都是从学校到学校,同时由于专业教师少、教学工作任务重、面临学历提高和职称晋升等问题,很难有时间到实际工地锻炼,缺乏必要的实践训练环节,没有实践经验,对实际工程不了解,在一定程度上很难担负起培养创新人才的重任。
四、实践基地建设的思考
1、不断调整教学培养目标,适宜工程发展需要,尽量做到教学进度和不同实践基地工程进展相结合,真正做到学到哪里,看到哪里,用到哪里。
2、对于实践基地应统一管理,政策支持,逐年增大投资力度。组织由学院主管领导牵头、由院主管领导负责落实实习,共抓基地的建设和管理。对实习基地建设给予政策的支持和资金的保证,统一制作实习基地横匾并举行隆重的授牌仪式,定期表彰实习基地建设和管理的先进集体和个人。
3、应加强与实践基地的沟通和交流,合理的实现资源互补。一方面利用实践基地丰富的实践经验和技术、硬件资源,积极展开实验教学改革和实验项目的开放,加强年轻教师的培养。学院应制订年轻教师的培养计划,定期或不定期地派年轻教师到相关的教学实习基地锻炼,参与企业的生产和管理,以强化他们的工程意识,积累更多的生产实践经验,为培养高素质的创新人才和“双师型”教师打下坚实的基础;另一方面利用学院的技术和人才优势、教学和科研理论水平以及系统科学的知识体系为实习基地的人员进行一些进修、技术咨询、技术培训(和技术指导)、技术革新和科研合作等工作提高企业的生产力,实现校企双赢。
4、利用一切可能的机会,采取请进来与走出去相结合的办法,举行形式多样的校企联谊活动,加大对学校的宣传力度,优先推荐优秀毕业生到合作企业工作,扩大学校的影响。
摘要:针对本科专业人才为工程师培养目标的定位进行了分析,根据工程师规格要求,构建了实现工程师培养目标的四大教学体系。提出了通专并重,强化工程实践,以工程素质能力培养为主线,建设三个专业实践平台,按三个层次,实现七个方面的专业实践能力,优化四教学体系资源分配,合理按排体系结构,以达全面协调发展。
关键词:培养目标;工程师规格;工程实践;四教学体系
随着我国经济建设和科学技术的高速发展,我国高等教育也由计划经济下的精英教育发展为市场经济下的大众教育和具有国际化视野的教育。工科教育作为高等教育的主题,目前从院校设置上看已达1 000余所,占本科高校总数的90%,其中应用性本科专业也超过50%。研究工科专业本科人才培养是高等教育改革发展的需要。
一、高等工科专业人才培养目标的定位
(一)我国现代化经济建设对水利工程师的需求
水利工程有水利行政主管单位、设计、施工、运行管理、科研、监理、勘测等部门,各部门都有各自的岗位要求。本科工程教育是完成工程师教育的重要途径。从水利行业本科毕业生就业岗位分析,10%左右考研究生;80%左右去生产施工单位,大部分为央企、省企的工程局、工程公司,少部分为民企的工程公司;其余10%左右为设计、行政主管部门、科研等单位。绝大部分为生产施工的第一线,从事具体的施工技术、管理、测量、检测试验、设计、工程预决算等工作。
(二)我国高等工程教育发展的要求
我国高等工程教育形成了研究生教育、本科教育、高职高专教育等不同层次,分别承担着各类工程师的培养任务。高职高专具有职业性、技能性、实践性,承担着培养助理工程师的任务。研究性本科教育为培养生产施工工程师和设计工程师,应用性本科教育以培养生产施工工程师为主。博士研究生教育以培养研发工程师为主,硕士研究生教育以设计工程师为主。在确定培养目标时还应充分考虑学校的定位,以及学科专业本身的定位层次,如应用型、研究型、拔尖人才培养型等。
二、水利工程师岗位的要求
