時間:2023-08-01 16:53:36
序論:寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隱藏在內心深處的真相,好投稿為您帶來了七篇專業工程實踐范文,愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑,助力您的創作。
關鍵詞:礦業工程;實驗課程;改革;計算機技術;實踐創新;
作者簡介:王少勇(1983—),男,山東煙臺人,博士,工程師,主要從事采礦工程實驗教學與管理。
隨著我國礦產資源開發的不斷發展,高校內部的礦業工程實驗室也需要緊隨礦業發展的新趨勢,加大對專業性人才的培養力度。高等學校的專業實驗室是實驗教學、科學研究的重要基地,其教學內容更貼近專業領域、緊跟學科發展[1]。相應的實驗課程內容的改革在礦業工程方面也如火如荼,隨著近年來以計算機技術為代表的新技術不斷引發行業的創新發展,新型技術的介紹與推廣將有助于采礦專業本科生更好地了解礦業發展新形勢,有利于專業人才的培養[2]。北京科技大學近年來關注礦業發展的最新動向,在礦業工程實驗課程中引入更多的技術熱點,在實踐中取得了一些改革的寶貴經驗。
1礦業工程實驗課設置
礦業工程實驗室依托采礦工程國家重點學科,是“金屬礦山高效開采與安全”教育部重點實驗室的重要組成部分,擁有自由開放的學術氛圍和國內領先的研究方向。我校礦業工程除了在傳統領域保持進步外,近年來也在膏體充填、溶浸采礦等領域持續投入。實驗教學相比于理論教學讓學生更主動地參與實驗當中[3],有助于學生實踐能力和創新能力的培養。實驗課程內容涵蓋了我校優勢專業,保證了學生全面發展的可能性,確保了學習內容的系統化、多樣化。
1.1通風實驗
本實驗目的在于讓學生掌握作業環境有害因素、通風風流流速、通風除塵系統運行檢測方法、原理、儀器使用操作。具體實驗內容包括以下三個方面。
1.1.1風流點壓力及壓差的測定
了解壓差計、皮托管的構造原理,熟悉使用皮托管、壓差計測定實驗風筒內風流的靜壓、動壓、全壓及壓差的方法。全面理解抽出式、壓入式通風過程中靜壓、動壓及全壓三種壓力之間的關系。
1.1.2風流速度和速度場系數的測定
用風表測定點速、巷道內平均風速、實驗風筒內風流某斷面上速度場系數。
1.1.3通風機性能測定實驗
通風系統使用一臺離心式小型通風機,其進風口連接風筒,采用抽出式通風,即在風筒入口附近特定斷面I上測出風流的相對靜壓,用此值換算風速和風機進口的動壓,在風筒斷面II上測出風速的相對靜壓,用以求算通風機的有效靜壓。
1.2特殊采礦技術實驗
通過此實驗幫助學生了解溶浸采礦新技術、新工藝,對溶浸采礦技術的基本方法、原理、工藝流程、設備、設施。實驗內容共分為兩個部分:首先進行堆浸滲透性實驗,了解堆浸工藝流程,學會測試礦堆的滲透性,了解浸出率、酸耗的測試方法。其次進行攪拌浸出實驗,熟悉溶浸采礦實驗室攪拌浸出實驗的全過程,包括礦樣處理和制備、天平的使用、溶浸液的配置、浸出液的分離、pH和En計的觀察和使用等。
1.3金屬礦產資源與開發技術實驗
金屬礦產資源與開發技術實驗有助于新生了解礦業發展的新技術、新進展,初步掌握金屬礦產資源開采的基礎理論和技術手段。實驗包括以下兩方面。
1.3.1膏體充填實驗系統認識
觀察與描述膏體充填系統各組成部分,親自制作膏體料漿,感受膏體的形態,并測試膏體的流動性指標。
1.3.2無軌運輸設備模擬培訓系統認識
認識無軌運輸設備模擬培訓系統構成,并上機操作無軌運輸設備模擬培訓系統。
1.4礦山地質學
通過礦床地質學、各類礦床主要特征、礦床水文地質與工程地質、礦產勘查與礦山地質工作等內容的系統學習,使學生初步掌握各類礦床的地質特征、成礦條件以及開發中的工程特征;掌握地下水基本知識和礦坑地下水的預測與防治方法;掌握地質勘查和礦山地質基本工作方法;能夠讀懂各種地質圖件。
1.5散體動力學與放礦實驗
通過實驗教學,使學生能了解松散礦巖體介質的物理力學特性,掌握礦石回收指標與采場結構參數之間的關系,熟悉離散元顆粒流數值模擬軟件建模和分析過程,從而能對崩落礦巖運動機理和規律有一個基本的了解。
2實驗課程體系實踐與完善
近年來,為了響應國家智能化采礦的戰略需要,在實驗課程中增加了很多計算機模擬課程,我校礦業工程在以下方面開設計算機模擬課程,具體包括:
2.1數字礦山技術實驗
通過應用礦山專業軟件,將采礦學基本理論與計算機相結合,使學生掌握先進的礦山設計方法和設計理念。使用Surpac、3DMine軟件進行露天、地下礦的設計,學會并掌握地質數據庫、地質模型、統計與地質統計、品位模型、露天采礦和地下采礦設計等內容。
2.2礦山安全技術及工程實驗
本實驗通過實驗教學使學生了解井下人員定位系統的組成,掌握井下人員定位系統的工作原理,熟悉尾礦庫在線安全監測系統的組成及工作原理,從而能對礦山安全技術工程有一個基本的了解。主要包括以下實驗內容。
2.2.1井下人員定位系統教學實驗
