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绪论:在寻找写作灵感吗?爱发表网为您精选了8篇毕业设计思路范例,愿这些内容能够启迪您的思维,激发您的创作热情,欢迎您的阅读与分享!
关键词:本科教学毕业设计问题分析
毕业设计(论文)(以下简称毕业设计)是高等学校人才培养计划中的重要组成部分,它既是学生对所学专业知识综合运用的过程,又是学生将理论与实践相结合、分析解决实际问题和培养初步科学研究能力的一个重要过程,也是对学生综合素质教育与工程实践能力培养效果的全面检验。因此,毕业设计作为一个实践环节在整个本科教学中所起的作用和地位,是其它教学环节无法替代的。然而,在当前学校生源不断扩大的情况下,由于教师队伍的增长速度相对缓慢,教师指导毕业设计的学生人数年年增加,从毕业设计的选题陈旧到整个毕业设计过程监控不严,这样不可避免地导致大学生毕业设计质量降低。同时,由于大学生就业越来越难的问题,在最后一年毕业设计的时间段内,毕业生在做设计和找工作之间,几乎毫无例外地更看重后者,因而在更多的时间里,大都忙于找工作,往往疏忽了毕业设计的全程质量,只是匆匆敷衍了事,难以达到毕业设计的预期效果。针对这些情况,本文就大学生毕业设计的质量保证体系展开论述和探讨。
一、大学生毕业设计的基本现状
多年的办学实践和学生毕业后的意见反馈表明,绝大部分工科类同学都对毕业设计的过程记忆犹新,它总结和巩固在校四年所学的知识,感觉从中收获颇大。许多大学毕业生认为是通过毕业设计的训练才使自己真正对所学专业的理解,更容易适应新的工作,由此从一个侧面反映了大学生毕业设计工作的重要性。但随着近年来招生规模的逐年扩大及包括民办院校(未独立学院)对招生人数的增加,毕业设计工作面临了一些新问题和新挑战,下面总结了扬州大学环境学院环境工程专业(包括民办院校环境工程专业)3年来开展毕业设计工作的一些情况(如表1所示)。
表1近3年扬州大学环境工程专业本科生毕业设计教学基本情况
注*:有部分大学生写毕业论文
二、毕业论文教学中存在的问题及分析
对应2002年制订的《扬州大学本科毕业设计(论文)管理实施办法》,笔者认为对于环境工程专业的现状来说,落实《办法》需要解决好以下几方面的问题。
1.专业教师引进不平衡,生师比逐年加大
从环境工程专业的学生规模来看,至2009年环境工程专业有两个班学生毕业,有招生规模增加,2010年将近有四个班学生毕业,环境工程教研组专任教师在指导了学生毕业设计方面增加1倍以上的工作量,但是师资队伍规模基本没有变化。许多教师每年指导毕业生人数都维持在学校要求的上限即8人,民办院校将近8人以上,这与其他学校规定的指导3~5人的适宜人数相去甚远。个别教师由于指导学生过多,感到时间与精力不足,对于设计中出现的“图纸有错误,公式使用不规范;英文翻译、英文摘要、英文标题不规范”等无暇顾及,从而引起毕业设计的质量下降。
2.学生难以集中进教室做设计,思想上难以认真
学校集中将本科毕业设计安排在第8学期,由于毕业生较多,许多学生没有设计教室及实验室,因此大多数在宿舍完成,再加上部分学生对毕业设计的重视程度不够,认为毕业设计与就业没有多大关系,只是走过场,遇到实际问题干脆敷衍了事;另外,由于毕业设计安排在毕业前夕,这个时期各种各样的人才市场、人才交流会接连不断,为了找到一份合适的工作,一半以上的学生急于参加招聘会、面试及岗前培训等活动,部分考研过初试关的学生又要忙于准备复试或找寻调剂机会,多数无法安心认真撰写毕业设计。况且,等到论文答辩时间,一部分学生已经和用人单位签订了协议或已经考上研究生,他们认为毕业设计对自己影响不大,因此有的学生对毕业设计有临时拼凑之嫌,这自然影响了毕业设计的质量。
3.毕业设计环节管理困难
目前,工科院校的学生做毕业设计时都会用到计算机辅助设计和绘图,学生电脑不可能搬进教室,那么教师指导就很困难,监管也成问题,这就加大了对毕业设计进程管理的困难,毕业设计质量不易保证。用计算机绘图进行毕业设计,每年都会有个别学生直接拷贝他人现成的设计成果,略加修改就成为自己的设计,这样也就造成部分学生遇事不愿多加思考,从而慢慢丧失独立工作的能力。此外,大学生就业率已成为考核大学办学质量的标准之一,学生有就业压力,学校同样有压力。因此学校对大四学生因找工作而耽误学习的宽容态度,在执行管理制度上相应地打一些折扣。
三、对改进毕业论文工作的几点建议
1.改进毕业设计实施模式,增加学生的毕业设计时间
根据学生毕业设计时间精力的限制,可以将毕业设计开始的时间提前,增加毕业设计的时间。提前一学期让学生明确自己的毕业设计题目,尽早收集资料,利用寒假将文献检索和英文翻译做好,在第8学期就可以直接进入毕业设计的实质性设计阶段,这样既可以保质保量地完成毕业设计,又不影响学生择业。
2.加强师资队伍建设,提高教师研究水平
积极引进专业师资,尤其是具有工程实践能力的教师或高级工程师,这不仅解决了教师数量不够的问题,还解决工科大学生工程素质下降的问题。近几年来,我国高校为提高教师整体的学历水平,在引进教师时一般要求具有博士学位,而目前的博士培养体系,大多侧重于基础理论及应用研究,对工程素养的训练和要求不高,使得多数博士生基础科研能力较强而工程实践能力相对较差。
3.开展工科大学生毕业设计团队指导法,提高大学生总体素质
开展工科大学生毕业设计团队指导法,提倡大学生各个方面的研究与实践,目前一般各个教师只指导自己带的学生,使得学生所学知识的比较局限,答辩时对于许多教师提出的问题不知所措,因此加强教师团队指导可以使得学生毕业设计在内容与选题、实验与研究、结构与格式甚至设计方案比选等方面得到全面提升,对提高毕业设计整体质量、培养学生创新能力发挥了积极作用。
4.培养大学生毕业设计的创新意识,有利于大学生进入社会和工作
毕业设计的指导、写作与答辩是开放教育集中实践教学环节中的重要组成部分,是检验教学质量、提高学生知识运用能力的重要手段,但学生的创新意识更是学生能力的提升,更是关系到毕业生如何适应社会和进入工作岗位如何对落后技术的开拓。因此通过启发与科研实践可以鼓励学生打破常规思考以唤醒学生的创新意识。在毕业设计过程中调动学生的主观能动性。要求指导教师要适当引导学生的设计思路,不能因循守旧,用以前的设计范例或指明几种设计方案让学生去做,这会限制学生的独立思考和创新精神。可以鼓励学生广开思路去考虑设计方案。对学生提出的新思路、新想法,指导教师热情帮助分析或扶持,充分调动学生设计的积极性,使设计显得多彩和有生机。这样做既对学生今后走向工作岗位发挥钻研精神起到很好的作用,而且有些方案对教师也是一个启示,开阔了教师的视野。
四、结论
毕业设计工作是以学生为主、教师参与的一项实践活动,每一位学生和指导教师都要从思想上充分重视,严格按照毕业设计规范化文件来操作,教师对学生要有高度的责任心和极大的耐心,能充分调动学生参与毕业设计的积极性和主动性。学生要充分发挥主观能动性,全身心地投入到毕业设计工作中,同时要密切配合导师和督导组的检查督促工作,做好毕业设计的全程质量监控,从而确保毕业设计的质量。
参考文献:
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关键词:微电子专业;毕业设计;教学管理水平
