时间:2022-08-03 04:52:49
序论:速发表网结合其深厚的文秘经验,特别为您筛选了11篇医学工程论文范文。如果您需要更多原创资料,欢迎随时与我们的客服老师联系,希望您能从中汲取灵感和知识!

2乙醇提纯工艺中所涉及的化学工程问题
乙醇提纯的主要工艺方法在进行乙醇的发酵工艺时,水是反应中必须要产生的物质之一,于是乙醇的提纯工艺就落到了水与乙醇的分离工艺上。基于化学原理上分析,这种提纯工艺可以采用精馏法,可以采用吸附法、共沸精馏、萃取精馏,也可以采用渗透气化膜分离法等等。一般来说,乙醇在发酵液中的质量分数在5%到12%之间,但是工业用乙醇的质量分数却在90%以上,那么这就给乙醇的提纯工艺提出了一定的挑战,采用传统的精馏方法已经无法满足工业的要求。由此,可以将发酵液中的乙醇混合物分两步进行提纯,首先,利用普通的精馏提纯方法得到质量分数为92.4%的乙醇,然后再利用萃取、共沸、吸附等精馏方法得到高纯度的工业乙醇。精馏这种乙醇提纯方法已经发展多年,其工艺与流程也比较成熟,然而在这种精馏过程中由于产生很高的热量,造成的能耗很高,并且在此过程中对于回流的要求也越来越高,大大增加了精馏成本。综上,在传统的乙醇提纯工艺上还具有很大的发展与创新空间,可以从设备配置、生产效率以及工程理论上进一步研究,得出更适合现代工业发展的有效方法。目前,这种工艺方法已经有所突破,如分类与反应过程耦合的方法,就是创新的代表。在燃料乙醇方面,乙醇的纯化可以采用的方法为多塔精馏,同时结合向乙醇混合液中增加原有体系分离因子的萃取精馏等,也可以利用膜蒸发分离的办法,其优点是降低能耗,避免污染环境。此外,吸附的办法在燃料乙醇纯化工艺中还没有很成熟的使用,需要进一步的探讨。现阶段,燃料乙醇生产工艺的研究,主要集中于单一操作过程,如吸附脱水共沸物、渗透蒸发、萃取精馏等,将这些单一过程组合研究的文章不多。实际的燃料乙醇纯化研究中,计算机仿真的应用开始不断增多,它在进行不同单元组合的反应规律研究上十分有利。此外人工智能方面在乙醇纯化工程模拟中也有很多的应用,对于条件限定后的每个单元操作以及分离流程耦合的筛选等都是工程模拟中的主要内容。由此可见,流程组合的研究已经上升到计算机时代,不再需要传统的凭经验进行流程与工艺的确定了。
3生物发酵反应与分离耦合反应
就目前的燃料乙醇工艺研究而言,主要为基础研究工作,如过程放大、生物反应与分析过程耦合、流程创新、工艺流程创新等。生物发酵反应与分离耦合。不是两者的简单结合,而是一种流程耦合,属于一种创新的技术和理论。如果化学反应结束后就可以直接得到产品,那么反应过程就是相应的过程,而在工程上所说的反应过程则是综合性的过程,包括方法、设备以及问题处理的过程。这其中形成了分离工程,利用能量与物质的传递、化学反应以及流体力学等相关知识,由此说明耦合问题可以进行,并且能够完成相关问题的解决,并且可以将生物发酵看作是耦合过程,用于提高发酵与分离效率,这种方法大大促进了燃料乙醇工艺的发展。它利用了工艺改善,采用了创新的方法,实现了工艺过程最优化,这是化学工程发展的最新契机,多场耦合的研究意义重大,为未来的发展与进步指明了方向。
另一方面,合成化学作为既定学科的核心要素,为设计主体开发大量非天然化合物质提供灵感经验。在大量创新化合产物的影响下,有关化工产业基础模型便开始顺利过渡。信息技术为各类设备、工艺创造主动适应条件,整体上推动了行业的进步趋势。这部分生产技术已经联合各类深加工流程进行替换改造,需要化学工业不断开发新型归控技术,进而为既定产业规范效率和经济成果提供适应条件。技术人员需要全面开发最为先进的协调处理细则,这是创新化学工艺改造流程的必要准则。整个技术开发活动利用市场导向机理进行布置,使得工业、商业化动机需求得到全面绽放。
二、化学工程、工艺试验数据的科学搭配分析
传统形态的化工实验操作,内部数据排列机理相当复杂,整体活动延展下来,具体的人力、物力资源全面堆积。因为内部流程需要借助平行试验进行掌控,特定数据处理重复性特征广布。因此,必要时技术人员可依靠MATLAB软件进行流程过渡,将人工演算过程中的数据限制因素调节完毕。这部分实验流程是掌握化工研究方式的重要环节,整体流程较为漫长。所以,计算机信息技术便将这些复杂的演算流程进行智能模拟操作,并透过实验要求建立必要的模型基础,使得工艺技术管制范围下的各类可行条件全面延展。化工产业讲求专业实验的引导价值,具体行动标准动机也是围绕特地实验点进行参数定量关系探索,进而将化工所需遵循的客观规律罗列完整。
MATLAB软件在整个研究过程中开辟引导先河,其将各类函数图形进行轻松规划,肃清细致符号演算和数值计算限制问题。这类软件应用范围较为广阔,包括数字通讯和财务建模等内容。目前这类程序已经成为国际控制终端的必要支撑媒介,现场操作人员基本只需编写某种数据处理程序,之后将原始数据输入,就能轻松提炼相关实验结果,将优质化数据和图示模型展出。另外,涉及这方面人员素质的强化工作也相当重要。随着技术创新和科技产业化的加快,环境保护意识的加强,必然会带来对分析检验专业人才需求的上升,且无论在数量和质量上,都提出了新的要求。
2教学方法改革
2.1现代教育技术的应用多媒体教学课件以它图文并茂、动静结合的表现形式,达到增强了学生对抽象概念、图形性质和学科定理的理解与感受,从而极大地提高了课堂的教学效果。石油加工工艺学课程具有专业性强,需要良好的专业知识铺垫;知识综合性强,涉及内容广泛,内容复杂,新工艺技术、新标准繁多;应用性强,理论与实际密切结合等特点,决定了该课程的授课形式必须多样化,达到最好的教学效果。所以授课中把新工艺、新标准等以多媒体的形式讲授,既直观、形象、又便于学生了解掌握,节省教师画图、画表的时间,在有限的教学时间里实现了大容量、高效率的教学。运用视频将理论与专业实验、仿真素材等紧密联系起来,如对实沸点蒸馏先进行理论介绍,再播放视频,一动一静,将枯燥的理论以实际过程表现出来,提高学生的学习效果。课外学习平台也不断完善,包括授课视频、实验视频、课件、配套习题、实际问题解决方法等,用现代技术及丰富生动的内容吸引学生的学习兴趣,提高学生自主学习的能力。