具有从事水利相关岗位所需的数学、力学等自然科学、经济管理及一定的人文科学知识;掌握扎实的水利专业工程基础知识、工程技术和基础理论知识,了解本专业的技术规范、新材料和本专业的发展趋势,熟悉了解本专业领域的技术标准、政策法规等;具有分析和解决实际工程问题的能力、工程项目的设计和生产运行、施工中的设计、运行、管理、维护的能力、工程组织管理的能力;具有较强的环境适应、信息获取、计算机应用、知识更新和终身学习的能力;应具有良好的职业道德、科学的思维方法、丰富的人文科学素养、健康的身体心理素养、较强的创新意识和一定的国际视野。
三、以水利工程师为培养目标的教学体系
(一)理论教学体系
1.通识教育课程体系。通识教育是非专业性、非职业性教育。它的教学课程内容分为必修和选修两部分,前者为基本的通识教育要求课程。包括政治思想、外语、军体、数学、物理、计算机类等。后者包括人文、社会科学、自然科学、工程技术类课程,如工程概论、统计原理、工程与法律、工程与美学、工程与环境、工程与安全、工程理论、工程实践与科技创新、创新思维与现代设计等类课程。
2.专业教育课程体系。专业教育是专业性、职业性的教育,其宗旨是培养学生具有在水利学科专业领域内的专业知识、专业能力和专业素质。专业教育课程分为必修课和选修课。必修课分为专业理论基础类课程和本专业方向的专业核心课程。基础类课程包括工程制图工程测量、工程建筑材料、工程地质、理论力学、材料力学、结构力学、土力学、水力学、钢筋混凝土、工程经济等。专业核心课程包括:水工建筑物、水电站、水利工程施工、水利水电工程规划。选修课程以个性发展、兴趣爱好、拓宽学科专业、就业方向等设置选修课程模块,设置工程设计类,施工技术管理类、研究类、特色类等。
(二)实践教学体系
实践教学体系由通识实践和专业实践构成。通识实践是培养一般能力素养的重要环节、是专业实践的基础。包括所有通识课程的实验、上机、军体训练、两课实践等。专业实践可从基本能力、综合能力、工程实践与创新能力三个层次来设立三个实践平台:单项实践平台、综合实践平台、创新实践平台。单项实践平台:以单项工程项目的要求为目标,安排各课程的实验、实习。如土力学、水力学、建筑材料、测量实习、工程地质实习、工程制图上机实践。综合实践平台:以工程项目的综合性为目标,以实际工程案例为依托,打破以单项课程为依托的课程设计或实习的做法,转变为按工程的综合性技术应用来建立综合实践内容。安排以专业核心课程内容为题目,包括3门以上课程内容训练的3种类型:水工综合设计、认识与生产综合实习、毕业设计。创新研究实践平台:以实验课项目研究和自主实验项目研究为主、结合包括实验室开放、实验室基金、创新创业项目、学科竞赛项目等。
(三)素质教育体系
以课程教学和实践教学为载体,与通识教育、专业教育、创业创新教育相融合。素质教育面向全体,分为必修和选修,根据个人特长、兴趣、爱好、发展选修某些活动。必修主要为社会实践,社会调查、社会公益活动及自主学习。选修主要为文体活动、社团活动,校园文化、社会工作等。
(四)创新创业教育体系
创新创业教育是素质教育的深化,它是以提高学生的综合素质为目标,以课程教育学和实践教学为载体,培养学生的创新意识、创新思维、创新精神。课程教学包括通识类课程和专业类课程,如创业创新基础、工程创新、职业生涯等,实践教学包括通识类实践和专业实践,将创新创业教育的课程教学学分和实践教学学分纳入教学计划中。
四、优化教学体系结构
(一)优化四体系资源分配,实现教学系统化
