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培养目标作为高等学校教育的具体化,是针对特定的教育对象而提出的。工程认证标准,中明确提出培养目标是对该专业毕业生在毕业后5年内能够达到的职业和专业成就的总体描述,同时要适应社会经济发展,具体内容及要求包括如下几点。
1.专业应有公开的、符合学校定位的、适应社会经济发展需要的培养目标。
2.培养目标应包括学生毕业时的要求,还应能反映学生毕业后5年内在社会与专业领域预期能够取得的成就。
3.建立必要的制度定期评价培养目标的达成度,并定期对培养目标进行修订,评价与修订过程应该有行业或企业专家参与。
二、培养目标制定依据
1.本专业的社会需求。
首先,为了贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要》精神,实现《国家中长期科学和技术发展规划纲要》提出的发展目标———“新药创制和关键医疗器械研制取得突破,具备产业发展能力”,需要培养大批掌握药品生产制药技术与工程设计的基本理论与工程技术、熟悉国家药品相关政策法规的工程师技术人才。其次,本专业人才培养应与社会需求状况相适应,着力满足国家和地方科技创新、经济发展和社会进步的需求。
2.本专业的学科支撑。
我校制药工程专业的支撑学科是化学工程、化学和药学,具有鲜明的化学、化工特色,以精细化工国家重点实验室、辽宁省生物基化学品重点实验室和本学院创新药物研究平台为依托,致力于打造国内一流的创新药物研究平台和产业化技术科研基地。主要研究领域,包括药物化学、制药工艺和现代制剂技术等领域,研究方向包括:针对肿瘤、心脑血管、糖尿病等重大疾病的创新药物研究,手性药物合成方法学和工艺技术研究,经皮给药技术、功能型缓释控释材料和分子跨膜吸收机制等研究,新型生物载体、微流控芯片设计与制造等研究。
3.本专业的性质与学校的定位。
本专业人才的培养是学校培养目标的细化和延伸,既要体现专业特点,同时也应符合学校的办学思想和培养模式。我校制药工程专业经过十余年的发展和建设,形成了从本科教育到硕士研究生、博士研究生教育多层次、多类型的人才培养格局。近年来,学校顺应国家产业发展的需求,在2010年成立了制药科学与技术学院,并将制药工程专业发展纳入学校“985工程”重点建设,在办学条件、师资队伍建设和教学经费等方面获得了全方位的支持。为适应社会对制药工程专业人才的需要,学校不断对专业课程体系和教学内容进行改革,逐步完善制药工程专业人才培养模式。本专业已经毕业的学生,部分正逐渐成为制药企业的技术和管理骨干。由此可见,本专业的性质和定位完全符合学校人才培养的目标和思路,是学校学科和本科专业布局及今后发展的重要一环。
三、培养目标的定位
本专业制定培养目标按认证标准中知识、能力、素质三个方面构成。
1.知识要求:
掌握化学、药学和工程学的基本理论、基本知识,掌握药品制造技术与工程设计的专业知识,掌握药物生产工艺流程和质量控制、生产装置与设备的设计方法;熟悉国家关于制药生产、设计、研究与开发、新药申报管理等方面的方针政策和法规;了解制药工程学科前沿、新工艺新技术与新设备的发展动态。
2.能力要求:
能综合运用所学科学理论,提出并解决问题,具有较强的工程实践能力和解决药品制造过程中实际问题的能力;具有对药品新资源、新产品、新工艺进行研究、开发和设计的能力;具有开拓精神、创新意识和独立获取新知识的能力;具有较强的语言和文字表达,与人沟通能力;具有应用英语和计算机信息技术检索中外文文献、获取相关信息的能力。
3.素质要求:
具有健全人格和健康体魄、良好社会责任和职业道德,具有较强的进取心,勇于面对各种挑战的潜质,具备树立较强的药品质量、安全及环境意识。
四、培养目标的衡量与评估
