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课程设置环境工程论文范文

来源:盘古文库作者:火烈鸟2025-11-191

课程设置环境工程论文范文第1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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课程设置环境工程论文范文第2篇

摘 要 基于特種能源技术与工程专业的特点,进行了与企业实验室联合进行专业课程设计教学、共建教学资源的实践探索,将课程设计内容延伸到企业实验室,建立了专业教师与企业工程师、专业实验室与企业实验室联合教学的专业课程设计教学模式,在很大程度上促进了专业课程设计内容向企业研发实际问题扩展,增进了课程设计与工业生产技术需要的联系,增强了工科学生专业基础理论应用于解决实际问题的能力,并充分拓展了实习基地的作用,促进了专业课程设计的实践教学建设和发展。

关键词 专业课程设计 校企联合 教学模式 特种能源技术与工程

Exploration on the Joint Teaching of School-Enterprise for the

Course Design of Special Energy Technology and Engineering Specialty

QI Xiufang[1], MA Zhigang[2], FAN Li[1], YANG Bo[1], LIU Cheng[1]

([1] School of National Defense Science and Technology, Southwest University of Science

and Technology, Mianyang, Sichuan 621010;

[2] Yahua Group Mianyang Industrial Co., Ltd., Mianyang, Sichuan 621000)

0 引言

专业课程设计作为工科专业一个重要的综合性实践教学课程,在教学过程中要求学生运用所学专业课程的理论知识和基本技术,结合设计题目相对独立地进行课题调研、方案设计和实验实施,培养学生的动手能力、解决实际问题的能力和创新设计的能力。工科专业的教学越来越强调对学生实践动手能力和工程设计能力的培养。目前工科专业的教学人员对专业课程设计的教学进行了积极的探索,包括:项目驱动教学法、[1]综合改进教学方法、[2]任务驱动教学法、[3]将教学与科研结合的研究型教学模式与关注过程的综合评定方法、[4]基于工程能力培养的专业课程设计一体化改革、[5]强化创新实践能力培养的实践课程体系建设、[6]扬州大学土木工程专业系列化课程设计模式将专业各相关课程设计联系连接起来成为一项系统工程、[7]工程管理专业课程设计系统化、[8]过程考核模式、[9]将项目管理方法运用于课程设计教学科学规范和管理课程设计流程、[10]基于胜任特征模型的教学对策、[11]以及其他实践实训类教学改革等,[12-14]他们的教学实践在各自的专业领域获得了良好的教学效果,为工科专业提供了有益的实践教学经验。我校特种能源技术与工程专业课程设计的教学已经建立了以毕业设计前训为导向、教学过程模拟毕业设计全过程的教学模式,强调培养学生的创新思维能力、实践动手能力、团队合作能力、论文写作和表达的能力,[15]实践表明这种教学模式可为后续的毕业设计打下有益的前期训练基础。

随着本专业毕业生进入专业相关领域工作的人才增多,反馈回来专业课程设计课程的学习过程中学到的知识、技能和受到的锻炼对他们的工作很有助益,为他们面对实际问题时的有知识能力储备、打开思维、不惧困难解决问题打下了良好的基础。这些积极的信息促使我们思考进一步提升我们的专业课程设计的教学内容和教学模式,以更好地培养学生的创新实践能力和解决实际问题的能力。

随着专业建设的持续发展,我校与四川雅化实业集团建立了校企产学研联合实验室,雅化集团绵阳实业有限公司成为本专业的实习实践教学基地。为了实现人才培养和人才需求的对接,校企之间交流密切。企业更需要动手能力和创新能力强的工程技术人才。企业研究所、实验室、车间具有学校所不具备的机器设备、实验条件和研发、生产过程中产生的需要解决的问题,企业工程师具有学校专业教师所不具备的工程实践经验和技术。充分考虑专业课程设计教学拓展的需要和实习实践基地的优势,我们与雅化绵阳公司爆破器材研究所达成共识,共同进行专业课程设计的教学,以探索、建立专业教师与企业工程师、专业实验室与企业实验室联合进行教学的专业课程设计教学模式。

1 前期准备阶段

1.1 明确教学目的

基于特种能源技术与工程专业的特点,切实加强理论教学与实践运用的有机统一,进行专业教师与企业工程师、专业实验室与企业实验室联合进行专业课程设计教学的教学模式探索;将部分课程设计内容延伸到企业实验室,实现火工品设计的实验部分,更好完善課程设计的题目和内容,更利于特种能源技术与工程专业课程设计的实践训练教学;充分利用实习实训基地的作用,建立专业教师与企业工程师、专业实验室与企业实验室联合进行合作教学的专业课程设计教学模式,在很大程度上实现专业课程设计向企业研发实际问题的拓展,同时增进课程设计与工业生产技术需要的联系,增强学生专业基础理论应用于解决实际问题的能力,为专业工程技术人才的培养打下一定基础。

1.2 编制设计任务书

按照课程大纲的规定和要求,设计任务书的内容同,[15]但突出强调专业理论知识应用于解决实际问题的创新设计和实践。

1.3 题目准备

校企联合进行教学,教学主要在企业进行,因此将出题的权限交于企业工程师,工程师根据研发和生产过程中的实际问题提出设计题目,由学校教师和企业工程师共同商定题目内容,确保设计题目具有一定难度的同时,具有可操作性和可实现性。雅化绵阳公司爆破器材研究所主要进行爆破器材用药剂和工业火工品的研发和改进,所提出的题目都是依据他们在研发和实验过程中遇到的有待解决的问题。这将很好地训练学生面向实际问题的思维、设计和解决问题的能力。

2 专业课程设计校企联合教学的实施

校企联合进行专业课程设计教学的过程分为三个阶段,即专业课程设计的准备阶段(指导课、企业安全教育、选题、下发任务书)、展开阶段(查阅文献、确定设计方案、实施方案、结果分析)和验收阶段(撰写报告、答辩)。 在整个教学过程中,充分以学生为主体,企业工程师和专业教师采用启发引导、小组合作学习和自主探究式教学方法,鼓励学生充分发挥自主能动性,充分训练学生的创新思维和运用所学知识及各种手段解决实际问题的能力。[15]不同的是,教学地点在企业的研究所和实验室、车间,设计的整个过程必须严格遵守企业安全规定和规范。

2.1 专业课程设计的准备阶段

校企联合专业课程设计准备阶段的教学内容包括专业课程设计指导课、企业安全教育、选题、下发任务书四个部分。

专业课程设计指导课由学校专业教师主持,主要讲解专业课程设计的内容、如何进行专业课程设计、专业课程设计要达到的目标及专业课程设计考核方式,并强调实验室的安全规范和实验注意事项。企业安全教育由企业工程师主持。由于民爆行业的特殊性,对进入企业实习实践的人员进行安全教育是非常重要和必须的,也是负责任的做法。学生必须严格遵守企业各部门、各车间和实验室的安全规章,使用仪器设备时,必须在专门人员的陪同和指导下进行操作和使用。选题部分,首先是企业工程师对多个设计题目进行讲解,说明题目的产生背景、内涵和意义、以及设计任务。学生在所学火工品相关课程和含能材料的基础理论知识基础上,与工程师进行详细地讨论交流,提出自己的认识、问题、思路和想法,对题目内容和内涵达到充分理解。然后已经分好组的设计小组选定题目,领到设计任务书。在此阶段,学生明确了设计的目的、意义、考核指标、方法步骤、设计思想和设计任务。

