發布時間:2023-10-10 15:58:23
序言:寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁,我們為您精選了8篇的化學工程和化學工藝樣本,期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發,請盡情閱讀。
關鍵詞:碳一化學;虛擬仿真;理論聯系實踐;教學模式
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2017)22-0155-02
一、概述
20世紀70年代,日本首先提出了碳一化學的概念。即:以一個碳原子的化合物(CO、CO2、甲烷、甲醇等)為原料合成化學產品,而研究這類催化反應及應用的科學稱之為碳一化學。碳一化學涉及的產品繁多,可使許多有機化工產品從對石油的依賴中轉變到煤上來,還能實現對現有某些工業中的“廢氣”(CO、CO2)合理利用,特別是對煤的利用上,真正實現高附加值化及資源、能源、環保的高度統一,推動化工可持續發展。自上世紀80年代開始,我國政府及科技界已適時地瞄準這一高科技領域,加強了碳一化學的研究,將其列為“八五”科研規劃重點研究內容。經過近三十年的蓬勃發展,目前我國碳一化學發展已與國際接軌。我國高等院校也都參與了相關的教育和研究,清華大學、天津大學等單位還建立了碳一化學國家重點實驗室。特色是學校生存和發展的動力,緊跟行業發展形勢,積極推進專業轉型,以素質教育為核心,技術應用能力為主線,產學研相結合的途徑,與時俱進是我校人才教育培養模式遵循的原則。我校化學工程學院高度重視碳一化學的研究和教學工作,投入了大量的師資力量,建立完善的理論、實踐教學體系。首先采用輪講方式向學生講授碳一化學的基本理論和當前發展趨勢,讓學生有扎實的理論基礎。同時建成立了以碳一化學為基礎的國家級“化工過程虛擬仿真實驗教學中心”,其中的甲醇仿真工廠是按60萬噸工業甲醇裝置比例1/10建設,全流程真實裝置、冷態與熱態相結合,讓學生達到實訓效果。同時與“彰武金源化工有限公司”簽署了教學實踐基地,加強與企業聯系、溝通,讓學生積累工業生產實踐經驗、了解碳一化學行業動態,與時俱進、知行合一,培養碳一化學領域實用型人才。
二、碳一化學理論基礎
1.以甲烷為基礎的碳一化學反應,碳一化學品主要是一個碳原子與若干其他原子構成的化合物,甲烷是最簡單的碳一化工產品,化學式CH4,中心碳原子采取SP3等性雜化軌道方式與氫原子的S軌道電子形成共價鍵,為四面體結構,其中化學鍵和鍵角是等同的,H-C-H鍵角為109°28′甲烷是天然氣的主要成分,我國擁有豐富的天然氣資源,現已探明的儲量為1.67萬億M3,遠景儲量為26―33萬億M3,約占世界遠景儲量的1/10,且CH4可通過廢棄生物質發酵獲得,生物沼氣中含有大量的甲烷(50%―80%),同時,最新研究表明,中國頁巖氣儲量高達30萬億立方米以上,居世界第一,綴跏敲攔的兩倍。當前甲烷主要以作為燃料方式粗放式應用,碳一化學是要尋求有效的開發途徑充分利用其價值,開發高品位、高附加值產品。甲烷重整是高效利用天然氣的有效途徑之一。通過甲烷重整得到的合成氣(CO+H2)是合成清潔液體燃料的基礎,同時能夠得到高品位氫能源。
2.以CO為基礎的碳一化學反應,碳一化學最簡單的碳氧化合物是CO,C的最外層有4個電子,氧的最外層有6個電子,碳的2個單電子進入到氧的p軌道和氧的2個單電子配對成鍵,形成兩個鍵,然后氧的孤電子對進入到碳空的P軌道中形成一個配鍵,氧碳之間形成三個鍵,分子形狀為直線形。合成氣(CO、H2)是碳一化學研究領域最基礎原料,CO是合成氣組成的核心。合成氣可通過煤氣化工藝制得,CO還可以從鋼廠和黃磷廠等工廠廢氣中回收利用。CO的主要反應有加氫反應和羰基化反應等。加氫反應最為典型的反應工藝有費托合成(FT),甲醇合成等。CO是重要的羰化劑,醇、酯羰基化可分別得到酸和酐,某些醇經氧化、羰基化可以得到草酸酯,如甲醇羰基化制醋酸,已成為工業制醋酸的主要方法。
3.以CO2為基礎的碳一化學反應,CO2與其他碳一化合物的根本不同點在于它是含碳化合物的最終氧化物。其物理性質方面的應用主要有:用作惰性氣體、冷卻劑、壓力源等;其化學性質方面的應用主要有:用于羧酸的合成、尿素的合成、氨基甲酸酯的合成、碳酸酯的合成,此外還利用CO2和共聚的反應機理進一步可制得聚碳酸酯、聚醚、聚脲等。關于CO2與甲烷催化重整反應和CO2直接加氫制備甲醇等研究也成為當前熱點研究課題,可見CO2比其他碳一化學品蘊藏著更大的潛力,只是有待進一步開發而已。
4.以甲醇為基礎的碳一化學,甲醇是經煤氣化合成的最簡單的含氧碳氫化合物,它既是重要的化工基本原料,本身又是優質、清潔的液體能源。其利用可分為能源利用和化學深加工兩大領域。其下游產品豐富,是碳一化學中較重要的中心產品。利用甲醇,既可合成燃料,其本身作燃料還能減輕環境污染。更重要的是在化工領域,經一系列反應,如羰基化、烷基化、氧化脫氫等過程而得到最廣泛的有機化工基本原料。真正實現煤的利用高附加值化,為化工原料從石油化工到煤化工的戰略轉移創造有利條件。
三、碳一化學虛擬仿真實驗教學
隨著應用型人才培養的需要,在提高學生工程與創新能力培養過程中,針對碳一化學項目由于高溫、高壓、易燃、易爆、高危險、高度集成和大型化等原因,在實際教學過程中,存在無法實現、無法開展等問題,我校重視以虛擬仿真實驗教學的研究與開發為主要內容,利用虛擬現實、多媒體、人機交互、數據庫和網絡通訊等技術,構建高度仿真的碳一化工過程虛擬實驗環境和實驗對象,形成與現有實體實驗的虛實結合。積極開展理論與實踐、教學與科研、模擬與仿真、虛擬與現實等相結合的虛擬仿真實驗教學工作。我們以碳一化工典型生產工藝――甲醇合成為教學模型展開關于碳一化工的本科教育。目前的仿真工廠以煤制甲醇工業規模真實裝置為背景,氣化工序采用魯奇爐,甲醇合成采用魯奇低壓法,精餾采用三塔流程,均為國內外主流生產技術。為培養學生的工程實踐能力,結合實踐要求設計了部分可拆裝設備,以便學生拆裝、認識掌握設備內部結構;開放性的故障點設置、情景化的真實操作等實現本專業學生熟悉掌握化工單元操作、化工工藝過程、過程裝備與自動控制、操作優化、化工安全與環保、節能、操作規程等實踐教學目的。最終達成“人人能學、處處能學、時時能學”的化工過程高等教育實驗教學信息化目標提供了有力保障。
四、碳一化W相關校外實踐教學構建
碳一化學的校內理論實踐教學需要企業實踐鍛煉才能緊跟行業發展、了解市場需要、掌握工廠實踐生產情況。學校與碳一化學相關的“彰武金源化工有限公司”簽訂了實習基地協議,建立了穩定的校外實習基地。該公司以銀催化劑催化甲醇制甲醛,是經典的以甲醇為基礎的碳一化學反應工藝。通過進入工廠的實踐,使學生在校期間得到在企業實習的鍛煉機會,盡早明確本專業特點及今后的就業方向,明晰大學目標,更加珍惜大學生活。同時使學生理論與實踐相結合,有條件就復雜工程問題與工程人員進行有效的溝通和交流。
五、結語
碳一化學是當前化工行業熱點研究方向,相關教學能夠突出化工專色特色,緊跟行業發展形勢,與時俱進,為培養適應社會需求應用型高端人才提供有力支持。系統的理論教學配合校內虛擬仿真和校外工廠實踐教學,“理論-虛擬仿真-工廠實踐”三位一體的教學模式強化學生理論聯系實踐能力,“虛實結合、相互補充”讓學生全方位掌握碳一化學相關知識和技術??偟膩碚f該模式教學取得了一定的教學效果,提高了教學質量。該教學模式在應用的同時也在不斷地持續改進,相關的教學管理等仍需要進一步探索和研究。
參考文獻:
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[3]王欣榮.碳一化學發展現狀與展望[J].廣西化工,1999,28(2):28-31.