微电子专业毕业设计的教学过程是实现本专业培养目标的重要阶段,是教学计划中十分重要的实践性环节。通过一个学期的毕业设计过程,同学们可以强化各门专业基础知识,得到从工程设计、实验技术、工程系统测试等多方面的训练,从而培养学生结合实际综合运用所学到的基础理论知识和专业理论知识的能力,而且还可以有效引导学生自我培养一种能进行综合分析、创新思维的独立工作的能力,以便为将来进一步从事专业技术工作打下一个良好的基础。所以,怎样管理、指导学生完成好自己的毕业设计任务,确保质量,提高效果,是高等院校教师面临的一个重要课题。
一、微电子专业毕业设计环节的主要任务
微电子专业毕业设计的题目可以是直接来自微电子工程建设、研究项目的实际课题,也可以是有明确工程背景或实际意义的模拟课题。无论是哪种课题,都必须要求学生要以严谨、勤奋、求实、创新的态度认真对待自己的课题,圆满完成自己的毕业设计任务。要以微电子工程的设计、施工、生产、科研任务为结合点,综合运用所学知识解决遇到的实际问题,进一步提高工程实践技能,科学实验的水平和撰写学术论文的能力,使学生独立获得新知识、分析问题、解决问题的能力有较大的提高,并尽可能充分发挥学生的创造性,使学生的整体专业水平再上一个新的台阶。微电子专业毕业设计一般包含以下几个主要环节:制订详细的毕业设计的总体工作计划和各阶段计划;师生进行调查研究和收集整理相关资料;师生双向选择确定学生的毕业设计题目;完成与课题密切相关的中外文文献的阅读;对相关课题进行理论分析确定设计方案;设计方案的比较与优化选择;绘制电路图、完成设计方案的实验室试验并有条件地进行工程化实验;按学校制定的规范撰写好毕业设计论文并进行答辩。
二、微电子专业毕业设计中存在的问题
1.毕业设计工作的思想准备不充分。要完成好毕业设计工作,知道老师和所指导的学生必须做好充分的前期准备工作,设计前要求师生认真审阅毕业设计的任务书和指导书,学生要明确毕业设计的目的与要求,指导老师一起制定详细的毕业设计计划。
在毕业设计过程中有些学生思想认识不足,认为毕业设计是对相关课程设计的扩充,因此,在不明确毕业设计的具体要求的情况下就匆匆着手设计,遇到问题时,经常依靠设计手册、资料来模仿设计。还有的学生很不认真,干脆不查资料,遇到问题仅凭自己的相象去解决问题;有的学生对设计缺乏系统考虑,没有全局观念。因此,这些学生的设计成果往往与专业教学要求差距较大,学生的收获也较小,毕业设计对他们没有达到专业练兵的目的。
2.缺乏深入研究精神与创新理念。微电子工程专业是一门理论联系实际的专业,毕业设计的实质是一个分析、归纳、设计、具体实现的过程。而有些学生总是自己缺乏专业实践经验为由,设计前不对具体问题做详细分析、设计后对设计方案又不加以好好地论证,照搬书本或设计范例,缺乏独立思考的能力。而设计方案的选择优化学生是可以发挥他们的创造性的,而在具体的电路调试和设备选型设计阶段,学生总是感觉无从下手。在电路调试过程中出现了一些不正常现象学生也搞不清究竟问题出在哪里,找不到问题的解决办法。
3.在优化方案设计中综合比较能力差。微电子工程的优化比较,主要反应在系统性能比较方面。有相当部分的学生,总是把握不住综合比较,以至于完全参考资料中成熟的方案进行设计,采用成熟的电路或工艺,或完全采用老师推荐的方案,缺乏自己的主见。
三、提高管理微电子专业毕业设计教学质量的途径
1.引导学生选好题目,做好思想管理工作。毕业设计的首要任务是选择好课题,因为课题难易程度与大小直接影响整个毕业设计的安排与质量。选题应遵循以下原则:①满足专业教学的教学要求,选题应达到专业培养目标与教学大纲的要求。②要切合实际,选题要切合学生的实际应用能力与知识水平,题目不要太大或太小,难度要适中,要保证中等水平的学生在规定的时间内经过努力可以完成。③做好设计前的思想管理工作,让学生了解毕业设计的目的、任务、进度和基本要求,认识到完成好这一任务的重要性。学生不能对毕业设计敷衍了事,如果那样就是对自己的不负责,对自己的学业是极为不利的;组织学生对设计课题进行调研,加强他们的感性认识,开拓学生的设计思路,提高他们完成好毕业设计的兴趣;针对毕业生就业的焦虑情绪和时间的紧迫性,教师和学生都应该做好思想准备;让指导老师对设计过程中可能出现的问题应预先向学生提出,使得学生在设计中尽量少犯错误。
2.认真管理、指导,鼓励创新。管理、指导毕业设计是一项繁重的工作,除了要求指导教师要有较强的敬业精神外,还要求他们讲究指导方法的管理。毕业设计中可以采用多种适应不同学生的指导方法,即教师对总体设计要求,可以一起指导,对于各个学生设计的部分,教师可以个别指导;对于共性的问题可以大家一起讨论,一起指导。在指导和检查过程中,要教师抓住学生的主要设计思路,把握好各个学生的设计大方向,让学生自始至终控制设计的主导方向,逐渐改变原来课程设计的习惯思维,使设计不断深入,不断提高。在设计过程中,要指导老师鼓励学生不断创新,在设计思路和实际调试方面,要充分发挥学生的创造思维,在设计方案选择时,让学生大胆设计,只要主体方向没有问题,可以让学生进一步进行设计,让方案的特色充分体现出来。在学生遇到实际调试问题时,指导教师要给予适当的提示或有益引导,使学生能够找到排除疑难的方法。对于生产工艺的选择,多给学生关于实际生产中工艺流程、工艺指标方面的提示或引导,或鼓励学生结合自己的设计有选择地在实习单位多做有关生产工艺方面的了解与实地考察,让同学们更多地体会到好的生产工艺对提高生产质量有着不可替代的关键作用。
3.综合比较、优化设计方案管理。一个好的毕业设计方案,一方面要求设计方案合理,另一方面要求能达到预定的性能指标。这就要求不仅要采用较低的成本而且还不能降低性能。因此,方案的选择与优化的管理是整个毕业设计比较关键的一个过程。首先要帮助学生建立微电子的技术评价体系,引导学生认识哪些因素是方案的主要关键技术,只有控制好关键技术,才能使设计方案在实施后能达到预定的性能指标。其次,还要引导学生不断了解微电子中原器件的价格体系,让学生明白设计一定要讲究成本,在保证性能的前提下获得更低的工程成本才能赢得更多的客户,这个设计理念一定要在毕业设计过程中就开始建立起来。
1.毕业设计时间安排
多数高校毕业设计安排在第八学期,而在这学期,找工作的学生忙于参加招聘会和面试,不能认真静心地做毕业设计;考研的学生在准备研究生面试和复试时占据了大量的时间与精力,影响了毕业设计的进度和质量。有些学生意识不到毕业设计的重要性,忽视了毕业设计是土木工程专业学生将四年所学知识综合化和整合化的唯一机会,在毕业设计时准备工作不充分,匆忙着手,对最新的专业设计规范、专业标准图集、专业构造手册熟悉较少,完全依靠教师的指导,被动性设计表现明显,学生在设计中体会不到设计成就感,导致其重视程度、设计热情下降。
2.毕业设计指导教师问题
在毕业设计中普遍存在指导教师严重不足的问题,毕业设计环节的生师比过高,有些高校甚至高达10∶1。很多青年教师从学校毕业后直接进入高校教学,知识结构不够完整,缺乏工程设计和实践经验,这就影响了毕业设计的指导质量。比如建筑工程专业,毕业设计涉及到建筑设计、结构设计、施工组织设计等,指导教师必须精通这些专业知识才能高质量地指导学生开展毕业设计。同时,教师要兼顾繁重的教学和科研任务,投入指导毕业设计的精力有限,很难对所有学生的毕业设计管理和监控到位,致使学习主动性不强的学生设计进度严重滞后,毕业设计质量不高。
3.毕业设计成果达不到设计要求
