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关键词:可持续发展;林业科技;创新能力
中图分类号:S7
文献标识码:A 文章编号:16749944(2016)11009702
1 引言
科技创新能力的不断提高,可持续发展理念也越来越深入人心,现阶段,我国的林业科技创新能力还较低,严重制约了我国林业可持续发展的步伐,因而对林业科技创新所具有的重要特点以及发展林业可持续发展的措施进行研究有着十分重要的意义。
2 林业科技创新的重要特征
2.1 科技创新动力源较单一
科技创新的主要动力来源有多种,主要有以下几点:①科技创新的主体;②科技创新所需要的投入;③科技创新所需要的渠道。这些动力来源能够对科技创新起到一定的推动作用。林业科技创新服务的基础在于林业发展的需求,林业产业能够向社会提供出一些有形的、无形的产品或者是环境产品。而对于那些具有公益性质的林业则需要为社会提供非经济性的产品,所以,在社会交换中林业经营者难以获得科技投入所带来的补偿,这就使得经营者的科技创新所具有的动力源有所丧失,基于此,国家通常都会采取政府干预的方式,补偿那些非经济产品的科技创新,加大在这方面的经济投入,使得国家成为科技创新成果的需求者以及供给者,因而这就会造成林业的科技创新动力源变得较为单一。
2.2 林业科技创新成果具有一定的限定
在实际应用林业科技的创新成果时,通常这些创新成果都存在着一定的限定性,究其原因主要在于不同的气候、不同的地形、地貌以及地势上森林的实际分布状态也会有所不同,而正是由于这些差异性的存在,使得我国的林业生产活动具有明显的地域性,这从某种程度上对林业科技创新成果的实际应用形成了一定的限制。而将预约的工业技术跟通用技术的科技创新成果相比后,林业科技成果在市场需求上也受到了一定的限定。
2.3 应用林业科技创新成果具有特殊性
林业经营者要想有效实现森林资源向经济效益转化的目的,务必要先购买并积极开发更为先进的技术,研发更多新的林业产品,培育出更多的森林资源,才能够有效的对科技方面所投入的进行有效的补偿。但是在实际经营过程中,有些经营者由于难以从市场上获得对科技方面的投入补偿,进行林业经营时需要依靠政府或有关部门的扶持,因而其对于科技创新的投入工作的积极性就较差。在应用林业科技成果过程中,还会受到以下几方面因素的影响:①森林采伐制度;②资源管理体制;③林权问题。
3 林业科技创新能力状况
3.1 缺乏对林业科技创新重要性认识
有些林业经营者在长期经营过程中,普遍会将营林业当作是“靠天吃饭”的产业,只需要进行简单的“挖坑栽树”就可以了,不但老百姓存在这样的观念,甚至一些林业企业的决策者以及管理者都存在着不够重视营林科技投入的问题,因而这些思想观念作为林业经营的主导观念,直接降低了林业科技的创新能力,大大降低了科技的贡献率,而正是这些不足,使得林业科技发展的整体水平难以提高。
3.2 林业科技创新投入不足
跟西方的一些发达国家相比,我国的整体科技投入水平都较低,而林业在整体科技投入中的水平更是少之又少,并且由于林业的科技创新是一种较为单一的科技创新动力源,更多的是依赖于政府以及相关部门的扶持,缺少相对的资金投入,使得我国科技的整体创新能力难以得到提升。
3.3 科技经费结构不合理
我国从事林业科研体制的主体是一些高等的院校以及科研机构,不是企业,因而这就使得企业在生产以及开展相应的科研活动时出现脱节的问题,使得林业科技在创新方面出现供求错位的问题,而这些不合理的科技经费更是决定了国家是科技经费主要投入者,企业在科技创新方面的投入就更少,此种传统的体制也就使得林业科技创新转化为科技创新成果的效率较低,科研成果的数量也就会变少,这使得我国林业科技创新能力难以得到有效提高。据有关研究预测,我国在农业方面获得的科技奖项的转化率只占了总获奖率的一半,跟欧美发达国家相比远低于其70%的转换率,并且我国林业科技成果方面的转化率远远低于农业成果的转换率,只占了34%,林业技术的储备不够充足,缺乏有效的林业科技人员,特别是在高效技术研究方面的人才较少,高层次的经营管理者较少,这些都对高新技术成果的研究以及转化工作产生了直接的影响。在林业方面所具有的科技创新能力水平则更低,并且现阶段所实施的法规、政策以及经济市场等外部环境也在一定程度上对林业科学技术的发展造成了一定的制约。