对四教学体系间的比例关系进行安排。四年的课程总学时不宜超过2 400~2 600学时,周学时不宜超过24~26学时,理论课程教学每18~20学时为1.0学分,实践教学每周为1.0学分,实践教学周数不低于35~40周。实践教学所占总教学周数、总学时或总学分的比例不宜低于25~30%。四教学体系间的比例大致如下;理论教学占60%左右。其中通识教学课占30%左右,专业教学课占30%左右。实践教学占30%左右,素质教育占5%左右,创业创新教育占5%左右。必修课占70~80%左右,选修课占20~30%左右。
(二)以工程素质能力培养为主线,强化工程实践
改变原老三段各自独立的教学进程模式,将通识教育与专业教育互为融合,互为补充、渗透、衔接,使工程教育的理念渗透到所有的教学环节和课程中。从入学开始就进入工程的教育,以工程为大背景,从感知认知入手,利用信息技术手段,工程概论课、工程认识实习、专业教育等对学生进行工程启蒙、工程认识、工程意识的教育。接着配合通识类课程的学习进行工程师工程素质的教育,开设通识类选修课和工程师素质能力系列知识讲座贯穿始终。在专业基础类课程和单项实践教学平台中,以工程为背景结合工程案例进行工程教育;同时工程教育与实践训练结合进行专业技能的实践和训练;建筑材料的实验技能、工程质量控制技能,工程地形测量、工程施工测量技能,工程地质勘查和地质报告评价技能,工程绘图识图、计算机制图的技能,计算机制图贯穿于实践教学3个平台训练中。在专业核心课程和综合实践平台教学结合中,按典型工程组织教学和实践训练,顶岗参加工程施工过程,各分项分部工程,工种、工序、实际测量、检测质量控制、施工组织管理等综合性实践训练。水工综合设计,毕业设计、创业创新实践与生产综合实习有机配合,都以实际工程为载体,按实际工程的要求为标准进行。
要使得工程实践在时间、内容、措施、考核、指导、实践教学条件建设等方面加以保证,使其强化得以落实。
摘 要 工程实践教学是达成水利水电工程专业高等人才培养目标的重要环节。然而由于企业体制及高校培养规模变化等问题导致目前我国水利水电专业高等教育工程实践教学效果不够理想,难以达到创新型、应用型人才培养目标。本文在总结现阶段我国水利水电工程专业本科教育工程实习教学环节存在问题的基础上,对实践教学环节中的认识实习、生产实习、毕业实习提出了结合学校地域优势的工程实习改革及具体实施方案,为提高水利水电工程专业人才培养质量提供借鉴。
关键词 水利水电工程 工程实习 改革
0 概述
在2009年底哥本哈根世界气候大会上,中国政府做出庄重承诺:到2020年单位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费比重达到15%。①水电作为目前可再生和非化石能源中资源最丰富、技术最成熟、最经济、电网吸纳最现实的可再生清洁能源,在改善电力结构、减少温室气体排放、应对全球气候变化等方面有着不可替代的作用。②③通过30年大规模的建设,金沙江、雅砻江、大渡河、乌江、南盘江、红水河、澜沧江、黄河上游的水电开发得以迅速发展,目前全国水电总装机已突破2亿kW,2015年水电装机容量计划达到3亿kW。尽管如此,水电在整个能源中所占的比重目前仅为14%,因此在可预期的未来,水电建设将迎来一个新的发展黄金期。为此,必须大力发展和提高水利水电工程专业人才规模和目标才能顺应我国水电发展的要求。在水利水电工程专业的人才培养中提高人才的工程应用能力和创新能力是当前形势的核心培养目标,因此该专业的实践教学环节是人才培养质量的关键环节。然而,由于我国高等教育扩大招生及经济体制改革等原因造成了目前水利水电工程专业工程实习教学存在认识实习“走马观花”、生产实践实习“雾里看花”、毕业实习“难上加难”等问题。④⑤⑥
1 水利水电工程专业工程实习现状
