课程教学工程造价论文范文
课程教学工程造价论文范文第1篇
(哈尔滨理工大学 经济学院,黑龙江 哈尔滨 150080)
摘 要:分析当前高校金融工程教学中存在的主要问题,结合理工科院校的特点,明确课程教学目标,从教学内容、教学方法与教学效果三方面对金融工程教学模式进行全面优化设计,有利于提高学生量化分析能力与计算机应用能力,将理论知识有效运用于金融实践。
关键词:金融工程;教学模式;理工科院校
中图分類号:G642 文献标志码:A
引言
金融工程是20世纪80年代末在欧美发达国家兴起的新兴学科,首次将工程思维引入到金融领域,综合运用各种工程技术方法开发设计各类创新性金融产品,以有效解决各类金融领域问题,其发展对金融产业乃至整个经济领域都产生了极其深远的影响。我国从20世纪90年代末引入金融工程思想,随着我国金融市场改革与快速发展,金融工程在实践中的应用日益广泛,金融机构以及企业对金融工程人才的需求与日俱增。目前,金融工程已经被教育部列入金融学专业本科生必修的核心专业课。
作为一门交叉性学科,金融工程融合了现代金融学、工程方法与信息技术等多学科领域的知识,涉及到大量的数学推导与计算机应用,同时,该学科以现实金融问题为出发点,强调创新思维与实际应用。上述特点决定了金融工程课程教师授课与学生理解接受的难度,然而与财经类院校相比,理工科院校金融学专业学生在本门课程的学习过程中更具优势。以哈尔滨理工大学金融学专业为例,所招收的本科生均为理科学生,具有良好的数学基础;课程团队中教师的教育背景和研究领域广泛涉及系统工程、统计学等;计算机科学与技术学院、应用科学学院等其他院系可提供跨学科领域的知识支持。在充分考虑理工科院校金融学专业自身优势与外部有利条件的基础上,以提高学生计算与数据分析能力为目标,通过对多年教学经验的总结梳理,设计课程教学内容,创新教学手段与方法,引入教学效果反馈评价,以实现从“讲什么——如何讲——效果如何”的教学模式全过程优化。
一、当前金融工程课程教学中存在的主要问题
(一)相关辅助性课程支撑不够
金融工程是金融学、数学、计算机等多学科交叉形成的应用性学科[1]。基于此,金融工程课程的教学,需要金融学各专业课程以及数学、计算机等非金融课程的支持。与财经院校相比,理工科院校学生的数学基础相对较好,但仅涉及高等数学、线性代数、概率等基础数学课程,随机过程、泛函等知识并未涉及,导致期权定价等数学推导无法展开。另外,大多数高校金融专业本科生并未开设C语言、VB等计算机编程课程,学生对编程语言非常陌生,动手能力较差,导致金融工程实验教学效果不理想。
(二)教材内容与中国实际脱节严重
我国金融工程教材内容主要有以下两大倾向:第一,过分注重金融工程理论数学推导,学生理解接受非常困难,实际应用内容较少,难以通过以应用为导向调动学生的学习兴趣;第二,主要参考国外教材编撰,案例均为国外成熟市场案例,由于我国衍生品市场尚处于起步阶段,期货、期权及互换等衍生工具交易与国外差距甚远,学生很难做到理论与实际相结合,并且对其毕业后从事相关工作亦难以起到指导作用。
(三)教学方法综合运用及灵活性较差
当前高校金融工程课程教学仍以教师讲授为主,采用板书或多媒体教学方式,大量的公式推导很容易使学生产生厌学情绪,并且学生被动接受所学知识,难以发挥其学习主动性。部分青年教师尝试改变教学方式,采用讨论式教学和分组探究式学习,但由于缺乏科学设计,教师在课堂上的引导作用并未有效发挥,不仅没有使学生掌握金融工程解决问题的思维,提高学习兴趣,反而浪费课堂时间甚至不能完成教学任务。
(四)实训与实践环节不足
理论教学内容只有通过实训与实践,才能被学生真正理解与接受。当前,大部分高校仅针对金融工程课程开展实验课程,而忽视实训与实践环节。实验作为金融工程理论知识的巩固、验证过程,与实际操作尚有一定距离[2]。授课过程中,虽然讲授了期货、期权等交易机制、定价、套期保值策略等内容,但学生不了解在实际中如何运用。由于期货、期权等衍生品的实际交易,资金门槛较高且风险极大,学生自己难以进行实践,无法将所学的知识进行实际应用。
二、理工科院校金融工程课程教学模式优化设计
教学模式作为开展教学活动的一整套方法论体系,是在一定教学思想或教学理论指导下建立起来的、较为稳定的教学活动框架和活动程序[3]。课程教学目标的科学合理定位是教学有效开展的关键与前提,结合理工科院校的特点,将金融工程课程教学目标定位为:通过本课程的学习,学生具备较强的计算与数据分析能力,能够自觉地对金融实践中存在的问题进行反思并提出有效解决方案。金融工程课程教学模式由教学内容、教学方法与教学效果评价三部分构成。通过对每一部分进行优化设计,以实现教学模式的整体优化。
(一)课程教学内容优化
金融工程课程教学内容包括理论教学内容与实践教学内容两方面,充分考虑二者的有效衔接,并注重实际应用。理论教学内容:将微积分、数理统计、随机过程等数学知识融入到金融工程理论教学内容之中,围绕远期、期货、期权与互换四大基本金融衍生品,讲解其设计思想、定价原理、交易机制与应用策略等,提高学生的量化分析能力。与课程知识点相结合,构建金融工程教学案例库,重点收集整理国内案例,加深学生对理论实际运用的理解。实践教学内容:建立涵盖实验与实训的金融工程课程实践教学体系。实验内容的设计注重Excel、SPSS、MATLAB等各类软件与VBA等编程语言的使用,巩固、验证理论知识的同时,提高学生的计算机应用能力。金融工程课程实训包括校内与校外两个层次,校内实训通过模拟衍生品交易环境对学生进行实操培训,如钱龙金融教学软件,并可组织学生参加期货、期权等模拟投资大赛;校外实训通过校企联合的方式,在周末或假期时间带领学生到金融企业进行认识实习或定岗实习[4],使学生感受实际工作环境并进行基本的实务操作。
(二)课程教学方法设计
课程教学内容设计保证了本门课程的授课深度与特色,为使学生能够较好的理解和掌握,借鉴建构主义理论思想,强调学生是学习的主体,是信息加工的主体以及知识的主导建构者[5],设计金融工程课程教学方法。第一,情景创设。创设与课程知识点相关的、尽可能真实的情境,有利于学生利用原有知识及学习经验去同化新的知识,快速理解和接受课程各章节的重点与难点。第二,信息资源设计。引导学生充分利用学校图书馆、互联网等信息资源,确定课程知识点所需的信息资源类型以及不同资源在课程学习中的地位与作用。第三,自主学习设计。给出与课程知识点紧密相关的实际案例或问题作为自主学习任务,同时给出完成任务的相关线索,鼓励学生独立探索。第四,协作式教学策略设计。在学生个人自主学习的基础上,由教师组织引导学生开展小组讨论,鼓励学生提出自己的观点。第五,学习过程与学习效果评价。采用多样化的评价标准与评价方法,对学生的学习过程进行动态、持续的评估。
(三)教学效果评价与反馈
学生是教学效果好坏的最佳评判者,以金融工程课程教学目标为依据,建立以学生为主的教学效果评价体系,具体包括以下三个主要环节:一级评估为学生反馈。通过座谈、问卷调查等确定学生对本门课程的喜爱程度,具体包括学生对课程教学内容、教材选用、教学方法等方面进行评价与反馈。二级评估为学习效果。通过分组讨论、课堂测试等方式,考察学生通过课程学习后的知识与技能所能达到的层次。三级评估为行为变化。采用正式或非正式测试,确定学生通过学习发生的行为改进的程度。考察学生主动学习、合作学习及探究性学习的进展情况,能否将理论知识运用于实践。教学效果评价为课程教学内容与教学方法的进一步修正完善提供依据,从而形成金融工程课程教学的良性互动与动态反馈循环。