Construction of Methanol Synthesis Process Virtual Simulation to the Theory and Production Practice of C1 Chemical Products
SAN Xiao-guang,GAO En-jun,LI Xue,MENG Dan,WANG Kang-jun
(College of Chemical Engineering,Shenyang University of Chemical Technology,Shenyang,Liaoning 110142,China)
為了努力創建文明和諧校園,豐富研究生校園生活,提高學生體育鍛煉的意識,增強班級凝聚力。機械工程學院研究生會特舉辦每年一次的“一二·九”拔河比賽,為平時缺乏體育鍛煉的研究生創造運動機會,同時借著一二·九運動愛國紀念日之機,進行弘揚愛國精神和團結合作精神。希望通過此次拔河比賽可以增強我院研究生的身體素質,同時培養不怕吃苦、勇于拼搏、團隊合作的各種優良品質。
一、活動名稱
“一二·九”拔河比賽
二.?活動宗旨
團結拼搏、健康活力
三.?活動目的
為了增強學生體育鍛煉的意識,以組織比賽的形式為平時缺乏體育鍛煉的研究生創造運動機會,提供展現集體風采的舞臺,通過拔河比賽發揚團隊精神,增強凝聚力,使學生們集合集體的力量,以提高我院研究生團體合作和堅忍不拔的精神;豐富研究生的校園生活,增強同學們之間的相互了解;同時提供展現個人、集體風采的舞臺。促進同學之間的友好相處,使得校園氣氛更加活躍,加強各屆同學間的交流。
四.?活動對象
研究生
五.?活動時間、地點
2019年12月5日下午14點、六.?活動報名方式
由各班班長和文體委員確定本班參加人員,并于12月4日晚6點前將參賽人員名單發送至2524323582@qq.com
七.?主辦單位
機械工程學院研究會
八.
參賽要求
1>
以班級為單位組成各參賽隊伍
2>
每班總人數不少于20人,最多25人,女生總數不少于3人,具體人數以各班實際情況為主,保證兩隊男女人數相同。
3>
參賽隊員必須是本學院研究生。
九.活動規則
1.報到:比賽開始前,各隊領隊必須到賽場登記臺簽到。參賽隊伍按照比賽場次提前10分鐘到場參加比賽,如有特殊情況請提前通知。開場后5分鐘不到的隊伍取消參賽資格。
2.隊員人數的規定:
每班總人數不少于20人,最多25人,女生總數不少于3人。參加比賽的隊員必須是本班學生,其余人員不得參加。
3、比賽方法:
1)比賽賽制為淘汰賽。
2)比賽分組及比賽首場的站位選擇由各隊領隊抽簽決定。
3)每隊抽簽分成組。每組比賽采用三局兩勝積分制,每局后雙方交換場地。當兩局即可分出勝負時,比賽宣告結束。每組獲勝者晉級。
4、比賽流程
1)首輪抽簽有一個輪空簽Q,剩余為A1、B1、C1、D1各兩個,抽到字母相同的隊伍兩兩比賽。
2)次輪抽簽為首輪獲勝的4個隊伍以及首輪輪空的1個隊伍進行抽簽。一個輪空簽Q,剩余為A2、B2.各兩個,抽到字母相同的隊伍進行比賽。抽過輪空簽的隊伍不得二次輪空。
3)第三輪為次輪獲勝的兩個隊伍以及一個輪空的隊伍進行抽簽,一個輪空簽Q,和A3兩個,抽到輪空簽的隊伍直接晉級決賽,剩下兩只隊伍贏者晉級決賽,輸者為季軍。抽過輪空簽的隊伍不得二次輪空。
4)最后一輪為第三輪的勝者與第三輪的輪空簽爭奪冠軍。
拔河比賽
參賽人員
第一輪
第二輪
第三輪
第四輪
備注
2017-2019級全體研究生班級
A1vsA1
A2vsA2
A3vsA3
A4vsA4
抽過輪空簽的隊伍不得二次輪空。
B1vsB1
B2vsB2
Q3
C1vsC1
Q2
D1vsD1
Q1
5、比賽收尾
比賽結束后由院領導進行頒獎,并進行合影留念。
十、注意事項
1、賽前10分鐘點名檢錄,三次點名不到的代表隊視為自動棄權。
2、參賽人員不得冒名頂替,啦啦隊員不準上場幫忙,一經發現取消該隊所有成績及參賽資格。
3、比賽前由各隊伍領隊抽簽決定對陣。
4、必須聽從裁判員的裁判及工作人員的指揮,遵守比賽紀律,友誼第一,比賽第二。對違反比賽規則,又不聽從勸阻的,判輸。
5、在比賽過程中,參賽選手不得借助比賽規定以外的物體以至達到獲勝的作弊和為,如一經發現將做出該隊該局比賽自動認輸處理。
6、比賽時由于雙方都是用力拉,所以拔完后一場后不可立即松繩,以免造成對方隊員受傷,各領隊謹記,轉告給各隊員.
7、各隊伍需努力完成比賽,不可有縮水現象.