2.2 专业课程设计的展开阶段

展开阶段,采用问题驱动式和启发式教学,引导学生主动思维和行动,鼓励学生进行合作学习和自主探究,激发他们挑战困难的兴趣和信心。图1展示了专业课程设计校企联合进行教学展开阶段的详细过程。

在此阶段,企业工程师和专业教师起引导、指导和监督作用,充分利用企业实验室的有利条件,因地制宜地灵活采用恰当的教学方法和手段、以及心理鞭策,充分调动学生的主观能动性、创新思维、发现问题解决问题的能力、动手实践能力、团队协作能力。 在一定程度上,在条件允许的前提下,让有能力的学生充分发挥其创新思维和设计、动手能力。

设计的展开阶段是设计任务的实施和完成阶段,计划所用学时数为24,占课程总学时数(32)的四分之三。在这个阶段,指导教师采用恰当的教育教学方法、提供充分的设计条件,对学生保证质量地完成设计任务、充分锻炼学生的实践动手能力、创新设计能力和团队协作能力,尤其重要。

2.3 设计的验收阶段

学生各设计小组在规定的时间完成设计任务、获得设计结果后,按照规范撰写专业课程设计报告,在指导老师评阅、指导下将设计报告修改完善后,制作PPT,与所有设计小组一起做设计汇报和答辩,并对整个设计过程做总结。

成绩评定以设计小组为单位参考设计过程进行综合评定,评分标准参考专业课程设计教学大纲。[15]

3 教学效果

在选定设计题目、明晰设计要求和任务后,设计小组的学生表现出很高的设计兴趣和热情;学生思维活跃,在企业工程师和专业教师的引导、指导下,主观能动性被激发出来,积极运用自己的知识和技能积累,提出自己的设想,并与工程师和指导教师主动讨论,积极动脑动手,利用计算机软件辅助构图,有效利用企业车间和实验室的便利设备,将设计方案付诸实践,并对设计结果进行测试检验和评价,获得了很好的实践锻炼。其中有一位学生还运用了自学的有限元分析的知识编制程序对设计结果进行分析和评价,并將自己的的设计作品和设计报告用于自荐应聘军工企业,增强了自信,获得了军工企业的认可。另一位参加此次校企联合教学实践的学生也顺利进入该军工企业工作。这两位学生成为首次进入该军工企业工作的西南科技大学特种能源技术与工程专业的本科毕业生。因此,校企联合进行专业课程设计的教学模式是受到学生欢迎的,教学效果是值得肯定的,这种教学模式更好地锻炼了学生的创新实践和解决实际问题的能力。

通过探索实践,建立了良好的专业教师与企业工程师、专业实验室与企业实验室联合进行合作教学的专业课程设计教学模式,有效促进了专业课程设计内容向企业研发实际问题的拓展,增进了专业课程设计与工业生产技术需要的联系,增强了学生专业基础理论应用于解决实际问题的能力,并充分利用实习实训基地的作用,获得联合共教、共建的实践经验和教学资源,促进了专业课程设计的教学建设和发展。

4 结束语

综上所述,我们对特种能源技术与工程专业课程设计的校企联合教学模式进行了探索实践,在教学过程中,专业教师与企业工程师、专业实验室与企业实验室联合进行专业课程设计的教学实践,学生针对企业研发和生产中产生的实际问题进行设计,充分训练了学生将所学专业理论知识和技能用于解决实际问题的创新思维能力、动手能力和团队协作能力,拓展了专业课程设计的教学内容和内涵。这种校企联合的专业课程设计教学模式有益于提高实践教学质量和专业工程师人才的培养,并促进专业课程设计教学资源的建设和发展。

参考文献

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课程设置环境工程论文范文第3篇

摘 要:“道路工程”课程设计是对土木工程专业学生重要的实践性教学环节,是“道路工程”课程理论教学的必要补充和深化,对培养和提高学生运用所学理论知识解决工程实际问题,具有重要意义。针对目前“道路工程”课程设计中存在的一些问题,结合自身教学经验,编制了“道路工程”课程设计任务及指导书,从3年的使用情况看,效果良好。

关键词:道路工程;课程设计;土木工程;任务及指导书

一、“道路工程”课程设计在土木工程专业课教学中的意义

道路工程课程设计是对道路工程课堂教学的必要补充和深化,通过设计让学生更好地运用所学道路工程课程的核心知识,对沥青混凝土路面和水泥混凝土路面结构的受力情况、设计原理、方法和步骤有更深的认识。

课程设计时间为一周。要求学生每天到设计教室,一天点名2次。具体要求如下:

1)安排设计任务,在设计任务过程中,老师会时刻在教师里面对学生的问题进行解答,根据设计指导书及老师的现场答疑指导进行各部分的设计计算。

2)根据设计题目,学生可利用各种途径查阅专业资料,如设计规范、手册和教材等;并结合当地气候条件、地质条件、水文条件以及给定的交通条件,合理拟定路面结构设计方案,进行路面结构厚度的计算和验算。编制设计计算说明书,绘制相关图纸。

3)学生应在指导教师的指导下,独立完成设计内容。内容上要求条理清晰,内容完整,尽量采用简图和表格形式,计算的方法和结果符合我国现阶段路面设计规范的要求。外观上要求字体工整,纸张和封面统一。

二、“道路工程”课程设计存在的问题

(一)学生不能单独完成设计

在道路工程的课堂教学上,作为代课教师,我发现部分学生听课不认真,知识掌握的肤浅,在课程设计中,若每个人的设计题目相同,自然会出现这些学生相互抄袭的现象,不发挥自己的想象力和创造性。所以,如何端正学生的学习态度,提高学习的主动性,转变学习风气,从根本上解决课程设计中的抄袭现象,显得尤为重要。

(二)课程设计选题存在局限性

在内容上面,由于教师参与的实际工程较少,理论性较强,因此工程资料有限,所以在给学生选题的过程中,难免会出现题目的相似程度高,具有一定的局限性,达不到理想的课程设计效果。

因此,从教师角度出发,应当通过各种渠道获取更多有价值的多方向的设计选题,尤其是选题要结合工程实际。

(三)学生设计思路不清

我們传统的教学方式,还是偏重于理论教学,尤其是对于“道路工程”这门课程来说,实践性较强。但是我们在学习这门学科时,并没有真正的去参与到实际工程中,对于实际工程了解不到位,而且理论教学过程中,由于课程内容多且课程时限等因素,使学生在理论知识方面也未能很好的消化,最终致使学生的设计思路不清晰。

