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【關(guān)鍵詞】:熱電廠;熱能;動(dòng)力工程
其與一般的發(fā)電廠熱電分產(chǎn)形式相比, 熱電廠很多是通過相關(guān)動(dòng)力設(shè)備的使用,將熱能產(chǎn)生的熱量改變成動(dòng)能樣式的程序,最后將改變得到的動(dòng)能通過發(fā)電設(shè)備將一些能量改變?yōu)殡娔艿臉邮剑源瞬粩酀M足用戶生產(chǎn)與生活中所需要的熱量需求。發(fā)電廠在發(fā)電過程中,降低能源的損耗十分有利,可以通過降低發(fā)電體系的能源消耗來提升能源的使用成效,實(shí)現(xiàn)節(jié)省資源的宗旨。但是,我國現(xiàn)階段的熱能與動(dòng)力工程在熱電廠中的運(yùn)用依然存在諸多不足。其嚴(yán)重制約了熱電廠能量的充分利用。按照相關(guān)原理能夠清楚,火力發(fā)電的整體程序的節(jié)省資源耗用以及熱能和動(dòng)力項(xiàng)目關(guān)系很大,對于熱電廠中動(dòng)力以及熱能項(xiàng)目中存在情況的探索有著非常重要的實(shí)際影響,具有較高的應(yīng)用成效,而且這項(xiàng)技術(shù)具有時(shí)代前沿性與創(chuàng)新性,能夠?qū)ㄖ茉垂?jié)省型以及環(huán)境和諧型社會(huì)創(chuàng)造有意義的價(jià)值。
1、熱電廠的發(fā)電運(yùn)行情況概述
熱電廠在我國工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮了重要的作用,能量轉(zhuǎn)換是火力發(fā)電的運(yùn)行中尤為關(guān)鍵的一環(huán),其實(shí)際運(yùn)行工作的原理為:首先是熱能與動(dòng)能的轉(zhuǎn)化即讓鍋爐產(chǎn)生蒸汽,然后把蒸汽送到汽輪機(jī)當(dāng)中,其次是動(dòng)能與電能的轉(zhuǎn)化:即由汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)來帶動(dòng)發(fā)電機(jī)使其發(fā)電,這兩個(gè)轉(zhuǎn)化構(gòu)成了主要的發(fā)電過程。從我國發(fā)電廠利用蒸汽不斷進(jìn)行循環(huán)發(fā)電過程中,煤炭則是最重要的能源,煤炭經(jīng)過處理后變?yōu)槊夯遥柚鬏敿夹g(shù)后,煤灰即被傳送入鍋爐內(nèi),歷經(jīng)充分燃燒的煤灰則會(huì)放出超大的熱量,這些熱量進(jìn)而會(huì)形成水蒸氣,這種經(jīng)過物理轉(zhuǎn)化的水資源會(huì)通過凝結(jié)水泵進(jìn)入到輸水泵中,然后返回到鍋爐內(nèi)部,鍋爐經(jīng)過一次加熱之后,形成的水蒸氣會(huì)進(jìn)入高壓缸內(nèi)部。因此,為了不斷提高鍋爐的加熱效率,可以對其進(jìn)行循環(huán)加熱處理。在此原理的循環(huán)運(yùn)行的過程中,會(huì)產(chǎn)生巨大的電能,這一運(yùn)行過程同事也充分實(shí)現(xiàn)了環(huán)保節(jié)能的預(yù)期效果。
2、熱電廠的選址問題分析
在進(jìn)行熱電廠熱能與動(dòng)力的相關(guān)工程研究時(shí),熱電廠的選址問題應(yīng)當(dāng)引起關(guān)注。熱電廠在實(shí)際運(yùn)行中的裝機(jī)容量受熱負(fù)荷的性質(zhì)以及大小等因素的影響,導(dǎo)致了目前熱電廠的機(jī)組規(guī)模比火電廠的主力機(jī)組小很多。同時(shí)又因熱電廠既要發(fā)電又要完成供熱服務(wù),因此鍋就要求爐的容量要與同規(guī)模的火電廠鍋爐的容量需要得更大一些。再者因?yàn)楣δ芤约霸系木窒拮饔茫拷鼰嶝?fù)荷中心成為熱電廠的必然需求,具體而言即為,熱電廠必須建立在人口密集比較大的城鎮(zhèn)中心,與同容量的火電廠相比,它在環(huán)保要求、拆遷、用水量、征地等方面的問題更加高,同時(shí)熱力管網(wǎng)也是熱電廠所必須建立的,這將更有利于供熱系統(tǒng)的高效運(yùn)行。
3 、機(jī)組變工在熱能與動(dòng)力工程運(yùn)行中的情況分析
在運(yùn)行中的汽輪機(jī)設(shè)備,電無法進(jìn)行大量地儲(chǔ)存,其功率也跟外部需求而不斷變動(dòng),而在此過程中,處于汽輪機(jī)中的蒸氣運(yùn)行參數(shù)在伴隨鍋爐中燃料的不穩(wěn)定損耗情況而逐漸產(chǎn)生變化。通過對熱能與動(dòng)力工程運(yùn)行的研究發(fā)現(xiàn),凝氣設(shè)界運(yùn)行工況所產(chǎn)生的變化以及發(fā)生變化的電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行頻率,甚至是汽油機(jī)內(nèi)部的通流部產(chǎn)生的污垢等,都將會(huì)形成熱電廠中熱能與動(dòng)力工程中的變工情況[2]。
(1)首先是對并網(wǎng)運(yùn)行的發(fā)電機(jī)組進(jìn)行第一次調(diào)頻,電網(wǎng)頻率會(huì)隨著外部運(yùn)行負(fù)荷變化而產(chǎn)生改變,每一個(gè)發(fā)電機(jī)組在熱電廠運(yùn)行中都會(huì)結(jié)合自身特性,借助系統(tǒng)調(diào)速的運(yùn)行裝置而自動(dòng)增減汽輪機(jī)的運(yùn)行負(fù)荷,而進(jìn)一步帶來熱電廠的電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行的更加科學(xué)。
(2)調(diào)節(jié)級(jí)處理在熱電廠的電力系統(tǒng)中的進(jìn)行,處于正常運(yùn)行工況中的熱電廠的全部設(shè)備,實(shí)際電流在系統(tǒng)中則會(huì)不斷攀升。與此同時(shí),瞬時(shí)電壓再系統(tǒng)中也會(huì)同步增大,此時(shí)調(diào)節(jié)級(jí)的比焓降會(huì)逐漸減小。當(dāng)系統(tǒng)部分設(shè)備正值正常運(yùn)行工況中,調(diào)節(jié)級(jí)的比焓降就會(huì)上升到中間級(jí)的最大值。處于此過程中的熱電廠的設(shè)備運(yùn)行工況亦同步產(chǎn)生明顯的變化。但是,位于中間級(jí)的壓力比卻不會(huì)隨之變動(dòng)。故比焓降在調(diào)節(jié)級(jí)中的變化不太明顯。相反,在最末級(jí),系統(tǒng)運(yùn)行流量不斷增大的同時(shí)壓力比卻是相應(yīng)減小,而調(diào)節(jié)級(jí)的比焓降卻會(huì)不斷上升[3]。
4、熱電廠中的熱能與動(dòng)力工程運(yùn)行情況分析
在熱電廠中的熱能與動(dòng)力工程運(yùn)行進(jìn)程中,節(jié)流調(diào)節(jié)與噴管調(diào)節(jié)和系統(tǒng)設(shè)備的調(diào)節(jié)調(diào)壓需及時(shí)進(jìn)行。故只有掌握其各自的調(diào)節(jié)特點(diǎn)以及調(diào)節(jié)適用場合,才能進(jìn)而提高熱能與動(dòng)力工程機(jī)組的實(shí)際運(yùn)行效率。經(jīng)過實(shí)際研究可知,在不同的調(diào)節(jié)閥中機(jī)組運(yùn)行負(fù)荷所產(chǎn)生的最大流量并不相等,并且當(dāng)其實(shí)際的運(yùn)行負(fù)荷在1以下且系統(tǒng)有調(diào)節(jié)級(jí)時(shí),隨著時(shí)間變化機(jī)組調(diào)節(jié)閥開啟的實(shí)際數(shù)目也會(huì)變化。在此進(jìn)程中,調(diào)節(jié)級(jí)汽室溫度會(huì)有較為明顯變化當(dāng)機(jī)組的實(shí)際運(yùn)行工況發(fā)生變化時(shí),并且會(huì)導(dǎo)致機(jī)組設(shè)備適應(yīng)性變差[4]。但當(dāng)對機(jī)組中的噴管進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí),就能夠保證機(jī)組設(shè)備在運(yùn)行過程當(dāng)中快速達(dá)到預(yù)定參數(shù)值,并科學(xué)調(diào)配系統(tǒng)中的運(yùn)行負(fù)荷,確保了熱電廠熱能與動(dòng)力工程相關(guān)設(shè)備能良好運(yùn)行。
結(jié)束語
綜上所述,能源動(dòng)力工程是涉及多個(gè)領(lǐng)域高新技術(shù)的集成產(chǎn)業(yè),作為我國國民經(jīng)濟(jì)與國防建設(shè)的基礎(chǔ)和支柱,它更是發(fā)揮著舉足輕重的作用。熱能與動(dòng)力工程在熱電廠中的充分高效的運(yùn)用,帶來了我國電力行業(yè)的總體發(fā)展水平的不斷提升。文章通過上述分析研究,發(fā)現(xiàn)熱電廠中的熱能與動(dòng)力工程的開展立足于正確判啻理在工作中遇到的各種異常情況,且并對于掌握變工況時(shí)的各種情況有非常重要的作用,在協(xié)同配合工作之下,從而實(shí)現(xiàn)很大程度上促進(jìn)了我國熱電廠的經(jīng)濟(jì)利潤和能源運(yùn)用效率的同步提升。
【參考文獻(xiàn)】
[1]孫祚琦,王君 .熱能與動(dòng)力工程在熱電廠中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2016,6:125.