4 促进林业可持续发展的科技创新对策建议
为了使得我国的林业能够得到可持续的发展,务必要加强对林业科技的创新,具体可以从以下几方面着手。
4.1 加大对林业科技投入,提高林业科技贡献率
就我国实际国情而言,我国的林地面积小,林业资源也十分的有限,并且对于林木以及林地的浪费也十分严重,因而为了能够有效实现我国林业的可持续发展,关键要从林业可持续发展的实际需求出发,并不断改善生态环境,进一步满足人们对于林业产品的需求,使得林业的科技水平有所提高。而长期以来,我国营林者对于林业科技所具有的重要性认识还不够,林业科技人员的数量也较少,导致科技的整体素质较低,难以投入较多的资金用来经营林业,所以,务必要对林业科技的创新所具有的重要意义有所认识,加大科技的投入,从而使得林业科技的整体贡献率有所提高。
4.2 促进林业科技创新体制和机制创新工作的开展
为了进一步促进林业科技创新体制以及机制创新工作的开展,最为重要的一点就是要抓住动力机制,此机制的核心就在于能够充分调动企业工作者的积极性,使得企业能够从被动创新转化为主动创新,究其根本在于市场所具有的竞争力以及需求的不同,并且对企业创新产生影响的最为主要的一个因素就是企业的所有制形式,通常而言,具有较强依附性的一些国有企业在主动创新方面还有所欠缺,动力不足,跟那些依附性较弱或者没有依附性的个体企业、私营企业以及股份制企业相比要差很多。与此同时,林业发展的最为关键措施在于能够建立起员工激励制以及分配制,在区域社会环境、创新环境、利益分配和激励等方面制定倾斜政策,为林业创新人才提供更为良好的工作环境以及工作条件,从而更好避免人才的流失,为后续对人才进行教育以及培训奠定基础。
4.3 优化林业科技资源配置
我国林业科技创新工作的开展以及科技创新效率难以得到有效提高最为重要一个因素就在于没有合理的配置好林业科技资源,所以,为了有效提高林业科技的创新能力,务必要建立起具有公益性质的科研机构,并将高等院校作为科研基础以及应用研究基地,同时加大林业科技总体的投入,尤其是要加大对林业基础研究以及应用研究的科技投入的力度,有效实现林业科技创新资金在政府、企业中发挥作用,使其在实验研究和应用研究等活动中进行合理配置。
4.4 加强林业信息系统的建设
就我国现阶段的实情而言,我国“数字林业”已有了一定的发展,主要体现在以下三方面:①在林业调查以及监测绿化动态中成功的运用了遥感技术,并且合理的应用到了卫星图像辅助计算机,对所采集到的信息进行处理、分析,并输出数据,在这一过程中有效的实现了自动化。②按照森林火灾跟气象条件之间所对应的管理,通过计算机技术,创造出了国内首个预报森林火灾等级的标准。③为了有效加强对森林资源的监控和监测,合理地运用了GPS、GIS以及RS技术,有效地加强了对森林资源的监控和监测,使得森林资源的管理迈向了现代化的发展道路。
4.5 加强林业科技推广力度
林业科技创新体系中的一个重要子体系就是科技推广体系,在将科技创新成果转化成生产力时务必要借助这一科技推广系统,因而如果科技推广体系不够健全,势必会导致我国的科技成果转化率较低,所以,为了能够进一步提高林业科技的应用水平,使得林业科技的创新效益有所提升,务必要加强对林业科技的推广力度以及应用力度。
5 结语
为了能够有效实现我国林业的可持续发展,务必要推动科技的自主创新能力,建立并健全林业科技创新发展的体系,对现阶段林业科技创新能力提升造成影响的原因进行分析,并以此作为参照,不断提高林业科技创新的能力,将林业科技创新的成果能够真正落到实处,从而有效实现科技创新转化为社会效益以及经济效益的目的,促进林业的可持续发展。
参考文献:
[1]吴朋光.可持续发展林业科技创新的特征与能力建设对策[J].现代农业科技,2015(3):166.
