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毕业设计是培养学生综合运用学过的各种理论知识来分析和解决实际问题的能力,是本科教学过程中不可或缺的一环。毕业设计的目的应该着眼于提高学生的能力,例如培养分析问题和解决问题的思路,扩展所学专业的知识面,加强巩固所学的理论知识等。隧道工程专业毕业设计的主要目的有:
1.通过毕业设计可以让学生把所学的理论基础如结构设计原理、结构力学等和专业知识有机的融会贯通,并在指导老师的帮助下,进一步完善自身的专业素养,弥补自身的不足,巩固所学知识;
2.毕业设计是学生毕业前的最后一次完成的综合性作业,它能够让学生重温本科阶段的各科内容,对隧道工程及相关专业知识有一个整体的把握,为毕业后的工作和深造提供更加扎实的理论基础和专业知识;
3.学生独立完成毕业设计,可以培养独立自主的意识,提高独立分析问题和解决问题的能力,通过独立完成文献的查阅和资料的搜集培养学生亲力亲为、敢为人先的精神;
4.隧道工程的实际工程中,仍然有很多需要创新的地方,毕业设计可以培养学生求真务实,勇于创新的精神;
5.检验学校在本科四年的教学成果,从中发现教学过程中的不足。土木工程涉及广泛、内容庞大,毕业设计是学生所学知识的大综合大贯通,毕业设计的好坏直接关系到学校教学质量的好坏和学生本身专业素养的好坏。提高学生的毕业设计质量对于提高高校的教学品质和学生的就业竞争力具有十分重要的意义。
二、毕业设计存在的问题
(一)毕业实习方面
毕业实习是学生在毕业时通过动手去亲自体验和实践本专业的专业技能和专业知识,但如今很多高校的毕业实习已经背离了这个基本思想。以隧道工程为例,我们可以指出的有:首先,出于安全、经费等多种因素的考虑,大部分高校的隧道工程系不让学生亲自参与,而仅仅局限于现场参观,他们毕业实习基本上都是在已经建好的隧道中进行参观,指导教师现场讲解,对于正在施工的部分基本上是不会允许学生进去的。这样对学生来说没有现场见过隧道的施工就没有一个直观的感受,就不能根据现场所见的到各种施工情况联系书本上的相关知识,从而提出自己的疑问,显然这不利于学生把所学知识运用于实践中去。其次,很多学生本身没有意识到毕业实习的重要性,他们认为即将进入工作岗位,以后有的是时间去实践。而把毕业实习更多的看成去完成学校交给的一个任务。同时在这段时间很多学生忙于找工作而忽视了毕业实习。最后,学校在毕业实习的投入不足。由于经费投入到教学科研方面的投入产出相对较高,很多高校把经费投入到教学科研中而忽视了毕业实习的投入,导致学生的实习地点不具代表性,没有经验丰富的工程人员现场指导甚至没有动手的机会,这也无形中使学生认为学校也不重视毕业实习,学生本身就会更加怠慢。
(二)指导教师方面
指导教师主要存在以下几个方面的问题:
(1)很多高校在教学和科研方面更加倾向于后者,甚至学校会给老师下达任务,如必须发多少篇论文,必须争取到多少科研经费,必须获得多少奖项等,这就导致了很多老师把工作重心放在了自己的科研项目上,而很少投入精力去检查学生的毕业质量。
(2)隧道工程中很多老师都有自己的工程项目,所以他们一般都把时间精力放到自己的项目中去了,甚至根本无暇顾及学生毕业设计。
(3)部分老师没有实际工程经验,有部分隧道工程老师甚至没有参与过隧道的设计和修建等,另外部分老师缺乏指导毕业设计的经验,在指导学生毕业设计时显得力不从心,导致部分学生毕业设计的质量不高。三是许多老师把往届毕业设计的题目稍加修改甚至不改就给本届学生,这就使得学生在做毕业设计时存在侥幸心理,认为即使做不出来也可以去会抄往届的设计,而不会独立的去思考和解决毕业设计中的问题。
(三)学生方面
学生方面的问题主要体现在以下几个方面:
(1)前期准备工作不足。
(2)学生缺乏主动思考的能力。很多毕业设计几乎都是一个套路,很少有创新的地方。
(3)学生在做毕业设计时往往会忽视相互交流的重要性。由于每个人的题目都有部分差别,因此大部分都是自己埋头苦干而忽视了同学间相互交流的作用。
(4)缺乏把知识相互串联起来的能力。
(5)很多学生的毕业设计都存在抄袭问题。部分学生平时不认真学习,完成毕业设计有困难,就在其他学生做完毕业设计后抄袭别人的。
(6)对毕业设计的认识不清楚。很多学生认为毕业设计是能拿到学位证和毕业证的前提,他们是为了拿证而去被动地完成毕业设计,认为只要设计合格了就可以毕业了。而对毕业设计的质量好坏不关心,仅仅只是能过通过答辩就行。
三、提高毕业设计质量的方法与思路
(一)培养学生严谨求实用于创新的学习态度