作为水利水电工程这样与生产实际密切结合的工学学科,实践教学的效果和质量直接关系着人才培养质量,关系到学生毕业后进入工作单位是否能够实现无缝对接,直接胜任实际生产和工作任务。然而近些年国内高校在水利水电工程专业的实践教学环节上却出现了与培养目标相差甚远的问题,国内众多教育学者,针对此问题进行了详细分析和研究,⑦⑧⑨总结起来可归纳为以下几个方面:(1)实践性不强,不利于创新能力培养。水利水电工程专业实习教学环节包括认识实习、生产实习和毕业实习。认识实习以使学生建立对水利工程的感性认识,增强工程概念为目的;生产实习以培养学生的专业素质和实际动手能力为基础;毕业实习是使学生能结合已学专业知识和毕业设计任务,将理论在实践中得到运用,培养学生的独立工作能力和解决工程实际问题的能力。然而,目前水利水电工程专业的实习受实习场地、生产安全及相关管理制度等制约,无论是认识实习、生产实习还是毕业实习都只流于形式,实践性和创新性不强。(2)实习经费不足、时间不足、指导不足,影响实习质量。由于高校招生人数的增加,加之大中型水利枢纽多位于山区,远离学校,实习成本偏高,导致实习经费不足成为了水利水电工程专业实习教学项目所面临的主要问题之一。(3)实习场所联系困难,实习基地建设不足。在目前市场经济的模式下,企业不再具有计划经济体制下支持大学办学的传统义务,出于经济利益、安全生产及管理方面的考虑,实习单位不愿意接受学生实习,造成实习单位联系困难。(4)安全责任制,影响了实习项目的开展和实地单位的能动性。按照学校要求,在学生实习过程中,指导老师不仅负责联系协调,而且还要负责安全。在学生人数多,指导老师少的局面下,安全责任全部落在指导老师身上,使得指导老师的任务不再是传授知识,而是当好安全员、协调员和保姆。这种要求的错位,不仅是教师负不起的责任,而且限制了教师能动性的发挥和实习内容的拓展,降低了实习教学效果。针对目前水利水电工程专业实习教学环节的重要性和存在的问题,展开对该专业工程实习教学方式的改革势在必行。
2 结合地域优势的水利水电工程专业工程实习改革
结合地域优势水利水电专业工程实习改革是针对该专业认识实习、生产实习及毕业实习的不同要求和目标,结合学校周边水利水电工程相关单位进行整体和局部,参观和参与,动眼和动手相结合的实习模式。
2.1 认识实习改革
认识实习是让学生通过实习,对水利水电工程专业的专业内容、发展动态、所涉及的工程领域有一个比较全面的感性认识,提高学生对专业学习的兴趣,为后续专业课的学习和今后职业的发展奠定基础。根据认识实习的目标,认识实习中学生主要是以动眼和动脑为主,教学的重点主要是促进学生对于专业内容的认识和了解,激发学生对于专业学习的主动性和创造性,因此,认识实习主要以水利水电工程参观及网络媒体资料收集形式进行。参观的水利水电工程主要选择学校周边典型水利工程,这样不但可以大大缩减实习成本,也便于实习过程中安全管理。同时利用网络资源,让学生在网络上收集国内外水利水电工程资料,进行整理分类,并在实习过程中与实际工程做对比分析,充分调动学生在实习过程中的主观能动性。
