过程装备与控制工程:第十四届全国高等学校过程装备与控制工程专业教学与科研校际交流会论文集
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专业核心课程建设——改革在路上

石 艳 周 敏 曾 涛 黄文权 林海波 李 俊 王维慧

(四川理工学院 四川自贡 643000)

【摘要】 四川理工学院过程装备与控制工程专业核心课程的建设,从课程实施大纲的建设、教学内容、教学模式和教学方法等各环节的探索与改革,全面体现了专业核心课程建设,在传授专业知识的进程中,肩负起培养学生的表达、动手、创新和适应能力;培养学生具备高度的责任心、进取心和好奇心的重任。《过程设备设计》课程教学实践证明,学生对知识的理解、表达能力、创新能力、适应能力和综合课程考核成绩显著提高。这正是卓越工程师培养计划和工程教育专业认证背景需要的专业核心课程。

【关键词】 专业核心课程;过程设备设计;卓越计划;专业认证

0 引言

大学要以体现时代精神和社会发展要求的人才观、质量观和教育观为先导、构建满足新的高等教育形势、能适应经济与社会发展需要的新的学科方向、专业结构、课程体系和教学水平,旨在能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。2013年6月19日,中国正式加入《华盛顿协议》,这对于进一步加强我国工程教育的改革和质量、推动全社会关注和推动我国工程教育的发展具有重要意义。四川理工学院是西部地方高校,过程装备与控制工程专业有着悠久的办学历史,培养了大量的工程人才。在学校当前定位为应用型多科性大学的背景下,我们专业以卓越工程师培养计划和工程教育专业认证为契机,重新审定过程装备与控制专业的培养目标、课程体系等内容,以达到提高专业认可度和人才培养质量的目的,以期能更好的为区域经济建设服务,也为专业自身的发展提供了更为广阔的空间。

专业核心课程是各专业中最根本、最具原理性和学科代表性的知识点、能够体现该专业核心价值与基本面貌、符合社会需要与学生发展规律的课程。四川理工学院过程装备与控制工程专业一直致力于专业核心课程的建设,从课程的设置、课程实施大纲的建设、教学内容和教学方法等各教学环节的不断改革与完善,全面体现了专业核心课程的时代性:不仅是专业知识的教学,而且更注重学生的表达、动手、创新和适应能力的培养;同时还要关注学生具备高度的责任心、进取心和好奇心的培养。通过在“过程设备设计”专业核心课程教学实践证明,学生对知识的理解、表达能力、创新能力、适应能力和综合课程考核成绩显著提高。这正是卓越工程师培养计划和工程教育专业认证背景需要的专业核心课程。

1 课程实施大纲建设

长期以来,教学大纲与教学日历,被视为一种教学辅助文件。大多数情况下,教师编写教学大纲的目的仅为了上交有关部门作存档之用,学生根本无法看到教学大纲,有些甚至不知道它的存在;教学日历也仅仅是教学进度的计划安排。由于高校教学管理制度没有规定教师必须为学生提供教学大纲与教学日历,有可能导致教学大纲与教师教学脱节,与学生学习脱节。专业核心课程要求撰写课程实施大纲,即syllabus,是为学生撰写的,要让学生清楚的了解该课程的目的、任务、要求、进度安排、评分标准等。

1.1 课程实施大纲内容

“过程设备设计”课程实施大纲以过程装备与控制工程专业国家卓越工程师培养计划为指导,以培养“强能力,求创新,能发展”的学生为宗旨,培养和训练学生的工程意识、创新意识和专业应用能力来制定课程实施大纲。

课程实施大纲分为课程的基本信息、教学理念、课程描述、教师简介、先修课程、课程目标、课程内容、课程教学实施、学生课程学习要求、课程考核方式及评分规程、学术诚信规定、课堂规范、课程资源、学术合作备忘录(契约)等共14项基本内容,共60页,32000多字,是一种师生间的契约,分别规定了教师和学生的职责,包括出勤、作业、考试和其他需要;也是作为一种永久性的记录,规定了教学必须达到的标准;还是学生学习的工具。科学合理的制订课程实施大纲,是高校教学规范化建设的基础和教学质量保障。

