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傳熱學(xué)是研究由溫差引起的熱量傳遞規(guī)律的一門學(xué)科。由于傳熱學(xué)在科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,它已成為許多工科專業(yè)的一門基礎(chǔ)技術(shù)課程。在華北電力大學(xué)(以下簡稱“我?!保?,傳熱學(xué)作為能源與動力工程(原熱能與動力工程)及建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)的核心專業(yè)基礎(chǔ)課,其學(xué)時(shí)數(shù)為72學(xué)時(shí),它不僅要為今后學(xué)習(xí)有關(guān)的后續(xù)課程打下理論基礎(chǔ),而且課程本身涉及的一些基本概念、原理和基本分析方法對于培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力也十分重要。
像目前許多的大學(xué)課程一樣,傳統(tǒng)的傳熱學(xué)教學(xué)中存在著如下的問題:(1)教學(xué)目標(biāo)過于重知識的傳授,而忽視學(xué)生能力的培養(yǎng)。一般制定的教學(xué)大綱都是對課程知識點(diǎn)的要求,而沒有明確課程在學(xué)生能力培養(yǎng)方面的要求。因此,教師在選擇教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法上,也就主要圍繞課程知識的傳授而進(jìn)行,特別是在教學(xué)學(xué)時(shí)限制的情況下,問題尤為突出;(2)教學(xué)內(nèi)容多以學(xué)科體系為線索,內(nèi)容過于理論化,很難與工程實(shí)際緊密結(jié)合;(3)教學(xué)方法多以教師為中心的講授式,忽視學(xué)生在教學(xué)中的主體作用。課堂教學(xué)中基本上是教師的獨(dú)自教授,學(xué)生在教學(xué)中基本處于被動和從屬的位置。這種由教師主導(dǎo)的單向傳播的方式使學(xué)生只能被動地學(xué)習(xí)知識,而難以發(fā)揮其學(xué)習(xí)的主動性,成了知識的“容器”。這種簡單機(jī)械的學(xué)習(xí)無法培養(yǎng)學(xué)生的求知欲,反而消磨了他們原本的好奇心和求知欲。[1]
自2012年開始,我校傳熱學(xué)教學(xué)組的4位教師在傳熱學(xué)課程的教學(xué)上采用了研究性教學(xué)模式,學(xué)生主要是熱能與動力工程專業(yè)的學(xué)生,含我?!白吭焦こ處熃逃囵B(yǎng)”試點(diǎn)班的學(xué)生,每個(gè)教學(xué)班級的學(xué)生人數(shù)在30-50人之間,課程安排在學(xué)生的第五學(xué)期。現(xiàn)以2013-2014第一學(xué)期的傳熱學(xué)為例,介紹本課程的實(shí)踐情況。
一、“傳熱學(xué)”課程的教學(xué)目標(biāo)
按照研究性教學(xué)的理念,課程的教學(xué)目標(biāo)是:課程教學(xué)不單是使學(xué)生更好的掌握系統(tǒng)的學(xué)科知識,而更重要的是使學(xué)生綜合運(yùn)用知識去發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題,得到思維訓(xùn)練,學(xué)會知識的遷移或應(yīng)用,真正學(xué)會學(xué)習(xí),同時(shí)在以小組合作的研究中,學(xué)會與他人溝通交流的技能,形成健全的人格和豐富的思想[3]。它體現(xiàn)了教學(xué)目標(biāo)從單一的知識傳授到知識和能力并重的轉(zhuǎn)變。
為此,本課程按照研究性教學(xué)的理念重新制定了本課程的教學(xué)目標(biāo)。使學(xué)生:(1)系統(tǒng)了解傳熱學(xué)的基本概念、基本定律和知識框架;(2)能夠正確判斷一些實(shí)際問題中所存在的熱量傳遞模式;(3)能夠利用能量守恒的方法確定傳熱問題中各種熱量傳遞之間的關(guān)系;(4)能夠選擇合適的計(jì)算方法或公式,對工程中典型的傳熱問題進(jìn)行計(jì)算,并定性分析判斷計(jì)算結(jié)果的合理性;(5)對一般的導(dǎo)熱問題,能夠建立其數(shù)學(xué)模型,并了解分析求解和數(shù)值求解的基本思路;(6)初步掌握有關(guān)傳熱的工程設(shè)計(jì)方法;(7)在計(jì)算機(jī)技能、合作能力、交流表達(dá)、學(xué)習(xí)能力等方面有所鍛煉。
二、課程內(nèi)容的整合
研究性教學(xué)的形式是多種多樣的,教學(xué)內(nèi)容的“問題性”是其研究性教學(xué)最突出特點(diǎn)。教學(xué)的過程是以圍繞問題展開的教學(xué)過程,注重從問題開始而不是從結(jié)論開始,以探索學(xué)科知識的產(chǎn)生和發(fā)展規(guī)律為路徑,以剖析工程原理的形成過程為載體,以分析、研究和解決工程實(shí)際和工程學(xué)科問題的過程為平臺,以師生互動和同學(xué)合作為形式,將學(xué)習(xí)知識與研究問題相結(jié)合,使學(xué)生在學(xué)習(xí)學(xué)科知識、工程原理和思考、分析、探究問題的過程中獲取、應(yīng)用和更新知識,在解決問題的過程中培養(yǎng)和訓(xùn)練發(fā)現(xiàn)、研究和解決問題的能力,在合作學(xué)習(xí)和團(tuán)隊(duì)交流過程中形成和提高綜合素質(zhì)。
按照研究性教學(xué)的要求,對原有的教學(xué)內(nèi)容調(diào)整為如下兩部分。
1.基礎(chǔ)傳熱學(xué)
將傳熱學(xué)中最基本的概念、理論和方法等提煉出來,形成傳熱學(xué)的主干知識,稱之為基礎(chǔ)傳熱學(xué)。主要內(nèi)容包括:熱量傳遞的機(jī)理和模式、能量守恒定律在分析傳熱現(xiàn)象中的應(yīng)用、導(dǎo)熱問題分類和導(dǎo)熱基本定律、一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱分析解、非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的集總參數(shù)模型、對流傳熱的分類、邊界層概念及其對流傳熱的研究方法、對流傳熱的特征數(shù)關(guān)聯(lián)式、輻射的基本概念、兩表面間的輻射傳熱計(jì)算、綜合傳熱問題的分析等。[2]
