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过程装备与控制工程专业新生研讨课探索

时间:2022-03-02 00:24:13 浏览次数:

摘 要:创新性人才培养依赖于本科教育模式的创新与探索,新生研讨课将科学研究与本科教学有机结合,有助于激发新生的专业兴趣,培养创新研究型人才。文章阐述了新生研讨课的特点,并将新生研讨课与传统理论课程进行比较。结合过程装备与控制工程专业复合型人才培养的需要,阐述了新生研讨课对专业人才培养的作用,并根据教学实践案例介绍了过程装备与控制工程专业新生研讨课程的建设思路。

关键词:新生研讨课;过程装备与控制工程;教学实践

中图分类号:G642 文献标志码:A 文章编号:2096-000X(2018)21-0084-03

Abstract: The innovative talent training relies on the innovation and exploration of undergraduate education mode. The freshman seminar is the organic combination of scientific research and undergraduate teaching, which helps to inspire major interests and cultivate the innovative research talents. This paper expounds the characteristics of freshman seminar and compares them with traditional theory course. Combined with the talent training need for the process equipment and control engineering majors, this paper analyzes the role of the freshman seminar on the professional talent training. Moreover, the construction idea of freshman seminar for process equipment and control engineering is introduced based on teaching practice.

Keywords: freshman seminar; process equipment and control engineering; teaching practice

人才培養是大学教育的根本,正如教育部长陈宝生6月22日在新时代全国高等学校本科教育工作会议上指出:高教大计、本科为本,本科不牢、地动山摇,把人才培养的质量和效果作为检验一切工作的根本标准[1]。传统的本科教学以教材为基础,科学研究在本科课堂上体现不足,学生的创新能力培养受到限制。新生研讨课打破了传统课程以教材为依据的教学方法,将教师的科研工作与本科教学紧密的结合起来,更有利于促进本科人才创新能力的培养[2]。

新生研讨课起源于20世纪50年代哈佛大学创建的面向新生开设的探索研究型课程[3]。我国清华大学于2003年率先开设了新生研讨课程,而后在国内高校得到了推广,包括上海交通大学、浙江大学等高校相续开设了新生研讨课程。诸多新生研讨课的教学实践发现,新生研讨课程能够利用高校科学研究的前沿成果,激发大一新生对专业的兴趣[4],并且有效的培养了学生创新能力、自主学习探索能力和研究能力[5-6]。

为了建立基于教师指导下的研究探索式的学习方式奠定基础,激发学生的学习兴趣和动力,常州大学过程装备与控制工程专业于2017学年开始面向大一学生开设了新生研讨课程,并将其归类于专业基础选修课。文章结合新生研讨课程与特点与过程装备与控制工程专业复合人才培养的需要,探讨装备专业新生研讨课程的建设思路。

一、新生研讨课特点

新生研讨课与理论课程和实践课程均存在显著的区别,它的特点主要包括:小班化、面向新生、授课形式多样化、授课内容前沿、培养创新能力等。

1. 小班化的研讨课程一般在15人左右,有助于提供所有学生进行研讨的机会,并能在研讨课程中充分调动学生的研讨主动性,形成以学生为中心的课程互动与研讨方式。

2. 新生研讨课的授课形式鼓励多样化,不应拘泥于课堂教学,可以是实验室的实践学习,可以是企业参观等。通过多样化的学习形式,激发新生对专业的兴趣,专业的第一印象促使学生对专业的认可度的提升。

3. 新生研讨课无固定教材,突出主讲教师的研究专长,能够将科研工作与本科教学有机结合,促使科学研究为本科人才培养服务。并且授课内容往往是一系列研究主题,能够激发学生的学习兴趣,同时也能培养学生的研究能力。

4. 新生研讨课更加注重学习能力的培养。与高中阶段相比大学期间对学生的自主学习能力要求更高,新生研讨课程能够给大一新生提供一个学习方式转变的缓冲区,促使学生更快的适应大学学习生活,并对后续的大学学习带来深远影响。

5. 新生研讨课对非技术知识与能力的培养也是课程的特点之一。课程的考核不再是传统的课程考试,而是结合课程的特点,采用研讨、报告、演讲等形式,在这个过程中学生的语言表达、交流、沟通能力以及自主学习能力都能得到了锻炼。

表1将新生研讨课与传统理论课程的特点进行了对比,两者在授课规模、授课内容、教学目标、教学方式和考核方法上均存在显著区别,新生研讨课侧重的是学生综合能力的培养。研讨课程除了有这些特点外,同时也对教学过程提出了与传统课程不同的要求,包括研讨课对课程选题、授课教师经验、课堂硬件条件等。首先,课程选题需要兼顾专业性与生活性,如果选题专业性太强学生缺乏专业基础会影响到学生的兴趣与学习的效果,而选题太生活化则无法培养研究能力。另外教学的硬件条件也很关键,传统的教室无法满足研讨的要求,并且课程中设置实践类的内容也需要硬件设施的配套。

