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关键词:
实践教学;效果调查;课程体系;教学方法;校企合作
实践教学是高等教育教学活动的重要组成部分[1],也是保障高等教育质量的关键教学环节。实践教学是与理论教学相对应的教学方式[2],通过对理论教学的验证、补充与拓展,培养学生的实践操作能力、组织管理能力和创新能力。本研究以重庆交通大学水利水电工程本科专业实践教学为例,通过对近几年毕业学生的实践教学效果调查分析,准确把握实践教学效果,明确存在的问题,对进一步完善实践教学体系和提高实践教学水平提出了有针对性的建议。
一、实践教学开展概况
重庆交通大学水利水电工程专业创办于2001年,是重庆市唯一培养水利水电类高级人才的本科专业,2013年入选教育部“卓越工程师教育培养计划”和重庆市本科高校“三特行动计划”特色专业。专业定位紧密围绕国家建设重大需求,瞄准国内外水利水电工程专业教学科研一流大学的发展水平,强化教学科研特色,将本专业建设成为特色鲜明、教学、科研及总体水平达到国内先进的水利水电工程人才培养和科技创新基地。专业特色是注重水利和水运有机结合,把握国家大力发展水利、水运行业的契机,培养水利行业的复合型人才;紧密联系水利行业建设的第一线,注重学生实践能力培养。专业培养目标是培养德、智、体等全面发展,具有扎实的自然科学、人文科学基础,获得工程师的基本训练,掌握水利工程领域及其相关工程领域的专业基本知识和专业技能,知识面宽、能力强、素质高的高级工程技术人才及管理人才,毕业学生能够胜任水利水电工程项目的勘测、设计、施工、管理和应用研究工作[3]。重庆交通大学水利水电工程专业培养方案中的课程类型包括通识教育课、学科专业类基础课和专业课,并安排了相关实践教学。研究认为,实践教学体系有狭义和广义之分,其中狭义实践教学体系是指围绕专业人才培养目标而建立的实践教学体系,包括实验、实习、实训、课程设计、毕业论文或设计、课外科技活动、社会实践等实践教学环节[4-5]。从重庆交通大学水利水电工程专业实践教学体系的构成情况及学分组成来看,实践环节包括实验、实习实践、课程设计和毕业设计(论文)等4个部分,实践环节总学分为32.25分(必修课程),占培养计划总学分的18.4%,各实践教学环节的学分依次为4.75分、7.5分、8分和12分,占实践环节总学分的比例依次为14.7%、23.3%、24.8%和37.2%,相对较为均衡。
二、调查对象与问卷设计
(一)调查对象
本次问卷调查对象为重庆交通大学水利水电工程专业2010~2015届本科生毕业生,发放问卷400份,回收有效问卷331份,回收率为为83%。调查对象的基本情况:男生253人,比例为76.4%,女生78人,比例为23.6%;在校期间总评成绩前20%、中60%和后20%的分别为122人、178人和31人,各占36.9%、53.8%和9.3%;目前工作单位性质为管理、设计、施工、读研和其它(如自主创业、自由职业等)的分别为23人、65人、160人、58人和25人,各占6.9%、19.6%、48.4%、17.5%和7.6%。同时,问卷调查表还要求被调查人结合近几年的学习工作经历,给出提高水利水电工程专业实践教学效果的建议和意见。
(二)问卷设计
本次问卷调查内容分为实践教学硬件条件、软件条件、效果评价及后期改进四个部分,其中实践教学硬件条件包括课程体系、实践平台和师资力量等,软件条件包括教学方法、实践方式和管理考核等。围绕上述内容,共设计了三类题型,第一类为单项选择题,共10小题,每小题3~4个备选项;第二类为不定项选择题,可单选也可多选,共10小题,每题4~6个备选项;第三类为简答题,共1小题,主要征求对实践教学的意见和建议。
三、调查结果及分析
(一)对实践教学的总体认识与评价
对水利水电工程专业实践教学体系及环节组成的认知方面,表示了解和熟悉的毕业生分别占96.1%和61.9%,说明学生对于实践教学体系构成总体上有较好的认知。对实践教学质量水平及满意度方面,75.2%的毕业生认为我校本专业实践教学质量水平较高,有84.9%的毕业生对本专业实践教学的总体效果感到满意,但也有15.1%的毕业生认为有必要通过进一步的改革来提升实践教学效果。大多数毕业生认为,目前在专业上较缺乏知识应用能力和实践创新能力,因此,加强实践教学,培养在校学生的知识应用能力和实践创新能力非常必要。
(二)实践教学的硬件条件
实践教学内容设置方面,83.3%的毕业生认为现有实践教学体系内容与其工作需求是相适应的,但由于学生毕业后有跨专业甚至跨学科就业现象,仍有16.7%的学生认为本专业实践教学体系内容不太适应目前的工作需求,有必要丰富本专业的实践教学内容。实践教学学时方面,除少数毕业生认为偏多外,75.7%的毕业生认为本专业实践教学学时适宜,有13.6%的毕业生认为课时不足,占总课时的比例应从目前的18.4%提高到25%或以上。实践教学环节方面,大部分毕业生认为印象最深刻、总体效果最好的实践教学环节是毕业设计(论文),其次为实习实践、课程设计和实验。创新实践方面,有52.9%的毕业生在校期间参加过创新竞赛活动,主要参加的竞赛类型包括全国大学生水利创新设计大赛(28.4%)、全国大学生数学建模竞赛(23.6%)、挑战杯中国创业计划竞赛(23%)和学校举办的各类专业知识竞赛(29%),说明学生在校期间可参加的创新实践活动较多,但引导力度有待加强,以吸引更多的学生参与其中。科研训练方面,60.7%的毕业生在校期间参加过科研训练,主要参加的训练有学生自主实验(35.6%)、专业教师主持或主研的科研项目(34.7%)、大学生创新训练计划项目(29.6%)和开放基金资助项目(18.4%);今后仍有必要加强科研引导和训练,提升学生的知识创新能力,激发学生的科研兴趣,培养科学研究的初步能力。校内实训平台(如实验室、模型试验中心和校办企业等)是学生实践的良好场所,少数毕业生认为平台开放时间不够灵活、对学生的限制较多、实验条件有待更加完善;实验过程中应增强学生的自主性,培养学生分析问题和解决问题的能力。绝大多数毕业生对我校水利水电工程专业的师资力量具有较高的认可度,同时建议某些实践性非常强的课程内容可聘请校外具有较高理论水平和丰富实践经验的教师讲授。
(三)实践教学的软件条件
实践教学体系实施影响因素方面,73.4%的毕业生认为影响实践教学体系实施质量的关键因素是教学方法,54.1%的毕业生认为是实践方式,34.7%的毕业生认为是管理水平。可见,教学方法和实践方式对实践教学体系的实施质量有重要影响。实践教学方法方面,传统的做法是教师教授如何开展某个具体实践环节,学生按照规定的步骤复演,直至达到预期的实验结果;72.5%的毕业生认为这种方法很难充分调动学生参与实践活动的主动性和积极性,也较难培养学生分析问题和解决问题的能力。实践教学方式方面,70.7%的毕业生认为现有实践教学方式较为单一,今后应进一步加强与校外企业的合作,建立更多的校外实训基地,完善校企联合培养制度,让学生有更多的机会参与企业生产实习,增加理论联系实际的机会。实践教学管理考核方面,64.7%的毕业生认为实践教学组织管理最规范的环节是毕业设计(论文),87%的毕业生认为今后应重点加强实习实践和课程设计管理。
四、提高实践教学效果的建议
(一)健全实践教学体系
优化实践教学课程设置。受“大土木”传统思想[6]的影响,我校水利水电工程专业的实践教学内容包含了较多的课程实验和课程设计,然而,这些实践环节与理论教学的结合不够紧密,各环节之间的逻辑关系不够明确,尚未形成多层次递进式的实践训练体系。因此,建议进一步理顺实践教学的逻辑主线,优化实践教学课程设置,开展多层次递进式的立体实践教学训练。适当增加实践教学课时。目前,我校水利水电工程专业实践教学的时间大约为27.5周,约占教学总周数的18%。从问卷调查结果来看,虽有75.7%的毕业生认为本专业的实践教学课时适宜,但也有13.6%的毕业生希望能适当增加本专业实践教学学时,使学生获得更多的实践机会。因此,在培养计划制定与完善过程中,可适当考虑这一需求。加强创新实践和科研训练。调查显示,在校期间未参加过创新竞赛活动和科研训练的人数比例分别为47.1%和39.3%,这不利于学生创新能力的提高和科研兴趣的培养,对继续攻读研究生的学生也缺少必要的科研引导与训练。因此,在实践教学体系中应有针对性地强调创新实践和科研训练,使更多学生参与进来,提高其创新能力和实践能力。
(二)加强实践平台建设与开放
实践是工程的本质特征[7],增加实践教学机会是提高实践教学效果的重要途径。实践平台是开展实践教学的硬件条件和基础保障,加强实习平台基地建设对培养学生的实践能力和创新精神具有重要作用[8]。从问卷调查结果看,今后有必要进一步加强实验平台的建设与开放,建立实验室、实验中心、校办企业和校外实习基地等多种实践平台,增加平台的开放时间,提高开放的灵活度,完善实验设施和条件。同时,要调动学生利用实践平台开展实践教学的积极性,实践过程中要注重发挥学生的主观能动性,培养其分析问题和解决问题的能力。
(三)改进实践教学方法
现有的教学模式主要以教师讲、学生听为主,许多实验教学往往是严格遵照实验大纲去做,甚至连具体的实验步骤和目标结果都固定了,这种实验教学方法很难真正培养学生的知识应用能力和创新能力,达不到实践教学的预期目标。因此,应改进实践教学方法,注重调动学生的参与积极性,通过实践过程培养学生的知识应用能力、问题思考能力和解决能力。此外,结合我校水利水电工程专业学生今后大多进入施工单位的特点,在实践教学过程中要注重强调行业标准和技术规范的应用,使学生能更好地适应将来的工作。
(四)完善校企合作模式
校企合作通常指校企双方以各自的发展和需要为导向,借助对方的条件与资源优势,在平等互惠的基础上开展的合作[9]。校企合作是培养工程应用人才的有效模式,然而受多种因素的影响,目前我校水利水电工程专业的校企合作开展得还不够深入,导致学生校外实习机会不够多,难以真正深入企业开展实践教学活动,实践教学内容与工程实际问题的联系也不够紧密。为此,今后应进一步寻求校企合作机会,完善校企合作模式,达到学校和企业双赢。例如,对实践性很强的“工程测量”“水利工程施工”等课程,学校可尝试聘请企业高级技术人员来讲授,避免课堂教学与实践教学严重脱节,学生也可借此获得深入企业进行相关课程内容实践锻炼的更多机会。
(五)规范实践教学管理和考评制度
建立实践教学体系的评估、考核机制以及管理规章是提高实践教学质量的重要保障[10]。要全面提高实践教学质量,除要重视实践教学体系、平台、方法和模式外,实践教学管理与考评制度的规范与健全至关重要。今后应建立更为完善的实践教学管理体系,进一步规范实践教学活动的开展,做到全程跟踪与考评,确保相关规定的严格执行,从制度上保障实践教学的实施效果。
作者:钟亮 单位:重庆交通大学河海学院
参考文献:
[1]李阳.我国高校本科实践教学及质量保障体系研究[D].天津:天津大学,2006:12
[2]时伟.论大学实践教学体系[J].高等教育研究,2013(7):61-64.