三、结束语
以金融工程课程为载体,将数学与信息技术知识贯穿于课程之中,注重理论与实践的有效衔接,优化设计教学模式,全面提高学生量化分析能力與计算机应用能力,突出体现理工科院校金融学专业本科生培养的特色与优势,从而更有利于其与财经类院校学生竞争,为其进一步研究生学习或者从事金融机构研发工作奠定坚实基础。
参考文献
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基金项目:哈尔滨理工大学教育教学研究项目(编号:220140018)
作者简介:徐玉莲(1980-),女,黑龙江哈尔滨人,博士,副教授,研究方向为金融工程与金融创新。
课程教学工程造价论文范文第2篇
摘要 基于“技术+管理”应用复合型人才培养目标对农业资源与环境专业课程教学实习体系进行了构建,把“技术+管理”应用复合型人才培养目标分解为资源高效利用、环境监测评价及保护、信息技术应用3个领域的技术和管理能力培养,构建了3个领域技术和管理能力培养的具体专业课程实习体系,并提出了保障课程实习教学的保障措施。
关键词 培养目标;复合型;课程实习;保障措施
doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2020.16.080
Construction of Professional Course Practice System Based on Training Objectives—Taking the Specialty of Agricultural Resources and Environment as an Example
FAN Hai-rong, WU Su-xia, CHEN Li-na et al
(College of Agriculture and Biotechnology, Hebei Normal University of Science and Technology, Qinhuangdao, Hebei 066004)
Key words Training objectives;Compound type;Course practice;Safeguard measures
基金項目 河北科技师范学院2019年教学研究项目(JYYB201903);2012年河北省高等教育教学改革研究项目—二级学院科学发展体系及综合改革模式研究(2012GJJG095);2019—2020年度河北省应用技术大学研究会课题(JY2019052)。
作者简介 范海荣(1979—),女,山东陵县人,讲师,硕士,从事生态环境的污染与治理研究。
收稿日期 2020-02-27;修回日期 2020-03-19
新的时代背景下,农科高等教育迎来了新的发展机会,为了培养新时代的农业科技人才,农业资源与环境专业提出了“技术+管理”应用复合型人才培养目标。为了满足人才培养目标的要求,专业课程实践体系需要不断完善、创新。
1 研究背景
1.1 新时期对农科高等教育的要求
随着社会的飞速发展,5G时代来临,生物技术、人工智能、大数据分析、互联网营销等新技术、新手段的应用,给农业发展带来了前所未有的机遇,而传统的农科教育已经不能适应新时期农业的发展需要,传统农科在资源集约利用、生态文明建设、新技术的应用等方面略显不足。因此融合新技术、新理念、创新人才培养方式,拓展学科内涵,是农业高等教育改革的新方向[1]。
2012年,教育部提出了“卓越农林人才培养计划”,旨在培养能够解决农林业生产实际问题能力的高水平应用型人才[2-3]。2019年教育部在安吉县召开了新农科建设研讨会,高等教育司司长吴岩在会上指出新农科建设要肩负“四大使命”,主动服务好脱贫攻坚、乡村振兴、生态文明和美丽中国建设,加快培养创新型、复合应用型、实用技能型农林新才。
1.2 新形势下农业资源与环境专业的人才培养目标
农业资源与环境专业是为了实现农业发展过程中资源高效利用、解决环境问题、保证农产品安全、促进生态文明建设而开设的专业。在加强生态环境和“三农”建设的国家发展战略和新农科建设背景下,围绕振兴乡村经济和推进生态文明建设,进行培养目标、培养方案、课程体系、实践教学等方面的改革,为美丽乡村发展提供更强有力的人才支撑,是农业资源与环境专业改革的新要求。所以新形势下农业资源与环境专业就是要培养掌握植物、水肥、土地等资源高效利用的技术与方法,掌握环境污染的调查、监测、取样检测、质量评价预测、预防与治理措施等技术与方法,掌握利用信息技术对农业资源与环境进行开发、利用与保护及退化防治等宏观管理与决策能力的“技术+管理”应用复合型人才[4]。
1.3 实践教学对“技术+管理”应用复合型人才培养的作用
实践教学是培养创新型、应用复合型、实用技能型人才的重要手段和重要环节[5-9]。农业资源与环境专业具有很强的实践应用性,为了实现培养目标,在教学过程中河北科技师范学院设置了4年不断线的实践教学体系。其中专业课程教学实习是实现“技术+管理”应用复合型人才培养目标的重要手段和途径,专业课程的开设具有体系性,贯穿专业学习的整个阶段,开展教学实习,针对某个方面的专业技能、应用操作能力培养更具有针对性,更能把某一领域的新技术、新思想融入到实习中来,拓展学生的视野,提高学生的创新能力。
2 “技术+管理”应用复合型人才培养目标下专业课程教学实习体系的构建
专业教学实习对于巩固加深课堂理论知识、培养学生的专业技能,提高动手操作能力,掌握学科前沿技术等方面起到非常重要的作用[10]。单个课程的教学实习教学内容自成体系,有利于学生分门别类地掌握相应专业的技能。综合教学实习则可以让学生把所学的专业知识、技能融会贯通,提高学生分析解决问题的能力、创新思维能力和综合素养[11]。
农业资源与环境专业“技术+管理”应用复合型人才培养目标具体可以分解为资源高效利用、环境监测评价及保护、信息技术应用3个领域的技术和管理能力的培养,从而要从3个领域建设相应的课程教学实习体系(图1)。
2.1 资源高效利用技术和管理能力培养专业课程教学实习体系建设
资源高效利用技术和管理能力主要让学生具备土壤肥力状况鉴定、植物营养状况诊断与测土配方施肥技术、肥料生产工艺技术等能力。为达到培养效果,可以设置地质与地貌学课程实习、土壤学与土壤地理学课程实习、植物营养学课程实习、施肥原理与技术课程实习、肥料生产原理与工艺课程实习等。地质与地貌学实习主要让学生掌握野外地质调查的方法,了解地貌、岩石、地质构造对土壤发育和农业生产的影响;土壤学与土壤地理学实习主要让学生掌握土壤的形成因素及分布规律,通过土壤剖面鉴定土壤类型,针对不同土壤类型的特点提出土壤利用、保护和改良措施。植物营养学实习主要让学生掌握营养液的配置方法与技术、水培和盆栽和田间实验的方法、植物缺素的鉴定等;施肥原理与技术课程实习主要让学生通过各种数学模型和专家系统掌握不同作物的需肥特点与施肥技术等;肥料生产原理与工艺课程实习让学生掌握化肥、有机肥、复合肥的生产工艺流程,掌握影响有机肥发酵的有关因素及其控制、加工技术,有关生产设备和仪器仪表的工作、操作原理,肥料的营销管理等技术和管理方法。
2.2 环境监测评价及保护领域技术和管理能力培养专业课程教学体系建设
