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关键词:基础学科;科研发展;措施
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2012)08-0012-02
科学研究是高等教育的基本职能之一,然而以往高校基础学科多侧重于培养人才的高等教育职能,较少关注其科学研究的高等教育职能,因此相比于应用学科,基础学的科研发展一直处于劣势。进入21世纪,科学技术快速发展,新技术、新理论和新方法不断涌现,对基础学科的科学研究产生了重大冲击,从自身长远发展来看,科学研究也是制约基础学科发展的关键因素之一,推进基础学科科研发展已刻不容缓。基于此,本文通过分析制约高校基础学科科研发展的主要因素,从教师管理制度、融资渠道建设、科研激励机制等方面探讨了推进高校基础学科科研发展的措施。
一、高校基础学科科研发展的重要作用
基础学科主要研究社会基本发展规律,提供人类生存与发展基本知识[1],虽然不能直接转化为现实的生产力,不能带来直接的经济效益,却是应用学科科研发展的基础和后盾,并从根本上制约着人才培养的质量和科学研究的水平。因此,缺乏雄厚的基础学科科研实力作为支撑,不仅会制约应用学科的科研发展,长此以往,整个学校的科研进程也会受到影响。另一方面,基础学科的科研发展对高校教学质量亦有促进作用[2]。教学工作是学校经常性的中心工作,基础课教学更是教学工作的重中之重。基础课教师从事科研,有助于培养其善于探索、勇于创新的精神,也有助于发现新的研究手段和研究方法,而教师的求异思维、发散思维又会通过言传或身教有形无形地影响学生。现代大学生已不满足于按教科书或讲稿教学的传统模式,他们希望在课堂上听到新知识、新理论,了解科研的新成果、新发展,如果教师能够在基础课教学中引入该学科自己或他人最新的研究成果和研究思路,不仅可以充实更新教学内容和教学案例,更有助于开拓学生的学术视野、培养学生的创新精神,从而有效提升教学效果、提高教学质量。
二、制约高校基础学科科研发展的主要因素
1.教学任务繁重。基础学科承担了全校数学、物理、英语等公共课的教学任务,加之招生规模不断扩大,致使基础学科教师的教学任务日趋繁重,备课、讲课、批改作业、辅导等教学环节占用了教师的大部分时间和精力,并且一个合格的教师还要具备多方面的素质和修养,因此许多教师无暇顾及科学研究。
2.项目申请困难。除了教学任务繁重,项目申请困难也是制约基础学科科研发展的重要因素。在我国目前的科研管理体制下,高院科研项目来源主要有两个方面[3],一是纵向研究课题,即国家级、省部级的科研项目,一般多为基础科学和经济建设中所面临的重要问题,它的解决对于科学技术发展和国民经济建设具有重要意义;二是横向研究课题,多为单位与单位之间、部门与部门之间设立的科研项目,一般解决生产实际中的技术应用问题,横向课题不太强调理论上的贡献,而重视所提出的解决方法是否切合实际,是否有较高的应用价值。具体至基础学科,其侧重于理论研究、成果转化和社会效益不如应用学科快速明显的特点在很大程度上限制了横向课题申请,因此基础学科的项目来源主要依赖于自然科学基金和社会科学基金等纵向研究课题,项目来源较单一,申请竞争也较大。
3.教师科研积极性不高。科学研究是高校教师必须承担的职责,但是在传统教师管理模式下,只要教师保质保量完成教学任务,也能评选先进和优秀,而且教学工作还可以带来不菲的课时收入,因此,许多教师不愿将时间和精力投入在科研上,“重教轻研”的现象由此产生。另外,一些青年教师科研经验不足、科研能力较弱,如果学校和学院缺乏科学的指导和管理,将会导致青年教师想作科研却无从下手,从而挫伤青年教师的科研积极性。
三、推动高校基础学科科研发展的主要措施
1.改革教师管理制度。高校科学研究的主体是教师,拥有一支科研素质优秀的教师队伍是提升基础学科科研水平的关键[4]。针对基础学科教学任务繁重的特点,必须改革现有教师管理模式,以缓解教学压力、促进科研发展。首先,充分发挥教师专长,安排科研能力较强的教师少代课或不代课,保证其有大量的时间和精力从事科学研究;其次,在津贴计算、职称评定时向专门从事科研的教师适当倾斜,既补偿了科研教师缺少的课时收入,又能激励教师的科研热情;第三,为提高教师尤其是青年教师的科研能力,应鼓励学科带头人等高层次教师成立科研团队,以增强整体科研团队实力,同时培养团队其他教师的科研能力。