2.2启发式与对比式教学相结合为了改变大学生在中学阶段养成的被动式、机械式的学习方式,变被动为主动,增加学习的积极性,提高对知识的渴望与兴趣,本课程的讲授过程中大量采用启发式教学。如在讲授清洁燃料生产时,先通过图片了解现在全球气候变化带来的影响,并给出具体数据,再讨论导致的原因。汽车尾气的排放就是源头之一,为了改善全球气候,减少汽车尾气排放的污染物是当务之急,这就要求提高燃料的质量,即生产清洁的汽油和柴油。应用启发式教学,从我们切实能体会到的事情出发,引导学生运用所学知识去解决实际问题,既可以把问题简单化,又增加了学生的学习积极性和兴趣。除了启发式教学外,还并用对比式教学方式,两者相互补充。如把汽油和柴油进行对比讲解,找出异同点,便于学生的理解与掌握。先指出汽油机与柴油机的虽然都是活塞式发动机,工作过程都是由进气、压缩、膨胀做功、排气4个过程构成,但两者的压缩比、进入气缸的气体、着火方式等不同,所以对燃料的要求不同。汽油和柴油在发动机中燃烧不正常时都会发生爆震,且爆震现象相同,但是产生爆震的原因及时期却完全不同,两者用不同的指标来表示其抗爆性,由此得出各自的理想组分。通过对比归纳,内容清晰,层次分明,相似的知识点不易混淆,便于理解与掌握,取得了良好的教学效果。
2.3小组讨论形式进入课堂为了提高学生的学习积极性,我们会不定期的提出一些与石油相关的问题,鼓励学生通过各种渠道(期刊、报刊、互联网、电视等)收集资料进行了解,之后在课堂上进行分组讨论,把枯燥乏味的理论知识结合到我们的生活中,学生积极性较高,课堂气氛高涨。比如绪论讲完之后提出问题:石油与你有多大关系,你一天消耗掉多少石油?在下次课中用部分时间进行分组讨论,在激烈的讨论中,同学们各抒己见,真正了解到了我们的衣食住行确实离不开石油,但石油又是什么,它又是如何加工成我们想要的产品呢?有了疑问和好奇心,增强对本课程的兴趣。
2.4培养独立查阅并加工文献的能力在授课过程中提出几个比较热门的课题,如原油价格对国民经济的影响?炼化企业如何实现清洁燃料的生产?现代炼油工业发展趋势?中国的能源安全及战略问题等。学生根据个人兴趣,选取某一个课题,独立查阅文献并经过整理完成一份报告,提高学生查阅加工文献的能力,为以后毕业论文奠定良好的基础,又加深对某一方面的深刻理解。
2.5加强工程意识与理论的联系石油加工工艺学是一门专业课,除讲授理论内容,还引入大量工业生产和科学研究案例,提升学生工程意识与理论联系实际的能力,真正做到理论与工业生产紧密相连。如以辽阳石化加工原油-俄罗斯原油为例,根据原油性质、实沸点蒸馏数据及直馏产品性质,确定加工方案;以辽阳石化550万t/a常减压装置为例,讲授常减压装置工艺流程、主要设备、直馏产品性质等,运用实测数据进行产品实沸点切割计算,分离精确度计算等;增加解决实际问题的环节,如当某一侧线产品出现头重尾轻的时候应如何调节操作?本专业定期聘请工厂有经验的专业技术人员到学校进行讲课,介绍工厂相关装置概况、原料及产品、市场需求、主要设备及生产工艺流程、从事化工行业要注意的安全事项等事项,使学生不但有了安全意识,也对实际生产过程有所了解,有利于理论知识的理解,引起学生对自己未来工作的兴趣,提高学习动力。专业实验最能反映专业特色,是与本专业学科发展关系最密的实践性教学环节,因此我们不断对专业实验教学环节进行改善,除了开设传统的验证性实验外,又增加了设计型、研究型实验;建设炼油化工与自动化仿真培训中心,强化学生的工程实践与运行能力;鼓励学生参加“中国石化-三井化学杯”大学生化工设计竞赛,聘请设计院人员与教师共同指导,培养学生的创新思维和工程技能,培养团队协作精神,增强学生的工程设计与实践能力,实现“卓越工程师教育培养计划”。
3教师实践能力的提高
作为石油加工工艺学课程的老师,本人除了具有丰富的理论教学经验,也具有实际生产经历,曾在中石化沧州炼油厂催化裂化装置工作两年,每年参加知道学生下厂生产实习实践教学环节,并于2012年在辽阳石化炼油厂进行为期一个月的实践培训,因此对炼油加工工艺过程及主要生产设备的操作及工作原理颇为了解。在理论教学过程中,能够将实际生产与理论知识结合在一起,并对生产中遇到的问题作为实例进行分析、讲解,提高了学生的学习积极性及理论联系实际,分析问题和解决问题的能力。从事石油加工工艺学课程的教师除了担任理论教学外,还担任专业实验、毕业设计论文、生产实习及实践教学环节的指导工作。在学校、学院的推荐下,每年都有青年教师到中石油辽阳石化公司的生产一线进行实习,并派专业教师参加相应的技能培训,定期聘请工厂专业技术人员到学校进行讲座,以提高青年教师的工程实践能力。
1.2课外拓展鉴于课堂教学的局限性,高职院校应大力提高艺术教育现代化水平,促进艺术教育与信息技术的有效整合:第一,网站建设。开发专门的公共艺术校园网站,设置政策文件、艺术风采、艺术知识、资源下载、艺术沙龙等板块。让学生充分了解校内外艺术信息,学习先进的艺术理论知识,并通过留言板块建立学生与教师的互动群,及时帮助学生答疑解惑,交流学习心得。第二,微课建设。网络技术的飞速发展和移动终端设备的日益普及,微课程作为一种新型教学资源应运而生。其以流媒体形式展示了围绕某个知识点开展的教学活动,短小精悍、活泼新颖的特点使学习者可以达到自我学习的最佳效果。艺术实践活动不能仅依靠有限的课堂时间,也需要课内外的紧密结合,使实践与理论相对接,做到学以致用。艺术社团是艺术教育中培养学生特长、发展学生个性的有效组织,同时也是带动其他学生参加艺术训练的主力。教师要引导和鼓励学生积极参与艺术社团活动,对于在艺术社团中有突出贡献者可以在三好学生及各类奖学金评定中获得优先推荐。此外,丰富多彩的校园文化活动也是开展艺术教育的重要手段。
2构建评价体系,完善管理制度
艺术教育的评价和管理制度是学校艺术教育的保障。课程评价有狭义和广义之分。狭义的是指对课程过程的评价。广义的是以课程评价来分析教学的有效性、学习环境、课程合理性、学生取得的进步以及教学成果等内容,涵盖课程设计评价、课程需要评价、教材教学成果评价、课程教学过程评价、学生学习效果评价等方面。由于公共艺术课程有理论与实践、课内与课外几方面的教学工作,这种特定的教学形式就需要学校加强管理,采取自我评价、师生互评、督导部门评价等多元化评价模式。以教师的职业技能水平、课堂教学质量、教学反馈情况、教学思路创新等方面为基本依据,同时结合学生对知识技能的掌握程度、审美能力和创新能力的提高水平,通过综合角度考核公共艺术课程的教学质量。
3外引内培,建立高素质师资团队
建立一支高素质的公共艺术师资团队是艺术教育内涵建设的核心。当前高职院校公共艺术师资队伍存在数量不足、结构分布不合理、教师待遇不高等问题,一定程度上影响和制约着高等教育的发展和人才培养的质量。因此,各院校要按照省教育厅要求配备足额的专职公共艺术教师,并充分利用校外资源,聘请社会艺术团体和外校艺术专家到学校开设讲座,形成公共艺术课程专任教师、校内兼课教师和校外兼职教师“三位一体”的师资队伍。高职院校的公共艺术课程从传统教育向创新教育发展,必然要依托于科研工作,在科研中完善教学,使教学和科研共融共进、互补发展。因此,学校要积极动员和组织专兼职教师开展公共艺术课教学科研工作,积极撰写论文、申报课题,并将科研成果迅速转化成推进公共艺术课教学动力,及时解决教学工作存在的问题,结合学院实际,凸现办学特色。