在大学期间,土木工程专业除了学习专业技术基础课和专业课外,还有课程设计实践环节。但这些课程和实践环节均局部独立,片面性较强,缺乏全局系统性和整体性,使学生多以点状形态记忆专业知识和工程技术问题,缺乏大土木观,工程设计整体观模糊,这使得有些学生在毕业设计中既不能分析具体工程问题,又不能校核论证设计结果,只能照搬结构设计范例,依赖结构设计软件,缺乏独立思考能力和创新精神,毕业设计成果远远达不到“卓越工程师”的培养目标。有些学生不能按照设计进度进行设计,毕业设计前期松松垮垮,而后期通宵作战,导致毕业设计内容不完整,深度不足,设计水平不高,甚至出现了计算书前后矛盾以及计算书和设计图纸自相矛盾的情况。
二、毕业设计团队指导模式
毕业设计团队指导模式是根据土木工程专业培养目标和“卓越工程师”培养要求,以实际工程和科研项目命题,由多名教师合作组建毕业设计指导教师团队,指导多名学生完成较大的毕业设计课题,确定毕业设计中实施团队指导的相关具体方案,提高毕业设计质量。
1.毕业团队指导模式的目的和意义
毕业设计团队选择内容全面、结构体系丰富的课题,学生在设计时分工合作、各司其职,对土木工程多个专业方向知识均有汲取,有利于培养他们的工程意识。在毕业设计过程中采用讨论式和启发式教学,形成研讨气氛,充分激发学生的主动性和创新性,促进学生之间相互学习、补充、启发,全体团队成员的素质得到发展,共同进步,这为提高毕业设计教学质量奠定了基础。多名教师共同指导,相互配合、优势互补,为提高毕业设计质量创造条件,也有利于教师的进步和成长。
2.指导教师团队的构建
指导教师团队组建时要综合考虑教师的学缘结构、学科专长和年龄结构,教师之间学科交叉合理,各有所长,优势互补,老中青教师搭配组合。团队负责人一般由有丰富理论知识和工程实践经验的教师担当,在选题、设计成果考核等重要环节以及学术方向和关键技术等方面,对团队教师起培养、指导、协调和组织作用。其他成员一般为中级职称以上的教师,尤其要吸收青年教师加入团队,根据其学科专长与特点负责对学生进行具体指导。指导团队既分工又合作,不同专业和方向的教师全程参与指导,根据进度和设计内容分阶段负责。在团队中以老带新,培养年轻教师和专业基础课教师。
3.学生团队的构建
根据课题规模和任务的难易程度确定毕业设计团队学生人数。学生团队组建应基于双向选择原则,教师要对团队的课题研究方向、研究思路和研究成果做初步阐述,让学生对课题有所了解。在组建学生团队时可以同专业,也可以跨学科、跨专业,应鼓励不同层次的学生组队,尤其要鼓励基础差的学生进入团队。团队组建后,应选一名理论知识扎实、责任心强、协调组织和沟通能力良好的学生担任组长,负责团队的研究进展、实验组织和人员协调工作。
三、深化毕业设计改革
针对以往土木工程专业毕业设计现状,常州大学土木工程专业进行毕业设计团队指导模式教学改革实践,旨在提高毕业设计教学质量,提升学生工程实践能力,实现“卓越工程师”培养目标。
1.毕业设计选题改革
为了提高学生的工程实践能力,满足土木工程专业职业要求,选题要结合实际工程项目,与地方施工单位或设计院所合作选题,根据学生团队的基础知识和学习能力情况进行“真题真做”或“真题假做”,尽量避免“假题假做”,通过对比设计成果和现有工程的差异,有利于提高学生解决工程问题的能力,增强了学生的自信心和成就感;或者将教师的科研项目整理成为既能满足毕业设计要求,又有一定科研性及学科前沿的综合性的毕业设计题目。在选题时,注意给课题适当添加自由发挥空间,旨在锻炼学生的创新能力和解决实际问题的能力。
2.毕业设计提前安排
为了解决毕业设计与就业的矛盾,一方面将部分学生在大三时就吸引进入教师的科研团队,提前接触科研项目,开拓学生的科研能力,为毕业设计做好知识储备,另一方面将毕业设计的前期工作提前安排在第七学期末开展,增加了毕业设计的有效时间。指导教师详细介绍课题的工程背景、研究背景、具体内容和预期成果,学生根据毕业设计的任务与要求收集资料,查阅参考文献,分析课题的研究内容,提出研究思路和设想,完成科研实践和文献综述(开题报告)。指导教师要及早介入学生的前期准备工作,缩短学生毕业设计适应时间,减少起始阶段的盲目性。
3.加强团队管理
过程管理是能否按时保质保量完成毕业设计的关键。所有指导教师对毕业生的开题、阶段性检查、中期检查、答辩进行互相把关,互相促进。重点从以下几点做好过程管理:(1)团队指导教师要分工明确,责任清晰,实行值班制,保证学生在毕业设计中遇到问题可以随时得到教师指导;团队负责人关注试验进度,对毕业设计进行阶段总结。(2)制定有效的团队管理制度和操作程序,建立良好的师生信息传达和反馈渠道。(3)充分调动学生主观能动性。学生在设计过程中提出解决问题的思路和方案,教师不能选择硬性压制和忽略不问,而应积极引导学生通过主动思考和积极创新来解决问题。(4)开设毕业设计讲堂。针对毕业设计中涉及的难点和重点问题,由相应的教师以毕业设计讲堂的形式进行专题讲解,丰富毕业设计指导形式,提高毕业设计学习效果。(5)集体评图。团队负责人组织团队教师共同讨论确定毕业设计图纸要求和统一评图标准,利于教师之间相互学习,很大程度上起到传帮带的作用,可以促进年轻教师快速成长。
4.加强与校外企事业单位深度合作,校企联合培养毕业生
高校和企业深度合作是培养“卓越工程师”的重要途径和提高毕业设计质量的有效方法,既解决了高校办学资源匮乏问题,又为企业的发展与创新提供了人才。常州大学土木工程专业与校外企事业单位联合培养毕业生,建立校内指导教师和校外工程师毕业设计联合指导团队。通过“产学研”相结合的方式,依托校企节能减排材料研发中心和校企重点实验室建设,建立校外实践教学基地,学生在企事业单位开展毕业设计,以实际工程为设计课题,设计结果可以对比校核,有利于培养学生严谨的工程意识和参与实际工程项目的热情。在联合指导过程中,校内教师和校外工程师要分工明确、责任清晰,制定校外毕业设计管理制度,校内教师定期检查学生毕业设计进度和毕业设计成果,并对阶段性问题进行解答。
关键词:毕业设计;给排水科学与工程专业;环境类专业;改革与实践
中图分类号:G642477 文献标志码:A 文章编号:10052909(2015)05013804
应用创新型人才培养是普通高等学校人才培养的方向,而实践能力的培养是其关键环节之一[1]。设计、实习、实验、科研活动等是实践能力培养的主要环节[2]。其中, 毕业设计作为大学教学中最为重要,与工作岗位接轨的实践性教学环节,是培养具有创新精神和实践能力的应用型高级专门人才的需要,具有不可替代的作用[3]。
市政、环境类专业包括给水排水科学与工程(原给水排水工程)、环境工程、环境科学等专业,均属于综合性、应用性、交叉性强的学科,学科体系和内容上有诸多交叉渗透,相似性强,因此其毕业设计也有很多一致性。
辽宁工程技术大学给水排水工程专业和环境工程专业自1989年招生以来,经过几代教师的努力,形成具有学校特色的理论和实践教学体系,毕业设计的改革取得了诸多成果。文章结合学校市政、环境类专业毕业设计的实际情况,对毕业设计存在问题进行分析,介绍市政、环境类专业毕业设计改革的实践成果,为相关院校毕业设计改革提供参考。
一、 本科毕业设计存在问题
据调查,自高校扩招以来,本科毕业设计普遍存在质量滑坡现象 [4],许多专家学者针对毕业设计中存在的问题进行了大量
研究[5-7]。笔者结合辽宁工程技术大学实际情况,查找毕业设计过程中存在的问题,以利于提高市政、环境类专业毕业设计质量。