2.加强融资渠道建设。加强融资渠道建设可以有效推动高校基础学科科研发展[5],高校科研管理部门和基础学科科研管理者要积极拓宽科研经费的来源渠道,尽可能满足科研人员对经费的需求。首先,鼓励基础学科科研人员积极申报各类科研项目,争取更多的纵向科研经费支持;其次,加强与企、事业单位的联系,争取外部捐资和横向科研项目;再次,加强与其他院系的联系,积极承担各类子项目,在学校内部争取科研支持。
3.实施科研激励机制。为促进基础学科科研发展,提高教师科研积极性及科研效率,科研管理工作者应根据教师对利益追求的层次和内容的不同,制定出科学有效的科研激励机制。首先,激励应因人因时而异。不同层次、不同时期的教师有着不同的需求,例如青年教师活跃勤奋、工作热情高,但在生活上刚刚自立,经济上的需求占据其主要地位,因而在实施激励时应多给予经济上的补贴;而对于学科带头人等高层次教师,其学识水平、研究能力、教学能力相对较高,进一步扩大学术影响、带领学科建设与发展是他们的需求重点,因此应着重让他们做科学研究,并鼓励他们积极申请重大、重要科研项目[6]。其次,激励应采取多种措施。除物质奖励外,对于科研成果突出的教师,院系还可以利用非经济报酬使其更具有受重视感和满足感,例如提供良好的工作环境,高层次的培训、参与院系决策机会等。
参考文献:
[1]张东娇,杨韬.对我国基础科学政策的思考——谈基础研究的战略重要性[J].黑龙江史志,2009,213(20):9.
[2]赵雄燕,肖继君,马劲松,孙占英.论高校科研对教学的提升作用[J].河北化工,2010,33(12):76.
[3]孙政荣.教学型高校科研可持续发展措施的研究[J].杭州电子科技大学学报(社会科学版),2006,1(3):55.
[4]张年国.高校青年教师科研能力培养的问题及对策分析[J].当代教育论坛,2008,(8).
[5]周斌.我国高校科研经费财务管理现状及其改进对策[J].教育财会研究,2009,20(6):47.
[6]梁河.浅谈高校科研管理中激励机制的构建[J].北方经济,2007,(5):123.
关键词 计算机软件基础;实验教学;编程能力
中图分类号:G642.423 文献标识码:B
文章编号:1671-489X(2015)16-0145-03
Abstract Computer Software Foundation is a practical course, in order to improve the teaching effect and strengthen the student’s programming ability, emphasizing the student-centered and increasing students’ interest in learning; experiment teaching should intervene in the process of teaching, let the students learn while use; multi-level experiment teaching contents should be established, exploring students experimental potential; In order to facilitate the students self-learning, establishing diversified experimental teaching mode. Experimental teaching should carry out finely and solidly, not only consolidate the theoretical knowledge learning, but also effectively improve the students’ programming skills.
Key words Computer Software Foundation; experimental teaching; programming skill