開展井下人員定位系統的實地演練,分別模擬下井人員與地面控制人員,操作軟件查看“井下人員”定位信息、下井考勤信息等。
2.2.2尾礦庫監測數字化教學實驗
了解尾礦庫在線安全監測系統各組成部分,學會操作尾礦庫在線安全監測系統,分析位移、浸潤線隨降雨量的變化規律。
2.3礦山運輸與提升實驗
本實驗主要包括井下機車“信集閉”運輸系統各組成部分的參觀、觀察與描述;井下機車“信集閉”運輸系統的上機操作演練;上機操作卡車gps調度系統,熟悉軟件功能。
自計算機和集成電路出現后,通信技術得到了迅猛發展,以3G移動通信和WLAN為代表的現代通信技術的應用普及,使得通信工程日漸成為發展最快和最具影響力的專業之一,與此同時,技術的發展和更新也對該類專業人才的素質提出了更高的要求,近年來在招聘中出現了一個現象,用人單位更傾向于電子競賽中獲獎的學生,所以提高學生的動手能力和實踐水平,就可能獲得更多更好的就業機會,而主要承擔專業人才培養任務的高等學校也必須要緊跟上技術的步伐,不少學校在通信專業的實驗實踐教學方面進行了一些探索。山東科技大學是一所應用型本科院校,根據學校特點,我們對專業階段的除課程中包含的實驗以外的實踐類課程做了一些調整和內容改革,將以往依賴于軟件仿真和硬件小系統設計的內容,變成以完成單元電路的設計,子系統設計到涵蓋物理層、數據鏈路層乃至網絡層的完整系統設計的相互之間緊密聯系的、層層遞進的系統化設計,目的在于開拓學生的專業視野,使他們真正感覺到通信系統是軟件和硬件的統一體,不僅包含振蕩器、調制器等硬件電路,也包含編碼、協議等軟件程序,對將來從事專業技術工作有一個全面的、深層次的認識。同時也讓學生完成通信系統從單元模塊到功能子系統再到完整系統最后到通信網絡的完整認識。
2實踐課程內容的設計思想
通信工程專業自第四學期進入專業課程階段,專業階段實踐類課程(除課程當中的實驗課以外)包括:單片機原理課程設計、信號與系統課程設計、高頻電子線路課程設計、生產實習、通信原理與系統課程設計、專業方向課程設計和創新性實驗。由于單片機原理課程設計和信號與系統課程設計屬于基礎課,因此本次規劃只涉及其余的5門課程。原先這5門課程設計的內容主要有:(1)高頻電子線路:等幅調制發射電路仿真設計以及收音機組裝與調試;(2)生產實習:電視機組裝與調試;(3)通信原理與系統課程設計:MATLAB仿真驗證編碼和調制原理;(4)專業方向課程設計:通信系統方案設計;(5)創新性實驗3個,分別在第4、5、6學期,內容由指導教師自選。在專業實踐教學的調整和構建中,設計了分層次漸進的體系結構,遵循“基礎理論知識學習—電路設計能力培養—系統設計能力培養”的實踐教學培養思路,同時基于一體化的考慮,規劃了統一的設計任務,即設計一個完整通信系統:多個無線傳輸站點構成的多點對多點的基本通信網絡。各課程在這一統一的任務下,承擔不同的子任務,如無線收發模塊設計、糾錯編碼、網絡協議設計等。對所涉及課程任務進行統一設計的好處如下:(1)完整系統的設計。經歷由細節到整體,由電路單元到功能系統的設計過程,使學生了解針對不同層次的功能實現需要不同的設計思路。(2)節省實驗經費。一體化任務設計,使前期課程的設計成果,可用于后續的設計,如無線收發信機,可以用于構建數字編碼通信系統。(3)避免知識的重復。以前的課程設計在內容上出現不同程度的重復,去掉重復部分后可節省時間學習其他新知識。
3一體化課程規劃和層次化內容設計
按照課程時間計劃,課程設計和生產實習按時間先后依次是:高頻電子線路課程設計、生產實習、通信原理與系統課程設計、專業方向課程設計,其時間順序和所屬的層次如圖1所示。創新性實驗分3個階段,分別設在第4、第5、第6三個學期,完成不同的任務。調整后高頻電子線路課程設計主要是驗證上變頻、下變頻以及振蕩器的工作機理,用MultiSim構建電路,并進行仿真;生產實習是讓學生學會電路圖紙和PCB版圖制作,設計和制成無線收/發信機電路板;通信原理與系統課程設計的目的是實現點對點通信系統,任務是調試收/發信機、信道糾錯編碼設計等;專業方向課程設計的目的是用收/發信機模塊和控制終端構建RS-485總線結構的網絡或是簡單的ALOHA網絡。
4課程體系改革措施
為保證一體化實踐課程教學任務的順利實施,采取了以下措施:(1)打破課程界限,設立可分解的綜合任務。將整個實踐課程內容設計為一個統一任務,即建設一個通信網絡系統,但各個課程的任務又是相對獨立和完整的一個子任務,前期課程的設計成果用于后期課程的任務系統的建設。(2)專業實驗室全面向學生開放。由于課程設計環環相扣,前期設計的成果就是后續設計內容的基礎,因此本次課程設計必須成功才能進行下次的設計,而且性能越好下一級課程設計成功的可能性越大。為了保證設計任務順利進行,開放有關實驗室為學生提供實驗場所。(3)設立專門的團隊從頭至尾全程負責。整個課程體系設置成一個大的綜合任務,前后之間緊密聯系,因此,指導教師必須要對此次設計之前和之后的任務非常清楚,這樣才能保證整個設計任務的順利實施,為此成立專門的實踐課程教學團隊負責整個任務的實施,每位教師都要熟悉流程中所有任務內容。