关键词:学科竞赛;机械创新能力;平台建设
2017年国务院实施“关于强化实施创新驱动发展战略”,创新创业新生力量如雨后春笋般蓬勃兴起,成为稳定和扩大就业的重要支撑,也成为推动新旧动能转换和结构转型升级的重要力量,更是中国经济行稳致远的活力源泉;2018年1月教育部《普通高等学校本科专业类教学质量国家标准》,明确提出培养学生创造性设计能力和工程实践能力的要求[1]。机械专业作为传统的工科专业,有着丰富的人才培养经验。传统的人才培养方案注重知识的传承和理论知识的输出,对实践能力和创新能力的培养稍有欠缺。伴随教学改革的深入推进,机械专业对培养、提高学生创新能力的改革势在必行。武汉华夏理工学院作为一所民办本科院校,致力于培养创新人才、实践型应用人才。机电工程学院作为学校试点学院,着力于学生创新能力和技术应用能力的培养。与国内第一批次学校同专业相比,其师资和学生基础相对薄弱、硬件设施条件存在一定的差距。基于此,该文依托于学科竞赛,探究和实践了学生创新能力培养平台的建设。
1学科竞赛与创新能力培养之间的关系
教育部的“质量工程”明确肯定了学科竞赛对培养创新人才的重要性,并将学科竞赛纳入实践教学与人才培养模式改革的内容之中[2]。所谓学科竞赛是在课堂教学的基础上,学生综合运用专业知识,对项目创意进行实践和改进的过程[3]。学科竞赛与创新能力培养的关系如图1所示,学科竞赛不仅能锻炼学生的创新能力,在团队合作过程中培养学生的团队协作能力,还能通过学科竞赛作品的完成激发学生对本专业的学习兴趣、学习主动性和自我成就感,提升学生的综合能力[4,5]。对教学工作而言,将教学内容与学科竞赛相结合,拓展了教学外延,丰富了教学视野和教学资源;同时将教学与创新能力、学科竞赛对接,推进了教学机制的改革,丰富了教学手段,活跃了教学方式。
2基于学科竞赛的机械创新平台建设
基于学科竞赛的机械创新能力平台的建设,旨在根据国家发展战略,结合该校的发展规划,整合教学资源,并根据学生成长周期及各类竞赛的频率,以学生为中心,对学科竞赛进行有效筛选;并依托机械学科竞赛,完善学科竞赛组织管理制度,探究提升学生创新能力的培养模式和竞赛成果的转化机制,提升学生创新能力培养的效率和质量,并为创新创业提供条件;为提升师生的参与度,强化学科竞赛的激励机制,全面提高学校的专业技能水平。
2.1以学科竞赛组织管理制度为保障
学科竞赛组织管理制度是学科竞赛顺利展开的基础和保障,学校应该予以重视。学科竞赛一般以团队形式参与,基于项目需求,团队成员往往来自不同的班级或专业。建立相应的学科竞赛组织管理制度,通过相关负责人组织协调各专业学生参与学科竞赛,充分发挥各专业的特色,给学生创新能力的表达提供平台,保障竞赛项目信息的及时沟通和资金的流通顺畅。学科竞赛组织管理制度由创新创业学院引领,成立学校、学院、指导教师三级组织管理机构。明确各自职责,各司其职,保证学科竞赛的开展有章可循、有理可依;最后,提供配备监控设备的专门实验室,扩大专业实验室等硬件设施建设的投入,保障学生项目展开的安全可靠;并成立校内外专家相结合的专家评审团,筛选进入省赛、国赛的优质项目的同时,保证学科竞赛的公平性和公正性。
2.2创新能力的培养模式
大二、大三的学生是学科竞赛的主要参与者,有一定的专业基础,但其知识体系和各方面能力还远远不够。根据各类竞赛的规模和内容,结合学校发展规划与学生意愿,整合机械专业理论教学和实验教学资源,搭建学生学习、交流和创新实践的开放式的平台,并建立一定的培养体系。学科竞赛基于课堂教学,而又高于课堂教学,其知识综合性强,对学生各方面能力要求较高。因此,需要牺牲教师和学生大量的业余时间和精力。建立以课程教学为基础,以专业技能培训为支撑,以学校条件设施为保障的基于学科竞赛的学生创新能力培养体系。依托于学科竞赛,加强课程教学的理论强化和实践训练,适当增设可促进学生发散性思维发挥的课堂互动,在提高学生基础理论水平和实践能力的同时,加强学生创新意识和创新思维的培养;依托于学科竞赛,展开以指导教师为导向、学生针对性培训为主的专业技能培训,采用以“老”带新、新“老”结合的模式,为创新实践不断注入活力,在提升学生创新能力培养的效率和质量的同时,提升学院学生专业技能的整体水平;依托于学科竞赛,整合学校教学资源,提高相关实验设备的有效利用率,激发学校人才的创新潜能,为学科竞赛和创新人才的培养提供保障。
2.3成果转化机制