计算机软件基础是我国高等院校电类非计算机专业本科生的一门基础课,为相关专业学生打下利用计算机语言编写程序的基础,为后续专业课的课程设计、实践环节以及最后的毕业设计做准备,其重要性不言而喻。然而在实际教学过程中,由于多方面的原因,使得本课程教学效果不佳,学生普遍编程能力不强,甚至影响了后续部分课程的学习。要提高学生的动手能力,关键还是要多练。本文在肯定理论教学重要性的前提下,着重就计算机软件基础课程的实验教学部分进行分析,对实验教学环节的介入、实验内容的优化以及实验教学方式等提出一些探讨性的做法。
1 坚持“以学生为本”
计算机软件基础教学如何实现教学目标,其关键的一点就是以谁为出发点,是以教为主,还是以学为主,还是实现教学互动,教学互长,教学互推。从目前的现实状况来看,以教为主的弊病还很明显,迫切需要改变,实现以学生为本,实现教学互动。
以“教”为主的模式已经成为制约学生创造性、积极性发挥的重要因素 计算机基础课程从本质来看应该是一门实操性课程,其涵盖的内容广泛且繁杂,而且实验性强是该课程的基本特点,甚至可以说离开了实验操作,也就实现不了其课程目的。然而从目前的课程安排状况来看,以书本理论知识教学为主仍是该课程教学的主流,计算机软件基础教学都侧重书本理论学习,而忽视了学生实验环节。实践证明,这种教学方式就跟学游泳不下泳池,学骑车而没有自行车一样,学生在学习计算机软件基础知识时,绝大部分是事倍功半,导致学用脱节,无法学以致用。更有甚者,有些学生直到课程结束连最简单的程序编写都掌握不了,这既给教师教学造成很大的困惑,也彻底地打击了学生的自信和学习该门课程的积极性,更遑论实现知识创新,成为软件人才了,这与教学初衷显然是不符的。
原因是在现有的教学模式中,课程实验环节的设置和实验环节介入的时间发生了问题。从实际情况来看,实验环节介入越早,实验安排越多,教学效果也越好。而部分采用边教学边实验,教学与实验融为一体的教学方式,其实现的教学效果更是明显。因此,改变现有的以教为主的教学模式,从理论和实践上探索该门课的一些新的教学方法,已经成为计算机软件教学题中之义,不断创新教学方式,才有可能从根本上改变现有的学习费力不讨好、效果欠佳的状况。
深入浅出地解析理论知识是增强学生学习兴趣的重要途径 “学生是教学活动的主体,教学活动要以学生为中心而展开”,这已经成为现代教学理念的主流观点。从学生学习的心理来看,一方面由于计算机软件课程是基础课程,学生对学习开始阶段接触的软件知识有一定的好奇感,求知欲也相对比较强烈。同时,由于是刚进校门的低年级学生,对大学环境还不是特别了解,仍然具备认真学习的态度,因此,好好学习知识的想法也比较明显。另一方面是由于目前大学生数量急剧增加,社会就业压力明显,学生普遍有学习好专业课,实现良好就业的外在动力。因此,可以说,学生在开始阶段的学习兴趣是比较浓厚的。但由于语言、算法、数据结构等知识,是进行程序设计所必须具备的基础知识,而低年级学生在这方面基本没有知识储备,对其学习方法也并不适应,而原有的知识结构又很难同化现有课程知识,导致难以自学和分析、解决问题,引发学生学习的挫败感,一旦处理不得当,就会使学生学习提不起兴趣,缺少主动参与的积极思维活动、创造性思维活动,更有甚者还会使学生抵触学习,削减学生本身己经调动起来的积极性,影响后续课程的开展。
教育心理学的研究也表明[1]:学生在没有精神压力和心理负担并且情绪饱满、心情舒畅的情况下,大脑皮层最容易形成兴奋中心,思维也最活跃,此时的实践能力最强。因此,如何使学生保持这种状态就成为教师应该考虑的重点问题之一。单就理论教学而言,如何使理论变得通俗易懂,接近生活,易于学生理解,这是计算机软件基础课程理论教学的关键。从实践来看,在授课过程中,教师通过深入浅出地讲解,设置理论问题情境,解答学生在实验中产生的疑问,肯定和鼓励学生的想法等方式,都能比较充分地调动学生的积极性和主动性,使学生更加容易融入教学环节中,也便于学生深入理解理论知识。比如说针对学生提出的一些设想,经常正面地肯定,能使学生更加信任自己,更加愿意去创新,从而与学生实现良好互动。