8、獲勝隊伍完成一輪比賽后不得離開比賽現場,必須在比賽現場旁邊等候工作人員做出下一輪的比賽安排。
9、比賽以裁判第一次吹哨為號發令表示比賽正式開始,當裁判吹第二次哨時表示比賽已有勝負,該局比賽結束。當完成第一局比賽時,雙方交換比賽場地,進行第二局的比賽。
十一、比賽用品
兩個口哨、一根粗繩、一個揚聲器。由文體部、生活部及組宣部負責比賽用品及獎品現場布置。
裁判:一個主裁、兩個邊裁。研究生會各部門部長協同負責,賽前清點人數的時候由主裁判負責抽簽,兩位邊裁監督;并維持現場秩序(維持秩序主要包括賽前清點雙方上場人數,觀眾秩序安排3-4人)。
比賽結果登記員:由辦公室負責登記成績
關鍵詞:高等職業教育;工學結合;教學設計
高等職業教育以培養生產、建設、管理、服務一線的專科層次高素質技能型專門人才為目標[1],要實現該培養目標,工學結合是目前認為較為理想的培養模式。實現該培養模式的微觀要素是開發工學結合一體化課程,按照趙志群博士、姜大源教授等提出的基于工作過程系統化的課程開發,即按照行業分析、工作分析、典型任務分析、學習領域課程、課業設計的程序開發的方法已被廣大高職教師接受和運用,其成功開發的案例較多。但基于目前高職現狀,在師資、設備、環境等方面尚難以滿足工學結合課程的要求,教學實施難以達到課程開發的預設條件,嚴重影響了教學成效的提升。
《紡織品生態與安全性檢測》作為南通紡院“國家示范性高等職業院校建設計劃”重點開發建設的36門課程之一,是中央財政支持的重點專業建設項目子項目,屬于現代紡織技術專業(紡織品檢測與經貿方向)的專業核心課程。該課程是國內高職院校首次按照工學結合、任務驅動開發并實施的紡織生態與安全性檢測課程,目前已實施兩屆,在教師觀念轉變、師資結構調整、工學一體化教學場所設置、校企合作長效保障機制的建立、網絡學習平臺的搭建等方面積累了一定的經驗。本文以該課程為背景,試圖系統梳理工學結合課程易出現的問題,提出相應的對策,為廣大高職院校教師實施該類課程提供借鑒。
一、課程開發概述
本課程學習借鑒了趙志群博士工學結合一體化課程按照行業分析、工作分析、典型任務分析、學習領域課程、課業設計的開發程序[2],參照了姜大源教授提出的工作過程系統化的課程開發方法包含課程體系設計的系統化、課程設計方法的系統化和載體選擇的系統化三個層次的含義[3],創新性地提出了基于“工作三個系統化”開發高職工學結合一體化課程的理念與方法,即基于工作遷移性的課程體系構建、基于工作成長性的學習情境劃分和基于職業資格性的學習情境設計三個系統化。
在“工作”導向下,南通紡織職業技術學院現代紡織技術專業建設團隊經過前期行業調研和工作分析,確立了“一平臺、多方向”的專業人才培養方案,構建“公共平臺+專業方向”的課程體系,即按紡織工藝、紡織品設計、紡織品檢測與經貿三個職業小向確定專業方向,本課程為紡織品檢測與經貿方向專業核心課程。
學習情境劃分如表1所示,由該表可看出,本課程打破了傳統紡織檢測類課程學標準、講操作的知識構建方式,將復雜的標準體系揉合提煉,創新性地按照紡織品銷售區域及其對應的標準劃分情境,以符合實際工作。在具體情境設計中,依靠不同層次的紡織品生態與安全性檢測職業資格確立各情境學習目標,依據該工作內容要素和過程結構選取教學內容,以檢測任務為驅動組織教學,以職業資格的考核要素和標準構建課程評價體系,全面系統地以工作建基課程,實現工作領域向學習領域轉化。此外,配合本課程的實施,配套編寫了任務驅動性的引導文、任務書、工作頁、自測題、PPT及豐富的學材(教材),整理了大量的標準、圖片、文章、視頻,形成了豐富多彩立體化的學習資源庫,以此為基礎構建了網絡學習資源,方便學生自學。
二、課程的教學設計
1.消除傳統課程實施中教室與實踐場所的壁壘,大力構建工學結合一體化教學場所。根據課程要求,仿照紡織品檢測企業實際設置對原紡織品檢測中心進行改進,購置本門課程實施所需要的設備,如紡織品甲醛測試儀、紡織品pH值檢測儀、汗漬色牢度儀、摩擦色牢度儀等,按要求布置好。同時結合教育教學的要求,在檢測中心設置一間多媒體教室,備有齊全的多媒體設備、計算機及網絡設備,學習用品也是活動的便于學生的分組組合。由此學生可以方便地查閱資料、制定計劃、展示成果,也可以及時方便地實施檢測方案。
2.校內主講與校外兼職構成教學團隊。對于課程所要求的部分教學內容,由于所需檢測設備的價值昂貴,暫時未能配置,以及校內老師在部分內容上缺乏一定的檢測實踐經歷,所以實行部分內容在檢測企業現場授課。檢測企業一線專家檢測經驗豐富,操作規范,由校外檢測企業專家作為兼職老師直接給學生授課,可進一步強化學生在實際工作環境中的經歷,切實加強實現學生與實際工作零對接的能力,為就業提升競爭力。目前,本課程20%的內容由兼職老師實施教學。
3.教學內容按情境拓展。學習情境一完成后,在學習情境二標準體系中存在重復的檢測項目,不再在課堂中實施,由學習小組制定出檢測實施計劃方案經老師認可后,課外實施。對于第二個情境中實施時間長的檢測也將在課外時間繼續實施。而且基于第二個情境中所接觸的標準特性,學生必須設法查閱讀懂相關的英文標準,又強化提高學生的英語應用能力,對于學生今后的就業也是一種促進與激勵。
4.考核形式多元化,凸顯多種能力的培養。在傳統考試模式下學生盡管也能通過考試并進行檢測操作,但不會工作,不能完成具體工作任務,難以達到高職綜合能力培養的教育目標。因此,課程的考核不再是傳統的“理論考試+單項技能操作考核”,而應遵循職業資格證書的考核要求或實際檢測公司對員工的要求來進行考核,不僅考核專業能力(知識),還應包括方法能力、社會能力,以實現綜合能力培養。由此,學生的課堂表現、工作頁完成、檢測報告的設計撰寫、理論部分的測試、學習成果的展示、學習場所的衛生保持與打掃、檢測設備的操作與維護等都可以成為考核點。
對于考核中的理論測試,將本課程的內容結合世界知名檢測公司對新進員工的上崗考核特點來出題對學生考核。對于答辯考核,學生隨機抽取一塊織物,由2-3名老師組成考核小組,分別提問,學生按要求回答,并隨機抽取檢測項目對所得織物進行現場檢測操作演示,由專人做好答辯記錄。對于答辯考核這一環節要求每人必須通過,未通過者應申請重新答辯。上一學習情境考核通過后方可進行下一個學習情境的學習。并鼓勵優異者申請提前答辯,由此也可發揮這部分學生的能動性,可以起到幫助學習困難者、輔助指導者的作用,并充分發揮這部分學生在紡織品檢測中心開放管理中的作用。
三、教學實踐中的問題與對策
第一,在構建了工學結合一體化教學場所后實施教學,學生的學習積極性、主動性明顯提高,能夠按照設計的預期去完成學習任務。然而,班級人數過多,相應每組的人數也較多,不可避免地存在部分學生吃“大鍋飯”現象,影響了教學效果。因此,班級人數應適當少些,控制在30-40人較好,每組在5人以內較好,或是適當增加設備臺套數。此外,考核環節要進一步改進,避免“漏網之魚”的出現。
第二,此類課程的實施以專兼職教師組合教學團隊的形式來進行,基于每位教師教學能力、實踐經歷程度的不同,相互之間可以取長補短,確保良好的教學效果的取得。但在相應的教學管理機制上也應有所跟進,實施柔性、靈活化管理,可以確保始終是以穩定的2-3位教師組成的教學團隊來實施教學。且通過兼職教師的一線現場授課,學生得以在真實的工作環境和崗位上熏陶,得到了真正的磨練,可以培養良好的職業道德,提高自己的崗位技能,實現高職教育的培養目標。