1.激发学生的学习兴趣通过实验的方法,可以引导学生深入到实践中来,实验教学能改进学生的思维方法,端正学生的学习态度,进而培养学生的创新能力。在教学过程中,教与学需要有机结合在一起,开放性教学能让学生认识到不同实验的操作方法,在实践中理解化学知识。
2.提升学生的实践能力实践能力是每个学生都必须掌握的,实验室开放不但能提升实验室的利用率,而且能充分调动学生学习的积极性和主动性,逐渐培养应用型人才。学生有更多的机会进入实验室,熟悉仪器操作规范,规划实验的操作,提升实验课的教学效果。
二、化学工程与工艺专业无机化学实验室开放的基本设置
化学工程与工艺专业对学生自主实验及独立学习的要求比较高,在实践中需要结合教材知识,重新审视自己学过的知识,在实践中强化对知识的理解。以下将对实验室开放的基本设置进行系统的分析。
1.制定科学合理的实验教学计划为了满足教学机制的需要,必须根据实际需要明确化学工程与工艺专业实验教学目标,根据教材内容拟定教学计划。必要时可以和化工类企业负责人共同商讨化学工程与工艺专业人才培养方案,让学生的知识和技能与社会需求接轨,让学生系统掌握化工专业实验的基本知识。在离心泵性能测试的学习中,可以将其和管道流体阻力及传热系数结合在一起,将三个实验进行整合,将3套装置串联起来,作为一个工艺流程进行思考。在实验过程中涉及到泵的启动、流量调节、管道阻塞及温度控制等方面,需要操作者掌握操作系数的调控方式,对仪表、阀门及管件的应用原理进行分析。在实验操作过程中,制定实际操作步骤确定下一步计划,加深单元操作在实际学习中地位作用的认识,进而锻炼学生解决实际问题的能力。
2.优化实验教学体系实验教学内容不是一成不变的,需要根据实际情况适应社会发展需要,及时更新和丰富实验教学的内容,必要时进行适当的改革。各项教学体系的制定,都需要以提升学生的综合实践能力为基本,构建以实验基本操作和技能为基础的综合性实践平台。在实验中学到《气体的制备、净化、干燥和收集》需要提前制定综合性方案。在操作过程中,需要明确反应物的状态及反映条件,在固体和固体反应时,需要及时进行加热。当固体和液体发生反应时,需要在常温情况下。收集装置主要有三种方法,分别是排水集气法、向上排空气法、向下排空气法。在实验操作过程中,可以以激发学生的创新能力为基础,让学生根据实验操作步骤和环节,运用自己学过的知识,理解实验教学的目的,自主进行设计,通过创新性训练,进而培养学生自主实验的能力和水平。
3.建立客观公正的实验教学评价体系实验教学是检验学生学习能力的关键,在化学工程与工艺专业无机化学实验教学中,当学生实验操作结束后,老师需要根据实际情况,进行适当的评价和总结。结合实验结果和学生操作水平,对学生的学习行为进行恰当的评估。在《二氧化碳相对分子质量的测定》实验教学中,需要选择合适的胶塞塞住干燥的雏形瓶的瓶口,在胶塞上做记号,称取重量后做好标记。将启普发生器导出的CO2装入锥形瓶的瓶底。待满后,缓慢的取出导气管。用胶塞做好标记,进行称量。此时体积公式为G2=容器质量+mco2,其次往锥形瓶中加满水,塞好瓶塞,记下温度T和大气压力值p。在操作过程中根据学生的实际表现,进行适当的表扬。实验课程是理论联系实际的操作环节,主要是通过实践操作掌握基本知识和基本技能,最终获得所学的实验知识和解决问题的能力。实验课证明每个实验项目都要达到整体教学的目的。实验课很难通过课程结束后的一次考试得出结果,需要多进行实验探究,建立科学、客观、公正合理的指标管理体系,严格按照指标管理体系进行操作。从学生的角度出发,根据学生的实验结果,对化学工程与工艺相关内容的了解度进行充分的概括。
2理论与实验课程的衔接不当是一个比较凸显的问题
学生给予口腔正畸工艺技术课程高度的学习热情及关注,能够清醒认识到行业企业对于口腔正畸专业人才的迫切需求,因此对于课程的学习较为认真、踏实。但本次调查显示,学生对于理论知识部分的掌握程度不尽如人意,究其原因,主要在于本课程采用传统理实分开授课的教学模式,学生对于抽象的理论知识理解难度较大,理论授课结束后开展实训时,存在理论知识部分遗忘的现象。理论与实验教学衔接不当[2]是一个急需通过教学模式调整及课程教学改革解决的问题。
3课程地位随行业发展而变化
随着人们生活水平的日益提高,对于口腔健康的要求已不仅仅局限于“无病”,而更多着眼于美观与功能良好,这使得口腔正畸治疗得到了越来越多的关注,也使得口腔正畸技术得以迅猛发展,越来越多的人选择口腔正畸治疗。与此同时,口腔正畸技术的发展也带动着口腔正畸修复专业技术的不断发展及变革,使得行业企业对于口腔正畸专业人才的需求不断提升,口腔正畸修复专业技术人才紧缺的问题日益明显,这对于口腔医学技术专业人才的培养提出了全新的、更高的要求。口腔正畸工艺技术课程无形中从一门普通的专业课程变成一门直接关系毕业生就业的专业核心课程,口腔正畸工艺技术也成为越来越多相关企业希望毕业生熟练掌握的专业技能。
4课程设置及教学模式改革的重要性
就口腔正畸工艺技术课程来看,其发展相对于其他专业核心课程慢,授课方式依旧沿用传统的理论实验分开教授的教学模式,弊端显而易见。为更好地满足行业企业对口腔正畸工艺技术专业人才知识与技能的要求,调整课程设置、进行教学模式改革已经刻不容缓。教学做一体化教学模式[4]在其他专业核心课程中教学效果良好,也积累了一定的经验,但由于每门课程都有其自身的特点及特殊性,把其他课程适合的教学模式照搬过来并不一定适合。因此,需要分析教学做一体化教学模式在其他核心课程中开展的情况,依据行业企业对于专业人才知识结构的要求,探索有口腔正畸工艺技术课程特色的教学做一体化教学模式,改变原有的理论与实验教学脱离的教学组织形式,这对于培养高素质、技能型专业人才至关重要。
老百姓有句口头禅:姜是老的辣。病人就医,也喜欢找老医生,因为老医生见多识广,医术好。年轻医生进入医院工作之初,可以说什么都不会。当有了一定的年资和业绩后成长为主治医师,再后来成长为医学专家,一步一个脚印,都知道有一个过程。这个过程不是几年、十年,而是几十年的“万里”,需要连续性的知识和经验的积累。而且,如马遂教授所言,这是一个“终生吃苦奉献的过程”[1]。那么,年轻医生们是否了解这一过程,认识这一过程呢?这一过程是否可以缩短一些,更快捷一些呢?