同时,在课后对学生进行必要的关心,用人格魅力引导学生参与教学,也不失为一种好的方式。比如,通过课后深入学生,与学生建立亦师亦友的关系,与学生打成一片,学生往往会因喜欢教师而喜欢该教师教授的课程,实现良好的教学效果;而相反,教师冷冰冰的态度往往也会成为影响教学效果的一个重要因素。
2 尽早引入实验教学环节
实践证明,计算机软件基础的教学,引入实验教学环节越早,教学的效果往往越好。因此,计算机软件基础课程教学要想在培养软件人才、促进软件产业发展方面有所突破,尽早引入实验教学环节是一条必由之路。
现有的实验课程安排作用并不明显 计算机软件基础是计算机软件的核心课程,其主要内容包括数据结构、操作系统、数据库系统概论,教学目的是让学生掌握数据结构的相关算法,理解操作系统的基本概念,熟悉数据库的基本操作,从而具备初步的软件编程能力。同时,从目前的教学安排来看,该课程安排了一定数量的常规上机实验练习,以便提高学生的软件素质[1]。
但现有的课程安排还存在一定的问题,突出表现在:
一是学生上机练习的题目规模较小;
二是上机内容以章节为主,有的章节有上机内容,有的没有,导致上机实验没有连贯性和系统性;
三是上机安排的内容发挥作用不充分。
从实践来看,培养学生的软件素质必须适当结合电子信息类专业的特点,这对于培养应用型人才的作用至关重要。但从目前上机安排的内容来看,主要是从计算机专业的角度提升学生的软件素质,而并没有与电子信息类专业特点充分结合,其结果就是导致学生对硬件有较好的掌握,而对信源编码等通信软件知识知之甚少,影响课程设计的整体进度。由此可见,目前安排的实验课程其作用甚微,难以达到为学生打下软件知识基础的教学目的。
尽早引入实验教学,利于学生在操作中学习,达到学以致用的目的 从现有的教学来看,学生对计算机软件基础课程学习的困难点主要在于:课程理论知识比较枯燥难懂,上机操作能力不足,导致学生学习兴趣降低,影响了教学效果。比如说在C语言教学中,C语言程序设计作为学习计算机其他课程如数据结构、JAVA语言程序设计等课程的先修课,对于培养学生的计算机技能具有至关重要的作用,因此,提高这门课程的教学质量意义也十分重大。
但是,这门课程首先要讲授C语言的特点、运算符和表达式等内容,而这部分内容恰恰又相对比较枯燥,学生难以提起学习兴趣,而这部分内容通常是安排三周学完,对于初学者来说要在这么短的时间内理解这些理论并不容易。于是等到这部分理论教完开始接触程序设计时,部分学生已经远远落后于教师的进度,导致没有继续学习下去的动力,有些学生就此掉队。
同时也有研究表明[2],部分教授在教授这门课程时,调整了讲课顺序,提前给学生讲授程序设计的内容,安排学生提前实验,让学生亲身体验计算机如何运行C语言程序,而等到学生对C语言程序有一定了解后再讲授运算符和表达式等内容。由于之前学生对C语言有了切身的体会和感受,再学习其他理论时,往往能将这些理论与实验知识结合,加深对运算符和表达式等理论的理解,也提高了学习C语言的兴趣,作用都相当明显。
由此可见,针对计算机软件基础课程的内容特点,尽早安排学生上机实验,让学生体会学以致用、现学现用、现用现学的乐趣,对培养学生兴趣和创新能力、提升教学质量有着不可替代的作用。
3 建立多层次实验教学内容,发掘学生实验潜能
学生的素质和潜能并不完全一样,孔子时代就已经讲究因材施教,实验教学中也必须根据学生的实际情况,适当地分层次安排实验教学内容,建立多层次实验教学内容体系,从而更好地提升学生的学习兴趣,激发学生潜能,实现教学目的。可以分为基础性实验、应用性实验和创新性实验。
基础性实验要求精 基础性实验是课程的统一安排,目的是验证和巩固课堂知识,针对群体为所有学生。要充分发挥这部分实验内容的作用,主要在于求精。
首先要精选实验内容,针对每个知识点,都要精推细敲,并在每个实验内容中设置开放性思考题,要求学生认真思考做答,不求数量,但求质量。
其次要精讲实验内容。针对学生实验内容的答案,要进行深入的讲解分析,肯定学生做得好的地方,指出其不足,并指导如何修改完善,务求每个实验内容都讲透,并通过实验内容夯实学生对每个知识点的理解。
最后,引导学生运用发散性思维进行解题,提升学生对知识点的认识水平,如引导学生运用多种方法解题。
基础性实验是学生对知识点的深入掌握,也是开展应用性实验的必要准备。