[2]孫斌.熱電廠中熱能與動(dòng)力工程的有效運(yùn)用[J].科技傳播,2016,7:133-134.
關(guān)鍵詞:能源與動(dòng)力工程專業(yè);人才培養(yǎng)模式;多元化;創(chuàng)新
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2017)07-0172-03
隨著我國高等教育的普及,人才培養(yǎng)質(zhì)量顯得尤為重要。《高等院校能源動(dòng)力學(xué)科熱能與動(dòng)力工程專業(yè)規(guī)范》(以下簡稱《專業(yè)規(guī)范》)指出:“在不同歷史階段,社會(huì)的人才需求不同,對高等教育的要求也不同”,“辦學(xué)應(yīng)當(dāng)與時(shí)俱進(jìn),培養(yǎng)人才的模式應(yīng)當(dāng)轉(zhuǎn)型”。因此,根據(jù)社會(huì)發(fā)展需要及時(shí)構(gòu)建新的人才培養(yǎng)模式,已是大勢所趨,各學(xué)校應(yīng)以具體情況為依據(jù),對人才培養(yǎng)機(jī)制進(jìn)行研究。本文將以我校熱能與動(dòng)力工程專業(yè)培養(yǎng)模式為例,秉承“人盡其才,才盡其用”的育人理念,以新觀念、新舉措探索設(shè)計(jì)多元化的人才培養(yǎng)模式。
一、問題的提出
合理、高效地利用能源對于國家實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展有著重要作用,能源與動(dòng)力工程專業(yè)所肩負(fù)的使命不言而喻,而現(xiàn)行的能源與動(dòng)力工程專業(yè)培養(yǎng)方案對學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐動(dòng)手能力的訓(xùn)練較少,不能滿足行業(yè)對所需人才培養(yǎng)質(zhì)量的要求,主要存在以下問題:
一是培養(yǎng)的人才不能滿足國家和社會(huì)發(fā)展的要求。我們應(yīng)當(dāng)以國家和社會(huì)發(fā)展的需求為導(dǎo)向,立志培養(yǎng)出能夠適應(yīng)國家和社會(huì)發(fā)展的高質(zhì)量人才,國家需要不同層次、不同類型的人才培養(yǎng)機(jī)制,各學(xué)校應(yīng)根據(jù)具體情況形成自己的特色。但目前人才培養(yǎng)質(zhì)量現(xiàn)狀表明,一般大學(xué)培養(yǎng)的大學(xué)生不像一流高水平大學(xué)的學(xué)生,具有強(qiáng)大的基礎(chǔ)理論與研究能力;又不如高職院校的學(xué)生,具有強(qiáng)大的實(shí)踐動(dòng)手能力,處于進(jìn)退兩難的境地。同時(shí),人才的培養(yǎng)與企業(yè)的需求之間存在矛盾,由于能源與動(dòng)力工程學(xué)科專業(yè)方向較多,教學(xué)培養(yǎng)過程中,缺乏社會(huì)需求調(diào)研,導(dǎo)致培養(yǎng)的學(xué)生與企業(yè)之間“脫節(jié)”。
二是“通才”培養(yǎng)模式不能滿足學(xué)生個(gè)性化發(fā)展。“以人為本”是科學(xué)發(fā)展觀的核心,“因材施教”是學(xué)生個(gè)性化發(fā)展的內(nèi)涵。要一切以學(xué)生發(fā)展為出發(fā)點(diǎn),促進(jìn)學(xué)生個(gè)體特長與全面發(fā)展的協(xié)調(diào)。而傳統(tǒng)的培養(yǎng)模式存在很多的弊端,培養(yǎng)模式單一,不能做到“因材施教”,忽視了學(xué)生的個(gè)體特長與興趣愛好,“灌輸式”教育依然是主要的教學(xué)模式。同時(shí),設(shè)置的課程體系也存在不合理性,注重課程的具體性和特殊性,缺乏對各主干課程間整體性和關(guān)聯(lián)性的把握。
三是多元化人才培養(yǎng)模式常常與學(xué)科專業(yè)多方向培養(yǎng)相混淆。所謂的多元化人才培養(yǎng),是根據(jù)人才培養(yǎng)目標(biāo)的不同,分別制定研究型、應(yīng)用型、拔尖型人才培養(yǎng)方案以及“卓越工程師”人才培養(yǎng)方案,同一專業(yè)可以培養(yǎng)多類型、多層次的高質(zhì)量人才,以滿足國家和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的需要。而所謂的專業(yè)培養(yǎng)方向,則是各高校綜合自己的辦學(xué)特色和教學(xué)能力設(shè)計(jì)的課程培養(yǎng)模塊,是為進(jìn)一步深造,成為能源與動(dòng)力學(xué)科的專門人才而設(shè)置的。盡管目前國內(nèi)各高校的專業(yè)培養(yǎng)方案從學(xué)科發(fā)展的角度進(jìn)行了專業(yè)方向及其課程體系的設(shè)置,但仍然是同一培養(yǎng)人才模式下的知識(shí)拓展。
二、能源與動(dòng)力工程專業(yè)多元化人才培養(yǎng)模式探索
為了實(shí)現(xiàn)“人盡其才,才盡其用”,本著“以人為本,因材施教”的原則,在綜合考慮學(xué)生的個(gè)體特長和企業(yè)需求的基礎(chǔ)上,中國石油大學(xué)(華東)能源與動(dòng)力工程系開展對適應(yīng)企業(yè)需求和學(xué)生個(gè)性化的多元化人才培養(yǎng)模式探索,著力培養(yǎng)特色型、工程型和研究型三類拔尖創(chuàng)新人才。
1.多元化人才培養(yǎng)的目標(biāo)定位。作為一所石油特色鮮明的高水平研究型大學(xué),要以國家和社會(huì)發(fā)展為導(dǎo)向,不僅要培養(yǎng)具有初步科研能力的研究型人才,還要培養(yǎng)具有實(shí)踐能力和管理能力的工程型以及特色型人才;不僅要培養(yǎng)出企業(yè)需要的人才,更要致力于培養(yǎng)能夠適應(yīng)國家,甚至國際需求的高質(zhì)量人才;不僅要有對專業(yè)技能和綜合素質(zhì)的把握,還要依據(jù)學(xué)生的個(gè)體特長和興趣愛好,因材施教,制定不同的發(fā)展目標(biāo),提供不同的發(fā)展方向。我校熱能與動(dòng)力工程專業(yè)主要培養(yǎng)適應(yīng)國家和現(xiàn)代化建設(shè)的需要,德智體全面發(fā)展,知識(shí)、能力和素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展,具備熱能與動(dòng)力工程領(lǐng)域扎實(shí)的理論基礎(chǔ),專業(yè)知識(shí)寬廣,具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的高素質(zhì)人才。以學(xué)校培養(yǎng)人才整體目標(biāo)定位為基石,突出學(xué)科優(yōu)勢與專業(yè)特色,著力培養(yǎng)學(xué)術(shù)研究型、就業(yè)創(chuàng)業(yè)型和跨學(xué)科發(fā)展型拔尖創(chuàng)新人才。
2.多元化人才培養(yǎng)的頂層設(shè)計(jì)。人才培養(yǎng)方案是踐行教育理念、落實(shí)人才培養(yǎng)目標(biāo)的重要教學(xué)文件,是人才培養(yǎng)模式設(shè)計(jì)和培養(yǎng)過程設(shè)計(jì)的藍(lán)圖。根據(jù)《專業(yè)規(guī)范》制定的人才培養(yǎng)規(guī)格,充分理解“以人為本,因材施教”教育內(nèi)涵,極大發(fā)揮學(xué)生的自主創(chuàng)新能力,科學(xué)系統(tǒng)地構(gòu)建不同層次人才培養(yǎng)需要的多元化人才培養(yǎng)方案。需遵循以下基本原則:(1)人文社會(huì)科學(xué)素養(yǎng)與自然科學(xué)并重原則。工科類大學(xué)生不僅要具備扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)和嚴(yán)密的邏輯思維能力,而且應(yīng)該積極參加創(chuàng)新項(xiàng)目與學(xué)科競賽,在團(tuán)隊(duì)中培養(yǎng)自己的人際交往能力與團(tuán)隊(duì)協(xié)作的能力,不斷提高自己的人文素養(yǎng)。(2)學(xué)科基礎(chǔ)與專業(yè)技能相結(jié)合原則。按照學(xué)科分類,能源與動(dòng)力工程專業(yè)屬于機(jī)械類。依據(jù)學(xué)科大類進(jìn)行橫向培養(yǎng),與國際知名高校機(jī)械工程接軌,打造機(jī)械類學(xué)科基礎(chǔ)平臺(tái),優(yōu)化力學(xué)、電學(xué)、材料等平臺(tái)課程框架體系與課程內(nèi)容。不僅要將專業(yè)基礎(chǔ)課程和主干課程學(xué)扎實(shí),而且要將全部課程進(jìn)行整合優(yōu)化,“融會(huì)貫通”。通過課程體系框架,夯實(shí)專業(yè)基礎(chǔ),熟練掌握本專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)1―2個(gè)專業(yè)方向中的相關(guān)系統(tǒng)與設(shè)備的設(shè)計(jì)、運(yùn)行、研究、開發(fā)和技術(shù)管理所必需的專業(yè)知識(shí),能夠綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí),分析和解決實(shí)際問題,并了解學(xué)科當(dāng)前國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀及前沿動(dòng)態(tài)。(3)加強(qiáng)對創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力和科研能力的培養(yǎng)。通過新生研討課、認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、科研實(shí)訓(xùn)、專業(yè)實(shí)習(xí)等課程,循序漸進(jìn),不斷提高學(xué)生的科研能力和實(shí)踐能力;通過大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目以及高水平的學(xué)科競賽等項(xiàng)目,讓學(xué)生在實(shí)踐中提高創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力。(4)重視學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展的培養(yǎng)。在滿足基本的教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)任務(wù)的前提下,重視學(xué)生個(gè)性化的培養(yǎng),“因材施教”,充分尊重學(xué)生的個(gè)體特長和興趣愛好,鼓勵(lì)學(xué)生個(gè)性發(fā)展,全面發(fā)展。(5)堅(jiān)持專業(yè)規(guī)范與專業(yè)特色相結(jié)合原則。辦學(xué)特色是高校的立校之本,優(yōu)勢學(xué)科要充分發(fā)揮學(xué)科優(yōu)勢,關(guān)注行業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài),強(qiáng)化專業(yè)優(yōu)勢、突出專業(yè)特色。