环境监测评价及保护技术和管理能力则主要让学生具备环境规划与管理、环境监测、检测、质量评价技术,污染防治技术等。为达到培养效果,可以设置环境监测课程实习、环境质量评价课程实习、环境工程课程实习、环境规划与管理实习等。环境监测实习主要让学生掌握大气、水、土壤环境检测的监测内容,各种污染物的检测方法与监测技术,各种监测设备的使用方法等;环境质量评价课程实习主要让学生掌握环境质量评价的方法、技术和手段,掌握不同项目环境影响评价的侧重点,学会编制环境影响评价报告;环境工程实习主要让学生掌握大气污染物处理设备的原理与工程要求;污水处理厂、垃圾填埋场的建设要求与关键技术等;环境规划与管理实习主要让学生掌握环境功能区划的要求、环境现状的评价方法及预测方法、规划与管理技术。
2.3 信息技术应用领域技术和管理能力培养专业课程教学体系建设
信息技术应用领域技术和管理能力培养主要让学生掌握利用 “3S”技术对资源与环境的开发、利用与保护及退化防治等方面进行管理和决策。为达到培养效果,可以设置测量学课程实习、遥感与信息技术课程实习、土壤资源调查与制图课程实习等。测量学课程实习主要让学生掌握测量相关测量仪器的使用方法,角度、距离和高程测定的方法等;遥感与信息技术课程实习主要让学生掌握遥感影响的处理和自动分类技术,地理信息系统软件的基本操作,空间分析和专题图制作技术;土壤资源调查与制图课程实习主要让学生掌握利用遥感影像调查土壤及土地利用现状的方法与技术,利用地理信息系统软件完成数字化、质量评价等技术和方法。
2.4 专业模块综合实习对“技术+管理”应用复合型人才的培养
农业资源与环境专业是一个多学科交叉的专业,专业课程之间前后联系紧密,根据课程之间的联系,建立了资源高效利用模块和环境监测评价及保护模块,把信息技术应用到这2个模块中来,设置专业模块综合实习1——土壤精准施肥技术实习,专业模块综合实习2——水环境调查与质量评价实习。在实习的过程中,教师提出实习任务,指导学生撰写实习方案,学生独立开展样品采集、项目测定、数据处理、结果分析、措施建议,最后完成综合实习报告的撰写,在整个实习过程中学生是主体,教师只进行跟踪指导,在这个过程中,学生把所学的知识和技能串联起来,提高了学生的科研素养和创新能力[11-12]。
2.5 专业课程实习体系建设对“技术+管理”应用复合型人才的培养的作用
通过课程实习体系建设实施,可以让学生系统的掌握资源高效利用、环境监测评价及保护、信息技术应用3个领域的相关知识和技术,并通过综合实习,把信息技术实际应用到生产实际问题中去,让学生学会利用信息技术高效地解决精准施肥的问题及技术,以及学会实际环境要素的环境影响评价工作,让学生把所学课程体系的相关内容和技术串联在一起,形成知识技术体系,能够利用新技术解决实际生产问题的能力,成为懂得“技术+管理”知识的应用复合型人才。
3 专业课程实习的保障措施
3.1 课程教学实习教师队伍建设
要想保證课程教学实习的质量效果,必须具有一支掌握新技能、新学科前沿知识和实际生产操作能力的实习指导教师队伍。可以通过企业实践锻炼培训、学历培养、在岗培训、参加职业资格证书考试、参加各种技能竞赛等方式,掌握行业的最新技术成果,全面更新课程知识和专业新技能,保证实习教学质量的提高。同时学校还可以聘请企业里的专家、核心技术人员指导实习,为学生带来生产一线的新工艺技术,提高学生的技术水平和管理能力。
3.2 加强硬件设施建设
要想让学生掌握最先进的技术,必须加强学校硬件设施建设,加大经费投入力度,购买先进的仪器设备,完善实验室建设,建设成功能区分明确、专业特色突出的实验室。建设相应的资源高效利用功能室、环境监测评价及保护功能室、信息技术应用功能室。相关功能室配备相应的大型先进仪器设备,让学生掌握相应模块的最新设备技术操作,提高解决问题分析问题的能力,把学生培养成主动思考型、创新实践型人才[11,13]。
3.3 加强实习基地建设
与一些相关的企事业单位产学研相结合,协同办学,为学生提供稳定、丰富的实习基地[11,13]。与地质生态公园、农业合作社、有机肥料厂、土壤肥料公司、测土施肥公司合作,形成资源高效利用实习基地。与环保监测、检测公司、当地的污水处理厂、垃圾填埋场、环境影响评价公司、土壤修复公司等单位合作,成立环境监测评价及保护实践平台;与遥感技术应用公司、地理信息系统应用开发公司等单位建立联系,形成信息技术应用实践平台。
参考文献
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课程教学工程造价论文范文第3篇
【摘 要】本文研究计算机工程“科—产—教”跨学科教学理论其同源融生、多元互补、流动开放、合力增值的作用机理,从计算机工程跨学科移植教学、“科—产—教”整合与重构、生产式建构主义实践教学等方面探索其应用,选择并整合了“支持模式+合作模式”“科学模式+实践模式”“解放模式”等三种教学理论的应用模式。
【关键词】计算机工程 “科—产—教” 跨学科 教学理论
“科—产—教”融合跨学科教学是发挥高校教师科研能力强、理论知识水平高的作用,走出校园与企业深度合作开发科技产品,并以科研和产品生产过程、管理过程等多学科知识融合体系产生的实践成果反哺教学,形成跨学科校企协同育人生态环境,推进学科专业、课程群体的教学紧贴科研技术进步和生产实际,有效开展实践性教学,充实课堂教学。计算机工程是一个以计算机相关知识为核心的综合性强、实践性强的学科,其跨学科教学涵盖网络工程、软件工程、电子技术、信息安全、通信工程、物联网应用技术、自动化控制、项目管理、企业管理、人文地理等相关专业与课程,是培养新一代信息技术高水平跨专业、跨行业工程技术人才的有效手段,适应了企业产品融合科技、人文、管理等跨界思维结晶。在计算机学科的科研、生产、教学过程中,可以构建一个跨学科、课程群体集聚发展的知识网络,建立“科—产—教”跨学科新型教学理论,通过科研与教学主线,将若干知识、技能联结起来在企业生产中检验,推进新型教学体系发展。
一、单一学科教学存在的问题
传统计算机工程单课程教学模式欠缺学科之间互动性和关联性,难以支撑新一代信息技术发展对复合型工程技术人才的综合素质培养需求。随着大数据、云计算、物联网等新兴技术的发展,目前要解决一个实际问题所需的知识跨度越来越大,单一课程甚至是单一学科的课程体系往往只能解决问题的某一个方面,忽略了综合素质的一体化发展,需要把关联学科技术创新、课程教学与社会、企业一线生产需求结合起来。
计算机工程跨学科教学体系不健全,缺乏融合科技创新,无法应对教学和企业生产实践过程中出现的社会化多元格局需求。跨学科不是片面的知识交叉,还包含了各学科所具有的特点交叉和融合,应找出结合点,尤其强调跨学科融合科技创新解决企业生产环节实际问题的能力。计算机工程跨学科教学还停留在跨课程教学的初级阶段,较少与企业生产结合,缺乏跨学科科技融合创新教学理论、管理体制和运行机制,教师也是摸着石头过河,教学效果不明显。
高校“科—产—教”融合育人机制不完善与企业主体作用缺失,无法发挥行业与企业对教育教学的社会化指导作用。行业与市场对教学的指导体现在对人才规格的需求上,发挥企业主体作用,建立支持“科—产—教”融合的顶层设计与运行机制,科技研究、学科教学与企业生产一线相结合,使紧缺人才培养与科技成果转化落到实处,是高校亟须解决的重要问题。
计算机工程理论教学与实践手段略显滞后于迅猛发展的科技和社会多样化需求,培养学生主体能动性和创新创造力落后社会一步。现有的教学手段与实践方式沿用传统模式居多,教学改革思路与科技进步时有脱节,学校不及时更新教学计划与教学大纲,等到企业需求多方推动,才发现培养的学生无法满足社会发展的需要。
二、计算机工程“科—产—教”跨学科作用机理