应用性实验要求实 应用性实验是课程的适当补充,是学生对课堂知识的具体运用,旨在培养学生应用知识的能力,针对的群体是大部分学生。其主要任务就是培养学生解决实际问题的能力,具体方法是由教师选择合适的项目,让学生自愿分组,在规定的时间内按计划完成。
在应用性实验教学中,项目的选择非常重要,其主要原则是既要覆盖计算机软件基础课程的主要内容,也要贴近实际,是实际生活中有应用价值的项目,还要便于学生理解完成项目的方法,能最终形成一个完整的软件作品。比如说各种信息管理系统都是比较合适的项目。
在这个阶段,教师重在引导学生开展项目,指导学生解决项目实施中碰到的难题,检查学生项目实施情况,及时纠正项目的方向性、原则性错误,并引导学生及时进行反思总结,便于更好地掌握编程技巧和语法知识等内容。
在应用性实验阶段,学生的实验成果,不仅是要通过提交相关文档以及编写的程序代码来体现,还要在一定的范围内进行实际测试,便于学生将理论知识与实际挂钩,也便于学生进一步认识实验项目与实际项目的环境差别,更好地融入社会实践。
本阶段的实验由于应用性强,对于学习计算机软件基础理论知识感到吃力的学生,可不强行要求。
创新性实验要求新 创新性实验是课程的升华内容,主要是激发学生的创新思维和创新能力,所针对的群体是小部分学有余力的学生。在这部分实验内容中,由学生自行选择实验项目,设计实验方案和实验步骤,学校提供相应的实验环境和其他保障措施,教师则对学生选择的实验项目进行把关指导,确保项目具有创新性。在这个实验中,整个过程都由学生独立完成,学生要自行解决实验中遇到的各种问题,总结各种错误出现的原因和避免出错的方法,并在实验结束后,自行检验实验结果的应用价值,从而达到融合知识、锻炼素质、提升能力的效果,培养软件人才。
4 建立多样化实验教学方式,方便学生自主学习
实验教学的方式要多种多样,并优化实验教学载体,为学生实验提供更多的便利。
首先是可以充分发挥校园网的作用。目前,绝大部分学校已经建立自有的校园网,一方面为学生提供了大量的实验教学资料储备,如教学大纲、实验大纲、实验指导书、实验室开放时间表、指导教师安排等实验教学的所有技术支持文献信息,为学生开展实验提供了极大的便利;另一方面还提供了学生自测系统。在自测系统中,学生可以回答教师指定的问题,并完成打分,并可对回答问题的正确与否进行分析,纠正错误答案,进一步消化知识。同时,有的学校还设计了基于C语言的计算机软件基础自学系统,学生可以通过系统进行应用程序学习,循序渐进地学习和掌握知识,有力地巩固课堂教学的知识。
其次是可以充分发挥社会单位的作用。学校可以和与计算机软件专业对口的企业合作,在企业相应建立学生实践基地,让学生参与企业的实际设计,以干代学,从而进一步提升学生对计算机知识的认识,也进一步了解软件产业对软件人才的要求,适应软件产业的环境,从而更好地增强教学效果。
5 结束语
计算机软件基础是一门实践性强的课程,其实验教学要适时推进,这是增强课程教学效果的需要,也是提升学生素质的需要。在实验教学中,教师角色的转换,学生主体地位的重申,社会单位作用的发挥,都深刻影响着学生学习本门课程的效果。在目前的形势下,要充分发挥计算机软件基础作为培养应用型人才的重要基础课程的作用,充分发挥教师、学生、社会单位在该课程中的积极作用,就必须抓好实验环节的教学工作。只有实验教学才能更好得实现教师与学生互动、学校与社会互动,才能培养出适合软件产业发展需求的应用型人才。
参考文献
实验课是医学基础的重要组成部分,它不仅是医学理论的延伸和补充,更重要的是通过实验课可进一步培养学生学习兴趣,激发学习动机,以及敏锐的观察能力,发散的思维能力,超强的协作能力,多种形式的表达能力、创新能力和实事求是的工作作风。通过近几年的教学实践,发现相当一部分学生在上实验课时并没有按照实验要求去完成,没有达到预期的目标,也谈不上多种能力的培养。为了弄清原因,有必要对学生进行较全面的调查,便于分析和研究。
2调查对象和方法
2.1调查对象
以医药卫生学院护理专业学生为调查对象,共调查216名学生.
2.2调查方法
采用问卷调查方式,被调查学生不记名,为了确保抽样的科学性和代表性,对护理专业全体学生采取分层抽样、整群抽样、随机抽样等多种方式,共发出216份,收回216份,其中有效问卷216份,问卷有效率达100%.