(1)设计选题不合理,多为纸上谈兵,与实际工程脱轨严重。许多高校仍在实行约束性选题方式,在选题范围上必然存在过宽或过窄的问题,题目陈旧,与就业实际需求相去甚远,不利于发挥学生的主体意识和主观创造精神。2006年之前,学校给排水专业毕业设计题目主要集中在净水厂设计、污水处理厂设计和建筑给水排水工程设计。设计题目范围较窄,而且很多题目都是假题假做或年复一年的课题重复,与工程实际的设计要求差距较大。环境类专业的水污染控制理论方向,在污废水处理设计中,工艺方案大同小异,缺乏创新。水环境质量评价选题,多运用模糊综合评判等数学方法代数即可,创新性和实用性较差。这些导致学生参加工作后,一时很难上手,满足不了设计与工程单位对毕业生尽快进入工作状态的要求,与应用创新型人才培养目标存在较大差距。
(2)高校连续10多年的扩招造成学生数量急剧增加,与师资数量不足、教师工程实践能力缺乏之间存在较大矛盾,直接影响毕业设计质量。1999年扩招以后,市政、环境类专业教师每人指导学生人数在10~20人,造成指导教师精力投入不足,指导深度不够,监督和考核不到位等现象。同时,为了解决高校教师短缺问题,引进的博士直接进入课堂授课、指导设计,没有经历助教过程,缺少实际工程经验,加上科研指标的量化,高校青年教师在教学和科研双趋冲突压力下,往往忙于写论文、申请课题,从而造成重科研轻教学现象,这也导致青年教师的设计指导质量不容乐观。另外,随着毕业生人数增多,与设计相关的图书资料明显不足,设计室更是无法保证,失去了教师对学生的有效指导和监督。
(3)学生设计精力投入不足,态度不认真,有的甚至抄袭他人论文等。部分学生忙于找工作,考研面试等,无暇顾及毕业设计。值得指出的是,学校鼓励学生到已签约工作单位结合工程实际完成毕业设计,虽然初衷很好,但从毕业设计成果看,部分学生没有取得预想效果。另外,毕业设计中抄袭现象非常多。通常,学生毕业设计被安排在最后学期的10~15周,设计时间短,任务重,同时,学生常在答辩前才加班加点,匆忙拼凑,敷衍过关。甚至存在照例题套构筑物计算、图纸网上直接下载等现象。
(4)学生虽然对水处理专业原理性知识有一些了解,但是对一些具体的构筑物却很陌生且很难在大脑里构建出这些构筑物,而在认识实习、生产实习和毕业实习时,看到的也只是构筑物外貌,由于池体被水充满,很难看到构筑物内部结构,因此造成设计思路不清晰,设计参数盲目选择,给构筑物设计计算带来很大困难。
(5)高校毕业设计管理工作有待进一步提高。虽然学校、学院都针对毕业设计制定了相应的管理制度,但在执行过程中,各级管理部门和指导教师存在执行不严格、不规范现象,从而影响了毕业设计的质量。另外,毕业设计一次性考核模式(指导教师给予学生学习态度分占20%、评阅教师给予设计成果分占30%、答辩委员会成员给予答辩分占50%),导致学生没有改过的机会,也达不到人才培养的真正效果。
二、 提高毕业设计质量的实践
相信笔者所述我校市政、环境类专业本科毕业设计存在的问题在其他高校同类专业,甚至所有工科专业都不同程度地有所表现。为此,探究解决高校学生毕业设计解决方法,真正提高毕业设计质量,进而提升学生工程实践能力和创新能力,就成为当前毕业设计改革工作中的重要课题。针对目前市政、环境类专业毕业设计存在的问题,结合我校近年毕业设计改革的新做法、新模式、新思考,借鉴国内改革经验,提出毕业设计具体的改革建议[8-10]。
(一)重视毕业设计选题工作
首先,扩大选题范围。目前来看,市政、环境类专业设计题目范围较小,与学生就业范围有较大差距。从毕业生看,给排水科学与工程专业去净水厂和污水厂的学生较少,去建筑施工单位较多。环境工程和环境科学专业利用学校地矿特色,去各企业工作学生比重较大。结合学生就业单位特点设计题目,能提高学生的设计兴趣。因此,最近几年,在了解学生就业方向基础上,设计多个选题方向,学生先选择设计方向,再结合具体工作情况选题,效果较好。在原有净水厂设计、污水处理厂设计、建筑给排水工程设计、区域水环境质量评价、工业废水处理站设计基础上,增加的设计方向包括:城市给水排水管网系统优化设计、城市污水再生利用工程设计、建筑小区中水回用工程设计、建筑小区雨水利用工程设计、工业给水处理工程设计、给水排水工程(环境工程)施工组织设计及工程造价等方向。在工业废水处理工程设计中,每年结合学生未来从事工作,进行了矿山废水、皮革废水、化工废水、食品废水、制药废水、钢铁废水等多种废水的设计工作,得到学生和就业单位的认可。
其次,注重设计的灵活性和实效性。目前尽管设计做到了一人一题,但与实际工程结合不足,因此,我们在设计中进行了一些新的尝试。例如,从事建筑给排水工程设计的学生,与学校建筑学、土木工程、建筑环境与能源应用工程、工程管理、电气自动化等专业学生共同组成设计小组,一起完成学校新校区图书馆、博物馆、实验楼等同一实际工程设计,设计完成后指导施工,真正实现了“真题真做”,避免了抄袭现象,而且锻炼了学生的组织协调能力。针对软件学得较好的学生,两名学生共同完成同一设计,一名进行笔算,另一名编制软件程序,两者互相校正,共同提高;针对考研学生,指导教师让他们参加所主持课题的实验研究中,跟研究生一起完成论文,使他们尽早进入研究状态。一些学生签到工作后,单位希望去实习,做单位的实际工程设计,对此,我们实行企业和学校双导师制度,单位负责学生在该单位的学习、生活等情况,校内指导教师负责开题、中期检查、毕业答辩,以及与就业单位的联系,定期检查学生毕业设计完成质量,使学生设计质量得到保证。
(二)用多媒体课件协助教师指导学生毕业设计
市政、环境类专业毕业设计方向性、规律性和系统性较强,由于学生较多,资源有限,教师每天亲自指导较为困难,教师为学生毕业设计做的指导书又太过简单,而且并不直观。多媒体课件具有文字、图、声、像并茂特点,具有很强的生动性、直观性和条理性,能化抽象为具体,化平淡为生动,充分调动学生学习兴趣。同时,还具有可反复播放特点,学生哪一步骤不懂,就可以对照课件进行观察,直到理解为止。毕业设计指导课件每个设计方向一个,最终将课件模块化,将教师从企业获得的研究课题、合作教育中遇到的实际工程问题,凝练成毕业设计(论文)选题,均链接到设计模块,建设成为虚拟实践教育平台,可切实提升学生实践能力和创新能力,并可使资源由一校“独有”,变成多校“共享”。
以制作完成的工业废水处理工程毕业设计指导课件为例,课件内容包括:(1)工业废水处理站设计目的、要求、步骤和原则,设计所用参考规范、手册,形成废水站设计任务书和设计指导书各1份;(2)工业废水处理站基本建设程序;(3)工业废水处理站与污水厂设计的相同点与不同之处;(4)工业废水处理站典型水质(化工废水、钢铁废水、印染废水等)特点及出水标准;(5)工业废水处理站设计前需调查分析和解决问题;(6)工业废水处理站工艺路线选择的基本步骤、比选原则;(7)工业废水常见处理方法及国内典型工业废水处理工艺流程介绍;(8)典型构筑物(调节池、隔油池、水解酸化池、曝气生物滤池、生物接触氧化池、膜法水处理系统等)设计基本理论、池体类型、优缺点及适用条件分析,设计规范要求,设计参考范例、计算软件编制、构筑物运行动画,现场实际运行工程照片。本部分是课件主体,共链接标准1部、参考计算书籍1本、主体构筑物运用动画7个,制作计算程序3个,插入现场照片25张,图片12张;(9)污泥处理的目的、常见处理方法及系统设计,插入现场照片4张;(10) 工业废水处理站各构筑物的总体布置和废水处理流程的高程设计,介绍了布置原则、计算方法及典型案例分析;(11)工业废水处理工程经济分析及概预算具体方法和软件应用;(12)图纸绘制标准及方法。
(三) 设计全过程管理与质量监控