指导老师在指导学生毕业设计时应该着力于培养学生的学习态度,鼓励学生尝试不同的方法来完成设计。在毕业设计遇到问题时,老师不应该有问必答,而是鼓励学生通过互联网图书馆等资源去寻找答案。指导老师应该避免高高在上德高望重的思想,积极和学生探讨所遇到的问题,适时引导学生思考问题,对学生在毕业设计中浮躁错误的态度及时进行批评并督促学生改正。
(二)提高指导教师素质,改善指导方法
指导教师素质参差不齐,应对毕业设计指导老师进行提前培训,讲授怎样定题怎样辅导等问题。各老师也可以分享往年指导毕业设计的经验供其余老师扬长避短。同时应进行岗前的思想培训,提高老师对设计的认识程度和重视程度,以良好的工作作风来帮助学生完成毕业设计。老师在指导过程中应不断总结学生在毕业设计中的问题,思考出现这些问题的原因和解决方案,为后续指导提供经验指导。另外还应注意学生在设计过程中的通病,指导过程中着重强调该类问题。对待不同学生采用不同的指导方法,因材施教、因人而异。尝试不同的毕业设计指导方法,例如,有条件的情况下可以让经验丰富的设计人员定期进行隧道设计讲座、可以让学生自由组队对同一工程进行多方案的设计,来多方面探索最适合本届学生的指导思想。指导老师在指导学生毕业设计时应重在引导而不是直接告知。直接的告诉答案会让学生形成一种依赖心理,这不利于培养他们自己寻找资料和答案的能力。老师可以在大方向上为学生导航,而要求学生自己去查阅相关文献资料,培养学生独立解决问题的能力。
(三)提高毕业设计的管理能力
毕业设计不仅仅是指导老师和学生的事情,也是学院乃至学校的事情。学院和学校的教学管理部分应该加大对毕业设计的管理,制定科学的管理模式。例如,在毕业设计时,应该随时抽查指导教师的指导情况和学生毕业设计的完成情况。必要时可以邀请除指导老师以外的隧道工程系老师进行提问抽查。管理部门同时应该认真听取老师、专家和学生的意见,不断完善对毕业设计的管理和评价体系。毕业答辩是检验学生设计好坏和老师指导好坏情况的最终体现,院校应该切实深入实际,把握答辩这个最后的关卡,在最后这道线上做好毕业设计的质量控制。答辩之前应制定科学合理的答辩评判标准供老师和学生参考,答辩时一旦发现某个设计达不到要求的标准,应该认真彻查找出问题并认真修改设计,直到达到能够通过答辩的水准。
(四)多带学生去现场
【关键词】策划概要;场地分析;空间组织;技术参考;建筑形态
对人文社科图书馆的定位
设计内容为新建文科图书馆建筑的设计,并对周边环境的道路及停车设施进行规划设计。要求新建校文科图书馆能够满足相关使用单位的使用要求,同时,新建筑应当与周边校园建筑群形成良好的关系,并具有一定的特色。
作为清华大学图书馆的专业分馆之一,结合专业学科背景,在校园内的特殊地理位置,以及校园内丰富的自然环境,该建筑应该以一种谦虚谨慎,沉稳低调的态度出现在读者面前,同时消隐在校园的大环境之中。
对人文社科图书馆建筑形态的理解
1、清华校园整体环境肌理
清华校园的整个环境肌理是以“院落”为主。从工字厅到大礼堂,从二校门到主楼,清华校园中的建筑与建筑,建筑与环境,乃至整个校园形成的是一种围合或是半围合的空间关系。
2、地块分析
清华大学人文社科图书馆项目选址位于清华综合公共功能核心区,西侧邻南北主干道,东边为土木工程学院,北向、南向分别与学生宿舍8号楼、三教隔路相望。
地块与周围道路的平均高差为4米。北面和西面均为绿化护坡。
地块上拥有大量生长完好的植被,主要包括有白杏,杨树,槐树,塔松,白玉兰等一大批生长年限较长,树型已经成熟的木本植物。但主要集中在北侧和西侧的护坡上,缺乏系统的梳理,较为无序和杂乱。且以落叶乔木为主,夏季可以起到一定的遮荫作用,但到了冬天,无法为地块内的建筑阻挡寒风或者改变风向。
3、形态构成
项目地块内建筑全部拆除;植被保留绝大部分。地块西侧和北侧的护坡加以整理,将护坡根据高差修整成台地。且分为三级,除原有树木之外,在适当添加常绿乔木,最少达到密集种植3行常绿乔木,以缓解冬季寒风对地块内的影响。
把“淡泊以明志,宁静以致远”定为本设计的主题。 通过营造淡泊的建筑,宁静的空间来隐喻中国文人的情怀。 利用场地形成多重围合,远离尘嚣,创造庭院深深的场所。建筑本身也采用“庭院围合”形式,以高大的杨树林为“墙”形成一次围合,并通过图书馆及土木实验室及周边建筑形成二次围合的幽静小院落。从而与清华的的其它院落一起“铺陈伸展”。从而“融入”清华大学的校园肌理中。
对人文社科图书馆主要使用者们行为模式的理解
1、学生们的需求
图书馆作为校园文化的重要组成部分,其中的阅读行为和空间体验永恒不变的。但仅仅只有阅读空间是不够的。自习,同样是学校文化中重要的组成部分,而且图书馆是大学生们自习行为的最好场所之一。
依据马斯洛的心理需求理论及大学生心理需求理论,人以交往和归属作为第一层次的需求,并以学习作为最高一级层次的需求。而在低一级层次的需求未得到充分满足时,高一级层次的需求不可能获得真正意义上的实现。所以公共自习空间的营造应以满足学生的交往和心理归属为前提。