5課程內容改革實施效果
通過對2009、2010、2011級本科生的實施效果來看,學生的學習成績和能力獲取方面有明顯改善。(1)拓寬了學生對專業知識和專業領域的認知視野,加深了他們對專業課程之間以及課程與具體工程實際之間關系的理解,激發了學生對本專業知識的學習興趣,他們在信息論與編碼、通信原理等理論課程的成績都有明顯的提升。(2)提高了學生的工程實踐能力和科研素質。改革后的課程體系和內容,對學生掌握學以致用的能力的提升作用頗為明顯。學生在進入畢業論文階段,其動手能力表現得到導師們的一致認可。(3)彌合了通信技術理論和工程實踐的裂隙。通過改革實踐課程,可以一定程度上彌合課程的課本知識是與工程實踐相脫節的裂隙,與工程實際的銜接也激發了許多同學課外實踐的興趣,近年來,越來越多的通信專業學生利用課余時間或暑假進入實驗室進一步拓展學習。(4)多名學生在近幾年參加山東省大學生電子設計競賽、全國電子專業人才設計大賽、全國大學生電子設計大賽、“挑戰杯”創業大賽、全國信息技術大賽、山東省機器人大賽等各級電子設計競賽、創新性項目中獲得優異的成績。(5)畢業生就業崗位層次有了很大提升。實施教學改革后,除去考上研究生的同學外,有一批學生進入通信設備公司,從事技術含量較高的研發或設備技術支持工作,就業工作崗位層次明顯提升。
6總結
關鍵詞:礦物加工工程 實踐創新能力 實驗教學
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2014)03(c)-0227-02
河北聯合大學礦物加工專業于1958年創辦,是我校創辦最早的學科專業之一,我校礦物加工工程專業的學生主要學習數學、物理、化學、力學、礦物學、選礦學、資源綜合利用等方面的基礎理論和知識,受到試驗研究、方案設計以及計算機應用等方面的鍛煉,為社會培養掌握扎實的礦物加工理論基礎知識、且綜合運用專業知識分析和解決實際礦物加工工程問題、具有礦物加工工程項目開發與管理實踐經驗,從事礦物選別加工和礦產資源綜合利用領域的生產、設計、科學研究與開發及技術改造與管理的高級工程技術人才。
在21世紀這個知識經濟的大環境下,礦產行業的發展當然在于人才。相關礦業單位對人才的具體要求是:要有扎實的理論基礎、寬廣的專業知識,較強的解決實際問題的能力和創新能力以及終身獲取知識的能力。同時當前礦物加工專業畢業生的就業方向已不僅僅局限于煤炭或鐵礦行業,就業范圍已拓寬到多個礦業類行業(如金礦、銅礦、非金屬礦、選礦機械企業等等)。因此以往的礦物加工專業在實踐和創新能力方面的培養內容及標準應根據實際情況及時地進行改革和完善,按照“需要什么學習什么”的原則,采取繼續教育、職業培訓、崗位配訓等多樣靈活的教育方式,以適應新形式的要求,更好地培養應用型、創新型的礦物加工專業人才。
所以,如何不斷提高礦物加工工程專業實踐創新能力具有重要的意義。
1 充分利用實驗室資源通過進一步營造學生的創新環境,加強學生創新能力培養
礦物加工工程是一門實踐性很強的應用技術學科,若要學生更好的掌握專業知識,實踐操作技能、工程實踐能力,則要求學生必須到現場實習和實訓。在實習和實訓時,可選擇專業技術水平高、責任心強的工程技術人員為指導教師,一方面指導學生實踐,另一方面可將企業文化、工藝、設備、經營和管理等方面的知識介紹給學生,從而拓寬學生的知識結構,開拓學生的創新思路。還可以開展教師實踐能力培養,定期選派教師到企業進行一定時期的學習,以利于教師能有效的將理論知識和現場實踐相結合,更好的指導學生。
在有一定的理論知識和現場實習的基礎上,鼓勵學生利用實驗室設備進行自主設計和實驗,促進理論知識與實踐環節的聯系,激發學生學習的熱情,打下堅實的專業知識基礎。
2 充分利用科研資源,拓寬實踐創新平臺
為了提高學生的動手試驗能力,鼓勵學生利用課余及假期時間參與到科研試驗項目中,通過科研平臺,促進教學與研究的結合,在試驗過程中,學生要參加查閱文獻,資料收集、實驗操作、數據處理、結果分析等工作,在這一系列過程中學生在教師的指導下自始至終處于思考、積極探索的狀態,這個過程能激發學生對知識的渴求,能促使學生更主動地學習,而且由于學生思維敏捷,精力充沛,具有進取精神和批判、質疑精神,因此易于沖破傳統勢力的束縛,并在教師指導下,很可能在研究中有一些較大的突破。
在當今知識爆炸的時代,社會對大學生的要求也越來越高,大學生不再是單純的學習,而是要懂得如何學習,參與科研實驗不僅能夠使學生掌握的基本理論知識和實踐能力很好的結合起來,培養學生的實踐創新能力,還可以培養學生與人相處的方式,團結協作精神。
3 強化設計型實驗教學模式,培養學生創新能力