实行毕业设计全过程管理,建立质量监控机制是保证毕业设计质量不可或缺环节,采用校、院及教研室三级管理机制来完善毕业设计的系统质量监控。
1.以指导教师、教研室为主的全过程管理
教研室主任制定本专业毕业设计管理办法,从细节上对教师指导和学生设计要求进行规范,并组织中期成果汇报答辩。毕业设计成绩构成改为:指导教师检查设计效果10%+期中答辩20%+评阅教师质疑设计成果20%+毕业答辩50%。指导教师从学生选题、开题报告撰写、方案确定、构筑物设计计算、绘图全过程进行指导、检查。笔者几年的指导发现,指导教师平时考核不仅看学生出勤,平时提交成果,还要多问学生“为什么”。因为一些学生设计中往往从手册或参考书上套公式计算,没弄清构筑物去除污染物原理、构筑物结构等基本知识。比如气浮池设计,要学生首先了解除油方法、选择气浮池原因、气浮池种类、除油机理、运行过程、池体结构,然后绘出草图,再设计计算,经过这样的过程,学生才能真正学到知识。
2.院级教学管理与监督机制
学院形成以教学副院长为组长的指导、监督小组,成员包括各专业退休返聘的老教授、教务科教学管理人员。教务科教学管理人员从形式、进度进行检查,老教授利用自己丰富的教学实践经验,不仅能指出设计存在问题,还能提出改进方案,在提高设计质量的同时,有效地带动了年轻教师的成长。
3.校级教学管理与监督机制
学校制定了《辽宁工程技术大学本科毕业设计(论文)管理制度汇编》,从毕业设计工作条例、写作规范、校外毕业设计管理办法、优秀毕业设计评选、成绩不及格率最低3%的规定、开题报告、附本等方面进行规范化要求,并组成校督导检查组,进行初、中、末的全程检查,促进设计质量的提高。
三、 结语
毕业设计作为大学教学中的最后一个实践性教学环节,可培养、提高和展示学生综合运用所学知识解决实际问题能力及创新能力,对市政、环境类专业学生来讲,更是紧密联系工程实际,培养学生独立工作能力的重要步骤。文章结合我校市政、环境类专业毕业设计中常见问题,提出了一些实践对策,供同行参考,希望能有利于工程类高校实践能力培养质量的提高。参考文献:
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关键词:工程机械设计;教学;方法;实践;创新
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)18-0089-02
随着我国铁路、公路等重大建设项目的不断展开,大型工程专用机械的市场需求急剧增加,亟须大量专业的设计人才。“工程机械设计”课程作为我校工程机械专业的核心课程之一,目的通过对工程机械系统的深入学习和研究,让学生理解并初步掌握常见工程机械的设计思路和方法,培养学生的设计能力。它的课程教学成功与否,从个体层次来讲涉及到学生个人设计能力和工程素质的培养,从社会层次来讲可能会影响工程机械设计人才后备力量。但是由于本课程复杂广泛的课程内容与有限的课时之间存在的矛盾,限制了学生掌握深层次的有关工程机械设计知识,再者传统的教学模式单一,缺乏必备的实践经验,因此对于这门理论性和实践性兼顾的课程,学生普遍认为学习这门课程感觉吃力,从而影响了学习效果和工程素质的培养质量。
本文针对“工程机械设计”教学中遇到的问题,并结合多年的“工程机械设计”课程教学经验,从教学内容、教学方法等方面进行了深入探讨与研究,以期培养具有工程意识、设计能力及创新精神的合格人才。
一、教学内容注重系统性、实践性、拓展性、创新性
在教学内容的选择上,突出表现在系统性、实践性、拓展性、创新性等几个方面,不仅内容选择合理,难度程度适中,重点突出基本理论和分析设计方法,密切联系实际应用,还注重对教学内容的取舍和更新,根据最新科研成果,补充一些教材中未包括的新技术。[1]
1.系统性。“工程机械设计”课程内容多而杂,各个章节相对独立,相互联系疏松,重点不突出。各个部件的知识和设计方法缺乏共性介绍和系统阐述,缺少工程应用实例和应用背景。为了解决这一问题,在组织教学活动中逐步归纳总结,在授课之初强调系统性,不仅是对课程内容进行优化组合,还要促使学生具备系统性思维以理解掌握工程机械设计知识。首先简要但系统地介绍其总体设计和计算原理,让学生仅需在头脑中建立一个工程机械设计的相对完整概念。可以这么认为,学生在这个阶段学习可“不求甚解”,但是肯定会促使学生产生“知识空白”,自然会激发学生将后期学到的各个章节的知识自动“填空”。这种改变,彻底颠覆了以往教学中首先介绍相关概念,然后讲述主要零部件的设计方法,最后才进行整机设计的教学内容,避免了在学生在听课过程中将学到的知识视为“无的之矢”,逐步就失去了继续学习的兴趣和愿望。近年来的教学实践表明,这种“本末倒置”的教学内容确实激发了学生的学习兴趣,促进了学生工程机械设计能力的提高。
2.实践性。实践教学是高等教育人才培养系统工程中不可缺少的组成部分,是非常重要的教学环节之一,是实现高等工程院校培养人才目标的重要途径和手段。由于课程的教学环节实践性较强,在教学内容安排上,要求在实践教学基础上完成理论教学,并以实践来验证理论。因为学生此前对于工程机械的作业特点、工作原理、施工工艺技术等并不十分了解,必须适当补充一些必要的背景知识。授课前组织学生通过对校内实训基地的铲土机、挖掘机等常规工程机械进行课前实习,使学生真实地了解工程机械的用途、结构组成、工作原理等,这样可保证学生在对各章节的设计理论学习中,能够将所学知识“对号入座”,便于知识的消化和吸收。并且在授课期间,该实训基地及其他相关实训室全程开放,学生可动手进行发动机、变速箱、离合器、泵、阀等主要部件的拆装,以此锻炼学生实践能力与创造能力,提高分析问题与解决实际工程问题能力,促进学生知识、能力、素质的协调发展。
3.拓展性。笔者在课程设计和毕业设计中发现,很多学生对于工程机械的整机和部件设计中有关强度和刚度的理解并不是很深入。为了弥补该缺陷,在授课意加入部分“钢结构”设计知识,尽管这部分知识没有纳入工程机械设计专业的教学计划,但是从学生整体把握和设计工程机械的角度来说显然是必要的。并且引导学生应用三维设计软件进行相关绘图和仿真计算,例如,学生们前期课程学过SolidWorks软件,在工程机械设计的相关课程设计和毕业设计中,鼓励学生应用该软件进行产品“样品设计”和“虚拟设计”,进行模拟装配和运动仿真,这将大大减少设计错误。并且应用专业软件对零件的三维模型进行有限元分析。此外,还向学生们讲授了MIDAS软件进行简单的钢结构计算。经多次课程设计和毕业设计实践表明,学生们对于此类扩展性的知识很感兴趣,收到很好的教学和应用效果。
4.创新性。从工程机械发展趋势来看,全球工程机械将向着环保、智能、大型化方向发展,谁掌握核心技术,谁就掌握工程机械的生命线。在“工程机械设计”授课中,引领学生坚持从实际出发,从生产需要出发,尊重前人的知识和经验,不“闭门造车”,创造性地学、创造性地用,在理论研究和创新取得良好成果的基础上争取技术研发和创新。课上以徐工集团设计制造的“钢铁蜘蛛侠”ET110步履式挖掘机为例,讲解其步履、轮式驱动结合的符合式结构,能全轮驱动、全轮转向、轮腿复合,以实现跋山涉水如履平地,灵活机动操控自如的目的,并强调自主创新是工程机械设计的生命力。
二、教学方法突出范例教学、实例讲解、案例实践
为了保障在“工程机械设计”课程的教学过程中,将教学内容的系统性、实践性、实用性、拓展性、创新性一一体现出来,并且能够让学生们轻松接受,需采用突破常规的教学方法,突出范例教学、实例讲解、案例实践这三种授课方法,它们并非相互独立,而是环环相扣构成一个完整的教学方法体系。