2.主要的研究課題或項(xiàng)目
以工程實(shí)際問題為線索,整合部分教學(xué)內(nèi)容,作為學(xué)生研究性學(xué)習(xí)的課題或項(xiàng)目。目前主要有如下幾個(gè)問題:(1)平板式太陽能集熱器的傳熱分析和計(jì)算;(2)套管式和管殼式換熱器的熱設(shè)計(jì);(3)等截面直肋散熱特性的研究,包括對其一維和二維模型的分析解和數(shù)值解;(4)高溫金屬件冷卻過程溫度場的研究,研究對象有大平板、長圓柱、球等典型一維幾何形狀的物體,研究方法包括集總參數(shù)模型、一維模型的分析解和數(shù)值解;(5)冬季房間熱負(fù)荷計(jì)算的研究;(6)不可壓流體外掠平板對流傳熱的研究,包括分析解、實(shí)驗(yàn)解。
三、具體的教學(xué)實(shí)踐
1.教學(xué)安排
首先用20-24學(xué)時(shí)的時(shí)間進(jìn)行基礎(chǔ)傳熱學(xué)的教學(xué),這一部分內(nèi)容仍以教師教授式為主,這樣可以讓學(xué)生在較短的時(shí)間內(nèi)對傳熱學(xué)的最基本的概念、理論和方法形成認(rèn)知,這些內(nèi)容也為學(xué)生開展研究性學(xué)習(xí)提供了必要的理論基礎(chǔ)。
接下來32-36學(xué)時(shí)的時(shí)間,主要是以研究課題或項(xiàng)目為主線開展教學(xué),教師給出每個(gè)課題的研究內(nèi)容和時(shí)間計(jì)劃,并對必要的方法給予講解,學(xué)生以2-3人小組的形式自主開展學(xué)習(xí)研究。教師及時(shí)了解學(xué)生的進(jìn)展和困難,適時(shí)進(jìn)行反饋和指導(dǎo),學(xué)生最終提交研究論文或項(xiàng)目報(bào)告,教師選擇性地進(jìn)行交流展示。表1給出了其中4個(gè)課題的具體教學(xué)安排。
2.課程的考核模式
由于課程的教學(xué)與以往發(fā)生了巨大的改變,因此課程的考核方式也必須進(jìn)行調(diào)整,以起到激勵(lì)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,確保教學(xué)改革的成功。學(xué)生的成績由期中考試、課題或項(xiàng)目的研究評價(jià)和期末考試三部分組成。在第一階段學(xué)習(xí)完成后進(jìn)行期中考試,其成績占總成績20%;課題或項(xiàng)目的研究評價(jià)包括學(xué)生學(xué)習(xí)的態(tài)度、課題的整體質(zhì)量、個(gè)人在小組中的貢獻(xiàn)等,這一部分占總成績的20%;期末考試采用開卷的形式,其成績占總成績的60%。
四、取得的成效
經(jīng)過2年多的教學(xué)改革實(shí)踐,基本達(dá)到了預(yù)期效果,取得的成效主要體現(xiàn)在:
1.極大調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣
在原來的教學(xué)中,總會有部分學(xué)生逃課,即使學(xué)生到課堂也不一定認(rèn)真聽講,現(xiàn)在每個(gè)教師課堂的到課率都能達(dá)到96%以上,同學(xué)對課程的大作業(yè)(課題或項(xiàng)目)也表現(xiàn)了很大的熱情。下面是部分同學(xué)的體會:“尤其是大作業(yè),讓我感覺很新鮮,很愿意去完成它。能夠?qū)崒?shí)在在地去求解一個(gè)實(shí)際問題讓我感覺很有成就感,這就叫學(xué)以致用吧?!薄案杏X是一種新的學(xué)習(xí)模式,從自己做的過程中思考,發(fā)現(xiàn)問題,解決問題,我覺得,這個(gè)過程是一種更大的收獲。這種教學(xué)很容易引起我們學(xué)習(xí)的興趣。”“我想之所以完成這種研究性學(xué)習(xí)的作業(yè)的感覺這么好,大概是因?yàn)槲覀儚闹懈惺艿?,用所學(xué)知識解決身邊問題的驚喜,以及克服困難后的這種成就感?!?/p>
關(guān)鍵詞 單元操作;實(shí)驗(yàn);教學(xué)平臺
中圖分類號:G482 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1671-489X(2010)18-0108-03
Research on Experiment Platform Construction of Process Engineering//Liu Changhai, Deng Kaiye, Liu Xiaoyan
Abstract On the basis of the characteristics of popular process and the realization of college education purposes such as integrated stuff, practice ability and creativity, it was proposed and discussed that involves the functions, experiments contents, teaching methods, laboratory construction, plan layout and management of process engineering laboratory. Then, it was assumed that the high level unit operation laboratory would be built as a common practice teaching platform used by the whole college, but its necessity and advantages were also discussed in the paper.