计算机工程“科—产—教”融合跨学科教学的作用机理包括几个主体要素:一是学科主体,以计算机工程为学科主体核心,横跨多个其他学科;二是教学实施主体,包括高校、企业、科研院所等多方主体;三是人员主体,包括教师、学生、企业技术人员、企业或科研院所的科研人员。整个作用机理可以概括为同源融生、多元互补、流动开放、合力增值,如图1所示。
同源融生:通过寻找学科间共同或相似的深層根源促进学科融合,如计算机工程划分为软件体系和硬件体系,软件体系从应用的角度又与软件工程、电子商务、信息安全等学科相关,再进一步追溯,可以发现电子商务跟项目管理、工商管理、物流管理和国际贸易等管理类的学科相关;硬件体系与网络工程、电子技术、通信工程、物联网工程和自动化控制等学科相关,学科之间通过有机整合而达到协调共融的机能。
多元互补:多元学科之间有同源交叉之处,更多的是不同,在融合过程中发现彼此之间可以借鉴之处,形成互补之势,互相叠加形成优化。如计算机工程中的软件体系更侧重于软件开发,而目前应用最大的领域是电子商务,如何开发出电子商务网站或平台,是二者的切入点,而如何提炼出具体的业务流、管理流,进而实现电子商务的盈利,则是工商管理、物流管理的强项。可见必须打破学科壁垒,才能统筹完成实际项目的需求。
流动与开放:跨学科之间多个要素的相互流动,更重要的是需要跟学科外部进行开放式的交流,即不能只局限于学校内的跨学科,还要与社会接轨,详细了解企业的需求,将实际需求转化为教学目标,并分析出跨了几个学科,进而设计教学思路和内容,才能有效开展教学。
合力与增值:多元学科经过同源融生、互补、流动开放后将会形成合力,不仅能够使计算机工程这一学科自身增值,还能够为行业、企业、社会、地区经济等提供更契合的服务,实现对外的增值,进而提升整体的学科建设水平。
三、计算机工程“科—产—教”跨学科教学理论应用
计算机工程跨学科教学是一个集融合、创新、实践、迭代的多步骤复杂和“校企协同创新”过程,不仅要提炼教学特色,还要结合科技研究,把教学内容进行整合重构,更重要的是创新教学手段和实践手段,以跨学科优势结合点,体现“生产的需求、科研的力量、教学的互动”,在这个过程中促进新型计算机工程跨学科教学理论。
(一)计算机工程跨学科移植教学。在计算机工程跨学科教学中导入创造学移植法的思维系统,跨学科移植是将某个学科领域中的原理、技术、方法等,应用或渗透到其他学科领域中,为解决某一问题提供启迪和帮助的创新思维方法。在“科—产—教”融合的背景下,计算机工程跨学科移植可以分为三个阶段:第一阶段是同一学科元素之间的内部移植;第二阶段是不同学科之间的纵向移植;第三阶段是不同学科之间的横向移植。三个阶段的移植剖析如表1、表2、表3所示。
(二)“科—产—教”整合与重构。“科—产—教”整合与重构是要将这三个元素融入教学的每个资源与每个环节,形成科研与生产、科研与教学、生产与教学相互衔接的理论特色。这一过程包含四个方面改革:一是教学内容重构;二是教学特色提炼;三是教学资源整合;四是教学手段创新。教学内容重构涉及教材的编撰,由跨学科教师、企业技术人员、科研人员共同制定教学内容与重点难点,从案例的引入到知识点的学习,再到创新性研究,注入生产一线和科研一线的经验和方法,形成计算机工程跨学科特色教材。教学特色提炼是在教学过程中逐渐完成的,需要经过多个教师的长期教学实践,形成一门课程的内容特色、教学手段特色、教学成效特色,并以此总结出特色教学理论。教学资源整合侧重于硬件资源和软件资源整合,突出体现于实验室和实训基地的建设,以及人力资源整合等方面。此处的整合不是简单的设备汇聚或人才集聚,而是通过特定的体制和机制,使资源得到有序集聚、科学管理和高效利用,最终实现各方资源的共建共享。教学手段创新是教学理论实施过程的必经环节,计算机工程属于工科范畴,在实践教学的手段创新尤为重要。
(三)生产式建构主义实践教学。建构主义是一种传统的教育理论,主要观点在于知识的获得是学习者主动建构而成的,而非外部强制灌输。这是强调学习者主观能动性的一种教育理论,在计算机工程跨学科教学过程中,形成了一种生产式建构主义实践教学模式,课程实验或实训不再是教师安排的内容,更不是课本安排的内容,而是在企业生产过程中所遇到的技术问题。这些问题或者已经得到解决,或者尚未解决,在实践教学中抛出来,由学生针对问题自行构建实践方案,并进一步寻找解决方案。在这一过程中,当学生无法解决问题时,由教师或企业技术人员介入指导;如果某一问题确实难以解决,则可以上升为科研的角度,由教师参与进行技术攻关。以表3的跨学科移植案例“物联网终端设计”为例,在实践教学活动中,可以将一个大的目标分解为若干小目标:主板设计、通信模块设计、嵌入式软件开发,等等。在主板设计的项目驱动下,学生构建出需要涉及的学科知识,如计算机硬件知识、电路知识、数电与模电知识等,并从中抽取出有用的知识点,进行综合应用。整个过程能够使学生自己打破学科界限,灵活应用跨学科知识。如果企业对这一终端的设计要求需要有所创新,则更能激发学生的思维,突破传统的实践教学仅仅是模仿完成的旧模式。
四、教学理论应用模式选择
计算机工程“科—产—教”跨学科教学理论是一个全新的理论体系,不能直接套用传统的教学理论应用模式,需要根据具体的教学环境、教师经验水平、特定的时空情况等来进行选择。根据应用型高校人才培养的目标及方式,选择“支持模式+合作模式”“科学模式+实践模式”“解放模式”相交叉的教学理论应用模式,指导教师的整个教学过程。
“支持模式+合作模式”是从宏观的角度体现教学理论的应用,首先需要获得外部各类资源的支持,包括人力资源(不同学科的教师、企业技术人员、科研人员)、理论资源(教学理论、教学经验)、硬件资源(实验实训室、设施设备)等,教师以这些资源为依托,与教学理论研究者开展合作。通过实际的教学过程,验证教学理论的正确性和可行性,跟踪教学效果并做出评价。
“科学模式+实践模式”是从具体的角度体现教学理论的应用,注重过程的控制,即程序和步骤。计算机工程教学方案的设计、教学活动的开展、经验总结、教学成果推广等活动构成了教学理论应用过程链,科学模式必须给出整个链条的应用说明书,包括每个环节的前期条件、实施步骤等。教师参照说明书能够很好地开展教学实践,通过实践模式来检验科学模式,并使教学理论不断得到改进。
“解放模式”是在上述前兩种模式的基础上,进一步解放教师的价值和兴趣,使教师成为教学理论的建构者,其核心在于合理的批判,不盲目跟从教学理论的指导,而是带着审视的态度开展教学。由于计算机工程“科—产—教”跨学科教学理论涉及的方方面面很多,各种元素和资源交织存在和作用,使教学过程存在很多不确定性和随意性,需要教师具备较强的掌控能力和应变能力,并能够在多变的教学状态下发现教学理论存在的问题,对其进行优化,使其得到升级。
综上,在“互联网+”与信息化、智能化快速发展的时代,传统单一计算机学科的教学理论与教学模式已不能满足复合型人才培养的需求,急需建立计算机工程“科—产—教”融合的跨学科教学理论。其作用机理体现在以学科主体、教学实施主体、人员主体为基础的同源融生、多元互补、流动开放、合力增值等作用。通过同一学科元素之间的内部移植、不同学科之间的纵向移植和不同学科之间的横向移植实现计算机工程跨学科移植教学。本文从“科—产—教”整合与重构、生产式建构主义实践教学等方面展开相关理论应用研究,最后提出教学理论应用模式的选择,为开展计算机工程跨学科教学提供了理论基础和实践方向。
【参考文献】