畢業設計是完成教學計劃達到本科生培養目標的重要環節。它通過深入實踐、完成畢業設計任務和撰寫論文等環節,是檢驗學生掌握知識的程度、分析問題和解決問題基本能力的一份綜合試卷。礦物加工工程的畢業設計要求學生運用四年所學的專業知識,結合現場的工藝流程,做一個選礦產的初步設計。設計內容主要由選礦廠破碎車間、磨浮車間、選別車間以及脫水車間等四部分組成。具體要求為:根據選礦廠日處理量進行破碎篩分,磨礦分級,選別流程和脫水流程的選擇和計算,主要設備和輔助設備的選型和計算,選礦廠各車間的平斷面圖的繪制以及設計說明書的編寫。所要繪制的圖紙有破碎篩分數質量流程圖、磨礦流程數質量和礦漿流程圖、破碎車間平斷面圖、主廠房平斷面圖和全廠的平面圖。通過畢業設計的訓練,可使學生進一步鞏固加深所學的基礎理論,使專業知識系統化、綜合化,提高學生獨立工作、獨立思考,運用所學知識解決實際問題的能力。在畢業答辯時可邀請企方導師參加畢業答辯,使學生答辯與現場實際結合的更加緊密。并現場提問與互動,拓寬了學生的視野,促進了理論知識與實踐環節的聯系,啟發了學生今后學習的方向,激發了學生學習的熱情,同時為畢業答辯過程注入新的生機與活力。為了進一步提高學生的創新意識與能力,我院進行單獨的畢業設計創新答辯,對創新設計突出的學生,采用教師科研出資的方式進行獎勵。進一步提高了學生自主創新的積極性。
4 鼓勵大學生參加學術交流活動,并積極開展課外科技活動
積極開展課外科技活動開展大學生科技活動是發展學生個性和培養學生創新能力的有效途徑。因此組織學生積極參加學校組織的創新試驗,挑戰杯等競賽活動,通過這樣的形式,使學生更深刻地掌握課堂上教師所講授的內容,理論知識與實踐得到很好的結合,并且鍛煉了學生的科技活動能力。本年度有兩名學生獲批國家級大學生創新性實驗項目。對這些成績的取得,學院也給予一定的物質獎勵,意在通過這種物質激勵加強學生的科研意識。
隨著社會的快速發展,社會對高等學校人才培養模式又提出了新的要求。全面提升礦物加工專業學生的創新能力和其內在素養既是一個系統工程,又是一項長期任務,我們應將這項提高學生創新能力的教學改革工作不斷深化下去,為社會培養更多高素質礦物加工工程專業應用型人才。
參考文獻
[1] 李鑫雅.對大學生科研能力培養途徑的探索[J].福建高教研,2005(1):17-18. [2]蘆新宇.理工科大學生科研能力的訓練模式及其評價研究[D].大連理工大學,2007.
[3] 劉惠杰,崔廣文.論礦物加工工程專業校外實習基地的作用[J].中國電力教育,2011(32):142-144.
關鍵詞:BIM技術;土木工程專業;實踐教學
一、土木工程專業實踐教學的現狀
目前,我國土木工程專業高等院校的人才培養方案中,實踐教學的基本模式普遍采用設置課程設計、實習和畢業設計三大模塊的方式來提高學生的實踐能力,然而實踐教學模式陳舊、實施過程形式化與工程實踐脫節嚴重。例如,土木工程專業課程設計有房屋建筑學、混凝土結構、鋼結構、施工組織及基礎工程等多個課程設計,雖涵蓋了主要核心課程,但設計題目與實施模式多年不變,學生很容易找到現成的范例照搬下來即可,可供學生自主發揮的空間有限,因此,學生投入的積極性不高。在實習方面雖有認識實習、生產實習和畢業實習三個環節,但實施過程流于形式。因此,對學生實踐能力的提高十分有限。而在畢業設計環節,學生畢業設計的題目類型不但過于陳舊,而且與目前工程中涌現出的建筑信息化管理、多專業協同設計等新技術、新理念脫節比較嚴重,學生用一學期時間去完成一個套路式的計算和設計過程,對提高專業實踐能力效果并不大。
二、BIM技術簡介
BIM是建筑信息模型(BuildingInformationModeling)的英文縮寫,是一種多維建筑信息模型集成技術[2],作為建筑工程物理特征和功能特性信息的數字化載體,可將二維圖紙轉變為三維數字化信息模型,從而模擬建筑物建設及運維全過程所具有的真實信息[3]。它具有信息的完備性、關聯性、一致性及可視化、模擬性、優化性,便于實現協同管理和成本、進度控制等諸多優勢??蓱糜诠こ添椖繘Q策、規劃設計、建造施工、運維管理,甚至改建拆除等各個階段,其建筑數字化、信息化的思想正在對土木行業發展產生著深遠的影響。隨著BIM技術的興起,土木行業已經開始進入建筑信息化的發展階段,行業發展需要大批BIM技術人才,而在高校土木專業目前的人才培養體系中,并未設置系統的BIM技術教學與實踐體系,這顯然已經滯后于當前土木工程界發展的實際需求。因此,借助BIM技術可實現可視化表達和模擬建造的特點,研究基于BIM技術提高土木工程專業學生實踐能力的教學模式,具有積極的現實意義。
三、基于BIM技術的土木工程專業實踐教學探究
(一)將BIM技術融入設計類實踐教學環節
BIM技術知識較為復雜,且相關軟件較多,學習量較大,在基于BIM技術實踐教學改革的實施過程中,首先,應將BIM技術軟件的建模操作與建筑設計類課程設計結合起來。其次,將模型的深化設計及族功能的運用與結構設計類課程設計結合起來。最后,將BIM技術的模擬建造和優化管理技術與施工組織類課程設計結合起來,從而給學生較為系統的實踐訓練。例如,在房屋建筑學課程設計中,改變傳統的平面圖紙二維表達方式不夠精確直觀的弊端,采用BIM技術進行三維建模,讓學生結合三維模型來掌握房屋的空間組成、功能實現和構造知識,發揮BIM技術可視化、信息化管理的技術優勢。在混凝土結構、鋼結構、基礎工程等課程設計中,逐漸提高學生利用BIM技術族庫功能深化建模的能力。在土木工程施工組織課程設計中,可借助BIM施工模擬技術,進行項目場地布置和施工進度、項目成本管理的優化。通過學生循序漸進的學習,逐步掌握BIM技術的應用技能。到了畢業設計階段,學生可進行基于BIM技術的全過程設計,將建筑信息化貫徹完整的項目中,特別是可組建多專業學生構成的設計小組,實現多專業協同設計。