[3]重庆交通大学招生信息网.水利类本科专业介绍[EB/OL].[2015-09-03].
[4]李树林.技术本科教育实践教学体系研究[D].上海:华东师范大学,2009:5.
[5]郑艳娟,张宇敬,赵秀明.高等专科学校的实践教学体系研究[J].金融教学与研究,2006(1):54-55.
[6]张弘.卓越土木工程师实践教学体系建设研究[J].教育与教学研究,2014(5):63-66.
[7]李培根,许晓东,陈国松.我国本科工程教育实践教学问题与原因探析[J].高等工程教育研究,2012(3):1-6.
1.1.1教师团队的构建团队培养模式下指导教师团队的构建是保证教学质量、实现培养目标的前提和基础.不同于传统单一毕业设计指导方式,基于团队培养的水利类毕业设计指导模式转变为团队指导,即由多名水利类专业教师组成教师团队对学生进行指导,有利于实现师资的整合与共享.指导教师团队的组建,应根据选题的类型采取不同的组建方式,一般可采取以下方式进行:(1)科研团队建设比较成熟的院校可选择以科研课题组为毕业设计指导团队;(2)校企合作比较密切的院校可采用由校内水利类各专业教师和校外企业导师组成的毕业设计指导团队;(3)科研团队尚未形成青年教师居多的新兴本科院校可由科研兴趣或科研方向相近、不同专业背景的教师组成毕业设计指导团队.指导教师团队一般由2-3名不同的学科专长教师构成,以达到优势互补;同时确定1名负责人,负责人由责任心强、专业业务素质高的教师担任,并由其负责组织协调团队内指导教师及优质教学资源的使用.在构建教师团队的同时,也要注重青年教师的培养,通过“以老带新”激励青年教师积极投身生产实践,增加工程实践经验,进而完善教师梯队建设.鉴于我校为新升本科院校,青年教师占的比重较大,且尚未形成科研团队,故采用后一种方式组团.
1.1.2学生团队的构建学生团队是水利类专业毕业设计团队培养模式的重要组成部分.学生团队的组建,可采取以下方式进行:(1)以教师科研团队为背景的毕设团队,该种模式下先由学生自愿报名,然后由指导教师团队再从中选择符合条件的学生进入设计团队;(2)以赛制项目团队及科研训练等课外科技活动团队为背景组建毕设团队,如学校立项的科研训练计划、省级大学生创新创业计划、大学生挑战杯等,以这些课外科技活动项目构建的团队组建毕业设计团队;(3)以学生研究兴趣为基础的自组团队,学生选择团队成员,自己联系指导教师,自己构思项目整体研究思路,该模式下学生参与程度最广的.水利类毕业设计团队一般由水利水电工程、水文与水资源工程、农业水利工程等多学科多专业组成,学生设计团队具体构成需根据项目内容及项目工作量来确定,可以同专业,也可以跨专业、跨学科组建团队,同时安排沟通能力好、责任心强的学生为作为团队负责人,负责整个项目的协调.由于学校水平及学生能力限制,我校水利类专业毕业设计团队组建一般是采用前面两种方式进行.
1.2团队毕业设计的选题毕业设计课题的选择是毕业设计教学的关键环节,直接关系到团队毕业设计的最终效果.好的选题应具有综合性、应用性与创新性,不仅能最大限度地调动学生自主学习的热情,也能较全面的提升学生专业能力.在进行团队毕业设计选题时要做好总课题与子课题的设计工作,每个子课题既要符合学校关于毕业设计选题所做的要求,同时各子课题之间要有密切联系,使得以团队毕业设计选题工作较传统方式要求更高,难度更大.团队毕业设计的选题一般可采取以下方式进行:(1)以教师在研或刚结题的科研课题作为毕业设计选题的来源,设计出团队毕业设计选题,这样一方面可以保证团队毕业设计课题的新颖度,同时又能较好地反映各学科的前沿技术;(2)以赛制项目及科研训练等课外科技活动项目作为毕业设计选题的来源,设计出团队毕业设计选题,课外科技活动的可持续性、综合性强的特点,能调动学生兴趣、充分发挥主体作用,也有利于学生创新能力和团队精神的培养;(3)以与地方施工单位或设计院所合作的实际工程项目作为毕业设计选题的来源,这种选题面向实践项目,有利于提高学生的工程实践能力;(4)由教师根据生产实际自拟毕业设计课题,该类课题一般多为校企合作的水利工程设计,如水库工程初步设计、中小河流治理工程等.在具体选题时,应根据学生的毕业去向有针对性定制相应课题,同时优化毕业设计课题内容.
1.3团队毕业设计的过程管理与传统毕业设计一样,团队毕业设计其过程一般可分为三个阶段,即毕设前期阶段、毕设中期阶段和毕设后期阶段.团队毕业设计需对每一阶段提出具体的任务和要求:(1)毕设前期阶段,以查阅国内外相关文献、熟悉课题研究背景为主,总课题负责人组织团队成员进行研讨学习,明确总课题与子课题的关系;分课题的指导教师按要求布置并详细讲解毕设任务,同时要求学生通过集中讨论的形式深入研读学习(.2)毕设中期阶段,团队安排专门指导教师定期检查并督促各个子课题的研究进度,学生要定期汇报工作进展;学生每天做好工作日志,同时,指导教师对工作日志给出评语;团队成员要定期进行讨论,尤其是对毕业设计过程中遇到的问题要共同讨论,提出问题的解决方案,对仍不能解决的问题,由相应的指导教师以毕业设计讲堂的形式进行专题讲解毕设后期阶段,指导教师要督促学生按照学校要求认真撰写毕业设计论文,期间可安排一场科技论文写作讲座,以更好指导学生撰写科技论文;撰写完论文后,先交具体指导教师进行审阅,再由评阅教师评阅,只有指导教师和评阅教师都认可后,才能参加答辩.
1.4团队毕业设计的成绩考核团队毕业设计模式中,学生成绩的评定既要考虑学生个人的贡献和工作水平,又要兼顾学生在团队中的协调配合能力和团队整体工作质量[3].因此,在团队毕业设计中,学生成绩由平时成绩、团队协作成绩、评阅成绩及答辩成绩4部分组成.团队毕业设计平时成绩根据该学生在毕业设计期间的学习态度、纪律、独立思考、创新能力及解决问题的能力进行评价,并由具体指导教师给予评分;团队协作成绩主要由指导教师团队根据学生日常汇报、平时讨论情况、中期评估对学生的团队协作能力进行评价;论文评阅成绩包括由指导老师对学生毕业设计完成情况和质量进行评价给予评分,以及由不同评阅老师给出评阅成绩;答辩成绩由答辩教师根据团队成员在答辩过程中的表现给予成绩.上述四方面成绩按一定比例加权得出该学生的综合成绩.
2水利类专业团队毕业设计的实践
南昌工程学院是一所水利特色鲜明、以工为主的应用型地方本科院校,培养的人才既要体现宽口径、厚基础的特点,又要体现应用型的特色.其下属水利与生态工程学院拥有水利水电工程、水文与水资源工程、农业水利工程、水土保持及荒漠化治理等四个水利相关专业.我校配置完善的专业群为开展水利类专业团队培养模式提供了良好的外部条件.