本专业以学生必须具备的毕业要求为目标,通过制订科学合理的本科生培养计划,精心设计各个教学和实践环节,以科学的管理制度和运行机制保证教学工作顺利实施,通过对各个环节进行过程控制,保证课程目标的顺利实现,从而使培养目标得以达成。这样每一项毕业要求被分解到每一门课程及其教学实践环节当中,每门课程的教学大纲和课程目标都围绕毕业要求而展开,同时要求学生参加必要的课外活动,完成毕业设计(论文),通过答辩并成绩合格,以顺利毕业并获得学位为标志衡量培养目标的达成。良好的教学过程控制,得以确保培养目标的实现。其毕业生应具备以下三种竞争优势。
1.基础知识扎实、工程实践能力强。
制药工程专业是大连理工大学重点发展的新专业,本专业具备培养高素质和创新型人才的良好环境,具有优势的学科支持、强势的科研实力后盾、产学研结合的良好氛围、优质的办学条件和敬业爱岗、结构合理、团结协作的师资队伍。特别是许多教师积累了丰富的科学研究和工程实践的经历和经验,承担和完成了多项国家、省部级科研课题和企业委托课题,具有从事工程教育的优良条件。秉承“加强基础、拓宽专业、培养能力、突出创新”的办学理念,使培养的毕业生具有扎实的理论基础和专业基础知识、较强的自主学习能力和综合实践能力。
2.综合素质高、发展后劲足。
基于用人单位的反馈信息,本专业毕业生基础和专业知识扎实,工作严谨认真,态度端正,有较强的分析问题和解决问题的能力、较强的动手能力和创新精神,能够胜任与专业相关的技术和管理工作。本专业的毕业生肯于吃苦、乐于奉献,一般情况下,毕业生在企业工作五年之后都可成为技术或管理骨干,自身发展潜力巨大。
3.具备深造潜质,深受名校认可。
本专业学生继续攻读硕士学位和出国继续深造的比例从2010至2012年平均在40%以上。国内其他研究生培养机构(如浙江大学、南开大学、天津大学、山东大学、沈阳药科大学和中科院大连化物所等)对我校制药工程专业的学生评价较高,认为本专业的学生基础知识扎实、工作踏实、有较强的责任心和吃苦耐劳的奉献精神。境外高校也同样认同本专业毕业生的素质和能力,近几年已经有多名本专业的本科毕业生到国外著名大学攻读学位。
五、结语
“大工程观”作为一种新的教育思潮,是美国工程教育与科学教育进行比较后提出的一个概念。社会作为一个不可分割的整体,要求我们在实现科学技术进步和经济发展的同时,要充分考虑文化、环境、道德等多方面因素,实现同步发展,而大工程观就是一种以整合、系统、应变、再循环的视角看待大规模复杂系统的思想。“大工程观”的产生顺应了时代的变化,具有必要性和历史发展的必然性。工程教育的模式经历了三个阶段,即工程技术模式、工程科学模式和工程模式。工程技术模式主要是侧重于技艺技能与工程经验,侧重于工程技术知识的掌握,工程技术本身的研究与运用;工程科学模式,由“技术型”向“科学型”的转变,主要发生在欧洲大陆以外的国家和20世纪80年代以后的中国,主要聚焦于理工学科,培养过程中注重教学与研究相结合,“科学性”的工程知识体系以及它所造就的“分析型”工程师,在各国的工业界始终是受到质疑的,这可能就是所谓企业文化与学术文化的冲突;工程模式,即“大工程观”,在20世纪80年代,正当中国的工程教育由“技术型”工程学科向“科学型”转变的时候,美国却听从了一大批有识之士的告诫,改变其原有的工程教育发展方向。《美国工程教育与实践》和《本科的科学、数学和工程教育》等一系列教育报告,拉开了整个美国工程教育大改革的序幕。1989年,MIT的报告指出,战后的工科课程向着工程科学方向演变是不可避免的,也是合理的,但是今天已然是“过度科学化”。1994年,MIT院长乔尔•莫西斯提出了《大工程观与工程集成教育》的长期规划,1995年,《重建工程教育》等一系列报告使得美国的工程教育发生了重大转变,但并不是由“科学性”退回到“技术型”,而是“回归工程”,形成在新的水平上综合了科学和技术的新范式,即“大工程观”。
2大工程观的要求