自习的学生都将安静明亮的教室作为选择教室的首要条件,这反映了学生对公共自习空间相对私密性的需求;但同时学生也都认为交往合作的学习方式无论在心理上还是学习效率上都对学习本身有极大的促进作用,因此公共自习空间应该是私密性、公共性兼而有之。正如Altman认为的那样:“私密性是对接近自己或自己所在群体的选择性控制。关键是从动态和辩证的方式去理解环境和行为。独处是人的需要,交往也是人的需要。”
2、设计理念的形成
将书库与阅览空间相对独立,而又将自习空间从阅览空间相对出来,在满足图书馆的基本功能的前提下,注重学习方式建有独立研究与团队合作性的原则;注重学习内容兼有基础性、研究性与趣味性的特点;注重自习空间在使用上兼有独立研究性和公共交往性的特征,明确自习空间的领域感和心理归属感,以确保研究,学习,阅览的高效性。
对人文社科图书馆建筑单体的理解
1、形态的建立
建筑为白色的简洁形体,没有复杂表现,简洁的几何体块,朴素的色彩,与树林相互依衬形成明亮,宁静的氛围。
2、功能的分区
建筑以中心圆形书库为核心,四周环绕大空间作阅览之用。空间形式灵活多变,仿佛可以在书籍的丛林中“闲庭信步”。中心圆形书库作为独立的存在,可以在关闭书库的时候,其他阅览空间仍然开放,满足学生们自习的需求。
3、光之廊
一个独特的研修场所,安静而相对独立,螺旋上升的书库与周围的阅览和自习空间的形成了一个可以自我循环的系统,读者可以选择自己喜欢的通道和适合自己阅读学习自习的楼层。既可以随着螺旋的上升在连续查看大量书籍的同时到达自己想到的楼层,也可以通过门厅的楼梯,不经过书库,直接进入自习和阅览空间内学习。
4、灵活的空间组合
以标准化模块划分空间,可自由灵活的组合。主要分布在西面和北面,相对独立于南面的阅览室。通过可移动的软隔断,可以随意分隔单间的大小,形成从可供2~4人到8~10人的各种独立讨论空间,使用更便捷,建筑更有生命力。
总结
将书库独立,将阅览空间重新分割组合,虽然这种空间模式和现在图书馆流行的超市型空间模式有所不同,甚至和传统的以书库为中心的图书馆空间模式较为接近,但是,作为一个综合大学的专业图书馆,更需要的满足学生们实际的学习需要,而并非盲目追求新的大型公共图书馆空间模式,创建一种更加符合学生行为特征的公共自习空间,并且和图书馆空间相结合,是一次大胆的尝试。
当然,设计过程中还存在很多问题没有很好的解决。比如核心书库和周围阅览室的连廊由于设计不到位,由于高差形成了很多坡道及台阶,不利于图书的管理和运输。因为课程设计时间有限,没有很好去解决这些类似的实际问题。希望下次有机会再继续改进。
参考文献:
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[2]庄维敏 《建筑策划导论》
[3]戴利华主编, 《2003海峡两岸图书馆建筑设计论文集》
[4]王(日韦)《研究型高校自习行为模式及空间的属性研究》研究生论文
关键词:涉外工程;交通工程国际班;双语教学;教学改革
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)32-0146-02
在国家“走出去”战略驱动下,我国海外工程投资额和新签合同额逐年攀升。2013年,我国共完成海外工程额1370亿美元,同比增长18%,新签合同额1720亿美元,同比增长10%。我国企业的海外扩张急需既懂专业知识,又具备英语环境下从事相关工作能力的双语复合型人才。长安大学公路学院已于2008年起开始招收“道路、桥梁与渡河工程(国际班)”。为进一步促进国家“走出去”战略在交通基础设施建设行业的落实,我院于2014年新设了“交通工程(国际班)”专业,并于同年招生两个班共计68名学生。本文将从培养目标、课程设置、教学团队建设及专业特色培养环节等方面介绍该专业开设两年以来的人才培养实践,并对教学过程中存在的相关问题进行了探讨。
一、培养目标
与其他开设交通工程专业的高校不同,长安大学交通工程(国际班)是为适应交通基础设施建设行业海外扩张需求而精心打造的创新型专业方向。在学生培养方面,既要强化英语学习,又要夯实学生的交通工程专业知识功底,并通过增加与国际工程相关的特色课程(外资贷款项目建设管理实务、国际工程应用写作、国际交流实践课程等),最终培养学生成为“中国公司的国际工程专家”和“外国公司的中国项目专家”。
二、课程设置
该专业涉及课程可分为四类:公共基础课、专业基础课、专业课和实践环节,总学分173个,总学时达到2566。具体学时分配见表1。