1.2 课程实施大纲的使用

“过程设备设计”是过程装备与控制专业的核心课程之一,要求任课教师具有足够的教学能力、专业水平、工程经验、沟通能力、职业发展能力,并且能够开展工程实践问题研究和学术交流。制定的课程实施大纲凝聚着任课教师的教学态度、教学知识、教学内容和相应的教学方法。为了最大限度达到预期教学目标,让学生获得良好的发展,教师和学生对课程实施大纲的使用是不同的。

(1)学生使用:教师在第一次上课时就syllabus的内容向学生做简要介绍,进一步明确课程相关要求。学生自觉按照syllabus的规定应完成:根据大纲的时间准时到规定地点完成相应的学习环节;课前完成预习任务;教学过程遵守相应的课堂礼仪;课后复习、知识拓展和提交作业完成课程要求。

(2)教师使用:在教学过程中,教师一般不得随意更改syllabus所列出的教学内容和教学日程安排,在教学地点提前做好教学准备工作,否则,在学期结束时的课程评价中,教学组织或完成教学任务情况就可能难以得到积极的评价;教师每一轮授课结束以后,都要进行教学反思,并根据自己的研究和学术界的新进展,对syllabus进行修订。

1.3 “过程设备设计”课程的教学单元

为了有效的安排具体的教学实施过程,结合的教学内容,并考虑知识的连贯性和授课时间,在“过程设备设计”的syllabus中,制定了18个相对独立的教学单元和2个项目训练单元,每个单元为2~5学时,有独立的教学日期、教学目标和教学内容等8项内容,详细地对教学单元的相关内容进行描述,旨在能为学生的学习提供最有效的支持。

2 “过程设备设计”教学内容设计

不论是工程教育专业认证标准,还是卓越计划的要求,加强基础、压缩专业课程已经成为一种趋势。授课学时明显压缩是不争的事实,但作为专业培养的重要内容,却不能因为学时的减少而降低对学生的要求,设法在有限的学时内尽可能培养学生是始终不变的追求。在这种培养计划的调整下,“过程设备设计”依然按照传统的教科书编排教学内容,必定就是一系列抽象的定义、公式、标准和规范,再伴随枯燥乏味的灌输式教学,学时明显不够,加上学生课后温习的缺失,教学效果可想而知,更谈不上对学生工程能力和创新能力的培养。在每年的毕业设计环节中,就可以看出学生对专业知识缺乏全面理解、学与用脱节,也折射出进入信息时代后教学理念和方法的落伍。

“过程设备设计”是在本科教学中唯一全面介绍压力容器相关的法律、法规和标准,全面讲述过程设备设计技术的专业核心课程,是过程装备与控制工程专业本科生的必修课,我校现在对卓越工程计划的本科设置60学时。对有限时段的教学内容设计是教师要满足课程目标的教学首先要思考和设计的重要环节,课程内容的组织采用了采用专业教师集体备课讨论,授课教师互相交流并集体撰写教案和制作PPT。学校大量的互联网资源、重点实验室资源、校外实习基地、教师的科研资源等,都是课程内容素材的优秀来源;以“少而精”的教学内容,培养“博而通”的过程装备与控制工程应用型专业人才。结合不同的教学模式和方法,将课程内容分为三个模块。

2.1 教师授课形式为主的教学内容模块

在“过程设备设计”课程的教学重点包括:压力容器设计基本理论;典型设备的结构;过程设备的设计选型等。上述内容不仅包含了全面的专业基础知识,还有大量的工程实际应用知识,以及与新材料、新制造技术的应用相适应的设计等。

授课形式为主的教学内容包括绪论、薄膜理论、压力容器的基本设计方法和过程设备的设计选项等基本内容,但不偏重于阐述较深的理论、公式推导和设计计算的内容,偏重于讲方法,强调较广的知识面和培养工程应用能力为目标的教学内容。