笔者在多年本科生毕业设计指导过程中,一直鼓励学生以团队形式完成毕业设计,不论是本专业的课题,还是跨专业的课题.在此过程中每人负责课题中的一部分,由于课题之间的联系,在做毕设过程中,学生为完成毕设,就需要主动交流、互相讨论,相互协作.以笔者所带的水利类跨专业团队为例,为了能使毕业设计课题更科学,指导教师团队在第7学期初就开始进行毕业设计选题工作.经过多次讨论,最终确定毕业设计团队的题目为“留金坝水利枢纽工程初步设计”,该课题来自工程实践.然后,将大题目拆分为两个子课题,分别为“留金坝水利枢纽工程初步设计—水工设计”、“留金坝水利枢纽工程初步设计———水文水利计算”.同时为方便学生选择,在各子课题下标明难易程度和具体指导教师.通过双向选择,最终组建了学生团队.该团队共有9名学生,3名学生来自水文与水资源工程专业(简称水文组),6名学生来自水利水电工程专业(简称水工组);团队指导教师有2人,由一名水文与水资源工程专业教师和一名水利水电工程专业教师组成,其中,水利水电工程专业教师是该项目的负责人.水文与水资源工程专业老师具体指导3个学生,其课题主要任务是通过对留金坝坝址处历史流量资料进行设计洪水及调洪演算,得到留金坝水库设计洪水位及校核洪水位,为水工组坝体设计计算提供数据支撑,除此之外,水文组还需自行编程,实现水文计算程序化.一名水利水电工程专业教师指导6个学生,其课题主要是通过水文组计算出的设计洪水位数据进行坝体设计,包括坝线、坝型的选择、枢纽布置方案比较、溢流坝的剖面设计、非溢流坝的剖面设计、细部构造设计等.由于本次团队毕业设计项目工程大、涉及的专业多,在毕业设计的各个环节,团队都安排指导教师进行指导,如查阅文献、熟悉课题研究背景、专题讲解、撰写毕业论文及毕设答辩等;同时,为督促学生毕设进度,要求学生每周做好工作日志,指导教师每周一对周工作日志给出评语,并现场就毕设做的情况进行提问,检查学生掌握情况,平时通过见面、发邮件或QQ进行指导,解决毕设过程中碰到的问题.通过团队各专业师生团结合作及相互配合,最终该团队较好地完成了毕业设计任务,其中,4人毕业设计成绩获优秀,5人获良好.通过这种基于团队培养模式的水利类专业本科毕业设计指导法,一方面培养了学生的团队合作精神,学生团队协作能力得到了较好的锻炼,另一方面,也拓展了学生的知识面;同时,通过这种团队培养模式,也锻炼了团队中的年青教师,使青年教师指导水平得到较大提升.总得来说,本次毕业设计取得了很好的效果,受到学生的普遍欢迎.
交易成本理论是何种理论?交易成本理论与水利水电企业成本管理之间存在着怎样的一种关系?它又是如何影响企业成本管理的?通过研究交易成本理论对水利水电企业成本管理的影响来明确两者之间的影响关系,并为水利水电企业的成本管理提供更多的发展要求及条件。
一、交易成本理论的内涵解读
交易成本表现为现代社会中人与人之间的利益冲突,这种冲突会产生经济成本,这种经济成本通常是指新制度经济学所提出的交易费用,属于新制度经济学中的关键范畴,它是一种为了获取完整、准确的市场信息而付出的各种费用类型,还涉及到经常性契约、谈判等各类费用。交易成本理论的内容包括八个方面,这八个方面包含了不同的费用与成本,如获取、分析与处理市场信息所需要的成本与费用,合同交易订立的费用,交易执行、违约、制裁等行为的费用,谈判、签约的形成的费用,不确定性因素产生的费用及企业内部组织出现的交易成本等①。这些费用与成本产生的原因在于生产要素没有成功地运用在能够发挥最大化价值的方面,由于资源的浪费、组织成本的提高,使得公开市场中交易成本的出现与产生。
二、交易成本与水利水电企业成本管理的关系分析
1.交易成本产生的分析。
《国富论》的作者亚当•斯密曾探讨了市场范围与专业分工之间的关系,他提出市场中某一产品或服务的需求扩大会提高分工与专业化的水平,随之会降低生产成本②,这是亚当•斯密对专业化水平提高生产成本的经济论断。但是,从另一个角度来看,专业化水平的提高也会增加交易的成本,这种视角的论断是基于实际的市场运作提出的,当市场的规模逐渐扩大,分工与专业化的水平不断提高,交易活动也会随之变得复杂化,这就使得交易的参与者越来越多,造成不完全交易信息的产生,一些不可避免的行为就会出现,如偷窃、欺诈与违约等,从而增加了交易的不确定性与风险性,导致个人收益逐渐偏离社会收益的现象。由此可见,专业化水平与分工的产生与提高,降低了生产成本的同时,提高了市场的交易成本。从《国富论》的新古典经济学的视角来看,经济模型的构造无疑忽略了专业化与分工所形成的交易成本,将市场看成了一个没有交易费用与成本的场所。由此,新制度经济学者则提出了相对的观点,罗纳德•科斯认为市场的运作也需要交易成本,并将这种交易成本的产生总结归纳为“科斯定理”③。如果没有市场交易成本与费用,无论如何安排初始权利,当事人之间的谈判一方面会使财富得到最大化的安排,另一方面会由于市场机制的自动驱使机制使得资源实现最优化的配置与应用;如果市场存在交易成本与费用,安排产权的不同就会产生不同的资源配置效率,这样可以通过运用资源交换的明确产权实现最佳效率的资源配置与利用。
2.水利水电企业成本管理的交易成本分析。
从科斯定理可知,利用水利水电企业内部组织制度的改善与产权制度的健全,可以实现企业内部与外部交易成本的降低,以此可以促进企业效益的提高。水利水电企业会涉及很多专业,具有较高的专业化水平,这往往会产生信息传递的偏差,造成信息流通不畅,这种情况可以应用科斯定理来进行改善,通过产权制度的健全,内部组织制度的改进,促进企业内外部交易成本的降低与减少,以此提高企业的经济效益与社会效益。
三、交易成本理论对水利水电企业成本管理的影响
1.交易成本理论与水利水电企业成本管理的共同之处。
交易成本的实质是一种机会成本,它是通过选择不同制度形成的生产形式或消费形式带来的损失,这种机会成本既包括内部交易成本,又包括外部交易成本,还包括信息的取得成本、制度组织成本、监督成本及不确定性因素所引发的成本与费用等。机会成本是成本管理中的一个重要理论,它贯穿于水利水电企业组织成产、产品销售及投资决策等各个方面,通过机会成本可以优先选择出最优化的方案,放弃那些次优化方案所造成的损失。由此可见,交易成本理论与水利水电企业的成本管理在选择内部组织制度与配置生产要素两个方面具有内在一致性与耦合性。
2.交易成本理论与水利水电企业成本管理的相互促进。
从现阶段不同学者对交易成本理论的研究来看,交易成本的内涵与外延都具有一定程度的不确定性,水利水电企业在生产与经营的过程中要充分地考虑制度成本、社会成本、法律法规成本及政府监督机构所形成的监督成本等,这些成本都是企业成本管理中的重要内容,水利水电企业要充分地考虑这些成本与费用为企业带来的各种影响。交易成本理论与企业成本理论之间的关系主要体现在两个方面,一方面,交易成本理论的研究为企业成本管理提供了一个不同视角的理论切合点,它可以丰富成本管理理论的内容,指导成本理论的核算与管理,完善成本管理的各项制度;另一方面,企业成本管理理论的研究能够为交易成本的应用提供新的研究视点,推进交易成本理论的不断发展与完善。
3.交易成本理论对水利水电企业成本管理的指导作用。
成本管理理论的落脚点在于水利水电企业成本的分析、管理与核算,它的目标在于为企业选择最为合适的产品工艺流程,提供稳定的生产组织结构,健全企业管理机构,完善企业管理的流程方式,通过这些方法的选择与应用来降低或减少企业的内部交易成本④。水利水电企业的交易成本为零是不可能实现的,但是企业可以尽量控制交易成本在数量上逐渐趋向于零,积极地采取相应的措施来降低企业的交易成本。因此,水利水电企业可以运用交易成本理论,利用统一的交易费用标准对不同社会性质的各种企业组织进行效率大小与存在必要性的比较,通过统一的交易费用标准来衡量水利水电企业的经营管理水平,对企业成本管理制度进行不断的调整与完善,促进企业内部生产与经营管理有关组织的不断改革与发展,实现企业交易成本与费用的最大化节约与降低,从而应用交易成本理论指导水利水电企业内部成本管理制度的不断改进与完善。
4.交易成本理论为水利水电企业成本管理提供发展空间⑤。
从目前交易成本的现状来看,现阶段无法应用经济度量的方式,或者是货币的价值形式来计量交易成本,它是一种虚拟的、非实际的表现形式,这就对成本管理的核算产生了一定程度的阻碍,不利于交易成本理论在企业成本管理方面的应用。由此可见,交易成本的无法度量为水利水电企业的成本管理提出了一个新的课题,这种计量是成本管理的基本属性与基本特征,如果基于企业交易费用定性研究可以进行成本管理的定量分析,并开展交易成本相关内容的探索,就会使得交易成本的内容转变为成本管理核算的分析内容,从而为水利水电企业成本管理开辟新的发展空间与领域,促进水利水电企业成本管理的不断健全与改进,加强成本管理的合理性,提高交易成本理论与水利水电企业成本管理两者之间相互影响的良性循环。
四、结论与建议
交易成本理论与水利水电企业成本管理的影响是相互、双向的,而不是单一的线性关系。水利水电企业成本管理要应用交易成本理论就需要厘清交易成本理论的内涵,分析交易成本理论产生的历程,并审视水利水电企业成本管理中的交易成本,由此,解读水利水电企业成本管理与交易成本理论之间的关系。基于上述两个方面的探讨,研究交易成本理论对企业水利水电企业成本管理的影响,这种影响主要表现为四个方面:一是交易成本理论与水利水电企业成本管理的共同之处;二是交易成本理论与水利水电企业成本管理的相互促进;三是交易成本理论对水利水电企业成本管理的指导作用;四是交易成本理论为水利水电企业成本管理提供发展空间。通过这四个方面影响关系的辨析可以明晰交易成本理论与水利水电企业成本管理的关系,明确交易成本理论的指导作用,并开拓水利水电企业成本管理的新空间。
注释:
①饶晓秋,朱东恺,吴斌平.交易成本理论:解释成本管理会计理论的新视角[J].当代财经,2006(1):24-27
②赖凡英,王朝新.基于交易成本理论对水利水电企业成本管理会计的影响[J].湖南水利水电,2005(6):82
③邓倩.交易成本的界定、测度与市政应用———基于会计学视角的研究[D].西南财经大学博士毕业论文,2009
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。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。
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。
作者简介:孟艳秋(1971-),女,河南商丘人,长沙理工大学水利工程学院,讲师;张贵金(1964-),男,湖南慈利人,长沙理工大学水利工程学院,教授。(湖南 长沙 410114)
基金项目:本文系长沙理工大学教学改革研究项目(项目编号:CN1005)的研究成果。
中图分类号:G642.477?????文献标识码:A?????文章编号:1007-0079(2012)33-0071-03
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。[4]
表1 毕业设计安排及考核
阶段 对应学期 工作内容 工作时间 考核方式 指导教师
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。
参考文献:
[1]华小梅,丁坚勇,饶凌平.电气工程与自动化专业毕业设计改革的探索与实践[J].中国电力教育,2008,(23).
