前言:想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗?我们特意为您整理了5篇控制科学与工程范文,相信会为您的写作带来帮助,发现更多的写作思路和灵感。
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)46-0216-02
自动化是一门涉及学科较多、应用广泛的综合性科学技术。在我国研究生培养体系中,自动化对应的一级学科“控制科学与工程”下属有七个二级学科:“控制理论与控制工程”、“检测技术与自动装置”、“系统工程”、“模式识别与智能系统”、“导航、制导与控制”、“企业信息化系统与工程”和“生物信息学”。控制科学与工程对相关学科的发展起到了有力的推动作用,并在学科交叉与渗透中表现出突出的活力。例如:它与信息科学和计算机科学的结合开拓了知识工程和智能机器人领域。同时,相邻学科如计算机、通信、微电子学和认知科学的发展也促进了控制科学与工程的新发展,使控制科学与工程学科所涉及的研究领域不断扩大。
一、我国控制科学与工程学科的现状
控制科学与工程学科经过几十年的发展,在诸多方面取得了一些重要的进步。控制理论以动态系统为主要研究对象。20世纪80年代以来,计算机、网络和通信等信息技术的发展为现有的控制理论提供了广泛的应用空间,同时也带来了巨大的挑战,促使控制理论自身的发展,也催生出新的学科增长点。控制理论方面,在鲁棒控制、非线性控制、离散事件动态系统、量子控制等方面都取得了重要进展。随着20世纪40年代计算机的出现以及50年代人工智能的兴起,人们当然也希望能用计算机来代替或扩展人类的部分脑力劳动。模式识别在20世纪60年代初迅速发展并成为一门新学科。在生物信息学方面,在高通量组学数据的处理、计算基因组学的研究、医学群体遗传学中的生物信息学、蛋白质功能结构与亚细胞定位上、生物分子网络的构建与分析等方面有了重要进展。机器学习与数据挖掘方面,研究涉及提高学习系统泛化能力、样本标记问题、降维与度量学习、数据挖掘、在视频与图像分析方面的应用。脑-机接口就是要实现生物脑与电脑之间的直接对话。基础理论研究与实验研究并重是脑-机接口研究的重要特点。脑-机接口研究是一个全新的领域,许多方面的问题还有待于深入地研究。在医学信息学、分子影像方面,多模态分子影像成像理论方法与关键技术、分子探针与药物研发、分子影像验证与应用是现在的研究热点。导航、制导与控制学科一直突出为国防、航天服务的特色,注重理论与工程实际的结合,重视高素质人才的培养,建立起一支梯队结构合理、学术方向稳定、能打“硬仗”的科研队伍。半个世纪里,导航、制导与控制学科先后开辟出导航技术、飞行控制、精确制导等研究方向。以自动化、电子、计算机、控制工程、信息处理为研究对象,以现代控制理论、传感技术与应用、计算机控制等为技术基础,以检测技术、测控系统设计、人工智能、工业计算机集散控制系统等技术为专业基础,同时与自动化、计算机、控制工程、电子与信息、机械等学科相互渗透,主要从事以检测技术与自动化装置研究领域为主体的、与控制、信息科学、机械等领域相关的理论与技术方面的研究。检测技术与自动化装置的应用基础是扎实的理论基础以及科研和工程实践过程中不断积累的新技术使用技能和知识;随着自动化系统规模和新技术应用范围的不断扩大,加上学科基础理论和光、机、电结合新技术的迅速发展,越来越促进了检测技术与自动化装置学科的迅速发展。
二、控制科学与工程学科建设的探索与实践
1.创新发展,凝练学科方向,加强基础研究力度。对于国家及国防的重大项目,立足现有的具有优势的学科建设方向,以现有国际国内领先的研究成果为基础,进一步突出研究的特色和水平。针对具有良好发展前景的一些学科方向,予以优先支持,培育发展新的学科增长点。近些年来,控制科学与工程学科的基础研究领域已经取得了很大的进步和发展,在此基础上,应培养一批具有较强科研能力的专职科研岗教师安心进行基础科研研究,并注重与实际应用的联系,循序渐进,逐步形成“基础理论研究、应用技术研究和型号任务”良性发展的科学研究格局。