第三,在情境實施中,部分檢測耗時長,課堂時間不足以完成完整的學習任務。因此應探索建立一套完整的紡織品檢測中心開放式管理機制,以確保學生更好地完成檢測任務。建議安排考核優異的學生承擔起課外開放式學習的指導者、維護者的角色,并可以考慮與勤工儉學崗位連接。
第四,在網絡實施部分內容中,互動環節存在較大缺陷,很多模塊的內容學生能輕易地采取拷貝粘貼而抄襲,因此這一模塊應加以改進,且適宜安排部分內容在課堂上分不同批次在題庫中隨機抽題在線完成,進行點評。
第五,在此類課程的學習中,學生需要查閱資料、英文閱讀和翻譯、制作多媒體課件、設計報告、實施檢測等,學習(工作)量大,因此每學期此類課程安排應合理,不宜過多集中于一個學期,否則易造成疲憊心理,反而造成教學效果的下降。
第六,授課方式及考核模式的變化,教師在課堂中的工作量減少,但課外工作量顯著增加,備課的細致充分程度相比傳統課程大幅增加,考核工作量也相當大,在一些量化細節上還需改進與探索。同時,此類課程也鞭策授課教師應及時更新知識跟上步伐,深入企業實踐,與企事業一線接觸,不斷學習實際工作。
四、教學成效
本門課程通過兩屆四個班的教學實踐,以及實踐過程中的不斷總結和改進,認為在這樣的教學設計與實踐中,學生由原來的被動、填鴨式學習轉變成一種啟發、鼓勵式的學習,其內在自發的緊迫感能很好地驅動自我主動學習和激發學習興趣。而且學生的學習也是一種探究式的學習,在這個過程中既要凸顯團隊也少不了個人,課堂的氣氛異?;钴S,師生、學生之間的關系也更加融洽,溝通交流更多,學生也感受到這樣的學習方式能真正學習到實用的知識,能學會如何去完成任務和工作。學生的自信心也普遍加強,消除了空虛迷茫、無所事事的內心狀態。
參考文獻:
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關鍵詞:課程改革 行動導向 校企合作 綜合評價
技工教育的本質是培養社會需要的各類技能人才,而傳統技工教學重教師、輕學生,重理論、輕實踐等諸多的問題導致技工教育失去它本身的活力和優勢,所幸的是目前眾多技工院校積極開展“學習即工作,工作即學習”,聚焦學生綜合職業能力的一體化課程改革,倡導回歸教育的本質。在如火如荼的一體化課程改革過程中,各種問題層出不窮。本文是在開展管理類專業工學結合一體化課程改革三年多的實踐中,針對課程改革中出現的一些問題在分析之后進行的思考,與大家一起分享。
一、思考一:課程改革思維的突破
課改思維引領整個課程改革,課程改革理念的宣貫是課程改革進行的先決條件,課程改革不僅要求教師要理解課改的實質思想,還要積極主動地改變自我思想和習慣行為,建議技工類院??刹扇W校動員、系部組織集中培訓、教研組分組開展培訓等方式分層次進行,也可派教師外出培訓帶回課改信息,讓人人都有職業教育發展的責任感和使命感,在課改實施過程中要及時厘清教師在課程改革中的認識盲點,如工作頁≠練習本、學生開心≠教學達到效果、新課改≠新教材、以學生為中心≠教師不要講課等,將成功的課改案例與教師一起分享,積極鼓勵教師,只要邁步就是進步,從思想認識上掃清障礙。
二、思考二:課程改革教學內容的突破
工學結合一體化課程改革要達到的是“工作即學習,學習即工作”,要求將企業的工作任務轉化為教學任務,但目前技工院校開展課程改革的重大瓶頸是教師缺少企業實踐經驗或長時間脫離企業實踐,這是制約課程改革的一個根本原因,只有教師真正了解企業實際的工作任務的內容,才可能從根本上推動一體化教學,這也給各技工院校開展校企合作和學校教師下企業的實踐提出緊迫性要求。
三、思考三:行動導向教學法實施的突破
行動導向教學方法具有很強的職教特色,它強調以學生為中心,通過項目教學、任務驅動、頭腦風暴等方法使學生專業能力、方法能力、社會能力都得到提升,對教師普及行動導向教學法的培訓和應用是工學結合一體化課程改革的前提,將行動導向教學法與工學結合課程改革二者結合才能相得益彰!
四、思考四:一體化教學環境的創設
在一體化教學過程中,教學情境環境的創設非常重要,但在場地、設備、資金有限的情況下,如何有效開展一體化教學場地的建設,頗費思量。
途徑1:同類多個專業調研,了解專業實踐的核心項目和任務內容要求歸納項目和任務實施的軟件、硬件、場地要求策劃、籌建承載多功能的一體化實訓室,這種途徑可在財力、場地有限的情況下從整體上綜合利用資源,防止一體化實訓室建設華而不實。
途徑2:利用多媒體展示場景和設備或流程。
途徑3:用手工制作布置場景。
途徑4:帶典型任務到企業實地調查了解。以上內容在管理類不同專業內可酌情選擇。
五、思考五:課程改革實施過程中監控、評價的突破
課程改革永遠向前,課程改革的目的使職業教育愈來愈接近職業本質,為檢驗課程改革的效果及持續改進課程,對課程的質量監控、評估、必不可少,這種監控、評估目的是保證課程改革達到預期目的。
以現代物流管理專業三個層次為例:
三年制中級班(學制:在校學習2年+下廠實習1年)
三年制高級班(學制:在校學習2年+下廠實習1年)
四年制技師班(學制:在校學習3年+下廠實習1年)
學生考核方式不再拘泥卷面成績和作業,考核方式趨向多樣化,包括日常評價50%+期末成績50%或完成一個工作任務作為成績等。
在日常教學實施中,可通過學生問卷調查、學生座談會、教師的聽課評課、教學設計檢查等了解課堂教學實施。
在校第二年可通過綜合職業能力測評和專業技能鑒定檢驗教學效果,“下廠實習1年”中,可開展由第三方企業評價,把國家職業資格鑒定、企業評價、教學綜合評價融合在一起,檢驗培養效果,從而對整個專業課程改革的效果做全方位的系統評價。
同時通過監控、評價可檢驗同一專業各個培養層次的培養目標是否清楚,培養目標是否達到,從而反思和改進教學。
工學結合的理論與實踐一體化課程的涵義與特征
工學結合的理論與實踐一體化課程是將理論學習和實踐學習結合成一體的課程,它的核心特征是“理論學習與實踐學習相結合;促進學生認知能力發展和建立職業認同感相結合;科學性與實用性相結合,符合職業能力發展規律與遵循技術、社會規范相結合;學校教育與企業實踐相結合”,學生通過對技術(或服務)工作的任務、過程和環境所進行的整體化感悟和反思,實現知識與技能、過程與方法、情感與價值觀學習的統一。職業教育工學結合一體化課程的特點,概括為一句話就是“在工學結合的課程中,學習的內容是工作,通過工作實現學習”。即工作和學習是一體化的。
工學結合的理論與實踐一體化課程改革與實踐
1.以職業活動分析為基礎,提煉崗位典型工作任務,明確課程目標
學校組織調查小組,實地走訪了全市多個工業園區的對口企業,涉及機床制造、汽車整車生產、汽車零部件制造、飲料生產、機械零部件生產、電梯制造等20多家制造類企業,了解數控技術專業人員崗位典型工作流程、工作任務及崗位要求。在調研過程中,召開了實踐專家研討會,聽取了企業專家、技術能手、往屆畢業生和實習生的意見及建議。確定數控技術專業人員的典型工作任務主要有:機械工程圖繪制與識讀、計算機繪圖、使用普通機床加工零件、使用數控機床加工零件、零件質量檢測、機械零件工藝規程制定、機械裝配、機械設備維護維修、機械產品設計、企業經營管理等。其中機械產品設計、機械設備維護維修、機械裝配等對應課程“機械設計基礎”。根據各典型工作任務的難易程度及相關性,整合歸納專業行動領域,再進一步轉化為學習領域課程。