(二)結合BIM技術改革實習實踐環節
目前,土木工程專業學生的實習環節往往以參觀和參與一些輔工作為主,學生實習收獲十分有限。因此,必須結合BIM技術對土木工程專業的實習實踐環節進行升級改革,首先,以BIM虛擬仿真和三維可視化技術輔助學生高質量地完成認知性的實習實踐。其次,以BIM技術為工具,引導學生主動結合最新的BIM信息化理念親身參與工程項目的實踐過程。例如,在進行認識實習時,指導教師應對一些代表性的建筑建立起3D模型庫,在實習前引導學生結合建筑的3D模型進行初步分析,較好地了解建筑細節,然后再去實際建筑參觀。而在生產實習和畢業實習階段,學生在前面學習的基礎上,已經初步掌握了BIM技能,可作為工程技術人員發揮出其技能優勢,充分運用BIM技術工具,真正參與項目的建模、管理與方案優化等工作中,并在實習結束后依托校企共建的BIM實訓實踐基地持續跟進項目。
(三)建立BIM實訓實踐基地
在實際工程中,一個項目的建造少則半年,多則數年,而目前學生的實習環節大多為兩周至一個月的時間,學生實習往往只能參與工程的一個很短階段。因此,傳統實習效果非常有限,如能以BIM技術人才培養為契機,學校與企業合作建立長期穩定的BIM實訓實踐基地,對學生進行系統的BIM技術能力培養,使學生面向實際項目,長期關注一個項目的完整建造過程,并利用校企共建的實訓實踐基地真正參與項目建設過程中,企業在工程中遇到的問題及時發送給BIM實訓實踐基地,在校企雙方導師聯合指導下,發動以學生為主體的BIM實訓實踐基地的技術力量進行技術攻關,將解決方案及時反饋給工程建設單位,可使學生的實踐能力在實戰中得到有效的提高,為項目提供有價值的BIM技術咨詢服務。
(四)構建雙導師制的實踐教學師資隊伍
依托BIM實訓實踐基地,建立由校內專業教師和企業專家雙重指導的雙導師制度,學校定期選派專業教師到合作單位掛職鍛煉,提高教師對合作企業工程建設項目參與率,從中不斷增強專業教師理論聯系實踐能力,合作單位則向學校推薦企業專家擔任學生的兼職實踐指導教師。讓行業專家參與到土木工程專業的人才培養過程,充分調用校內外師資力量共同培養學生的實踐能力。
(五)積極組織學生參加BIM技能大賽
目前,在國家大力提倡BIM技術應用的大背景下,國內每年都會舉辦各種名目繁多規模各異的BIM技能大賽,特別是中國建設教育協會、中國勘察設計協會、中國房地產業協會、中國圖學學會等行業協會、學會及廣聯達科技股份有限公司、歐特克軟件(中國)有限公司等行業內有影響力的企業舉辦的高質量的全國性BIM大賽,對BIM技術的推廣起到了很好地促進作用。因此,通過學生參與比賽所進行的集訓與操練,大力提高學生學以致用的專業實踐能力。特別是在參加省級和全國大賽之前,可以以組織校內選拔賽的方式,動員學生全員參加。
隨著國家、社會和個人對安全的重視達到了前所未有的程度,對安全工程技術專業人才的需求也大幅增加。在這樣的形勢下,各高校相繼設立了安全工程專業。我國招收安全工程專業本科生的高校由最初的15所發展到現在的152所,作為首批招收安全工程專業本科生的高校,山東科技大學從1999年開始招收第一屆安全工程專業本科生,目前總共招收了16屆學生,已有千余名畢業生工作于國家的各條生產戰線,充實了各行各業安全專業人才隊伍。從用人單位反饋情況來看,畢業生總體情況良好,但普遍存在學生剛工作時實踐能力較差的問題,缺乏在工程意識平臺上對知識進行深入理解、應用的能力,缺乏從書本知識到解決實際問題的應用型能力及創新性思維。分析畢業生實踐能力薄弱的主要原因是由于目前我們人才培養體系不完善,尤其是實踐教學體系中存在著以下幾個方面問題:
1.“重理論輕實踐”,對實踐教學重視程度有待進一步提高;
2.與學生創新能力培養相適應的實踐教學體系尚未建立,實踐教學環節與企業應用脫節;
3.學生實習、實驗教學經費投入嚴重不足,導致實驗儀器設備更新慢,無法滿足企業使用的新設備、新技術的需求;
4.學校與企業缺乏互惠共贏的利益機制,校企合作難以深入持續,目前的實踐教學基地基本都流于形式。以上幾個方面問題導致目前學生實踐能力培養欠缺,從而影響著人才教育培養質量。
二、構建安全工程專業卓越工程師實踐教學體系