2.勇于探索,拓展学术交流途径,促进新学科有新发展。在校园网上,加强办公系统网站建设,及时更新国际学术会议信息,及时通知与本学科相关的学术活动通知,使得教师和研究生能及时准确地获取学术交流的信息,参与各类学术活动。鼓励教师以及研究生参加国内外举办的高水平的国际会议,加大资金投入,通过在高水平的国际会议上进行大会报告和与参会代表的互动交流,加强与国际国内先进学科带头人的学术交流,提高学科的学术影响力。鼓励教师联系国外知名大学做访问学者,通过学术访问,开拓科研思路,拓宽学术视野,提高学术水平。推荐有一定学术影响力的骨干教师参加学术团体活动,参与学术期刊编委工作以及各种专家组评审工作,提高骨干教师的知名度和在该学科领域的知名度。
3.后发优势,优化人才培养体系,促进学科良性发展。建立完善的人才培养机制,激励与约束相协调,加大力度建设科研团队。对于科研团队给予一定的政策倾斜,为教师创造良好的科研条件,发挥教师的科研积极性。加大优秀领军人才的引进力度,高薪聘请国内外知名学者来我校做客座教授,定期来学校讲学、做讲座、设课,合作科研。与国内外知名企业共建实验室。
三、控制科学与工程学科发展的措施和建议
1.人才的培养和支持。由于我国控制科学与工程专业的毕业生长期以来供不应求,目前,设置该专业的院校逐渐递增。要注重培养学生的动手能力,多和实践结合,走出应试教育的桎梏。需要有人才成长的土壤,尽可能为科研人员提供良好的科研条件。需要加大国内外交流,提供交流的机会。总之,需要为人才的培养创造全方位立体的支持环境。
2.加大基础理论投入。我国自动化学科的发展的劣势主要是基础理论投入不足,要想改进这一点,需要从国家层次上进行引导,制定相关政策,鼓励科研院所和高校加大基础理论研究,经济允许的情况下加大资金投入,协调各个科研机构,发挥各单位优势,争取在基础理论上取得重大突破。
3.提高科研人员的社会地位。一个行业只有得到社会的认同和尊重才能够吸引优秀人才的加入。首先科研人员要加强学习和完善,提高综合素质,培养竞争意识,增强科研奉献精神;其次,国家和社会要为科研人员提供各种发展机会和条件,保障科研人员应有的地位和角色,才能逐渐提高科研队伍的质量,才能形成一种良性循环,促进我国科研的发展。
参考文献:
[1]中国科学技术协会.“控制科学与工程学科发展报告”[M].北京:中国科学技术出版社,2011.
[2]吴美平.“一流控制科学与工程学科的思考”[J].高等教育研究学报,2008.
水污染控制工程是高校环境工程本科专业类必修课程,也是重点特色专业建设的关键课程之一。基于专业课双语教学实施现状分析,进行了课程辅双语教学活动改革探讨。在不增加课堂教学学时的前提下,通过调整课堂组织方式、开展课外教学互动、优化多媒体课件内容等,合理置入适量的双语教学模式。在满足教学目标前提下,显著增强了本科生对专业知识的深入理解,并提高了学生对英语文献的阅读分析能力及科技英语书面表达能力,在实际操作中具有可行性。
关键词:水污染控制工程;专业课程;双语教学;本科教学
中图分类号:G20;TU82 文献标志码:A 文章编号:
10052909(2013)04009704
作为培养复合型人才的有效途径之一,采用双语教学的方法和模式进行专业知识学习,符合中国加入WTO后教育发展的总趋势,也是中国大学国际化、步入世界知名大学行列的一项重要手段[1-3]。随着科技、经济、文化全球化趋势的日益显著,专业技术性国际交流活动愈发频繁,培养掌握特定专业知识和技能,并能熟练使用外语在国际市场施展拳脚的高层次人才已是大势所趋[3]。环境工程专业是大学本科开设的重点学科方向之一,推行双语教学也成为众多高校环境工程本科教学改革的一项重要内容。但是,专业课程教学学时有限,教学组织模式复杂,学生英语水平参差不齐,以及在师资配置方面的局限等因素,严重制约了专业类课程双语教学在本科阶段的实质性开展[4]。水污染控制工程作为大学本科环境工程专业的一门主干课程,基础理论复杂、工程应用性极强,是一门与国际研究现状与发展成果紧密结合的前沿性课程,开展该课程的双语教学实践对培养厚基础、宽视野、强技术的复合型人才大有裨益。目前,许多高校都已将该课程列为不同级别的精品课程进行持续性建设,包括课程内容提升整合、教学组织方式深度优化、实验与课程设计的综合实践等。
结合重庆大学环境工程专业水污染控制工程校级精品课程的建设过程,笔者在实践教学中进行了辅双语教学活动的尝试和总结,在不增加现阶段课堂教学学时的前提下,探索最大限度地发挥课堂教学效率、促进专业类课程双语教学实施的途径与模式,以期为环境工程本科专业类课程的双语教学改革提供有益参考。