[2]牛景太,彭友文,陈春.探讨水利水电工程专业毕业设计改革与实践研究[EB/OL].,2011-09-17.
[3]李湛,梁榕辉.《船舶动力装置》专业毕业设计改革探索[J].理工高教研究,2005,(4).
工程学或工学是应用科学和技术的原理来解决问题。工科是应用数学、物理学、化学等基础科学的原理,结合生产实践所积累的技术经验而发展起来的学科,代表性学科有土建类、水利类、电工类、电子信息类、热能核能类、化工制药类等等。工科的培养目标是在相应的工程领域从事规划、勘察、设计、施工、原材料的选择研究和管理等方面的高级工程技术人才,主要是培养以实际应用能力为主的工作人员。
我国每年大学本科学生中,工科类学生占相当大的比例。以武汉大学为例,全校五个学部每年共招生约7650人,其中工学部招生约1640人(水利水电学院约390人,电气工程学院340人,动力与机械学院约460人,城市设计学院约150人,土木建筑工程学院约300人),约占本科总招生人数的22%。这些学生毕业后将进入社会的各行各业,成为教学、科研和工程建设的中坚力量,本科学习对于他们来说,将是人生的一大转折,而本科毕业论文(设计)也是他们四年所学知识的巩固和升华,是他们踏入人生的重要里程。作为本科毕业论文(设计)的指导教师,如何使得学生在短短半年时间内尽可能将本科期间所学知识得到巩固,同时使得他们的个人能力得到提高,是我们需要认真思考的难题,尤其对于工科类本科毕业生,学生的应用知识能力尤其重要。总得来说,对于工科类学生,通过本科毕业论文(设计)的过程使得他们能够“学以致用”。
一、工科类本科毕业论文(设计)选题特点
以2012级武汉大学土木建筑工程学院岩土与道桥系本科毕业论文(设计)为例,全系采取公布选题,双向选择的模式,全系20名指导教师提供了89个毕业论文(设计)题目供59名本科毕业生自由选择,最终同学们选择了其中的41个课题(如表1所示)。
从统计结果可以看出,学生所选择的41项课题中,有10项为毕业论文,占总课题的24%;另外31项均为毕业设计,占总课题的76%。学生所选课题中,教授指导课题22项,副教授指导课题17项,讲师指导课题2项。学生所选择的本科毕业论文(设计)的选题均来源于真实的工程,且都是应用类课题。可见,工科类学生在进行毕业选题时,倾向于选择应用性较强的课题,且倾向于选择知名度较高的教授、副教授作为自己的指导教师,学生对于毕业设计(论文)选择的倾向性受当前就业形势的影响很大。
二、工科类本科毕业论文(设计)中存在的问题
工科是以培养学生应用能力为主的学科,毕业论文(设计)是对大学期间所学知识的巩固和升华,是学生适应社会能力的最佳锻炼机会。然而,受各种因素的影响,目前高校工科毕业论文(设计)存在许多方面的问题,主要概况为以下三个方面:
1.学校硬件及管理方面
工科是以实践应用为主的学科,大学本科期间学生大多数以课程学习为主,要将课堂知识转化为实践就需要进行相关的试验及工程实践。然而,目前许多工科院校试验条件有限,尚不能满足所有本科毕业生的应用要求,因而造成许多毕业生的本科论文(设计)都是“纸上谈兵”。另一方面,目前本科毕业论文(设计)的管理相对松散,各高校虽然都制定有相关的毕业论文(设计)考核标准,但在具体实施方面缺乏执行力度,很难做到从立题、选题、开题、中后期检查、评阅、答辩全过程的监督管理,以至于到最后很多都是“能过且过”,本科毕业论文(设计)的质量很难保证,学生也无法起到真正的锻炼作用。
2.学生的态度和执行力度方面
当前工科学生的就业压力越来越大,学生的学习过程往往具有很强的目的性和针对性,毕业论文(设计)的选题也是如此,前面分析中已经看出,学生选题倾向于应用性强的课题,同时也热衷于选择知名度较高的教授或副教授作为自己的指导老师,大多数学生希望藉此为自己接下来找工作或者读研能够提供帮助。而且,在大学四年级下学期这半年时间里,大多数学生开始为自己的工作奔波,投入毕业论文(设计)的时间和精力都有限,许多学生都是集中在答辩前一个月甚至一周才开始真正投入写作,毕业论文(设计)的质量也就可想而知了。
3.教师的指导方法和重视程度方面
目前高校教师普遍肩负着教学和科研两方面的任务,工作量较大,因而往往希望能够在指导学生的同时能够对自己的科研任务有所帮助,而本科毕业论文(设计)由于时间短,而且学生也处于锻炼阶段,对教师的研究工作不仅起不到帮助,反而会占用较多的时间和精力。这就使得许多教师对待本科毕业论文(设计)不够重视和认真,选题也没有考虑本科生实际的知识结构和接受能力,在指导时间和方法上投入不够,学生往往处于“放羊”的状态,到最后答辩时也就应付着毕业了,如此以来,后面的学生也会觉得毕业论文(设计)就是这种水平,从而形成恶性循环,学生无法通过毕业论文(设计)起到真正的锻炼和提高,错失了踏入社会前最好的一次自我提高的机会。
三、工科类本科毕业论文(设计)指导方法探讨
考虑目前本科毕业论文(设计)中存在的问题,结合工科类本科毕业生选题特点和实际情况,要提高本科毕业论文(设计)质量,使学生真正能够“学以致用”,工科类本科毕业论文(设计)的指导工作需要从以下几个方面进行改进:
1.在时间层面上,由于目前本科毕业论文(设计)都是安排在第8个学期,与毕业生考研或求职冲突,可以考虑将本科生毕业论文(设计)分解进行,即在第7个学期或者更早的第6个学期就开始安排毕业生的选题工作,这样一方面学生有充足的时间来考虑选题的合理性和可行性,另一方面,指导教师也能够有较为充足的时间来与学生交流。
2.在选题安排层面上,指导教师应该尽可能的结合自己所承担的科研项目进行立题,同时尽可能安排学生到现场考察参观,一方面提高学生的感性认识,另一方面也有助于提高学生的学习积极性,使他们真正感受到学有所用。所立选题也应该充分考虑本科生的知识结构,以能够系统的巩固所学专业知识为主。
3.在指导模式方面,可以考虑多个指导教师形成团队的模式,这样有助于学生之间的交流,同时也可以弥补指导教师时间不足的问题,也可以考虑让指导教师的在读研究生作为助教,一同辅导本科生。
4.在毕业论文(设计)考核方面,应该提出明确具体的考核指标,不仅要考核学生,同时也要考核相应的指导教师。考核指标也应该分配到平时的指导工作中,不能仅仅以毕业答辩为准,同时适当加大优秀毕业论文(设计)的奖励力度,调动学生的积极性。
四、 结论和建议
工学是应用科学和技术的原理来解决问题的一门学科,该学科本科毕业论文(设计)的目的也应该以培养学生解决实际问题能力为主,使他们能够“学以致用”。通过对武汉大学2012年岩土与道桥系本科毕业生选题分析,发现毕业生选题受就业形势影响很大,同时对学校、教师和学生三个层面的分析发现本科毕业论文(设计)中存在许多问题需要探索和改进。结合本人自己的教学经历,分别从时间层面、选题安排层面、指导模式层面以及考核标准等方面提出了一些改进方法和建议,希望对工科类学生本科毕业论文(设计)指导工作有所帮助,使每一位毕业生能够真正做到“学以致用”。
参考文献
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中图分类号:G71 文献标识码:A
The Research and Practice for Graduation Design of Computer Network in Higher Vocational Colleges Based on the Working Process
XIE Shuxin
(Hu'nan Railway Professional Technology College, Zhuzhou, Hu'nan412001)
AbstractWe reform Graduation Design of Computer Network in Higher Vocational Colleges Based on the occupation education theory Oriented by working process. In this paper, according to the working process, we discussed the topics, guidance thesis writing and other aspects of graduation design, and put forward the idea and measures for enhancing quality of graduation design.