这里先说一个中央电视台和全国各大报刊正在传颂的普通人士的故事。王顺友是四川木里藏族自治县一位苗族乡邮员,一位马班邮路上的小人物。他牵着一匹马,一年330天行走在海拔5000米至1000米的险峻高山河谷之中,为边远乡村的农牧民送去报刊和邮件。一趟邮班来回要走28天,20年来行程己达26万多公里,相当于绕地球赤道6圈,走了21趟“”,成为中国邮政史上的绝唱。王顺友的马班邮路给予我们医生们的最大启示是:他每趟走着同样的路,但每趟邮包里的邮件都是新的。他知道“人在邮包在”的责任,执著地忠诚于自己的事业。我们医生们每天都重复着同样的门诊、查房、手术,但是,我们每天面对的都是新病人或病情的新变化。工作的方式和内容不同,责任不同,苦和累也不同,也是为了一种事业。只有忠诚于自己的事业,达到事业的目标,这就是成功,但决没有捷径。
20世纪80年代中期以来,陆续有一些医学专家的“自述”类文章,或是记者专访见诸报刊(最先始自《中华内科杂志》)或专著(如《名医手记》),记述了他们几十年从医道路上艰辛、丰富而多彩的人生世界,他们的从医之道、治学之道、成长之道,他们的仁爱之心、精神境界与思维方法。特别是吴英恺院士生前主编的《老专家谈医学成才之道》[2]一书,封面那巍峨壮观的巨大金字塔图案,似乎有着一种神奇的力量,深深地吸引着我们。它昭示我们,全国两百多万医生从踏入医院之门起就开始在这个金字塔上攀登,只是每个人所处的层面位置不同而己。事实上,只有一部份医学专家们攀登到了金字塔高端的医学圣殿。他们之所以取得成功,起重要乃至决定性作用的因素,应该是他们独特的思维方法。从他们几十年医学人生耕耘、奉献、奋斗和创造的过程来看,可以将这种思维称之为金字塔思维。这是教科书上、辞典上、百科全书上所没有的宝贵财富。从根本上讲,这是一种文化理念,是老专家们科学精神和人文精神的完美结合。他们也曾经是平凡而普通的人,却将人生中最不平凡的历史印迹镌刻在金字塔上。
这是在金字塔上完成的医学人生。它不同于王顺友式的,也不同于运动员在赛场上的。同样需要有真诚的心灵、需要人的全部生命才能完成。这样的从何开始?显然,从基础开始。
有人说,金字塔的顶端因它的基础而存在。
建高楼、修路、架桥,都需要事先打好坚实的基础。临床医生在医学金字塔上攀登,或者是构建自己的医学人生金字塔,也必须从基础作起,打好坚实的基础。事实上“,打好基础”常常是上级医生、医院对年轻医生们告诫的一个重要话题。
对每一位临床医生来说,临床医学的基础有两个概念。首先“,基础”是一个有形无形的大平台,是一个过程,不是生来就有,而是需要一定的时间和空间,应用自己从学校中带来的有限“材料”即理性知识,通过艰苦的努力和奋斗去构筑。“材料”的质量、品种、数量不同,采取的方法、途径不同,付出的努力程度不同,则每个人打下的基础也就不同,未来发挥的作用也就不同。其二,这里的基础指的是从医的知识、技能、医德、素质等多个方面。集中体现在老专家们常常告诫医师们的“三基三严”里。她是黄家驷院士于1961年总结协和40年的办学经验时提出的24字方针,包括:基础知识、基本理论、基本技能,以及严格要求、严密方法、严肃态度[3]。这一方针在国内医学界得到了普遍的认同,成为我国现代医学教育的思想精髓,临床医学工作和临床医学人才培养的行为准则。
很显然,医学基础是我们临床医生赖以立足、生存的空间和根本,从事医学活动的舞台。打好基础的意义,一是基础质量不高,则难以攀登,难以实践和完成临床服务、学习进取、发展医学的重任,难以成为一个好医生。二是基础坚实,将成为前进的后方基地,可以源源不断地提供丰富的医学知识“战略储备”。三是基础厚广,既有利于以后的攀登,也能促进个人的成长和成才,甚或出奇才。四是有了牢靠的基础,也就有了前进的信心、动力、激情和活力,事业的成功就有了目标和希望,医学人生也将受益良多。那么,这样的基础或基础攀登是怎样一回事呢?年轻医生们应该怎样作,才能打下一个坚实的基础呢?
前面说过,打基础是一个过程。老医学专家们认为,临床医生们的这一过程需要5~10年时间才能完成,这10年间主要是作好住院医师,如能作好住院医师的锻炼,则将获得很大收获(包括晋升为主治医生),奠定的医学基础质量最高,含金量最大。吴阶平院士认为,这10年是医生们的自然成长阶段,主要是感性认识,逐步取得经验积累和业务进步[4]。曾昭耆教授说,10年的关键“又在于第一年的起步要迈好”。照此看来,这10年还可细分为多个阶段(阶梯),好比是金字塔上的最初几个台阶。每一阶段的内容、重点和目标有所不同,但又互为基础,联系紧密,一边打基础,一边在攀登,不断获得提高和进步。
现实中可以看到,年轻的医生们无论是对第—年,还是对5~10年这个过程缺乏认识,缺乏思想准备。工作多年,收获与进步不大,有不少人就停顿了、后退了,很难攀上第二个或第三个10年的高层阶梯。相反,第一个10年的基础打好了,就很容易攀上吴阶平院士所说的医学人生的第二个阶段,即自觉成长阶段。这里介绍几位老医学专家们的故事,他们年轻时也是普通的人,很平凡,只是他们的基础攀登很有特色,可以带给我们许多启迪。
吴阶平院士讲自己做实习医生、住院医生时的经历,核心是“为做好医生学本领”[4]。他自述21岁时还未“开窍”,成绩平平,对学习没有兴趣,不勤奋。还因病休学了半年。进入临床学习阶段,开始接触病人,发现自己什么都不会,解决实际问题的能力比其他同学差。父亲希望自己做一名好医生。这时认识到要学本领[5],做好医生,解决实际问题。本论文由整理提供这就成了自觉要求、自觉努力学习的动力,学习兴趣陡增,三年级结束时被评为全班两名优秀生之一。
当时,不论在病房见习、听课、读书,吴老都怀着“学本领”的目的去进行。临床中的所见所闻,教师和上级医生的言谈举止,分析问题的方法,各种学术活动(包括教师的学术讨论,受到科学讨论的熏陶),都进行观察和思考,努力从中学到本领。他举例说,诊治了几例阑尾炎后,感到临床表现、病理表现、手术难度有不少差异。遂给自己提出要求,术前尽量分析炎症的程度,腹膜腔内的反应,阑尾内有无粪石,阑尾的位置等,先在病历中记录对上述问题的看法、根据。为达目的,在病史采集、体检、临床分析中更加细致周到。同一个病例,有意识地对待后,所取得的经验远多于一个简单的诊断。因此“,学本领”成为他成长的开始,也是人生转折的开始。其他学本领也是有意识地学,学的意识强;勤奋学,苦练基本功。如:
•写病历:像写论文一样对待,锻炼了写作能力。
•换药:观察研究怎样揭除敷料、清理创面、如何包扎,使病人不痛。
•拆线不痛:反复研究,改进拆线方法。
•手术铺巾消毒:深思熟虑,碘酒酒精不乱流,铺巾次序不乱、位置准确得当。
•当助手聚精会神:观察手术步骤、细节,术者的一切操作和精髓,下来后闭目思“过”(另有一位心胸外科专家吴清玉教授早年的学医生涯中,也是对每一例手术病人术后回家“过电影”,回想每一个手术细节,做手术笔记)。
•观察:总结出两类医生手术的优缺点,走向自我,轻车熟路,从容不迫。
吴英恺院士做实习医生、研究生、住院医生时的作法和体会是,不着急、细心看、多思考、当好助手,从多帮达到多会。他常常在鞋盒和抽屉中练习深部打结的基本功。重视学会和掌握好“床旁艺术”这一基本功,即细心地听取病史,系统地进行体检,反复进行临床观察,在此基础上进行临床分析,做出临床判断。他要求自己每前进一步都要在学术上有所进步,克难苦研,自强不息,勇于攀登[6]。