Key words unit operation; experiment; teaching platform
Author’s address Zhongkai University of Agrotechnical, Guangzhou, China 510225
過程工程實(shí)驗(yàn)以研究制造業(yè)共有的單元操作過程與設(shè)備為特點(diǎn),在不同的學(xué)校有不同的稱謂,如化工原理實(shí)驗(yàn)、食品工程原理實(shí)驗(yàn),環(huán)境工程原理實(shí)驗(yàn)等。仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院過程工程實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)食品科學(xué)與工程專業(yè)的食品工程原理實(shí)驗(yàn)、生物化工與生物工程等專業(yè)的化工原理實(shí)驗(yàn)、機(jī)電工程學(xué)院熱能與動力工程專業(yè)流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)及傳熱學(xué)實(shí)驗(yàn)、環(huán)境工程專業(yè)的環(huán)境工程原理實(shí)驗(yàn)等課程實(shí)驗(yàn),是一個(gè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)平臺。隨著高等教育大眾化的進(jìn)展及教育改革的不斷深入,辦學(xué)規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大,新的專業(yè)不斷增加,目前的實(shí)驗(yàn)室在規(guī)模以及設(shè)備狀況等方面已經(jīng)不能滿足教學(xué)的需要,建設(shè)高水平以單元操作為特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺成為學(xué)校基本建設(shè)的重要任務(wù)。本文將根據(jù)21世紀(jì)人才需求特點(diǎn),結(jié)合學(xué)校實(shí)際情況,探討過程工程實(shí)驗(yàn)室建設(shè)問題,為高等院校過程工程實(shí)驗(yàn)平臺建設(shè)提供參考。
1 過程工程實(shí)驗(yàn)室的功能
近年來,高等教育的觀念和培養(yǎng)目標(biāo)發(fā)生很大的變化,主要表現(xiàn):以專業(yè)為主的技術(shù)教育轉(zhuǎn)向以學(xué)科為主的綜合教育;教育目標(biāo)從單純業(yè)務(wù)教育培養(yǎng)“專”才,向綜合素質(zhì)教育培養(yǎng)通才轉(zhuǎn)變;在教學(xué)內(nèi)容方面從以講授當(dāng)代水平為主轉(zhuǎn)為講授當(dāng)代水平與啟發(fā)未來創(chuàng)造并重;畢業(yè)生的素質(zhì)從過去只適合本專業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)椴粌H能適應(yīng)本專業(yè),而且可以適應(yīng)不斷變化的專業(yè)與技術(shù)。隨著高等教育的大眾化和教育觀念的轉(zhuǎn)變,社會對高等教育培養(yǎng)學(xué)生規(guī)格的要求與過去也不同。進(jìn)入21世紀(jì),教育更加重視學(xué)生全面素質(zhì)的提高及適應(yīng)能力和創(chuàng)造能力的培養(yǎng),在教學(xué)內(nèi)容上寬基礎(chǔ)、重實(shí)踐成為主流方向[1-3]。
過程工程實(shí)驗(yàn)室是工科類學(xué)生重要的實(shí)踐教學(xué)基地之一,功能上應(yīng)該把過去單一驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)室逐漸建設(shè)成集驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)及過程研究與開發(fā)為一體的綜合型實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺。通過開展設(shè)計(jì)性、綜合性的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),培養(yǎng)學(xué)生的綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰酮?dú)立工作能力,增強(qiáng)創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段上通過引進(jìn)電子教案和計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)等現(xiàn)代教學(xué)手段,加大教學(xué)信息量,在多方面培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力,提高教學(xué)質(zhì)量[4-5]。
綜上所述,過程工程實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的功能定位應(yīng)該是多功能實(shí)踐教學(xué)平臺。這個(gè)平臺應(yīng)能適應(yīng)多種專業(yè)方向本科學(xué)生進(jìn)行流體力學(xué)、傳熱學(xué)、傳遞工程等方面的驗(yàn)證性、設(shè)計(jì)性、綜合性的實(shí)驗(yàn);并具有一定的化工過程、食品加工過程、生物轉(zhuǎn)化過程、環(huán)境治理過程等方面的開發(fā)與優(yōu)化能力及產(chǎn)品分離純化的能力。近年來,學(xué)校新開辦生物化工、生物工程、環(huán)境工程等新專業(yè),及時(shí)建設(shè)多功能單元操作實(shí)驗(yàn)平臺,不但可以提高教學(xué)質(zhì)量,而且有利于學(xué)科間相互滲透與學(xué)科互補(bǔ),避免重復(fù)建設(shè),提高實(shí)驗(yàn)室和設(shè)備的利用率。
把過程工程實(shí)驗(yàn)室建設(shè)成多專業(yè)公用的實(shí)驗(yàn)平臺,是因?yàn)閱卧僮鳛樘攸c(diǎn)的課程(盡管名稱有區(qū)別)是多種專業(yè)都開設(shè)的重要技術(shù)基礎(chǔ)課程,課程研究各單元操作過程及設(shè)備原理與操作,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容豐富。這些實(shí)驗(yàn)教學(xué)對培養(yǎng)學(xué)生的工程觀念,提高學(xué)生分析與解決工程實(shí)際問題能力具有重要的作用。國內(nèi)很多高校都把過程工程實(shí)驗(yàn)室作為重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室建設(shè),并獲得很好的教學(xué)效果[5-6]。
2 過程工程實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與結(jié)構(gòu)
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是發(fā)揮實(shí)驗(yàn)室功能和建立良好教學(xué)秩序的基礎(chǔ)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括兩方面的內(nèi)容,首先是根據(jù)學(xué)校的實(shí)際情況分析確定實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容,然后根據(jù)學(xué)生的數(shù)量與教學(xué)計(jì)劃確定實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的臺套數(shù)與實(shí)驗(yàn)室的面積,并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室平面布置設(shè)計(jì)。下面介紹過程工程實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和建設(shè)的基本要求。
1)完善基本實(shí)驗(yàn),使其開出率達(dá)100%。演示實(shí)驗(yàn)基本實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括:流體流型的觀測與測定;流體機(jī)械能的轉(zhuǎn)換;干燥設(shè)備;塔設(shè)備及附件;管件、閥門、支座、法蘭等。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)基本實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括:流體流動阻力測定;離心泵特性曲線的測定;傳熱實(shí)驗(yàn);過濾實(shí)驗(yàn);板式精餾塔實(shí)驗(yàn);填料吸收塔實(shí)驗(yàn);干燥速率曲線測定實(shí)驗(yàn);壓力表、流量計(jì)及熱電偶的校驗(yàn);顯示儀表的校驗(yàn);電動溫度變送器、控制器性能測試及調(diào)校。