一、专业课双语教学现状分析
就全国双语教学开展现状而言,除十余所国内一流高校外,大多数高校专业类课程双语教学的开展尚处于规划和建设初期,尤其是针对工科类专业课程的双语教学活动更是有待进一步推进与加强[5]。从专业类课程双语教学的开设类别看,相对金融、贸易、管理等学科,中国各高校在环境工程专业学科领域开设双语教学活动的数量仍相当有限;从教学内容看,环境工程专业已开设的双语课程主要针对环境工程概述性原理和泛化性技术基础的课程教学,如环境工程概论,环境工程与科学导论、环境经济管理概论等,而核心、主干专业课程,如水污染控制工程,固体废弃物处理与处置、大气污染控制工程、环境工程原理等,由于这些课程的专业性和综合性较强,教学难度较大,开展该类课程双语教学的现有实践经验甚少。水污染控制工程作为工程应用性极强的精品课程之一,其课程建设本身是一个与时俱进的长期过程,从进一步促进学生对专业知识的吸收和认知,多视角拓展学生的国际视野、潜移默化地增强学生对英语文献的识读及理解能力等角度,将双语教学的理念与模式适时、适当地融入到教学实践中,符合高校专业类课程教学改革进程的发展方向。
二、专业课辅双语教学方法分析
(一)课堂教学组织方式
学院辅双语教学实践尝试结合水污染控制工程精品课程建设同步进行,实际教学活动中未增加课堂教学学时,坚持以专业性工程型人才培养为目标,兼顾提高学生专业外语的应用能力,包括专业英文词汇的积累、专业英文文献句段的习惯表达、外文科技文献的核心内涵理解。教学组织总体上持续关注学生的兴趣与授课反馈,充分利用并合理配搭英文教学资源,循序渐进,适当、适量、适时地将英文教学贯穿在课堂授课过程之中。
首先,强化针对性预习环节。各教学单元任务开始前,安排5分钟左右的课堂时间,教师发放预习提纲,包括下一教学单元的重难点、双语辅教学内容及其相关的英文科技文献或教辅材料的梗概性选编、教师要求的预习方法与完成方式等,要求学生课后按要求认真完成。例如,若采用双语教学的知识点为基本概念或原理,则需按预习提纲简明扼要注明其基本要点与内涵实质的英文释义;若为某一典型水处理技术方法,则应批注其单元操作控制步骤的英文关键词。教师随堂对预习情况进行抽查,计分重点考察学生对待预习任务的态度和关注程度,按15%比例计入期末综合成绩。针对性预习方式不仅避免了教师盲目编写双语教学讲义,而且较好地激发了学生的主动性和独立思维,使学生双语课堂教学的适应能力大大增强。针对性预习方式在强化双语教学的同时,提高了课堂效率,有效解决了双语教学流于形式的问题。
其次,在课程辅双语教学实践中,不过多分析专业术语英文语法成分,重在逐渐培育和形成仅把英语作为不同于母语的一个载体,培养学生对英文科技文献的熟悉关注度,潜移默化地提高学生的英语应用能力,为学生能持之以恒地涉猎专业领域外文文献,并水到渠成地达到一定水平奠定良好基础。
最后,彰显辅双语教学在授课方式上的灵活性,最大限度地利用包括英文网站资源、英文原版资料片等在内的优质信息资源,减少学生对外语授课的恐惧。一方面教师需花费大量时间和精力对涉及双语授课知识点的材料进行筛选、剪辑、编排,对板书—课件—口头的教学方式合理优化,以科学利用有限的课堂时间,达到“授之以渔”的教学效果。如:在污水处理工艺流程章节双语授课时,各处理单元专业词汇相对简单,因此可通过全英文flash课件,配合学生图片达到理论联系实际的效果。另一方面,笔者认为辅助双语教学中英文授课比例也不应拘泥于特定的任务性指标,而应根据学生的接受能力灵活调整。众所周知,课堂提问能有效提升教学效果、活跃课堂气氛,但该课程受到学时与开班人数的限制,提问互动未能深入展开。为避免出现“满堂灌”,课堂上应适当采取开放提问,鼓励大家广泛参与,或者通过教师自问自答的过程启发推理,引导学生集中注意力、认真思考。
(二)课外教辅互动
水污染控制工程作为一门专业主干课,多年来课外答疑指导环节已成为该课程教学体系中必不可少的环节。为有效提升双语课堂教学效果,适当调整和强化了课外教辅互动,以缓解学生在双语授课环节的紧张和压力,持续激发学生对专业课学习的浓厚兴趣。一方面增加了采用英语表述的课后作业考查,比如:结合文献查阅简单归纳某污水处理技术的发展沿革,对水处理单元技术进行典型影响因素讨论,或者完成某特定污水水质处理的流程分析等。利用集中答疑时间,师生共同讨论、交流作业内容,在各抒己见中,活跃学生思维,锻炼科技英语表达,培养学生应用英语分析专业问题的能力。另一方面,较之于单纯的中文教学,学生对双语教学的接受认可度更为重要,因此,在教学活动中鼓励学生课后借助邮件提问,鼓励学生采用英文邮件形式交流,教师每周集中一个上午的时间进行整理和选择性回复,并就典型问题课堂集中解答,作业与课后讨论按15%的比例计入期末综合成绩。