裘法祖院士和赵玉沛教授指出,青年医生要像敲钉子一样给自己施压,不要“眼高手低”。他们还总结出打基础的以下做法[3,7]:
•三多:多听:听查房、会诊、病例讨论、学术讨论会、学术报告会,听老一辈讲述;多看:看病历、看手术操作、看学术文献、注意国外的新技术新进展、观察病人的病情经过和变化;多做:多做各种操作、手术,不抢做大手术,尤其是不要单打一。
•三会:会做手术操作,特别是常规手术,更要做好术前准备、术后处理;会讲自己的意见、论点,加强交流,共同提高;会写病历、科研文章、调查报告、临床病案分析,写临床的点滴体会。
•三不:不要急于进入某一专科,不要急于在住院医师期间做上大手术,不要急于成为某—专科的权威。初入医门,第一个5~10年打基础,就是扎根临床,根深叶茂;就是学本领,学的是临床专业技术的基本功,为病人做好诊治的基本功,通过不断的实践,总结成自己的经验。同时,还要兼顾其它多个方面的基础学习和训练(如科学思维能力、与同事和病人交流沟通的能力、应用临床流行病学、循证医学等相关学科知识的能力、临床科研能力等),又不断地从理论上提高认识。经验和认识发生质变,就会使自己的临床水平跃上一个新的台阶。客观地说,在5~10年的临床过程中,每位成功的医生都会有几次或多次这样的质变,每次都会登上一个新的台阶。基础攀登的过程,就是临床医学人才的成长过程,在岁月的时空中不知不觉地逐步走完了它的历程,医生们也逐步地走向成熟,医学人生在金字塔上的迎来了转折,迎来了新的历史阶段。超级秘书网
赵玉沛教授曾谈到美国医学生、医师的培养须经过“严酷的‘金字塔’式的淘汰制”。显然,这是一种不进则退、能者上、庸者下的人才成长机制。在当今世界,医生们必须认识到,人类正面临着有史以来最深刻的巨变和历史性的创建,医学正经受着越来越多新信息、新技术、新观念的冲击,医生的从医行为,正从过去传统的理论知识+个人经验与技能模式,向最佳医学证据+高素质临床医生的现代模式转变,倡导医学人文精神的呼声也越来越高。医院的发展正在从设备、物质、信息、人才竞争转向更高层次的文化竞争。作为这个时代的医务人员,尤其是广大基层医院的医务人员,应该具有什么样的生存、成长理念,路应该怎样走,何处是归程?令人深思。
金字塔就在我们眼前,我们就在金字塔上。“科技越多地引入我们的生活,我们就越想寻求高思维的平衡,寻求人性的稳定”。美国未来学家约翰•奈斯比特说[8]。因此,用金字塔思维来指导我们每位医生在金字塔上的“”吧,医学是一项惠济苍生、功德无量的事业,梦想之根就在脚下,金字塔上可以演绎人生的精彩篇章、精彩故事。
参考文献:
[1]马遂.尊重科学规律,培养新一代优秀临床医学人才[J].中华医学杂志,1998,78(1):11.
[2]吴英恺.老专家谈医学成才之道[M].北京:北京医科大学中国协和医科大学联合出版社,1995.
[3]赵玉沛.为青年医师成才把脉[N].健康报,2003-01-28(2).
[4]吴阶平.对成长的体会[A].吴英恺.老专家谈医学成才之道[M].北京:北京医科大学中国协和医科大学联合出版社,1995.140-153.
[5]王澍寰.我所走过的路[A].吴英恺.老专家谈医学成才之道[M].北京:北京医科大学中国协和医科大学联合出版社,1995.33-43.
二、移动教学在建筑工程技术专业的建设
移动学习是一种技术特征鲜明的学习方式和技术。其中,无线通信技术是解决移动学习通信的要素;软件技术是保证移动学习能够进行的必要条件;建模工具的正确选择为移动学习内容的开发奠定了坚实的基础。基于以上条件,以建筑工程技术专业中“建筑工程计量与计价”课程为 例,笔者主要构建在无线网络环境下微信平台与网盘相结合的移动教学系统的开发与应用。系统功能模块主要有教师与学生功能模块、提醒与讨论空间模块、资料下载模块。
1.教师与学生功能模块。
此模块主要实现方式为微信公众平台,实现动态化、公开化、形式多样化、自动回复化特点。动态化表现为每天可1-5条或更多信息,其内容可涉及教学各个方面,并且每天更新,实现时时动态,例如,“建筑工程常规做法及估算价格”,“如何做好公路工程计量”,“造价算量顺口溜”等。公开化表现为其展现的内容不仅可以是在校学生,社会上任何人如果想对此方向学习,只要加入“关注”即可接收信息,方便易懂。形式多样化表现为其内容形式可以以文字形式表示,也可以其他更具直观性的方式,如图片、视频等。自动回复化表现在学生(或读者)可以回复提示文字或数字,系统自动回复已设定好的内容解答。例如“回复数字1,查看习题1答案”,回复后即会出现答案或答案的链接网址。基于以上优点,可完全实现知识的表达与学习,但它还有一些缺点与不足。微信公众平台上的新信息没有声音提醒功能,如果有新信息时怎样提醒?如果学生有系统自动回复以外的问题怎样解答?如果要展现的教学内容过大,而在公众平台上无法上传时怎么办?针对以上问题笔者提出讨论空间和资料下载两大模块。
2.提醒与讨论空间模块。
新信息的提醒功能及学生有疑问需要教师解答或学生间的讨论功能,都可以通过此模块来实现。具体表现为在微信中建立微信群,由群主(或管理员)维持秩序,并将公众平台的信息和信息提醒同时;对群讨论问题可有针对性地进行。讨论形式亦可多样化,如文字、语音、图片、视频等。
3.资料下载模块。
当资料过大在公众平台上无法上传时,课程内容的各类学习资源,可以通过多种移动学习模式来实现。在该模块中,学生可以通过两种方式和系统进行交互。一种是通过移动终端进行移动学习,一种是通过连接互联网的计算机或笔记本等进行在线学习。例如,建筑工程技术课程的核心内容、最新规范等,我们将提供文档、PDF文件、课程录音、课程录像等多种媒体格式、适合多种移动终端的学习资源,满足学习者不同的学习需求和学习习惯。可以在微信公众平台上给出链接,学习者通过链接下载到自己的移动终端上,手机、电脑、iPad等均可,当他们在教室外面、公共汽车等地方时,都可以通过移动终端来浏览这些教学文档、图片序列、音视频教程等,充分享受移动学习的便捷与方便,而且不需要承担高昂的移动通信费用。
三、应用结果
按计划在建筑工程技术学院2012级学生教学中开展教学,覆盖学生100人以上。项目最终研究成果,对移动教学的应用和开展,具有一定的参考价值和指导意义。
1.实施前
学生对移动学习了解很少,但他们愿意参与这种学习方式。
2.在整个实施过程中
学生更多喜欢的移动学习途径是通过下载学习文档到手机、电脑上进行学习,而且音/视频资源、图片更受欢迎。
3.实施后
学生对移动学习的学习效果普遍认可,大多数学生认为移动学习是课堂教学有益的补充,87%的学生认为移动学习帮助他们获得了更好的成绩。其原因主要有以下三个方面:一是学习者对移动学习还是很好奇,对其形式的追求要高于内涵,因此,移动学习方式更好地激发了学习者学习的积极性。二是学生可以通过微信公众获得更加丰富的学习内容,可以获得课堂以外的知识更加深刻地理解课程知识。三是学生在群内讨论非常积极,可利用闲散时间,随时随地,随需学习,受到学生的普遍欢迎。
二、多媒体辅助教学法见成效