由此明確課程目標為:“使學生具有一定的機械設計及創新能力,具有機械設備安裝與維護的能力。同時掌握構件的受力分析與強度計算,常用機構與傳動的應用、設計與計算,常用機械部件的拆裝與維護,以及典型機械系統的使用與維護知識。為學生后續專業課的學習及機械類產品的設計、制造、檢測和維護等奠定基礎?!?/p>
2. 以典型工作任務為依據,設計學習情境,確定學習任務
學習情境是在典型工作任務基礎上,由教師設計用于學習的“情形”和“環境”,是對典型工作任務進行“教學化”處理的結果。在分析了數控技術專業學生應具備的專業能力要求的基礎上,設計了“簡易起重吊車構件的靜力分析與尺寸確定”“牛頭刨床機械傳動系統分析”“ 單級直齒圓柱齒輪減速器主要零部件的設計與選用”和“機械裝調”4個學習情境。學生通過對實際結構中構件強度的計算、真實機床傳動機構和傳動裝置的觀測與分析,基于構件尺寸確定、撰寫機構分析報告和設計選用減速器各主要零部件的工作過程展開學習,改變了過去與任務相脫離、單純學習知識的課程模式,循序漸進地引導學生掌握日后從事機械類工作應具備的與崗位工作相適應的綜合知識和技能,達到強化學生職業能力培養的目的。
學習情境設計的重點,是設計與表述能夠反映這一學習情境的學習任務。學習任務是用于學習的工作任務,全稱為“工作與學習任務”,即“用來學習的工作任務,學習的內容是工作和通過工作完成的學習任務”,又稱為“學習性任務”。學習任務是職業院校能實現的學習與工作任務,是學習領域課程的基本教學單元。本課程將4個學習情境具體化為22個學習性任務,如“單級直齒圓柱齒輪減速器主要零部件的設計與選用”這一學習情境就劃分為齒輪傳動設計、軸的設計、鍵連接的選用、軸承的選用、聯軸器的選用、螺紋連接的選用等6個學習性任務。
3.以學習情境為出發點,設計課業,編寫課業文本
課業是根據學習情境設計的、學生在教師指導下或自主完成的綜合性學習任務,是學習情境的物質化表現。它幫助學生在學習新知識技能的同時獲得關鍵能力,特別是與自我發展最緊密的學習能力。課業需要專門的文本文件來表達,主要包括針對教師的“課業設計方案”和針對學生的“學習材料”,簡稱“學材”。
“課業設計方案”是教師進行教學設計與教學實施的指導性文件,是工學結合一體化課程中采用的新型教案,主要包括學習任務、學習目標、學習內容、教學資源、教學組織與教學方法、教學流程和評價方式等。
“學材”是廣義的教學材料的重要組成部分,也稱為“工作頁”。與傳統的教科書相比,它是用于“直接幫助學生學習”的教學材料?!肮ぷ黜摗背R砸龑栴}的形式出現,因此也被稱為“引導課文”。它應從學生的工作和生活經驗出發,激發學生學習的積極性;引發學生產生問題和疑問,促進學生思考和反思;突出學生的職業活動,讓學生通過在工作情境中的經驗性學習,構建自己的知識體系。例如,在“牛頭刨床連桿機構分析”這一任務中,可從學生們熟悉的牛頭刨床切削工件的過程入手,讓學生觀察切削速度和退刀速度是否相同,激發學生的學習興趣;學生很容易觀察出刨刀慢速切削、快速返回這一運動特點,自然會產生疑問:這是什么特性?是如何產生的?繼而設置一系列引導問題:什么樣的機構會產生這種特性?速度的差異和哪些因素有關?此連桿機構的傳力性能怎樣?如何保證機構具有良好的傳力性能?讓學生藉此來學習新的知識、制定計劃、完成任務,并對獲得的工作成果和經歷的工作過程進行總結和反思;學生通過真實的機構分析過程,構建自己的有關連桿機構特性的知識體系,在獲得專業知識的同時,體驗工作世界,形成職業的認同感,并通過拓展學習“根據運動要求設計一連桿機構”來擴大學生的知識面。
4.以學生為主體,采用任務驅動、教學做一體化的教學模式
學習任務以“工作任務單”的形式下達,學生在“工作頁”的引導和教師指導下,自學、思考、查閱資料、收集信息、調研分析、制定計劃,小組協同工作,完成工作任務,提交工作成果。每項工作任務按照資訊、計劃、決策、實施、檢查、評估6個步驟完成。在完成具體工作任務的過程中,讓學生掌握基本的方式方法,訓練學生的基本設計技能和操作技能,學生始終處于教學過程的主體地位,學習的主動性積極性較高,學習效果較好。
采用“教、學、做”一體化教學。教:教會學生靜力分析和強度計算、常用機構、機械傳動及通用零部件的工作原理、類型、特點及應用等基本知識。學:讓學生真正學到常用機構、機械傳動等基本理論和失效形式及設計方法,掌握通用零部件的正確選用方法。做:讓學生真正動手,進行簡單的機械機構分析和零部件設計、裝配,掌握簡單傳動機構及傳動裝置的工作性能、維修和保養知識。
學生通過任務完成過程尋求解決問題的方法,自主學習相關知識;討論工作任務,學會與人合作,培養動手能力、職業素質和創新能力;通過匯報、答辯、演示等方式,進一步鞏固所學知識,培養組織表達能力等。教師對學生完成的任務進行總結與點評,肯定成績、找出存在的問題及解決的方法,讓學生在學習的過程中體會成就感。
5.以過程控制的理念,對學生進行綜合評價,突出能力本位考核
考核重點放在對學生的職業能力綜合評價上,考核方式采用過程考核(70%)與期末理論考核(30%)相結合的方式,綜合考核學生的知識運用能力、綜合能力。其中過程考核分為平時考核與單元考核,平時考核依據平時成績評定標準,按平時表現、出勤、作業情況進行考核,占20%;單元考核,依據單元考核評價標準,按學生完成每個學習性工作任務情況進行考核,最后計算平均成績,占50%。期末理論考核主要考核學生對基本知識、基本概念、基本原理的理解與掌握程度,以閉卷筆試的方式進行。
關鍵詞:工學結合一體化課程;五年制高職;學習方式;策略
中圖分類號:G712 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)48-0130-03
當前,我國正處于經濟社會發展的關鍵階段,工業化、信息化、城鎮化、市場化、國際化的進程不斷加快,對高素質勞動者和技能型人才提出了新的要求。五年制高職作為培養新型技能人才的重要渠道,必須堅持“以服務為宗旨、以就業為導向”的目標,創新人才培養模式,注重內涵發展,以為社會培養生產、管理、服務第一線的用得上、留得住的應用型人才為出發點和落腳點,不斷適應用人單位對技能人才的要求。探索“工學結合一體化”的技能人才培養模式,建立以職業活動為導向、以校企合作為基礎、以綜合職業能力培養為核心,理論教學與技能操作融會貫通的工學結合一體化課程體系,是提高技能人才培養質量,加快技能人才規模化培養,探索中國特色職業教育改革與發展的必由之路。
一、工學結合一體化課程及其內涵
工學結合一體化課程,是指按照經濟社會發展需要和技能人才培養規律,根據國家職業標準,以綜合職業能力為培養目標,通過典型工作任務分析、構建課程體系,并以具體工作任務為學習載體,按照工作過程和學習者自主學習要求設計和安排教學活動的課程。它明確了技能人才的培養目標,即培養其綜合職業能力,即在真實工作情境中整體化地解決綜合性專業問題的能力和相應的技術思維方式,包括專業能力、方法能力和社會能力。其課程體系源于從企業真實工作過程的代表性工作任務中提煉出的典型工作任務,教學的內容則是典型工作任務轉化過來的學習任務,實施教學以學生為中心。工學結合一體化課程體現理論教學和實踐教學的融通合一,專業學習和工作實踐學做合一,能力培養和工作崗位對接合一的特征。其直接來源是企業的典型工作任務,這就決定了它必須以校企合作為基礎,按照企業實際工作過程實施教學。也就是說,學習就是工作,通過工作實現學習。