Key wordsvocational colleges; graduation design; graduation reply
毕业设计是学生完成全部课程后进行的必修性的教学实践环节,它既是培养学生运用所学的基本理论、专业知识和基本技能分析与解决实际问题的能力,也是评价学生综合素质及衡量学校教学水平的重要依据,还将对学生的就业产生一定的影响。所以,搞好学生的毕业设计,对全面提高教学质量具有十分重要的意义。
1 注重实践环节认真做好毕业设计的选题工作
毕业设计的客体就是具体的待解决的问题,选题质量的好坏,直接影响毕业设计的质量。所以选题要紧扣人才培养方案,反映专业的主要内容,具有一定的深度、难度,还要有一定的先进性,同时又要结合高职院校的特点,尽量做到产、学、研相结合。
(1)从专业的人才培养方案出发,毕业设计课题的选择必须考虑课题的难易度,既要满足教学的基本要求,又要保证基本能力的训练;(2)毕业设计的课题应尽可能是基于工作过程的项目、案例或任务,这样既能促进学校产、学、研有机的结合,又能充分调动学生的积极性;(3)毕业设计课题的份量要适当,要充分考虑学生的实际情况,保证学生能在规定的时间内能按时完成任务;(4)毕业设计课题的选择应树立“以就业为导向”的原则,切实为学生就业和可持续发展提供保障。(5)毕业设计课题应与职业岗位紧密结合,使学生进一步了解岗位与工作对象,为学生的“零距离”就业打下基础。
毕业设计课题应提前由教研室安排有经验的老师和企业专家共同起草毕业设计题目,并制定《毕业设计任务书》(初稿),经严格筛选后,由指导教师向毕业生陈述选题的理由和需具备的条件。
毕业生根据毕业设计领导小组公布的《毕业设计任务书》(修订稿),选择题目。对于个别有特殊爱好且学业成绩优秀的学生,可在教师的指导下,允许其自选与人才培养方案密切相关的课题,但所选课题须经专业教研室同意、报系主任审批。
毕业设计任务书由指导教师填写后,提前下达给学生,以便学生在假期或空闲时间准备相关素材及掌握相关知识。
2 精选指导教师充分发挥“双师型”教师的业务优势
充分发挥指导教师的作用是搞好毕业设计(论文)的关键。指导教师应选聘讲师以上有经验的老师,优先选用具有“双师型”职称的老师担任。同时每个选题需配备一名企业专家进行指导,聘请的企业专家应经系主任批准,还要指定专门的教师进行联系,经常检查相关资源,掌握进度,提出要求,协调有关问题。 为确保指导力量,充分发挥指导作用,每名指导教师所指导的毕业设计人数一般不超过10人。
指导教师应尽的职责如下:(1)指导教师要重视对学生独立分析、解决问题和创新能力的培养,应着重于启发引导、充分发挥学生的主动性和积极性,不可包办代替。(2)指导教师要坚持教书育人,结合业务指导,对学生进行理想教育,职业道德教育和政策法规的教育。 (3)指导教师的具体任务为:①按项目、案例或任务做好毕业设计课题,编写毕业设计任务书;②审定学生拟定的总体方案和实施计划,并负责经常检查执行情况和进度;③在毕业设计过程中坚持2次/周的指导和答疑,并根据进度逐个进行辅导;④对学生进行全过程考核、毕业设计完成后,要根据学生的工作能力、工作态度、设计质量等方面的情况写出评语,提出评分的初步意见;⑤在毕业答辩前的一两周,给他们设计一些模拟答辩的环节,促使其对设计内容进行再巩固,从而有利于他们进一步提升技能;⑥参加毕业设计的答辩和评分。负责拟定毕业设计答辩提问,认真听取学生的陈述和答辩,客观评分,做好论文评语的撰写。
3 培养创新能力打造高技能人才
学生在进行毕业设计时,要有标准、规范的行为意识,在毕业设计的过程中应注意培养学生的独立工作能力和重视开发学生的创造力,使之向复合型、创新型高技能人才方向发展,尤其要着重于以下几个方面的能力:(1)检索与阅读中、外文献资料的能力,特别是利用互联网进行检索的能力;(2)团结协作、独立思考、刻苦钻研和进行技术创新与实际应用的能力;(3)学生开展社会调查,进行综合概括的能力和设备安装、调整与测试的能力,包括实验数据分析与处理的能力;(4)发现问题、分析问题和综合解决问题的能力;(5)撰写报告、技术总结、整理文档和论文写作的能力;(6)善于对所研究的题目,运用准确的语言进行表述的能力。
4 规范写作要求提高毕业设计论文的质量
毕业设计论文是毕业设计工作的总结和提高,毕业设计论文反映了毕业生的专业水平和能力,因此要求学生以积极认真、严谨求实的态度完成毕业论文的撰写。
(1)每个学生应独立完成毕业设计论文的撰写;(2)论文要书写规范、文字通顺、图表清晰、测试数据完整、结论明确;(3)论文一般应包含有摘要(150~200字)、关键字、目录、综述、论文主体及参考文献等,同时应附相关程序清单及图纸等;(4)论文全文应在8000字以上(不包括程序清单和图纸),论文中引用的部分必须注明出处。
5 重视毕业答辩全面提升学生的综合素质
答辩是毕业设计的最后一个环节,也是十分重要的,必不可少的环节。它既是学校对学生毕业设计成绩考核、验收的一种形式,也是对教学实践环节及教学水平的最后一次检验,因此,应从以下几个方面高度重视。
答辩要求:①答辩前学生应提交设计成果(包括毕业论文、程序代码、研究成果及测试报告等);②答辩人应能很好地完成毕业设计成果的演示;③答辩人陈述论文的核心内容。陈述要语言精炼、重点突出,时间控制在10~15分钟;④回答教师提问5~10分钟,要求学生能用简短而又准确地语言予以回答。
答辩成绩:由答辩小组成员根据毕业答辩评分标准进行评定,由答辩委员会审定,最后按比例进行综合统计;
毕业设计成果:学生毕业设计成果(包括源程序等)由各系择优选留(不低于30%),交院系资料室保管。
6 结束语
毕业设计是一项群策群力的工作,它需要领导的支持、教师的指导、同学的努力及来自企业的配合。因此要做好这项工作,必须加强基于工作过程的毕业设计的创新模式的研究,同时保证企业专家全程参与,整合毕业实践教学环节,加强全程管理,建立全面有效的监控体系,这样才能真正发挥毕业设计的作用,提高学生的工作能力。
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(一)对专业知识的融会贯通能力
从历次修订和执行的本科教学计划看,农业水利专业以往和当前开设的课程,足以满足学生毕业后继续学习、工作和基本科研所需,关键问题是学生是否真正掌握了所学的知专业识并能灵活地对其进行综合运用,能否在大学专业教育的基础上主动加强知识储备和拓展专业实践技能。毕业设计内容一般不局限于一门课程或一本教材,这就要求学生具有较强的对专业知识的融会贯通能力,能够综合运用所学的专业知识分析并解决实际问题。然而,即使在学习成绩好,或者已经被确认录取为研究生的学生当中,具备这种能力的学生并不多见,“学习好”基本等同于“课程考试成绩较高”,而不能代表学生的专业实践能力强。
(二)主动学习和独立工作的能力
在四年大学生活中,掌握最基本的文献检索方法并利用便利的校园网查阅文献的学生并不多,甚至一部分学生从来没有查过文献,需要专业文献时仅在网上搜索一些网页文件,复制粘贴一下便草草了事。指导教师详细布置好的设计任务,学生不知道如何入手,需要老师事无巨细地指导;对于大多数学生而言,试验方案的制定,数据的观测、收集及分析处理等能力均为空白。由于缺乏学习的主动性和查阅分析文献资料的能力,让学生独立开展研究、独立完成课题几乎是不可能的。此外,当前大学生普遍缺乏密切配合及团结协作的精神,指导教师布置的设计任务,有时需要小组集体完成,然而小组成员往往存在观望、等待和依赖他人的心理,相互推托,不愿主动承担任务和责任。
(三)计算机应用能力
农业水利专业开设的计算机类课程较多,一般包括计算机应用基础(如MicrosoftOffice系列)、编程语言(如MicrosoftVisualBasic)、绘图软件(如AUTOCAD)等。从专业实践应用的角度看,无论对于学习或工作,开设的这些课程和课时量已足够,并且这些软件完全可以在短期内自学并逐步提高熟练程度。但令人遗憾的是,虽然配备个人电脑的学生为数不少,但学生在基本的Word编辑排版、Excel绘图及公式计算、简单的程序编制、CAD制图出图等方面的熟练程度远不及网络聊天和电脑游戏。
(四)文字及口头表述能力
在毕业设计过程中,学生提交的毕业论文和相关的文字材料层次不清,语句不通,详略不得当,标点符号乱用,错字别字常见。在与教师的沟通以及最后的毕业答辩过程中,学生的口头表述能力明显不足,不善于应用专业词汇表达专业研究内容。
二、农业水利专业毕业设计发展模式
(一)知识脉络的传承
从农业水利专业阶段教学的角度看,学生的专业学习主要体现在对不同课程的学习方面:在大一学年主要学习公共课,对专业的认识比较模糊;从大二学年开始进入基础课和专业课的学习阶段;至大四学年第一学期期末,学生基本修完教学计划开设的所有课程。在此期间虽然学生对专业有了一定的了解和认识,但更多的情况是在每学期的课程学习后,很快转入到新学期的课程学习中,缺乏对专业知识的系统梳理。毕业设计往往针对较完整的项目,可能涉及“农田水利学”“、水工建筑物”“、水力学”“、钢筋混凝土”“、水利工程概预算”“、水泵”等多门课程知识,然而,在这些课程的独立授课过程中,不可能完全传达涉及的其它课程的所有知识。课程设计虽然可以部分地解决这个问题,但课程设计主要是针对一门课程知识的运用。因此,从提高学生对专业知识融会贯通的角度看,需要专业任课教师间的密切配合,尤其要突出强调本门课程在专业教学计划中的地位、应用范畴以及与其他课程的前后衔接关系,重点解决好专业知识脉络的传承问题。
(二)与专业对口单位的协作