1.教学开篇,传道授业解惑。师者,传道授业解惑也。如何成功地做到这点,需要讲究战术战略。学生是教学的主体,只有把握主体的心理,调动他们的学习兴趣,才能授业解惑。好的开端是成功的一半,所以在教学开篇中(包括后续教学),通过计算机网络、新闻报道、图书资料等多种途径收集素材,以多媒体形式穿插与塑料模具相关的各种信息,例如模具行业的最新资讯、塑料工业新技术及新工艺、成型设备发展的最新动态等,激发学生对塑料工业、模具行业的关注,培养其作为未来模具人的自豪感与危机感。
2.模具结构简单化、形象化。《塑料成型工艺与模具设计》涉及的知识面非常广泛,高分子物理、塑料成型工艺、塑料成型机械与模具设计等很多基本知识也是非常晦涩难懂的,例如塑料模具的结构就是由于塑料制件的千变万化而种类繁多,结构复杂。教师要讲解清楚其结构、原理,尤其是动作过程,仅靠教科书的二维平面图形、辅以有限的模型及挂图是比较困难的,对于讲和学都具有很大的难度。为此,笔者结合课堂教学的需要,利用大量的业余时间,制作了相关模具的仿真动画,将传统教学手段难以观察的动态塑料成型过程、模具内部结构及工作原理等内容,通过图片、仿真动画等多媒体手段生动、形象、直观地展现给学生,使模具结构简单化、形象化,便于学生理解和掌握,激发了学生的学习兴趣和积极性。例如注射模脱模机构是《塑料成型工艺与模具设计》的重要组成部分,要求学生了解脱膜机构的工作原理与具体零部件的结构形式,而脱模机构种类众多,动作过程只看教材或图片难以理解,有些复杂结构用语言讲述让学生想象难度比较大。所以,笔者针对教材注射模脱模结构设计,指导学生制作了Flas,使脱模工作原理变得简单明了、直观易懂。动画既可以单独作为教学内容播放,也可以作为辅助手段,与PPt结合,相得益彰。通过图1凸模推杆式脱模结构动画演示,让学生简单形象地理解了凸模推杆式脱模结构工作原理,加深了对知识的掌握程度。
三、案例教学法连首尾
《塑料成型工艺与模具设计》综合性与实践性很强。课程的目的之一就是要求学生学习完成后能够独立设计合理的塑料成型模具结构,正确绘制模具的总装图与所有零件图。教师可以在课程开始即下达工作任务,分小组引入典型塑料制件,让学生带着任务学习理论知识,根据教学进程,选择教学内容与工作任务所需的相关知识顺序相对应,分组讨论制件所用塑料的成型特点、塑料制件的尺寸和精度、表面质量、结构特点等问题,了解注射成型原理及其工艺过程,确定本组制件的工艺条件,选择适合本组制件的注射工艺参数。随着学习的深入,各组根据所学内容,考虑制件结构特点,正确选择注射模类型,单分型面还是需要点浇口的双分型面,或是采取有侧向成型的侧向分型与抽芯机构注射模,然后初步设计本组制件的注射模基本结构,选择注射机及满足本制件模具工作原理的标准模架。以电话机底壳为例,电话机底壳的体积为109.33cm3,分型面投影面积为369.3cm2,采用一模一腔,考虑模具有双面侧抽芯机构、锁模力及模架的闭合高度,初选注塑机型号为XS-ZY-500。模架是塑料注射模具最基本的组成,其为标准件,是各个模板和型腔的组合,模具的各个结构都在模架上。除了型腔和型芯取决于塑件以外,模架的剩余部分都十分相似,从而使得模架标准化得以实现。通过对上述型腔侧壁、底板及开模行程的计算,选定模架尺寸为450mm×400mm。由于存在侧抽芯机构,则需先完成定距分型,因此选用龙记公司的简化型细水口模架,先抽芯后开模,然后进入系统的浇注系统设计、成型零部件设计、导向及脱模机构设计、侧向分型与抽芯机构及温度调节机构细节设计。对于前面提到的电话机底壳,采用了直接浇口形式,无需设计分流道,不需要设置冷料穴拉料杆。成型零件的工作尺寸是指型、芯型腔的工作尺寸,其精度则直接影响塑件的精度。成型零部件的尺寸计算方法有两种:第一种是平均值法,即根据塑料的平均收缩率、平均制造公差和平均磨损量进行计算;第二种是按照极限收缩率、极限制造公差和磨损量进行计算。学生一般在案例分析中常采用第一种方法。对于有侧孔侧凹的塑件,一般还需要设置侧向分型与抽芯机构。如本例中的电话机底壳两面均需设计侧抽芯机构,并且侧孔较多。学生在设计中全部采用斜导柱滑块抽芯机构,并根据将型芯从成型位置抽出至不影响产品脱模位置所移动的抽芯距,计算出了抽拔力、斜导柱直径、斜导柱长度及最小开模距离。在设计电话机底壳推出机构时,学生根据脱模机构设计原则,选择了最常用的一种形式推杆机构推出。同时,计算了脱模力,以保障推杆数量不要过多,减少推杆对塑件表面质量的影响并简化模具。推杆与推杆固定板的配合取为H8/f7,滑动部分与板配合为H7/f6,并保证一定的同轴度,配合长度取推杆直径的1.5~2倍,且不小于10mm;推杆的位置选在脱模力最大的地方,以保证塑件顺利脱模而且不发生变形损坏。推杆端面高出型芯、型腔表面0.05~0.1mm,不影响塑件的使用。最终,采用的推杆一共16根,其中包括11根直径10mm、4根直径8mm、1根直径6mm。为避免塑件在脱模时变形,缩短成型周期,设置了冷却系统,以得到物理性能优越的塑件。电话机底壳模具设计型腔采用的水路形式为循环式的冷却管道,型芯选用的是两套单一的冷却通道,通道直径均为10mm。定模板上的冷却管道距板的底部为15mm,动模板上的冷却管道距板的底部为70mm。在这个过程中,为了让学生掌握先进的技术分析手段,每组学生分工合作,借助ProE或UG等三维造型软件对制件及模具结构做出实体模型。通过简单培训,使学生能够使用moldflow模流分析软件,对本组制件的注塑、保压、冷却以及翘曲等工艺过程进行有限元模拟,理解本制件的充填与冷却特点,即学生对本组简化的电话机壳体冷却不均与收缩不均进行的翘曲分析。通过实施这样一个首尾相连的案例,既让学生掌握了相关理论知识,锻炼了学生解决实际问题的能力,又培养了他们开拓创新、团队协作的能力。同时,可以请工厂有丰富经验的工程师带着工厂实际生产的产品,进入课堂,在学生提前讨论设计的基础上,由工程师联系工厂实际,说明设计相关产品模具的注意事项与模具结构设计细节,指导学生如何考虑生产效率、模具加工与生产成本等实际问题,设计出适合工厂生产的实用模具,进一步引导学生做到理论联系实际。
四、现场观摩与实践教学法
土木工程专业是理论性和实践性都很强的专业,从土木工程学的发展历史来看,土木工程学可以说是实践先于理论的学科。高职教育和其他高等教育相比,教育目的具有鲜明的特点,是培养具有较强实践操作能力、为企业基层服务的专门技术型人才。高职院校土木工程专业实践性的特点要求我们在教学过程中注重学生实践能力的培养,突出实践教学的重要性。实训室是实践教学的场所,实训室建设的好坏直接影响实践教学的质量。
1.2土木工程专业实践室建设现状及存在的问题
在国家大力推进高职实践教学的形势下,很多高职院校都加大了实训建设的力度。但是土木工程专业实训室在建设过程中存在着一些问题,主要表现为:①实训室建设“仿真性”差,没有为学生提供真实性的工作岗位环境,学生缺乏实际操作感;②学生增长速度远远快于实训设备投入,加之实训设备更新速度慢,学生无法在现有的资源上学到最新的专业技能;③实训室建设与实训教学模式不同步,以及实训教学计划、实训教学大纲、实训指导教材的开发,但实训室未建立,导致实践教学效果不理想;④具有丰富的理论知识和技能熟练的“双师型”教师队伍的培养力度不够。