为增强双语教学的趣味性,增加学生对知识点应用的理解,拓宽学生知识面,笔者尝试将双语辅教学实践探索融入实验环节,实验报告册中实验所用仪器、设备以及试剂等采用双语注释,实验结果讨论中要求学生至少对一条结论用英文展开分析,让学生尝试简单的科技英文书面表达,最大限度地发挥实验教学环节对双语教学的促进作用。
(三)课件内容与形式优化
作为精品课程建设的重要环节之一,水污染控制工程教学课件的不断完善是其建设过程的重要环节。根据课程辅双语教学模式的需要,对课件内容和形式进行了优化。
首先,对适合进行辅助双语教学的内容进行精心选择,按原理性、技术性、应用性、前沿性等几个基本层次,优化辅助双语课件编制方式进行,营造良好的课堂氛围。原理性教学内容(需氧有机污染氧垂曲线、吸附理论基础等)科学性较强,包含的基本概念和术语相对较多,课件中主要以关键词的双语表达显示;技术性教学内容(污水处理工艺单元等)规范性较强,知识构成专业性、典型性强,课件中采用双语概括关键句,简述案例,并辅以原版英文资料;应用性教学内容(膜技术、离心机等)成套设备较多,与实际应用结合紧密,双语更多地体现在图片信息、国外应用性录像短片等方面;前沿性的教学点(如难降解有机物高级氧化与吸附处理等)多为目前国内外研究热点,英文科技文献与网络学术交流相对丰富,双语课件的相关内容则采用权威研究成果列表归类的形式,培养学生归纳文献成果的能力,激发学生对科学问题探究的浓厚兴趣。
其次,课程双语教学课件的内容编排并非面面俱到,取舍原则主要基于学生对采用双语教学知识点的接受程度,并兼顾课时与大纲进度。教师应根据专业知识难易程度、学生英
语理解平均水平因材施教。就该课程而言,在水污染控制基本原理部分采用双语辅助教学,学生具有环境工程概论的基础,易于在授课初提高学生的接纳度和参与程度,让学生有一个逐渐适应的过程。同时,选择比较典型的,目前在水处理领域应用相对较多的技术性方法,如沉淀、吸附、混凝、好氧活性污泥处理法等内容适度进行辅双语教学,重点突出而又有拓展空间。课件内容编制应注意考虑知识点在国内外教学体系中的差异,比如,国外一些原版教材一般笼统考虑水处理过程,沉淀、过滤、混凝等主要针对给水处理,而该课程重点针对污水处理与污染物控制,因此在注重对原版英文教材、英文文献取舍的同时,应按教学大纲认真选编课件内容。
此外,从专业词汇的认知与知识讲授的角度,需充分考虑词汇的前后衔接、循序渐进,逐渐接触、逐步积累。辅助双语课件制作的主线也应从易到难、从单个词汇标注到句,具体内容上可以根据难易程度作局部调整。基本原则是尽可能减小课程在辅助双语教学中师生的交流。难度较大相对复杂的内容以中文为主,配以章节、小标题或提纲,重要专业词汇和术语用英文表达;而易于理解的部分,采用全英文课件形式。
三、结语
开展理工科本科专业类课程的双语教学是中国本科教学改革发展的重要方向,也是培养具有一定国际视野和掌握国际通用语言的专业性人才的必然趋势。确保良好的双语教学质量,需要教育政策的引导,需要各级教育工作者共同思索,客观认识大学本科专业类课程双语教学的实质性内涵及其教学功能,以学生为本,探索具有针对性与学科特色的专业课双语教学模式,全面推动专业类课程双语教学体系的完善和发展,推进高校本科教学质量工程再上新台阶。
参考文献:
[1]朱红耕,杨生.高校本科专业课程开展双语教学的思考[J].高等建筑教育, 2004(2):72-74.
[2]丁蔓,闫开印.深化双语教学改革,促进国际人才培养[J].北京大学学报:哲学社会科学版,2007(5):57-69.
[3]张建光,杜国强,王国英.大学本科专业课双语教学的研究[J].高等农业教育, 2004 (1):59-61.
[4] 戴艳阳,钟晖.专业课双语教学与专业英语教学之探讨[J].高教论坛, 2006(3):96-97.
[5] 王凯英,廖明军,孟宪强,等.土木工程专业双语教学建设探讨与实践[J].高等建筑教育, 2009,18(1):91-94.