根據(jù)以上基本原則,構(gòu)建了多元化人才培養(yǎng)體系框架,如圖1。
3.多元化人才培養(yǎng)的總體思路。以多元化人才培養(yǎng)目標(biāo)為核心,遵循學(xué)校頂層設(shè)計(jì)原則,注重學(xué)生個(gè)性化發(fā)展,依托學(xué)校優(yōu)勢與專業(yè)特色,著力培養(yǎng)就業(yè)創(chuàng)業(yè)型、學(xué)術(shù)研究型和跨學(xué)科發(fā)展型多元化創(chuàng)新人才。(1)寬口徑,厚基礎(chǔ),強(qiáng)技能。課程體系由公共基礎(chǔ)課程,學(xué)科基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程組成。首先,需構(gòu)建一個(gè)適用于所有專業(yè)方向的公共基礎(chǔ)知識(shí)平臺(tái)。數(shù)學(xué)課程是熱能與動(dòng)力工程專業(yè)的靈魂,是進(jìn)行后續(xù)專業(yè)課程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ),必須夯實(shí);英語和計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力的提升尤為重要,為以后閱讀英文文獻(xiàn)、查閱英文資料打下良好的基礎(chǔ)。其次,重視學(xué)科基礎(chǔ)平臺(tái)的搭建,基礎(chǔ)課程是在公共課程平臺(tái)基礎(chǔ)上向本學(xué)科體系的過渡與靠攏,也是進(jìn)行專業(yè)方向課程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ),包括力學(xué)類、機(jī)械類、電算及控制類、熱科學(xué)類及環(huán)境類課程,為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。再次,構(gòu)建新一代專業(yè)課程體系,加強(qiáng)與本專業(yè)緊密聯(lián)系的相關(guān)知識(shí)與能力的訓(xùn)練與培養(yǎng),提高學(xué)生實(shí)踐技能和綜合素質(zhì),增強(qiáng)學(xué)生社會(huì)適應(yīng)能力,提高知識(shí)應(yīng)用能力。(2)鼓勵(lì)創(chuàng)新,加強(qiáng)人才科研創(chuàng)新能力培養(yǎng)。通過新生研討課、認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、科研實(shí)訓(xùn)、專業(yè)實(shí)習(xí)等課程,循序漸進(jìn),不斷提高學(xué)生的科研能力和實(shí)踐能力;通過大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目以及高水平的學(xué)科競賽等項(xiàng)目,讓學(xué)生在實(shí)踐中提高創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力。新的培養(yǎng)方案中新開設(shè)了新生研討課,旨在通過與老師的交流,讓大一新生對所學(xué)專業(yè)有一個(gè)初步的認(rèn)識(shí),通過了解專業(yè)當(dāng)前的研究動(dòng)態(tài),找到自己的興趣點(diǎn)。緊接著開設(shè)專業(yè)實(shí)訓(xùn)課程,目的是讓學(xué)生通過查閱資料與閱讀文獻(xiàn),一方面提高查閱文獻(xiàn)的能力,另一方面進(jìn)一步了解所感興趣的內(nèi)容。通過新生導(dǎo)師制的實(shí)施,完成某一感興趣問題的調(diào)研和分析,并根據(jù)學(xué)生的情況開展相應(yīng)的工作,以此為科學(xué)研究的起點(diǎn),通過后續(xù)專業(yè)課程學(xué)習(xí)、專業(yè)實(shí)習(xí)、科研實(shí)訓(xùn)、工程實(shí)訓(xùn),夯實(shí)專業(yè)基礎(chǔ),積極參加大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目和學(xué)科競賽,延續(xù)4年科研訓(xùn)練,逐步提升學(xué)生的科研創(chuàng)新能力。(3)增加實(shí)踐實(shí)訓(xùn)課程,提高實(shí)踐能力。新的培養(yǎng)方案大量增加了工程實(shí)踐、實(shí)訓(xùn)和實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)時(shí),以充分培養(yǎng)學(xué)生綜合技能及動(dòng)手能力。①開設(shè)專業(yè)實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐能力培養(yǎng)課程,如大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)、電工電子實(shí)驗(yàn)、傳熱學(xué)實(shí)驗(yàn)、熱力學(xué)實(shí)驗(yàn)、金工實(shí)習(xí)、專業(yè)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、專業(yè)實(shí)習(xí)、專業(yè)拆裝實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)等;②開設(shè)了培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算機(jī)運(yùn)用和計(jì)算能力訓(xùn)練課程,如數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)(Matlab實(shí)踐)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)實(shí)驗(yàn)(C語言編程)、機(jī)械CAD基礎(chǔ)、流動(dòng)與傳熱計(jì)算實(shí)踐等;③開設(shè)多門綜合性專業(yè)課程設(shè)計(jì)課程,提高綜合運(yùn)用知識(shí)能力,如機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)、熱工測量儀表與自動(dòng)化課程設(shè)計(jì)、鍋爐課程設(shè)計(jì)、計(jì)算傳熱學(xué)課程設(shè)計(jì)、供熱工程課程設(shè)計(jì)、熱力采油工藝課程設(shè)計(jì)、熱力發(fā)電廠熱力系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)。(4)依托學(xué)科,強(qiáng)化人才特色培養(yǎng)。各學(xué)校根據(jù)學(xué)校的特色設(shè)置專業(yè)課,充分發(fā)揮學(xué)校特色的優(yōu)勢,并充分考慮學(xué)生以后的發(fā)展需求。以我校為例,油田中的熱科學(xué)技術(shù)是我校能源與動(dòng)力工程專業(yè)的特色,畢業(yè)生中70%的學(xué)生都在油田從事熱相關(guān)的工作,也是申報(bào)國家特色專業(yè)的亮點(diǎn),課程設(shè)置根據(jù)稠油生成過程進(jìn)行,從稠油生產(chǎn)注汽開始,到舉升、集輸再到煉油和化工等環(huán)節(jié)相關(guān)課程:石油工程概論、注汽鍋爐、熱力采油、油氣集輸和化工工藝與設(shè)備等,讓學(xué)生能結(jié)合過程了解其中的熱利用。其次,涉及動(dòng)力和暖通方向的安全設(shè)備工程師資格證考證核心課程基本都具備,為一部分學(xué)生畢業(yè)后的考證或其他發(fā)展需求奠定基礎(chǔ)。(5)多元化培養(yǎng)目標(biāo)與專業(yè)培養(yǎng)方向相協(xié)調(diào)。以多元化人才培養(yǎng)目標(biāo)為導(dǎo)向,在專業(yè)培養(yǎng)方案中設(shè)置不同類型的培訓(xùn),包括科研培訓(xùn)以及企業(yè)培訓(xùn)等,提高學(xué)生的科研能力和實(shí)踐能力。此外,專業(yè)還設(shè)置了特色課程,力求達(dá)到多元化培養(yǎng)和專業(yè)培養(yǎng)方向的統(tǒng)一。首先,構(gòu)建公共基礎(chǔ)平臺(tái),將多元化培養(yǎng)和專業(yè)培養(yǎng)進(jìn)行統(tǒng)籌協(xié)調(diào)。目前開設(shè)的很多課程(學(xué)科、專業(yè)基礎(chǔ)課)不僅為專業(yè)培養(yǎng)方向提供專業(yè)基礎(chǔ),同樣可以為多元化培養(yǎng)提供專業(yè)基礎(chǔ),從而在新的培養(yǎng)方案的培養(yǎng)下達(dá)到多元化培養(yǎng)目標(biāo)與專業(yè)培養(yǎng)方向的統(tǒng)一。