我校安全工程專業是山東科技大學傳統優勢專業,在人才培養方面一直在不斷地進行探索與實踐,該專業2006年獲山東科技大學特色專業,2007年首批入選國家級第二類特色專業建設點,2006年在山東省內單獨招收煤炭企業定向安全專業本科生,2012年通過專業認證,2013年入選教育部卓越工程師培養計劃。依據“卓越工程師教育培養計劃”人才標準,針對目前安全工程專業實踐教學體系存在的問題,我校安全工程專業對卓越計劃進行了分析,提出實踐教學體系建設的關鍵不僅在于校內實踐環節,更重要的在于在與企業合作,要變單純的學校教育為產學合作教育,為了更好地強化卓越計劃人才實踐能力培養,我校安全工程專業遵循“校企合作、形式多樣、重在現場”的原則,加強聯合培養,并遵循認知及教育規律,堅持實驗、實習、科技創新相結合,明確各階段實踐教學重點,構建了從一年級到四年級在縱向上相互貫通、在橫向上相互關聯、符合培養目標要求卓越計劃實踐教學體系。
三、卓越工程師實踐教學體系實施
目前,我校與山東能源集團簽訂校企全面合作協議,強調雙方共建利益共同體,與企業共同培養人才,從培養方案的制定、師資隊伍建設、考核評價體系建立等都有企業的深度參與,從而實現互惠共贏。
1.突出實踐環節,改革卓越工程師人才培養方案。為滿足卓越計劃的要求,必須加強實踐環節尤其是在企業的學習時間,我校安全工程專業將卓越計劃培養方案與“3+1”煤炭企業安全定單式人才培養方案相融合,實施校企深度合作,讓企業納入整個人才培養過程,按照企業標準培養安全技術人才。學生三年時間在校重點學習通識課程、人文管理和專業知識,提高綜合素質,一年到協議單位進行認識實習、生產實習、工程實踐、畢業實習與畢業設計。這一培養方案改革可以有效改變目前工程教育脫離現場的現狀,突出了學生工程實踐和創新能力培養,又為企業培養了急需的安全工程技術人員,還可有效解決就業問題,一舉三得。
2.產學聯盟,加強“雙師型”師資隊伍建設。目前山東科技大學與山東能源集團簽訂的全面合作培養人才的協議,不僅為學生,也為教師的現場實踐提供了可靠的基地,目前安全專業每年將安排2名青年教師到企業工程崗位工作積累工程實踐經驗;其次,從企業、科研部門聘請工程實踐經驗豐富的工程技術人員擔任兼職教師,安全工程專業已聘請了10名企業高級技術人員擔任安全工程專業兼職教師,承擔《礦井通風與安全》、《礦山水害防治》、《工程爆破》等專業課程的部分教學任務,擔任本科生的現場指導老師,承擔畢業設計指導等任務、他們也不定期舉辦一些與現場結合緊密的專業講座,受到學生普遍歡迎。如今大學與企業間兼職通道的打通,使更多企業高級技術人員能夠參與到學校教學工作,使學校教師普遍取得企業經驗,真正做到了產學聯盟,不僅是科研聯盟,而且是教育聯盟。
3.校企共同參與,改革實踐教學考核評價體系。由于卓越計劃中學生有1年的時間在企業學習鍛煉。因此認識實習、生產實習、畢業實習、工程訓練、畢業設計等多個環節都需要企業的參與與指導,因此這些環節的成績考核也將由現場教師和學校教師共同評定,畢業答辯委員會由專業教師和兼職教師共同組成,共同參加畢業答辯。各個階段的實習和工程訓練的考核過程也將傳統單一的筆試、實習報告考核方式改為筆試、現場答辯以及設計作業等多種方式共同評定學生的實踐綜合能力與創新能力。以上改革有效提高了安全工程專業學生的實踐能力與創新能力,近幾年學生全部積極參加“校大學生創新性實驗計劃”,在校學生獲實用新型專利11項;本科畢業設計(論文)結合科研課題比例100%。畢業生近三年就業率均為100%;企業一線就業人數占就業畢業生總數的88.73%。
四、結束語
[關鍵詞] 多元化;實踐教學體系;工程設計
中國分類號:TB21
Abstract: Nowadays, it is a fact that the Engineering graduates have lower practical ability and there are problems in the traditional Automation Engineering. After analyzing the general rules of engineering training from the following aspects: practical ability training system, engineering awareness training, construction of teaching staff, the production-study-research combination, research project involvement, etc., this paper studies on how to improve students’ ability of engineering applications and creative thinking. Experience has proved that the engineering practical ability of Automation majors would be improved remarkably if these measures are taken on practical teaching reforms.