2.2 自主学习为主的教学内容模块

学时的局限让教师的授课不可能面面俱到,学生的学习也不应该限于教师的讲解,自学应该是贯彻于课程学习的课前、课时与课后。

课程自学为主的教学内容不是单指课前的预习与课后的复习反思,而是教师提出自学要求、以学生自行学习为主、教师个别辅导、同学之间交流讨论、不占用课时的教学内容,如“过程设备设计”中的压力容器材料及环境和时间对其性能的影响;无力矩理论、有力矩理论和平板理论的具体推导过程等,都是该模块内容,这样的设置,让学生远离了枯燥乏味的灌输式教学,让他们在课堂外的自主学习的过程中找问题、解决问题,教学效果远大于课堂吸收式教学效果。

2.3 项目训练内容模块

本课程特别加入项目训练式教学,旨在充分调动学生主动学习的兴趣,让学生积极进行课外学习,教师为他们答疑解惑并尽可能提供学习条件。项目训练内容见表1。项目训练内容脱离了课堂的束缚、教材的束缚,教师以传授知识为主转变为培养学生的学习方法为主,更加符合时代的发展和需要,有利于学生学习热情的提高、创新能力的培养、工程能力的培养,从根本上达到了提高教学质量的目标。

表1 项目训练计划

3 多层次教学模式

多层次教学模式是面向全体学生,承认学生差异,培养多规格、多层次人才而采取得必要措施。“过程设备设计”课程包含内容广,涉及材料、机械、数学、控制、力学和经济学等领域,采用多层次教学模式,不仅满足学科对课程的基本要求,还可以避开学生对基础课的掌握程度参差不齐的弊端,尊重学生个性,提高教学质量的有效措施。

课程的项目训练内容就是多层次教学模式的重要方式之一。教师提出项目训练内容,在教师的指导下,学生根据自己的兴趣、学习能力和计算机运用能力,将学生分为几个层次,不同层次的学生项目训练的内容和要求不同,如Ⅰ层次同学侧重于基础理论知识的掌握与运用,可以作有力矩理论分析不规则构件的应力问题;Ⅱ层次同学偏重于工程应用,将理论转化为适合工程应用的设计方法;Ⅲ层次同学酷爱计算机,指导他们积极应用分析软件是考察的重点;Ⅳ层次同学动手能力强,喜欢动手,压力容器压力测试实验更适合他,他的题目应该是实验方案的设计和数据的采集与分析。同样的一个题目,四个层次的同学从不同的方法侧重学习,避免了传统教育实施的“齐步走”教学模式,调动了学生的学习热情,也培养了其查阅文献和分析解决工程问题的能力。

4 多方式教学方法

4.1 明确学生主体,改革传统授课模式

授课的目的是帮助学生真正理解并掌握相关知识。为了避免“填鸭式”的传统教学模式,“过程设备设计”课程的授课不再局限于传统的理论授课方式,解答学生自学存在的问题、课堂讨论、项目训练等;课外安排专题讨论、开放性实验,并鼓励学生参加与课程相关的各种竞赛、大学生创新项目和聆听与专业相关的学术报告。

4.2 多元化评定学生的课程学习。

4.2.1 成绩评定依据

平时成绩以100分计算,由以下内容构成:

出勤情况×5%+作业情况×5%+课堂回答问题×10%+课堂测验×40%项目训练×40%

期末考试成绩:满分为100分。闭卷考试,重点测试学生的基础知识、实际应用知识和解决实际问题的能力。

奖励成绩:以5分起计,5分以下计入平时成绩,不单独加分,可以累积加分,最高奖励50分,以满分折算的形式计入。

4.2.2 成绩评定

无奖励分总成绩计算公式:最终成绩=平时成绩×50%+期末考试成绩×50%

有奖励分总成绩计算公式:

最终成绩=(平时成绩×50%+期末考试成绩×50%)×(100-奖励分)%+奖励分。

5 结束语

“过程设备设计”课程教学环节探索与创新,旨在调动学生的学习兴趣,培养学生查阅文献能力、工程运用能力和创新能力等,在过程装备与工程专业卓越班的实施情况看出,学生主动学习热情大大提高,教学效果大幅度提升,作为教师也很振奋,我们还将加大其他课程的改革与建设,专业核心课程的建设在继续,改革还在路上,我们任重而道远。

参考文献

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[3] 周敏,王维慧,曾涛等.加强特色专业建设培养学生工程能力[J].大众科技,2011,12.

[4] 郑津洋,董其伍等.过程设备设计[M].北京:化学工业出版社,2011.1.