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[6]朱运乔.基于构建主义理论的项目驱动教学模式在高职计算机软件教学中的应用尝试[J].科技视界,2016(9)
【作者简介】潘 翔(1981— ),广西南宁人,广西经济管理干部学院高级工程师。
(责编 卢 雯)
课程教学工程造价论文范文第4篇
摘 要:在工程教育专业认证的大环境下,OBE理念对专业课程的建设具有重要意义。文章以专业必修课程“交通运输安全工程”为例,结合“交通运输安全”课程的性质、目标与毕业要求,对基于OBE理念的课程教学改革进行了思考,从培养方案制定、教学内容完善、教学方法优化及课程考核成果产出等方面探讨了基于OBE理念的“交通运输安全工程”教学改革策略。
关键词:OBE理念;教学改革;交通运输安全工程
OBE(Outcome-Based Education)是一种基于学习结果的工程教育模式,强调教育者要切实树立“学生中心”意识,对学生学习结果负责并建立完善的教育质量保障系统[1-2]。在OBE理念中,必须对学生应达到的能力及水平有深入的构想,设计恰当的教育教学手段,达到预期的教学目标。
目前高等教育中突出的问题是毕业生不能很好地与社会需求对接,而OBE理念恰恰关注的是学生的培养过程、教育的产出质量[3],坚持将OBE理念渗透到专业课程教学的各个环节,将学生中心的意识融入每个教学课时中,提高专业课程的产出质量,利于學生更早接触工程实践,使学生能将专业知识学以致用。
一、“交通运输安全工程”课程的性质
随着交通安全问题的日益凸显,交通运输专业在2009版培养方案的修订过程中增加了“交通运输安全工程”课程,随着学生学习兴趣的提高以及工程教育专业认证的深入,经历多次培养方案修订,该门课程已由专业选修课发展成为专业核心课程。
“交通运输安全工程”面向大学四年级学生开设,在OBE理念引导下,课程以交通运输安全理论基础知识为基础,综合多门专业知识,通过对交通运输系统中的各安全影响因素分析、交通运输系统的实际安全案例的深入讨论等,培养学生严守职业道德,训练学生的沟通交流能力,提高学生分析问题、设计解决方案的能力。
二、“交通运输安全工程”课程目标与毕业要求
基于OBE理念的十二条毕业要求通用标准为工程知识、问题分析、设计/开发解决方案、研究、使用现代工具、工程与社会、环境和可持续发展、职业规范、个人和团队、沟通、项目管理和终身学习等十二个方面。现行2014版培养方案的专业毕业要求为十条,其能够完全覆盖十二条通用标准。“交通运输安全工程”设有以下四个课程教学目标。
1.通过交通运输系统中的某安全问题实例,设计出其事件树或事故树,设计过程中能够从人、机、环境、管理等方面考虑该系统存在的安全问题,并尝试给出其相应的整改措施。
2.学生应掌握统计图表分析法、事件树分析法、事故树分析法、作业条件危险性评价方法等分析评价方法,并能够利用其针对某交通运输系统的安全性进行分析评价,尝试给出相应的整改措施。
3.使学生在学习致因理论和预防理论的过程中了
解理论的核心理念,在处理交通运输安全问题时能严守职业道德。
4.让学生在学习事故致因理论、预防理论、各种分析评价方法、事故处理的过程中,了解交通运输安全相关领域的国内外现状及发展。
四个课程教学目标依次对应专业毕业要求中的3、6、8、10四个毕业要求和3.2、6.2、8.2、10.2四个二级指标点。
三、基于OBE理念的“交通运输安全工程”教学改革策略
(一)教学内容与OBE理念融合
“交通运输安全工程”教学内容共分为安全理论基础、运输安全分析和运输安全评价等七部分。每章教学内容都会实现相应的课程目标,体现出教学内容、课程教学目标、毕业要求的对接。教学的同时,将二级指标点的相应思想内容融入到相应章节的教学内容中,每一次授课时都融会贯通OBE的理念,从学生角度出发,培养学生的专业能力。
教学内容与课程教学目标、毕业要求的对应关系包括交通运输安全理论基础(支撑课程目标3和4,对应指标点8.2和10.2)、交通运输安全分析(支撑课程目标1、2、3和4,对应指标点3.2、6.2、8.2和10.2)和交通运输安全评价(支撑课程目标1、2、3和4,对应指标点3.2、6.2、8.2和10.2)等。
(二)教学方法与OBE理念衔接
在使用2009版培养方案的教学过程中,逐步接触到了OBE理念并开始在教学过程中渗透,OBE强调“以学生为中心”“以成果为导向”,在教学过程中逐步采用了案例分析教学、分组讨论等方法,并增设了阶段考试,督促学生重视过程式学习等。在“安全管理”“道路交通运输安全”等章节采用分组讨论的方法,学生组内成员自行分工进行调研、收集整理资料、数据分析、PPT制作,以学生组内讨论为主、教师评价讨论为辅的方式,调动学生主动性、增强学生团队沟通协作意识;在“安全分析”与“安全评价”部分则采用实际案例分析与分组讨论相结合的方式,可培养学生针对实际案例分析问题、解决问题的能力。
在使用2009版培养方案的教学过程中发现,部分学生的学习积极性和主动性不足,成果产出不明显;随着对OBE理念理解的深入,执行2014版的过程中课程的教学方法也进行了相应的调整,增设了在线课程学习、翻转课堂等教学方式。
在线课程学习的教学手段使每个学生能够充分利用已有的手机资源,在课上或课后点击手机就可以轻松地进行课程过程性学习并完成相应作业,教师可以与学生实时无障碍沟通。同时,学生也可以利用课后时间对部分较难课程章节进行自主复习、预习,学习的自主空间增大。此外,还可以利用在线课程资源给予学生很多课堂时间不能充分讲解的资料,便于学生根据个体差异进行选择性学习。在线课程学习中还设置了讨论环节,倾听学生心声,及时了解学生状态,主动调动学生学习积极性,加强与学生的沟通交流。
翻转课堂环节,学生利用已经学过的专业知识和自学的部分内容,对部分章节内容进行翻转式学习,通过对课程内容的组内阐述和补充、组间讨论和质询等方式,使每个学生都主动思考,小组讨论确定组内讨论方向协同作战,既调动了学生学习专业知识的主动性,又发挥了团队协作能力,更充分地培养了学生分析问题、设计解决方案、解决专业问题的能力,加强了团队协作与责任担当意识。
(三)教学考核评价与OBE成果产出
教学考核评价是学生成果产出的重要依据,而OBE理念中的评价正是围绕成果展开的,OBE成果评价既应包括结果性成果的评价,也应包括对学生的过程性成果的评价[4]。
传统的评价内容都是以教师的评价为主,不全面。在本轮“交通运輸安全工程”的评价中,“分组学习+翻转课堂+在线课程讨论”的评价方式,加入了学生自评与小组间互评的方式,使评价更全面、更客观。本课程评价的种类包括过程性评价和结果性评价两部分,对学生的评价及成果展示延续了教学的全过程,课程评价及成果产出具体情况见表1。
通过多年课程质量跟踪及学生反馈发现,随着OBE理念在教学中逐步实施,教学方式、考核评价方法改革的深入,学生对课程教学内容的理解更加透彻,学生全员参与,学习积极性、主动性大幅提高,并能在后续的实践、设计或工作中对相关安全理论和安全分析评价方法的应用更加得心应手,整体成果产出明显。
将在线课程、翻转课堂与分组讨论相结合,是较好展现学生成果产出的方式,也是师生间一个良好的沟通方法,使教师和学生能够实时沟通、学生畅所欲言、教师及时了解学生状态。在今后的教学过程中,相近的方法可不断扩大使用范畴,实时观测学生产出成果。
参考文献:
[1]顾佩华,胡文龙,陆小华,等.从CDIO在中国到中国的 CDIO:发展路径、产生的影响及其原因研究[J].高等工程 教育研究,2017,(1).