Key words: Diversity; Practical Teaching System; Engineering Design
由國家教育部高教司和中國工程院咨詢服務部等組織的一些社會調查顯示,我國工科畢業生在綜合素質全面發展方面存在著嚴重缺陷,具體表現為“知識面過窄過專,社會適應性差,缺乏創新,開拓精神和組織管理能力、社會責任感不高,缺乏踏實的工作作風,好高騖遠,不安心工作,缺少團結合作的精神”,普遍存在著“需要培訓方能上崗”或“工程實踐能力較差”的現象。
自動化專業與系統工程、信息工程、控制工程結合緊密,在制造技術和企業一線應用非常廣泛。根據對企業人才需求的調查,“具備良好職業素質、較強工程實踐能力與創新能力”是多數企業對人才的需求標準。而傳統的自動化專業的工程教育中存在著以下幾個方面的問題:一是傳統實驗教學內容與科研、工程、社會應用實踐之間缺乏良性互動;二是以校企合作為核心的學產研工程實訓體系建設不夠完善;三是從事專業課教學的教師絕大部分是從校門到校門,缺少實踐經驗。要提高學生的工程實踐能力,就必須針對這些問題,改革現有的實踐教學模式和內容,激發學生學習的積極性和主動性。針對現存的問題和電氣信息類專業工程教育的培養目標,我們從以下幾個方面入手,對如何提高自動化專業學生的工程實踐能力進行了研究。
1.緊跟專業發展方向,構建多元化實踐教學體系
自動化科學與技術具有縱深發展迅速、知識更新快、新技術層出不窮的特點,必須對傳統單一的實踐教學體系進行了改革,構建了與理論教學相銜接的由課程實驗,課程設計,企業實踐和項目驅動的導師制分組實訓等環節構成的多元化實踐教學體系。
圖1自動化專業實踐教學體系
在實踐教學體系的具體實施過程中,通過較多的基礎實驗和基礎工程訓練,培養學生基本動手實踐能力和思想;通過強化綜合、設計性實驗,自動化系統綜合課程設計,企業實習實訓等多種方式來培養學生綜合運用自動化專業知識解決實際問題的能力和系統設計能力;通過采取建立開放、創新實驗室、組建并支持創新小組,組織開展各種校內科技競賽以及積極參與校外科技競賽等措施,營造良好的學習氛圍,激發學生自主學習的熱情,為培養其工程創新意識、科學思維和嚴謹的工作態度創造條件;通過引入導師制,以導師的實際科研項目為驅動,讓學生具體參與實際小型自動化系統工程項目,使學生進一步了解所學知識的具體應用,在工程實際中培養學生的工程設計和實踐能力,同時培養學生克服困難的能力和與科研團隊成員之間溝通和協作能力,進一步培養學生的創新意識實踐能力和科學研究素質。
2.面向工程,回歸工程,培養學生的工程意識
工程知識的傳授離不開實踐教學和實踐能力的養成,工程意識的培養更以實踐教學和實踐能力的培養為基石和手段。由于工程教育具有相當強的應用性和實踐性,因此在教學各個環節中,融入工程背景,堅持“面向工程,回歸工程,樹立良好工程觀”,加強學生的工程意識培養非常重要。這就需要從學生入學伊始,通過入學教育,使學生從一開始就明確自己的學習目標――成為未來的自動化工程師,了解達到這一目標所需要掌握的知識和技能;然后在此基礎上注重良好工程教育氛圍的營造,在潛移默化中培養學生的工程意識,提高學生的工程素質;最后,通過實際工程設計,使學生了解和掌握產品的設計創新、制作創新、工藝創新等全部過程的規律和特點,引入工程創新意識,樹立正確的創新學習觀。這樣學生在良好的工程環境中不僅對自己的學習目的和所學理論知識的應用方向更加明確,更有學習的主動性和積極性,而且在提高了自身的實踐能力的同時,感受了工程環境,體會了工業生產的過程,從而提高了發現問題、分析問題和解決問題的能力。
3.建立工程教育師資隊伍保障機制
建立一支高素質的實踐教師隊伍是保障學生工程素質和能力培養順利實施的重要前提。教師的工程實踐能力如何,直接決定著學生的工程實踐能力。在我國,通常工科高校的教師絕大部分都是從校門到校門,最缺乏的就是工程實踐經驗,這樣一來,很難做到在日常教學中聯系工程實際問題而展開教學。針對目前專業教師隊伍缺乏工程實踐訓練能力的問題,通過采用積極引進具有工程實踐經驗的工程技術人員、規定高學歷、高職稱的教師定期承擔實踐教學工作和鼓勵校內教師進行工程培訓等措施建立了一支理論與實踐緊密結合的教師隊伍,為實施工程實踐教育提供了師資保障。
4.學產研結合,培養學生的工程設計能力
“學產研”的協調發展是促進我國高校發展的重要指導方針,是堅持面向經濟主戰場、面向企業、面向行業、面向市場服務,贏得社會廣泛支持,實現我國高等工程教育人才培養模式改革的必由之路和重要途徑。高等工程教育教學改革的核心問題就是要將學生的學習和生產實踐有機結合,使學生能夠將所學的知識應用于研究和解決生產問題的實際中。將學生的學習和生產實踐有機結合的最佳方法就是開展工程實訓。為此,我們通過加強校企合作,共建面向工程的校內外工程實訓基地、教學科研相結合,將工程背景融于綜合課程設計、采用項目驅動模式,強化面向工程的畢業設計等方式,在教學中充分利用各種資源,開展多方位、多種形式的工程實訓。
如果把工程素質看作是培養工科學生工程實踐能力的基礎,工程設計能力則在很大程度上反映了工科學生所具備的工程實踐能力。培養學生在校期間的工程設計能力除了工程設計理論課的教學以外,一般有三種途徑:一是綜合實驗;二是工程實訓;三是綜合設計,主要包括與工程設計理論課相配合的課程設計、畢業設計。要培養學生的工程設計能力,就需要讓工程設計理論課程的教學緊跟現代工程技術的發展,不斷更新教學內容;同時在實驗教學中應逐步加大綜合性、設計性實驗的比例,培養學生知識的融會貫通與綜合應用能力,訓練學生的獨立工作能力,培養學生利用現代工程設計手段和工具的能力。在此基礎上通過實驗工程實訓將學生的學習和生產實踐有機地結合起來,訓練學生能將所學的知識應用于研究和解決生產問題的實際中;最后通過結合工程背景的綜合設計環節對學生開展綜合工程訓練,培養學生綜合運用知識進行工程設計的能力。
5.采取科研項目介入方式,培養工程創新意識