为提高毕业设计质量,解决学生毕业与工作衔接的一系列问题,除依靠全院教师的言传身教外,还可以加强与农业水利专业对口单位(如:黑龙江省水利水电勘测设计研究院、黑龙江农垦勘测设计研究院、哈尔滨市水利规划设计研究院、黑龙江省水利科学研究院等)的协作,通过邀请工程师、专家、学者等到学院作报告或现场指导,将大四学生直接派往设计部门或其他生产实践部门参加实际项目等方式,开展多方面的沟通和配合,使学生的毕业设计选题结合生产实际[1]。这样,不仅可以提高学生对学科和专业的认识,使学生提前进入工作状态,还可以及时了解对口单位的人员需求信息,提高学生的就业意识,同时对教师工作也是一种交流和促进。
(三)本科的导师制
中图分类号:G642 文献标志码:A 文章编号:1673-291X(2011)14-0295-02
本科毕业设计是大学生四年学习成果的总结和体现,也是大学生走向社会前一次重要的专业排练和预演。毕业设计质量不仅反映了一名大学生的综合素质和多方面能力,也是一所高校教学成果和办学水平的直接展现,理应在高校的教育教学中给予充分的重视。东北农业大学农业水利专业前身是1958年东北农学院在土地规划系创办的农田水利工程专业,发展至今已经为社会培养了千名以上的农业水利人才[1]。目前,我校农业水利专业的毕业设计安排在四年级第二学期,每年3月初左右开始,至6月上、中旬组织答辩并完成论文提交等工作,期间历时约13周。随着高校招生规模的不断扩大和教育体制改革的不断推进,本科毕业设计中存在的一些问题也日益突显。结合所从事的专业教学实践,笔者对目前农业水利专业毕业设计中存在的一些问题进行分析,并探讨毕业设计的一些发展模式。
一、农业水利专业毕业设计现状分析
(一)影响毕业设计的主要因素
1.学生对毕业设计的认识不足
当代大学生正经历与以往时代不同的机遇和挑战,尤其在当前强大的就业压力下,大学生从入学就开始关注就业、外语计算机过级、考研、考公务员等一系列问题。在时间方面,毕业设计往往与考研(准备及等待录取结果)、毕业求职等交织在一起,使得学生在思想上并没有把毕业设计放在应有的地位,他们把精力更多地投入在学习、跑招聘会和人才市场上。存在观望、等待、抄袭、“都能通过”等侥幸心理的学生大有人在,尤其是就业(或硕士研究)方向与专业不对口的学生,存在“毕业设计无用”的心理,放松了对自己的要求。
2.指导教师工作压力较大
由于各层次的专业教师一般均担负着一定的教学和科研任务,大多数中青年教师还面临着晋职称等诸多方面的压力,在课堂教学、发表学术论文、申请或实施科研项目等方面需要投入大量的时间和精力。这些因素导致了教师无暇顾及所指导学生毕业设计工作的窘况,也是导致毕业设计质量出现下滑的客观原因之一。
3.毕业设计不易选题
在毕业设计选题方面存在难易(内容)、宽窄(范围)、长短(周期)等多方面的矛盾和困难。内容较难、范围较宽、周期较长的题目,学生不易按时完成;反之,又达不到毕业设计的预期效果。教师承担的项目一般不易分离出较独立完整、适合毕业设计的短期研究内容,学生也很难在数月内熟悉项目研究的研究背景、研究方法和研究内容,从而全身心地投入到项目研究中,因而一般只能做些简单的辅助工作。结合工程实际进行毕业设计可以收到较好的效果,然而教师能接触到的实际水利工程设计项目并不多,毕业设计题目一般要求不重复,要有所发展和创新,这无疑给题目的拟定增加了难度。
4.毕业设计经费投入较少
农业水利专业学生在毕业设计过程中涉及的各种开支主要有:实习期间的交通费用、购买各种资料(图书、数据等)和试验原料的费用、打(复)印、出图及印刷费用等。目前,我校本科毕业设计经费为50元,很难满足各项开支需要,直接影响了学生按计划完成毕业设计的质量。
二、学生综合能力不足的典型表现
(一)对专业知识的融会贯通能力
从历次修订和执行的本科教学计划看,农业水利专业以往和当前开设的课程,足以满足学生毕业后继续学习、工作和基本科研所需,关键问题是学生是否真正掌握了所学的知专业识并能灵活地对其进行综合运用,能否在大学专业教育的基础上主动加强知识储备和拓展专业实践技能。毕业设计内容一般不局限于一门课程或一本教材,这就要求学生具有较强的对专业知识的融会贯通能力,能够综合运用所学的专业知识分析并解决实际问题。然而,即使在学习成绩好,或者已经被确认录取为研究生的学生当中,具备这种能力的学生并不多见,“学习好”基本等同于“课程考试成绩较高”,而不能代表学生的专业实践能力强。
(二)主动学习和独立工作的能力
在四年大学生活中,掌握最基本的文献检索方法并利用便利的校园网查阅文献的学生并不多,甚至一部分学生从来没有查过文献,需要专业文献时仅在网上搜索一些网页文件,复制粘贴一下便草草了事。指导教师详细布置好的设计任务,学生不知道如何入手,需要老师事无巨细地指导;对于大多数学生而言,试验方案的制定,数据的观测、收集及分析处理等能力均为空白。由于缺乏学习的主动性和查阅分析文献资料的能力,让学生独立开展研究、独立完成课题几乎是不可能的。此外,当前大学生普遍缺乏密切配合及团结协作的精神,指导教师布置的设计任务,有时需要小组集体完成,然而小组成员往往存在观望、等待和依赖他人的心理,相互推托,不愿主动承担任务和责任。
(三)计算机应用能力
农业水利专业开设的计算机类课程较多,一般包括计算机应用基础(如Microsoft Office系列)、编程语言(如Microsoft Visual Basic)、绘图软件(如AUTO CAD)等。从专业实践应用的角度看,无论对于学习或工作,开设的这些课程和课时量已足够,并且这些软件完全可以在短期内自学并逐步提高熟练程度。但令人遗憾的是,虽然配备个人电脑的学生为数不少,但学生在基本的Word编辑排版、Excel绘图及公式计算、简单的程序编制、CAD制图出图等方面的熟练程度远不及网络聊天和电脑游戏。
(四)文字及口头表述能力
在毕业设计过程中,学生提交的毕业论文和相关的文字材料层次不清,语句不通,详略不得当,标点符号乱用,错字别字常见。在与教师的沟通以及最后的毕业答辩过程中,学生的口头表述能力明显不足,不善于应用专业词汇表达专业研究内容。
二、农业水利专业毕业设计发展模式
(一)知识脉络的传承
从农业水利专业阶段教学的角度看,学生的专业学习主要体现在对不同课程的学习方面:在大一学年主要学习公共课,对专业的认识比较模糊;从大二学年开始进入基础课和专业课的学习阶段;至大四学年第一学期期末,学生基本修完教学计划开设的所有课程。在此期间虽然学生对专业有了一定的了解和认识,但更多的情况是在每学期的课程学习后,很快转入到新学期的课程学习中,缺乏对专业知识的系统梳理。
毕业设计往往针对较完整的项目,可能涉及“农田水利学”、“水工建筑物”、“水力学”、“钢筋混凝土”、“水利工程概预算”、“水泵”等多门课程知识,然而,在这些课程的独立授课过程中,不可能完全传达涉及的其它课程的所有知识。课程设计虽然可以部分地解决这个问题,但课程设计主要是针对一门课程知识的运用。因此,从提高学生对专业知识融会贯通的角度看,需要专业任课教师间的密切配合,尤其要突出强调本门课程在专业教学计划中的地位、应用范畴以及与其他课程的前后衔接关系,重点解决好专业知识脉络的传承问题。
(二)与专业对口单位的协作
为提高毕业设计质量,解决学生毕业与工作衔接的一系列问题,除依靠全院教师的言传身教外,还可以加强与农业水利专业对口单位(如:黑龙江省水利水电勘测设计研究院、黑龙江农垦勘测设计研究院、哈尔滨市水利规划设计研究院、黑龙江省水利科学研究院等)的协作,通过邀请工程师、专家、学者等到学院作报告或现场指导,将大四学生直接派往设计部门或其他生产实践部门参加实际项目等方式,开展多方面的沟通和配合,使学生的毕业设计选题结合生产实际[1]。这样,不仅可以提高学生对学科和专业的认识,使学生提前进入工作状态,还可以及时了解对口单位的人员需求信息,提高学生的就业意识,同时对教师工作也是一种交流和促进。
(三)本科的导师制
实行本科导师制,可以使学生有更长的时间参与指导教师的科研项目,而指导教师也有了比较稳定的助手。对于有课题和项目而无助手的中青年教师而言,导师制无疑是一个很好的机会[2]。结合我校农业水利专业阶段教学的实际,可以考虑学生从大三学年开始,利用课余时间积极参与到教师的科研课题中来,在近一年半的时间里,通过协助教师和学长查阅资料、开展试验、撰写材料等逐渐提炼毕业设计题目和研究内容,从容地完成毕业设计。这不仅有利于拓宽学生的知识面,培养学生的动手、动脑和科研创新等多方面能力,也可以大大提高毕业生的综合素质和竞争能力。
结语
由于学生在本科阶段提高的专业技能程度有限、专业学习和专业应用脱节的现象较严重,导致毕业设计过程中存在一些问题,致使教师不得不在短期内对指导学生的专业知识、电脑、应用文写作等技能进行“拔苗助长”式的短期培训。通过知识脉络的良好传承、加强与对口单位的协作以及本科导师制等方式,有望促进毕业设计质量的大幅提升。此外,还可以通过定期举办计算机应用技能和应用文写作等方面的比赛活动、加大学校经费投入等方面促进毕业设计的良性发展。
中图分类号:TD421.2 文献标识码:C
Abstract: The paper analyzes various design and research literature on hydraulic rock drills in China, enumerates major arguments in some related papers, points out the imperative problems, and puts forward academic and policy-related advice on the R&D of the hydraulic rock drills industry in China.