大工程观的“大”不能只从简单的大小来理解,“大”是用来修饰“观”的,是更加注重工程的整体性和系统性,这个“大”把现代工程的领域扩大、意义增长、使命加强和价值提升突出地表达了出来。工程环境的丰富性和工程技术的复杂性,对工程师提出了更高的要求,要求21世纪的工程师须是集知识、素质和能力于一身的高水平人才,不仅要求他们拥有丰富的学科知识和精湛的技术能力,能创造性地解决有关专业的技术难题,还要求他们善于合作和协调,处理好与工程活动相关联的各种社会关系。同时,工程活动对社会和环境的影响越来越大,这就要求工程技术人员应该打破技术眼光的局限,对工程活动的全面社会意义和长远社会影响有自觉的认识,承担起应有的社会责任。基于“大工程观”观的工程教育,就是要培养学生系统性和整体性的认知方式,不仅仅强调单个的专业科学技术知识和实践能力,更强调各个知识体系和实践能力间的关联性和整体性。大工程观指导下的工程教育培养的应该是优秀的复合型人才,他们不但具备从事复杂工作的能力,也具备良好的较宽领域的适应能力。
3基于大工程观的工程教育改革对策
3.1人才培养目标
培养目标是依据国家的教育目的和社会对人才的需要提出的培养人才的具体要求。不同层次、不同专业、不同学校的高等工程教育对人才培养的要求都应该是不一样的,但总体来说我国各高校工程人才具体培养目标趋同,缺乏科学性、规范性和可操作性,目标模糊,具体定位不清晰,无法充分体现现代工程教育理念,对于“到底应该培养什么样的人才”这个问题缺乏清晰的认识,基本上凭经验或者模仿别人办学。我国工程教育的总体培养目标可以概括为,培养适应社会主义现代化建设需要,德、智、体全面发展,获得必要的工程师训练的高级工程科技人才。这个培养目标的特点是突出了“工”,强调为工业、工程第一线培养人才。从大工程观的视角来看,不同类型的高校必须认清自身现阶段的主要发展空间,建立具有自己特色的人才培养目标,但各目标中应该要重视培养学生综合的知识背景、工程实践能力以及整体性的思维方式,还要注意学生职业道德和社会责任感的培养,高等工程教育培养的工程师不仅要具备一定深度和广度的科学知识、精湛的技术能力,还应该注重其他非技术能力的培养,包括沟通能力、领导能力、环境适应能力、商业能力等。
3.2专业设置
建国初期,我国在前苏联教育模式的影响下,专业多是按照岗位进行设置,随着时间的发展,专业的种类逐步减少,专业口径不断拓宽,专业的设置更加规范、科学。但是总体上来说专业设得过多、过细、过窄,行业色彩过浓局面还是未曾得到很好的改善。学生基础知识不够宽,视野比较窄,难以适应大工程环境下多项技术工作的需要,工程毕业生对社会适应性不强,缺乏必要的创新的精神与能力。“技术上狭窄”和“狭窄的技术”难以适应现代社会对工程师的要求。高等工程教育应该要树立“大工程观”的教育思想,注重工程知识教育、能力教育以及素质教育,尽量拓宽学生的知识面,培养新型复合型人才。各工科院校要根据“大工程观”的需求,结合自身学校的特点,设置与社会发展相适应的专业。
3.3课程设置
“大工程观”的核心是“工程系统学”,要求培养的学生不仅具备科学与基础理论修养,形成对宏大或复杂工程的系统视野;又能从多学科的视角审视,同时还有具备人文情怀和工程组织素养,具备集成的知识结构。在对工程知识的教学过程中,尊重工程教育的特殊性——实践性、综合性和创新性,是工程教育改革取得成功的关键。明确21世纪工程师的素质要求,进行扎实的适合工科的课程改革是工程教育改革取得成功的重要保证。“大工程观”需要宽的知识面,工程教育应打破学科壁垒,整合教育资源,实现多学科之间的融合,使学生获得更加广泛的知识,更好的适应社会对工程人才的不同需求。工程教育的课程设置不仅要注重学生工程理论知识的培养,还应该注重培养学生的实践能力,注重学生创造力、领导力等非技术能力的培养。总之,学校对学生跨学科、综合化的知识体系和结构的建构负有不可推卸的责任。
3.4教师队伍建设