学科竞赛成果转化机制对学科竞赛的长期发展和学生创新能力的提升是必要的。学科竞赛成果的孵化是对学科竞赛成果价值的最直接体现,也是对学生创新成果的极大肯定。目前的学科竞赛中,无论是创意型还是实物型成果大部分都处于搁置或废弃的状态,少部分会通过某些成果展览得到展示,但很少得到开发利用。通过学科竞赛成果转化,减少这些创新资源的浪费。学科竞赛中的项目都来源于学生,基于课程教学,又与学生生活紧密相连。如果将其转化为教学案例进入课堂,新颖又平民化,是极其优质的教学资源,还达到了“以赛促学、以赛促教”的效果;对于优质项目,给予适当的资金支持,进行进一步的优化和升级,转化为具有应用价值的项目,推向市场,既实现了作品的市场价值,还提供了创业条件。
2.4强化学科竞赛的激励机制
指导学生参加各类学科竞赛,需要教师投入大量业余时间和精力,但“投入和产出”并不平衡,极大地降低了教师的参与兴趣。因此,继续实施并强化竞赛成果与教师考核、职称评审、积分奖励等相结合的激励机制,提升教师在学科竞赛中的成就感和价值感,提高教师的参与积极性,有利于竞赛项目水平的提高和教师创新能力的发挥,并达到赛教融合、相互促进的教学效果。而对于学生而言,他们对各类竞赛的参与热情一直不高。其原因是多方面的,比如学生自身的创新能力不足、项目来源短缺、参与动力和自信心不足等。目前,学校的学科竞赛激励机制主要是学科竞赛的奖项与其奖金挂钩,对学生吸引力不足。但如果增设与学生评先评优、学分认定、毕业认证、学位证获取相关的激励项,改革人才评价标准,实施因材施教,激励更多的学生积极参与,不仅有利于学生自信心的培养,更有利于学生创新能力的培养,同时提升了其专业技能水平,也拓展了学校创新人才的培养平台。此外,利用现代化媒体中介,建立学科竞赛的相关信息库,为学生及时提供相关竞赛的介绍、指导教师的信息,构建学生与指导教师的联系桥梁,有利于学校学科竞赛的发展和提升,更有利于创新平台的建设和创新人才的培养。
当前我院人才队伍的状况,85%以上为院校毕业生,其中高级工程师,工程师,助理工程师,已经成为整个生产技术的骨干力量。职工综合技术达到了历史最高水平。在这些专业技术人才中,最近几年我们从专业院校招聘有15名,从社会招聘近20多名,送到专业院校培养的3名,参加各种函授25人,专业文化层次上已上了一个大的台阶。作为不同的单位,其具体情况各不相同,作为像我们这样外业测绘院,在现有的体制下,完成好各项测绘任务,最主要的就是:
一、立足现有人才队伍和专业技术力量,鼓励他们在实践中自主创新
最近几年由于仪器设备更新的较快,使外业测绘工作变得比以往简单,特别是GPS全球卫星定位系统等现代测量仪器的使用,使测绘职工从繁重的和大量繁杂的工作中解放出来,因此就现有人才队伍的情况来看,完成现有的工作任务应该是没有多大问题的,所以要合理使用好现有的人才队伍,使他们在各自的岗位上充分发挥自己的聪明才智。
首先要合理打造人才队伍结构。这几年,我们始终把人才队伍建设作为一项重要工作来抓,使我院人才队伍结构得到了明显的改善。我院从2003年开始先后从武测招聘了2名本科生,从专业院校招聘了10名专科生,从2000年开始,我们每年都安排3-5名表现比较优秀的职工参加中专大专及专升本的学习。目前本科文化程度占职工总数20%以上,专科占约75%,优化了队伍的结构,使职工的整体专业技术水平上了一个新的台阶。
其次是在人才队伍建设上,知人善任,量才使用。近些年来,我们在用人方面一直做到人尽其才,各尽所能,院中层以上的干部学历都是本科以上,凡是业务技术比较好的都被放到重要岗位上,进行锻炼,让他们挑大梁,担当重任。比如去年我们从武测招聘的一名职工,专业技术比较强,我们就把他放在几个重要的测量任务上去锻炼,他看到院领导对他比较器重,工作积极性特别高,不但在规定的时间内提前完成了任务,而且质量优秀,类似的事例还有很多。
第三是在人才队伍建设上,要善于发现员工的闪光点。从基层的实际出发,加强人才队伍建设,更需注重调动职工的积极性,积极为经济建设又好又快发展服务。在实际工作中要善于发现员工的闪光点,鼓励他们自主创新。近些年来我们每年都召开会议,对自主创新的问题进行专题研究,并号召职工在实践中大胆探索,勇于创新。近几年我院先后有十几名职工在地籍测量,房产测量,工程测量中,利用一定的软件为平台,自主开发出便于使用和掌握的测量软件,大大的提高了生产的效率。为了鼓励他们的积极性,院里专门为他们提供了技术和资金的支持,这几年我们每个测区,每个中队都有几个能人,有效的解决了生产中的难题和困难,为院里创造了可观积极的效益。
二、加快人才队伍建设,必须转变人才培养的模式