按照本科教學(xué)評估優(yōu)秀水平的標(biāo)準(zhǔn)和化工原理課程指導(dǎo)委員會的要求,化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)為每4人一組共用一套裝置??梢钥紤]將所有的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)臺套數(shù)建設(shè)為8套,單項(xiàng)實(shí)驗(yàn)一次可以接納1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)班進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
2)在通用驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)設(shè)備上配套測試儀器設(shè)備,以適應(yīng)現(xiàn)代化工、食品工程、生物工程、環(huán)境工程等專業(yè)人才培養(yǎng)需要。
3)實(shí)驗(yàn)室具備開設(shè)綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的基本條件。綜合性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容可以考慮:離心泵的計(jì)算機(jī)自動采集與控制;計(jì)算機(jī)自動采集與控制板式精餾塔實(shí)驗(yàn)等。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括:膜分離實(shí)驗(yàn);離子交換與脫色;蒸發(fā)與結(jié)晶聯(lián)合實(shí)驗(yàn);化工單元設(shè)備的設(shè)計(jì)、安裝與性能測試;噴霧干燥與產(chǎn)品回收實(shí)驗(yàn);反應(yīng)―分離集成中試實(shí)驗(yàn)集與控制;全數(shù)字化板式精餾塔實(shí)驗(yàn)裝置安裝調(diào)試實(shí)驗(yàn)(含氣相色譜儀及計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng))。
把綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)成開放性實(shí)驗(yàn),指派責(zé)任心強(qiáng)的教師管理;對各相關(guān)專業(yè)的本科生、碩士研究生實(shí)行預(yù)約開放。
3 過程工程原理實(shí)驗(yàn)室的布局
過程工程原理實(shí)驗(yàn)室的合理布置,對于有效利用資金,提高建筑面積的利用率和土地利用率都是十分重要的,同時(shí)也是組織有序教學(xué)工作的基礎(chǔ)。平面布置不合理不但占據(jù)大量無效面積,而且會給組織實(shí)驗(yàn)教學(xué)帶來很多不便。目前我國各院校的單元操作實(shí)驗(yàn)室的布置基本上是按單項(xiàng)實(shí)驗(yàn)獨(dú)立設(shè)置的,這樣的實(shí)驗(yàn)室每項(xiàng)單元操作實(shí)驗(yàn)需要一個(gè)獨(dú)立的空間,加上實(shí)驗(yàn)的設(shè)備較其他學(xué)科實(shí)驗(yàn)設(shè)備體積大,占地面積較大。建設(shè)一個(gè)功能齊全的實(shí)驗(yàn)室至少需要2 500平方米,通常需要較大的投入。若各專業(yè)都建設(shè)相對獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)室,資金投入分散,不但會造成大量的重復(fù)建設(shè),水平也難以提高。
參考現(xiàn)代建筑的特點(diǎn),結(jié)合專業(yè)結(jié)構(gòu)以及過程工程實(shí)驗(yàn)的實(shí)際特點(diǎn),可以把驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)分成3個(gè)大類,即流體力學(xué)基礎(chǔ)及流體輸送相關(guān)實(shí)驗(yàn);傳熱學(xué)基礎(chǔ)及蒸發(fā)、結(jié)晶類單元實(shí)驗(yàn);傳遞過程相關(guān)實(shí)驗(yàn),如精餾、吸收、萃取、干燥等。3類實(shí)驗(yàn)室相對獨(dú)立,每個(gè)實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)成實(shí)驗(yàn)平臺式,實(shí)驗(yàn)設(shè)備設(shè)計(jì)成移動式,需要進(jìn)行哪個(gè)實(shí)驗(yàn)就把相應(yīng)的設(shè)備移上平臺,其余暫時(shí)不用的設(shè)備相對集中放置。采用這樣的設(shè)計(jì)完成相同實(shí)驗(yàn)所需的實(shí)驗(yàn)室面積至少可以減少一半,省出來的建筑面積足以用來建設(shè)設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)及清潔生產(chǎn)過程開發(fā)實(shí)驗(yàn)室。這樣的實(shí)驗(yàn)室不但可以供本科生教學(xué)用,研究生實(shí)驗(yàn)也可以使用。
4 過程工程實(shí)驗(yàn)室及實(shí)踐教學(xué)管理系統(tǒng)
把過程工程實(shí)驗(yàn)室建設(shè)成相對獨(dú)立的工程實(shí)驗(yàn)中心,可以強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)室管理和設(shè)備管理,使其成為多專業(yè)共用的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺。實(shí)驗(yàn)室除了安排本科生正常教學(xué)實(shí)驗(yàn)外,其他時(shí)間對全校師生開放,通過預(yù)約有效安排時(shí)間,最大效率利用實(shí)驗(yàn)設(shè)備,使實(shí)驗(yàn)室成為開發(fā)學(xué)生創(chuàng)造潛力,提高學(xué)生實(shí)踐動手能力,集教學(xué)與技術(shù)開發(fā)于一體的教學(xué)基地。單元操作實(shí)驗(yàn)可以單獨(dú)開設(shè)實(shí)驗(yàn)課,列入教學(xué)計(jì)劃。教師通過講述實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)處理、單元操作規(guī)程和組織實(shí)驗(yàn)等系列教學(xué)活動,培養(yǎng)學(xué)生的工程觀點(diǎn),提高學(xué)生分析解決工程問題的能力,增強(qiáng)創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。
根據(jù)本科學(xué)生培養(yǎng)目標(biāo)要求,為了保證教學(xué)質(zhì)量,實(shí)現(xiàn)高校優(yōu)質(zhì)教學(xué)管理,可以考慮如下安排。
1)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師的確定。學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是一個(gè)非常復(fù)雜的問題,涉及許多方面,但教師的作用是非常重要的[6]。教學(xué)問題,首先是教師問題,良師出高徒。應(yīng)選擇責(zé)任心強(qiáng),具有較高理論水平、豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的教師擔(dān)任實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師。根據(jù)學(xué)校實(shí)際情況,建議每個(gè)實(shí)驗(yàn)安排2名指導(dǎo)教師,其中1名是青年教師。2名教師指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)有利于新老教師優(yōu)點(diǎn)互補(bǔ),保證實(shí)驗(yàn)效果,同時(shí)有利于青年教師的快速成長。
2)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)學(xué)生小組的規(guī)模。實(shí)驗(yàn)小組人數(shù)減少,學(xué)生可以獲得更多動手操作的機(jī)會,有利于學(xué)生操作能力的提高。工程設(shè)備的實(shí)際操作通常是由一組人共同完成的,所以幾個(gè)人共同承擔(dān)實(shí)驗(yàn)工作,相互配合完成預(yù)定的實(shí)驗(yàn)任務(wù),可以培養(yǎng)學(xué)生的合作精神和團(tuán)隊(duì)意識。因此,實(shí)驗(yàn)小組人數(shù)確定為4人。這個(gè)分組方案與教育部本科教學(xué)水平評估方案中優(yōu)秀水平的標(biāo)準(zhǔn)及化工原理課程指導(dǎo)委員會的要求是一致的。