在公共基础课中,除了工科学生必备的综合英语、高等数学、概率论与数理统计及土木工程制图等基础课程外,还增加了英语高级口语(60学时)、国际工程应用写作(双语,60学时)及工程美学导论(30学时)等特色课程,力求在大一时夯实学生的英语基础,为后续专业课的学习做好准备。在专业基础课中,增加了特色课程外资贷款项目建设管理实务(双语,60学时)。该课程由具有丰富外资贷款项目管理经验的资深教师授课,使学生对亚洲基础设施投资银行以及世界银行等国际金融机构贷款项目的建设程序和管理惯例有充分了解,掌握项目管理过程中必需的实务技能。所有专业课程均使用双语授课,作业以及考试均以全英文方式进行。在教材选择上,广泛使用国内出版的优秀双语教材及英文原版教材,同时结合任课教师编写的案列分析,使学生尽可能多地掌握与国际工程实践接轨的实用技能和专业知识。此外,除了交通工程专业必学的交通工程学、交通规划、交通设计等课程外,还将公路学院的王牌课程桥梁工程和隧道工程等列为必修课,以解决交通工程专业略有些“偏软”的问题,使学生未来的就业面更广[1]。本专业尤其重视学生的实践环节,每门专业课均安排了至少一周时间的课程设计或实习,使学生在工程实践中进一步深化对专业知识的理解。
三、教学团队建设
国内推行双语教学最大的困难之一是教学团队建设。合格的双语课程授课教师既要有扎实的英语功底,又要掌握双语教学的特点,还需要具备一定的工程实践经验。交通工程(国际班)的教学团队主要包含三部分教师。
1.有海外留学背景的青年教师。为支撑国际班的教学工作,长安大学公路学院自2008年起成立了“创新性人才教育中心”(以下简称中心),并于同年开始引进海归博士,专门负责国际班的双语教学工作。截止到2016年,中心共引进来自美国、英国、新加坡、新西兰及日本等海外名校的博士20余名,专业涵盖道路工程、桥梁工程、交通工程、工程管理及统计学等,主要负责公路学院“道路、桥梁与渡河工程(国际班)”专业和“交通工程(国际班)”专业的教学和学生管理工作。他们的加入有力地保障了双语授课的顺利开展,同时可以将海外最新的专业知识和研究方向第一时间介绍给学生,培养学生国际化的思考方式。
2.经过双语教学培训的骨干教师30余名。为进一步充实教学团队,公路学院遴选了30余名教学成果突出的骨干教师分批次前往香港理工大学接受双语授课技能的培训。通过直接进入课堂听课、接受香港理工大学教师培训指导等方式,强化英语教学能力,并全面深入地学习双语授课技能,打造独具特色的双语教学平台。
3.海外名校特聘教授。除以上教师外,本专业还聘请了三位已在海外名校取得“终身教授”职位的著名学者为特聘教授,包括美国佐治亚理工大学的蔡宜长教授(“长江学者”讲座教授)、美国德州大学奥斯汀分校的张占民教授(陕西省“百人计划”特聘教授)以及美国密歇根理工大学的尤占平教授(“长江学者”教授),全面推行国际化教育。
四、专业特色培养环节
为进一步巩固和深化双语教学成果,交通工程(国际班)设立了两个有专业特色的培养环节:全浸入式英语夏令营和全英文毕业设计/论文。
1.全浸入式英语夏令营。全浸入式英语夏令营由长安大学、香港理工大学于2012年共同发起,每年暑假举办,为期两周。截止到2015年,已成功举办过三届,累计培训学生近400人。每年的夏令营均邀请30名左右的国际志愿者师生(志愿者来自香港理工大学、英国考文垂大学、牛津大学等知名学府),在长安大学本部校区开展封闭式全英文环境下的口语培训、主题讨论与演讲、话剧培训与表演、主题观摩等互动式英语教学活动。通过这些活动,锻炼了学生的英语应用与表达能力,加深了学生对中西方文化差异的了解,进一步拓展了学生的国际视野,以满足公路交通行业持续增长的国际化人才培养要求。
2.全英文毕业设计/论文。作为双语教学的延续及双语教学成果的检验,大四下学期的全英文毕业设计/论文是学生实践环节的重头戏。一般在大四上学期结束前一周举行毕业设计动员大会,同时给每位学生发放由导师编写的毕业设计任务书;大四下学期开学第二周学生应提交毕业设计开题报告,并由导师评分,提出修改意见。学生每两周应提交双周备忘录并交由导师签字,总结这两周的工作进展,并对下两周工作做出规划。一般在4月下旬或5月上旬举行预答辩,检验学生毕业设计/论文的完成情况,并由答辩小组进行打分。学生应在6月初提交毕业论文初稿,由各评审小组进行审核,6月中旬举行正式毕业答辩。毕业答辩不合格的学生,将参与6月下旬的补充答辩。学生若选择做设计类课题,应提交20000字以上的全英文设计说明和不少于20张设计图纸;若选择做论文类课题,应提交30000字以上全英文论文和由导师指定的20张工程样图。每位学生的论文均应在Turnitin批改系统中做重复率检验和语法检查,整体重复率高于30%视为不合格。
五、问题探讨