交通运输类专业的培养计划要求学生必须掌握交通工程的基本理论和方法。开设交通工程学课程,必须在整个培养计划的制定背景下,考虑课程之间的衔接。通过学习概率与数理统计、线性代数、运筹学等基本数学知识的基础上,将有助于学生对交通流理论、通行能力计算等基本理论的学习。同时,引导学生学习与交通工程有关的概念、基本方法,对后续课程的进一步深入又起到纽带作用。交通规划、交通设计、交通控制与管理等课程将对交通工程学的重点内容做深入阐述,这就需要学生在此之前牢固掌握概念和基本方法。因此,交通工程学与前修后续课程存在衔接递进的关系,建设课程体系时必须要考虑到这一点,在学期的安排上注重时间的合理分配。在课程内容上,与前修课程相关的知识点可以适当简化,注重知识点的应用介绍内容。重视新开设课程内容的重点难点,有意识地将与后续课程相关的内容做介绍说明。引导学生构思交通工程学的设计流程,掌握交通工程设施设计的基本内容,初步学会制定规划设计方案报告。在后续课程如交通规划、交通设计等开设之前,引导学生发现工程设计中可能会遇到的问题,有意识地主动寻找解决办法,激发学生学习基本理论的兴趣。
2综合应用多种教学手段,强化工程教育教学方法
CDIO工程教育理念强调理论课程与工程技术实践的有机结合。在基本理论公式推导的讲授过程中,课堂教学可采用板书的形式,有助于学生思维记忆。但是在讲授工程应用案例时,如对某交叉口的设计改造,可以采用多媒体教学的方式,采用课件的形式能够以图像、声音的形式动态阐述工程实施前后的效果。根据不同的方案要求,通过修改交通流要素等基本参数,可以实时使学生掌握理论与实践的分析方法,从而极大激发学生主动学习的兴趣,提高学习效果。为了提高学生工程能力的培养,在教学实践中引入了仿真软件如vissim、transCAD等,利用软件的强大功能,系统地让学生了解人、车、路、交通量、车速以及密度等特点,便于学生分析和设计不同的交通调查报告、规划方案等。强调以学生为中心的教学手段,采用小组讨论、对话演讲等形式,鼓励学生在教材之外主动搜集与交通工程学有关的素材,参与网上微博、微信、论坛等各种现代化交流平台,开放学生的思维,调动学生与外界社会的交往能力,在社会环境的背景下,运用所学的专业知识,讨论交通问题,更有助于学生明确课程的意义和目的。
3培养教师实践教学能力,提高课程教学效果
为了更好地提高教学效果,教师需要提升自身的基本素养,包括理论和实践素养。新开课教师至少要承担与本课程相关的实验教学,每年课程专任教师需要轮换到实验室从事相关实验工作。有效利用学校实验室,教师在带实验的过程中,加深对交通工程学的教学理解,有助于在课堂上把握学生的实践能力,强调实验教学内容的重点难点。工程教学模式强调以企业产品的基本生产流程来培养学生,同样也就要求教师必须有在企业事业单位从事研究生产的相关工作。传统的课内封闭式实验方式显然还不能满足需要。因此,鼓励授课教师利用课余时间与交通管理部门、规划设计院等工作部门建立联系,采用产学研合作的方式,帮助相关部门解决交通问题,积累工程实践经验。同时,也可以采用外聘具有丰富经验的工程师来课堂讲授,采取教学相长的方式。交通工程学所涉及的问题牵涉社会各个方面,多学科交叉的性质决定了学生掌握课堂知识的同时,必须增强解决现实交通问题的能力。
4采用合理的课程考核方式,提高教学质量
学生学习考核结果是课程教学效果最直观的表现。学习效果除了笔试的方法之外,可以通过观察平时学生的个人交流能力、设计方案的组织实施能力,采用课内外相结合的方式,制定评定量表,通过学生在平时的回顾总结、日记、作业等形式采用学生互评、自评的方法作为参考。采用多种考核方法更适合多元化的学习教育模式,也能够增强考核数据的可靠性和有效性,最终对学习效果的判定会更具备可信度。