(四)成绩评定不科学

在成绩评定方面,我们虽说是要根据平时的表现和最终的分数等综合情况进行打分,但是我们大部分教师存在的通病就是通过设计图纸质量、计算及说明书等书面材料来进行判断。往往忽略了平时的表现。这样会出现最终成绩不公平或不合理现象,所以应该考虑由提交的成果情况和平时表现共同构成最终的成绩。

三、“道路工程”课程设计指导书的编制与应用

(一)任务书及指导书的编制目的

为了节约时间,提高效率,让学生迅速进入设计状态,完成沥青路面设计和水泥路面设计两部分内容,熟悉路面设计流程,掌握路面设计方法,较准确地、完整地完成设计说明书的编写及相关图纸的绘制。

(二)任务书及指导书的编制内容

本任务及指导书分三章,第一章是课程设计任务,第二章为课程设计指导,第三章为课程设计实例。

1)在课程设计任务中,给出设计题目,每人要求完成两个设计题目,即沥青路面设计和水泥混凝土路面设计。为了避免抄袭现象发生,尽量做到每人一题,在设计资料中将道路交通量数据根据情况进行一定的改动,不允许雷同。如表1所示。

2)第二章为课程设计指导,本章将沥青路面设计中轴载换算方法、沥青路面结构及厚度组合、各层材料的相关参数,体系换算图及所用到的换算公式等均进行了总结归纳,目的是减少学生查阅资料的时间和麻烦,提高设计的效率。

3)课程设计实例一章中,列出沥青混凝土路面和水泥混凝土路面设计的工程资料、不同路面结构初拟、各层材料参数拟定、验算弯沉和各结构层底拉应力等详细过程,学生可以从中掌握两种路面设计的步骤。

(三)任务书及指导书的应用情况

目前为止,此任务及指导书已使用3年,从这3年来学生的使用过程看,效果理想。在这几年中,每年都根据实际情况,对课程设计指导书进行一定的修改和完善。以前,在没有课程设计指导书时,学生在给出课程设计任务后,不知道从何下手,一两天进入不了设计状态,大大的浪费时间,导致进度缓慢,时间安排不合理。有了指导书之后,学生免去了查阅大量相关资料的时间,很快了解设计过程和方法。

成绩的评定主要根据提交的路面设计说明书和路面结构图纸,以参考这一周的课程设计中表现情况给出最终成绩。评定标准也比较明确,我们一般会在任务书中清楚的列出来,同时,带课程设计的老师也会抽出一定的时间来进行疑难解答。

参考文献:

[1] 徐文娟.课程设计在教学中的作用[J].中国科教创新导刊,2010(28):59.

[2] 潘美萍.道路工程课程教学研究与探讨[J].科教导刊(上旬刊),2013,7:117-118.

作者简介:赵桂娟(1980-),女,吉林,硕士研究生,讲师,主要从事道路工程的教学与研究。

课程设置环境工程论文范文第4篇

摘要:“工程热力学与传热学”课程是安全工程本科专业一门重要的专业技术课程,在安全人才培养中起着重要的作用。为了提高教学质量和效果,培养适应社会需要的安全专业综合型人才,这门课程应该从课程人才培养目标出发,结合学校办学特色,从修订教学大纲、调整教学内容、深化教学改革、加强教学实验建设等方面着手进行建设。

关键词:工程热力学与传热学;教学改革;安全工程;案例教学

作者简介:林日亿(1973-),男,湖南桂阳人,中国石油大学储运与建筑工程学院,副教授,工学博士,主要研究方向:热能利用;梁金国(1963-),男,山东昌乐人,中国石油大学储运与建筑工程学院,教授,主要研究方向:热能利用。(山东 东营 257061)

基金项目:本文系中国石油大学教改项目“安全工程专业‘工程热力学与传热学’课程体系的改革与实践”(项目编号:BK-B200625)的部分研究成果。

“工程热力学与传热学”课程是安全工程专业的专业基础课程之一,起着联结本专业基础课与技术课的桥梁作用。可见本课程在该专业的重要性,其教学水平直接影响安全专业本科生的质量。中国石油大学(华东)(以下简称“我校”)自2000年开始招生安全工程专业,并于2002年开设本课程。由于是新招专业的新开课程,在专业建设和课程建设方面较其他学校的同类专业存在较大的差距。在这几年的教学实践过程中,对本课程建设方面进行了一些探索,得到了一些粗浅的体会。

一、适应人才培养目标,修订课程教学大纲

1.课程的人才培养目标

任何一门学科都有自己的特点和独特的知识结构。因此,在安全工程专业教育过程中针对特殊行业的安全,应该进行突出行业特点的安全工程专业教育。只有通过科学而全面的课程设置,让学生充分掌握学科的基础知识,深入掌握安全科技知识,培养出安全工程技术及安全管理工程人才,才能较全面掌握安全科学理论和技术原理,对可能发生的事故进行预防性的处理,避免了经验主义造成的事故预防滞后性和片面性的缺点。[1]我校的安全工程专业正是通过石油、石化行业特点开展安全教育,培养出适于该行业的高层次安全专业人才,其培养目标为:培养掌握现代石油、石化工业生产过程中安全技术和安全管理方法,从事安全技术及工程、安全科学和研究、安全监察与管理、安全健康环境检测、安全设计与生产、安全教育与培训等方面工作的复合型高级工程技术人才。[2]

在专业培养目标的总体框架下,开设课程的培养目标就应与专业培养目标相符合。另外,随着社会发展和市场经济体制的完善,用人单位对人才需求提出了更高的要求,希望大学生既是懂理论又会实践的全才。在此基础上制定的“工程热力学与传热学”课程的培养目标为:通过课程的学习,学生应了解热力学的宏观研究方法,掌握热能与机械能之间的转换规律和能量有效利用的理论,获得热量传递规律的基础知识,能够正确运用热力学基本原理和定律分析计算各种热力过程、热力循环,能够正确利用传热规律分析工程传热问题,使学生具备分析解决实际工程热问题的基本能力,初步培养安全用热的能力,并为学生学习有关的专业课程提供必要的理论基础。

课程培养目标提出了培养学生安全用热的能力,并为后续课程的学习打下基础,这与以往“工程热力学与传热学”课程目标有所不同,以往仅仅对热能转换与利用、传递现象进行分析和具体应用,而对于安全工程专业就提出了更高的要求,也符合专业培养计划和目标。

2.课程的教学大纲

根据“工程热力学与传热学”课程培养目标,在原有教学大纲的基础上,对课程教学大纲进行了修订,主要表现在以下几方面。

(1)在课程目标中增加了“培养学生分析和避免热能转换与传递过程中可能产生的热安全问题的能力”,旨在培养该专业学生的安全用热能力。

(2)将教材改为高等教育出版社张学学、李贵馥编写的《热工基础》,并补充教学辅助材料。

(3)在课程基本要求中,将“混合气体及其性质”、“气体辐射”、“非稳态传热”、“导热问题的数值解法基础”作为重要内容提出,同时要求学生“了解由于热能的转换与传递过程中可能发生的安全问题,学会避免类似问题的计算方法”。