3)設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)的安排。盡量多安排一些設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,通過開設(shè)設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn),擴(kuò)大學(xué)生的知識面,啟發(fā)創(chuàng)新思維,培養(yǎng)創(chuàng)新能力。通過開放實(shí)驗(yàn)室,保證學(xué)有余力的學(xué)生獲得更多實(shí)驗(yàn)機(jī)會。
如:通過實(shí)驗(yàn)設(shè)備管道安裝與組合,可以使學(xué)生了解更多化工單元操作的實(shí)際操作知識,縮短學(xué)生畢業(yè)后對新工作的適應(yīng)期;在膜分離實(shí)驗(yàn)中,針對不同的專業(yè)學(xué)生提出不同的處理體系和分離要求,而具體的工藝流程參數(shù)、操作方案、測試方法等則可根據(jù)實(shí)際物系,由學(xué)生查閱文獻(xiàn)資料擬定,教師審查通過后再實(shí)施;在反應(yīng)―分離集成中試實(shí)驗(yàn)中,對學(xué)生實(shí)驗(yàn)的要求是得到某種產(chǎn)品,具體的反應(yīng)條件、后續(xù)的分離純化、產(chǎn)品成形、質(zhì)量檢測等一系列的工藝流程方案均由學(xué)生自行設(shè)計(jì),這樣的實(shí)驗(yàn)過程能給學(xué)生完全工程化的鍛煉,使學(xué)生分析和解決實(shí)際工程問題能力得到極大的提高。
4)采用先進(jìn)的教學(xué)手段。由于化工單元操作種類及設(shè)備類型較多,新的設(shè)備不斷涌現(xiàn),學(xué)校不可能把所有的設(shè)備搬入校園。因此,采用如投影、幻燈、錄像、計(jì)算機(jī)仿真等現(xiàn)代教學(xué)手段,增大教學(xué)信息量,使學(xué)生了解更多當(dāng)代單元操作過程與設(shè)備知識,加深對理論教學(xué)內(nèi)容的理解是必要的。過程工程綜合實(shí)驗(yàn)室應(yīng)配備較先進(jìn)的現(xiàn)代教學(xué)設(shè)備,實(shí)驗(yàn)教師應(yīng)充分利用先進(jìn)的教學(xué)手段擴(kuò)大信息量,提高教學(xué)質(zhì)量。
5)學(xué)生實(shí)驗(yàn)成績的評定。學(xué)生實(shí)驗(yàn)成績應(yīng)該根據(jù)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告的質(zhì)量來決定。注重考查學(xué)生出勤情況和預(yù)習(xí)情況、動手操作情況、數(shù)據(jù)處理的方法與準(zhǔn)確情況、分析問題與解決問題的能力、有無創(chuàng)新思維等。教師要及時(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)報(bào)告批改與實(shí)驗(yàn)情況總結(jié),及時(shí)解決學(xué)生實(shí)驗(yàn)中的問題,鼓勵(lì)學(xué)生采用創(chuàng)新方法,把學(xué)生對知識的理解引向深入。
6)實(shí)驗(yàn)室開放與管理系統(tǒng)。過程工程類實(shí)驗(yàn)室建設(shè)成相對獨(dú)立教學(xué)單位,國內(nèi)已經(jīng)有很多成功的經(jīng)驗(yàn)。如清華大學(xué)、北京化工大學(xué)的化工原理實(shí)驗(yàn)室是相對獨(dú)立的教學(xué)單位,是學(xué)校的一級實(shí)驗(yàn)室,實(shí)驗(yàn)室有穩(wěn)定的教師隊(duì)伍,由二級學(xué)院管理。天津大學(xué)的化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中心、鄭州輕工業(yè)學(xué)院的化學(xué)與化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中心管理方式也可以參考。上海大學(xué)的化工實(shí)驗(yàn)中心包括化工原理實(shí)驗(yàn)室、化學(xué)工程實(shí)驗(yàn)室、化學(xué)工藝實(shí)驗(yàn)室和化工仿真實(shí)踐基地等,可以滿足多專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課與專業(yè)課的教學(xué)和實(shí)訓(xùn)。北京化工大學(xué)實(shí)驗(yàn)室改革的經(jīng)驗(yàn)表明,學(xué)校的過程工程實(shí)驗(yàn)室在管理上相對獨(dú)立有利于發(fā)揮實(shí)驗(yàn)室的作用,有利于實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和開放實(shí)驗(yàn)室的管理。在實(shí)驗(yàn)室建立實(shí)驗(yàn)操作監(jiān)控系統(tǒng),是實(shí)驗(yàn)室全面開放的基礎(chǔ)建設(shè)之一。單元操作實(shí)驗(yàn)課程獨(dú)立開課,建立實(shí)驗(yàn)教學(xué)多媒體教室和開放實(shí)驗(yàn)室等一系列實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與改革,有利于學(xué)生動手能力的提高,加深對化工單元操作過程的認(rèn)識,培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力。
5 結(jié)束語
綜上所述,過程工程實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的目標(biāo)是把實(shí)驗(yàn)室建設(shè)成多學(xué)科教學(xué)需要的、可以為多專業(yè)共用的實(shí)踐教學(xué)基地,建設(shè)成培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題能力,提高學(xué)生實(shí)踐動手能力,強(qiáng)化創(chuàng)新意識和培養(yǎng)創(chuàng)新能力的專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺。
建設(shè)高水平過程工程實(shí)驗(yàn)室是大學(xué)擴(kuò)大招生后很多學(xué)校急需解決的辦學(xué)條件問題。為了保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量,充分發(fā)揮過程工程實(shí)驗(yàn)室的作用,對實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行準(zhǔn)確的功能定位,合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室結(jié)構(gòu)是必要的。新建設(shè)的過程工程實(shí)驗(yàn)室應(yīng)根據(jù)學(xué)校教學(xué)的具體情況安排設(shè)備的數(shù)量和實(shí)驗(yàn)室面積,根據(jù)當(dāng)前社會對各種專業(yè)人才的要求設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)類型和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。通過配備現(xiàn)代教學(xué)手段,擴(kuò)大信息量。通過多樣化的實(shí)驗(yàn)裝置、開放式的教學(xué)過程、分層次的教學(xué)模式以及動態(tài)化、綜合式的成績評定方式,強(qiáng)化學(xué)生的主體作用、教師的主導(dǎo)作用。整體教育與個(gè)性化教育相互配合,調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性、積極性,強(qiáng)化創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
把過程工程實(shí)驗(yàn)室建設(shè)成多專業(yè)共用的高水平實(shí)驗(yàn)平臺,可以避免各專業(yè)的重復(fù)建設(shè),節(jié)約資金;有利于開放實(shí)驗(yàn)室的管理;也有利于集中高水平教師,提高教學(xué)質(zhì)量;方便實(shí)驗(yàn)教師間的交流與提高,從而把我國高等教育實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量提高到一個(gè)新的水平。
參考文獻(xiàn)
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培養(yǎng)目標(biāo)是什么