以三峡大学为例,由于学校位于水利水电工程丰富的湖北省宜昌市,其周边既有诸如三峡、葛洲坝这类巨型水利水电工程,也有如西北口、香客岩等小型水利水电工程。结合三峡大学的地域优势,水利水电工程专业认识实习,主要选定不同特点的典型工程进行,例如三峡-葛洲坝大型梯级水电工程,渔洋河流域不同坝型和水电站类型的水电工程。由于认识实习以拓宽眼界为主,因此参观的工程较多,如果学生全部集中进行,势必会造成实习管理困难、安全责任大、实习效果差等问题。因此,认识实习将学生按工程一次容纳量进行分组,然后在各实习工程之间以循环的形式进行(图1)。实习的内容主要是以学生了解水利工程的任务、主要类型、组成建筑物及各个组成建筑物的作用。学生在实习前通过网络资源和图书馆资源收集相关工程资料并整理实习提纲,同时签署安全承诺书。教师在指导认识实习时主要以介绍、讲解和启发为主。实习成果由学生根据自己的实习经历完成实习报告,并以5~6人组成实习小组,进行实习成果整理的汇报展示,这样既培养了学生独立思考和总结的能力,同时也培养了相互合作和协调的能力,更好地达到认识实习的效果。
2.2 生产实习改革
图2 生产实习流程图
水利水工程生产实习是使学生结合已学专业知识对水利工程设计与施工等关键环节及步骤有清晰的概念和理解。鉴于目前生产实习安全责任大,实习单位管理困难而造成生产实习难于顺利开展的原因,拟对水利水电工程生产实习进行如下改革:(1)生产实习采用“总了解”―“详任务”的模式在学校周边水利水电设计院或施工单位进行,也即首先由老师统一带队进入设计院和施工单位进行工程设计流程及施工流程的了解,主要以视频讲解、实地参观及工程师现场讲解的形式进行;其次对学生以10人左右的规模进行分组,建立实习小组与实习单位具体科室的联系,实习科室给学生分配安全风险较低且学生易于完成具体任务,例如图纸绘制、简单计算、工程设计等,并限期完成;学生接受实习单位的实习任务后,可将任务带回学校完成,并定期相实习单位汇报任务完成情况及问题交流。(2)生产实习过程实行校内校外共同指导制度,每个小组分别由校外实习单位一名工程师和校内一名专业教师共同指导,校外导师负责实习任务的分配和成果的评定,并给出成果成绩;校内导师负责任务的完成及其完成过程中的技术指导,并给出实习过程成绩。校外导师和校内导师明确的责权关系,更有助于生产实习完成的质量。(3)生产实习成绩评定由实习过程成绩和实习成果成绩两部分组成,并分别由校外导师和校内导师分别给定。(4)实习过程中充分利用互联网为载体,进行与工程现场和实习单位的实时沟通和联络,掌握设计或者施工工程的最新动态,有利于实习任务的有效完成。生产实习流程图见图2。
2.3 毕业实习改革
毕业实习是使学生能结合已学专业知识和毕业设计任务,将理论在实践中得到运用,培养学生的独立工作能力和解决工程中实际问题的能力。针对目前水利水电工程专业毕业实习普遍存在参与少、讨论少、接触少、实践性不强等问题,建议毕业实习采用分散实习的模式就近在学校周边的水利水电企业单位进行。首先学校与相关实习单位建立稳定的企校联合实习基地,明确学校与实习单位对应的责权利,进行制度化和常态化管理;其次学校将学生分散到不同的实习基地,实习基地再将学生分配到各生产单位及责任人。毕业实习前学生签署安全承诺书,确保实习期间遵守实习单位的规章制度,服从实习单位的管理。实习结束后由实习导师给出实习鉴定及实习成绩,实习鉴定作为重要毕业条件归入学生档案,同时学生返校后以答辩的形式进行毕业实习成果汇报。实习单位可根据学生实习期间的表现选定优秀者在实习单位开展毕业设计工作,学校为实习单位实习导师计算工作量,提供指导经费。这样,不但调动了学生参与实践的积极性和主动性,也调动了工程单位实习导师的积极性。
3 结束语
水利水电工程专业工程实习是提高大学生实践操作能力的重要内容,同时也是实现大学生高质量就业的客观要求。目前由于教学管理体制、企业管理体制等原因造成了我国水利水电工程专业高等教育中的工程实习环节较为薄弱,教学效果不够理想。针对存在的问题,结合高校所在地水利水电工程的地域优势,本文提出了水利水电工程专业认识实习、生产实习及毕业实习改革的具体实施方法,对水利水电工程专业学生实践能力和创新能力的培养具有较强的指导意义,可为我国水利水电工程专业的人才培养提供借鉴。