经过近8年“道路、桥梁与渡河工程(国际班)”和近2年“交通工程(国际班)”的人才培养实践,笔者认为我院双语教学仍存在一些问题。(1)缺少与双语教学模式相适应的优秀教材。一方面,目前仍有不少双语课程缺乏合适的英文教材。虽然原版英文教材在一定程度上可以缓解这一问题,但全面采用原版英文教材会给学生带来较大的经济压力,也不符合我国的教学特点和教学要求[2]。另一方面,本专业开设的一些特色课程目前并无对应教材,例如外资贷款项目建设管理实务。为解决这一问题,中心已从去年开始组织优秀教师编写符合我国双语教学实际需求的英文教材,第一批教材有望于明年正式投入使用。(2)双语课程体系有待完善。本专业多门双语课程开设时间并不长,与课程本身配套的双语PPT、英文习题集、英文试题库、课程录像等仍不完善。此外,在目前国内多所高校开始尝试在线课程的情况下,本专业也应尽快组织骨干教师,将部分精品双语课程制作成在线课程,一方面有助于学生课后进一步巩固学习效果,另一方面也可以加强本专业的行业影响力,促进专业发展。
师资力量仍有待加强。本专业授课教师以海归博士为主。这些青年教师专业能力突出、英文基础扎实、责任心强,但毕竟缺乏足够的教学经验,在一定程度上会影响双语教学的效果。针对这一问题,中心从去年年初开始,搭建教学平台,加大了海归青年教师与教学经验丰富的资深教授之间的联系,针对每门课程组织教学小组,力求尽快提高青年教师的教学能力。
参考文献:
关键词:开放式实验 环境科学 实践教学 创新能力 教学改革
世界经济的发展使环境问题日益突出,成为全球关注的重点问题之一。国内的各大高校陆续设立环境科学、环境工程、环境规划等本科专业,为我国培养了大批环境类的人才。我校的环境科学与工程学院是一所具有鲜明工科特色和较强学科优势的学院,2000年环境工程专业开始招收本科学生,2003年开始合作培养硕士研究生,2005年获环境工程硕士学位授予权。学院根据经济发展和社会需要,于2008年增设了环境科学专业,主要为环境保护单位和相关机构培养专门人才。
环境科学的一大特点是其实践性和应用性,不但要求学生掌握广泛的理论基础,还要有良好的实践动手能力、创新能力。因而注重学生对于实际环境问题的综合分析和解决能力的培养尤为重要。我校环境科学专业设立时间不长,发展却非常迅速。但是,在发展的过程中,也存在着一些不足之处:由于教学条件限制,目前的理论教学比较容易取得良好效果,但教学过程中与环境问题的实际结合及对学生的实践教学仍未能有一套完整的教学方式,尤其是实验教学未能与理论教学内容完全相适应。传统的实验教学模式存在着压抑学生的创新精神和阻碍创造能力的消极作用。相关专业其他高校的经验表明开放性实验模式对于深化教育改革,培养创新人才等方面表现出无可比拟的优势。因此,鉴于我校环境科学专业实践教学的不足之处和目前社会对人才需求已由“知识型”向“知识能力型”,我们提出改革目前较为封闭的实验教学模式为开放模式,对本科实践性教学进行了改革和探讨。
一、开放性实验教学的特点
开放性实验是近年来大力倡导的实验教学模式,是指实验室及实践手段向学生开放,突出综合性和设计性实验,学生可以随时进入实验室,进行实验构想、设计和调试,充分利用课内外时间来进行实验,并得到老师的指导,使“做实验”真正成为有兴趣的活动。实验形式有教师选题或学生自选实验项目,国内一些高校已在多门学科进行了该项改革尝试,普遍认为开放性实验的开设方式、实验的意义及对提高能力的帮助程度方面都要优于传统验证性实验。与传统的验证性实验相比,开放性综合实验在锻炼学生统筹规划的能力、培养学生获取综合知识的能力、调动学生的主观能动性和提高学生的团结协作能力方面的优点更具意义。
二、开放性实验教学的必要性
实验课程是学生对理论知识的重要直观体会感受手段,是学生作为主体进行学习的重要场所。普通的实验教学方法是教师和实验员将所有的实验材料准备好,进行实验时教师一般都是详细讲解,多次示范操作,属于“保姆式”教学方式。导致长期以来,在传统的实验教学中只强调共性发展而忽视个性发展,这种教学最大的缺点是:一方面,在一定程度上抑制了学生的主观能动性的发挥,学生只能在教师预先设定的框架中被动地完成实验,没有发挥学生的主体作用;另一方面,许多学生为解决在学习中遇到的问题或实现某些设计思想希望进行实验却找不到实验场所;与此同时实验室中的一些仪器设备只有在实验时使用,其余时间处于闲置状态,场地和设备利用率很低。针对上述问题,开放式实验教学给学生提供一个充分开放和自由的实验环境,在教师有限的指导下由学生有步骤、有目的地学习相关知识,独立去设计实验内容,从而培养了学生独立思考和解决问题的能力,培养学生的创新精神,以及在共同完成任务过程中的集体协作意识。
三、开放性实验教学模式的思考
遵从“以学生为中心,实施素质教育”的指导思想,构建开放式、多层次、立体化实验教学体系。其目的是使学生学会学习、学会创新,外育习惯、内化素质。新教学模式可以按照以下几点进行教学改革:
1.实验室的使用在以前是比较封闭的。学生一般在实验课时才有机会在实验室操作仪器设备,难以激发学生的主动学习性。随着学生的课外研究增多,如校“创新杯”等需要经常使用实验室,需要对原有的实验管理进行修改。将本科生使用的环境监测实验室、环境微生物实验室、环境工程实验室及相关预备室甚至研究生实验室作为开放实验室,实行开放式管理。实验课程外,学生可以提出申请后自行在实验室中进行实验,使用实验室的全部设备。
2.构建基于互联网技术的开放性教学及管理平台。包括学生实验网络预约、网络化教学管理、多媒体课程资源、仿真实验、教与学网上论坛等板块,实现信息公开化,有利于学生了解实验室设备资源运营状况,合理安排实验申请时间。
3.开放实验内容主要包括:设计性、综合性和研究性实验,小发明、小制作、小论文等课外科技活动实验;一般由教师根据课程需要和科研特色设计几个题目或学生自己选题,主要还是提倡学生自拟实验课题,鼓励学生参与解决生活和生产活动中的实际问题。通过师生的双向选择来最终确定开放实验题目,充分发挥学生的主观能动性和教师的科研特长,以科研促教学,在科研中培养学生的动手实践及创新能力。
4.贯彻“因材施教、讲求实效”的原则。根据学生的不同层次和要求,确定开放内容。例如,针对大一大二低年级学生,主要展开科普性、重复性、趣味性、效果性试验教学,而对于有一定理论基础和大型仪器操作经验的高年级本科生突出创新实验教育。引导学生进行原创性、前瞻性、机理类研究。
5.学生根据所选取的题目在科技导师的指导下,按文献检索和阅读、实验设计、开题、预实验、实验研究、论文撰写和答辩的程序展开实验,让学生真实的经历一次科学研究过程。以科学、规范和高标准进行教学,培养学生科学、规范的科学研究习惯和工作作风。此外,还应充分利用多媒体计算机技术、虚拟仪器、实验教学CAI课件等辅助手段,促进虚拟、仿真实验和实际实验的有机结合和降低实验教学的消耗,从而最大限度地提高开放实验教学的效果和质量。
6.改革传统以实验报告为标准的考核制度,重视对实验方法、实验过程以及对分析解决问题能力的考核。按学术论文格式要求撰写实验报告,并通过PPT形式进行答辩、讨论,以促进学生实验小组之间的沟通交流,分享实验成果和心得体会,培养学生的口头表达和报告能力。同时做好成果收集和论文推荐发表工作。
四、开放性实验教学的实践探索
近来,本学院在实验教学中,大胆改革原有的教学模式,将基础性实验内容与设计性实验相结合,开展“开放式”实验教学,收到了较好的效果。我们将实验教学方式主要设计为开放式、自主式。例如,水污染控制工程实验教学,在实验课开启之前,教师和实验员及部分同学一起进行实验材料的准备,如采集实验用污水、配制实验用水等,学生在实验时以实验小组为单位。教师对每一个实验只进行一次详细说明,学生小组自行进行操作,实验对结果并不非常重视,要求学生更注重过程。在下一次的实验中,各小组自行请教实验具体操作和细节,自行设计实验步骤,寻找合理的实验途径。这样锻炼了学生的学习主动性,更容易发现问题,解决问题,同时加强了学习小组的团队合作精神。
此外,改革实验室管理模式,将研究生用的大型仪器室及相关预备室作为开放实验室,实行开放式管理。鼓励学生参与教师的科研工作,并积极申报校级科研立项。研究课题的主要来源有两个:一是学生根据自己的专业兴趣进行课题选择;二是教师根据自己的观察、研究,给学生提供具有可行性的课题。例如,在我院冯华军、宋志军老师的精心指导下,本科生在2010年全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛中获一等奖;此外,多个本科生团队或学校2000~5000元不等的创新课题立项资助,他们利用课余时间、周末、寒暑假,在导师指导下进入实验室完成项目研究。这种开放式的实验管理运行了一年多,效果明显,不仅实验室的利用率大幅提高,不少学生已经可以独立操作原子吸收、气相色谱、高效液相色谱、紫外、分子荧光等大中型仪器,加强了学生的实践动手能力。此外,在导师指导下学生基本学会如何查阅文献、设计实验方案和分析实验数据。
五、结束语
通过开放性实验教学尝试,使我们深切体会到“授人以鱼不如授人以渔”。这种新的环境专业本科生实践教学模式既有利于学生掌握理论知识,更有利于实践技能及创新能力的提高。它将改变长期以来“灌输式”、“填鸭式”的教学方法,留给学生思考的空间,真正确立学生在教学活动中的主体地位,充分发挥学生的主观能动性。今后,我们将不断总结经验,将实验室开放从时间、内容、空间等方面进一步拓展和延伸,实现实验室的全方位开放,使实验教学在培养创新人才方面发挥重要作用。
参考文献:
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关键词:实验教学;采矿工程;实践;改革