(一)CDIO模式下教学内容设计.NET平台支持多种应用项目的开发,所以.NET程序设计课程的教学内容繁多,结合课时要求,除去导论部分,将授课内容整理为面向对象程序设计、Win-dows应用程序设计、数据库访问技术、Web技术开发四大模块。每个模块都以原理、设计和应用为线索组织教学,并按照知识模块组织专题进行授课内容设计:(1)面向对象程序设计部分,涉及C#基本语法、类和对象、继承、多态、接口及其实现、委托和事件、异常处理等;(2)Windows应用程序设计部分涉及Windows项目开发流程、窗体、控件的使用;(3)数据库访问技术涉及体系结构、.NETFramework数据库提供程序、数据绑定技术;(4)Web技术开发涉及控件及内置对象、Web数据绑定技术、HTML和CSS样式等内容。通过这样设计教学内容,教师能从较高层次把握课程内容的地位和作用以分配不同的课时,学生容易理清不同应用项目开发所用技术的不同及之间的关系。
(二)“多层次递进式”项目设计实验项目设计采用多层次、递进式方式。以学生为本,从简单到复杂、从单一到综合、从验证型到创新型,循序渐进地把教学内容和能力培养体现在项目中。将课程实验分为基础验证型、综合设计型和实践创新型三个层次,根据知识模块设计相应项目引导课程的教和学,并有侧重点地体现CDIO能力的培养,项目列表及对应CDIO能力培养如表1所示。凝练优秀的教学型工程项目是基于CDIO项目学习模式成功的关键之一。因此表1中所列项目都是经过教学实践反复修改完善的。实践创新型实验与软件工程、数据库课程相结合,采用一个完整的项目做载体贯穿始终。这样设计实验,首先可以将知识和课程有机结合,有助于学生明确它们在解决复杂工程问题中的关联和作用;然后减少了课程之间衔接的重复、冗余;也减少了学生重复完成项目的工作量。在实践创新型项目的凝练过程中,充分考虑学生熟悉并感兴趣的项目,一类是校内项目,如网上选课系统,校园二手商品交易网站等,这样不仅能解决教师的实际需求,也能满足学生通过实际项目开发Web开发技能的培养;另一类是自主选择项目,可以提高学生项目的开发热情和兴趣。
(三)基于CDIO的教学实施在具体教学过程中,按照知识模块为教学单位进行。32学时的理论授课和作业结合,并辅以小测试加强理论知识的巩固。每个模块的理论授课完毕完成对应的实验项目,共20学时,加入反思及答辩环节,最后进行期末考试。理论教学采用多种教学方式。对绪论性内容、面向对象程序设计等有一定难度的理论知识,依然采用讲授教学方式;对Windows应用开发,采用启发式案例教学法,以Windows系统自带记事本为例,逐渐讲解各种控件的应用及开发流程;对Web技术开发,综合案例教学和任务驱动教学,对已经完成的“工程训练中心选课系统”的项目进行精练,作为授课案例,详细讲解需求分析过程,然后引导学生概要设计、详细设计,并以具体模块为例进行程序编码及调试运行。整个授课环节,板书和多媒体相结合,现场程序编写及调试,不仅帮助学生直观理解概念、原理和方法,也可以提高学生的兴趣,形成以教师为主导,学生为主体的教学模式。实验教学不同层次实验区别实施。对验证型实验和综合设计型实验,每人单独完成,旨在通过实验使学生深入掌握基本知识、原理、编程的基本技巧,实验过程中老师及时解决学生所遇问题并掌握进展情况,每次实验课的最后半个小时,验收部分学生的实验以督促学生学习;并展示往届有代表性的实验报告和程序,规范学生实验报告的撰写,激励学生互相学习,共同进步。对实践创新型实验,学生4~6人为单位形成开发小组,一人任组长,进行角色划分。团队按照软件工程的开发步骤,进行需求分析、概要设计及详细设计和测试,撰写各个阶段的开发文档,要求团队共同参与项目答辩。各层次实验的考核都设有答辩和反思环节。反思不仅可以启发学生积极进行批判性思考来深化课程学习目标,而且也有助于学生进行深层次的学与问,引导学生主动学习的兴趣。
二、结语