摘要:实验教学是理论教学的延伸和补充,是整个课程体系中不可缺少的一部分。结合我校水利水电工程专业发展需求和专业特点,从实验条件、实验教学体系和内容、实验教学方法、实验教学队伍及管理质量等方面进行改革和优化,研究提出一种实验教学创新模式,提高学生的综合素质。
关键词:实验教学;模式;水利水电工程;改革和优化
随着我国高等教育由精英教育转为大众教育,高校的招生人数突飞猛进。高校扩招的同时,高校教育资源特别是价格高昂的实验设备没有得到相应的发展。导致在实际的实验教学中,由于实验设备质量、数量存在较大缺口,受实验时间、空间、条件等限制,有些实验无法进行,高校教学中实践环节的缺乏已成为突出问题,而实验教学在培养学生综合素质和能力方面具有其他教学环节不可替代的作用。面对这种形势,结合我校水利水电工程专业发展需求和专业特点,研究提出一种实验教学创新模式,对实验教学活动中的计划、大纲、教材、教师、学生、仪器设备、场地、时间等因素进行综合优化设计和组合,从而形成相对稳定的内在组织结构及程序和方法的有效教学形式,具体包括实验条件、实验教学体系和内容、实验教学方法、实验教学队伍和实验教学质量管理等内容。
一、整合资源,改善实验条件
1.硬件环境改善。充分利用学校已有资源,在水力学实验室、土力学实验室、材料力学实验室的基础上,水利水电工程专业建有水工模型实验室、工程水文实验室、工程测量实验室。水工模型实验室有典型水利枢纽模型、水电站模型等,能够模拟实际的水电工程运行过程,有利于学生建立工程的总体概念,已经成为相关专业课程教学的重要组成部分。工程水文实验室主要为学生观测水文要素提供条件。工程测量实验室通过建立水电工程测量实习场地,更新补充测量设备,可以满足水利水电工程专业和相关专业的工程测量实验。通过近几年的实验室建设,水利水电工程专业可增加学生的实验项目,但是创新性实验项目开设条件仍需加强。
2.软件环境改善。软件环境包括专业实验教学素材库和虚拟的数字化实验平台。专业实验教学素材库中有收集整理的水利水电工程现场图片、影像资料、实验教学资料等,可为实验教学提供资料,同时可为理论教学提供丰富的支撑。水工虚拟实验平台主要是结合计算机技术和多媒体技术创建虚拟的数字化实验平台。将水利工程枢纽中的典型建筑物制作成系列化的数字模型,将水利枢纽主体工程的施工过程数字化,并在教学过程中不断补充和完善。数字化实验平台可以开展演示性、验证性和设计性实验,带给学生和教师以全新的视角认识和感知水利水电工程,同时数字化平台的建设和完善过程可为教师和学生提供很好的实践机会,有助于创新能力的培养。
二、优化实验教学体系和内容
1.优化实验实践教学体系。水利水电工程专业实验教学环节包括课带实验和独立实验,实验类别设有演示性、验证性、综合性和设计性。实验教学内容改革的目的是变革和系统化实验内容,从实用化和工程系统化的视角,将实验内容分层次,强调不同实验项目之间的传承与联系,强调对学生实践兴趣、实验方法与技能的引导。采取“431”研究方法,即通过调查分析影响人才培养模式的“四类对象”(高校、用人单位、生源和毕业生),研究与探索“三类问题”(水利水电工程专业实验实践教学体系、实验实践教学资源与平台建设和实验实践教学运行机制),提出“一个”适应目前我国社会经济和水电能源开发利用状况且凸显我校办学特色的水利水电工程专业实验实践教学体系,如图1所示。