人才培养理念是人们对人才培养现象,本质,特点,规律以及如何培养人才的认识和看法。它指导人才培养全局,贯穿人才培养的全过程,渗透于人才培养各个环节。从现实情况来看,我们在人才培养方面还存在着突出的问题,一是重使用轻培养,二是重学历轻能力,三是重当前轻长远,其突出表现就是只要有任务,就不停步,工作安排得满满的,有的能力与学历倒挂,学历很高,能力较差。解决这些问题我们必须更新观念,转变人才的培养模式,一是由零散型向集中型转变。目前,我们培养人才多数情况下都是零星的或松散式的方法,系统性和计划性不强,专业人才没有形成规模化效应,因此我们应在一定的时期内,有计划,有组织的进行集中培训。二是在内容设置上应由单一型向综合型转变,促进人才队伍素质的综合化,把培养专才和通才结合起来。我们现有的职工多数只能单打一,通才全才的人才太少,有的职工一辈子自始至终就会干一种工作。三是要由封闭型向开放型转变。现在我们培养人才一般的方法是老师带学生,老兵教新兵,知识和能力在低层次上循环,知识面窄,视野不开阔,靠老经验,靠老办法。因此我们要瞄准测绘科技的前沿,请专家学者进行讲学,传道授业,如果需要可以出国进行短期培训,还要利用科研院所和远程教育接收最新的科研成果来为我们的事业服务。四是继续教育内容设置要有针对性,时间要有保证,不能走过场。现在我们每年进行的继续教育大都是为了应付检查,完成上级规定的内容,被动式的教育,这种形式的继续教育不光浪费时间,而且浪费了人力和物力,起不到任何效果。正确的方法应该先进行调研,每次一个主题,不会什么学什么,缺什么补什么,使受教育者真正能学到东西。
三、加强对人才队伍的管理,为他们提供良好的成长和发展环境
关键词:学科竞赛;课程设计;计算机学科;创新实践
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)12-0043-03
大学生创新实践能力培养是高校人才培养中的重要工作之一[1],各高校师资和学生水平不同,培养目标也不完全相同,所采取的方法也各有千秋。西南交通大学曾采取制订创新人才培养计划、建设创新人才培养基地、培养造就教学创新团队等措施[2];武汉大学提出计算机学科拔尖创新人才小班制培养方法[3]。课程设计能够培养训练学生综合运用知识解决复杂问题的能力,学科竞赛可为优秀人才脱颖而出创造条件,沈阳工业大学计算机科学与技术专业采取了二者相结合的方法提高学生创新实践能力,取得了一定的效果。
一、计算机学科竞赛简介
近年来各个学科都陆续出现了不同类型的学科竞赛,和计算机学科相关的竞赛分为3类,分别是算法类、软件应用开发类和硬件开发类。其中算法类竞赛的典型代表是ACM国际大学生程序设计竞赛,可以提高学生的计算思维能力[4,5];软件应用开发类包括中国大学生计算机设计大赛、普通高等学校本科大学生移动应用开发大赛、全国大学生信息安全竞赛[6,7]、中国软件杯大学生软件设计大赛等;硬件开发类代表是全国大学生电子设计竞赛[8,9]。上述竞赛由国家教育部门、地方政府和相关公司多方主办,竞赛项目涉及本学科的研究热点和前沿技术,对提高学生实践能力并激发创新精神有很大的帮助。但由于多数学生缺少参赛经验,缺乏自信,导致学生积极性不高,参赛学生人数并不多,失去了提高自身能力的非常好的机会。如何将学科竞赛引入到日常教学中,让更多的学生受益,而不是仅局限于极少一部分学生,培养学生创新实践能力是值得探索的课题。
二、计算机专业的课程设计现状
课程设计是实践教学中的重要组成部分,是对理论教学的一个有益补充,是对学生进行的比较全面、系统的综合性工程设计训练,是培养学生实践动手能力、创新能力和综合素质的一个主要环节,不同的课程设计有不同的方法,例如中山大学提出计算机信息类综合实验课程设计方法[10],湖南大学提出基于ISP技术的嵌入式系统课程设计实施方法[11]。教育部高等学校计算机科学与技术专业教学指导分委员将计算机科学与技术一级学科本科专业分成四个方向,分别是计算机科学、计算机工程、软件工程和信息技术,对各个方向分别给出了6个课程设计范例[12],见表1。
不同学校计算机科学与技术专业特点不一样,开设的课程设计也不完全相同,我校根据教学目标和学生特点从第2学期至第7学期各有一门作为单独课程开设的综合性课程设计,分别是计算机程序设计实践、计算机组成原理课程设计、操作系统课程设计、数据库与软件工程课程设计、算法课程设计及专业课程设计。传统的课程设计存在题目比较陈旧、学生合作意识差、成绩评定主要由教师决定等问题。
三、学科竞赛和课程设计融合方法
课程设计是学科竞赛的基础,学生只有掌握了相应课程知识,才能有机会参加学科竞赛,竞赛能够使学生进一步巩固所学知识,具有更多的创新思想。例如数据结构和算法课程设计与ACM国际大学生程序设计竞赛相互促进。