3调查内容
问卷内容如下:同学们:为了提高医学基础实验课的实验效果,老师们想知道你们对实验教学的想法,这样老师可以根据你们的想法,改进实验教学,让你们在课堂上学到更多的东西,请你们如实填写自己的想法。说明:答案没有正确与不正确之分,你怎样想的就请怎样填,如果答案里没有你想要选择的答案,请在括号后面写上你的答案。1.你最喜欢上的实验课是()A.人体解剖学B.生理学C.病理学D.药理学2.你最喜欢上这门实验课的主要原因是()A.简单容易操作B.感觉这门课很重要C.老师讲课通俗易懂D.喜欢教这门课的老师3.你最不喜欢上的实验课是()A.人体解剖学B.生理学C.病理学D.药理学4.你最不喜欢上这门实验课的主要原因是()A.没有操作机会只是看视频B.对这门课不感兴趣C.实验学时太少D.不喜欢教这门课的老师5.每次实验课前,你知道要做什么实验吗()A.不知道B.老师说了但自己没预习C.预习了但还是不明白D.要做的实验书上没有6.每次实验课,你觉得有收获吗()A.有很多B.有一点C.没有D.纯粹是浪费时间7.你觉得老师的实验课上得好,是因为()A.老师示范到位B.师生互动充分C.学生动手机会多D.比上理论课有趣8.你觉得老师的实验课上得不够好,是因为()A.人多器材不够用B.老师废话太多耽误了实验时间C.教法不灵活D.实验过程中没有老师指导10.实验课堂上,对老师的提问,你觉得()A.很喜欢回答B.不喜欢回答C.怕回答D.无所谓11.你喜欢回答老师提问的原因是()A.为了得到表扬B.为了检查实验的效果C.为了表现自己D.难说12.你不喜欢回答老师提问的原因是()A.听不明白B.怕答错了同学们笑话C.怕答错了挨批评D.难说13.实验课堂上,当你完全不会做时,你希望()A.能得到老师的指导B.得到同学的帮助C.自己边看边做D.看别人做14.实验课堂上,老师对你的评价,你觉得()A.很重要,影响实验情绪B.重要但不至于影响情绪C.不重要D.无所谓。
4调查问卷的结果分析
统计结果分析:对问卷中所有问题进行综合分析,发现学生普通喜欢的实验课是人体解剖学,其原因就是直观可操作性强,人人都有动手机会,课堂气氛活泼,老师示范到位,工作认真负责,教法灵活,师生互动充分,不喜欢的实验课既有病理也有药理。究其原因就是实验学时少,实验难,有的实验器材不足,学生没有动手机会,老师不演示,学生不会操作,用视频代替实验等等。
5思考
目前研究生招生来源很多,甚至还会有跨专业报考的现象,所以知识背景相差很大。比如现代的医学科学研究常常接触到分子水平的实验,本科为临床医学或护理学的医学研究生比较缺乏。即使本科阶段有一些相关基础课,由于没有认识到重要性,知识也比较薄弱;而本科为生物技术的研究生比其他专业的学生掌握更多的分子生物学背景知识。研究生阶段的教学是以自学为主,在参差不齐的背景下,如何让医学研究生迅速学习和掌握良好的科研技能,是一个非常重要的问题。
2医学研究生科研技能培养的模式探讨
2.1加强本专业相关理论知识的积累并进行科研
尝试为弥补本科生理论基础薄弱的情况,研究生一年级主要是进行理论学习以满足将来的科研要求,如实验动物学提供动物实验的基础知识,科学研究严谨的设计和分析需要统计学。但研究生导师的研究方向很多,对学生的要求也不一样,已有的学校研究生课程无法满足每个方向的不同要求。为此,重点学习相关专业的背景知识尤为重要。如对于生殖医学研究方向的研究生,就需要加强生殖医学和生殖生物学的基础知识,与其他方向的研究生要求略有不同。为了让研究生学习生殖相关基础知识,学校最近专门开设了生殖生物学选修课程,供生殖医学研究方向的研究生选修。现在的医学研究已经深入细胞和分子水平,需要用到多种大型仪器。仪器分析课程可以帮助研究生了解常见大型仪器的原理,如用于断层扫描的激光共聚焦、细胞检测和分选用的流式细胞仪、超高分辨率的电子显微镜等。通过这些理论课程的学习,研究生可以掌握常见大型仪器的基本原理,有助于将来课题的实验设计。以上的努力仍然不能为每个研究方向的研究生开展课题研究提供足够的理论知识。所以在已有的理论课程的基础上,通过组织相关研究方向的研究生深入学习专业相关的专著就很有意义。如本实验室从事发生研究的研究生,就组织学习发生相关的英文专著,如HistologicalandHistopathologicalE-valuationoftheTestis和Andrology-MaleReproductiveHealthandDysfunction。研究生自学后以讲座的形式,给其他同学介绍各个章节的内容。通过这种途径,在学到专业知识的同时,提高了自学能力和英文专著阅读能力,锻炼了总结、陈述、演示以及制作讲解报告的能力,有助于开题报告和毕业答辩的顺利完成。
