发布时间:2023-12-11 10:07:06
序言:写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁,我们为您精选了8篇的化学工程与工艺课程体系样本,期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发,请尽情阅读。
关键词 工程教育;专业认证;机电一体化系统设计;教学改革
中图分类号:G642.3 文献标识码:B
文章编号:1671-489X(2017)03-0080-02
1 前言
为了促进机械专业的跨越式发展和国际化进程,进一步提升机械设计制造及其自动化专业的教学质量、社会声誉和国际视野,促进本科毕业生的国际交流,为工程师执业资格认证奠定基础[1],从2013年下半年开始,贵州大学机械工程学院机械制造及其自动化专业开始着手准备进行工程教育认证,于2014年顺利通过该认证。在以“认证”为目标,不断促进教学改革的过程中,全院教师始终坚持以能力为导向,重在加强学生的培养质量和利用学科知识分析解决工程实际问题的能力[2];同时以学生为中心,以不断优化和改进的培养目标和毕业要求,建立、建设优质的课程体系和师资队伍,配备必要的教研设备。
在“迎接认证”、不断改进的过程中发现一些专业课程存在的问题,以培养目标和毕业要求的工程性不强为代表,主要体现有教学内容缺乏实际工程拓展,课程教学方法有待拓宽,特别是工程实践能力的培养还需要进一步加强。机电一体化系统设计作为机械电子工程方向一门重要的专业课,亟待相关教学改革,以适应工程教育认证的要求。
2 现状与问题
基本现状 机电一体化系统设计是机械制造及其自动化专业机械电子工程方向的一门重要的R悼纬蹋目的是培养学生对机电一体化系统的应用和设计能力,掌握机械系统元部件设计和微机控制系统及其接口设计方法,培养机电结合的专门人才。本课程的基本任务是使学生掌握对机电一体化系统的分析应用和设计基本方法。该课程涉及的机械传动部件、电机、微机接口技术和机电一体化设计思路等,可以说是对本专业前期所学专业课程进行融合、需要实践深入消化和提高认识的一个重要环节。并且贵州大学机械工程学院不仅是机械电子工程方向开设本课程,机械制造和农业机械化专业方向也开设了本课程,学生普遍反映教学枯燥,工程实践性不强,部分知识无法理解。
为了使机电一体化系统设计课程与“工程教育认证”要求相适应,更好地帮助学生掌握本门课程知识内容和加强工程实践能力培养,达到学以致用的目的,需要对机电一体化系统设计课程的教学内容和方法进行改革研究。
主要存在的问题 贵州大学机械工程学院于21世纪初开始在机械电子工程专业方向的本科班开设机电一体化系统设计,随着十多年教学经验的积累,已形成一套较为完善的教学方案和体系。但是随着技术的不断革新,社会和工作岗位对学生要求的不断提升,越发觉得本课程的传统教学中存在一些问题,主要表现在以下几个方面。
1)教学内容陈旧,过于侧重机械结构的讲解。通过工程教育认证评估,充分和企业沟通后,发现一些课程所教授的内容和技术已经在当下机电产品中被新技术所取代。另外,由于在教授本课程前有单片机原理、接口技术和机械控制工程等课程,在机电一体化系统设计的教学中都会以典型机电系统的传动结构为主,使“机”和“电”在教学过程中不能充分结合。
2)实验教学设施不足,实验内容受到限制。本专业拥有的机电一体化教学设备较少,有的仅仅停留在十字工作台、单片机和传感器方面,对于机电系统的稳定性和优化部分的实验暂时空缺,这不利于学生提高感官认识。
3)教学方法单一,缺乏与工程实际的联系。现有教学基本上是以课堂教学为主,辅以少量实验,大多采用讲授法通过多媒体教学平台进行授课,而且大多是纸上谈兵,课程教学与实验教学同工程实践联系甚少,与“工程教育认证”的要求存在差距。
4)学生反映学习难度大,应用能力不强。在教学过程中,一些学生反映部分知识点难以理解,不清楚这些知识能“干什么”,能解决什么问题。另外,从考试反馈来看,学生对综合应用机电技术的能力还有待提高,特别是不能将一些来自工程实际的问题和书本知识结合起来分析。