下面以我校《数据库与软件工程课程设计》为例,说明学科竞赛与课程设计相融合提高学生实践创新能力的实施过程。该课程设计是学习完《数据库原理》和《软件工程》课程后实践性和综合性比较强的实践教学环节,要求学生能在3周时间内将理论知识加以综合运用,开发一个小型信息系统。
1.团队成员取长补短的优化组队原则。计算机学科的竞赛通常以团队的方式组织,如果团队成员能充分发挥各自的优势,整体的力量将会更加强大。组长要负责总体协调,需要有良好的组织协调能力;技术人员要负责解决关键技术问题;文档编写人员要具有较好的文字表达能力;答辩人员要具有较好的语言表达能力。这样的组合方式可以使学生互相学习别人的长处,弥补自己的不足。所以在课程设计中我们也采取这种优化组队方式,学生根据自身情况自愿组合,教师考查各组学生情况后,再进行适当调整。
2.精选历届竞赛题目或自选创新题目。题目确定有两种方式:一是从以往的计算机学科竞赛中挑选出符合课程培养目标和学生水平的竞赛题目;二是鼓励学生根据兴趣爱好自己确定题目,教师把关确认题目的合理性、实现的可行性和工作量等问题。要求每队一题,题目不能相同。
3.项目组给出切实可行的设计方案。学生根据所选题目通过网络和书籍查找相关资料,结合所学理论知识对课题进行仔细分析,同时需要了解软件用户实际需求,可以把同学或教师当作用户,进行需求调研,在此基础上提出切实可行的实施方案,并进行方案论证,包括需求分析、总体设计、详细设计、测试方案等几个方面。
4.组间互评,论证设计方案的合理性与可行性。每个小组以答辩的方式进行方案汇报,教师和其他小组成员一起对方案进行分析、评价和指导。组间的互评目的是调动学生的积极性,让其有主人的感觉,他们既是参赛者又是评委,这样大家可以取长补短,意见也更加全面。
5.以团队为单位的项目研发与测试。即设计方案的具体实施阶段,根据设计方案进行编程和系统测试。教师定期为学生提供技术支持,和组内学生一起讨论,对学生出现的普遍问题,进行讲解,为学生提供解决问题的新思路。
6.以团队为单位的项目展示与组间评价。学生完成整个项目后,各个小组将撰写项目报告,提交最终作品并进行答辩,接受包含指导教师在内的验收教师组和学生组间互评。这个环节主要考查学生对基础知识的掌握程度、项目研发水平、总结表达等能力,观察团对成员实践过程中在设计、编码、测试等方面的亮点。此过程主要强调以团队为单位的评价,按照科技竞赛比赛规则,通过比较各组作品以及答辩过程评出小组等级。
7.以个人为单位的组内成员互评、自评。每个学生在小组内发挥的作用和大小不同,贡献也不同,课程设计最后的成绩也不同。小组成员要根据每个人的实际情况公正地给出每个成员(包括自己)在小组中的位置,清晰地意识到自己及他人在组中发挥的作用,互相了解优势和劣势。
8.选拔优秀学生团队和作品。评选出优秀作品,在教师指导下进一步进行完善,准备参加计算机学科相关科技竞赛。
四、学科竞赛和课程设计融合成果
学科竞赛和课程设计的融合,可以使双方都受益,二者的关系如图1所示。
采取上述方法进行的学生培养,既可以使优秀团队脱颖而出,为参加上一级比赛做好准备,使其能在激烈的竞争中取得好成绩,提高学校参与竞赛的人数,提高获奖数量和等级,也可以使绝大多数普通学生在各个方面得以锻炼,提升专业能力,如方案设计能力、系统开发能力和集成调试能力等,提升非专业能力,如表达能力、文档撰写能力、PPT制作能力和组织能力等,并让其感觉到只要通过努力并做好充分的准备,竞赛的难度是没有那么大的,提高参赛的积极性和自信心。
中国大学生计算机设计大赛由教育部高等学校计算机类专业教学指导委员会、软件工程专业教学指导委员会等联合主办,包括软件应用与开发类、软件服务外包类等小类,我校在2012年只报名参加了一项省赛,2013―2014年,我们将课程设计和中国大学生计算机设计大赛相结合,取得了如下成绩,如表2所示。可见学科竞赛和课程设计的融合,促进了参赛数量和获奖等级的提高。
五、结语
计算机学科竞赛和课程设计相融合的方法不仅改变了传统课程设计模式,而且改变了传统科技竞赛校内推荐方法。传统的推荐模式是学生接到竞赛通知后,自行组队参加比赛,存在的问题是竞赛准备时间短、作品不完善,另外没有经过训练的学生直接参加竞赛,对比赛的规则和要求没有经验,获奖的概率小,获奖的等级低。通过课程设计系统地创新性培养,提前选拔优秀团队并进一步重点培养代表学校参加校外竞赛,可增强学生的核心竞争力,提高学校的竞争力。在课程设计成绩评定时综合了组间评价、组内成员互评和自评,改变了传统的以教师为主导的评价方式,提高了学生学习的积极性,同时促进了组内和组间学生的交流合作。