2.2培养良好的实验技能分子生物学是从分子
水平研究生命现象、生命本质、生命活动及其规律的科学,与其他学科广泛交叉渗透,是当前生命科学中迅速发展的前沿学科。医学分子生物学是实验性极强的学科,其实验技术和方法已普遍应用到各个学科的研究中。除了分子生物学技术,其他如细胞生物学等技术也在科研中广泛使用,这些实验技能的培养对于其课题开展均具有重要的意义。目前研究生数量多,教育资源有限,即使有实验课程安排也无法实现让每个研究生动手操作。所以研究生实验技能的培养不能仅靠学校的研究生课程;再者医学研究生一般来自于医学专业如临床医学或者护理学等,本科教育没有经过分子生物学理论和实践培训,所以研究生进入实验室后,还需要进一步培训。为此,本实验室在培养模式上进行了一些尝试。组织由多位教师、技术员和高年级博士组成的培训团队,以专题培训的方式对实验室基本科研技能进行短期培训,包括RT-PCR、苏木素伊红染色、免疫荧光、Westernblot、流式细胞术、显微镜操作、文献检索等多种常规实验方法和技术,目的是让刚进入实验室的研究生迅速掌握常用分子生物学和细胞生物学技术以及常规实验仪器和设备的使用。实验技能培训分为三个部分,首先介绍实验的基础理论,然后演示实验操作,最后由学生独立完成实验,完成的实验结果由老师统一评价。只有能独立地完成每个实验,才算顺利通过培训。我们深知理论是为了指导实践,所以理论与实践齐头并进的模式能取得更好的效果。在基本理论知识学习的过程中,同时进行实践操作,引导学生发现问题并探索思考,形成边动手边思考、理论指导实践的学习模式。本实验室通过这样统一的理论和实践相结合的培训,帮助研究生在短时间内系统而迅速地掌握常用的基础实验理论和技术,为后续课题开展奠定了坚实的基础,取得了很好的效果。
2.3严格实验室规范管理实验室是高校研究生
科研实验技能培养的主要场所,其建设和管理水平直接影响研究生科研实验技能的水平。比如一个实验室通常有多个研究生,每个研究生在课题开展中一般会使用多种仪器设备。有的仪器设备比较贵重,操作不当可以导致仪器损坏,甚至威胁人身安全。如高速离心机使用时,转子不盖盖子,高速旋转时,转子可以飞出离心机,导致财产或人身损伤。所以如何能保证仪器的正常使用和得到高质量的研究数据,有序的管理就显得非常重要。以本实验室为例,实验过程中会有常见仪器,如pH计、天平等;有贵重仪器,如高速离心机、荧光显微镜、定量PCR仪等;还有一些大型的仪器,如电子显微镜、流式细胞仪、激光共聚焦显微镜等。本实验室采用如下管理方式:对于实验室常见仪器,研究生通过培训过后可以自由使用。而大型仪器一般都有分析测试中心集中管理,如电子显微镜、流式细胞仪等设备有工作人员操作,学生只需理解原理,按照要求准备样本和学会分析数据。但有的大型仪器如激光共聚焦,学生可以通过专门的操作培训,自己独立操作。高速离心机、荧光显微镜等设备一般都有专人管理。在学生进入实验室统一培训时,会涵盖这些设备的使用。如此,既使得实验室仪器得到正常使用,又营造了严谨、有序和安全的实验室环境,为进行科学研究提供了必要保证。
2.4培养严谨的科研态度和团队合作精神研究
生在开展科研的准备过程中,完成了理论知识的储备、实验技能的掌握和实验室管理的规范,还面临着最关键的科研精神和习惯的培养,因为这与最终科研活动的完成并被接受认可密切相关。研究活动中,能拿到客观的数据至关重要,而严谨的科研习惯恰恰决定了客观数据的可信度,所以我们要培养研究生客观详实地记录实验过程和结果的习惯,也就是实验记录的撰写。一份好的实验记录能让人知道为何开展该实验(实验目的),实验如何进行(实验流程),实验得出什么结果(实验原始数据),这些结果提示了什么,其中有什么问题(结果分析)。所以实验记录的培训是研究生培训的重要组成部分。