2“教学做”一体化实训室建设
2.1“教学做”一体化实训室建设的必要性
高职教育的核心思想是学生的学习过程与工作过程的紧密结合。因此“教学做”一体化的教学模式也成为各大高职院校教学改革的重点。“教学做”一体化教学模式突出“做”,要真正实现“做”就要有与之配套的实训室。建设“教学做”一体化的实训室是高职院校提高教学质量的重要保障。土木工程专业的实践性强,学生通过在“教学做”一体化实训中的实践学习,可以把理论知识转化为实践技能,是培养学生职业能力的重要场所。
2.2“教学做”一体化实训室建设的思路
根据麦可思公司的分析报告,滁州职业技术学院2012届和2013届毕业生认为对主要课程最需要改进的地方均是“实习和实践环节不够”。根据该校毕业生的反馈建议,该校应加大实训室建设力度。为此,根据“工学结合”的思想和土木工程专业特点,以校企开发为基础,构建功能与企业生产流程一致的实训室,实训室融教、学、做为一体。
2.3“教学做”一体化实训建设的措施
2.3.1实训室环境的建设
实训场地的布置方案与企业生产模式一致,实训室的环境与企业生产、技术管理的要求高度吻合,使实训室真正发挥教学和生产的作用。同时,把现代企业生产管理的“7S”理念应用于实训室建设中。真实的企业生活环境和浓厚的企业文化氛围,使学生迅速地容入到企业生产中去,同时实训教学围绕学生职业岗位进行,更深层次地培养学生的职业道德、实训操作等综合素质。该校现有力学实训室、工程测量实训室、道路沥青材料实训室、沥青混合料实训室、混凝土实训室。混凝土标样室、凝胶材料分析室、砂石原样分析室等土木专业实训室。实训室在建设过程中,应参考企业技术人员的意见,按照企业生产的模式进行设置。
2.3.2实训教学内容的构建
在实训教学内容的构建上,学校要把握教、学、做三个方面。教:主要是教师讲解,在实训项目实施之前,教师根据实训的内容,有针对性地讲授理论知识、操作步骤及操作要点;学:教师对项目进行示范指导,学生学习和领会教师的操作过程,掌握操作流程,明了操作原理;做:学生按照教师的操作过程,自行完成实训操作流程,这个环节学生为主导,学生发挥自己的主观能动性,分析和解决问题,最终完成整个实训项目。
2.3.3实训室管理的规范性
滁州职业技术学院土木工程专业实训设备较多,而实训教师较少,实训室管理较为困难。所以,在实训教学过程中,可以采取“一带一”的方法,即教师带学生,学生带学生的实训教学方法。这种方法既可以减轻教师实训教学的负担,又可以培养学生相互协作的精神。实训室在管理过程中应推行“7S”管理模式,通过实训室的规范化管理,可以培养学生良好的行为规范。
2.3.4实训师资队伍的培养
实训教师丰富的实践教学水平是实训教学质量的保障,教师熟练的操作能力为提高学生的实践技能打下了基础。该校建立并完善师资队伍管理制度和优秀人才成长机制,采取引进、培养、提高等一系列强有力的措施,强化双师素质培养,针对每一位专业教师制订“双师素质”培养计划。以教师进企业挂职锻炼为主,多措并举提高教师的实践教学能力。
3“教学做”一体化实训室预期效果
3.1激发学生学习兴趣,保障实训教学效果
每个实训内容的设置都以实际的实训项目为载体,这些项目的实施就是学生以后工作所需要的,学生认识到所学的东西工作要用到,就会激发学生的学习兴趣,学生的学习热情自然高涨,达到事半功倍的教学效果。
3.2培养学生实际解决问题的能力
“教学做”一体化的实训教学,重点突出学生的做。所以,在实训教学过程中,采用小组讨论学习、自主学习和探究学习等方式教学,充分发挥学生的主观能动性,在实训过程中,逐步培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。
3.3有利于教学改革的实施
“教学做”一体化的实训室既可以作为实训场所,也可以是教学场地,同时实训内容的选取也是实际的项目,这可以与项目化教学改革密切联系,推进该校教学改革的实施。
3.4实现实训教学与企业岗位的无缝对接
实训室从建设到管理都与企业一致,学生从着装到操作均按照企业的要求,学生始终在仿真性的环境中进行实训训练,使学生在校就能感受和体会到企业员工的角色,这为学生以后走上工作岗位,迅速融入企业打下基础。
2课程设计的理念与思路
高职学生在学习基本专业知识的基础上,如何把知识转化为技能,技能转变为职业素质是我们需要破解的难题。金属热处理生产工艺是金属材料及热处理技术专业必修的核心主干课程,是培养金属材料热处理专业实用型人才的重要组成部分。在金属热处理生产工艺精品课程建设中,坚持以金属热处理生产典型工作任务为载体,培养学生掌握金属热处理生产的基本知识和基本技能,初步形成分析问题和解决问题的能力,熟练掌握金属热处理生产的工艺设备和机械设备的相关知识,使学生毕业后能在金属热处理生产企业进行生产和解决实际操作技术问题,成为高级技术技能型的专门人才。通过对本课程的学习,学生应具备以下主要技能:①掌握常规金属材料热处理的基本知识,能编制钢铁件的典型热处理工艺;②能对热处理设备、常用的工装及辅助设备、热处理炉的温度进行测量与控制;③会典型零件热处理的基本操作;④能进行表面改性热处理的工艺制订;⑤能进行化学热处理的工艺制订;⑥掌握复杂工件的畸变规律与矫正方法,掌握分析判断工件变形的原因及预防工件畸变的方法;⑦能借助金相检验报告判断材料及热处理质量的方法,能分析工件淬火产生常见缺陷的原因并提出预防和补救的方法;⑧能对金属材料进行常规检验及对常见的热处理缺陷进行分析。
3教学内容的改革
3.1根据热处理典型的工作任务,组织教学内容,改革教学方法
在教学内容的选择上,以《金属热处理工国家职业标准》为依据,确定热处理工的岗位职责、工作任务和技能要求,在教学的实施过程中把典型的工作任务转换为学习情境,制定课程标准,围绕热处理设备操作、热处理工艺的编制、典型零件热处理的操作技能等典型工作任务,遵循由浅入深、由简单到复杂的原则,设置了8个学习情景:①热处理工艺准备;②热处理设备与操作;③退火与正火;④淬火与回火;⑤表面改性热处理;⑥化学热处理;⑦复杂工件的畸变规律与矫正方法;⑧质量检验与缺陷分析。通过对8个教学子领域的学习让学习者能在金属热处理生产企业进行生产,并具备编制热处理工艺的能力和热处理操作技能。同时编制实训指导书,完成实训室实训项目的开发,在教学过程中聘请企业技术人员担任实践指导教师,使课程体现工学结合的特点。在本课程8个学习情景中,以典型的工作任务为载体,以项目为导向,按“理实一体化”展开教学。在课程教学中根据不同要求的教学内容的不同特点,采用讲授教学法、项目教学法、任务驱动教学法、分组讨论法、以实践技能为导向的课题式教学法等教学方法,引导学生积极思考、乐于实践,提高教学效果。表1列出了8个教学情景所须学习的内容、项目和使用的教学方法。
3.2教学内容的针对性与适用性