3 教学改革
教学内容的改革
1)树立“机电结合”的系统教学思路。机电一体化的目的是提高产品或系统的附加价值,实现多功能、高效率、高可靠性、省材料、省能源,并使产品结构向轻、薄、短、小化方向发展。因此,机电一体化的研究方法不能只是简单拼凑,应该从系统设计方案开始到各元部件选择到系统最终成形的全过程,都要贯彻系统设计的思想 [3]。机电一体化系统设计课程的教学也是如此。在课程讲述过程中,如果只是根据教材的章节顺序进行讲解,会在学生脑海中形成一个个的知识孤岛。因此需要将整个课程用几个典型案例把所有章节贯穿起来,做到前后呼应。如在教学“机械结构”中的“机架和支撑稳定性”时,可以和“元部件特性分析”中的“静、动态特性分析”结合起来,在讲机械结构时就引入控制工程中的一些知识点。
另外,教材的最后一章有很多案例,可以根据这些案例的特点,将其穿前面的章节讲解,在讲授每一部分内容时都结合案例,并将系统设计方法融于其中,不仅利于学生对知识的掌握,还可以举一反三、加深理解。
【关键词】工程机械;学习情境;一体化教学
1.工程机械运用与维护专业人才的需求
1.1人才数量需求
工程机械运用与维护人员的培养培训已被纳入国家“技能型紧缺人才培养培训工程”。据人才市场的有关统计印证了这一说法,近年来工程机械运用与维护技师一直位列全国对技能人才需求的前列。工程机械企业随着社会的发展如雨后春笋,每个工程机械企业都少不了维护人才、管理人才。近几年我校工程机械运用与维护专业的毕业生供不应求,早早被企业预订一空,也反映出工程机械维护人才的紧缺程度。
1.2人才质量需求
当前东北工程机械维修业的技术水平已有整体提高,并且有越来越多的大专、本科人才加入,企业对工程机械相关专业科班出身的大学生尤其需要,很多企业对于他们仅有的几名大学生,这些人才在一线维修前沿锻炼1至2年后,多数已成为企业的技术骨干。但现状依然滞后于新型工程机械带来的对维修技术的要求。目前,先进的工程机械维修方式已从在工程机械出现了故障后再去维修,向“定期检测、强制维护、视情修理”的方向转变。此外,工程机械维修从“修旧式”向“换件式”转变。近年来,更出现了工程机械远程诊断技术。因此行业对高技能人才也产生了大量需求,提高了对工程机械修理人员的知识、技能等方面的需求。
国家一系列基建投资规划的出台又为国内工程机械行业的持续上升提供了保障,也为工程机械专业建设提供了前所未有的机遇。其中,整个综合运输体系投资规模约14.5万亿元。在水利建设方面,未来十年的水利投资将达到4万亿元。其他方面,如房地产开发、矿山开采等各个产业的发展也会产生相当大的投资规模,如2011年全国将完成1000万套保障房的指标,达到全国房地产投资规模的20%,直接投资将达到1.4万亿元。 业内人士分析,按照惯例,一般基础设施建设投资总额中会有5%~8%用来购买工程机械设备。因此,未来几年工程机械行业仍然会保持较高的增长幅度,从而引起工程机械服务人才需求上产生新的增长点。
然而,纵观国内各高职院校,多数开设有工程机械类专业的院校均为交通类院校。究其原因,工程机械专业所需实训设备价格昂贵,同时需要有较为宽敞的实训场地。为此,黑龙江林业职业技术学院提出了构建工程机械运用与维护专业基于学习情境的课程设置及一体化教学体系实践教学建设方式。
2.工程机械运用与维护专业人才培养目标
我们对全国数十家工程机械检测与维修行业、企业进行了有计划的调研工作,几乎所有企业都希望学校的专业教学能注重实践能力、新设备、新技术、新工艺的培养,尽量与岗位对接,毕业就能顶岗工作或有一段短暂的工作适应期后就能适应岗位工作;约有75%以上的用人单位把就业者的职业道德和工作态度摆在了首要位置。因为工程机械维修事关驾驶员的生命安全和经济利益,所以工程机械维修人才具有良好的职业道德是确保维修质量的首要因素。工程机械人才在技术等级上有高低之分,但在服务意识、职业道德方面的要求上基本相同。
综合上述的考虑,我们将工程机械运用与维护专业的培养目标定位为:培养德、智、体等方面全面发展,具有良好的职业素质,面向工程机械维修服务公司,从事工程机械驾驶、检测、维修、技术服务技能及管理技术工作的高级技能型专门人才。