(4)在教学内容与学时分配建议中,将工程热力学内容缩减2学时,主要删除了热力学第二定律一章中“克劳修斯不等式”和“热能的可用性即火用参数”等内容。增加2学时用于辅助教学材料主要内容的讲解。

二、完善课程教学内容,调整课程教学体系

1.教学内容与学校办学特色相统一

“工程热力学与传热学”课程主要阐述热能的有效利用以及与此有关的热现象的基本规律。本课程总的教学思想是:通过热力学的学习,掌握基本热力过程与典型热力循环分析、提高循环效率的途径;通过传热学的学习掌握导热、对流换热、辐射换热的基本规律和求解方法,掌握控制(强化或削弱)热量传递过程的技术措施及换热器的热计算方法。

我校是2002年开始新设安全工程专业,依托我校以“石油”作为办学特色的思想,主要培养学生从事涉及石油、石化等设施系统安全方面的工作。因此,在教学内容上必须进行适当的调整,以符合学校的专业特色。基于此,对教学内容进行了补充和调整,具体有如下几点。

(1)调整了部分教学重点内容:1)由于混合气体存在燃烧、爆炸的可能性,将“混合气体及其性质”作为重点教学内容提出,而将“克劳修斯不等式”和“热能的可用性即火用参数”等内容作为了解性内容讲解;2)将传热学部分的“导热”内容作为重点,这是基于工程材料受热后应力改变方面考虑,力求让学生掌握热应力分析方法避免安全隐患。

(2)补充了教学辅助教学材料:为了体现我校的石油特色且与学生毕业后的工作挂钩,补充了一些在石油开采和运输环节热能转换与传递过程中可能发生安全问题的内容作为教学辅助内容,包括:热采井井筒应力数值计算、换热器管板和壳体热应力的强度分析、油池火灾热辐射下的最小安全距离、爆炸极限在油库安全中的应用分析等。利用上课小专题、课后发材料给学生自学等形式进行相关内容的学习。使学生能认识该课程在专业中的重要性,同时也提高了学生学习的积极性。

2.教学内容应与专业平台建设相吻合

为了适应社会的发展和培养综合素质人才的要求,拓宽专业口径、增强就业的适应性,需要进行专业平台建设。安全专业从众多的专业课中提炼本专业共同的工程技术原理和方法,构建专业平台课程体系。[3,4]课程教学体系一般由基础课、专业基础课和专业课3个层次组成,新办专业必须明确哪些课程是专业基础课、哪些是专业课,以便任课教师明确课程性质,确定课程教学内容。“工程热力学与传热学”课程就是其中的专业基础课程之一,是后续专业课程中涉及热能转换与传递规律和设备内容的基础和桥梁。因此,课程的开始就应按照课程体系层次安排,而不能先开设专业基础课,后开基础课。进行学科建设时,应组织召开专业教学研讨会,进行教学计划的安排和课程教学内容的调整,避免不按照课程衔接顺序开课,同时避免出现有些教学内容重复和遗漏等问题。

三、深化课程教学改革,加强实验教学环节

1.板书结合多媒体教学,构成立体教学结构

“工程热力学和传热学”属于专业基础课,具有较深的理论和丰富的数学表达方式,表现为理论推导多、公式多。以往的传统板书式教学方法非常适合,通过教师边写黑板边讲解的过程,学生掌握非常容易,且印象深刻。但是,随着多媒体技术的发展,单一的板书教学形式已经不能完全呈现一些教学内容,而通过多媒体技术的声、形、色及动作,能更好地将深奥的抽象内容、实际工业过程得以充分的展示,便于学生理解和掌握,教学效果毋庸置疑。但是,多媒体教学也应避免简单的文字描述、大量的文字罗列、页面切换快、教师讲得快等不足,应利用生动的动画图像、清晰的文字注解和优美的声音等多媒体信息将课程内容展现出来。另外,应对教学内容进行划分,哪些内容采用板书讲解,哪些内容采用多媒体展示。通过传统和新型教学手段结合,能增加学生的学习兴趣,促进学习的积极性,从而提高课堂教学效果。

2.教学与科研相结合,相得益彰

教学过程中要注意科研与教学的有机结合,使教学科研并举。一方面,教学能促进科研。教学过程本身就是一个不断学习的过程,不仅需要看教材教参、查文献资料等进行备课,而且还要向同事、同行请教,课堂教学中学生或好或差的反映也需要我们不断思考和总结。此外,备课、讲课和答疑等环节也不断加深对教材内容的理解,及时纠正自身原来的一些对概念和问题不清晰、似是而非的理解,强化一些基本理论和基本方法的掌握,对科研工作有所帮助。同时,在教学过程中,还会形成一些新的想法和思路,成为科学研究的火花。另一方面,科研也能促进教学。通过参与和开展与教学内容相关的科研,就能及时掌握本学科最新的发展动态,准确地理解和把握本学科的特点、研究方法及其与其他学科之间的关系,并在讲课时,将自己的科研体会、科研成果、学术动态等补充到教学过程中,不仅开拓学生的视野,提高学习的动力,而且能提高教学质量。反之,就难以对所教学的内容深刻理解、融会贯通,思路狭隘,讲起来生硬空洞,听起来索然无味,课堂死气沉沉。

3.采用案例教学法

案例教学法[5,6]是安全专业最为常见的教学方法。教学过程中的典型安全事故案例一方面能囊括专业工程的所有知识点,是对专业工程的全面认识;另一方面各种经典的案例本身就是一个良好的教育典范,大部分的安全法律法规、规范都是通过血的教训总结出来的。通过案例分析法使枯燥的理论变成一个个具体的案例,提高了学生学习的兴趣。同时,使学生完成查资料、讨论、分析、提出整改措施、总结经验教训的一体化学习过程,既锻炼了学生的动手能力,又激发了思维积极性。比如讲混合气体热力性质时,结合某瓦斯爆炸案例,可以给学生讲解瓦斯爆炸必须具备三个条件:一定浓度的甲烷、一定温度的引火源和足够的氧,从而分析混合气体配比的极限条件,如何避免等。又如讲非稳态导热问题时,可以结合某过热器管破裂案例,分析其破裂的原因:长期超温,外表面在高温粉尘的冲刷和氧化作用下逐渐减薄,局部热应力集中导致材料屈服变形等。

4.课程实验教学建设

实验教学是课程教学的延续,也是课堂教学的辅助手段。通过实验教学环节,不仅能使学生进一步理解课堂教学的理论知识,而且能提高学生的动手和实践能力。实验的开设应注意一些问题:(1)避免以往“小型、分散、积少成多”的实验室建设思路。我校安全专业实验室建设起步晚,在实验室建设中应遵循“结合学科前沿和专业特色”的原则,通过邀请专家科学论证,集中资金进行建设、并实现院系实验资源的共享。(2)与教学大纲一致。新修订的教学大纲一般考虑了学科和课程的发展,实验教学也应跟上形势,不能凭借单一的仪器仪表进行,可采用先进的科学技术手段来丰富实验教学,如采用计算机模拟实验、可视化教学录像等。(3)防止实验和课程教学脱节。[6]以往的教学环节安排往往先学习理论知识,再做实验,时间跨越比较大,容易导致脱节现象。应当把实验融入到教学环节中去,利用实验环节学习理论知识,而不是巩固理论知识。

四、结束语

我校安全工程专业是结合学校行业特点开设的特色专业,随着石油、石化行业科学技术迅猛发展,安全专业由于其本身的特殊性和复杂性,要求我们不断的探索和思考。在课程建设过程中,应顺应时代发展对人才培养的要求,不断学习、发现和总结,才能有效的提高“工程热力学和传热学”课程的教学质量和效果,才能培养出符合时代精神的人才。

参考文献:

[1]翟小伟,邓军.突出行业特点的安全工程专业教育研究[J].中国安全科学学报,2008,18(1):90-94.