教师工程技术能力强弱直接影响对学生能力的培养。由于一些考核评价机制不合理,许多高校在人才引进方面仅以高学历学位招人,大学教师多为直接从本科、硕士、博士一路读上来,毕业后直接留校工作,本身工程技术能力较弱[1];对汽车生产企业焊接设备、焊接工艺、焊接技术要求标准等缺乏了解,教学中很难与工程实际结合。课堂教学变成了照本宣科,过于死板和程式化。学生缺乏学习热情和动力,用人单位抱怨招不到合适人才。
焊接专业所用教材多为20世纪90年代编写,如《焊接冶金学—基本原理》和《焊接冶金学—金属焊接性》两部主要教材为1993年编写。这两部教材在培养焊接专业人才方面起到了重要的作用。但是,随着焊接新技术、新工艺、新材料的出现,教材内容已不能满足对焊接知识的需求,存在着理论与实际工程联系不够等问题。因此,急需在内容上既包含现代焊接冶金基础理论,又紧密联系企业工程应用的教材。在例题和习题安排设计方面,应该多反映实际工程问题。比如,讲解焊接热裂纹和冷裂纹形成机理方面,让学生理解裂纹产生的原因很重要,但教材习题过于理论化,与工程实例相关较少,没有起到学以致用的目的。焊接专业课学时逐渐减少,如焊接冶金学—基本原理和焊接冶金学—金属焊接性两门课程,2007年总学时为72,到2013年总学时降为64。上课时采用PPT课件,由于内容多、课时少,学生没有充分时间做笔记,更不用说参与课堂讨论;缺乏师生间交流,教师灌输知识,学生被动接受,不能很好地消化理解。
课堂教学内容向深度和广度发展时(如工程实例分析),遇到学时减少,学生记录、理解跟不上的问题。考核是教学活动中非常重要的环节,既是检查学生掌握课堂教学知识的重要途径,也是检验教师教学质量和教学效果的有效措施[2-5]。目前,本校焊接专业课程考核方式仍普遍采用静态、单一的试卷考试形式,主要弊端是轻过程、重结果。有的学生平时上课出勤较少,而仅通过考前突击复习就可以在考试中得到较高分数。单一的考核方式无法全面、准确评价学生对理论知识的掌握,缺乏对专业知识纵深方向的检验,容易造成高分低能现象。这种单一、僵化的考核措施不能适应面向工程教育教学发展的需要。
二、改革实践
(一)工程技术人员参与教学
鉴于新毕业硕士生、博士生教师在专业课讲授上的短板,且短期内无法有效提高其工程应用能力,从焊接生产企业高级工程师中引入兼职教师。理论方面可由具有一定理论研究深度的博士生讲授,面向工程教育方面可由引进企业高工讲授,实现了优势互补,发挥各自特长。湖北汽车工业学院地处湖北十堰,是全国闻名的汽车城,也是中国规模最大的汽车工业基地之一,拥有中国第一,世界第三的卡车基地———东风商用车公司,拥有众多实力雄厚的焊接生产企业和焊接技术人员。因此,可聘请相关企业焊接高级工程师来校做工程应用实例方面的讲授。同时,促进新毕业教师与企业高工之间的交流,以达到对青年教师工程能力培养的目的。
(二)引入国际经典教材和国际焊接工程师培训教材
针对焊接专业教材普遍更新较慢的问题,考虑理论教学过程中引入国际经典焊接冶金方面教材,如《WeldingMetallurgy》。该教材为美国焊接专业通用教材,内容较新。该教材中文版由哈尔滨工业大学闫久春教授翻译,并于2012年出版。国际焊接工程师培训是国际焊接学会(简称IIW)针对焊接工程技术人员进行培训与资格认证体系,目的是通过学习国际通用标准和规范促进国际间的交流合作[6]。该培训针对正规工科院校焊接专业本科生,培训内容涉及国际(ISO)、欧洲(EN)、美国(ASME)、德国(DIN)标准、规程及先进焊接技术。引入该培训资料教学既可使学生学习到国际焊接相关标准知识,又可帮助学生在参加该认证时获得通过,从学生本身就业能力与竞争能力方面考虑是非常有利的。哈尔滨工业大学已率先对焊接专业教学进行改革,把国际焊接工程师培训认证融入本科教学,培养具有国际焊接工程师资质的本科毕业生,受到了企业的广泛欢迎[7]。由此证明,把国际焊接工程师培训融入到焊接专业本科教学是可行的。
(三)实施工程案例和CAE教学