Bilingual teaching of water pollution control course
XU Xiaoyi, HU Bibo, YANG Chun
(College of Urban Construction and Environmental Engineering, Chongqing University, Chongqing 400030, P. R. China)
Abstract:
关键词: 课程改革 指导思想 基本原则 主要内容 考核方法
课程改革是专业教学改革的核心。公共英语课程改革作为学院公共课课程改革的重要组成部分,对深化学院整体课程教学改革,提高教育教学质量,增强学生综合职业能力和就业竞争力,促进学院办学特色形成具有重要的意义。2008年,我院开始实施以按学生英语实际水平进行分层教学为主要内容的英语课程教学改革,此项改革对转变教师教学观念、坚持因材施教、促进学生个性发展起到了一定的促进作用。但近一两年来,由于学生生源结构改变,学生英语基础普遍较差,按原定方案实行分层教学已无更多实际意义,且教学组织过程难度大、问题多。鉴于学生生源状况的变化,学院调整英语课改思路,实行分层不分班的模式。为了保证分层不分班英语课改调整思路的达成,特制订如下实施方案。
一、公共英语课程改革的指导思想
公共英语课程教学改革的总体指导思想是:以国家教育部颁布的《高等职业教育英语课程教学要求(试行)》(2009)为指导,更新教育教学理念,遵循英语语言教学的规律,坚持因材施教,以学生综合职业能力的培养为重点,适时调整教学内容,改革教学模式,优化教学管理制度,突出对学生综合语言应用能力和学习能力的培养,提高学生的就业竞争力和可持续发展能力。
二、公共英语课程改革的基本原则
1.因材施教和差异化发展的原则。坚持以学生为本,因材施教,根据学生的英语基础状况,确定弹性的分层教学目标,实施异步强化训练,鼓励个别化学习策略,活跃英语学习氛围,充分调动学生学习英语的积极性、主动性。
2.突出语言应用能力培养的原则。课程内容与要求、教学过程与评价等都要突出学生语言应用能力的培养,尤其要结合弹性分层教学目标,注重不同层次学生英语听说能力及跨文化交际能力的提高与发展。
3.强化课内与课外学习并重的原则。坚持以学生为中心,课堂学习和课外自学并重。构建有效促进学生自主学习、自我管理的教学模式和评价模式,加强对学生课外英语学习的指导,开展形式多样的英语实践活动,培养学生的自主学习能力,促进教师英语教学方式和学生英语学习方式的根本转变。
三、公共英语课程改革的主要内容
1.教学组织形式。改原来按学生英语实际水平进行A、B层次的分班教学为按自然班教学级进行英语课程的教学,实行分层不分班,即每个班分成若干小组,每个小组由英语成绩优、中、差等学生组成。在英语教学过程中,强化小组集体参与,共同协作,形成传帮带。
2.课程教学内容。课程教学内容以高等教育出版社出版发行的《实用英语》第一、二册为主要学习内容。考虑英语基础较好的部分学生的实际需要,增加英语选修课内容,选修课内容列入各专业教学标准(人才培养方案)中。
3.课程教学模式。根据学生实际水平,确定基础性、提高性、发展性的弹性分层目标,强化教学过程中的控制、半控制和自由等异步控制训练,推行差异化学习策略,做到课内与课外、个人与小组、自主学习与课堂辅导相结合,转变学生学习态度和学习方式,鼓励和引导学生更多地参与各种课内外学习活动,调动学生学习的积极性。
4.课程教学资源。遴选教材、自编教材和教学辅导资料,设计精读、听说、写作、练习等不同课型的教学课件和教学案例,加强英语课程教学改革资源的建设。
5.考核评价方式。课内评价与课外评价、教师评价和小组评价、一般评价与分层评价、形成性评价和终结性评价相结合,注重学生学习态度、学习策略和语言应用能力的评价与考核。
四、公共英语课程改革具体步骤
公共英语教学阶段共计120学时,第一、二学期各60学时。按照分层不分班的自然班级组织课程教学。
第一学期:完成《实用英语》第一册的教学任务,辅导少部分基础较好的学生通过高职高专英语应用能力A级考试。同时,增加英语语音内容的教学,使学生掌握比较准确的英语发音,增强学生学习英语的自信心。
第二学期:完成《实用英语》第二册的教学任务,辅导绝大部分学生通过高职高专英语应用能力A级考试,引导一部分学生通过大学英语四级考试。同时,增加日常生活用语的英语教学,提高学生的听说能力。
第三学期:根据学生英语学习需求,学院在人文选修课中增加英语选修,为部分学生开设英语选修课,选修课内容按听力与会话、翻译与写作、四、六级提高等设不同方向,供学生选择。英语选修为30学时。
五、考核方法
1.考核方式。每学期进行期末考试,考核为形成性考核(课内表现、课外表现)与终结性考核相结合,形成性考核与终结性考核的比例为5∶5。
2.具体操作。形成性考核主要由课内表现与课外表现构成,课内表现由出勤率、课堂表现、作业情况等部分组成,由教师计分给予评价;课外表现由课外复习与课外活动组成,由学习活动小组组长计分给予评价。课内表现与课外表现的比例为4∶1。终结性考核则是由任课教师制卷,每学期教学任务结束后,进行期末考试(笔试),给予计分评价。三部分成绩按照1∶4∶5的比例计算出学生的总评成绩,作为学生该学期的英语成绩。
3.原定学生高职高专英语应用能力A级考试成绩不再与英语课程成绩挂钩,只与毕业证挂钩。
本方案适用于除航空装备维修工程系飞机维修、发动机维修、飞机仪表维修三个专业以外的其他各专业的英语课程教学,从2012级新生开始,由基础课部实施。
参考文献:
[1]戴士弘.职业教育课程教学改革,2007,6.