二、装备专业新生研讨课教学实践

(一)新生研讨课与装备专业的结合

过程装备与控制工程专业隶属于动力工程及工程热物理一级学科,在国民经济和社会发展中有着极其重要的作用,为石油、化工、能源、动力、环保等国家支柱行业培养了大量具有实践能力和创新精神的复合人才。本专业的特点是以“装备”为主体 ,以“过程”及“控制”为两翼的多学科交叉专业,要求学生具备较好的问题分析能力、研究能力和沟通能力[7]。通过调研了华东理工大学、北京化工大学、南京工业大学装备专业的培养方案发现,大一的专业课程仅有专业概论课程,但是专业概论课程往往是一个年级的学生共同参加,授课内容涉及面广,参与学生多,因此影响了学生与专业教师的互动,也影响了学生对专业的兴趣与认识。如果大一学生对专业的认识存在不足,对大学学习方式无法适应,将影响到专业人才培养的质量。因此常州大学过程装备与控制工程专业于2017年开始建设新生研讨课程,实行小班化教学模式,由大一新生根据自己的兴趣进行选课。目前已经建设了包括:《智能机器人技术》《装备的寿命有多久?》《过程机械现状及其创新方向》《有趣的CAE仿真世界》等新生研讨课程。通过新生研讨课的建设,能够满足过程装备与控制工程专业培养学生问题分析能力、研究能力和沟通能力的需要。学生通过新生研讨课对专业有了更充分的认识,与专业教师有了很好的互动,更重要的是激发了学生们的学习兴趣、增强了对专业的认同感,并且锻炼了他们的创新研究能力以及交流沟通能力,从而满足过程装备与控制工程专业复合型人才的培养要求。

(二)教学实践

笔者结合自己的研究方向建设了《装备的寿命有多久?》新生研讨课程,该课程从生活中以及专业中的装备寿命案例出发,从装备的寿命角度与学生们进行研讨,在装备寿命预测研究方向上培养学生的研究与创新能力。

1. 课程背景与目标

人类无法逃避寿命的限定,由于急性慢性疾病而造成身体损伤,直至寿命的终结。对于装备而言,同样存在着与人类共同的问题,即有限的寿命。非事故型的装备的损伤往往属于装备的“慢性疾病”,常见的包括蠕变、疲劳、腐蚀,这些疾病都会对装备造成不可恢复的损伤,随着损伤的不断积累,导致装备达到寿命极限。如何根据装备的病因,进行装备的寿命预测,对于装备的安全运行起到至关重要的作用。

该新生研讨课的知识目标是围绕装备的寿命的基本概念、工程案例、装备的寿命预测方法进行研讨,使学生理解装备的损伤类型,掌握各典型失效形式的寿命预测方法,为解决过程装备及相关机械领域复杂工程问题提供基础。同时课程侧重于学生能力目标的培养,通过研讨课程培养学生的创新研究能力和自主学习能力,并通过研讨会、撰写书面报告和口头陈述等形式,培养学生的沟通能力,能与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流。

2. 课程教学设计与实践

该课程将以装备的寿命预测为引子,结合案例分析,导出四个影响装备寿命的专题:蠕变、疲劳、腐蚀和寿命预测的可靠性。并从各专题的基本概念、与生活的结合案例、与工程的结合案例和寿命预测方法等多方面进行研讨。各专题研讨的过程中需要兼顾一定的趣味性与学术性,从而激发学生对装备寿命问题的兴趣,并培养学生的沟通能力、逻辑分析能力和创新思维能力。

新生研讨课的教学模式综合采用了案例教学、启发式教学、分组研讨、实践参观以及报告答辩的形式进行。结合学生兴趣与课程专题进行分组选题,包括:蠕变组、疲劳组、腐蚀组和寿命预测的可靠性组,每组以4-5名学生为宜。各小组学生通过小组研讨、协作学习的方式了解各主题的基本概念与生活中的案例,然后进行口头报告;在此基礎上教师对各主题的系统性基础知识进行补充并侧重工程案例的分析;随后教师与学生相互提问质疑进行研讨,并结合各专题进行实践环节的训练。以疲劳专题为例,图1给出了疲劳专题的授课内容设计以及相对应的培养目标。

新生研讨课的考核方式相对宽松,侧重于对研讨过程的考核,课程的总评成绩为:考勤10%,小组口头报告20%,课堂讨论20%,总结报告50%。并且综合采用了教师评价和学生互评的方式进行考核,对各小组的口头报告采用学生互评机制进行评分,充分激发学生在课程中的参与性。

三、结束语

本科人才培养是大学教育的根本,新生研讨课将高校科学研究与人才培养相结合,为新生提供了一个认识专业、认识研究、认识大学的平台。本文将新生研讨课的特点与过程装备与控制工程专业复合型人才培养的需要相结合,阐述了新生研讨课的对专业人才培养的作用,并结合笔者建设新生研讨课程的教学实践,介绍了新生研讨课程的建设思路。

参考文献:

[1]丁雅诵.一流本科,怎样建成(教育奋进之笔)[N].人民日报, 2018-6-28(18).

[2]胡莉芳.以课程建设推动本科人才培养——新生研讨课的角度[J].复旦教育论坛,2012,10(5):23-27.

[3]张文雪,刘俊霞.新生研讨课教学理念与实践[J].清华大学教育研究,2005(s1):139-143.

[4]刘长青,李迎光,郝小忠.研究型大学新生研讨课新思路探索与实践[J].高教学刊,2018(02):11-13.

[5]张根保,任艳君,程岩松.机械工程新生研讨课教学模式探讨[J]. 高等建筑教育,2010,19(3):86-90.

[6]刘林.新生研讨课存在的问题分析与对策浅议[J].高教学刊, 2017(9):82-83.

[7]涂善东.过程装备与控制工程概论[M].北京:化学工业出版社, 2009.

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