[2]中国石油大学(华东)教务处.本科生培养方案.2008:92-96.

[3]付祥钊.建筑环境与设备工程专业本科教育设置平台课程的研究[J].高等建筑教育,2004,13(3):58-59,62.

[4]林日亿.热质交换原理与设备课程建设的思考[J].中国石油大学学报(社会科学版),2007(S1):67-69.

[5]葛秀坤,邵辉,赵庆贤.高素质安全工程专业人才培养的探讨[J].江苏工业学院学报,2008,9(3):113-115.

[6]陈川.关于安全专业教学的若干思考[J].管理观察,2009,(2):148-149.

(责任编辑:苏宇嵬)

课程设置环境工程论文范文第5篇

摘要:工程力学是土木工程学科的专业基础课,通过教学方式的创新来改善教学效果,对增强学生职业能力具有重要意义。文章介绍了在教学改革中进行的六个方面尝试:引导学生树立正确的职业道德观与人生观,增强与工程实践的关联性,增加开放式大作业以改进成绩考核体系,建立与后续课程内容的联系,增强实验的多样性,以及鼓励学生参加力学竞赛等。实践结果表明这些措施受到了学生的欢迎和认可,能有效加强和提高学生的职业能力。

关键词:教学改革;工程力学;职业能力;职业道德

为提高工程教育人才培养质量,教育部于2010年启动了“卓越工程师教育培养计划”,很多高校以此为契机,探索行之有效的教育教学方法,以适应新时期大学生的特点以及国家建设的需要[1-2]。基于此,我们以工程力学课程为平台,开展了以职业能力为导向的教学改革。土木工程师的职业能力除了专业素质外,组织管理、人际交往、沟通表达、团队合作、自主学习、计算机软件操作、分析和解决问题等综合能力也不可或缺,职业道德素质也格外重要。因此,教学需要以职业能力为导向,提高学生的竞争力,打好专业基础。结合工程力学课程教学,采取全方位探索的改革思路,多角度促进学生各方面职业能力的提高。

一、价值观教育

“师者,所以传道受业解惑也。”目前在大学教育中,教师的作用更多的是关注专业知识的传授,而与职业相关的职业道德、职业成长和职业规划等内容却很少涉及。

大学生普遍缺少这方面的知识,他们对专业基础知识与其未来工作生活的关系,未来职业发展等都没有一个清晰的系统认知。因此,

他们对工程力学这类专业基础课毫无兴趣,学习不积极认真,最后导致力学基础不扎实。在授课过程中要以专业知识为出发点,利用与实际紧密结合的实例触动学生,列举力学名家及工程名师的经历教育学生,逐步让学生了解土木工程职业发展的常规过程,以及在设计和施工单位中作为技术人员所需要侧重掌握的知识

体系,并深刻理解工程力学在专业知识体系中的核心地位。教学中巧妙地将力学理论与工程实际结合,使学生反思并了解作为土木工程师的能力与责任,懂得只有具有扎实的力学功底与专业知识技能,才能设计出合格的建筑作品,避免在设计和施工中发生最基本的常识性错误(如混凝土阳台钢筋布置应在上部,而不是下部)而造成不必要的经济损失和人员伤亡。

二、开拓学生视野,加强与工程实践关联点的介绍

工程力学知识源自于工程实践,在课程讲授的过程中,强调知识最初的来源,即知识的逻辑起点,是人们在长期生产实践中为解决实际问题而总结出来的客观规律。课堂学习的缺点是脱离生产实践,学生往往不清楚现在学的知识在将来工作中的作用。以工程实例说明知

识被运用后的力量和价值所在,可以唤醒学生的学习热情。与此同时,授课时介绍相关理论提出时的工程背景,如魁北克大桥坍塌之谜与压杆稳定之间的关系,以及相关理论提出者,如达朗贝尔、圣维南等的简介等内容,能直接引发学生思考并从这些科学家的人生经历中受益,了解科学探索的过程,培养其有理有据的科学思维习惯,体会到学有所用和学有所为,有力地激发其学习兴趣。

以具体工程实例,强调工程力学在工程设计和施工中的运用方式及重要作用。以梁为例(图1),在完成等直截面梁的应力分析与强度条件学习之后,扩展梁的合理设计内容,从材料利用率角度对承受竖向均布荷载的结构效率进行改进[3-5]。主要方式有以下几种:

(1)比较不同截面形状的弯曲截面系数Wz与其截面面积A的比值,设计Wz/A值较大的截面形式,典型的截面是工字梁。

(2)从梁的长度方向进一步改进,形成蜂窝梁。

(3)将蜂窝梁的形式进一步改进,形成平行弦桁架结构。

(4)根据梁的弯矩图改变平行弦桁架的外形为抛物线形桁架。

通过这一系列的梁式结构改进,让学生拓展创新思路,创造性地应用所学知识,并辅以工程应用图片增强对其经济价值的体会,感受知识运用所带来的技术进步与力量,从而重视力学知识的学习。讲授时以头脑风暴的形式进行提问,激发和培养学生勤于思考的兴趣和习惯。

三、适当调整考核内容,增加课外自主学习分数

考核手段一直是影响学生学习动力和学习方法的重要因素。学生成绩的构成一般分为平时成绩和期末成绩,期末成绩以考卷得分为评价指标,而平时成绩以出席、作业及实验情况为主。没有学习兴趣的学生为了得到平时成绩,往往是人到心不到,而且大多抄袭作业。这种现象出现的原因主要是学生学习态度不端正,没有兴趣,也和被动的学习方式有关。基于此,我们提出平时考核增加工程力学大作业的方式,来激发学生的学习主动性,重新划分了成绩的组成,适当降低了期末成绩比例,增加平时成绩比重

。增设的工程力学大作业,以开放题目的形式发给学生,学生需要动手查找资料才能解决问题。解决问题时要形成书面报告,并为全班学生做PPT现场展示报告。通过实践,学生反映良好,在完成作业的过程中,既提升了使用Office办公软件系统的技巧,又增强了他们的表达能力;既增强了他们独立解决问题的能力,又扩展了知识面,不再只局限于学习课本的内容,开拓了学生的视野。