3.在课程中创设学习情境的重要性
我们在设置课程的过程中,特别是工程机械运用与维护专业的核心课程:机械制图、工程力学、电工与电子技术、机械设计基础、液压与气动技术、机械原理与零件、工程机械构造理论、机械CAD/CAM技术、自动控制技术、工业企业管理、CAD实训、制图测绘、自动控制实训、测量技术实训、工程机械操作、检测和维修综合实训、专业课程的课程设计等要考虑学习情境,学习情境的核心是与知识相对应的问题,因此,创设学习情境能够模拟地回溯知识产生的过程,从而帮助学生深刻理解教学内容,发展思维能力。其次,创设学习情境还能够帮助学生顺利实现知识的迁移和应用。通过具体情境中的学习,学生可以清晰地感知所学知识能够解决什么类型的问题,又能从整体上把握问题依存的情境,这样,学生就能够牢固地掌握知识应用的条件及其变式,从而灵活地迁移和应用学到的知识。再次,创设学习情境有利于激发学生的学习兴趣。在学习情境缺失的教学活动中,学生常常缺乏对知识应有的兴趣,因为知识在这样的教学中是以确定结论的面目出现的,不需要学生积极的智力活动──即使存在一些智力活动,也是按照规定的路径进行的推理。没有问题的教学不能引起学生强烈的探索和求知欲望,反而会消减他们的学习热情。许多教师不得不求助外在于教学内容的措施,而效果往往不理想。可以说,创设学习情境是激发学生内在学习兴趣不可缺少的。最后,学习情境还能够使学生在学习中产生比较强烈的情感共鸣,增强他们的情感体验。学习情境把抽象的知识转变成有血有肉的生活事件,而生活事件中均包含或强烈或含蓄的情感因素。
4.构建工程机械运用与维护专业一体化教学体系的实践教学建设思路及措施
为使实践教学建设与课程建设紧密结合在一起,推进专业课程一体化建设。具体建设思路和措施如下:
4.1通过实践教学建设,提升校内专职教师队伍的实践教学能力和实训项目开发能力,提高校外兼职教师队伍教学水平
校内专职教师和校外兼职教师在校内外实训基地建设过程中不断交流建设经验。校内专职教师根据校外兼职教师所提出的最新机型的发动机故障、液压系统等故障案例,不断设计、更新“工程机械发动机实训室”基于“学习情境”的实训项目;而校外兼职教师将根据校内专职教师所编撰的工学结合教材,体现 “理实一体化教学”等教学手段,开发校外实训基地“基于课程学习情境”的实训项目。通过校内外专、兼职教师共同开展工程机械发动机实训室建设,将有效提升校内专职教师队伍的实践教学能力和实训项目开发能力,提高校外兼职教师队伍教学水平。
4.2实践教学建设在促进课程、师资队伍建设的同时提高了人才培养质量
实践教学建设能够不断完善课程建设,促进师资队伍建设,而课程建设、师资队伍建设的不断提升将在很大程度上推动学生基础知识能力、专业实践能力和后续创新能力的提高,从而加快了基于“学习情境”的专业课程一体化建设的步伐。
4.3 依托课程,利用校内外实训基地,发挥行业优势,在不断完善课程建设的同时进一步提高实践教学建设
根据工程机械行业企业的需求,校内实训基地建设将根据企业实际的工作环境和工作任务进行,扩建内容包括实训设备的合理配置、实训场地的合理规划等。实践教学建设中所开发的一系列实训项目将被融入到“学习情境”教材建设当中,从而进一步完善课程建设。
校外实训基地建设将基于“学习情境”建设理念进行。考虑如何将“工程机械发动机构造与维修”的每一个基础能力模块和拓展能力模块以“学习情境”的形式开展。
关键词:食品工艺课程设计;创新意识;实验技能;教学改革