[2]张楚廷.大学教学学.湖南师范大学出版社,2012.12.
[3]姜大源.职业教育学研究新论.教育科学出版社,2007.1.
[4]贾玉新.跨文化交际学[M].上海:上海外语教育出版社,1997.
关键词:医学计量 质量控制 临床医学工程 风险评估 医疗质量
一、引言
随着我国人民生活水平的日益提高,医疗卫生事业的不断发展、科学技术的进步,公众对医疗机构提供高质量医疗和医技的要求也显著提高。为保证医疗质量,为医疗诊断提供准确数据和医疗提供较好的效果,我们计量部门需要借助临床医学工程学科不断发展的良好契机,认清计量检定与质量控制的关系,理清医学计量发展的思路,有效推动计量事业向前发展。
二、临床医学工程学科的发展
(一)临床医学工程学科概述
临床医学工程学科是医院医疗工作的重要组成部分,是医院现代化水平的重要标志,是医院医疗质量保证的重要前提,是医院医疗技术手段的重要内容。
临床医学工程学科的学科名称依据是1992年11月1日正式的《中华人民共和国学科分类与代码国家标准》,把临床医学工程学科确立为基础医学学科下的三级学科,学科代码为310.6120。医院医疗工作组成部分为医、技、护、药、械。管理规范和管理办法主要有《医疗器械临床使用安全管理规范》卫医管[2010]4号以及《医疗卫生机构医学装备管理办法》卫规财发[2011]24号。
临床医学工程学科担负着医疗器械在医疗工作中的技术支持和供应保障的重任。学科需有完整的医学工程专业设置和人员匹配,形成从选型论证、质量控制、技术培训、风险管理,到维修维护、技术鉴定、资产管理一整套完备的医学工程技术体系。
临床医学工程学科专业结构可分为五大类26专项,具体如下:
1、影像类:CT、MRI、DSA、X射线、超声、核医学;
2、精密仪器类:透析、放射诊断、生化检验、微创窥镜、病理、微机控制;
3、生命支持类:心脏起搏、呼吸支持;
4、机械设备类:机械加工、制冷、消毒灭菌、压力容器、电动设备;
5、经济类:计量管理、设备采购、固定资产、普通耗材管理、高值耗材管理、库房管理、耗材采购。
(二)临床医学工程学科新论
随着医疗卫生事业的不断发展,医疗技术水平的不断提高,现代化医院的要素包括:建筑(空间、环境、流程);装备(器械、设施设备);人员(医、技、护、药、械);技术(药品、医疗器械、耗材、程序);管理(组织机构、运行机制、制度体系);信息(数据、文字、图形)。
随着医疗技术对医疗器械依赖性的日益增加,作为医院医疗器械的专业管理人员——医学工程技术人员在职能管理和技术管理方面的角色日益多元化。临床工程部门的核心功能可归纳为以下几个部分:
1、技术管理(technology management)
维持日常医疗活动中所需的医疗器材、设备的可利用性。功能与效能的保证(验收、维修与保养等)
2、品质保证(quality assurance)
所谓品质是指产品或服务满足或超过顾客预期承诺的能力。如检测与校准、持续改进体系的建立(continuous quality improvement,CQI)
3、风险管理(risk management)
风险是指特定危害的严重程度与发生几率的乘积。医疗器械的使用存在着一定的风险。风险管理活动包括:危险报告管理、意外事件调查、医疗器材不良反应通报、临床培训、医疗器材性能保证检验等。
4、技术评估(technology assessment)
经济评估是指成本效益分析、成本效用分析。
技术评估是指技术的可行性、技术的功效、技术的效用、技术的经济效益。技术评估不仅考虑目前的技术需求,也需要考虑中长期技术的需求。技术评估是结合成本效用的改善与患者治疗效果的提高进行综合分析。
5、教育训练与研究发展(training and R&D)
进行临床人员设备使用与一般性的教育,特别是电气安全;新技术、新设备引进,相关人员的培训;应用工程技术支持临床与基础研究;新医疗技术与临床器材的临床试验。
6、法规与标准的遵循(compliance with regulations and standard)
法规和标准可分为法规、标准、规范三个层次,法规是指法律与行政命令的统称;标准是指标准化机构批准的技术规范;规范是指规定产品或服务特性的文件。