我國工科院校畢業生相對于國外同類學生來說普遍存在創新思想薄弱,創新意識差,創新能力欠缺等缺點,因而如何將工程創新意識培養落在實處就成為工程實踐能力培養的重要方面。通過采取科研項目介入,組建并支持創新小組,組織開展各種校內科技競賽以及積極參與校外科技競賽等措施,激勵學生的科技創新熱情,培養其工程創新意識和科學思維。
通過以上措施,在實踐教學中,以工程科研項目為引導,將工程背景融入基礎實驗、開放實驗、綜合課程設計、各類實習實訓環節及課外科技活動之中,構成了貫穿四年全過程、以工程為背景的實踐教學鏈。這樣在四年的大學學習中,學生建立了牢固的工程概念和工程意識,其工程實踐能力得到了充分的鍛煉,求知欲和創新熱情得到了激發,創新能力得到提高,學生在各類競賽中獲得優異成績,畢業生在工作崗位上為企業的發展做出了貢獻,受到用人單位好評。
[參考文獻]
[1] 許其清.自動化專業CDIO人才培養模式的探索與實踐[J].中國現代教育裝備. 2011.12
[2] 楊馬英,賈立新.自動化專業工程科技人才培養模式探討[J]. 實驗室研究與探索. 2011.10
[3] 張承譜,陳東祥,陳金水等.工程實踐教學改革與創新[J].理工高教研究,2007,26(3)
關鍵詞 自動化;工程訓練;實踐創新能力
中圖分類號:G642.4 文獻標識碼:B 文章編號:1671-489X(2012)21-0052-03
Discussion and Practice of Engineering Training on Automation Specialty//Lin Guohan, Li Xiaoxiu
Abstract Automation engineering practice training courses require students to master the control system design and debugging process completely, including system requirements, system design, system hardware and software design and debugging, system fault finding and troubleshooting, performance testing, improvement and data analysis, the final complete practical training report. In the implementation of teaching, according to the requirements for application-oriented undergraduate talents, rational arrangement of training content, the difficulty and content of training are different from those for all major, all of this is important to improve student overall ability to design the actual control system and to develop innovative and engineering practice.
Key words automation; engineering training; innovative ability in practice
Author’s address Hunan Institute of Engineering, Xiangtan, Hunan, China 411101
自動化工程實踐訓練課程是湖南工程學院自動化專業的一門本科生工程實踐類課程,是比課程設計更高層次的綜合性系統設計課程。該課程要求學生通過一個典型的控制系統,掌握控制系統完整的設計及調試過程,包括系統要求、系統方案設計、系統軟硬件設計與調試、系統故障查找及排除、性能測試、改善及數據分析等,最后完成工程實踐訓練報告。整個課程為24學時。
1 工程實踐訓練課程教學內容設計
該課程源于20世紀90年代。之前,自動化等專業學生在學習完自動化技術的專業課程之后,缺乏自動化技術系統的綜合訓練,導致學生工程實踐能力欠缺;而學生到企業去實習時,由于條件的限制,工廠的自動化裝置不可能讓學生去動手,走馬觀花式的實習效果有限。針對這種情況,湖南工程學院提出在校內建立一個自動化技術工程實踐訓練中心,建立一些技術先進的自動化控制系統,營造實際的工程環境,通過在工程訓練中心訓練,使學生掌握初步工程技能和方法,培養學生的工程意識、工程素質和工程實踐能力。在教育廳和學校的大力支持下,在課程組教師共同努力下,建成自動化工程實踐訓練中心。尤其是近年來,依托湖南省重點學科、湖南省高校重點實驗室和部省共建項目的支持,根據自動化技術的發展趨勢,研制和購買了一批先進的自動化技術訓練裝置。
湖南工程學院自動化專業本科生的實踐教學除了常規的認識實習、畢業實習外,其他實踐環節的層次為:課程實驗——課程設計——工程實踐訓練——畢業設計??梢钥闯觯こ虒嵺`訓練是課程設計的延伸,是整個實踐教學體系中的重要一環。面向自動化專業開設的工程實踐訓練課程不同于面向全校專業開設的工程訓練(金工實習),該課程的開設時間是在大學三年級的第二學期或者四年級的第一學期,是在學生已經初步了解、熟悉并掌握了與自動化技術有關的如運動控制系統、電力電子技術、自動控制原理、計算機控制等相關知識基礎上開設的。因此,針對這一階段學生的專業特點,設計合理的實訓內容是保證工程實訓教學質量的關鍵。從應用型工程人才培養的需要出發,課題組構建遞進式的工程實訓教學的體系結構,將實訓教學內容構建為四大類別,即綜合自動化類、過程控制類、電氣傳動類、樓宇自動化類,如圖1所示。
如圖1所示,在選題時向學生提供大量實際控制系統,如變頻調速控制系統、磁懸浮控制系統、倒立擺控制系統、復雜過程控制系統、網絡化自動測試系統、自動化立體車庫控制系統、機加工自動線仿真與控制系統、中央空調自動控制系統、遠程抄表系統等。這些系統基本上涵蓋了自動化本科專業的主干基礎課程和專業課程[1-2]。