二、五年制高職學生學習方式現狀分析
學習方式,也稱學習風格,是學習者持續一貫的帶有個性特征的方式,是學習策略和學習傾向的總和。它指的是學生在完成學習任務過程中的基本的行為和認知的取向,反映了學生傾向于以什么樣的行為和認知方式去完成學習任務,它直接影響著學生的學習結果。
1.傳統的“三中心”教學模式使學生形成了單一、被動的學習方式。受我國“重學歷、輕能力”、“重知識、輕技能”的社會文化價值取向的影響,長期以來,五年制高職教育的人才培養模式往往體現“類基礎教育”、“類高等教育”的特征。在體現以“課堂、教師、課本”三中心為主的傳統教學模式下,教學是教師對學生的“單向”培養,教師負責教,學生負責學。很少有學生自主學習的空間和時間,學生很少有根據自己的理解發表看法與意見的機會,即便是有師生互動,那也都是由教師精心策劃和安排的,學生也只能按部就班,學生的想象力和創造力無形中受到了教師的控制。教學關系成為:我講你聽、我問你答、我寫你抄、我給你收。教支配、控制學,學無條件地服從教,這形成了教師對學生的權威性和學生對教師的依賴性,學生的獨立性和個性得不到尊重和發展,致使學生形成了單一、被動的學習方式。
2.傳統的學科本位觀念遏制了學生自主學習能力的培養。受傳統學科教育的影響,五年制高職教育過分注重知識體系的完整性,課程體系和教學內容過分強調理論的系統性,缺少與社會實際、生產實際、學生生活相聯系的生動活潑的內容。教師習慣于“粉筆+黑板”的授課方式,學生習慣于聽理論、背理論、考理論的學習方式。這種學科本位觀念導致教學過程重灌輸輕引導、重接受輕探索、重理論輕實踐,使學生的創造思維和實踐能力不能得到有效的鍛煉。長此以往,這必然養成學生依賴老師講解的心理,學生惰性加大,不善于思考,不愛動腦筋。在這種只注重“教”,不考慮“學”的情況下,學生難于自主學習,也無力自主學習。
3.傳統的“師道尊嚴”使學生失去了合作、探究學習的機會。一句“一日為師終身為父”的古訓,巧妙地將師生關系血緣化、政治化、等級化。在“師道尊嚴”的幌子下,教師可以隨意對學生(甚至包括家長)發號施令、指手畫腳,學生卻不能有一點與老師要求不相符的言行,他們的聰明才智得不到展現,個性得不到張揚。課堂教學以教師為中心,學生以老師講授的內容為示范,不斷在課中、課后重復演練、模仿,他們對知識、技能的理解完全按照課本和教師的思路進行,不會也不敢對相關知識產生不同看法,提出不同意見,完全變成了接受知識的容器、唯命是從的學習“仆人”,沒有自主、合作、探究學習的機會和權利。工學結合一體化課程開發的核心,是從工作世界中尋找一系列具有職業的典型意義的綜合性工作任務,打破傳統的學科體系和教學模式,根據職業教育培養目標的要求來重新整合教學資源,體現能力本位的特點,強調學生的自主學習、合作學習、探究學習。使學生的主體意識、能動性和創造性不斷得到發展,是當前深入推進教學改革的核心任務。
三、五年制高職學生學習方式轉變的策略
轉變學習方式,就是要改變不利于學生發展的學習行為,以培養創新精神和實踐能力為主要目的,協調教學活動的整體結構,把學習變成人的主體性、能動性、獨立性不斷生成、張揚、發展、提升的過程,使學生的學習活動能夠更有效促進其發展。
1.加強專業入學教育,提高學生學習主動性。五年制高職生源中,很多都是在初中階段成績相對較差、考不上高中的學生,多數人入學動機不明確,專業選擇比較盲目。有的是服從家長意愿上學的,有的是因為同學在同一所學校上學而報考的,也有一些是因為聽說某個專業畢業后能找到好工作而就讀的,更有一部分學生是因為年齡太小只好上學混時間。他們對自己專業的學習情況不了解,對專業課程的目標與作用不清楚,因此學習積極性不高,主動性不強。專業入學教育是使學生明確專業與課程學習目標,提高學習積極性和主動性的有效途徑。首先,我們要充分發揮專業教師的作用,以專業人才培養方案為藍本,加強對新生的專業教育。我們要鞏固學生的專業思想,幫助他們了解自己的專業背景、專業特色、課程設置、就業方向等,讓他們充分認識所學專業的特點和前景,穩定其專業思想,使其樹立學習目標,激發學習興趣。其次,我們要著重介紹高職階段工學結合一體化課程的學習方式和方法,教育新生明確學習主體的角色轉變,學會利用圖書館和網絡等各種資源自我解惑,把握學習的主動權,提醒學生合理有效地安排學習時間,養成良好的學習習慣。
2.更新教學理念,促進學生學習方式轉變。工學結合一體化課程改革的核心是培養學生的綜合職業能力,強調以訓練和提高學生的技能為基點,以實現主要能力目標為主線,以市場對人才的需求為導向。這一新的教學理念促使教師必須更新教學觀念,轉變自身角色,由知識的傳授者變為學生學習的組織者、引導者和促進者,樹立起新的課程觀、教學觀和教學目標觀。課程不再只是特定知識的載體,而是教師與學生共同完成項目任務的過程;教學也不再是教學生學,而是師生交往、積極互動、共同發展的過程,是教師教與學生學的統一,其中教師只起教學的主導作用,學生才是學習的主體。新的教學目標觀也不再是單一的知識與技能,更要使學生在通過咨詢、計劃、決策、實施、控制、評估等步驟完成學習領域的同時,獲得相應的專業能力、方法能力和社會能力,促進其綜合職業能力的提升。在這樣的教學理念下,學生的學習方式勢必發生轉變,使學生懂得學習的過程不是被動地接受課本上的現成結論,而是一個學生親自參與、師生互動、生生互動的實踐與創新的過程。
3.創設學習情境,培養學生自主學習能力。工學結合一體化課程,以培養學生綜合職業能力為目標,需要學生通過小組學習或自我學習的形式,運用各種設備和材料,在教師幫助下完成實際的具有完整工作過程的學習任務,從而通過顯性學習任務的實施實現隱性關鍵能力的培養。因此,我們為學生創建類似于企業工作環境的學習情境,以典型工作任務為載體,讓學生在做中學,掌握工作崗位需要的各項技能和相關專業知識,對轉變學生學習方式、培養其自主學習能力至關重要。學生在盡量真實的職業情境中學習“如何工作”,在以項目為載體的綜合化情境中完成完整的工作過程,勢必能提高其應用知識的意識,激發學習的興趣和創新思維,更有利于其自主學習能力的培養。
4.轉變教學方式,強化學生合作、探究學習意識。工學結合一體化課程的實施強調以學生為主體,教師為主導的學習與工作過程,強調學生不斷輸出學業以驗證學習效果。傳統的灌輸式教學方式顯然不能適應新課程實施的要求,也不利于學生學習方式的轉變。因此,教師應轉變教學方式,推行行動導向教學,應用現代信息技術,多渠道系統優化教學過程,增強教學的實踐性、針對性和實效性。教師通過向學生傳授行動領域的知識,指導、引領學生按照工作過程系統化原則完成學習任務。教師要把學生置于開放的、動態的、多元化的環境中,從重教師“教”向重學生“學”轉變,調動學生學習積極性和主動性。在教學流程設計上,教師由重結果向重過程轉變,將關注的重點放在提供給學生更多地獲取知識的方法和渠道上,讓學生明白怎樣學,引導學生進行自我評估,激發學生積極參與討論,充分發揮學生的主體作用,強調學生之間的合作和交流,使他們在合作學習、自主探究中獲得一種新的學習體驗,從而進一步強化學生的合作、探究意識。