三、医疗设备质量控制体系
医疗设备作为临床医生的得力工具,极大地拓展临床疾病诊治方法和尺度,可为临床提供强有力的支持,也成为现代化医院的重要组成部分。现代医疗设备研发是由包括医疗、物理、化学、电子、软件、光学和机械等各类专业技术人员合作进行,是最新的诊疗技术的集中体现。医疗设备的合理运用可为患者快、稳、准地解决病痛,提高患者生活质量,推进医学诊疗技术的发展。
医疗设备直接应用于患者身体,其安全性与有效性直接关系到患者的生命安全和身体健康。
各类新技术不断应用,其临床应用风险也在与日俱增。医疗质量与患者安全作为医疗服务所面临的两大挑战,已引起各医疗机构的高度关注与重视。如何科学地分析、评估、控制和管理医疗设备,建立完整的质量控制体系,有效控制风险,确保医疗设备使用的安全性与有效性,防范医疗设备应用风险是摆在我们面前的一个新课题。
【关键词】电气控制与PLC;卓越工程师;教学方法
卓越工程师教育培养计划主要目标是面向工业界、面向世界、面向未来,培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才。[1-2]
2010年我校的电气工程与自动化专业被教育部批准实施“卓越计划”。电气控制与PLC是电气工程与自动化专业一门实践性较强的专业课程,即强调知识的综合性、实用性,又强调综合分析和解决生产实践问题的能力[3]。目前传统的电气控制与PLC课程体系及教学模式跟卓越计划的培养理念和教学需要还有一定的距离,因此,如何较好地实施卓越班级的电气控制与PLC教学,已成为了卓越工程师计划下的各高校面临的一项新课题。
笔者作为“电气控制与PLC”课程的主讲教师,结合电气工程与自动化专业的特点,对“电气控制与PLC”的教学方法进行改进。在理论教学中,采用知识讲解、多媒体演示与学生互动相结合的教学手段,充分地调动学生的学习积极性,加深学生对课程内容的理解;实践教学中,改革实验内容,并以工程实例为课程设计内容,提高学生解决实际问题的能力,从而达到提高教学质量的目的。
1 课程特点与现状分析
对本课程教学现状分析,搞清楚课程特点,认清学生的学情特点现状,是搞好教学方法改进的前提。
1.1 课程特点
电气控制与PLC课程是在电路、电机及拖动、自动控制原理、单片机等课程的基础上学习的一门专业课程。通过本课程的学习,使学生掌握工厂常用低压电器及其电气控制的原理和方法;掌握PLC的结构和工作原理,具备一定的PLC程序设计和PLC技术应用能力,培养学生在工业自动化控制技术中的分析能力和解决实际问题的应用能力。
1.2 课程教学现状
电气控制与PLC课程虽然是我校电气工程与自动化专业、自动化专业中一门非常重要的专业课程,我校主要选用西门子S7-200系列PLC作为教学对象。由于目前对通过该课程培养学生的的工程实践能力缺乏足够的重视,授课内容的设置上还是采用传统授课方式。使得电气控制与PLC课程教学难以适应目前市场用人的需求,主要体现在理论知识脱离实践环节、学生工作后不能胜任工业现场中的作业要求等方面。另外,学生能够实际接触到的电气控制系统和PLC装置非常少,课程的结业考试多以基础知识的考察为主,实验也完全是简单的验证性、原理性实验,这种现状使得大部分学生学完这门课程后仅仅掌握了plc的工作原理和梯形图的设计,但是工业上的电气控制系统是什么样子、众多的PLC型号在实际使用的场合如何选择、如何在现场安装、如何接线、如何设计、调试这些非常实用的基本知识和基本技能都没有掌握,甚至所谓的高分学生到了现场后也依然茫然不知从何处下手。
2 理论教学方法的改进
“卓越工程师计划”的培养目标是工程技术人才,培养目标的调整相应地也要求教学方法必须作出改进。电气控制与PLC课程是一门实践性很强的课程,因此在“卓越工程师计划”培养背景下要采用多手段结合的教学方法来进行电气控制与PLC课程的教学。
2.1 采用多媒体教学法
电气控制与PLC课程教学中的一个重要特点是让学生根据工业现场的实际问题用编程实现控制。PLC是从继电器、接触器的控制动作,采用可编程技术发展演变而来的,所以在电气控制与PLC教学中引入多媒体教学课件,形象地展示工业生产的控制设备和PLC内部工作原理,使得本来很抽象的东西变得具体了,有利于学生掌握诸如“PLC的周期性扫描工作方式”等知识点,而且记忆深刻。