大作业题目的选择形式为自由选题或选择指定题目,各组题目有所不同,难度相近。选题内容要与工程力学课程大纲相关,其范围涉及具有工程背景或生活实践的问题,也可以是对经典理论的探讨。下面以烟囱倾倒的简化力学分析为例说明开放式作业的特点。

题目内容:定向爆破拆除高耸烟囱时,其倾倒过程是个较复杂的力学过程,而在倾倒过程中,往往会发现烟囱向上折断的现象。试建立简化的力学模型对此现象进行分析,找出可能发生断裂的位置,指出简化模型时所考虑的假设条件,比较采用等直圆杆和变截面圆杆两种模型的区别。

学生采用分组形式,6人一组。组长由内部选举产生,并负责召集、组织和记录小组活动。组名要求个性化,提升团队凝聚力与归属感。学生进行作业活动的流程是:确定题目→查阅文献资料→确定解题思路→小组答疑→公式推导与理论分析→撰写书面报告→课堂PPT成果展示。

要解决这样的问题,首先要对问题进行物理过程分析,并将其简化为常见的力学模型,运用达朗贝尔原理求出外力和内力,进而再利用材料力学弯曲应力和强度条件概念求出最大应力位置,从而确定烟囱折断点的位置。在这个过程中,学生通过查阅文献可以扩展知识面,再通过自己的思考与大家的讨论获得分析问题思路,学生在遇到难点时教师再给予指导,锻炼学生分析解决实际问题的能力。通过撰写书面报告与制作PPT,锻炼学生对Office办公软件系统的使用技能,通过课堂随机抽取进行成果展示(图3),锻炼学生的表达能力。

PPT展示成绩由教师与各组组长共同评定,教师占60%,组长占40%,评分结果显示教师评分与组长评分平均相对偏差2.98%,最大7.59%,学生评分基本与教师评分结果一致,做到了客观公正。

学生对开放式作业的评价主要有以下几个方面:知识得到了丰富和加深,增进了相互了解和交流,认识到分工合作的重要性,增强了解决问题的信心,掌握了使用Office办公软件系统的基本技能。

在教学实践中也发现这种模式存在的一些问题与难点:题目选择缺乏自主性,备选题库建设具有长期性,题目设置需要具有渐进层次,个别学生以逸待劳,使用Office、MATLAB、Maple、Mathematica等软件的能力弱,言表达能力欠缺等。

相信通过不断地克服缺点进行改进,一定会取得更好的教学效果。

四、课堂演示实验与动手实验并重,理论联系实践

力学实验是学习力学必不可少的内容,演示实验是帮助学生理解力学理论的最直观方式,可有效增强学生的感性认识。动手实验使学生理论联系实际,激发学习兴趣,增强学生运用理论解决实际问题的能力。依托学校的力学实验教学中心,在教学中我们设置了多个演示实验:低碳钢拉伸实验[4],梁的截面形式对梁刚度的影响[3],压杆失稳[4],动、静滑动摩擦因数的测试[6],牛顿碰撞球演示动量定理[6]等。动手实验主要设置了不规则形状物体的重心测量[6],冲击荷载的测量[6],动、静滑动摩擦因数的测试[6],固有频率的测定与受迫振动[6],低碳钢拉伸实验[4]等。

五、联系后续课程内容,形成学科知识体系

教学中注意强调工程力学各部分知识在后续课程中的作用,并以具体例题的方式展示给学生,使学生感受到所学理论知识的直接用途和重要意义。理论力学的静力学是材料力学截面法分析受力的基础,而材料力学主要以单根杆件为研究对象,其基本受力状态的力学性质是结构力学研究多杆件系统受力分析的基础。材料力学中应力、变形、强度条件及刚度条件可在钢结构设计时直接应用。在材料力学中弯曲问题的进一步研究中,两种不同材料的梁的性能研究,以及组合变形中截面核心的概念、以及受力平衡分析都在混凝土结构设计原理中得到应用,还有结构试验课中应变应力的测量原理离不开描述应力状态的应力圆与胡克定律[4]。材料力学中基本受力状态在结构概念体系设计中应用较多,是结构概念的基础[3,5,7]。工程力学与土木工程本科专业课的关系具体参见图4。

六、鼓励学生参与竞赛

力学素质的培养,除了工程力学课堂上的内容,以及通过学生在后续课程的学习加强理解外,还可以通过参加周培源力学竞赛和大学生结构设计竞赛等活动,进一步促进学生的学习能力、毅力培养、团队协作、动手能力、理论与实践结合能力、解决问题和创新的能力。

周培源力学竞赛是教育部高教司主办的大学生科技竞赛之一,目前已发展到全国160多所高校参赛。参加该赛事对提高学生的力学素质有很大促进作用。学校安排教师对历年试题进行剖析,组织学生进行集中辅导。辅导中强调理论联系实际生产生活,激发学生发现并理解相关生产工具的力学原理,通过一系列生产工具的力学原理分析,激发学生对力学应用的识别与应用能力。

全国大学生结构设计竞赛为教育部确定的全国九大大学生学科竞赛之一,是土木工程学科培养大学生创新精神、团队意识和实践能力的最高水平的学科性竞赛,影响力日益扩大。近年来该赛事使用的材料普遍为竹皮,通过胶水粘结来制作结构构件。在对学生进行培训时,通过基本材料力学概念的扩展,使力学概念与结构设计相结合,使学生理解受力状态和材料利用效率的关系,轴力承受荷载效率最高,理解梁的截面形式与受力效果,梁的材料重新分布形成桁架等力学概念。为了提高结构效率,结构材料布置需要尽量沿周边对称布置,结构中受拉部分尽可能以质量轻的受拉柔性材料制作,去掉结构中不必要的部分,以减少结构自重,结构的节点及支座连接要强,以满足结构构件计算模型中关于刚性支座的简化假定,以及结构构件的整体性要求。而对于动荷载的赛题,理论力学中机械振动基础的内容显得更加重要。

七、结语

文章通过多种措施来提高学生对工程力学的学习兴趣,教学效果与学生反馈表明,所做的努力得到了学生的认可,学生学习的积极性有所提高,及格率增加。专业能力与职业素质密切相关,是职业能力的核心内容之一。人总在追求意义,通过各种措施告诉学生工程力学知识与专业能力的关联点,从具体的知识点上理解知识的价值在于运用,是此次教改尝试的核心思想。

参考文献:

[1]朱泓,李志义,刘志军.高等工程教育改革与卓越工程师培养的探索与实践[J].高等工程教育研究,2013(6):68-71.

[2]陈金陵,梁桥,彭利英. 教学型高校土木工程专业应用型卓越工程师培养模式研究初探[C]//高等学校土木工程专业建设的研究与实践——第十届全国高校土木工程学院(系)院长(主任)工作研讨会论文集, 2010.

[3]季天建,Adrian Bell. 感知结构概念[M].北京:高等教育出版社,2009.

[4]孙训方,方孝淑,关来泰. 材料力学I、II [M].5版,北京:高等教育出版社,2009.

[5]计学润,王力.结构概念体系[M].北京:高等教育出版社,2004.