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关键词 创新设计能力 以教促学 讨论式学习 考核方式
中图分类号:G712文献标识码:A
创新能力则是人们改造旧事物和创造新事物的能力,它包括发现问题、分析问题、发现矛盾、提出假设、论证假设、解决问题及在解决问题的过程中进一步发现新问题、新方法从而推动事物向前发展的一种能力。创新能力的培养离不开收集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力、协作能力等等,也包括较扎实的基础知识、基本技能、较宽的知识面、较强的实践能力和丰富的实践经验。①②
在我国建设创新性大国的历史背景下,高职学生担负着生产一线的技术创新和管理创新的重任,即工艺流程的革新、加工方法的改良、新产品的开发试验、管理形式的变革等都是高技能型人才应具备的创新能力。机械设计基础是机械专业的专业基础课,涵盖了工程力学、机械零件、机械原理、机械设计以及机械课程设计等课程,内容广、综合性强,在机械类课程中起到了承上启下的作用。而目前的机械设计课程重视理论讲授、学生学习起来非常吃力、难以提高学习兴趣,内容过于陈旧且抽象单一、联系工程实际不够紧密、实践环节薄弱、并且忽视了对学生创新意识和创新能力的培养。因此,对该课程进行以培养学生创新能力和实践能力为目标的改革十分必要,必将对机械专业学生的创新意识和创新能力的培养起到十分关键的作用。③
1 以培养机械创新设计能力的培养为主线的项训练目整合课程内容
机械创新设计能力的提高需要一个长期的培养过程,而且需要扎实的机械设计理论知识、较强的创新意识和创新实践能力。因此,建立一个以培养创新能力为主线的机械设计课程内容,对有效培养高职学生机械创新设计能力的起着至关重要的作用。课程内容的设置遵循了学生认知、专业知识学习和创新能力成长的规律,从简单到复杂、从初级到高级,设置了一条以创新设计项目为引领、以认知项目和常规训练项目为理论知识掌握和应用的课程内容新体系,把相关理论知识的学些融入具体的项目训练中。④例如,在训练“脚踏式健身自行车的创新设计”时,先让同学们认识和操作牛头刨床和缝纫机的曲柄摇杆机构实物模型;其次,讲解与此相关的理论知识:曲柄摇杆机构的工作原理、曲柄摇杆机构的自由度计算以及弯矩强度和弯曲刚度的力学计算;然后以相关项目“颚式破碎机机构分析”训练与强化曲柄摇杆机构相关知识和分析与设计该类机构的能力;最后,让同学们分组设计“脚踏式健身自行车”,并强调其原理设计不能局限于曲柄摇杆机构,可以考虑棘轮机构、液压或气压传动系统、以及其他富有想象力的设计方案。
2 推行以教促学和讨论式学习为一体的教学方法改革
“以教促学”和“讨论式学习”均是以学习者为中心的教学方法,能够有效提高学生的独立思考能力、协作能力和创新能力,把二者融为一体,势必会产生更加有效学效果。
2.1 通过教而学的教学方法
“以教促学”的教学方法是基于建构主义理论之上的一种教学创新,基本的教学方法是真正以学习者为中心的交际教学法和以学习为中心的任务教学法。最终的目标是提高学生的自主学习和合作学习的能力,提高学生获取知识的能力、独立思考的能力和创新的能力。⑤在机械设计的教学过程中,让每组同学至少负责一节课的讲解,包括PPT制作、讲稿,该节课要求是基于项目或任务驱动,项目或任务的内容自选,应突出项目的创新性,并讲授与之相关的理论知识。
2.2 小组讨论式教学方法
小组讨论是合作学习中教学环境最宽松、学生参与度最高的互动学习方式。美国教育学家布卢姆认为:当学习转化为一种合作过程,人人都从中受益时,小组学习是十分有效的。⑥
目前的任务实施主要采用小组讨论的方法完成任务,分组往往很随意,要么是按学号分,要么按宿舍分,要么按上课时的习惯座次分,讨论后由一个学生总结。这样会使其他通同学偷懒,而且效率低,或者成绩较差的小组不讨论或讨论的进度很慢。高效的小组讨论具备这样的特征:一是分工明确,二是小组成员积极参与,三是时间被高效利用,四是学生之间能够互相帮助。这里提出通过教而学的小组学习法。在分组时,首先使每组中都有成绩差的学生和成绩好的学生,让成绩好的学生带动和指导成绩差的学生,以提高讨论的质量和效率;其次,应尽量使小组的数量比小组成员的数量多一个。在任务或项目分配时,每个小组的任务应尽量不同。当一个小组讨论完后,让该组每个的成员分别到其他小组去讲解或演示其任务内容,直至把其他小组成员全部讲会。在讲解时,要说明其任务完成的创新点和具体实施方案及结构实现。