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[3]苏伟,李丹,马鸿志,等.OBE教育模式在冶金工业环境 保护课程教学中的应用[J].中国冶金教育,2018,(6).
[4]张怡.基于OBE理念的“装饰综合材料与设计”课程改革 研究[J].设计,2018,(23).
收稿日期:2019-04-20
作者简介:韩锐(1977—),女,黑龙江海伦人,东北林业大学交通学院讲师,博士,主要从事汽车运行品质控制和交通安全研究。
基金项目:东北林业大学教育教学研究项目“基于OBE模式的‘交通运输安全工程’教学改革与实践”(DGY2017-12);
黑龙江省高等教育教学改革项目“面向OBE和社会需求的道路运输类专业人才培养模式研究”(SJGZ20170013);东北
林业大学教育教学研究项目“基于工程教育认证的学院教学管理建设研究”(DGY2016-35)
课程教学工程造价论文范文第5篇
摘 要:本文以土木工程、水利水电工程专业学生为研究对象,将模块化思想引入结构力学课程教学与学习中,针对学生就业需求,将结构力学教学划分为课程信息模块、课程内容模块、课程资源模块和课程互动模块四大块。通过模块划分,充分调动我校学生的学习积极性及就业导向性,为培养就业导向下的合格学生提供了借鉴,为我校创建双一流学科奠定了坚实的基础。
关键词:模块化教学;结构力学;就业需求
一、背景
结构力学是高等院校水利工程、土木工程等工科专业的重要专业基础课程,主要针对结构的几何组成规律、结构内力特性、移动荷载下内力分布、结构位移计算、超静定结构内力计算及结构动力学计算等进行分析。该课程可培养本科生进行结构设计及计算的基本能力,为后续相关专业课程学习打下坚实的基础。
由于结构力学课程内容多、范围广、课时少,加之学生的就业竞争压力日趋激烈,结构力学课程现有的教学方法已不能适应社会多元化的就业需求。学生本科毕业后,可选择的渠道越來越多,如施工单位、勘查设计单位、甲方单位、监理单位、考公务员及事业单位、跨学科就业等。现有教学的模式并没有以学生的就业需求为导向,无法提供满足学生就业需求的个性化教学。因此,站在经济社会发展需要的高度,立足于学生的择业需求,认识和把握专业基础课程教学改革的必然性、重要性和紧迫性,开展结构力学课程的教学方法改革是高校教学改革的趋势。
二、结构力学教学研究现状
国内众多高校在结构力学课程改革方面做出了有益的探索。哈尔滨工业大学针对累加式考核模式存在的问题进行探讨,提出改进考核模式的措施,提升了结构力学课程的教学质量,构建与时俱进的教学考核模式[1]。同济大学为解决现有教学实验存在的问题,让学生更好地理解力学概念,将DIC全场应变测量系统运用于力学实验教学中,以代替传统的应变片和位移计测量。通过开展相关实验,验证结构力学可视化实验教学的可行性,进而探讨合适的结构力学教学实验方案[2]。西南石油大学在教学中引入雨课堂,通过设计教学过程、充分考虑在线教学需求,完善整合教学内容,充实教学方法及手段,实践了基于雨课堂平台的混合式“线上线下结合”的教学模式,实现了“互联网+教育”[3]。华北电力大学以大学生学为中心,基于移动互联网背景,提出了一种线上和线下相结合的混合式教学模式,激发了学生学习结构力学的兴趣。此外,在结构力学课程教学过程中课题组教师还融入了思政教育,将思政教育与工程实践相结合,进一步培养学生的爱国情怀[4]。
模块化思想最早起源于制造业,后被引入服务领域[56]。模块化是一种将复杂事物进行分析的方法,可以将问题进行分解、简化,从而便于寻求子问题的解,最后综合得出结论。在高校专业基础课程教学改革方面的应用中,采用模块化理论进行分析的研究甚少。本课题以我校土木工程、水利水电工程专业学生为研究对象,将模块化思想引入结构力学课程教学与学习中,针对学生就业需求,将结构力学教学划分为课程信息模块、课程内容模块、课程资源模块和课程互动模块四大块。通过模块划分,充分调动我校学生的学习积极性及就业导向性,为培养就业导向下的合格学生提供了借鉴,为我校创建双一流学科奠定了坚实的基础。
三、教学体系
就业需求驱动的结构力学课程的模块化教学体系主要包含课程信息模块、课程内容模块、课程资源模块和课程互动模块。四个模块互相支撑,共同组成结构力学课程的模块化教学体系。
课程信息模块包含课程概括、教学信息与学习指导三部分。课程概括包含结构力学课程的教学目的、教学背景及教学方法等,可为工科学生提供对该课程的基本概念,使学生明白为何要上该课程、该课程应该如何上等。使学生拥有充足的动力进行该课程的学习,并使学生今早建立起对该课程的认识。教学信息包括教学内容、互动方法、教学设计等,通过教学内容使学生掌握结构力学课程的重难点,构建课程知识体系,搭建课程知识框架。通过互动方法使学生与教师充分互动,最大限度地调动学生的积极性,减少无效及低效的学习时间,改变传统教学模式。教学设计主要包含课堂教学、课后练习及考核方法的设计,通过课堂、课后及考核三位一体的教学及考核模式,搭建完善的教学设计体系。
课程内容模块包含理论力学、材料力学和结构力学三大部分。其中理论力学主要包含静力学、动力学和运动学三个基本板块,静力学侧重研究刚体的静力平衡问题,动力学侧重研究物体在动力荷载作用下的响应特性,运动学侧重研究刚体的机械运动特性。材料力学主要针对杆件等结构的内力状态(包括轴力、剪力、弯矩等)进行研究,分析材料的强度、刚度及稳定性问题。结构力学主要针对杆件体系进行研究,主要包括结构几何组成分析、内力分析、位移计算、力法及位移法求解超静定结构等。三大基础力学是层层递进、互相补充的。理论力学以平衡为基准,是各类力学的基础,材料力学以内力为对象,是从细部分析材料受力特性,结构力学以杆件体系为对象,从宏观上分析结构受力。
课程互动模块包含试验天地、在线测试及在线答疑三大部分。其中实验天地通过给出结构力学基本概念、原理、方法及相关力学现象的动态演示,结合结构力学中常规的试验设计(包括结构力学求解器、结构动力学试验等),帮助学生建立利用结构力学知识完成工程实际问题的思维模式。在线测试通过网络平台提供往年考核试卷、单元测试、外校考研真题、考研模拟试卷等,学生可通过在线测试,及时了解学习情况,掌握学习进度、分析与外校优秀学生差距并可针对性地展开复习。在线答疑通过在线网络服务(例如QQ群、微信群、钉钉群等),进行常见问题解答、考研咨询、课程辅导等,同时还提供讨论区,方便同学们进行在线交流,进而做到对所学知识的尽快掌握。
课程资源模块包含练习题库、学习网站和名师讲学三大部分。其中练习题库通过建立课程学习数据库并进行电子化来实现对已有题型的整合,摆脱现有教学中优秀习题流失严重、习题传播面狭窄等问题。练习题库的建立一方面可使教师的教学更加方便,另一方面也可为学生搭建一个更加高效的学习平台。学习网站包括自建网站、公共网站与外校网站,自建网站面向校内学生,将定期上传学习资料并提供学生学习交流与答疑的平台;公共网站为各大网络学习平台,鼓励学生积极主动从各学习平台上获取学习资料并在校内分享;外校网站主要指其他开设结构力学课程的高校所建立的学习平台与资源网站,通过资源整合及资料共享,使我校学生能够及时跟进优秀高校的学习进度及深度。