4.多元化培養(yǎng)方案的探索實(shí)施。教學(xué)培養(yǎng)方案能否得到嚴(yán)格實(shí)施,是培養(yǎng)能源與動(dòng)力工程系多元化人才成敗的后期關(guān)鍵環(huán)節(jié),為達(dá)到培養(yǎng)方案的預(yù)想結(jié)果,應(yīng)健全組織結(jié)構(gòu),充分發(fā)揮校、院二級(jí)領(lǐng)導(dǎo)督促作用,確保工作順利進(jìn)行。(1)加強(qiáng)培養(yǎng)方案制定、實(shí)施的組織保障。為保證多元化人才培養(yǎng)模式的順利實(shí)施,學(xué)校從上至下成立了培養(yǎng)方案修訂學(xué)術(shù)委員會(huì),學(xué)院專門成立了“能源與動(dòng)力工程多元化培養(yǎng)方案修訂”領(lǐng)導(dǎo)小組,負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)、工作部署及監(jiān)督,監(jiān)督培養(yǎng)方案的執(zhí)行過程,跟蹤培養(yǎng)方案的實(shí)施效果,通過反饋來進(jìn)行修訂。(2)全面系統(tǒng)的質(zhì)量評(píng)價(jià)體系。目前,學(xué)校已經(jīng)成立了教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)中心,從多個(gè)方面對人才培養(yǎng)質(zhì)量開展評(píng)價(jià),并制定了評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)體系,每年定期本科教學(xué)質(zhì)量報(bào)告。(3)教師隊(duì)伍建設(shè)。教師隊(duì)伍是培養(yǎng)方案的落實(shí)者,同時(shí)也是有力的監(jiān)督者和維護(hù)者,關(guān)系到新培養(yǎng)方案的貫徹情況,因此必須重視教師隊(duì)伍的構(gòu)建。教師不僅要精通專業(yè)知識(shí),而且具有較強(qiáng)的工程實(shí)踐能力和具備豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。這就要求廣大教師要加強(qiáng)學(xué)習(xí),提高綜合素質(zhì),主動(dòng)融入企業(yè)和社會(huì),為培養(yǎng)創(chuàng)新型多元化人才做好充分準(zhǔn)備。
三、結(jié)論
多元化教育以專業(yè)人才培養(yǎng)模式的多樣化為指導(dǎo)思想,以國家現(xiàn)代化建設(shè)的需要為導(dǎo)向,既符合人才的發(fā)展規(guī)律,也滿足人才的社會(huì)需求,更符合能源與動(dòng)力工程專業(yè)的特點(diǎn)。在當(dāng)前教育部大抓教學(xué)質(zhì)量的形勢下,高校應(yīng)堅(jiān)持“以人為本”的發(fā)展戰(zhàn)略,堅(jiān)持多元化教育思想,充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢與特色,提高學(xué)生的科研能力、創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力,致力于培養(yǎng)出適應(yīng)我國能源與動(dòng)力行業(yè)發(fā)展的設(shè)計(jì)、管理、研發(fā)等高素質(zhì)專門人才。
關(guān)鍵詞:可再生能源;發(fā)電技術(shù);教學(xué)模式;考核
當(dāng)今人類面臨著能源短缺和環(huán)境污染的嚴(yán)重挑戰(zhàn),傳統(tǒng)的煤、石油、天然氣等化石燃料資源的有限性與社會(huì)的巨大需求形成了尖銳的矛盾,同時(shí)受開采條件和資源枯竭等因素影響,人類將會(huì)面臨資源危機(jī),而且化石類能源所排出的廢氣給生態(tài)環(huán)境帶來很大影響,社會(huì)影響巨大。因此研究開發(fā)無污染的、可持續(xù)的可再生能源與能源轉(zhuǎn)換技術(shù)成了當(dāng)前科學(xué)和技術(shù)發(fā)展的重要研究方向,也是工程技術(shù)應(yīng)用中的熱點(diǎn)問題,而且已經(jīng)上升到經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和戰(zhàn)略安全的范疇。工科高校擔(dān)負(fù)培養(yǎng)合格的工程技術(shù)人員的重任,因此,為了適應(yīng)科技和社會(huì)的發(fā)展,滿足工程實(shí)際對人才的要求,可再生能源發(fā)電方面的人才培養(yǎng)已經(jīng)成為當(dāng)務(wù)之急和重中之重的工作。[1,2]因此在新的能源形勢及人才需求下,上海電力學(xué)院(以下簡稱“我校”)在高年級(jí)熱能與動(dòng)力工程專業(yè)(熱力發(fā)電方向)開設(shè)了“可再生能源發(fā)電技術(shù)”的課程,讓學(xué)生在全面掌握常規(guī)火力發(fā)電的基礎(chǔ)上,掌握可再生能源利用基礎(chǔ)知識(shí)、能源利用形式及其相關(guān)技術(shù),了解可再生能源發(fā)電的前沿技術(shù),從而擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面,適應(yīng)社會(huì)需求。[3,4]
本文通過分析“可再生能源發(fā)電技術(shù)”的課程特點(diǎn)和存在的問題,探討了該課程的教學(xué)方法和教學(xué)模式的改革,內(nèi)容包括教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考核方式等,從而達(dá)到激勵(lì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的意愿,培養(yǎng)學(xué)生勇于創(chuàng)新的精神,孕育學(xué)生科學(xué)的素養(yǎng),提高學(xué)生分析與解決實(shí)際問題的能力,實(shí)現(xiàn)學(xué)生對“可再生能源發(fā)電技術(shù)”課程的全面了解。
一、“可再生能源發(fā)電技術(shù)”課程教學(xué)的特點(diǎn)
1.教學(xué)內(nèi)容多學(xué)科交叉
“可再生能源發(fā)電技術(shù)”課程主要包括水力發(fā)電、太陽能發(fā)電、生物質(zhì)能發(fā)電、風(fēng)能發(fā)電和海洋能發(fā)電等內(nèi)容,課程的主體是分別對上述發(fā)電形式進(jìn)行較為系統(tǒng)的解析,重點(diǎn)介紹各種可再生能源發(fā)電技術(shù)的基本原理和開發(fā)利用的基本方式,以及目前國內(nèi)外該發(fā)電形式利用的現(xiàn)狀和最新進(jìn)展。所有以上內(nèi)容涉及工程熱力學(xué)、傳熱學(xué)、流體力學(xué)、半導(dǎo)體物理、空氣動(dòng)力學(xué)、力學(xué)等基礎(chǔ)理論和相關(guān)知識(shí),因此教學(xué)內(nèi)容涉及領(lǐng)域廣、研究對象較多,知識(shí)結(jié)構(gòu)復(fù)雜多樣、學(xué)科交叉非常突出、知識(shí)點(diǎn)集成度高等特點(diǎn),這將給講授帶來挑戰(zhàn),即如何將這些知識(shí)點(diǎn),尤其是跨學(xué)科的內(nèi)容傳授給學(xué)生,并讓學(xué)生能夠較容易地掌握是該課程需要解決的重點(diǎn)問題之一。
2.教學(xué)方式亟待改革
由于“可再生能源發(fā)電技術(shù)”課程的多學(xué)科交叉,一般而言,在短時(shí)間內(nèi)掌握非本專業(yè)理論知識(shí)較困難,因?yàn)闆]有該專業(yè)的理論基礎(chǔ)知識(shí),經(jīng)常會(huì)很難理解有關(guān)知識(shí)點(diǎn),這將嚴(yán)重影響學(xué)生的積極性,甚至部分學(xué)生會(huì)產(chǎn)生抵觸情緒。因此,以教師講授為主的教學(xué)方式,學(xué)生沒有參與進(jìn)來,不能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性,可能導(dǎo)致學(xué)生無法理解所講授的內(nèi)容;同時(shí)該教學(xué)方式忽略了學(xué)生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)。因此如何將教師的“教”轉(zhuǎn)化為學(xué)生的“學(xué)”,將多學(xué)科交叉課程的課堂組織好是該課程教學(xué)需要解決的問題之一。
二、教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)
可再生能源發(fā)電技術(shù)的研究屬于當(dāng)今研究的前沿問題。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,新技術(shù)、新方法和新工藝等不斷涌現(xiàn),教學(xué)內(nèi)容需要與時(shí)俱進(jìn),不斷更新,現(xiàn)有的教材顯然不能很快地響應(yīng)這樣的變化,以教材為教學(xué)內(nèi)容難以滿足教學(xué)要求。在筆者的教學(xué)實(shí)踐中,教學(xué)內(nèi)容上通過參考權(quán)威書籍、資料和自身的研究成果,同時(shí)對國內(nèi)外期刊文章、學(xué)術(shù)專著及網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)知識(shí)進(jìn)行學(xué)習(xí),掌握當(dāng)前研究的動(dòng)向,并整合所有材料作為課堂教學(xué)內(nèi)容及課外拓展閱讀資料。廣泛獲取信息,動(dòng)態(tài)更新與拓展教學(xué)內(nèi)容,把握最新的專業(yè)前沿,有助于引導(dǎo)學(xué)生去探索新知識(shí),培養(yǎng)創(chuàng)新精神。另一方面,由于課程涉及多學(xué)科的交叉,在有些學(xué)科領(lǐng)域上,學(xué)生缺乏知識(shí)儲(chǔ)備,課堂教學(xué)較難獲取有效的效果,因此,摒棄一些晦澀難懂的理論知識(shí)是非常必要的。[5,6]以太陽能熱發(fā)電為例,太陽能熱發(fā)電涉及流體力學(xué)、傳熱學(xué)、自動(dòng)控制等多學(xué)科,當(dāng)整合最新的科技發(fā)展成果作為案例講解時(shí),主要向?qū)W生闡述太陽能熱發(fā)電的基本原理、關(guān)鍵技術(shù)、發(fā)展趨勢及政策激勵(lì)等,讓學(xué)生充分接觸各種知識(shí),拓寬視野,了解科技前沿的最新動(dòng)態(tài),目的是給學(xué)生專業(yè)素養(yǎng)的形成提供一個(gè)有利、有效的平臺(tái)。課程內(nèi)容應(yīng)深入淺出、科普性與前沿性并重,當(dāng)學(xué)生的興趣被調(diào)動(dòng)起來后,再進(jìn)行該學(xué)科的基本理論的講授或?qū)W生自學(xué)就非常容易切入,這樣就可達(dá)到較為理想的教學(xué)效果。