改进焊接教学授课方式,使授课更贴近工程实践是较合理的教学方法。比如,在讲到焊接化学冶金和焊接裂纹等内容时,聘请东风汽车车轮有限公司焊接高工,针对型钢车轮焊接当中普遍存在的裂纹进行分析。由于分析中必然用到碳当量、裂纹起裂规则、拘束条件等焊接知识,而这些内容在课堂教学中也会涉及,从而做到学以致用。学生在各个焊接企业生产实习当中可再次对所学内容加以利用,从而更好地把所学知识与企业生产结合起来。这些学生毕业进入相关企业,能很快适应企业生产对焊接技术的需求,增强了毕业生的竞争力。由于工程实际中的焊接结构件大多结构复杂,工艺制定难度较大,单凭经验已不能完全解决所遇到的问题,尤其是焊接残余应力引起的焊接变形等。焊接CAE仿真技术可实现对复杂结构件在焊接当中产生的残余应力、变形准确分析,从而预测变形,优化结构设计和工艺设计。大学生在计算机操作方面能力较强,可充分发挥学生在计算机方面的优势,采用CAE教学,弥补在工程经验方面的不足。
(四)采用多种考核方式
首先,试卷考核评价方式仍有一定的适用范围,应在继承的同时加以改进。比如,在命题上适当增加工程应用题,答题属于开放式,无统一标准答案,考核重点不仅仅放在考察学生对专业知识的理解上,更应放在分析、解决问题上。
其次,增加焊接企业实际工程问题分析,由来自企业的高工进行考核,主要考察学生在焊接成本核算、焊接设备选择、焊接工艺制定、焊接质量保证方面的能力,使学生在运用专业知识时能够从工程实际出发。
结合多年来教学实践经验和教育理论探索,笔者总结工程文化的具体内涵包括:科学理论体系,即科学理论知识、客观规律等;实际操作过程,即人类生产、制造产品,实践理论等的行为过程;人文素养的修为,即一切关于道德、审美、价值等文化层面的要素。
二、工程文化教育的内涵
目前,高等教育的发展正经历着“偏重文科教育—偏重理科教育—文理教育融合”的阶段性转变。正在从理科教育为主向文理教育融合转变。这就要求我们的思维方式、发展模式、课程体系和结构都能跟上这一转变的要求。为了适应新形势的变化,培养全面素质的人才,工程文化教育更应该注重学科交叉、文理融合,在通识教育中强化人文知识和素质。人们以往都片面地认为只有文科的学习才能培养人文素质,其实理科学习也能培养人的人文精神,但是关键在于如何把文科理科紧密融合起来。任何学科都是人类创造的,并服务人类、符合社会与自然规律的文明产物,在发展过程中两者应该是能够相互作用、相互促进的,不应该是彼此独立,互不联系的,无论是哪种学科都应当致力于人类的文明进步与人自身的完善,在追求真、善、美的人文精神的目标之下共同携手进步。钱学森写给钱学敏教授的信中强调,在大成智慧教育和人才培养上要做到:大成智慧教育必须理、工、文、艺齐发展,要打通,必集大成才能得智慧。大成智慧教育必须坚持哲学与科学技术相结合,必须加强情感和品德的教育。工程文化观的教育理念与钱学森的教育观其实是一致的,在工科教学中应当充分发挥课堂教学的优势,文理学科相互融合,大力进行世界观、人生观、自然观的教育,培养全面发展的高素质人才。高等教育之“高等”其实就体现在人文素质和文化氛围上。一个受过高等教育的人,如果身心是健康的,又具有社会责任感,且人文知识和科技知识基础宽厚又能融会贯通,那么他的视野一定是宽广的,思想肯定是活跃的,创造能力也是很强的,其综合素质也必然是很高的。事实上,人文素质和科学素质并不矛盾,很多杰出的科学家往往也具有很高的人文素质,只是在我国的应试教育体制下,理科与文科的学习被割裂开来了。理科的科技教育的目的就是期望通过教育使受教育者获得生存的技能和本领。科技教育的作用就在于启迪人的科技思维,培养人的科技技能,鼓舞人克服各种困难的精神。而人文社会科学是人类社会不断获得精神需求的丰富源泉。人文素质教育的目的就是期望通过教育使受教育者会思想、有灵魂、辨真伪、能创新。人文教育的作用就在于启发人的思想,提高人的修养,净化和洗涤人的心灵,启迪人的科学思维,熏陶人的灵感,孕育人的创造精神。可见,要培养全面高素质的人,人文素质教育与科学技术教育是绝对不能分家的。具体说来,人文精神体现在理科类学科的学习,实践活动的目标、方法和学习态度上,体现在对科学精神的追求上。渗透人文精神的理科教学将更丰富,更富有生机,更突出人的主体地位,这样不仅使学生得到具体的科学知识,而且还受到高尚的人文精神与道德情操的熏陶,有助于使学生形成良好的品格和习惯,树立健康的人生价值观。