需要指出的是,模块化教学体系中课程信息模块、课程内容模块、课程资源模块和课程互动模块并非是各自独立的,而是相辅相成互持互助的。具体来说,课程信息模块从宏观上指导其他模块,为其他模块提供课程的学习目的、方法等,是其他各种模块的基础。课程内容模块是主干,通过内容的不同进行模块划分,一方面可方便学生学习,另一方面可为学生提供清晰的课程脉络,使学生明白各部分学习的前景。课程资源模块是课程内容模块的补充及拓展,课程内容模块侧重于从教材内容提供教学信息,而课程资源模块则是全方位、立体式的学习资源整合,涵盖了线下到线上的各类学习资源。课程互动模块侧重于从教学方法上整合各类资源,搭建教师讲解、实验操作、考核评估、问题反馈及师生互动的教学模式,将前述固化的各类模块资源灵活调动,进而达到最佳的学习效果。
四、教学方法
在三峡大学高教研究重点项目“就业需求驱动的基础力学模块化教学方法研究”资助下,以三峡大学实际情况出发,将模块化理论及思想引入结构力学教学中,进行系列教学改革。教学改革以就业需求为驱动,以水利水电行业为特色,以学生自身特色为两点,在教师与学生充分沟通的基础上,对结构力学课程进行模块划分,指定模块化的教学大纲及教学方法。主要包含如下内容:
(一)就业需求
为了解我校学生就业需求,对学习结构力学课程的水利水电工程和土木工程专业学生开展广泛的问卷调查。问卷共发放435份,回收421份,其中水利水电工程245份,土木工程176份。学生就业意向涵盖施工单位、勘查设计单位、甲方单位、监理单位、考公务员及事业单位、跨学科就业六大门类,问卷具体结果如下表所示。
可以发现,施工单位、勘查设计单位、甲方单位、监理单位、考公务员及事业单位、跨学科就业六大门类就业方向均有学生选择,这既体现了当前学生就业的灵活性,也说明了进行模块化教学改革的必要性。对水利水电工程专业来说,施工单位、设计单位、甲方、公务员及事业单位选择人数最多,共占93%。对土木工程专业来说,施工单位、设计单位、甲方、公务员及事业单位选择人数最多,共占90%。
两类专业中勘查设计单位选择人数均较多,可达三分之一以上。据此,在结构力学课程教学中需要重点阐述各类结构组成思想、设计原则、内力及稳定性计算等,以为学生日后从事该工作打下坚实的理论基础。甲方单位为选择人数第二的就业方向,这部分学生不需要精通各类计算,但须对结构设计基本理论有清洗的认知,因此在课程教学中应加强对结构设计思想的阐述。施工单位是选择人数第三的就业方向,因此在教学中应穿插讲解部分实际工程案例,并对实际工程结构进行简化计算,使学生能够将实际工程结构与理论知识结合起来,更加有效地实现对现有知识体系的理解及应用。
(二)课程内容
根据前述调查问卷结果,对结构力学课程进行模块划分,主要包含基础模块、核心模块和就业导向模块三大部分。基础模块主要是指结构力学课程中绪论、结构几何组成分析及结构内力的基本概念等内容;核心模块主要指课程中的内力计算及内力图绘制、结构位移计算、力法及位移法几部分;就业导向模块主要包括影响线、虚功原理、矩阵位移法及结构动力学计算部分。
基础模块部分是结构力学课程的学习基石,是各种就业方向均需努力学好的专业基础。通过该部分学习,掌握结构力学的基本概念、结构内力的基本计算方式以及结构的几何组成方式。该部分的熟练掌握,一方面可为后续学习内容奠定基础,另一方面也可使学生掌握该课程的基本脉络。同时,该部分的熟练掌握,对部分日后不从事施工及设计工作的学生依然具有重要的参考及借鉴价值。例如,熟练掌握结构几何组成分析方法,可使学生对常见结构是否静定及稳定具有初步的判断,对结构内力模式拥有一定的鉴别能力。
核心模块部分是结构力学课程的重中之重。内力图计算及内力计算部分包括常见的单跨梁、连续梁、桁架、刚架、拱及组合结构等,这几乎包含了工程中大部分常见结构,学习之后可对常见结构的内力特性具有较为清晰的认知,对常见荷载下结构的内力特点也具有较明确的理解。结构位移计算囊括了荷載、温度、制造误差、支座移动等常见情况下结构位移的计算方法,这对于日后拟从事设计及施工领域的学生至关重要,对拟从事监理和甲方单位的学生也具有重要的参考价值,可为日后定量及定性判断结构变形及位移规律提供强有力的知识保障。力法及位移法是超静定结构计算的两种常见方法,也是后续学习矩阵位移法的基础,这部分内容对日后拟从事设计及研究工作的学生至关重要,是结构力学学习中的重点及难点。
就业导向模块是具有鲜明就业特殊的课程内容模块。主要包括影响线、虚功原理、矩阵位移法及结构动力学计算部分。影响线部分重点学习移动荷载下结构内力变化规律;虚功原理理论性很强,是历年学习的难点,但该部分的学习可对后期知识的认知提供强有力的理论支撑;矩阵位移法对学生数学功底有较高要求,该部分是后期学习有限单元法的基础;结构动力计算重点阐述动力荷载下结构的振动及内力特性。影响线部分对从事施工、设计等行业的学生十分重要,一方面可使学生对施工中结构危险做定量分析,另一方面也可敦促学生进行更为合理的结构设计。虚功原理和矩阵位移法是拟在该行业深造的学生必须重点学习的知识点,对从事设计行业的学生也具有较重要参考意义。结构动力计算部分对从事施工、设计行业学生具有重要意义,对包括地震作用在内的动力荷载下结构动力特性研究非常重要,是该部分学生需掌握的内容。
(三)课程配套
课程配套主要包括课程资源及课程互动,其中课程资源模块包含练习题库、学习网站和名师讲学三大部分,课程互动模块包含试验天地、在线测试及在线答疑三大部分。课程配套是结构力学学习的重要保障,可有效缓解该课程难度大、较抽象等问题。在课程资源模块中,除常规基础及核心问题,可依据学生就业方向自主选择。例如,拟从事施工行业的学生可选择含施工方案的网站进行学习,从事设计行业的学生可自主学习各类等计算软件,从事监理行业的学生可侧重于国家标准及行业规范学习,从事甲方的学生可多了解工程管理方面的知识,拟进入事业单位和公务员的学生可侧重了解国家政策及相关法律法规等。
五、结语
本课题以我校土木工程、水利水电工程专业学生为研究对象,将模块化思想引入结构力学课程教学与学习中,针对学生就业需求,将结构力学教学划分为课程信息模块、课程内容模块、课程资源模块和课程互动模块四大块。通过模块划分,充分调动我校学生的学习积极性及就业导向性,为培养就业导向下的合格学生提供了借鉴,为我校创建双一流学科奠定了坚实的基础。
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基金项目:三峡大学2020年高教研究重点项目“就业需求驱动的基础力学模块化教学方法研究”(项目编号:GJ2006)
作者简介:崔先泽(1989— ),河南信阳人,博士,副教授,研究方向:水利工程、结构力学。
课程教学工程造价论文范文第6篇