三、新型的教學(xué)模式
根據(jù)“可再生能源發(fā)電技術(shù)”課程的特點(diǎn),本文提出新型教學(xué)模式的設(shè)計(jì),使得教師成為課堂的組織者,通過設(shè)定教學(xué)內(nèi)容,明確教學(xué)任務(wù),課堂教學(xué)以學(xué)生為本,體現(xiàn)學(xué)生的認(rèn)知主體作用,使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程進(jìn)行積極思考,自主學(xué)習(xí),從而在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和增強(qiáng)其科學(xué)素養(yǎng)等方面發(fā)揮作用。
1.專題講授
可再生能源利用形式多樣,涉及本學(xué)科各個(gè)分支學(xué)科,具有多學(xué)科交叉與耦合的特點(diǎn)。為了避免各分支學(xué)科相互之間影響導(dǎo)致學(xué)生難以理解的問題,提出采用專題講座的授課形式,集中時(shí)間講授某一類型的可再生能源發(fā)電形式。此外,爭取請相關(guān)領(lǐng)域的專家或工程技術(shù)人員每學(xué)期做1~2次課堂報(bào)告,將工程中碰到的問題簡化并整合成案例,在教學(xué)中根據(jù)需要選擇案例進(jìn)行剖析,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,強(qiáng)化學(xué)生的工程實(shí)踐意識(shí)。
2.互動(dòng)教學(xué)
在教學(xué)過程中,教師做幾次完整的典型研究報(bào)告,包括幾種可再生能源的發(fā)電原理、設(shè)備組成、科研前沿等,目的是讓學(xué)生掌握宏觀現(xiàn)狀背景和如何從微觀把握問題與分析問題;引導(dǎo)學(xué)生充分利用圖書館資源,掌握歸納分析的方法;指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行撰寫科技或科普論文,提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng),在此基礎(chǔ)上安排學(xué)生參與課堂中來。具體做法是學(xué)生以小組為單位,各小組自主選擇相關(guān)研討課題,通過查閱文獻(xiàn)和小組研討,形成專題研究報(bào)告,并由小組成員在課堂進(jìn)行匯報(bào),根據(jù)其匯報(bào)內(nèi)容,接受老師和同學(xué)的提問,并進(jìn)行解答,教師及時(shí)進(jìn)行指導(dǎo)并對其評(píng)分。形成教師指導(dǎo),學(xué)生主講,教師與學(xué)生,學(xué)生與學(xué)生互動(dòng)討論的方法,教學(xué)實(shí)踐表明,該方法大大提高了學(xué)生的主動(dòng)性。學(xué)生經(jīng)歷查閱文獻(xiàn)、分析問題、報(bào)告寫作和報(bào)告陳述的全過程,顯著增強(qiáng)了創(chuàng)新能力、科研精神和團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)。利用對多個(gè)相關(guān)課題的討論,學(xué)生對可再生能源特點(diǎn)、可再生能源發(fā)電的前沿技術(shù)等有了更深入的認(rèn)識(shí)。
3.虛實(shí)結(jié)合
在學(xué)科平臺(tái)及自建教學(xué)平臺(tái)的基礎(chǔ)上,通過實(shí)物參觀、模型演示,多媒體教學(xué)等虛實(shí)結(jié)合、多位一體的教學(xué)模式,提高學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)。
(1)可再生能源發(fā)電技術(shù)模型的利用。熱能與動(dòng)力工程專業(yè)的學(xué)生以往大部分接觸的是火力發(fā)電方面的知識(shí)內(nèi)容,對可再生能源發(fā)電技術(shù)認(rèn)知較少,特別缺乏針對可再生能源發(fā)電原理和發(fā)電設(shè)備等進(jìn)行系統(tǒng)的學(xué)習(xí),如果直接進(jìn)行理論的學(xué)習(xí),學(xué)生會(huì)感到很枯燥,對一些基礎(chǔ)理論知識(shí)和發(fā)電設(shè)備結(jié)構(gòu)很難理解。為了提高學(xué)生的感性認(rèn)識(shí),筆者所在課程組建立了可再生能源發(fā)電技術(shù)教學(xué)平臺(tái)。在學(xué)習(xí)課程的理論知識(shí)之前,學(xué)生首先了解小型模型的實(shí)物結(jié)構(gòu),內(nèi)部構(gòu)成,基本組成和基本原理,使得學(xué)生具有整體的感性認(rèn)識(shí),然后再學(xué)習(xí)本課程,同時(shí)結(jié)合模型進(jìn)行講解。
(2)健全的多媒體素材。“可再生能源發(fā)電技術(shù)”課程內(nèi)容較多,課時(shí)有限。相比較傳統(tǒng)的教學(xué)方式,多媒體信息量大,采用靈活的圖形、視頻和動(dòng)畫等表現(xiàn)形式,能夠直觀、形象地再現(xiàn)客觀事物。筆者在教學(xué)實(shí)踐中采用多種多媒體教學(xué)手段。例如:選用《國家地理》節(jié)目里的《偉大工程巡禮——太陽引擎》視頻作為太陽能熱發(fā)電原理及形式的教學(xué)內(nèi)容,直觀地介紹了槽式、塔式、菲涅爾等形式的太陽能熱發(fā)電原理,以及聚光器的制造工藝等。選用GE的水輪機(jī)設(shè)備,采用Flash方式制作水力發(fā)電中反擊式水輪機(jī)設(shè)備的教學(xué)內(nèi)容,直觀且易于理解。通過多媒體的應(yīng)用,展示現(xiàn)場實(shí)際設(shè)備,簡化教學(xué)中的難點(diǎn),增加了課程的信息量。
四、小組式考核方式
“可再生能源發(fā)電技術(shù)”作為高年級(jí)的課程,課時(shí)有限,知識(shí)點(diǎn)多,內(nèi)容模塊化強(qiáng),科普性和專業(yè)性并存,采用常規(guī)的卷面考試方式難以準(zhǔn)確考核。筆者在該課程教學(xué)實(shí)踐中,進(jìn)行了小組式考核機(jī)制的嘗試,即以小組為單位,制作課程學(xué)習(xí)的整體報(bào)告,選派一名代表在課堂上進(jìn)行答辯,匯報(bào)內(nèi)容結(jié)束后,其他組成員和教師針對報(bào)告內(nèi)容進(jìn)行提問,組內(nèi)成員均可就相關(guān)問題進(jìn)行回答。其他組同學(xué)根據(jù)該小組的匯報(bào)情況進(jìn)行打分,打分表如表1所示。除此以外,在考核中增加動(dòng)態(tài)考核,每個(gè)小組選出組內(nèi)最佳貢獻(xiàn)成員,給予動(dòng)態(tài)加分;同時(shí)為了增加考核上互動(dòng),鼓勵(lì)學(xué)生思考問題,對于提問積極的學(xué)生在成績上給予加分。該考核方式,對課程的教學(xué)實(shí)行了動(dòng)態(tài)的考查與過程管理,實(shí)現(xiàn)了以考核促學(xué)習(xí),有效地調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,推進(jìn)學(xué)生協(xié)作能力培養(yǎng),增強(qiáng)了“教師與學(xué)生”、“學(xué)生與學(xué)生”的互動(dòng),提高較整體的教學(xué)效果。
表1 考核打分表
小組名稱 選題創(chuàng)新性(共20分) 查閱文獻(xiàn)情況(共20分) 分析問題能力(共20分) 報(bào)告質(zhì)量 (共20分) 表達(dá)能力 (共20分) 總分
(100分)
五、結(jié)語
隨著可再生能源發(fā)電技術(shù)的發(fā)展,“可再生能源發(fā)電技術(shù)”已經(jīng)成為熱能與動(dòng)力工程專業(yè)學(xué)科重要的專業(yè)課程。本課程具有典型的多學(xué)科交叉的特點(diǎn),同時(shí)該領(lǐng)域的研究成果日新月異,因此無論是在教學(xué)內(nèi)容還是在教學(xué)方法都需要進(jìn)行改革和創(chuàng)新。本文通過緊跟前沿的研究熱點(diǎn),設(shè)計(jì)深入淺出的教學(xué)內(nèi)容;采取以學(xué)生為主體,通過引入工程案例,專題研究與課堂討論等模式,并輔以教學(xué)模型與多媒體動(dòng)畫演示等多種靈活多樣教學(xué)手段的改革,讓學(xué)生在了解可再生能源發(fā)電技術(shù)的理論知識(shí)的基礎(chǔ)上,培養(yǎng)了學(xué)生挖掘問題,解決問題,理論與實(shí)踐相結(jié)合的能力,鍛煉了學(xué)生查閱文獻(xiàn)和團(tuán)隊(duì)協(xié)作的技能,提高了學(xué)生的科研素養(yǎng)與工程實(shí)踐本領(lǐng)。
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關(guān)鍵詞:能源動(dòng)力類專業(yè);實(shí)踐教學(xué);創(chuàng)新能力;內(nèi)容體系
中圖分類號(hào):G642.0?????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A?????文章編號(hào):1007-0079(2012)19-0086-
諾貝爾獎(jiǎng)獲得者李振道先生在西北師范大學(xué)百年校慶典禮上提出:“培養(yǎng)青年人才,不能僅依靠課堂教學(xué)和靠高科技工具,人才的培養(yǎng)要在實(shí)踐當(dāng)中去培養(yǎng),在培養(yǎng)的過程中,使學(xué)生變成老師的助手。”[1]由此可見,實(shí)踐教學(xué)作為創(chuàng)新型人才培養(yǎng)中的重要環(huán)節(jié),對于提高學(xué)生綜合素質(zhì)、培養(yǎng)創(chuàng)新能力,具有不可替代的重要作用。