1.剔除冗杂臃肿,讲求范例教学。由于“工程机械设计”课程课时有限,而内容繁多冗杂,教学内容中着重提出了系统性的概念。采用范例教学的方法,对轮式工程机械和履带式工程机械各个系统设计的共性介绍和阐述,例如:对轮式工程机械的传动系计算传动比时,包括总传动比的计算,传动比的分配,以及变速箱档位数和中间传动比的确定,这些是经过精选的基本性的基础性的知识,以起到示范窗口作用,从这个窗口可以看到全室。通过范例教学,首先达到“个”的认识,进而达到“类”的认识,再者达到规律性的认识,最后还要达到通过自己的体验,提高对各个系统及整体结构的完整认识。
2.现场理论教学,实现实例讲解。“工程机械设计”这门课程本身内容具有很强的实践性特征,因此,很有必要带领学生到学校实验室、训练中心,或距离学校较近的工程施工现场,进行部分课时的现场理论教学,对典型工程机械的种类、特点、工作原理及运用进行集中合理的直观教学。例如,对铲土机、挖掘机等工程机械的类别、组成构造、现场布置、运用等内容,可以按照课程大纲要求,结合教学进度,合理安排施工现场理论教学,让学生更直观地学习工程机械的有关内容,能够对课堂教学中学生理解困难或吃力的内容起到弥补的作用。
此外,还提出引入科研成果以提高学生的学习兴趣。近十多年来,我校在大吨位架桥机、造桥机、全断面隧道硬岩掘进机、大断面隧道盾构机等设备的研制与施工领域承担了一批重大科研项目,取得了多项国际先进和国内领先的科研成果。我们通过筛选、整理,将这些最新的研究成果引入到教学中,不但丰富了课堂教学内容,使枯燥知识变得生动具体,而且同学们感到学习“工程机械设计”课程的实用性,增加了学习兴趣,调动了学习积极性。
3.改革实践环节,倡导案例实践。本课程理论性较强,实践性也较强,本科生学习的目的是:将所学的工程机械设计方法和理论应用到实际问题中去。在授课结束后安排为期一周的“工程机械课程设计”,使用案例法进行实践教学,突出“学生为主,教师为辅”的教学指导思想,以达到以下目的[2-3]:(1)通过设置工程需求,将学生置身于真实复杂的工作环境中;(2)让学生练习使用在课堂所学及其拓展的知识和技能来进行设计决策;(3)帮助学生获得解决工程机械领域内实际问题的能力,并培养学生创新意识。
根据我校专业特点,近几年开设的工程机械设计范畴的课程设计题目主要有:有轨平板运输车设计、起重机主结构设计、挖掘机工作装置设计等,课程设计内容既与课堂教学内容衔接,又有所扩充。
三、改革的效果
在“工程机械设计”课程的改革和实践中,为实现从“知识传授”转向“能力培养”的教育目的,对课程教学内容、教学方法进行一系列改革,深入探索提高学生学习积极性、培养学生创新能力的新型教学模式。
多年的教学实践表明,本次改革不仅有助于学生深入理解课堂所学的基本理论和方法,掌握工程机械设计中的关键技术,而且激发了学生的学习热情和积极性,明显提高了教学质量,是培养知识面宽、动手能力强、能很快适应社会需求的高素质学生的有效途径,近几届学生的专业知识及能力都有显著的提高,深受用人单位的欢迎。
参考文献:
[1]靳玉乐.理解教学[M].四川教育出版社,2006.
1培养了学生的实践创新能力
中国研究生电子设计竞赛从预备通知到正式比赛有一年时间的跨度,学生在此期间通过自命题或导师命题查阅文献并收集资料,采用最新技术至最终完成设计。竞赛中三名学生组成一队。中国研究生电子设计竞赛命题分笔试和实践环节命题两部分。笔试采取统一命题,实践环节学生自命题。学生的一些参赛作品命题具有独特的创意,如清华大学的“可穿戴多媒体无线体域网”;北方工业大学的“基于NiosⅡ的商品防伪系统”;华南理工大学的“视觉跟踪人机交互SOC设计”;台湾亚东技术学院的“公车动态资讯系统”;复旦大学的“超声血流分析平台”;东南大学的“基于微电子神经桥的瘫痪病人肢体康复系统设计”等作品都具有非常高的科技含量。成都电子科技大学的作品“新型无创伤式颅内压检测系统”项目以其极高的商业应用前景,获得了众多企业的青睐。
2推动了教学工作的开展
十几年来,许多高校在竞赛的推动下开设了“电子设计自动化”课程。一些教师将电子设计自动化最新技术融入研究生教学。每年的研究生电子设计竞赛,带队教师通过学生的设计作品了解到其他院校最新教学及科研现状,通过互相交流,然后融入各自的教学中。中国研究生电子设计竞赛从第六届开始作品设计题目采用自由命题方式,从而使高校学生的设计作品和毕业设计及研究生所从事的科研课题紧密结合。学生在有限的竞赛时间内完成设计,可以说通过比赛进一步提高毕业设计论文的质量。
二、研究生电子设计竞赛模式的探索
1与企业深层次的合作
中国研究生电子竞赛从诞生之日起,就确立了“以企业为主要推动力“”的发展思路。企业提供资金支持、参与题目设计与评审,为优秀参赛者提供创业就业机会等。前期参与的企业有中国华大集成电路设计中心、深圳华为技术有限公司、清华同方股份有限公司、Synopsys公司、Cadence公司、MenterGraphics公司、IEEE-SSCS北京分会、深港产学研基地、深圳市国微电子股份有限公司、深圳市亚科希资讯有限公司、中兴通讯股份有限公司、ALTERA公司等。
2严格科学可行的竞赛规则
中国研究生电子设计竞赛建立了一只由国内知名高校教授及研究所专家组成的组委会和命题委员会。委员会制定了严格科学可行的竞赛规则。包括报名和资格确认、竞赛程序、竞赛要求、报奖比例和评奖比例、评审制度、公示以及相关的时间节点等内容。竞赛程序包括竞赛的类型、笔试、预赛和决赛答辩等;竞赛要求包括报告的格式、主要内容、视频制作的格式和密封方法等;评审制度包括论文评审的要求、复审、答辩评审、评分标准和计分规则等;公示包括公示日期、投诉和对投诉的应答等。
针对以上学科竞赛存在的问题,以湖州师范学院联盟师生竞赛平台的具体做法为例,总结几点有意义的经验。(1)打破学院和专业设置,组建跨学院、跨专业的复合型动态竞赛师生平台现有的学科竞赛组织方式,是由下属学院以某一学科竞赛为目标,主要由所在学院专业老师组成教师指导团队,主要在本学院选拔学生,完成竞赛。但是随着学科竞赛的关联性越来越强,竞赛的综合性要求也很高,势必要求指导教师团队化、参赛学生专业多元化,只有不同专业的学生,不同背景的指导教师深入互动,思想碰撞,才能产生更好的作品。湖州师范学院联盟师生竞赛平台,是由信息与工程学院、商学院的五位老师自发组成的一个竞赛指导教师团队,这个团队打破学院和专业的限制,没有行政命令干涉,以培养学生,提高教学水平为目标,指导老师分别具有信息管理、电子商务、软件工程和平面设计等不同专业背景,博士学位2人,硕士学位3人,职称搭配合理。这个竞赛团队以浙江省电子商务竞赛、浙江省多媒体大赛、浙江省服务外包大赛三项有关联的学科竞赛为目标,公开面向全校所有专业吸纳学生,通过严格的笔试、面试,双向选择,每年大约吸收15位来自不同专业的学生进入团队。以浙江省电子商务竞赛为例,由不同专业的学生组成竞赛团队,团队成员一般具有商务策划、计算机和美工的不同特长。在参赛项目开始阶段,一般由商学院指导教师提出创意,再由指导教师团队和学生团队双向互动讨论,然后学生团队修正创新,反复多次,最终形成可行项目。在项目实施阶段,由商学院老师重点指导创业计划书的编写,信息工程学院的指导老师重点指导网站的建设,通过这样的指导,使来自不同专业的师生围绕竞赛项目群策群力,思维交叉,作品的创新性、质量都得到极大的提高。