當今,轉變學生的學習方式已成為職業院校教育教學改革的必然要求,也是一種學習理念的根本性轉變。工學結合一體化課程,以學生為主體的行動導向教學過程,正是師生解放思想、更新觀念、轉變學習方式的過程。這種教學模式不僅大大提高了學生的學習興趣和學習過程的參與度,更使其從以往的被動學習轉變為主動學習;不僅強化了師生間的交流,活躍了課堂氣氛,更使學生的創新、創造思維模式得到了提高;不僅重視知識本身的獲取,更注重獲取知識的方法和學生自身綜合職業能力的提升。這一以校企合作為基礎、以綜合職業能力培養為核心,理論教學與技能操作融會貫通的課程體系必將對學生學習方式的轉變產生積極影響。
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【關鍵詞】工學結合;課程體系;數控加工
隨著經濟社會的發展,企業對技能人才的需求日趨旺盛,職業教育也越來越受到國民的關注,職業院校的人才培養質量和就業質量就顯得尤為重要。因此,為了培養出高質量的技能人才,各職業院校都在大張旗鼓地進行人才培養模式改革,工學結合一體化課程已經成為了引領中國職業教育人才培養模式改革的領頭羊,代表著中國職業教育課程改革的發展方向。
1.課程改革的現狀
1.1 課程改革的發展歷程
縱觀我國職業教育課程改革的發展歷程,大致經歷了三次浪潮,第一次浪潮大約在20世紀80年代中后期至90年代初,課程改革的重點是強調建設學科體系和實踐體系雙軌制的課程體系;第二次浪潮在20世紀90年代中后期至21世紀初,課程改革的重點是強調建設能力本位的模塊化職業教育的課程體系;第三次浪潮在2006年以后,課程改革的重點是開始探索建立基于工作過程系統化的工學結合一體化的課程體系[1]。2006年啟動的國家示范性高職院校建設計劃和國家精品課程建設項目,以及2010年啟動的國家中等職業教育改革發展示范學校建設計劃項目,均對建立工學結合一體化課程(下文簡稱“一體化課程”)提出了明確的要求。
技工院校的一體化課程改革起步較晚,2009年7月國家人力資源和社會保障部(以下簡稱“人社部”)印發了《技工院校一體化課程教學試點工作方案》,并在17個?。ㄗ灾螀^、直轄市)確定了25所試點院校,這標志著技工院校的一體化課程改革正式拉開了序幕。
1.2 現有數控加工專業一體化課程存在的問題
數控加工專業是人社部確定的首批5個一體化課程教學改革試點專業之一,該專業在一體化教學改革方面已經取得了一定的成績,人社部已于2011年頒布了數控加工專業中級工培養層次和高級工培養層次的一體化課程標準,并于2012年正式出版了《零件普通車床加工》、《零件普通銑床加工》、《零件鉗加工》3門一體化課程教材。
但是,人社部此次出臺的數控加工(數控車工方向)專業(中、高級工)一體化課程標準存在一定的局限性,高級工培養層次的課程設置是基于中級工培養之后的課程,課程內容不包括中級工層次所學的內容,具體課程設置見表1。
實際上,絕大多數技工院校中的高級班既有中級工升為高級工的,還有相當一部分生源是高中畢業生,而且隨著職業教育吸引力的增強,高中畢業的生源會愈來愈多。所以,學校須從實際情況出發,在高級工培養層次,應針對不同的培養對象制定不同的人才培養方案。課題組在調研中發現,目前多數技工院校的數控加工專業一體化課程或多或少地存在一些問題:①培養定位不準,中級工培養層次與高級工培養層次的能力培養界限不清;②借鑒別人經驗時生搬硬套,課程設置不考慮學校的自身條件;③課程開發過程相對封閉;④忽視學生的主體地位等。
表1 數控加工(數控車工方向)專業(中、高級工)
一體化課程設置(人社部頒布)
編號 職業發展階段
(職業資格等級) 一體化課程
1 中級 零件的鉗加工
2 零件的普通車床加工
3 組合件的加工與裝配
4 數控車編程與模擬加工
5 零件的數控車床加工
6 產品質量檢測
7 高級 配合件的數控車床加工
8 數控車床的精度檢測
9 異型件的數控車床加工
10 計算機輔助編程與加工
11 零件的數控銑(加工中心)編程與模擬加工【選修】
12 零件的數控銑(加工中心)加工【選修】
2.數控加工專業高級工層次一體化課程體系的構建
我們在吸取國內外職業教育課程建設先進理念和課程體系開發經驗的基礎上,遵循以就業為導向,以培養學生的綜合職業能力為目標,以典型工作任務為載體,以學生為中心,以基于工作過程為導向的教學方式來設計課程內容的基本原則,結合本校的設施設備等硬件資源和學生的特點,著重從課程調整方面入手,構建了職業實踐導向的數控加工專業高級工培養層次的一體化課程體系。
2.1 一體化課程體系的構建
課題組在借鑒國內外課程開發經驗的基礎上,自行開發了數控加工專業一體化課程體系,開發過程主要分以下幾個階段[2]。
圖1 數控加工專業一體化課程體系開發過程
第一階段:行業情況分析。
收集行業企業經濟技術發展的基礎數據,主要目的是從宏觀上把握行業企業的人才需求和職業教育現狀。
第二階段:工作分析。
對該專業各崗位工作的性質、任務、責任、相互關系以及任職人員的知識、技能和條件進行全面和系統的調查分析,物色參加實踐專家研討會的實踐專家。
我們主要完成以下三個方面的工作:①調研了江西、廣東、江浙等地的部分現代制造企業與數控加工相關崗位的人才需求;②對現代制造企業的工作流程以及部門和崗位設置情況進行了調研;③調研了本專業所對應的核心崗位或崗位群中需要完成的工作任務及完成該任務需要的核心職業能力。
第三階段:典型工作任務分析。
召開實踐專家研討會,確定本專業的典型工作任務的名稱及其基本內涵(工作過程、對象、方法、工具、勞動組織形式、工作要求等)。
第四階段:學習領域描述。
實踐專家和專業教師將典型工作任務轉換為學習領域,形成專業課程方案和課程標準。
第五階段:學習情境與課業設計。
專業教師和部分實踐專家采取小組討論方式,選擇出合適的學習情境并排序,小組同時對學習情境進行了描述;分析各個學習情境之間的聯系,確定學習目標;編寫工作頁和評價表等學習資料。
第六階段:課程實施與評價。
①課題組確定2012級高級數控加工班(高中起點)為試點班級,從2012年9月份開始實施一體化教學;②根據一體化教學要求建立起相應的一體化教學環境(一體化教室、一體化教學資源等),并選擇參加了人社部一體化師資培訓的教師執教;③全程對教學過程進行觀察、控制和評價。
2.2 一體化課程體系的內容
經過前期的市場調研和崗位分析,確定了數控加工專業高級工的培養目標是:培養熟悉企業生產一線數控加工崗位的工作現場管理,能獨立完成工藝制定、復雜零件加工等常規性工作,并能解決機床精度調整和故障診斷等常見的現場問題的具有職業生涯發展基礎的高技能應用型人才。
根據培養目標,按照學生的認知規律和職業成長規律,構建了數控加工專業高級工培養層次(高中起點)一體化課程體系,如圖2所示。
圖2 數控加工專業高級工培養層次(高中起點)
一體化課程體系
2.3 一體化課程體系的實施
全學程劃分為三段,(下轉第106頁)(上接第103頁)第1~4學期為素質培養和專業能力培養階段,完成素質養成、數控加工專業典型工作任務的學習,培養學生的專項技能,增強崗位的適應性;第5學期是職業能力強化與拓展階段,學生可根據興趣和就業崗位自行選擇學習內容,增強崗位的針對性;第6學期是職業能力應用培養階段,學生到企業頂崗學習,培養學生的職業素質和能力,便于學生畢業后與就業崗位實現無縫對接。
3.結論