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)45-0100-03
一、引言
创新是国家和社会持续发展的源动力,国力的富强和民族的复兴取决于创新能力的不断提高。实验教学在培养创新能力过程中尤为重要,其作用不可替代。而且,随着近年来高校的不断扩招和经济形势的影响,高校毕业生的就业形势日趋严峻,用人单位对毕业生的要求也越来越高,不但要求他们具备扎实的理论基础,还要求他们具有一定的实践动手能力。因此,高校要逐渐加强对学生动手实践能力的培养,使学生在增强自身综合素质的同时,能够满足社会的需求。
二、采矿工程实验教学的意义
实验教学是理论学习和实践相结合的中间环节,在本科教学过程中起着至关重要的作用。实验教学相对于课题理论教学具有直观性、探索性、综合性等特点,是课题教学的有效延伸和深化。实验教学形式是多样的,包括演示型实验、操作型实验和创新型实验等,学生可以通过实验教学环节将课堂所学理论知识应用于实践,系统掌握所学知识。通过实验教学环节,可以提升学生的动手能力、创新思维,逐步培养学生的科研意识。采矿工程专业是一门应用性极强的学科,很多重要的理论和方法都来源于工程实际。采矿工程具有以下特点:理论性和实践性相结合、学科应用过程中注重细节、综合交叉性等,这就要求工程技术人员要具有极强的实践能力和分析设计基础,同时能够对工程应用过程中的各系统进行综合考虑,具备系统工程的思维。因此,实验是教学工作中不可缺少的实践环节,对于培养学生的综合素质、实践动手能力和重新思维起着特别重要的作用。
中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院依托国家级实验教学示范中心――“煤炭安全开采与地质保障实验教学中心”,积极开展实验教学改革,在实验教学规划、实验教学改革方案等方面进行了积极的探索和实践。采矿工程实验教学的规划,应在应用创新教育和素质教育并重的理念指导下,紧紧围绕培养具有“科学采矿”意识的高素质创新型人才,逐步完善本科培养方案,加强实验教学和创新实践环节,构建多功能、开放型实验教学平台。
三、实验教学改革的思路和方案
(一)采矿工程实验教学改革的思路
实验教学也要紧紧围绕高校的人才培养目标,注重教育理念和教学思想的创新,坚持以学生为本,注重教学过程和教学质量,不断借鉴和吸收先进的实验教学成果和经验,改革实验教学方法,提高学生的实践动手能力,培养学生的创新意识。加大对实验室的建设力度,加强实验室师资队伍建设和人员培训工作,不断完善、创新实验室管理体制和运行机制,实现教学与科研相结合,形成重点突出、特色鲜明的实验教学体系。中国矿业大学(北京)采矿工程专业为国家重点学科,采矿工程专业的培养目标是:培养掌握固体矿床(煤炭、金属及非金属)开采的基本理论与方法,具有采矿工程技术人员的基本能力,在采矿及其相关领域从事矿山(井工、露天)设计、工程监理、矿井生产与技术管理的高等工程技术人员及科学研究人才。构建的实验教学体系核心内容为“实验类型、实验层次、实验途径、效果评价”,建立了多层次的实践教学格局。根据教学载体和侧重点的不同,将实验教学体系划分为课程实践教学、创新实践教学、项目实践教学、行业实践教学、社会实践教学等多层次递进和整合的实验教学体系,保证专业人才的行业适应性和社会适应性。
(二)采矿工程实验教学改革的方案
以培养具有“科学采矿”意识的高素质创新型人才为目标,逐渐改革采矿工程实践教学模式,完善实验教学内容,创新实验教学方法,构建一个完整的、与课堂理论教学平行的实验教学环境。
1.进一步完善以创新意识和科学精神为中心的“科学采矿”实践教学模式。按照循序渐进、逐渐深化的规律,逐步完善由基础教学、技能学习、实践应用到创造、创新的实践教学模式。在实验教学过程中,引导并组织学生积极参与到具体的生产环节或者科研课题中,逐渐提高学生的科研意识和水平,培养学生“科学采矿”的意识和素质,激发学生学习的主动性和创新思维。引导学生积极参与“大学生创新实验计划”项目,充分利用实验室平台和资源,自主性地设计实验环节,培养学生的创新精神和科学态度。中国矿业大学(北京)采矿工程专业本科生需要参与的创新教学环节分必修和选修两部分,其中必修部分为科研导论课、科研技能实践和大学生创新训练项目,共计6学分96学时;选修部分包括研究性实验项目、学术交流活动、大学生学科竞赛、发表学术论文、科技创新与发明等环节,学分的认定按创新学分认定办法执行。