新能源科學(xué)與工程專業(yè)面向新能源產(chǎn)業(yè),根據(jù)能源領(lǐng)域的發(fā)展趨勢和國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要,培養(yǎng)在新能源科學(xué)研究及其利用的技術(shù)開發(fā)與實(shí)施等方面既有扎實(shí)的理論基礎(chǔ),又有較強(qiáng)的實(shí)踐和創(chuàng)新能力的專門人才,以滿足國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展對該領(lǐng)域教學(xué)、科研、技術(shù)開發(fā)、工程應(yīng)用、經(jīng)營管理等方面的專業(yè)人才需求。修業(yè)年限為4年,授予工學(xué)學(xué)士學(xué)位。
專業(yè)課程體系是什么樣子
新能源科學(xué)與工程專業(yè)在課程內(nèi)容體系的設(shè)置上緊密結(jié)合培養(yǎng)目標(biāo)要求,既注重“厚基礎(chǔ)”,突出基本理論與方法,又注重“寬方向”,豐富課程知識結(jié)構(gòu)。注重學(xué)生“知識結(jié)構(gòu)”的構(gòu)建和“能力結(jié)構(gòu)”的形成。
在基礎(chǔ)教育系列中重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)性與綜合性相結(jié)合的原則。包括高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理等工程技術(shù)基礎(chǔ)課群;大學(xué)外語、原理等社會科學(xué)課群。在專業(yè)教育系列中重點(diǎn)遵循厚基礎(chǔ)、寬口徑的原則。包括工程熱力學(xué)、流體力學(xué)、傳熱學(xué)、能源系統(tǒng)工程、可再生能源及其利用、光伏科學(xué)與工程、風(fēng)力發(fā)電原理、生物質(zhì)能工程、核能利用基礎(chǔ)等專業(yè)平臺課群;光伏材料與太陽能電池、風(fēng)力發(fā)電場等專業(yè)選修課群等。
在實(shí)踐方面,重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考能力、動手能力和工程實(shí)踐能力。單獨(dú)設(shè)立“能源工程綜合實(shí)驗(yàn)”課程,目的是充分利用學(xué)科的開放式實(shí)驗(yàn)室,指導(dǎo)學(xué)生開展設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的創(chuàng)新能力。
專業(yè)開設(shè)現(xiàn)狀如何
發(fā)達(dá)國家許多著名大學(xué)都設(shè)置了新能源相關(guān)專業(yè)。我國高校在新能源專業(yè)設(shè)置和專業(yè)人才培養(yǎng)方面還落后于發(fā)達(dá)國家。近幾年國內(nèi)僅有十幾所高校增設(shè)了核能相關(guān)專業(yè),如哈爾濱工業(yè)大學(xué)、哈爾濱工程大學(xué)等開設(shè)了核物理、核工程與核技術(shù)、核反應(yīng)堆工程等專業(yè)。華北電力大學(xué)、長沙理工大學(xué)等近十所高校開設(shè)了風(fēng)能與動力工程專業(yè)。山東建筑大學(xué)、南昌大學(xué)等幾所高校開設(shè)了太陽能建筑一體化、光伏材料等專業(yè)。國內(nèi)尚沒有高校開設(shè)生物質(zhì)能相關(guān)專業(yè)。大多數(shù)高校是在原有熱能與動力工程等專業(yè)基礎(chǔ)上增設(shè)了部分與新能源有關(guān)的選修課程,作為對新能源領(lǐng)域知識的一種補(bǔ)充,或進(jìn)行了專業(yè)名稱的更改。
所有這些,無論是課程內(nèi)容設(shè)置的科學(xué)性,還是人才培養(yǎng)的專業(yè)性,尚不能適應(yīng)國家對新能源領(lǐng)域?qū)I(yè)人才的需求。
社會需求和就業(yè)前景
近年來我國經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速增長,傳統(tǒng)能源消耗量大幅增長,引發(fā)的能源短缺和環(huán)境污染等問題成為制約我國經(jīng)濟(jì)又好又快發(fā)展的瓶頸,為此,發(fā)展新能源產(chǎn)業(yè)勢在必行。發(fā)展新能源產(chǎn)業(yè)孕育著巨大的投資機(jī)會,將有效拉動經(jīng)濟(jì)增長;另外,可以有效改變經(jīng)濟(jì)增長方式,引領(lǐng)中國經(jīng)濟(jì)走向低碳化。目前,中國大力推動新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,在加大水電、核電、太陽能和風(fēng)能設(shè)施建設(shè)的同時(shí),計(jì)劃在2020年前使新能源消費(fèi)比例達(dá)到15%,規(guī)劃到2020年,中國在新能源領(lǐng)域的總投資將超過3萬億元。
雖然我國新能源產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展,然而推動新能源行業(yè)前進(jìn)的人才供給卻捉襟見肘。高素質(zhì)專業(yè)人才和核心技術(shù)的缺失,阻礙了我國當(dāng)前新能源產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。因此,有專家分析,新能源專業(yè)是未來需求較大的人才專業(yè)類型。有報(bào)告顯示,到2020年我國風(fēng)電行業(yè)的人才缺口非常大,將達(dá)到10萬以上。預(yù)計(jì)每年對核電人才的需求有數(shù)千人。快速發(fā)展的太陽能產(chǎn)業(yè)的人才供應(yīng)同樣面臨嚴(yán)重不足。所有這些都為新能源專業(yè)的畢業(yè)生帶來較好的就業(yè)前景。
畢業(yè)生就業(yè)前景廣闊,可在核能、風(fēng)能、太陽能、生物質(zhì)能等新能源和節(jié)能減排領(lǐng)域的企事業(yè)單位、高等院校和政府部門從事技術(shù)研發(fā)、工程設(shè)計(jì)、新能源科學(xué)教育與研究、新能源管理等相關(guān)工作。國家已經(jīng)確定將能源作為戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè),發(fā)展能源產(chǎn)業(yè)既需要有技術(shù)性很強(qiáng)的人才,也需要有復(fù)合型人才。新能源行業(yè)企業(yè)的實(shí)力和規(guī)模相對較大,因此選人要求也較嚴(yán)格。
部分高校的專業(yè)特色
東北大學(xué)該專業(yè)隸屬于材料與冶金學(xué)院,其課程設(shè)置按照專業(yè)需求安排,與其他工科專業(yè)相同,區(qū)別于其他專業(yè)的課程是專業(yè)平臺課群和專業(yè)選修課群。學(xué)生在專業(yè)課程學(xué)習(xí)中主修的四大新能源是太陽能、風(fēng)能、核能、地?zé)崮堋?/p>
Abstract: Through the reform of the talents training mode in the university 4 aspects of cultivating of full-time teachers "mentoring" integration, setting "personal course" by following the example of the University of California, establishing special cultivation fund of the combination of production and research for undergraduates, building platform to promote the industrialization of scientific and technological achievements to cultivate students' innovation ability, improve students' comprehensive quality, meet the current needs of the employing units. It has important practical significance, which makes due contribution to the development of economy and society and the progress of science and technology, provides reference for the establishment and implementation of the training mode of coal mine professional talents, provides rationalization proposals and solutions for the four major projects and engineering education reform in our university and makes positive contribution to highlight the characteristics of our school's largest mining and achieve the goal of training outstanding engineering talents.