[6]庄表中,王惠明. 应用理论力学实验[M].北京:高等教育出版社,2009.

[7]林同炎,S·D·斯多台斯伯利. 结构概念和体系[M].2版.北京:中国建筑工业出版社,1999.

课程设置环境工程论文范文第6篇

[摘    要] 新工科背景下的“金课”建设,对环境工程类专业教学提出了新的要求。文章针对环境工程类课程教学现状及存在的问题,从建设一流课程,培养一流应用型人才的目标出发,分析了环境工程专业“金课”建设的意义和价值,从环境工程专业“金课”建设的研究方法、“金课”建设的目标、“金课”建设的难点问题和环境工程专业“金课”建设的应对策略出发,落实立德树人的根本任务,切实推进课程思政建设,以学生为中心提升教学质量,加强一流专业和一流课程建设,全力打造混合式“金课”,全面提升大学生综合素质和核心竞争力,面向区域经济社会需求,培养一流应用型人才。

[关键词] 新工科;环境工程;金课;实现策略

0      引    言

2018年,教育部召开了新时代中国高等学校本科教育工作会议,就如何“打好全面振兴我国本科教育的攻坚战”,提出了2019年要建设3 000门“金课”的计划。会议提出“消灭水课、打造金课”,并指出“两性一度”,即高阶性、创新性、挑战度是“金课”的三大特点。建设高等教育“金课”,培养一流人才,是重塑以学习者为中心的新型教育教学生态[1]。李向东教授和他的课程团队围绕这一目标进行了大量的研究实践,采用了以问题为导向的课程设计方式。同时,围绕重新设计的课程,深度改进了教学方法和教学手段,创新性地以天文知识为依托,润物无声地传递了价值理念,实现了思政元素与课程建设目标的有机融合。就“金课”建设而言,关键是要找到教学目标与立德树人根本任务契合紧密的那一“点”。正是这一“点”,给予了大学生德、识、能全面发展的无限可能性。也正是这一“点”,赋予了“金课”最大的创新性和挑战度,带来了“金课”及内容的高阶性[2]。很多高校开展混合式教学,构建“在线视频+课程论坛+微信公众号+直播讲座”的新媒体融合应用模式,促使学生围绕慕课拓展学习,线下实体课堂采用互动式和探究式教学模式,力推课堂演讲、案例展示和分析等,提高了混合式学习成效。大连理工大学“无机化学”课程在慕课基础上,创造性地引入“慕课堂”教学小程序,通过课堂小测试,检验大学生自学和课堂教学效果,针对测试结果的统计,得出学习过程评价和个性化教学方案,辅以课前的慕课自学和在线自测,形成了一个以数据统计为基础的完整“三段式”教学模式,极大地提升了大学生的学习效率。20世纪美国一流大学课程极具“积累性”,无论争议多么激烈,都不是两种力量非此即彼的较量,而在每次博弈后会出现一定程度的融合[3]。这样“循环上升”的变革规律使课程完成了三个重要的逻辑转向,这些转向对于我国高校本科专业“金课”建设提供了理论导向。

1      环境工程专业“金课”建设的意义和价值

(1)体现以“学生发展为中心”理念的“最后一公里”,其建设质量直接关乎人才培养质量。2018年,教育部部长陈宝生提出,要真正把“水课”变成有深度、有难度、有挑战度的“金课”。同年9月,教育部再次要求各高校全面梳理各门课程的教学内容,淘汰“水课”,打造“金课”。“金课”的标准可归结为“两性一度”,即“高阶性、创新性、挑战度”,以“两性一度”为标准的“金课”有力地突破了国外MOOC、SPOC、微课的课程意识形态,是新工科背景下极具中国特色的“金课”[4]。淘汰“水课”,进行课程改革,打造有“高阶性、创新性、挑战度”的“金课”,无疑对构建新时代、新工科环境工程人才培養模式,具有重大的实践意义。

(2)“金课”的目的是提升教学质量,“金课”的“两性一度”标准不仅适用于“双万”课程,更应成为大学所有高质量课程的标准。校校有“金课”,师师有“金课”,生生学“金课”,将会成为每个学校在“金课”建设过程中永恒的目标[5]。开展环境工程专业“金课”建设理论、方法和实践研究,从新时代发展的角度出发,立足工作岗位需求,并充分结合不同高校人才培养特点,构建适合环境工程专业特色的“金课”建设思路、手段和方法,形成一套完善的高质量人才培养新模式,能为新时代、新工科环境工程人才的培养提供理论基础,为高校其他专业“金课”建设提供技术支撑和注入新的动力。

(3)新工科背景下,环境工程专业现有的课程教学内容、教学方法和考核方式已经不能够很好地满足“两性一度”的高标准高要求,需要在教学内容、教学方法和考核方式等方面以“两性一度”为标准开展理论研究和实践探索,需要侧重思考环境工程专业“金课”建设存在的问题,结合我校特色,提出环境工程专业课程“金课”建设的基本方法和路径,对进一步优化环境工程专业课程教学内容,丰富教学方法,增强教学质量,提升毕业生与未来工作岗位需求契合度,促进学生创新能力培养,具有重要的实用价值。

2      环境工程专业“金课”建设的研究方法

通过归类分析法,分析环境工程专业课程内容;通过比较分析法,分析环境工程专业课程教学方法;通过定量分析法,分析环境工程专业课程考核方式。选取环境工程专业代表性核心课程进行“两性一度”标准全面建设,总结课程建设实践经验,并结合理论分析,归纳总结环境工程专业“金课”建设方法。

对用人单位、毕业生和在校大学生进行问卷调查和座谈,根据用人单位需求,分析和研究教学过程中存在的问题,提出持续改进方案;将持续的课程建设应用到实际教学和改革中去,对不同的教学方法和教学手段进行实证研究,用客观的结论指导“金课”建设持续完善[5]。科学合理制订环境工程核心课程中每个专题设计题目的教学任务、教学内容、教学方法和教学过程;授课教师实行导师引领、集体备课、集体建课,规范授课内容;组织授课教师参与指导学生设计竞赛、“互联网+”、大学生创新创业项目和科研实践活动,教师全员、全方位、多角度、多途径指导大学生创新创业活动,为培养大学生课程设计的创新意识和创新思维拓展路径;将企业工程师引入课堂,建立长效的产学研商合作机制,加强理论与实践应用的有效衔接,熟悉行业的最新动态。

3      环境工程专业“金课”建设的目标

(1)打造线上线下混合式的“金课”。高校教师通过线上课程信息分享,大学生获取知识信息并反馈,教师再将反馈信息运用于课堂教学。教师和学生转换角色,教师从课堂上的权威者转变为知识的引路人,学生从被动的接受者转变为课堂上的主动者。