根据统计,湖州师范学院联盟师生竞赛平台2009年开始组建以来,已先后招收42名来自商学院、信息与工程学院和理学院的学生,参加了浙江省电子商务竞赛、浙江省多媒体大赛、浙江省服务外包大赛,三年之内共取得了全国电子商务大赛二等奖1项,三等奖1项,优秀奖3项,浙江省电子商务大赛一等奖2项,二等奖10项,三等奖6项,获浙江省多媒体大赛一等奖2项,二等奖2项,三等奖2项,获浙江省软件服务外包大赛二等奖1项,进入这个平台的所有学生都获得了浙江省三等奖以上的成绩。(2)构建有效的管理模式和创新培养模式跨学院、跨专业的复合型师生竞赛团队,不是行政命令组建,完全自主形成,具有动态性、自发性、复合型和虚拟性特点。为了保证团队的健康、持续和稳定运行,制定了团队竞赛管理办法和团队竞赛奖金分配办法,并在运行过程中不断地优化和修订。在具体竞赛过程中探索出了具有特色的核心竞赛培养体系,提出“两个相信、两个引导、三个支持”创新培养模式,实践证明具有较好的实施效果。“两个相信”是指,一是相信学生的创新能力。鼓励不同专业背景的学生思想碰撞,自主提出竞赛题目,指导老师团队讨论,师生互动,最后给学生提出综合意见供其参考。二是相信学生的学习能力,尽管学生可能初次涉入竞赛,经验及知识贮备都相对薄弱,但年轻人求知欲强,只要指导正确,就一定可以克服竞赛创新过程中的各种困难。“两个引导”是指,一是引导学生随时自主学习,建设团队的学习知识库,知识库积累了近年竞赛需要学习的专业知识及背景知识。二是引导学生自主学习,指导老师选择新的知识方向,学生自主查找资料,自主制作讲课PPT,学生讲解,老师点评,提高了他们自己探索知识的能力。“三个支持”是指,一是开展专题讲座进行支持,以学科竞赛为目标,由指导老师为团队学生介绍相关知识,快速引导学生入门。二是开展关键技术的一对一辅导支持,对于较难的技术,为同学一对一讲解,支持他们快速跨过技术障碍,降低他们学习掌握特定技术的难度。三是提供心理辅导支持,通过与存在困难的同学的不断沟通和力所能及的帮助,解决他们的困惑和问题,使得他们能愉快开心地投入到日常的学习之中。
2以学科竞赛为平台,构建竞赛学科链,全面提高综合教学水平
现有的学科竞赛的特点是纵向投入大,横向联系少,学科竞赛对教学诸环节融合度不够,往往以竞赛为目标而竞赛。本平台构建了学科竞赛链,把学科竞赛和课堂教学、毕业设计、创新创业训练项目、科研项目等有机地融合一起,形成了基于学科竞赛链的教学各环节改革,放大了学科竞赛的效应,对综合教学水平的提高起到了积极的作用。以上的思路可以形成概念模式图,如图1所示:(1)以学科竞赛为载体,推动教学模式改革现有的学科竞赛机制,普遍存在着常规教学与学科竞赛相脱离的问题。师生在准备竞赛过程中需要额外付出大量的时间与精力,而竞赛学生人数的限制使学科竞赛指导的收益面较小。本平台的指导老师以学科竞赛为依托,积极推进课堂教学模式改革。比如对于电子商务竞赛,团队的指导老师在电子商务相关课程的课堂教学中,有机融合了常规教学和学科竞赛内容,以学科竞赛培养学生掌握解决实际问题的方法和技巧,有效地克服了传统教学中理论知识学习和思维实践割裂的状况。既有利于厌学的学生积极参与到学习中,提高教学质量,又使学科竞赛的参与面扩大。具体的做法是从课程一开始老师就向学生介绍竞赛项目的目标,而且会把近几年团队的竞赛库获奖作品作为范例提供给学生,动员每个学生都在较高的起点上来设计和规划自己的项目,这样在进行常规课堂内容时,学生因为有要理解和掌握应用新知识解决问题的内在需要,学习效率会明显提高,课程结束时每个学生都提交自己的完整项目方案,然后师生双向选择,进入竞赛平台进一步孵化完成。通过这种课堂模式改革,既提高了教学质量,培养了学生解决实际问题的能力,又扩大了竞赛学生的覆盖面,使多数学生受益。(2)深挖学科竞赛作品,力争多面开花现有的学科竞赛机制,师生投入了很多的时间和精力参与比赛,一旦比赛结束,团队就此解散,作品往往被搁置起来,作品的后续效应没有得到扩散。目前平台的做法是对于已进入毕业论文阶段的学生,要求学生以竞赛项目为选题。这种做法有很多好处,第一是这些作品经过评审专家的提问、指点和点评,还有许多需要改进完善之处。如果作为毕业设计选题,参赛学生在已有的研究基础上,探索进取,不畏困难,继续研究,会收获更多,而不仅仅是当初参赛时为获得奖状和证书,心态有了调整。第二,对大学生来说,完成毕业论文之时,也正是求职、找工作的大好时机,因此很多学生投入毕业设计的时间大打折扣。而这些参赛的学生把自己先期的课题作为毕业设计选题,已有前期的研究基础,对查阅资料、熟悉课题、如何进一步研究,都是轻车熟路,工作效率随之提高。参赛学生通过持续的设计、修改、完善、再优化,使毕业论文的质量得以显著提高。近几年团队的参赛作品转化为毕业设计的论文,90%以上都获得了校级优秀论文以上的奖励,足见参赛学生的毕业设计的水平较高,得到了同行老师的一致认可。参赛作品完成答辩、评审之后,参赛学生如果尚未进入毕业论文,平台的做法是指导学生继续修改、完善作品,撰写学术,积极申请开放实验室项目、学生科研立项、浙江省大学生新苗人才项目、国家创业创新训练项目。一般来说由于有了竞赛的前期积累,通过进一步完善优化后,立项的概率很大。据统计,团队近三年已立项国家大学生创业创新项目1项,浙江省新苗人才项目5项,校级科研立项和开放实验室项目30项。通过这些项目的立项,可以进一步培养学生用所学的知识来解决实际问题的能力,使竞赛作品的后续效应进一步放大,辐射面更广。
3结束语
关键词:制图教学;环境工程CAD技术;应用型
作者简介:龚然(1981-),男,江苏南京人,南京工程学院环境工程学院,讲师;徐进(1979-),女,湖北蕲春人,南京工程学院环境工程学院,副教授。(江苏 南京 211167)
基金项目:本文系南京工程学院教研课题“普通本科院校应用型人才创新创业能力培养探讨”(课题编号:GY201032)、南京工程学院教改课题“面向企业需求的大学生课外实践创新能力培养体系构建”(项目编号:JG201126)的研究成果。
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)16-0078-02
工程制图课程为工科类专业的基础课程之一,一般在大学一年级下学期开设。南京工程学院(以下简称“我校”)在完成制图的理论教学和在计算机上实现AutoCAD软件制图的初步教学之后,通常由各专业开设针对各自领域的制图课程,列为专业课。环境工程学院自2007年以来针对不同的专业方向,在第5学期开设“环境工程CAD技术”课程,学时为32,其中上机20学时。其教学目标为以环境工程设计为主要素材,详细介绍AutoCAD计算机制图在环境工程领域的应用情况,培养环境类各专业方向学生的制图能力,为后续开设的专业课程设计、学生毕业设计以及就业工作打下良好的基础。
应用型本科院校区别于研究型高校与职业技术型高校,是以培养学生“能力”为主线与核心,以“应用”为教学的方向和目标。[1]我校在“学以致用”校训的指导下,对于该课程更加强调“应用”和“实践”。通过多轮的教学,为提高教学效果,笔者逐步摸索出一套针对应用型本科院校环境类专业制图课程的教学方法。
一、主要采取的教学方法
1.教室理论讲授环节(12学时)