Keywords: hydraulic; rock drill; design & research; opinion
1 我国液压凿岩机设计研究历史回顾
我国液压凿岩机的研制起步非常早,距今已近50年。我国液压凿岩机技术研究也很早,二十世纪七十年代,我国长沙矿冶研究院等就翻译了大量国外液压凿岩机专利和论文,七十年代后期,我国作者撰写了大量液压凿岩机的技术论文,直到现在,关于液压凿岩机的论文与专利仍然不断出现在各类期刊与网络上。
我国液压凿岩机设计研究方面的论文,有博士论文,硕士论文,学士论文,有期刊论文,也有网络论文,在整个液压凿岩机技术论文中,占据了很大一部分。
估计有20个高等学校(其中包括3所师范大学)和近10个研究院所的作者发表过液压凿岩机技术论文,其中大部分是关于液压凿岩机设计研究方面的论文。专利文献更是与液压凿岩机结构设计有关。可见,液压凿岩机设计研究在我国并非冷门。
我国液压凿岩机的技术论文与设计研究论文大量产出。与此形成鲜明对比,我国液压凿岩机产品发展很缓慢,独立开发的产品,很少能在市场站住脚。
2 我国液压凿岩机文献的分类
2.1 研究型论文
2.1.1 设计计算型论文
此类论文数量多。
设计计算型论文包括了仿真计算,优化设计,活塞间隙优化设计,蓄能器设计优化,换向阀设计优化,活塞缓冲设计,钎尾缓冲设计,冲击频率调节方法等等。
博士、硕士、学士的论文几乎全部属于此类。高校与研究院所作者的论文大都属于此类。此类论文数量多。
2.1.2 实验研究型论文
实验研究型论文包括实验方法介绍,实验设备和仪器介绍,实验项目介绍,测试结果与测试曲线分析,误差分析等等。
此类论文中介绍实验原理与实验方法的较多。专门介绍液压凿岩机测试结果与曲线,并且进行分析的论文较少,大多散见于设计计算论文中,作为计算正确性的证明。
高校与研究院所作者有些论文属于此类,此类论文数量不多。
2.1.3 材料热处理研究型论文
材料热处理研究型论文包括活塞、钎尾的选材与热处理,铜套的选材等等。关于活塞、钎尾的选材与热处理的论文较多,关于其他零件的论文数量少。
2.1.4 加工工艺型论文
加工工艺型论文包括凿岩机主要零件的机加工的设备,工装夹具,量具与测量方法,工序与工艺步骤,怎样保证尺寸精度与位置精度,等等,大概是技术保密的原因,此类论文数量极少。
2.2 综述型论文
2.2.1 产品品种型号综述型论文
产品品种型号综述型论文包括当时国内外液压凿岩机产品的厂家,系列,型号,主要性能参数等等。
此类论文数量较多,但大多是介绍阿特拉斯、山特维克公司的液压凿岩机产品,介绍国内产品的较少。
2.2.2 产品历史发展综述型论文
产品历史发展综述型论文包括介绍国内外液压凿岩机历史发展,产品型号推出的年代,市场情况等等, 此类论文数量不多,但大多是介绍蒙特贝塔、阿特拉斯、山特维克公司的液压凿岩机产品历史,介绍国内产品历史的较少。
2.2.3 产品技术综述型论文
产品技术综述型论文包括液压凿岩机结构类型,技术进展,等等。此类论文数量少而且内容重复较多。
2.2.4 产品市场调研分析指导型论文
产品市场调研分析指导型论文包括当时国内使用的液压凿岩机产品的主要型号,市场保有量,年销售量与销售额,备件销售量与销售额,市场的细分,将来市场的趋势预测,市场对液压凿岩机的性能与技术要求。
此类论文很重要,对于国家的产业政策和企业的产品规划指导意义很大。
此类论文数量极少,几乎没有,倒是在网络上各种市场调查公司的广告不少,只提供提纲,具体内容要付费才能提供。
由于我国缺乏市场液压凿岩机产品销售数据统计,要写出高可信度的此类论文,必然要花费巨大的人力财力,只靠个人或一个单位的力量难以完成,最好有行业组织与行政力量的参与。
2.3 使用维修型论文
2.3.1 产品使用方法型论文
产品操作方法型论文包括凿岩机冲击压力,旋转压力,推进压力的优化匹配,钻头直径与旋转速度的匹配,操作方法等等。
此类论文数量不多,有北京科技大学高澜庆教授等的论文“液压凿岩机主要工作参数对凿岩速度影响的试验研究”,有广东省水利水电第二工程局梁明华论文“液压凿岩机旋转速度与凿孔直径的关系” [1],是凿岩机使用实践总结,指导意义更大。
2.3.1 产品维修与故障分析型论文
产品维修与故障分析型论文多数为水电工程局、铁路隧道工程局的技术人员所写。此类论文来源于生产实践,言之有物,参考价值很大,数量不多,列举如下:
煤科总院北京建井所黄园月、李耀武、郭孝先“液压凿岩机的故障分析与防治”;
广东省水利水电第二工程局何雄彬“HDl35A和COPl238ME型液压凿岩机工作原理及常见故障处理” [2];
广东水电二局股份有限公司李同明“阿特拉斯ROCD7钻机使用中易出现的问题与改进” [3];
李强“Atlas 1838型凿岩机六种常见故障的排除”[4];
张兆钦“COP1238凿岩机技术特点及使用维护” [5];
田华军“HL500型液压凿岩机的日常维护保养” [6]。
2.4 产品介绍型论文
2.4.1 产品性能介绍型论文
产品性能介绍型论文多为介绍阿特拉斯、山特维克公司产品的论文,也有少量介绍国内海卓公司产品,乐清采矿机械厂的液压凿岩机产品的论文。
2.4.2 市场应用报道型论文
国外作者关于液压凿岩机市场应用报道型论文很多,国内此类论文数量很少,有少量关于YYT26支腿式液压凿岩机工程案例,使用成本效益分析的报道。
2.5 专利文献
最近的十几年关于凿岩机械的专利有六十多件,大都是液压凿岩机械的结构设计方面的专利。尚未见到有重大影响,或产生效益的专利。
3 我国液压凿岩机技术研究的不足
3.1 凿岩机文献的五多五少现象
通过对我国液压凿岩机文献的分析,我们发现有五多五少现象。
(1) 设计论文多,实验与工艺论文少;
(2) 研究论文多,使用维修论文少;
(3) 性能介绍型论文多,市场应用报道型论文少;
(4) 历史发展综述论文多,市场调研分析指导型论文少;
(5) 专利多,影响小。
3.2 缺少学术交流讨论
我国大概有20多年没有开过全国性液压凿岩机技术方面的交流会或研讨会。
我们众多的论文作者,都是在自说自话,没有交流,没有讨论,更没有争论。论文提出的论点,基本没有人跟进,进行理论与实践两个方面的证明或证伪,或补充,只是不加评价的引用。
我怀疑,很少有人认真阅读这众多的论文,如果不是博士生,硕士生,大学生因为做毕业论文的需要,阅读的人就更少了。我国关于液压凿岩机论文的影响力实在有限。
3.3 设计理论研究与产品生产脱节
我国大概可称得上液压凿岩机设计研究论文数量大国,但是我国自行开发的液压凿岩机产品多数从市场上消失,现在还能在市场上站住脚,有一定销售量的产品,多数为1980年代技术引进的产品。这种情况至少说明我们的设计研究和产品生产是脱节的,或者说明我们的设计理论还不成熟,还要不断改进。
4 我国液压凿岩机设计理论的主要论点
4.1 关于凿岩机冲击机构设计理论
4.1.1 三段法理论
认为活塞往复运动一个周期是由活塞回程加速、回程减速、冲程加速三个阶段组成的。4.1.2 设计变量理论
将一个无量纲数称为设计变量,这个无量纲数可以是:
(1) 冲程时间与活塞运动周期之比;
(2) 活塞回程加速度与冲程加速度之比;
(3) 活塞行程与可能最大行程之比;
(4) 活塞后腔受压面积与前腔受压面积之比,很明显,第四个无量纲数最直观,最易检验。
4.1.3 优化设计理论
根据以下5个设计目标,求得一个最佳设计变量。
(1) 蓄能器容积变化的最大值最小;
(2) 蓄能器隔膜震动次数最小;
(3) 能量利用效率最高;
(4) 冲程时,最大瞬时流量最小;
(5) 回程时,最大瞬时流量最小。
4.2 关于换向阀设计理论
4.2.1 换向阀中位正开口理论
换向阀在中位时,换向阀的高压窗口与低压窗口都有微小开启,叫正开口。认为正开口有益于冲击机构性能改善。主张应该采用正开口。
4.2.2 换向阀最优行程理论
换向阀行程的选取受到阀口通流面积,换向时间与阀耗油量三重制约,存在一个优化点。
4.3 关于蓄能器设计理论
4.3.1 高压蓄能器与活塞运动的最佳耦合理论
蓄能器的蓄油与排油量不仅与蓄能器的容积有关,而且与系统的工作频率有关,如果蓄能器固有频率选择不合适,即使加大蓄能器容积,也不能增大蓄能器的蓄油与排油量。