實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)包括實(shí)驗(yàn)操作、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、畢業(yè)實(shí)習(xí)等環(huán)節(jié),是對學(xué)生實(shí)際操作能力培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)之一,也是教學(xué)質(zhì)量最直觀的反映。尤其對高等工科院校而言,要培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才,更應(yīng)重視實(shí)踐教學(xué)。只有通過實(shí)踐操作,才能使學(xué)生在實(shí)踐中檢驗(yàn)所學(xué)知識(shí),發(fā)現(xiàn)新的問題,掌握科學(xué)方法,培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí),從而提升綜合素質(zhì)。因此,加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)是提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié),也是培養(yǎng)理論與實(shí)踐相結(jié)合的創(chuàng)新型人才的有效途徑之一。[2]
一、能源動(dòng)力類專業(yè)實(shí)踐教學(xué)改革的必要性
近年來,高等院校對實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)的重要性的認(rèn)識(shí)逐年提高,實(shí)踐性環(huán)節(jié)的教學(xué)條件逐年改善,教學(xué)效果也有所改善。但是,國內(nèi)高校特別是一般高校在實(shí)踐性環(huán)節(jié)教學(xué)中依然存在以下困難與不足:[2]
1.對實(shí)踐性環(huán)節(jié)的重要性普遍認(rèn)識(shí)仍不夠到位
認(rèn)為實(shí)踐教學(xué)僅僅是為了鞏固理論教學(xué)的輔助手段,使實(shí)踐教學(xué)缺乏設(shè)計(jì)性、創(chuàng)新性。學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)往往是簡單的“依樣畫葫蘆”,單純依據(jù)指定的操作步驟完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告,僅僅是掌握了最簡單的操作技術(shù),而忽略了對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
2.實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)所占時(shí)間比例偏小,難以達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生綜合能力的目標(biāo)
近幾年來,工科專業(yè)教學(xué)計(jì)劃中實(shí)踐性環(huán)節(jié)所占比例有明顯的增加。但總體來看,集中實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)的總周數(shù)占總教學(xué)周數(shù)的比例約為20%左右,仍然偏低;特別是課程教學(xué)中,大部分課程實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)數(shù)占該課程總學(xué)時(shí)數(shù)的比例只有10%左右,而在歐美國家,這個(gè)比例可占30%~50%,甚至更高。
3.項(xiàng)目設(shè)置欠合理,內(nèi)容陳舊,信息量小,學(xué)生反映收獲不大
幾十年來,大學(xué)工科專業(yè)實(shí)踐性環(huán)節(jié)的教學(xué)內(nèi)容變化很小,套路基本不變。現(xiàn)以某院校熱能與動(dòng)力工程專業(yè)的實(shí)踐性環(huán)節(jié)為例進(jìn)行分析。
(1)該專業(yè)的金工實(shí)習(xí)工種設(shè)置為車、鉗、刨、銑、磨、焊接、熱處理,實(shí)際操作以鉗工為主,車、焊接次之。這種做法堅(jiān)持了幾十年,基本沒有變化和創(chuàng)新,現(xiàn)代加工技術(shù)以及非金屬材料的加工未列入教學(xué)內(nèi)容。
(2)機(jī)械零件設(shè)計(jì)、鍋爐原理、汽輪機(jī)原理、熱力發(fā)電廠四門課程安排了課程設(shè)計(jì),但設(shè)計(jì)內(nèi)容年年相同,每個(gè)學(xué)生的設(shè)計(jì)成果基本一樣,無法真正培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、動(dòng)手能力、獨(dú)立分析問題和解決問題的能力。
(3)課程實(shí)驗(yàn)的設(shè)置欠合理,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容零碎,綜合性差,重復(fù)內(nèi)容較多;實(shí)驗(yàn)的檔次不高,多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),未能充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性;實(shí)驗(yàn)設(shè)備的臺(tái)套數(shù)少(有些貴重實(shí)驗(yàn)設(shè)備只有1~2套),造成有些實(shí)驗(yàn)變成了演示性實(shí)驗(yàn)。
(4)生產(chǎn)實(shí)習(xí)和畢業(yè)實(shí)習(xí)雖然在時(shí)間、場地方面得到了保證,但由于經(jīng)費(fèi)緊張,學(xué)生只能整班地安排在較近的某一個(gè)企業(yè)內(nèi)實(shí)習(xí),人員擁擠;企業(yè)因安全生產(chǎn)的需要,不能讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)際操作,從而達(dá)不到預(yù)期效果。
(5)畢業(yè)設(shè)計(jì)是最為重要、安排時(shí)間最長的實(shí)踐性環(huán)節(jié),也是最為重視的實(shí)踐性環(huán)節(jié)。目前,畢業(yè)設(shè)計(jì)因師資力量、設(shè)計(jì)場地和條件等方面的原因,導(dǎo)致部分選題在前沿性、創(chuàng)新性、綜合性等方面達(dá)不到要求;少數(shù)教師在指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中只注重對具體問題本身的解決,忽視了對學(xué)生研究方法的指導(dǎo)和能力的培養(yǎng)。
4.方法和手段落后
實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)使用的方法和手段有些仍然比較落后,計(jì)算機(jī)技術(shù)、多媒體技術(shù)、本領(lǐng)域內(nèi)的優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件平臺(tái)等新的設(shè)計(jì)手段和方法應(yīng)用得比較少。如,在進(jìn)行課程設(shè)計(jì)時(shí),學(xué)生的大部分時(shí)間花在重復(fù)性手算上,變成了計(jì)算工具,而不是將主要精力放在設(shè)計(jì)方案的擬定、分析比較、方案優(yōu)化上。長期以來,課程設(shè)計(jì)在培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析問題、綜合問題能力以及創(chuàng)新能力方面是不令人滿意的。又如課程實(shí)驗(yàn)教學(xué),從檢測方法和手段到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析方法和手段都跟不上科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,有些實(shí)驗(yàn)手段和方法甚至相當(dāng)“原始”,實(shí)驗(yàn)效果也就可想而知了。[3]
能源動(dòng)力類專業(yè)主要培養(yǎng)能源清潔轉(zhuǎn)換與利用和熱力環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域既有扎實(shí)的理論基礎(chǔ),又有較強(qiáng)實(shí)踐和創(chuàng)新能力的人才,以滿足社會(huì)對該學(xué)科領(lǐng)域的教學(xué)、科研、工程技術(shù)、經(jīng)營管理等各方面的人才需求。本專業(yè)具有明顯的行業(yè)背景特色,擁有良好的實(shí)踐教學(xué)條件,為實(shí)踐教學(xué)改革創(chuàng)造了良好的條件。
二、創(chuàng)新型實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容體系的改革與探索
針對能源動(dòng)力類專業(yè)的特殊行業(yè)背景和人才培養(yǎng)目標(biāo)的需要,以“厚基礎(chǔ)、寬口徑、強(qiáng)能力、高素質(zhì)”為總體要求,以強(qiáng)化工程實(shí)踐能力培養(yǎng)為目的,改革了實(shí)踐教學(xué)模式,構(gòu)建了“實(shí)驗(yàn)+實(shí)習(xí)+設(shè)計(jì)+課外實(shí)踐”四模塊的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容體系。
1.實(shí)驗(yàn)?zāi)K
關(guān)鍵詞:構(gòu)建主義學(xué)習(xí)特征科研資源課程教學(xué)
一、引言