2.进一步完善开放式的教学环境。采矿工程的很多实验与岩土工程、土木工程等有一定的相似性和关联度,高校在充分利用自有资源的基础上,可以寻求兄弟院校或类似专业的实验室资源。例如一些实验可以联系岩土工程或土木工程类高水平实验室,这样既实现了资源的共享,又能拓宽学生的知识面,逐步打造开放式的教学环境。同时,进一步改善了实践环境和条件,打造了网络化的实践教学平台,使学生通过网络开展一些有特色的实验项目的实践工作。如果条件允许,可以让学生参加国家重点实验室或国家级教学实验示范中心的一些项目和实验,使学生有机会接触一些重大项目的实验环节,以拓宽学生的视野。在实验教学过程中,实行开放式的教学方式,采取灵活多样的教学模式,在必修实验中增加自主实验、独立实验、课程设计、专业综合设计等实践教学环节,重点培养学生的探索精神和科学思维。
3.创新实验教学考核方法,充分发挥学生的能动性。进一步创新实验教学的考核方法,构建多元化的实验教学考核系统,客观、立体地考察学生的实践能力。针对一些演示性的实验,可以在教师的指导下,由学生进行讲解,以增强学生对知识的理解程度。而对于一些操作性的实验,则必须要求学生亲自动手操作,独立完成实验过程,做好实验数据的收集、处理等,并对实验结果进行总结、分析,完成实验报告。在这个过程中,教师主要考察的是学生的实践能力和分析解决问题的能力。在本科教学工作中,要一定幅度地增加实验教学的权重,相应提高实验教学的学分,逐步健全实验教学的考核方法,实行书面考试与实践操作相结合、考试与小论文相结合、采用试题库等方式,充分调动学生的积极性,发挥学生学习的自主性和能动性,充分体现学生的创新思维和实践能力,促进学生成长成才。中国矿业大学(北京)采矿工程专业总学分19分,其中实践教学环节41学分,创新实践环节6学分,非课堂教学所占比重为23.62%。课堂教学环节2510学时,实验教学环节820学时,实验教学所占比重为24.62%。主要的实践教学环节包括公益活动、认识实习、生产实习、毕业实习和毕业设计等,共计28学分。
4.注重毕业实习,实现毕业实习和毕业设计无缝对接。毕业实习和毕业设计都是实践性很强的教学环节,毕业实习是毕业设计的基础和构成。毕业实习阶段,务必要求学生根据教学大纲要求,深入生产一线,熟悉采矿工程的各个流程和环节,对一些生产环节能够实际操作,使学生将理论知识与工程实践结合起来,对采矿工程有直观、全面的认识。而毕业设计作为对采矿知识的系统总结和应用,其实践性不言而喻。在整个毕业设计的过程中,既要强化学生对采矿知识的整体把握,还要求学生掌握好每一个细节,在满足《煤矿安全规程》和《煤炭工业安全规程》的要求下,充分发挥学生的创造性,对整个矿井合理设计。
5.创新实验教学方法和手段。在实验教学过程中,采取分层次的教学方式。第一层次:基础理论和实验技能;第二层次:课程设计和专业综合设计;第三层次:科技创新活动。学生在达到上一层实验教学要求的前提下,获得进行下一层次实验的机会,鼓励学生结合教师的科研项目,自主选题,调动学生的主动性。在必修实验中增加选修性质的自主实验环节,增加课堂外实验的比重,给学生提供自主设计实验的空间,引导学生在实验过冲中自行发现问题、分析解决问题,进而锻炼学生获取新知识的能力。
6.建立“做―学―研”相结合的三位一体实验教学体系。在实验教学实施过程中,充分发挥学生的主体作用和教师的主导作用,针对不同的实验项目,采用“做―学―研”相结合的三位一体实验教学方法,将实验教学和工程实践紧密结合起来,加强对学生实验细节和实验过程的指导,强化学生的实践能力培养,使学生在做实验中学习、在做试验中培养科研能力,进而培养学生的创新理念。
中国矿业大学(北京)的本科生教学起步晚于研究生教学,可以说是在研究生教学的基础上发展起来的,其特点和优势就是师资力量雄厚,教师队伍职称学历高,科研经验丰富,教师的科研项目也比较多,这些基础为本科生开展实验教学和创新研究提供了技术支持和指导,也塑造了良好的学术氛围。在实际操作过程中,选择已经完成的优秀的科研项目,根据本科生的专业基础课进度,将科研项目的部分内容转化为实验教学单元,使学生在重复科研过程的实验中,逐步掌握从事科研的基本技能。“做―学―研”的结合能有效解决传统实验教学过程中教师讲授为主、学生被动接受的授课方式,增加了师生之间的交流,培养了学生的动手能力。
四、结语
实验教学是连接理论学习和工程实践的桥梁和纽带,在培养学生创造、创新环节起着重要作用。采矿工程作为一门实践性极强的学科,其实验教学的改革与创新,需要高等院校的高度重视和大规模投入。在实验教学改革过程中,要紧紧把握“以学生为本”的理念,充分调动学生的主观能动性,不断强化学生的动手过程,逐步培养学生的科研能力和创新精神。同时,积极搭建开放式的实验教学环境,完善实验教学体系,创新实验教学方法,多措并举,齐头并进,促进学生的成长成才。
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