(2)构建以学生为主体的分组案例设计、讨论及汇报模式的“金课”。理论结合案例的生动课堂讲解,细分为“应用”“分析”“评价”和“创造”,满足“金课”的高阶性、创新性和挑战度。如将“环境工程设计”课程的两个环境工程专业80余名学生,分成多个4-5人组成工作小组,通过课上所学知识,课下查阅资料,利用课下时间对教师给出的“三效降膜蒸发装置设计”“生活污水膜生物反应器工艺设计”等设备设施案例进行工艺设计。要求每个小组需经过提出设计方案、小组论证方案、分析各组成部分的优缺点、提出方案改进思路和措施,并通过计算验证最后方案能否满足设计要求。在分小班组织的案例设计课上,各小组代表通过PPT和相应讲解展示所在组的设计作品。这种方式给了学生思考、表达意见的空间,强化了可供学生自己应用综合知识的环节,学生能在经过自己较充分的思考后再听取别人的设计和想法,比较各组所长,相互促进。

(3)加强与其他专业知识耦合,提升环境工程新工科内涵的“金课”。现代环境工程问题,需不同学科协同合作来解决。需要化工、安全、给水排水、环境规划与管理和计算机等专业知识的综合支撑,此时,环境工程技术人才培养模式将是一种“工程+智能”的复合人才培养模式。在新工科建设背景下,要对环境工程专业进行升级改造,提升环境工程专业的“工程属性”,以积极应对新工科对环境工程技术人才在知识和能力结构上的需求。

(4)融合现代化教学方法和手段,探索“参与—体验”式教学模式的“金课”。探索以授课教师主导的教学模式转入学生为主导的授课模式,结合信息化环境,充分利用智慧教室、网络平台、社交媒体、实体模型和现场调研等现代化教学方法和手段,提高学生的课堂参与度和体验度。

4      环境工程专业“金课”建设的难点问题

(1)实现“教师+学生+企业”三个层面教育主体的更新。在“金课”建设过程中,聘请环保相关单位有实践经历的高级工程师走进课堂,课程设计模拟甲方布置设计任务、进行现场调查、方案研讨和设计方案审核等,让学生体验实际工作中方案设计的整个流程。

(2)探索“线上+线下+实践”三种教学方法的耦合模式。探索线上学习专业理论,培养专业修养,线下辅导课程设计,强化理论体系的灵活应用,实际案例参观增加感性。依据环境工程设计需要掌握的理论体系,包括书本知识、社会阅历、实践环节,具有广博性、跨学科和不断更新的特点,耦合线上、线下和实践课程的内容,提升教学层次,鼓励学生自己到现实生活中实际调研、收集优秀案例和行业先进技术与工艺,和教师共同建课。

(3)构建“知识+技能+创新”三个层次的能力培养体系。构建设计原理、相关技术、设计规范、人文社科等知识体系,增加艺术修养、品质修养和创意修养的课程内容:精选设计题目,提升大学生课堂知识的运用能力、设计方案的创新性、逻辑分析判断力、团队协作精神、语言沟通表达能力、辨识判断能力和克服挫折的意志力等综合技能。将行业的新技术、新工艺、新理念等前沿知识以线上自学形式推送给学生,将教师的科研项目、“互联网+”、大学生创新创业项目、设计竞赛与课程设计相结合,根据学生的学习兴趣,选择不同的理论知识应用形式,强化大学生个性化创新能力培养[6]。

(4)打造线上线下混合式的“金课”。探索将线上线下混合式教学、信息化教学、项目化教学、自主探究式学习深度融合,从课堂教学模式、教学内容设置、实践教学平台建设和课程效果评价等对环境工程类课程进行混合式“金课”建设探索。

(5)探索以“金课”建设为契机,强化课程教学团队的发展模式。借助“金课”建设为契机,打造集群性的课程教学团队,实行青年教师教学导师制、青年教师“以老带新”等措施,提高青年教师的整体教学水平,加大团队、领军人物和平台建设,以人才培养为中心,初步形成自己的优势和特色。

5      环境工程专业“金课”建设的应对策略

(1)转变高校教育教学模式,构建师生“学习共同体”。采取以学习者为中心的教育教学模式,把教师的“教”转变为大学生的“学”,构筑以学生、学习和学绩的“三学中心”融合模式,打造“师生学习共同体”,切实重视大学课堂教育教学的五重境界(Silence-Answer-Dialogue-Critical-Debate) ,在 Silence 的课堂上的大学生是按部就班和被迫接受知识的无所用心者,而在 Critical 或者 Debate 的课堂上的学习者,完全转变为独持异议、敢于批评、敢于质疑,敢于创新和敢于活跃的时代新人。

(2)构思好课堂教学内容,体现知识传授的针对性和时代性。尊重大学生的专业层次和创新创业能力,使所构思的教学内容与大学生的“最近发展区”相吻合,遵循“接收-质疑-反思-体验-内化”的动态认知。同时,在资源共享的新时代,高校教师应与时俱进完善和充实教育教学内容,紧跟学科专业发展的最前沿,运用新思想、新方法、新手段、新理念和新成果,着眼于范式教学大纲,致力于挖掘课本中的金矿并适度拓展,设计好课堂教学的探究问题,力争做到深刻、饱满、丰厚和实用。

(3)面向教育现代化2035,重塑环境工程专业课程体系。基于教育现代化2035、教育信息化2.0时代和人工智能新时代,紧跟高等教育发展趋势,亟待重塑地方高校环境工程专业课程体系。迎合新时代需求,遵循卓越拔尖人才成长规律,优化环境工程专业知识结构和体系,创新课程教学内容,重构新时代的师生关系和重塑课程体系,确保“金课”的“含金量”。

(4)以“智慧+新兴教育理念+技术手段”,推进“金课”建设。高等教育领域的智慧化,已成为新时代教育的新生态。运用教育人工智能、教育大数据、教育机器人、物联网、3D技术、体感技术和5G等技术驱动高校教育教学变革,使人工智能与高校教学相互赋能成为新时代命题。

(5)打造区域特色,构建环境工程“金课”生态体系。立足地方高校自身特色,铸就专业品牌,构建可持续发展的生态课程体系。同时,对“金课”建设及实践进行归纳、总结、提升和凝练,形成地方特色高校环境工程类“金课”品牌,实现课程与教学的交相融合,构建高校永续发展的“金课”生态课程体系,切实提升地方高校的教育教学质量。

主要参考文献

[1]赵昕. 新工科背景下环境生态工程专业“金课”建设的研究[J]. 教育教学论坛,2020,3(12):293-294.

[2]史剑,张雪艳.以“两性一度”为标准建设海洋科学专业“金课”的思考[J].教育现代化,2019(A3):142-143.

[3]孙芳,王凯.20世纪美国一流大学本科课程变革的“遗产”[J].黑龙江高教研究,2019(10):6-10.

[4]薄蓉蓉,冷明祥.高校“金課”建设的基本认知、现实困境与实践路径[J].黑龙江高教研究,2019(8):141-144.

[5]肖进丽,肖方亮.新工科背景下船舶导航类课程“金课”建设探究[J].航海教育研究,2019,2(36):59-62.

[6]谢方,罗洪镇.以“金课”建设为契机的地方工科院校课程改革探索[J].教育教学论坛,2019,11(48):113-114.

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