研究生教育作為高等教育的重要部分,是培養(yǎng)高層次專業(yè)人才的主要途徑。當(dāng)前社會(huì),掌握知識(shí)的人才越來越受到關(guān)注,研究生作為接受高層次教育的群體目前已經(jīng)被社會(huì)寄予了厚望。但是隨著知識(shí)經(jīng)濟(jì)及信息技術(shù)的加速發(fā)展,知識(shí)的生命周期越來越短,社會(huì)對于人才的需求有了更高的要求,研究生群體面臨空前的挑戰(zhàn),他們不僅需要在有限的時(shí)間內(nèi)積累豐厚的學(xué)科知識(shí),加強(qiáng)自己的科研能力,還要培養(yǎng)合作精神,提高科技創(chuàng)新、知識(shí)管理以及交流和溝通等各種綜合能力。研究生課程教學(xué)是研究生培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)。研究生課程建設(shè)是提高研究生教學(xué)質(zhì)量的重要途徑。傳統(tǒng)的基于書本的研究生課程教學(xué)模式側(cè)重于構(gòu)建研究生的合理知識(shí)結(jié)構(gòu),而對如何充分運(yùn)用課程教學(xué)提高研究生綜合能力這一重要內(nèi)容認(rèn)識(shí)不足、實(shí)踐不廣,影響了研究生培養(yǎng)質(zhì)量的有效提升。也就是說傳統(tǒng)的教學(xué)方法難以達(dá)到既優(yōu)化研究生知識(shí)結(jié)構(gòu),同時(shí)又能提高研究生綜合能力的雙重效果。為此,一種基于構(gòu)建主義學(xué)習(xí)理論,充分利用學(xué)科科研資源的新型研究生課程教學(xué)模式成為本文要探討的關(guān)鍵問題。
二、研究生課程學(xué)習(xí)特征與構(gòu)建主義學(xué)習(xí)理論
一般來說,研究生的年齡大多在23-26歲年齡段,屬于中青年階段,性格特征基本定型,具有強(qiáng)烈的自我意識(shí)和獨(dú)立期望,由于成功度過了高考、碩士生入學(xué)考試的篩選,所以具有很強(qiáng)的自信心和優(yōu)越感。十幾年的傳統(tǒng)學(xué)習(xí)生涯,賦予了研究生較強(qiáng)的學(xué)習(xí)能力,再加上本科階段的培養(yǎng),研究生已經(jīng)養(yǎng)成了自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣。因此,研究生在傳統(tǒng)的課堂授課式課程學(xué)習(xí)過程中會(huì)出現(xiàn)一些不良表現(xiàn):第一、基于書本的課堂講授對于研究生來說很難激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣。由于研究生自主學(xué)習(xí)能力的增強(qiáng),學(xué)生主要表現(xiàn)的心態(tài)就是即使上課沒聽懂,課后我可以自己學(xué);第二、教室不再是研究生眼中的主要學(xué)習(xí)場所,因?yàn)榇蠖鄶?shù)研究生從一入學(xué),導(dǎo)師就為其安排好在實(shí)驗(yàn)室的學(xué)習(xí)位置,由于研究生在學(xué)習(xí)過程中涉獵知識(shí)的綜合性增強(qiáng),涉及很多學(xué)科交叉的問題,在這個(gè)過程中,同時(shí)需要查閱很多的學(xué)習(xí)資料,當(dāng)前豐富的信息技術(shù),使得單一的教材也不再是研究生學(xué)習(xí)的唯一資源途徑,因此研究生更愿意在可以隨時(shí)上網(wǎng)查找資料、可以方便翻閱各種參考書目的實(shí)驗(yàn)室里學(xué)習(xí);第三、由于專業(yè)面的變窄,研究生的主要學(xué)習(xí)方向受到其導(dǎo)師的研究課題的引導(dǎo),不再是范而廣的大體了解,而是要求精益求精的學(xué)習(xí)做法,以期在某個(gè)領(lǐng)域能很快產(chǎn)生有一定水平的研究成果,因此很多研究生認(rèn)為老師講的知識(shí)對他將來的課題不一定實(shí)用,很容易產(chǎn)生在課堂教學(xué)上放棄學(xué)習(xí)的動(dòng)機(jī)。
基于上述分析不難發(fā)現(xiàn),將構(gòu)建主義學(xué)習(xí)理論與研究生階段的課程學(xué)習(xí)特征有機(jī)結(jié)合,將是一件非常有意義的工作。首先,構(gòu)建主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為:“學(xué)習(xí)”的本質(zhì)是一個(gè)意義建構(gòu)的過程,是學(xué)習(xí)者通過新舊經(jīng)驗(yàn)相互作用來形成、調(diào)整和豐富自己經(jīng)驗(yàn)結(jié)構(gòu)的過程,在學(xué)習(xí)過程中學(xué)生個(gè)人經(jīng)驗(yàn)與主動(dòng)參與起著積極作用,學(xué)習(xí)者在自己的經(jīng)驗(yàn)背景基礎(chǔ)上主動(dòng)建構(gòu)現(xiàn)實(shí)和理解現(xiàn)實(shí),即學(xué)生頭腦中的知識(shí)不是教師直接傳遞來的,而是學(xué)生自身知識(shí)的基礎(chǔ)上主動(dòng)構(gòu)建的。研究生已具備較強(qiáng)的自主學(xué)習(xí)能力,為滿足構(gòu)建主義學(xué)習(xí)理論創(chuàng)造了條件,研究生多年學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)的積累也為其調(diào)整、重構(gòu)和豐富自己經(jīng)驗(yàn)結(jié)構(gòu)的過程打下了基礎(chǔ)。因此,對于研究生的學(xué)習(xí)來說,教師直接傳遞的“填鴨式”課程教學(xué)方法已不再實(shí)用。
其次,建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論提倡教師指導(dǎo)下以學(xué)生學(xué)習(xí)為中心的學(xué)習(xí)方法。建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論強(qiáng)調(diào)學(xué)生的認(rèn)識(shí)主體作用,認(rèn)為學(xué)生是信息加工的主體,是意義的主動(dòng)建構(gòu)者;同時(shí)又不忽視教師的主導(dǎo)作用,認(rèn)為教師是意義建構(gòu)的幫助者和促進(jìn)者。因此,在研究生的課程教學(xué)過程中,要擺正教師與學(xué)生的位置,傳統(tǒng)的教師主講的教學(xué)方法與構(gòu)建主義的學(xué)習(xí)理論相悖,教師在教學(xué)過程中應(yīng)該從傳統(tǒng)的主講角色轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲗?dǎo)的角色,也就是說,在研究生的課程學(xué)習(xí)過程中,教師發(fā)揮的是引導(dǎo)作用。
最后,構(gòu)建主義學(xué)習(xí)理論鼓勵(lì)學(xué)生通過一定的情境,借助別人的幫助,通過必要的交流,達(dá)到意義建構(gòu)的方式來獲取知識(shí)。構(gòu)建主義指出:“情境”、“協(xié)作”、“交流”和“意義構(gòu)建”是學(xué)習(xí)環(huán)境中的四大要素。因此,教師在授課過程中已不能僅限于三尺講臺(tái),而是要通過各種方式和方法,為研究生的學(xué)習(xí)創(chuàng)造情境,構(gòu)建協(xié)作和交流的平臺(tái),最終達(dá)到研究生自我實(shí)現(xiàn)意義構(gòu)建的效果。
三、《動(dòng)力工程現(xiàn)代測試技術(shù)》課程的設(shè)置及傳統(tǒng)的課程教學(xué)模式
測試分析技術(shù)類課程是工科性院校大多數(shù)專業(yè)(包括研究生和本科生)都必須開設(shè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程,對于研究生學(xué)習(xí)階段而言,課程的教學(xué)的總體目的是使學(xué)生在全面掌握各類測試分析基本理論的基礎(chǔ)上,應(yīng)用各種的測試分析方法、測試儀器和設(shè)備等來分析、解決科研課題及工程應(yīng)用中的實(shí)際問題。各專業(yè)在制定教學(xué)培養(yǎng)方案的時(shí)候,根據(jù)專業(yè)不同要求,其內(nèi)容側(cè)重點(diǎn)有所不同。《動(dòng)力工程現(xiàn)代測試技術(shù)》是我校動(dòng)力工程及工程熱物理一級(jí)碩士學(xué)科所必須開設(shè)的一門專業(yè)必修課程,其適用范圍非常廣泛,就該一級(jí)學(xué)科碩士學(xué)位點(diǎn)來說,涵蓋化工過程機(jī)械、流體機(jī)械及工程、制冷與低溫工程、熱能工程、動(dòng)力機(jī)械與工程和工程熱物理等6個(gè)二級(jí)學(xué)科碩士點(diǎn)。課程的主要教學(xué)內(nèi)容包含有:動(dòng)態(tài)測量基礎(chǔ)、現(xiàn)代傳感器、溫度場和速度場以及流動(dòng)顯示技術(shù)、煙氣及顆粒特性分析、熱物理性能測試等等。課程學(xué)時(shí)一般設(shè)置為32學(xué)時(shí),其中包括4學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容,實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容各教學(xué)單位根據(jù)不同情況有所偏差。
此前,由于儀器資源的匱乏等多種原因,《動(dòng)力工程現(xiàn)代測試技術(shù)》課程傳統(tǒng)的教學(xué)模式是大部分學(xué)時(shí)由教師在課堂上教授有關(guān)的理論知識(shí),用幻燈片等(有些甚至連幻燈片都沒有)講解一些基本原理和主要應(yīng)用場合,基本上是教師主講,只有少量的學(xué)時(shí)用在實(shí)驗(yàn)課上,甚至在實(shí)驗(yàn)課上,對于較為貴重的儀器設(shè)備,一般也是教師做給學(xué)生看,所以實(shí)際教學(xué)效果很不理想,學(xué)生學(xué)完這門課程后仍不會(huì)應(yīng)用相關(guān)儀器進(jìn)行實(shí)際問題的分析研究。當(dāng)前的研究生渴望能更多地、有效地利用學(xué)校的學(xué)科科研資源, 研究生們通過各種途徑提高自身綜合實(shí)踐能力意識(shí)也非常強(qiáng)烈。運(yùn)用傳統(tǒng)的教學(xué)模式顯然已經(jīng)不能適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展,因此對本課程的教學(xué)改革已是勢在必行。
四、學(xué)科現(xiàn)有科研資源及新的課程教學(xué)模式