食品工艺学是食品专业一门实践性极强的专业核心课程,与食品生产紧密联系。学生通过实践食品的生产加工环节,掌握代表性食品种类的典型生产工艺流程、工艺参数对产品品质的影响,从而深化对食品工艺课程的理解和掌握。本课程设计实验充分以学生为主体,要求学生自行查阅相关文献、自主设计工艺流程,完成产品设计、生产、感官评价及答辩等全过程,促使学生了解食品加工工艺、提高学生学以致用的能力。该实验过程能够激发大学生们的学习兴趣和创新意识,培养和增强学生的动手能力、创新精神和团队协作能力。东莞理工学院化学工程与能源技术学院食品营养与健康工程系作为新发展的院系之一,实验加工设备自动化程度低,部分设备紧缺,现有实验室设计、硬件设施不能满足食品专业学生实验需求等。因此,本课程依托食品营养健康与智能化加工中心(以下简称“中心”)优越的硬件设施和学校周边丰富的食品工厂资源以及校外食品企业实习基地,打造校企协同及科研反哺教学的育人机制。以学生为中心,以项目为导向,要求学生通过查阅相关文献,自主设计工艺流程,依托中心或校外实习基地,实现真实产品生产、感官评价及产品推广全过程。在双育人机制保障下,促使学生了解食品加工工艺、提高学生学以致用的能力,激发大学生们的学习兴趣和创新意识,培养和增强学生的动手能力、创新精神和团队协作能力。主要包括以下几个方面:
1.教学团队的改革——开放式教学团队的搭建
传统的食品工艺课程设计教师团队只有固定的2名教师任课,课程教学队伍结构简单、活力不充分。本课程组建高层次教师队伍,将教师的个人特长融入实验教学的各个方面,并聘请本地食品企业的技术人员到校指导,开拓学生眼界,形成优势互补、齐头并进地建设团队。
2.教学方法的改革——开放式教学方法的应用
食品工艺课程设计也采用与质量管理模式(PDCA,P-plan,策划;D-do,做;C-check,检查;A-act,改进)类似的方法开展课程设计的改革与探索。P阶段:学生自行设定实验目标和方案,明确实验过程的关键控制点。D阶段:实验预实施,指导老师随时关注实验进度并给予指导和建议。C阶段:指导老师对实验数据和结果进行预判,判断数据的可用性。A阶段:分析总结实验中存在的问题,对每个因素导致的实验结果进行分析,并和学生讨论解决问题的方法和改进措施。通过上述阶段,使学生熟练掌握并巩固食品工艺学的理论知识,熟悉具体操作技能,培养学生的创新和自我完善知识的能力。
3.教学项目的改革——开放型实验内容的设置
传统的食品工艺学教学实验大多按照课程教学内容按部就班地进行实验,实验项目也是依次按书本设置的实验内容进行,缺乏自主设计性。本课程首先从传统单一的验证型实验跳出,形成以设计性实验为主的课程体系。重点考察学生独立自主选题的可行性、实验设计的科学严谨性、研究探索的能力、团队合作精神等,聚焦学生实验技能提高和创新意识形成。实施过程中,把现代食品产品资源恰当融入到食品工艺学课程设计的实验内容中,设置具有“与时俱进”“青春洋溢”特色的实验课程。其次,设计多项实验内容,供学生自由选择:如“发酵制品”实验,学生自行设计感兴趣的实验项目,如传统酸奶的制作与创新、面包的制作与创新、奶酪的制作与创新、纳豆的制作与创新等实验内容。或由学生开发一种新型发酵制品,激发学生主动学习热情的同时,培养学生的创新意识。上述实验项目的设置可促使学生在完成实验项目的同时,对相应产品市场也有更加清楚的认识,拓宽了学生的思维。另外,设置多样化特色实验项目也可改变传统的以教师为“主体”、学生被动接受的教学模式,形成了以学生为“主体”,教师为“辅导”的新型学习模式。在学生实验的整个过程中,充分发挥学生的创新意识和主观能动性,教师也需提供必要的指导和帮助,建立一种有趣、高效的教学模式。
4.教学场地的改革——开放式实验场地的使用
传统的食品工艺学实验教学场地均为实验室,只在上课期间开放,且实验加工设备不完善,自动化程度较低,缺乏食品中试生产车间,学生对食品加工认知不全面。同时,由于本系为新发展的院系,实验室设备不完善,不能完全满足食品系学生正常的上课需求。所以,为促进学生充分利用实验室进行开放性实验,在保证课程教学要求的前提下,我们采取全天开放实验室。另一方面,食品营养健康工程与智能化加工研究中心是东莞理工学院建设的创新平台之一,可以依托该平台中的食品工艺室进行学生的创新实验。此外,食品工艺学课程实验中所涉及的食品加工工艺也可以依托当地食品企业,与其建立良好的合作机制,形成稳定的社会实践基地,充分发挥学生的主体地位和老师的辅助作用,形成开放式的实践教学模式。
5.实验考核的改革——开放式考核方式的运用