在蓄能器结构参数固定,凿岩机进油压力确定的情况下,可以改变蓄能器充气压力来改变谐振频率,使得系统处于最佳工作状态。
这个理论是极有理论研究价值与学术价值的,是一个动态的理论,是北京科技大学首先进行研究的,可惜无人跟进,这方面的论文太少。
4.3.2 蓄能器一次振动理论
在活塞运动一个周期内,蓄能器隔膜只有一次振动。这个理论已经包含在第4.1.2小节的优化设计理论中了,这是一个静态的理论。
4.4 关于信号孔位置
4.4.1 活塞回程换向信号孔位置的计算
这个理论是由北京科技大学与中南大学提出的,这是极其重要的计算,缺了这个计算公式,无法进行凿岩机的图纸设计。
4.4.2 活塞冲程换向信号孔位置的确定
这个理论是由北京科技大学与中南大学提出的,这也是极其重要的计算。既不能换向太早,使得撞击钎尾时,活塞已经被减速,也不能换向太晚,造成活塞二次打击钎尾。
4.5 钎尾反弹缓冲动力计算
研究这个理论的有浙江大学张新等人,广东工业大学机电工程学院刘智等人,中南大学机电工程学院赵宏强等人,杨国平等人,难能可贵的是,张新做了实验研究,有实验曲线图。
4.6 其他理论
(1)活塞密封间隙与长度优化理论;
(2) 活塞空打缓冲结构计算;
(3) 冲击频率无级调节自动换挡理论。
以上3种理论均有,就不一一论述了。
5 我国液压凿岩机设计研究亟待解决的问题
5.1 换向阀的结构尺寸问题
(1) 换向阀中位负开口的优缺点分析;
(2) 最优负开口量的计算与实验验证;
(3) 换向阀最优行程理论与实验验证。
5.2 活塞与缸体结构尺寸问题
(1) 活塞前后腔面积的确定及优化;
(2) 活塞回程换向信号孔位置的确定;
(3) 最优冲程换向信号孔位置计算与实验验证。
5.3 蓄能器与活塞运动的最佳耦合理论
研究蓄能器隔膜的动态频率响应,蓄能器最佳充气压力的计算。
5.4 钎尾反弹缓冲系统动力计算与实验验证
不但研究缓冲机构本身,进行静力学计算,更要研究钎尾反弹缓冲系统的动态响应,将缓冲机构,钎具与缓冲液压油路作为一个系统,研究缓冲活塞的频率响应,缓冲液压系统是否能有效吸收钎尾反弹的能量,又是否能迅速将钎头重新抵紧岩石。
5.5 凿岩机反打系统动力计算
既要研究反打机构本身,进行静力学计算。更要将反打机构与反打液压油路作为一个系统,研究反打活塞的位移,运动速度与冲击能量。
5.6 零件的气蚀与腐蚀问题
(1)活塞前后腔气蚀问题的计算与解决方法;
(2)凿岩机壳体联接平面点蚀的原因与预防。
6 我国液压凿岩机设计研究的学术建议
6.1 反求法
对国外高端液压凿岩机结构尺寸的分析,用反求法研究凿岩机冲击机构的设计计算公式与方法。反求法基本属于归纳法,反求法需要统计多台高端液压凿岩机的结构尺寸,统计数据越多,代数计算公式越接近实际,设计指导作用越大。这方面的工作似乎还没有人去做。
6.2 验证法
将我们国内的设计理论,如用最佳设计变量理论,换向阀最优行程理论,蓄能器设计理论,分析国外高端液压凿岩机的结构尺寸、充气压力等参数,检验是否符合我们的理论。如果大致符合,则验证了我们理论的正确性,如果相差很大,则要寻找原因。
6.3 代数计算公式研究
6.3.1 液压凿岩机设计研究方法的分类
理论分析与公式计算,实验研究,计算机数值仿真是凿岩机设计研究的三驾马车。
三段法,最佳设计变量等属于理论分析计算。
理论分析与公式计算是凿岩机设计研究的基础,是实验研究与数值计算的的基础与指导。
6.3.2 液压凿岩机代数设计计算公式的建立
公式计算必须将凿岩机的物理(实际)模型简化为力学模型,再进一步简化为数学模型,再简化为代数公式。简化必须是合理的,不能与力学模型有大的矛盾和冲突。
在不断的简化中,必然有失真,这时就要用经验系数去校正。这方面我们还有许多工作要做,对每一结构类型的凿岩机,都可以研究出一套基本通用的计算公式。
6.3.3 液压凿岩机代数设计计算公式的输入输出
代数公式计算输入的是冲击能,冲击频率,冲击末速度,进油压力, 输出的是活塞质量,活塞前后受压面积,活塞行程,信号孔位置,阀的结构尺寸,阀行程,开口量,凿岩机进油流量等等。
6.4 强化实验研究
6.4.1 液压凿岩机实验的分类
在理论分析指导下的实验研究是必不可少的,我们的力学模型,数学模型是否正确,简化是否合理,都需要实验验证。数值仿真计算就更需要实验验证了。
这里所说的实验主要是凿岩机内部机理实验,也可是型式实验,而不是出厂实验。
6.4.2 液压凿岩机实验的规范
实验的各种条件,包括样机,液压系统,测量方法,仪器仪表,都应该是明确的,实验的结果应该是真实的,可重复的,重复实验的误差应该进行分析。实验的时间、地点与参加人应该注明。
6.5 数值计算研究
6.5.1 数值计算的定义
数值计算就是虚拟样机技术,因此数学模型要尽可能逼近力学模型与物理模型,数值计算需要输入的数据很多,需要详细的凿岩机图纸数据,否则不能称之为虚拟样机。
数值计算又叫动态仿真,我国在数值计算方面的论文太多了。有基于AMESim的仿真,基于Simulink的动态仿真,基于MATLAB的计算机仿真,准匀加速度法仿真计算,键合图方法仿真,等等。
6.5.2 液压凿岩机数值计算输入输出的基本要求
冲击机构数值计算中,进油流量必须是输入值,而压力是输出值。
数值计算输出结果不能仅仅是冲击能,冲击频率等,必须能输出活塞运动速度、位移,换向阀的速度、位移,活塞前后腔压力的曲线。并且能够描述出液压油的空化与气蚀现象。
数值计算的结果曲线应该用实验曲线验证,未经实验验证的仿真计算是不可信的。
数值计算的结果应该是真实的,不能弄虚作假,其他人也可以重复运行程序。
6.5.3 液压凿岩机数值计算程序的基本要求
数值计算的程序应该模块化,数值计算需要花费大量的精力与时间,不是一个人短时间能够完成的,因此数值计算的程序应该模块化,可以由一组人员分工,进行编写。
数值计算程序应该界面友好,参数的改变,应在界面中进行,而不应在程序中进行。
数值计算的模型与程序应该是持续改进的,和所有的计算机软件一样,应该有版本号。液压凿岩机数值计算程序应该通用工具化,不要搞成专用工具。不能只有作者自己用,换一个人就不能用。
6.5.3 液压凿岩机数值计算程序的难点
虚拟样机技术是一项浩繁的工程,但是并不是遥不可及。内燃机的燃烧过程,牵涉到化学,燃烧学,热学,力学,都可以做到数值仿真,并且在发动机设计中起到重要作用。冲击机构的数值仿真也一定能做到,但是这要求有一个精干的团队和一个好的实验条件。
数值计算程序都是针对某一个特定的图纸的,因此通用性较差。不要指望适合于单腔回油的凿岩机,也能适合非单腔回油的凿岩机。也不要指望适合于芯阀结构的凿岩机,也能适合套阀结构的凿岩机。这也是数值计算应用的一个难点。我们至少应该做到,对某一相同结构类型的液压凿岩机,具有通用性。
7 我国液压凿岩机设计研究的政策建议
7.1 以企业为主体,产学研结合
过去几十年,我国液压凿岩机设计研究是以高校和研究所为主体的,和企业产品开发联系较少。事实证明,我国液压凿岩机设计研究进步不大,只有以有实力的大企业为主体,厂学研结合,学校与研究所自己不搞产品生产,只为社会和企业提供知识与技术,各自发挥自己的优势,才是我国液压凿岩机技术与产品的发展道路。
7.2 以行业协会为主体,组织技术交流
与凿岩机的生产、使用有关的行业有凿岩机械气动工具、煤炭、矿山、铁路、水电、冶金等等,在1980年代,矿山机械行业组织过液压凿岩机技术交流会, 1990年代初期, 煤炭建井行业组织过液压凿岩机技术交流会。
8 结语
(1)对我国液压凿岩机研究文献进行了分类,5大类,13个小类;
(2)分析了我国液压凿岩机技术研究的不足,3个方面的不足;
(3)列举了我国液压凿岩机设计理论的主要观点,6大类,13个观点;
(4)列举了我国液压凿岩机设计中亟待解决的5大类共11个问题;
(5)提出了我国液压凿岩机设计研究的5条学术建议;
(6)提出了我国液压凿岩机设计研究的2条政策建议。
参考文献:
[1] 梁明华.液压凿岩机旋转速度与凿岩直径的关系[J].工程机械,2001,32(6).
[2]何雄彬.HDl35A和COPl238ME型液压凿岩机工作原理及常见故障处理[J].广东水利水电,2001(8).
[3] 李同明.阿特拉斯ROCD7钻机使用中易出现的问题与改进[J].四川水利,2004(3).