首先,利用4学时快速复习前修课程“工程制图”的基本内容,包括已学习的AutoCAD软件基本操作。其次,详细介绍AutoCAD软件在环境类专业上的应用(4学时左右),主要向学生展示实际用于生产的工程图形,结合专业知识,讲解读图的基本方法和设计作图的顺序。由于本校环境专业包括环境工程、电厂化学和电力环保等几个专业方向,此环节所展示的图纸为环境专业各领域的工程图纸,如水处理构筑物图、施工图、工艺流程图、电厂水处理流程图、设备图、脱硫脱硝设备图等。再次,针对绘制图形进行示范讲解(4学时),教师选择典型代表性的工程图形进行课堂粗略绘制,主要向学生介绍复杂图形的绘制顺序和思路,在课堂理论教学部分,灌输学生作图应遵循的12字原则,即“从大到小,从左到右,少画多编”,并在后续的机房上机实践中反复强调。此环节以教师讲述为主,不用过多强调互动效果。
2.机房互动教学环节(20学时)
在专业机房分批次进行教学,以每个专业方向单班为一批次,强调互动。互动环节促使“教”与“学”都更加有效,能体现教师与学生均为教学的主体,都能发挥主观能动性,从而达到平等交流、共享课堂的完美效果。[2]教学过程中利用机房教学软件,可以实现教师与学生、学生之间的屏幕互相广播,从而达到“师生互动”与“生生互动”的效果。每次上机采取4节课连排的方式,以保证能完成一定量的教学和练习内容。通常每次课程由教师利用1个课时的时间,讲解某个范例图形的绘制过程,讲清楚绘图过程中的顺序、思路和遇到困难的解决方法。剩余的时间交由学生进行上机实践,在此过程中,教师来回巡视,发现并指出学生制图过程中的错误,并予以指正,以保证其顺利完成。由于课时有限,学生仅依靠课时内的上机来提高作图水平是远远不够的,教师应整理出相应的范例图形,打印给学生作为课后作业进行练习。通过教学可以明显感受到,学生真正掌握知识和提高技能的过程是在机房教学中实现的。在此环节,学生能快速掌握制图技巧,教师应多强调制图思路和12字原则,以避免出现学生因无从下手或者前后顺序错误导致制图效率大幅降低的现象。
3.进行小组绘图竞赛
竞赛可以激发学生的学习兴趣,促进学生思维能力的提高,竞赛的机制本身是提高教学质量的一种很好的手段。[3]在最后一次机房教学中,可进行一次绘图竞赛,将一个班级分为四组,每组推选一名学生参加绘图竞赛。教师根据各个专业方向选择竞赛试题,试题应难易适中,在2~3个小时内可以完成,竞赛内容即为在规定时间内快速抄图。不参加竞赛的学生在计算机上通过共享软件观摩,竞赛学生在有一定竞争压力的气氛下,往往会超常发挥出自身的创造力和想象力。由于每个人的绘图习惯可能不同,其余的学生在此观摩过程中,同样感受着竞赛中紧张的气氛,这种体验本身也是一种提高。比如,学生看到本组竞赛同学作图过程中与自己想法不同或出现错误时,通常会比较激动,脑中会自然地思考和比较,这种相互学习、互相促进的模式,对于加深对知识的理解和掌握是非常有效的。
4.教学紧密结合专业,体现应用型特色
在第5学期,各个专业方向已完成各自的基础课程的学习,进入专业课程学习的阶段。学生都比较关心自己的专业内容,所以在教学的选图上应十分注意紧密结合专业,力求将最实际、直接应用于生产实践的工程图纸作为讲课或者练习的对象。对于环境工程、电厂化学、电力环保、水质科学等不同的方向,可从网上或者相关设计院搜集图纸,整理成该专业方向的专业图库。建立专业图库的好处有很多,一方面方便教师选取不同的图形来讲解,另一方面有利于其后续进行课程设计时对专业构筑物和设备的预先了解,再者也可作为考试用图的备选图库。学生在整个学习过程中能够清晰地感受到自身的专业方向,增强了内容的真实性,提高了学习的针对性,充分体现了该课程的实践性和应用性。
5.建立考核标准,保证客观性和公平性
在考核环节,大多数工程制图课程或者专业制图课程都会包含传统笔试的部分,这部分方式单一、形式单调,学生只注重纸上分数,考前背书上内容,不能反映其应用能力。[4]本课程不采用传统制图课程纸质答题和上机操作结合的方式,着重应用实践的特点,只采用快速抄图的考核方式,要求学生在规定时间内完成自己相关专业图纸的绘制。试题内容范围包括构筑物的平面、剖面图,较为复杂的工艺流程图、施工图等等。考核的标准包括图形完整性、参数格式设置正确性、标注填充效果和绘图正确性四个项目,每个项目25分,每项分为优(20分~25分)、良(16分~19分)、中(11分~15分)、差(0分~10分)四个等级,采用打分过程统计表,最终累加各项成绩给出考核成绩。这种考核方式的好处在于注重考核学生作图的规范性和基本能力,学生有可能在规定时间内没有完全绘完图形,但因为其作图规范、关键步骤把握较好而依然获得较好的成绩。同时也有利于教师阅图后发现学生的薄弱环节,以便在今后的教学过程中注意弥补和改进。
二、教学效果
1.教学质量逐步提高
近三年本课程均采取以上教学环节进行教学,教师在教学实践中不断完善各个环节。通过以上的教学方法,将一门有些枯燥的专业制图课程变成内容丰富多彩,课堂气氛活跃,教学质量良好的课程。学生普遍反映此课程听课轻松,知识掌握牢靠。通过统一的考核标准比较近三年学生成绩,以环境工程专业方向为例,见表1所示。
从表中统计数据可以看出,在采取统一的评分机制下,班级考试平均分数逐年提高,优秀比例增加,不及格率波动反复,整体呈下降趋势。这说明,在几年的教学实践中,教师的教学水平和学生的整体学习效果均有提升。综合优秀率、分数标准差和不及格率,可以反映出,学生学习有两极分化的趋势,也就是说,单从考核分数来看,在整体平均分有所提升的同时,部分学生成绩较低。经调查发现这部分学生基础比较薄弱,对前修的工程制图课程没能较好地掌握,对紧凑而带有一定压力的教学方法不太适应,同时也给教师今后改善整体教学效果提供了思路:应该对部分后进学生增加练习课时或上机时着重辅导,以到达消除不及格率、缩小标准差,提高优秀率和平均分的效果。
2.学生满意度不断提高
学生通过网上评教系统对本课程的教学表示充分肯定,但同时也提出了许多宝贵的意见,例如,希望增加课程的上机学时数,亦或者期待教师能够录制示范作图的视频以便课后参照学习等。学生满意度还表现在后续的课程设计和毕业设计的轻松应对上。
三、体现了应用型人才的培养
应用型本科重在“应用”二字,在教学环节、方法和手段上更加注重培养学生应用能力和社会适应能力,培养具有较强社会适应能力和竞争能力的高素质应用型人才。通过对07级和08级已经毕业并且从事环境保护相关专业学生的回访调查,学生普遍反映在大学学习的诸多课程中,对“环境工程CAD技术”课程记忆深刻并在实际工作中广泛应用该课程知识,甚至有的毕业生在就业面试时因为具有较好的作图能力而被一眼相中。正是因为学生在学习阶段就接触过许多专业上的图形并具有亲身实践的经历,在工作上缩短了融入的时间,能较快速地独立承担相应的设计和制图任务。
四、结束语
“环境工程CAD技术”课程作为环境类专业的制图课程,起着从工程制图理论到实际专业应用的衔接作用。通过对教学方法的研究与探索,逐步形成了一套更加贴近学生知识水平,符合专业发展趋势和实际应用的教学方法。在教学过程中,取得了一定的效果和好评。今后应根据社会的需要和行业的发展,不断完善教学大纲和教学内容,不断探索和改善教学方法,在有限的课时内,为学生具备良好制图能力打下坚实的基础,更好地贯彻应用型本科学以致用的培养理念。
参考文献:
[1]李福英,杨芳,周文军.应用型本科院校人才培养的价值取向探析[J].教育探索,2010,(10):32-33.
[2]杨安,陈绚,陈锦昌.工程制图课程中的互动教学模式探讨[J].工程图学学报,2007,(5):122-125.