其次,讲解工业现场电气控制线路或者PLC组成的电气控制系统时,大量的控制要求对于缺少实践经验的学生来说,在短时间内是不易理解的。用动画的形式演示给学生观看,缩短了学生和现场之间的距离,这样即便于学生理解和接受,又提升了教学效果,提高了教学质量。
2.2 采用案例教学法
卓越工程师计划和应用型人才的培养都比较注重工程实践和专业知识综合运用能力的培养。电气控制与PLC是一门与工业生产和生活结合非常紧密的课程,很多学生学完这门课程以后,虽然能够编写PLC的梯形图,但是在工业现场,见到设备后仍然不知如何下手。因此教学中引入大量工程案例或者我们生活相关的案例进行教学,这样可使学生在学习中体会到所学专业知识的用处,从而提高学生的学习兴趣、开拓学生的视野、培养学生的创新性能力[4]。
如在讲到顺序功能图编写梯形图程序的时候,以我们生活中经常遇到的十字路通灯为例进行设计训练,采用动画的形式展示交通灯的控制过程,让学生思考如何进行PLC的编程设计。做为启发思路,给出一个可以实现部分功能的设计方案,要求学生短暂思考后,讨论方案的可行性,学生通过讨论很快指出方案中存在的问题,采纳了学生意见后,用PLC仿真软件运行学生更改后的方案设计,达到了十字路通灯工作的效果。通过动画演示、模拟仿真,从设置问题情境,到热烈的讨论,学生的思维进入了积极的状态,在分析错误程序的过程中逐渐体会了编程思路及在工程中需注意的实际问题。
3 实践教学的改进
这里把实践教学从总体上分为二个方面进行讨论。第一是实验教学,指理论课程的实验;第二是课程设计。
3.1 实验方案改进
将实验环节分成二个组成部分:基本的编程指令验证实验和综合性实验。对指令验证实验而言,应当少而精,让这些验证性实验起到巩固课堂教学内容、加深理论理解作用。对综合性实验而言,将学过的主要功能部件有机地组合起来,形成一个具有一定实际意义的整体,使学生掌握PLC控制系统整合的基本方法。为了在设计实验过程中激发同学的创新性,实验中鼓励同学突破实验指导书所给的实验内容大胆进行创新设计,要求学生可以采用不同的编程方法,选用不同的器件等。诸如在进行“四节传送带的模拟实验”时,PLC试验台给出的电机运行采用模拟的形式,用LED灯亮和灭的形式表示电机运行和停止,这样仅仅是验证实验,学生只起到搬运工的作用,即输入程序,运行,看现象。这时利用实验室配套的小型异步三相电动机,要求学生根据实验指导书的内容,利用实际的电机重新设计实验的内容,大部分学生通过讨论,电气接线,编程,在90分钟的实验时间达到实验的目的。对于此种方式,很多同学乐于接受,此种实验方式让学生感觉到有充分的发挥余地,从而培养学生灵活运用所学知识解决实际问题的能力,激发学生潜意识中的创造性。如此培养出来的学生才能满足“卓越计划”所要求的“适应经济社会发展需要的高质量工程技术人才”。
3.2 课程设计改进
课程设计的时候以项目开发过程开展课程设计。电气控制与PLC课程设计主要以小组形式开展课程设计。指导教师根据生产和生活实际提出多个设计项目(如电梯的控制系统、流水线的控制系统、交通灯的控制等),各小组成员根据自身的能力和兴趣选择不同的项目进行设计,保证让每一个学生都参与设计,提高了学生的自信心,从而激发学习热情。设计过程中,模拟企业项目开发的流程实施课程设计,要求学生进行需求分析,对项目中需要用到的器件以及导线进行选型,整个控制系统进行功能模块的划分,PLC的I/O口的分配,顺序功能图的绘制,梯形图程序的编写,以及外部接线图的绘制。
4 结论
综上所述,学校加入卓越工程师计划后,电气控制与PLC课程教学的上述改进方案在电力系统与自动化专业和自动化专业中实施开展,提高了学生的创新能力、应用能力和综合能力,毕业生的动手能力得到了企业认可。还将学生的主观能动作用充分发挥,体现了以学生为本的教学理念。
【参考文献】
[1]王文福.基于“卓越工程师培养计划”的自然地理教学模式的构建[J].长春师范学院学报(自然科学版),2011,30(4):136-139.
[2]张春燕.电气信息类“卓越工程师”人才培养模式研究与实践[J].中国电力教,2013(5):12-13.