關(guān)鍵詞:產(chǎn)學(xué)研結(jié)合;煤礦安全工程;培養(yǎng)模式;改革
Key words: combination of production and research;safety engineering in coal mine;training model;reform
中圖分類號:G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1006-4311(2016)07-0184-03
0 引言
黨的十報(bào)告提出,實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略,特別強(qiáng)調(diào)科技創(chuàng)新是提高社會生產(chǎn)力和綜合國力的戰(zhàn)略支撐,要擺在國家發(fā)展全局的核心位置。對此,黑龍江省委、省政府一直高度重視科技工作,重視搞好產(chǎn)學(xué)研結(jié)合,并將科研成果向生產(chǎn)力大力轉(zhuǎn)化。這就要求不僅僅是高等院校要充分解放思想,各科研單位也要解放思想,組織多方力量搞好產(chǎn)學(xué)研結(jié)合,充分發(fā)揮各地政府配置社會資源的組織力量,充分依托產(chǎn)學(xué)研結(jié)合,為全省的發(fā)展做出更大貢獻(xiàn)。高等學(xué)校以往的“象牙塔”式的教育模式已經(jīng)不能適應(yīng)時(shí)展的要求,高等學(xué)校應(yīng)與政府,用人單位緊密結(jié)合,擺脫過去的“應(yīng)試式”人才培養(yǎng)模式,轉(zhuǎn)而以學(xué)生的綜合能力為培養(yǎng)目標(biāo),努力培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力,提高學(xué)生的綜合素質(zhì),滿足用人單位的當(dāng)前需求。因此,培養(yǎng)適應(yīng)社會需要的應(yīng)用型專業(yè)人才的必然要求,就是積極推行校內(nèi)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的人才培養(yǎng)模式,為經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展和科技的進(jìn)步做出應(yīng)有貢獻(xiàn)。
1 校內(nèi)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合培養(yǎng)模式的提出
2013年4月10日,黑龍江省省長陸昊在黑龍江省科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)暨科技成果招商和轉(zhuǎn)化對接大會上,表彰為該省科技事業(yè)和經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展做出突出貢獻(xiàn)的科技工作者,為產(chǎn)學(xué)研結(jié)合,科技成果轉(zhuǎn)化搭建對接平臺,推進(jìn)科技成果向現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力轉(zhuǎn)化。實(shí)現(xiàn)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的各種要素集聚,支撐黑龍江經(jīng)濟(jì)大發(fā)展、快發(fā)展、好發(fā)展。這是省委、省政府和新的歷史時(shí)期賦予{等教育的新使命,對我校等一系列礦業(yè)特色院校來說,既是機(jī)遇又是挑戰(zhàn),有效利用現(xiàn)有的一切有利因素,積極發(fā)展產(chǎn)學(xué)研結(jié)合培養(yǎng)具有礦業(yè)院校特色的煤礦專業(yè)人才,是黑龍江科技大學(xué)專任教師所必須思考并解決的問題。因此,培養(yǎng)適應(yīng)社會需要的應(yīng)用型煤礦專業(yè)人才的必然要求,就是積極推行產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的人才培養(yǎng)模式,為經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展和科技的進(jìn)步做出應(yīng)有貢獻(xiàn)[1]。
2 校內(nèi)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合培養(yǎng)模式的改革
以黑龍江科技大學(xué)煤礦安全工程專業(yè)為研究對象,該專業(yè)隸屬于安全工程學(xué)院,為省級重點(diǎn)專業(yè),依托于國家安監(jiān)總局授權(quán)成立的黑龍江安全工程技術(shù)學(xué)院,擁有黑龍江省重點(diǎn)學(xué)科及安全科學(xué)與工程國家一級學(xué)科碩士學(xué)位授權(quán)。該專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)為著力培養(yǎng)具有從事安全工程方面的設(shè)計(jì)、研究、檢測、評價(jià)、監(jiān)察和管理、職業(yè)衛(wèi)生與防護(hù)等方面的工作能力,畢業(yè)后能夠在建筑、消防、化工、機(jī)械制造、礦山等領(lǐng)域的企事業(yè)單位中從事安全設(shè)計(jì)與安全生產(chǎn)、安全監(jiān)察與管理等工作,具有創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神和實(shí)踐技能的應(yīng)用型高級專門人才。對于校內(nèi)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合培養(yǎng)煤礦安全工程專業(yè)人才的改革擬從以下4個(gè)方面著手進(jìn)行:
2.1 專任教師“導(dǎo)師制”一體化培養(yǎng)
鑒于安全工程學(xué)院現(xiàn)有專任教師33人,其中教授、副教授14人,國家級和省級安全生產(chǎn)專家5人,具有博士、碩士學(xué)位的教師占專業(yè)教師總數(shù)的97%,而每屆學(xué)生的班級數(shù)量相對較少。因此,實(shí)行每位專業(yè)課教師負(fù)責(zé)10名學(xué)生的四年學(xué)習(xí)生活和就業(yè)工作,針對每個(gè)學(xué)生對專業(yè)課掌握的程度、分析問題解決問題的能力、就業(yè)狀況和企業(yè)滿意程度來調(diào)整授課方案、課程內(nèi)容和培養(yǎng)模式。這種“導(dǎo)師制”的一體化培養(yǎng)方式,有助于專業(yè)課教師深入了解學(xué)生特點(diǎn)和授課效果,并能準(zhǔn)確掌握、追蹤課程內(nèi)容設(shè)置與企業(yè)的對接情況,便于教師及時(shí)總結(jié)、修改和調(diào)整授課計(jì)劃。
2.2 效仿美國加州大學(xué)設(shè)置“個(gè)人課程”
學(xué)科梯隊(duì)成員在長期的教學(xué)與科學(xué)研究過程中,形成了“礦井瓦斯災(zāi)害防治與利用”、“采動圍巖災(zāi)變及控制”、“礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化與安全監(jiān)測監(jiān)控”、“安全管理與評價(jià)”、“煤礦事故應(yīng)急救援與影響控制”這五個(gè)研究方向,并且學(xué)科梯隊(duì)結(jié)構(gòu)日趨合理,現(xiàn)已形成了業(yè)內(nèi)優(yōu)勢。其主要課程包括:安全系統(tǒng)工程、安全人機(jī)工程、工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)、安全管理學(xué)、通風(fēng)工程等10余門,具體如圖1所示。