2.优化实验课程内容。遵循“科学性、发展性、创新性”原则,改造传统项目,更新内容,适当增设一些综合性、设计性实验项目,实现教学内容的现代化、层次化和系列化,使其与现代科学技术发展相适应,与生产和工程技术实际相衔接。①实验课程内容包括基础性实验、专业性实验和创新性实验。(1)通过基础实验教学,掌握水利水电工程的基本技能,包括工程测绘、计算机CAD制图和基本编程、地质基本勘察、工程力学(土力学、水力学、结构力学、建筑材料等)等基本实验操作和参数测试。(2)通过专业实验教学,掌握较为全面的水利水电工程专业技能,包含工程规划、水工建筑物和水电站设计、工程概预算、工程施工设计和管理等。(3)通过创新型和产学研结合的实验教学,了解水电工程建设的前沿动态,参与大学生创新实践活动和相关科研项目研究等,培养学生一定的工程实践创新和解决实际问题的能力。②按学科相近和实验内容的内在联系综合优化实验课,重新设计和编制实验教学大纲,更加合理地配置资源,提高实验教学资源的利用率。如考虑工程水文学和水利水能规划课程的相关性和其在整个课程体系中的作用,在这两门课程结束之后开设工程水文学课程设计,便于学生系统地理解和掌握水文计算和水利计算内容,理解其在整个课程体系中甚至在水利工程建设中的地位。
三、改革实验教学方法
1.应用先进信息技术。在实验教学中应用多媒体教学、仿真技术、计算机网络教学等手段。开设水工模拟实验、水库调度实验、水利工程施工模拟实验等,学生的实验热情广泛提高,同时提高了教学质量和效率。
2.转变实验教学思路。①在实验教学中实现了从“以教师为主”到“以学生为主”的转变。针对设计性和综合性实验,鼓励学生自己设计内容,实验室提供设备、场景,让学生在自己设计的实验项目中探索知识的运用效果,体会知识如何转化为能力,增强学生的学习动力。②按照“引企入校、专业进企、双向嵌入”的模式,逐步建立“合作育人、人才共享、技术共享、成果共享”的实验实践教学合作机制,组织并指导学生广泛参与水利水电工程创新实践活动,培养学生的创新能力和动手能力。
3.改革实验教学方式。通过设置问题和引导,充实和延伸课堂内容,提高学生能力。通过开设多个实验项目,供学生选择,满足学生不同兴趣的要求。
四、提高实验教学队伍及管理质量
1.实验教学队伍。①提高教师业务素质。目前水利水电工程专业教师10人,其中副教授4人,博士4人,在读博士3人。依托“水利水电工程校级特色专业”、校级精品课程和校级重点课程,成立3个课程小组,打造多种能力兼备的实验实践教学团队。同时积极为教师进企业学习,开展各类科研项目等创造条件。②注重人才引进。吸引高学历、高职称、有工程实践经验的高水平教师参加实验室建设、改革和教学工作。③外聘本科生指导教师。毕业设计采取双导师制,校内专业指导教师和企业指导教师相结合,部分学生直接到单位实习,完成毕业设计工作。
2.实验教学质量管理。①实验教学资料的管理。实验教学资料包括实验教学大纲、教学指导书、实验运行记录、实验设备借用登记册、实验报告、实验成绩等,注意实验教学资料的收集、整理和归档工作,将其纳入日常教学管理。②多元化的实验评价体系。根据学生的实验设计、学习态度、实验报告质量、实验结果分析等,综合评价,评定实验成绩,注重学生动手能力和创新能力的培养。③实验教学质量考核。实验教学考核项目包括实践教学的准备、授课、实验实践纪律、教学文件完整度等,加强实验实践教学过程和教学效果的监督和控制。
理论教学离不开实践教学,实验实践教学是理论教学的延伸和补充,优秀的实践教学过程有助于加深学生对于理论知识的理解和运用,为后续专业的学习建立基础。专业实验教学模式改革的目的就是合理优化实践环节,开发利用各种资源,探索灵活多样的方式方法,培养学生的综合能力。