相對于幾年前,本學(xué)科在學(xué)校、學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)的高度重視下,在全體教職員工的共同努力下,當(dāng)前的科研形式較好,學(xué)科科研資源較為充足。到目前為止,全學(xué)科基本上每個(gè)老師都有自己獨(dú)立承擔(dān)的科研課題,在研的國家基金項(xiàng)目(包括NSFC-廣東省聯(lián)合基金)已達(dá)到五項(xiàng),國家863計(jì)劃項(xiàng)目1項(xiàng),還有各類省部級(jí)及地市級(jí)項(xiàng)目,包括粵港關(guān)鍵領(lǐng)域重點(diǎn)突破招標(biāo)項(xiàng)目、廣東省教育部產(chǎn)學(xué)研結(jié)合項(xiàng)目、廣東省重大科技專項(xiàng)以及廣東省自然科學(xué)基金項(xiàng)目、廣東省科技攻關(guān)項(xiàng)目等。在這些科研項(xiàng)目的研究經(jīng)費(fèi),以及我校211學(xué)科建設(shè)經(jīng)費(fèi)和廣東省高等學(xué)校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)經(jīng)費(fèi)的支持下,本學(xué)科基本上形成了幾個(gè)各具特色的專業(yè)實(shí)驗(yàn)室,包括蓄熱材料及技術(shù)實(shí)驗(yàn)室、制冷空調(diào)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室、新能源利用技術(shù)實(shí)驗(yàn)室、動(dòng)力電池制備及性能測試實(shí)驗(yàn)室以及汽車節(jié)能與排放控制實(shí)驗(yàn)室。這些實(shí)驗(yàn)室擁有包括焓差測試系統(tǒng)、熱線風(fēng)速儀(656H)、粒子圖像測速系統(tǒng)(TR-PIV)、差熱分析儀(DTA-50)、熱重分析儀(SDT2960)、差熱掃描量熱儀(Q10DSC)、導(dǎo)熱系數(shù)儀(LFA447)、風(fēng)冷冷凝器測試平臺(tái)、太陽能電池量子效率測量系統(tǒng)(PLS-QE/IPCE)、太陽電池I-V曲線測試儀(MP-160)、多碟式太陽能聚光器(HM-25)以及發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)和自動(dòng)測控系統(tǒng)等較為先進(jìn)、高端的儀器設(shè)備和測試系統(tǒng)。學(xué)科所培養(yǎng)的研究生根據(jù)導(dǎo)師的不同研究方向主要分布在這些實(shí)驗(yàn)室。
《動(dòng)力工程現(xiàn)代測試技術(shù)》課程的理論性與實(shí)踐性均較強(qiáng),理論知識(shí)涉及多個(gè)交叉學(xué)科,包括光學(xué)、電子學(xué)、傳熱學(xué)以及材料學(xué)等等,實(shí)踐上涉及很多大型測試儀器的操作和使用方法。基于構(gòu)建主義學(xué)習(xí)理論,結(jié)合研究生學(xué)習(xí)特征以及本學(xué)科現(xiàn)有科研資源狀況,我們分析認(rèn)為,為了進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量,在教學(xué)方法上,不應(yīng)該將大部分時(shí)間僅限于課堂講授,實(shí)驗(yàn)教學(xué)也不能僅局限于四個(gè)學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)操作。因此,我們提出了一種新型的課程教學(xué)模式。大體的思路和做法是:首先,縮短在教室課堂上的教師講解時(shí)間,將部分理論教學(xué)的內(nèi)容調(diào)整到實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)場由學(xué)生主講,教師作補(bǔ)充。即增加了學(xué)生主講的環(huán)節(jié),講解內(nèi)容由教師在制定教學(xué)進(jìn)度表時(shí)預(yù)先安排,以便于學(xué)生做準(zhǔn)備;其次,根據(jù)學(xué)科發(fā)展的動(dòng)向,在傳統(tǒng)教材內(nèi)容的基礎(chǔ)上及時(shí)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容,使之與現(xiàn)有學(xué)科的發(fā)展和導(dǎo)師的科研課題相適應(yīng);再有,在教室課堂上或者實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)場,增加分組討論和交流的環(huán)節(jié),使學(xué)習(xí)者在自己的經(jīng)驗(yàn)背景基礎(chǔ)上充分發(fā)表其看法和見解,討論的主題由教師提前設(shè)計(jì)。
五、新教學(xué)模式的實(shí)施效果分析
基于上面提到的新教學(xué)模式,課題組通過認(rèn)真分析和商量討論,形成了如下具體的教學(xué)安排:前面5次課(15學(xué)時(shí))講理論知識(shí),其中穿插有分組討論;接下來的5次課(15學(xué)時(shí)),根據(jù)學(xué)生所屬導(dǎo)師的不同,分成5組,每組2-5人左右,并確定一個(gè)組長,每次課由組長負(fù)責(zé),進(jìn)入該組學(xué)生的導(dǎo)師的專業(yè)實(shí)驗(yàn)室,進(jìn)行現(xiàn)場教學(xué),學(xué)生主講,教師引導(dǎo)和補(bǔ)充,之后分組討論和交流;最后1次課(2學(xué)時(shí))進(jìn)行總結(jié),布置相關(guān)文獻(xiàn)的查找以及考查報(bào)告內(nèi)容等事宜。
(一)新的教學(xué)模式包含有構(gòu)建主義學(xué)習(xí)理論提出的“情境”、“協(xié)作”、“交流”和“意義構(gòu)建”四大要素 。充足的學(xué)科科研資源以及基于某些儀器設(shè)備或?qū)嶒?yàn)平臺(tái)的現(xiàn)場教學(xué),為研究生的課程學(xué)習(xí)創(chuàng)造了豐富的“情境”條件,教師主導(dǎo)下的學(xué)生主講和專題性討論為研究生們提供了充分的“交流”和“協(xié)作”的機(jī)會(huì),在導(dǎo)師課題背景下的教學(xué)思路,為研究生實(shí)現(xiàn)“意義構(gòu)建”提供了快捷途徑。
(二)新的教學(xué)模式激發(fā)了研究生們的學(xué)習(xí)興趣,提高了研究生們的學(xué)習(xí)效率,有利于研究生們把握學(xué)科發(fā)展前沿和動(dòng)向。研一的學(xué)生對自己將來的課題心懷渴望,研究生主講的現(xiàn)場式教學(xué)方法促使研究生們積極去熟悉導(dǎo)師課題組的各種儀器設(shè)備和實(shí)驗(yàn)平臺(tái),也將書本知識(shí)與實(shí)際有機(jī)地結(jié)合起來,為研究生們盡快進(jìn)入導(dǎo)師的研究課題打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),使得研究生們在興趣的驅(qū)動(dòng)下提高了學(xué)習(xí)效率;另外,研究生們對同學(xué)科其他導(dǎo)師的課題也充滿好奇心,通過進(jìn)入不同課題組實(shí)驗(yàn)室的學(xué)習(xí),使研究們進(jìn)一步了解了學(xué)科發(fā)展的前沿和動(dòng)向。
(三)新的教學(xué)模式提高了學(xué)科科研資源的利用率。基于科研課題的科研設(shè)備一般是課題組負(fù)責(zé)制,其日常管理、維護(hù)以及維修等都由課題組負(fù)責(zé),不屬于開放性的共用設(shè)備,因此其使用效率都不高。將這些資源與教學(xué)相結(jié)合有利于其使用率的進(jìn)一步提高。
(四)新的教學(xué)模式促進(jìn)了教師之間的溝通和交流,但對教師的教學(xué)水平也提出了更高的要求。要使新的教學(xué)模式得以順利實(shí)施,授課教師必須先熟悉各導(dǎo)師課題組的各種儀器設(shè)備和實(shí)驗(yàn)平臺(tái),最有效的做法是授課教師與專業(yè)實(shí)驗(yàn)室所屬的導(dǎo)師進(jìn)行直接的溝通和交流。另外,新的教學(xué)模式也要求教師在保證基本教學(xué)內(nèi)容不變的情況下實(shí)時(shí)補(bǔ)充新的教學(xué)內(nèi)容,促使教師不斷更新自己的專業(yè)知識(shí)。
(五)新的教學(xué)模式為研究生的課程教學(xué)管理帶來一定的難度。不像傳統(tǒng)的教學(xué)模式在固定的教室授課,新的教學(xué)模式在上課地點(diǎn)上具有不確定性,即使是事先做好安排,但授課時(shí)所用的科研資源有可能與科研課題的實(shí)驗(yàn)安排相沖突,必須作臨時(shí)調(diào)整,因此不便于教學(xué)督導(dǎo)的巡查。
六、 結(jié)論
研究生的課程教學(xué)對研究生知識(shí)的掌握、能力的提高和科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)具有重要作用。在課程實(shí)施過程中,教師應(yīng)該在傳授知識(shí)的同時(shí),注重引導(dǎo)學(xué)生把握解決問題的思路,結(jié)合實(shí)際問題,特別是面對復(fù)雜問題,啟發(fā)學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用科學(xué)方法去處理。從某種意義上看,掌握科學(xué)的研究問題方法比熟悉一些知識(shí)更重要。在“動(dòng)力工程現(xiàn)代測試技術(shù)”這門課程的教學(xué)過程當(dāng)中,我們基于構(gòu)建主義學(xué)習(xí)理論提出的“情境”、“協(xié)作”、“交流”和“意義構(gòu)建”四大要素,借助于學(xué)科現(xiàn)有的科研資源,力求把學(xué)生的知識(shí)、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展作為目標(biāo),對教學(xué)的各個(gè)方面做了進(jìn)一步的改進(jìn)和完善,取得了初步的成效。
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