我們在試點班級運用行動導向教學法,通過創設真實的職業情境,使學生能夠置身于真實或模擬的工作世界中,做到學習領域與工作領域一致,學習過程與工作過程一致,學習任務與工作任務一致,學生通過過程完整的具體的工作活動,從中獲取工作過程知識,有效地激發了學生的學習熱情,培養了學生的語言表達能力、分析問題和處理問題的能力等綜合職業能力。根據公開教學和教學測評得到的反饋信息,師生普遍反映教學效果良好。
參考文獻:
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課題項目:本文系江西省技工院校2011年省級教學研究課題《數控加工專業一體化課程體系開發與實踐研究》(課題編號:JXJGYX-2011-40)的階段性研究成果。
作者簡介:
論文摘要:本文以全國大學生工程訓練綜合能力競賽為例證,就如何深化工程綜合能力訓練教學改革的相關問題進行了探討。
全國大學生工程訓練綜合能力競賽是教育部、財政部開展的“本科教學質量與教學改革工程”資助競賽之一,是基于國內各普通高等學校綜合性工程訓練教學平臺,面向全國在校本科生開展的科技創新工程實踐活動。它不同于已開展的數控技能大賽和機械設計大賽,更加突出綜合性、實踐性、設計性、研究性和創造性,充分體現了綜合性工程訓練的特點。它以競賽活動為平臺,以能力培養為核心,以培養學生的創新精神、實踐動手能力、工程應用能力、工程管理能力及團隊合作能力為根本,推動學生了解工程環境、建立工程意識,逐步掌握現代工業生產、工藝、技術、管理等方面的基本知識、基本技能和基本素養。可見,工程訓練綜合能力競賽的目標與教育部組織實施的“高等學校本科教學質量與教學改革工程”的要求是一致的。因此,我們應以工程訓練綜合能力競賽為契機,深入推進工程綜合訓練教學改革。
工程綜合能力訓練不同于工程認知實習,也不同于工程技能訓練。工程認知實習強調大工程背景教育,工程技能訓練注重實踐操作技能培養,而工程綜合能力訓練則致力于創新精神、工程應用綜合能力及團隊協作能力等方面的培養。工程綜合能力訓練的特定目標,決定了這種訓練不能再沿襲以往的教學思維,必須進行相應的調整。據此,筆者就如何深化工程綜合能力訓練的相關問題進行了探討。
一、適應教學對象
從本質上講,工程綜合能力訓練是一種項目式的過程訓練。學生在教師的指導下,作為項目主要承擔者將全程親歷整個項目的運行過程。在這個過程中,培養學生的項目管理能力、生產組織能力、設計制造能力、檢測裝配能力、成本控制能力,以及團隊協作能力。
然而,讓某個專業的學生完全具備工程訓練項目所涉及到的所有領域的知識是不太現實的。因此,教學對象的構成必然要打破學科界限、甚至是年級界限,實現教學對象的自由優化組合,形成一個真正意義上的項目團隊,這是其它課程和訓練項目所不具備的特點。
以首屆全國大學生工程訓練綜合能力競賽為例,要求完成一套帶底閥的圓筒形容器的設計、加工、檢測、機器人組裝及方案分析。完成這一項目,至少需要產品開發管理、機械設計制造、產品檢測裝配、成本分析控制等幾個領域的知識,這就要求參與的學生應分別來自不同的專業,共同組成一個項目團隊,在項目運行過程中,各展所長,相得益彰。
二、調整教學內容
工程綜合能力訓練的教學內容應根據具體的訓練項目做相應調整,既不能“刻舟求劍”,也不宜“任性而為”。應當潛心研究具體的教學對象,因材施教。
在教學內容的組織上,應設計能夠培養學生的綜合分析、創新設計、工藝設計、實際操作、成本分析和工程管理等方面能力的教學模塊。
首屆全國大學生工程訓練綜合能力競賽就明確了以下要求:在綜合分析能力方面,要求學生能正確理解和表述題目意圖、運用所學理論知識綜合分析問題,提出合理的工作方案;在創新設計能力方面,在要求參賽學生完成指定功能部件或裝置的規范設計的同時,給予他們以較大的創新、探索空間;在工藝設計方面,以培養學生的工藝綜合應用能力為主的目標具有一定的難度;在實際操作方面,包含加工操作、裝配與調整操作、檢測及數據處理操作等內容;在工程管理綜合應用方面,則要求學生就相應的工藝、成本、過程管理進行綜合性設計、分析、處理和必要的模擬。
三、優化教師隊伍
在以學生為主體的前提下,教師是決定教學成敗的關鍵因素。工程綜合能力訓練的教師隊伍應該因教學目標的改變、教學對象的改變而實現優化重組。由某個指導教師針對某個專業班級的學生采用統一的、集中的教學方式和教學內容,在新形勢下是行不通的了。應該結合具體的工程訓練項目,由不同領域的指導教師組成專門的教學團隊,然后分別對教學對象進行有針對性的訓練。工程訓練項目與教學試驗不同,它更強調實踐性和應用性。因此,工程綜合訓練的指導教師除具備豐富的理論知識外,還應當具備一定功底的工程實踐能力,否則難以勝任教學任務。
在這次全國大學生工程訓練綜合能力競賽活動的準備中,重慶科技學院工程訓練中心就組織了具有企業工作經歷的教師,其中既有項目運作管理、機械設計制造方面的人才,也有成本分析控制及檢測裝配分析方面的熟手,由這些專任教師組成特定的教師團隊共同指導競賽項目,無疑能收到事半功倍的效果。
四、靈活教學方式
工程綜合能力訓練歸根到底是實踐性項目,采用課堂理論教學是遠遠不夠的。項目運作的成功與否,在很大程度上取決于項目成員之間的溝通協調,因而項目會議必不可少。教師與教師之間,學生與學生之間,以及教師與學生之間都要進行有效的溝通。這一環節顯然不同于輔導答疑,但它在增長知識和才干方面的功效卻是顯而易見的。由此,可將項目會議看作一種教學方式,以便于實現教學相長。
當然,項目是做出來的,不是講出來的。所以,現場教學實踐是另一種非常重要的教學方式。指導教師不僅要有將項目做出來的本領,還要有一步一步地指導學生具體實踐操作的能力。以現場加工為例,指導教師不僅要指導學生掌握安全操作規程、設備操作技能和設備維護保養方法,更要教會學生如何正確使用工具,如何加工合格零件,以及如何應對異常情況,等等。顯然,這不是一件輕松的事情。為了讓學生能在較短的時間內對所涉及的專業知識有一定的了解,開展專題講座是一種常用的教學方式。重慶科技學院就曾為競賽項目開展了工程項目管理、新產品開發、機械加工工藝、數控編程基礎、產品質量檢測等一系列專題講座,取得了較好的效果。
五、更新教學設備
完全依賴傳統教學設備來開展工程綜合能力訓練是不現實的,甚至因此而無法實現訓練目標。比如,在新產品開發中應用非常廣泛的逆向工程技術,就需要三坐標測量儀、快速原型制造機床等先進設備;復雜型面的制造更是離不開數控設備。此次全國大學生工程訓練綜合能力競賽則明確要求采用機器人、數控設備等先進設備??梢?更新教學設備是搞好工程綜合能力訓練的必要措施。
依照《普通高校工程訓練中心建設基本要求》規定:先進制造技術和先進管理方法的訓練,要求占總實習時間的20%~35%。這就要求配置一定數量、不同種類、具有先進制造技術水平的設備,比如數控機床、特種加工設備等,不斷提高新技術、新工藝、新設備的數量和檔次。在條件允許的地方,還應規劃建設局域網條件下的技術集成制造系統。
工程綜合能力訓練對于增強學生工程實踐能力,提高學生綜合素質,培養他們的創新精神和創新能力是十分有益的。培養“卓越工程師”的新要求,也促使高校相關部門和人員加快實踐教學的改革步伐,以全國工程訓練綜合能力競賽為契機,不斷深化工程綜合能力訓練改革。
參考文獻:
[1]左時倫.數控車削綜合訓練課程改革的探索與實踐[j].新課程研究(職業教育),2008,(10).