摘要:结合教学实践分析工程热力学的教学不足,对该课程教学方法进行改革和探讨。认为应该从加强基本概念与核心理论教学,突出专业特色,注重培养学生工程应用能力,加强与数理基础学科的联系,并在教学中运用多种教学手段,注重练习和考试等几个方面的改革,为提高该课程教学效果提供参考。
关键词:工程热力学;教学改革;探讨
当今能源、动力、机械、材料、航空航天、化工、生物(医学)、军事等众多领域内的许多科技进展都是直接或间接建立在热工研究基础之上,以热科学理论为主要基础之一的热工研究对人类社会的可持续发展和高科技的发展有重要作用。[1]工程热力学是研究能量转换规律以及提高能量转换效率的一门学科,是南昌航空大学(以下简称“我校”)飞行器工程类专业的重要专业基础课,它不仅为学生以后学习有关核心专业课打下必备基础,而且是今后涉及能源动力,特别是热能的各领域中进行深入研究、开发、创新的基础。因此针对飞行器类专业进行工程热力学教学改革,突出专业特色,保证教学质量,提高教学效果对培养飞行器工程类专业高素质的科技人才有十分重要的意义。
一、工程热力学教学中的不足
工程热力学课程主要包括基本理论和基本理论的应用两大部分,基本理论中包括基本概念、基本定律、工质的热力性质和热力过程等,基本理论的应用包括各种热力设备能量转换过程等。[2]教学和考试中要把这些基本知识点都覆盖,考试的情况就基本能反映课程整体的教改和教学情况。表1是我校飞行器工程类专业近两年的考试成绩分布表。
从学生考试成绩分析,可以认为工程热力学的教学基本情况是正常的,从学生答错的题目分析,存在的问题体现出学生对工程热力学的基本概念、基本理论理解不透彻以及缺乏理论联系实际的能力。
二、教学方法的改革与探讨
1.加强基本概念与核心理论的教学
随着社会发展和教育观念的改变,现在分配给专业基础课程的总学时数较少,而工程热力学的概念抽象,知识内容多,这一矛盾对教师组织教学过程提出挑战,也造成学生在学校工程热力学中对基础知识掌握得较薄弱,因此要优化课程体系合理安排教学内容。例如闭口系和孤立系,系统的平衡、均匀、稳定,准静态过程和可逆过程,理想气体和实际工质的状态方程,状态参数,过程与循环,熵和不可逆过程熵变,热力学第一定律与热力学第二定律等等这些重要的基本概念与核心理论需要在课堂上讲透彻,举例恰当,用语准确,否则学生就会对这些概念理解模糊而造成错误。例如很多学生认为工质经过可逆循环后熵变为零,而经不可逆循环后熵变大于零,以至于学生在后续课程中如用航空发动机中的某一过程与整个循环的结论去比较。还有许多学生认为在任何温度压力下密度比热容是一个定值,如此设置边界条件进行航空发动机内流体的数值模拟又怎么可能得出与实验相接近的结果。热力学第一定律实质是能量守恒在热现象中的应用,而热力学第二定律是说明能量转换的方向性的,很多学生只能从能量守恒角度考虑问题,根本不能建立能质差异的概念。这些基本概念基本理论对学生后续课程学习分析解决问题非常重要,因此在基本概念与核心理论等内容上一定要保证教学学时和教学质量,让学生对概念有非常清晰的理解。
2.体现专业特色,注意培养学生工程应用的观念
工程热力学有很强的工程应用背景,飞行器类专业后续核心专业课多是与航空发动机、燃气轮机等气体动力装置相关,因此在基本理论应用部分将压气机的热力过程和气体动力循环作为重点内容讲述,课堂举例也应选择。比如计算压气机定熵过程功耗,计算燃气轮机实际循环热效率等,让学生把理论和自己专业紧密联系起来,明白所学的工程热力学知识可以解决本专业的问题。而不是简单地认为工程热力学是一大堆理论和公式,在有限的学时内突出专业特色,有助于培养学生工程应用的观念和提高学生分析解决问题的能力。
3.加强与大学物理等基础课的衔接
注重数学、物理知识在工程热力学教学中的引导作用,强化学生热力学中抽象概念、过程的理解和领会,加深对热力学基本规律的认知和把握是有极大帮助的。[3]在学习工程热力学之前,学生们都学习了大学物理,要充分利用学生在物理课学习热学部分的基础。学生在学习物理时并不会特别去注重热学部分的学习,大多数同学包括大学物理考分很高的学生,在学习工程热力学时对物理中热学的知识记忆模糊,无法完整正确地讲述热力学第一定律和热力学第二定律的基本内容。因此可以在学生刚接触工程热力学时让学生明白物理中热学与工程热力学的紧密关系,可以要求学生在课后复习物理课热学部分内容,预习即将上工程热力学部分的内容,这样教师工程热力学的课堂中讲课的效果则会大大提高。
4.运用多种课内外辅助教学手段
教学的现代化使得多媒体教学已经广泛应用于高校各个学科,多媒体教学可以提供丰富的信息和资料。[4]在课件中把图表以及不同理论模型和热力设备运转的小动画用多媒体传递给学生,学生能够更好理解能量转换的抽象过程,并把注意力集中在课堂上。但是注意不能单纯地把教材中的内容搬到多媒体课件中,课件的内容或文字过多,重点不突出,教师照本宣科等也会使学生对学习失去兴趣,因此应在传统教学的基础上,利用好多媒体教学手段。课堂里的课件应该突出重点难点,而其他具体内容的表述,可以借助网络教学平台。例如我校的天空教室网络平台,可以把课程的教学大纲,教学资料,参考书,习题库等放在天空教室网络平台上,引导学生利用课余时间去学习和复习。只有课堂内传统教学手段与多媒体教学手段相结合,课外补充网络教学平台的各种资料,多种教学手段配合,才能使教学的效果达到最优。
5.注重练习和考试
工程热力学课程内有许多应用条件复杂的公式,例如开口系统能量方程就有稳定和非稳定的过程表达式和微分表达式。什么情况选用什么公式,只有通过多做练习,才能理解公式的内涵和具体的应用条件,才能提高学生分析解决工程实际问题的能力。考试是对学生掌握课程内容程度的检测,也是对教师教学效果的检验,师生都应高度重视。考试成绩能较客观地反映学生对工程热力学知识的掌握和应用能力,教师应该运用多种题型编制试卷,全面考察学生对工程热力学知识和应用的掌握情况,从而及时调整教学过程中存在的不足,引导学生积极主动学习,把基础打扎实。
三、结束语
工程热力学是一门经典学科,是培养创新能力的必须掌握的重要基础。由于该课程有概念多、知识点多、公式多、应用复杂的特点,对提高工程热力学教学质量的研究是个长期的课题。本文仅针对我校飞行器工程类专业课程体系的教学改革并结合自己的教学实践,通过尝试以上教学方法的改革,希望能对提高本课程的教学质量提供参考。
参考文献:
[1]童钧耕.工程热力学课程教学改革的几点看法[J].中国电力教育,2002,(4):70-72.
[2]沈维道,童钧耕.工程热力学[M].北京:高等教育出版社,2007.
[3]高蓬辉,张东海,冯伟,等.将基础数学物理知识融入“工程热力学”教学中的探索[J].中国电力教育,2013,(22):87-88.
[4]张勇,刘驿闻,富丽娟.工程热力学教学方法的研究与实践[J].科教导刊,2011,(36):47-49.
(责任编辑:刘翠枝)
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