在學(xué)校規(guī)定的必修課程修完之后,可以效仿美國加州大學(xué)設(shè)置“個(gè)人課程”[2],學(xué)生在學(xué)校設(shè)置的必修課中,不能滿足其興趣愛好和未來個(gè)人發(fā)展需要,可以向安全工程學(xué)院教務(wù)科提交申請,建議學(xué)校增設(shè)相關(guān)課程,如果此門課程開設(shè)后人數(shù)可達(dá)3人,經(jīng)學(xué)校審核、批準(zhǔn)后即可執(zhí)行。這一舉措,為學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展和創(chuàng)造力的實(shí)施起到一定的推動作用。
2.3 建立本科生產(chǎn)學(xué)研培養(yǎng)專項(xiàng)基金
在緊抓校內(nèi)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合人才培養(yǎng)模式的同時(shí),采取大型企業(yè)招標(biāo)和學(xué)校與地方政府撥款的形式建立本科生產(chǎn)學(xué)研結(jié)合培養(yǎng)專項(xiàng)基金[3],用于資助大學(xué)生的創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新活動。企業(yè)可以與高校以訂單培養(yǎng)的形式共同制定理論課程培養(yǎng)計(jì)劃和實(shí)踐環(huán)節(jié)培養(yǎng)方案,在培養(yǎng)過程中企業(yè)可以分析、提議、修改、監(jiān)督和驗(yàn)收學(xué)生培養(yǎng)的效果。這樣一來,定向培養(yǎng)的學(xué)生畢業(yè)后可直接進(jìn)入企業(yè)生產(chǎn)一線,省去了在企業(yè)中的實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)和考核環(huán)節(jié),減少了實(shí)習(xí)經(jīng)費(fèi)和培訓(xùn)上崗時(shí)間,為企業(yè)提高了生產(chǎn)效率。
2.4 搭建平臺促進(jìn)科技成果產(chǎn)業(yè)化
建立國家大學(xué)科技園,并以此為平臺促進(jìn)大學(xué)生科技成果轉(zhuǎn)化。以高校為中心,與專門科研機(jī)構(gòu)、生產(chǎn)企業(yè)合作興辦高技術(shù)密集區(qū),既培養(yǎng)了新的科技人才,促進(jìn)了大學(xué)教育教學(xué)改革,又開發(fā)了新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)和新產(chǎn)品[4]??萍紙@作為服務(wù)社會的一扇窗口,是孵化高新技術(shù)企業(yè)的基地,加速了科技成果的商品化、產(chǎn)業(yè)化、國際化,而且可以為高校教學(xué)、科研分析[5]提供實(shí)習(xí)和中試場地,也為哈爾濱開發(fā)區(qū)的高科技企業(yè)起到積極的示范作用。
同時(shí),利用安全工程學(xué)院現(xiàn)有的國家重點(diǎn)試驗(yàn)室:“瓦斯等烴氣輸送管網(wǎng)安全基礎(chǔ)研究國家級專業(yè)中心試驗(yàn)室”,鼓勵(lì)學(xué)生積極開發(fā)、研制創(chuàng)新項(xiàng)目,積極申報(bào)專利,并將創(chuàng)新成果應(yīng)用到生產(chǎn)實(shí)踐中。實(shí)驗(yàn)室對重大危險(xiǎn)源識別、重大事故隱患鑒定、特大和特別重大及復(fù)雜事故鑒定與調(diào)查分析、事故應(yīng)急救援、災(zāi)害機(jī)理研究、職業(yè)危害和產(chǎn)品安全性能檢測等方面已經(jīng)形成了先進(jìn)的科研與測試能力,并設(shè)立開放基金加強(qiáng)學(xué)術(shù)合作,努力成為為國家安監(jiān)總局等政府部門提供決策依據(jù)、為省級安全生產(chǎn)支撐體系實(shí)驗(yàn)室提供技術(shù)支持[6-7]、產(chǎn)學(xué)研結(jié)合為企業(yè)提供技術(shù)平臺[8]的國家級支撐體系專業(yè)中心實(shí)驗(yàn)室,如圖2所示。
3 產(chǎn)學(xué)研結(jié)合培養(yǎng)模式實(shí)踐效果
2010年,在全省大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力大賽中,該校代表隊(duì)獲得2個(gè)一等獎(jiǎng)、1個(gè)二等獎(jiǎng),在東北三省大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力大賽中獲得一等獎(jiǎng)。2011年,在全國大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力大賽中獲得二等獎(jiǎng),同時(shí)獲得徽標(biāo)設(shè)計(jì)二等獎(jiǎng),且學(xué)生完成的創(chuàng)新作品在“首屆黑龍江省大學(xué)生安全模型設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)競賽”中喜獲團(tuán)體二等獎(jiǎng)。依托大工程知識競賽、工程訓(xùn)練綜合能力大賽等創(chuàng)新設(shè)計(jì)項(xiàng)目制作的創(chuàng)新作品100余件,部分作品被作為教具或?qū)嶒?yàn)設(shè)備在教學(xué)中使用。
自2013年以來,黑龍江科技大學(xué)按照產(chǎn)學(xué)研培養(yǎng)模式進(jìn)行煤礦安全工程專業(yè)人才的培養(yǎng),并對“煤礦事故應(yīng)急救援與影響控制”、“安全科學(xué)與工程”、“安全技術(shù)及工程”、“安全工程”和“煤及煤層氣工程”5個(gè)專業(yè)在校學(xué)生進(jìn)行逐級實(shí)驗(yàn)。同時(shí),開展對2012屆產(chǎn)學(xué)研培養(yǎng)模式實(shí)施前和2013屆、2014屆、2015屆產(chǎn)學(xué)研培養(yǎng)模式實(shí)施后的畢業(yè)生作后續(xù)追蹤記錄,建立畢業(yè)生就業(yè)信息數(shù)據(jù)庫,匯總、調(diào)整、記載煤礦安全工程專業(yè)人才產(chǎn)學(xué)研培養(yǎng)模式實(shí)施的后續(xù)效果,為煤礦專業(yè)人才培養(yǎng)模式的建立和實(shí)施提供借鑒與參考[9-11],此舉具有重要的現(xiàn)實(shí)意義[12-13],如表1所示。
由表1可知,企業(yè)對黑龍江科技大學(xué)產(chǎn)學(xué)研培養(yǎng)模式下培養(yǎng)的煤礦安全工程專業(yè)人才給與了充分的認(rèn)可,這對于該校未來教育教學(xué)發(fā)展和產(chǎn)學(xué)研人才培養(yǎng)模式改革積累了寶貴的一手資料。為該校的四大工程建設(shè)和工程教育改革工作提供合理化建議和方案[14-16],為突出該校大礦業(yè)特色,實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)卓越工程人才的目標(biāo)做出積極貢獻(xiàn)。
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