课程教学内容选取针对热处理岗位群的职业标准,以就业为导向,以金属材料热处理人才培养目标为标准,以满足就业岗位对所学人才能力的要求为宗旨,进行面向岗位的教学内容设计。充分体现教学内容来源于企业、服务于企业的教学宗旨,密切联系生产实践,做到学以致用。通过对热处理生产各岗位知识、能力、素质要求进行分析,以学习内容和工作过程为导向的原则,课程设计创设“三结合”的学习情景:学习内容与工作内容相结合,学习过程与工作过程相结合,学习情景与工作情景相结合。按照热处理生产岗位的需求,以热处理工的职业标准为依据,设计了8个学习情景。课程内容在设计过程中参考热处理岗位群多工种的职业标准,归纳出典型的工作任务作为教学情景,每个情景由若干项目任务组成,形成8个教学情景。各情景教学内容以热处理工国家职业标准中初级工—高级工的知识和技能要求为依据选取教学内容,设计实训项目,进行单元考核。由于教学内容考虑了工种职业资格的需要,不仅适合教学,还可作为企业员工培训教材使用。
3.3教学方法的多样性
传统的教学模式具有其自身的优势,如传授的知识系统、严密,较好地发挥了教师的主导性,但弊病也十分明显:其一,教材抽象,体系严密,学生难以学习;其二,学生的主体地位难以体现;其三,重理论轻实践,学生动手的能力比较差,与素质教育的要求不相适应;其四,以教师为中心,只强调教师的“教”而忽视学生的“学”。在这样的教学模式中,学生参与教学活动的机会少,动手更少,大部分时间处于被动接受状态,学生的学习主动性很难发挥,更不利于创新、创造型人才的培养,不利于学生的发展[3]。为此,在课程教学中针对不同要求的教学内容既采用了传统的讲授教学法,又采用了任务驱动教学法、项目教学法、分组讨论法、以实践技能为导向的课题式教学法等教学方法,引导学生积极思考、乐于实践,提高教学效果。
4课程的特色与创新
4.1采用任务驱动式教学法,实现“理实一体化”教学模式
金属热处理生产工艺课程实践性强,为了加强实践性教学的效果,教学中注重理论与实践相结合,在教学中以典型工作任务为载体,以任务为导向,突出“练”,边讲基础知识,边应用到典型的工作任务中。实现“理实一体化”教学模式,提高学生学习的积极性和能动性,当下发了项目任务书后,学生必须积极学习基础知识,才能完成相关的项目任务。本课程以提高学生分析、发现、解决工程实际问题的能力为重点,强调学生个性发展。深化教育改革的关键,是改变以往单一的课堂讲授的教学形式,改变传统的系统式学科教学体系,提倡进行“教、学、做”一体化改革,使学生在专业理论知识方面以“够用”为主,更多突出技能的培养。采用任务驱动式教学法,就是要兼顾理论知识与技能的合理配置。任务的设计很重要,它是为实现一定的教学目标,依据课程内容主题,为学生策划学习资源和学习活动的过程。教学任务设计的最终目的是使学生掌握实际工作岗位对本课程所要求的知识和技能[4]。通过项目任务和专题设计等自主学习方式,体现学中做、做中学,活学活用,注重了学生的实践能力、创新能力及团队协作能力等综合素质培养。金属材料热处理技术校内实训基地的建设及实训项目的开发应用,解决了困扰热处理技术专业进行生产性实训所面临的困难和矛盾,实现了课堂与实习地点一体化的行动导向教学。通过系统实训,不断训练,极大地提高了学生岗位操作能力,同时也促进了学生的学习方式由个人竞争学习模式向团队协作学习模式的重要转变,提高了学生对企业生产组织方式的适应能力,实现与企业的“零距离”接触。以“淬火与回火”学习情景为例,任务驱动教学模式如表2、3所示。
4.2遵循了由浅入深、由简单到复杂的原则
遵循了职业成长的规律。以学习情景4的淬火与回火为例,设计了2个项目任务,项目8与项目10虽然都是淬火与回火工艺,但前者是试样的淬火与回火,后者是零件的淬火与回火,项目任务书如表4所示。2个项目任务中,1个是实验室试样,1个是轴,在编制淬火工艺时,淬火方法、加热温度、冷却介质、加热设备的选择都有差异。20钢、45钢、T10钢制试样按AC3或AC1±(30~50)℃的原则选择加热温度,按t=αkD选择保温时间,在箱式炉中进行加热后,以水作为介质进行冷却即可获得马氏体组织,硬度达到55~63HRC。对于轴,从技术要求上看,心部和表面硬度不同,在选择淬火方法和加热设备时需要充分考虑。结合材料65Mn淬透性曲线,可采用水-油双液淬火的方法进行处理。操作时掌握好在第一种淬火剂中的停留时间,同时注意上下移动工件。2个项目遵循了由浅入深、由简单到复杂的原则,通过反复训练,使学生工艺编制和操作技能由生疏到熟练,遵循了职业成长的规律。
4.3构建了TEST评价系统
评价的实质在于肯定学生的学习过程,重视学生学习中的知识积累和实践能力的发展,培养科学的思维方法,这是评价学生的理论依据,也是学生学习过程的目标导向[5]。传统课程的考试都是在课程结束后进行一次闭卷考试,这对该课程的学习来说是有局限性的,它难以测试学生综合性分析问题的能力,故此在精品课程建设中构建了TEST评价系统。新评价系统构建思路重视考核评价学生学习的过程及过程的动态化、评价内容的多元化。TEST评价系统是指课程总成绩由教师评价(T)、企业工程师评价(E)、学生评价(S)、总评价(T)组成。教师评价主要对学生的学习行为过程(包括学习态度、学习意识、精神、态度、价值观、行为习惯等)进行相应的评价。企业工程师评价主要根据项目任务从加热温度、加热设备、保温时间、冷却介质的选择进行考核评价,学生评价是对各组查阅资料、PPT的效果、汇报表现、实训准备和完成情况进行互评,使评价触及到学生的内心深处,使评价产生教育意义。总评价(T)由项目考核(40%)、期末考核(30%)、过程考核(30%)组成。其中项目考核由教师评价(T)(15%)、工程师评价(E)(15%)、学生评价(S)(10%)3部分组成。为方便不同角色对课程进行评价,开发了昆明冶金高等专科学校金属材料与热处理技术专业教学资源库,在这个网络平台上,教师、企业工程师、学生以不同角色进行登录,即可完成T、E、S的评价,理论考试课由网络系统根据考试大纲生成不同的试题,可进行在线测试,最终由系统按不同角色的权重自动生成总成绩(T)。在金属材料与热处理教学资源库社会评价系统中,用人企业登录后可对毕业生进行评价,教师根据企业的评价对教学进行改进,校企合作不断提高教学质量,共同培养出大批社会需求的高级技术技能型人才。
5教学效果
昆明冶金高等专科学校金属热处理工生产工艺课程于2012年获批云南省精品课程建设立项,如图1所示。金属热处理生产工艺的教学改革从2010级金属材料与热处理专业开始实施,为了对比教改前后的教学效果,分别对采用传统教学法、多媒体教学法、项目教学+任务驱动教学法的学生成绩进行统计分析,结果见表4。由表4可知,在试卷难度基本不变的情况下,采用项目教学+任务驱动教学法后,学生成绩优良率和平均分均明显高于传统教学,不及格率明显下降。通过4年的教学实践,学生反映项目教学+任务驱动教学法能调动学习的积极性:每次课都有不同任务,带着任务查阅资料,互相讨论,完成项目任务,把任务完成的结果上传到教学网络系统进行评价,得到项目考核的成绩。最终成绩中,项目考核占40%,期末考试占30%,过程(作业和考勤)考核占30%。在项目+任务教学过程中,教师的主导地位没有动摇,以项目和任务作为载体,运用网络平台提供的学习资源,引导学生自主学生,不断培养学生分析问题和解决问题的能力,提高学生专业综合素质和创新能力,构建学生知识、能力、素质协调发展的合理结构,并得到用人企业的好评。