3 以创新制作为主导改革实践环节
由于相关的零部件的强度和刚度的计算和校核在理论学习时已有训练,而且市场上大量已有成熟的相关计算软件,因此,该环节应注重方案和结构设计,掌握相关的强度和刚度的计算和校核方法和过程,但不必花费大量的时间去计算。项目的设计时给出的诸如减速器的设计范例只是参考,学生需要完成的项目应是减速器意外的其他项目,这些项目要么来自于生产实际,如旋转式多工位机械手、差速输送机、用于烟丝输送的垂直提升机等;要么是同学们感兴趣的能够解决实际生活问题的项目,如简易立体车库、健身自行车、新型高楼逃生窗帘、轻便式高楼逃生器、多功能野外手术床、自动鲜肉切片机等。在该环节,仍然要突出学生的自选自拟题目。在实物的制作过程中,对于体积较大的项目,做出模型即可,对体积较小或创新性较强的项目可做出1:1的实物。
4 建立以机械创新设计大赛内容为导向的机械创新设计协会
机械创新大赛为全国大学生提供了培养创新能力和科技转化成果能力的舞台。但以往的大赛只是少数同学参加,覆盖面很小 ,受益的同学不多。为此,我们成立了机械创新设计协会,下设十个小组,由一批有实践经验且创新能力较强的教师指导,并由组织能力、创新意识和创新意识较强的学生负责,分工协作,目的明确。以协会的形式开展活动,不仅利于学生充分合理安排时间,更能锻炼学生的组织管理能力,加强团队合作精神。每学期组织一次院内机械创新设计大赛,并给获奖的团体以奖励,比赛内容不限,比赛的题目以学生自拟为主,老师给与指导;每两年组织一次江苏省暨校内选拔赛,比赛内容以全国机械创新设计大赛的内容导向,题目可以是老师给出,也可以是学生自拟。此举极大地地激发了学生学习机械知识的热情和创新意识,较大地提高了学生的机械创新设计能力,且参与的学生数量得到了很多的提高,也取得了较好的比赛成绩,先后获得了自动黑板擦、万向液压救灾等二等奖8项、机械摩擦式高楼逃生装置、液压救灾剪等三等奖15项,并于2010年获得了江苏省机械创新大赛优秀组织奖。而且,相关机械创新设计获得发明专利2项,新型实用专利8项,并有3项正在审理中。
5 考核方式改革突出创新能力考核
考核方式的改革与课程体系、教学方法、实践教学改革相辅相成,相互促进,而且,后者是前者的基础,前者对后者具有较强的导向作用。
机械设计改变了以往重知识轻能力的“一卷定终身”考核方式,实行理论考核与实践考核相结合,采取过程评价与结果评价相结合的方式,强化学生综合实践能力,重点评价学生的职业能力,突出学生创新能力的考核。课程考核成绩包括形成性考核(60%)和期末考试(40%),其中形成性考核包括以下内容:
(1)平时成绩(10%)。主要包括平时课后作业和上课纪律考核。
(2)课堂项目或任务(30%)。针对高职生理论分析能力较差、定性分析能力和创新意识较强的特点,课堂任务考核主要包括机械设计的创新点、团队的协作精神和能力、学习态度和任务完成情况的考核其中创新点占课堂任务考核的30%。对于理论创新设计项目,其方案设计应占最大分值,其次是结构设计,最后是相关理论计算。
(3)课外实践创新项目(20%)。课外实践创新项目主要包括方案创新设计、机构创新设计、理论分析和实物制作。其中实物制作占40%,主要考察期功能是否实现、结构是否合理、制作质量是否达标;方案创新设计、机构设计和理论分析各占20%。
(4)期末考试(40%)。期末考试除了考核学生对课程知识掌握程度和一般应用能力外,还考核期创新设计能力,要求学生在规定的时间内,根据创新题目的要求,拟定出可行性方案,并画出机械系统的运动和结构简图,该题目占期末考试的20%。
6 结论
通过以培养学生创新能力为主线,对机械设计的课程内容体系、教学方法、实践环节和考核方式的的改革,提高了学生们的学习兴趣和学习效果、提高了学生的知识应用能力、增强了创新意识和创新能力。教学改革实施使我们看到,虽然高职生的理论分析和计算能力较弱,但学生们的定性分析能力、实践能力和创新思维能力是很强的。如果(下转第60页)(上接第44页)我们在借鉴他人成功经验的基础上,对机械设计教学过程中不断探索和实践,必将会摸索出更加适合培养高职生工程应用能力和创新能力的课程内容和教学方法来。
注释
① 汪刘生.教学论[M].合肥:中国科学技术大学出版社,1996:32-45.
② 杨志勤.等机械类高职创新能力培养“2332”教学模式的探索.中国职业技术教育,2010.2.
③ 李阳星等.机械设计基础课程体系改革与学生创新能力培养的研究与实践.黑龙江教育,2007(7、8).
④ 翁蓉等.高职高专机械设计课程教学改革研究.科技信息,2010.23.