为了便于管理,本实验室引进了Elab电子实验记录,学生通过电子实验记录,将实验结果通过Word文档或附件形式保存在数据库中,导师可以及时对实验结果进行评价,对研究生科研中存在的问题做到早发现、早纠正,把研究生弄虚作假的现象消灭于萌芽,有效预防了研究生学术道德腐败现象的发生。这些实验记录可以长期保存,弥补了纸质记录保存期限的不足。科研的严谨性还在于数据的客观性。因实验有一定的变异,人群或动物个体差异,实验结果都需要重复,由统计学得出结论。所以要让学生掌握t检验、单因素方差分析等基本的分析方法。在涉及人工计数的实验,需要至少两位同学分别统计,最后得到客观的计量结果。科学研究靠的是自身不懈的努力,更离不开团队合作。现在科学研究涉及的技术方法越来越多,好的研究结果工作量也很大,常常不是由一个人独立完成,需要多人互相配合协作,所以良好的团队合作精神非常重要。团队合作可以增进学生之间的交流,互相借鉴研究方法,甚至触发研究思路和灵感。为此,本实验室研究并实行“新老结合、以老带新”的模式,以课题组为单位,让高年级学生带动低年级学生探索学习,如此不仅使得实验技巧得以传承并优化,更能通过不断交流学习迸发更多科研想法和理念,实现双赢。
2.5完善科研思路培养
关键词:机械设计基础;课程设计;题目探索
作者简介:石永军(1973-),男,山东东营人,中国石油大学(华东)机电工程学院,副教授。(山东 青岛 266580)
基金项目:本文系中国石油大学(华东)教学改革项目(项目编号:JY-B201011)的研究成果。
中图分类号:G642.0?????文献标识码:A?????文章编号:1007-0079(2012)32-0055-02
机械设计基础主要面向中国石油大学机类和近机类本科学生,是石油工程、过程装备与控制、油气储运工程等专业的重要专业基础课,在教学体系中具有承上启下的作用。近年来,为了培养学生的动手能力与工程意识的养成,工科院校越来越重视实践教学。机械设计基础课程设计是机械课程教学中重要的实践教学环节,它涵盖了工程制图、机械CAD、机械设计基础、理论力学、材料力学、工程材料与机械加工基础等课程的知识。通过该课程的学习,以培养学生学会运用所学知识解决实际工程问题,逐步提升其动手能力、综合设计能力与创新能力。[1]但目前机械设计基础课程设计题目单一的问题比较突出,不利于学生工程意识的养成和激发大学生开展科学探索的兴趣。因此,探究柔性化的课程设计题目以提升课程设计的教学质量对于学生综合知识运用能力与创新能力的培养具有重要意义。[2]
一、目前课程设计分析
目前高等工科院校常用的机械基础课程设计题目是单级圆柱齿轮减速器和展开式二级圆柱齿轮减速器。减速器是工业中常用的典型传动装置,在油田抽油机、带式运输机、起重机和卷板机等有着广泛的应用。减速器设计过程需要查阅相关标准、规范、手册等技术资料,涵盖了机械设计基础中齿轮传动、带传动、轴承、轴、螺栓等主要通用零件的设计与计算,[3]包含了多门理论课程的内容,体现了一般机械系统的常用设计方法,具有很强的综合性。减速器设计的主要任务包括:进行传动方案的制订;电动机的选择、传动装置的运动和动力参数的计算;带传动与齿轮传动的设计计算;轴的结构设计以及低速轴的弯、扭组合强度校核;轴承的组合设计与寿命计算;键的选择及强度校核;联轴器的选择;减速器的与密封选择等。[4]减速器设计的一般过程是:首先,指导老师布置任务;然后,学生完成减速器装配草图一张、减速器总装图一张、轴与齿轮等零件图以及6000~8000字设计计算说明书一份;最后进行课程设计答辩,按照图纸、设计说明书与答辩情况评定成绩。
减速器设计题目主要存在以下问题:题目单一,只是设计参数略有不同,学生可借鉴的资料很多,课程设计雷同现象比较严重,甚至出现一些抄袭现象;课程设计时间一般为2周,学生设计期间非常紧张,大多学生需要晚上加班才能完成。学生忙于应付完成课程设计,很少有学生主动去图书馆查阅相关的资料;老师一般需要指导2个班,工作量很大,老师很难保证照顾到每一位同学;课程设计的设计内容与传动方案长期不变,学生可以根据设计指导书按部就班地进行,无法调动学生的积极性与激发学生的创造性思维,不能满足现代工程教育创新训练的要求;每一个同学单独完成一个题目,同学之间的交流与讨论较少,团队协作精神难以培养。
二、课程设计题目探索