三、工程文化教育的核心
(一)实验室建设:
建设应以专业基础课实验教学为主,兼顾专业课实验的需要,结合专业方向,加强设计和综合实验,力图成为本科实验教学、科技创新和人才培养的基地。在建设过程中,高校应始终坚持教学改革的思想,深化实验教学改革,努力提高实验和实践教学质量;加强实验室的科学管理,提高管理水平和综合效应,充分调动实验室人员的积极性。高校应积极建设各类高等教育人才培养模式创新实验场地,为学生获取更好的实践环境打下坚实的物质基础。
(二)实习基地建设:
高校应通过与著名企事业单位构建实习基地,与知名企业或单位签订合作协议等多种手段,构建校外实习基地,让本专业学生更好地了解企业需求,更好地获得实践机会,使学生真正参与生产实践,为进一步提升实践能力提供良好的硬件保障。
(三)校企合作制度建设:
为进一步加强高校对实习基地管理,避免形式上的合作,提高校企合作的质量,不仅要与合作企业签定协议,就合作内容达成意向,还要学习国际上校企合作成效突出的一些著名高校在校企合作方面取得的先进管理模式,建立校企合作质量监控制度。一方面,对每个参与实习的班级、学生进行监控,实习效果责任具体落实到每个单位的负责人,指导教师要对学生实习内容进行考核,缩小学生与企业需求之间的鸿沟。另一方面,保证一定的实习师资力量,在实习基地保证有固定的老师指导学生实习,并聘请实习单位经验丰富的工程师为学生作现身说法,现场讲授、现场演示,按软件企业模式运作。
(四)学习、支撑环境建设:
高校图书馆应征订与认证专业相关的各类中文期刊、外文期刊数以及丰富的电子图书和期刊数据库。此外,为加强资源的交流与共享,高校可与所在省、市的一些985高校、211高校建立图书馆资源共享模式,为工程教育专业学习提供更新更有价值的文献资料。在网络环境方面,高校须配备高速校园网络环境,如可通过Cernet及Chinanet双路由与Internet联网,实现校园有线、无线网络双覆盖,为教学、工程实践提供良好的网络条件。此外,在网络平台基础上,高校还可构建网络教学平台、教务网络管理系统等,方便本专业教师进行课程网络资源的开发与利用。
二、开展工程教育认证软件条件的建设
(一)理论知识考核制度:
理论知识的掌握主要取决于教学过程,因而教学过程的监控决定了理论知识的考核效果。在教学中,高校要坚持可持续发展教育观,依据专业特点选择适当的知识为载体,实施素质教育和创新意识能力培养。具体而言,强调掌握从事专业相关工作所必需的理论基础知识,培养符合专业发展规律的思维方式、综合运用知识解决问题的实践能力以及终生学习能力。注重加强对学生知识、能力、素质等三个方面的综合教育,将三者融会贯通于教育的全过程。特别是在理论知识考核方面,要通过设计和实施专业课程体系,使学生掌握专业核心理论和专业知识。学校应制定健全的管理制度,对教学的各个环节进行严格监控,通过督导、检查、评比等多种手段保证教学质量。
(二)实践能力考核制度:
为加强对学生实践能力的有效考核,高校实施小班化机考制度,使学生在学习过程中不再只停留于书本上理论知识的掌握,更加注重上机实践能力的培养。为体现以学生为本的教育理念,培养基础厚、知识宽、能力强、素质高、勇于创新的高素质专业人才,在实践教学环节,高校可以将自主个性化学习纳入专业培养计划,强化学生创新意识,培养学生实践创新能力。对学生自主个性化学习进行定期考核。对于工科专业学生而言,毕业设计是学生在校期间最后一个综合性实践教学内容,是集中培养学生综合实践能力的一个重要环节。通过毕业设计,可提高学生综合运用所学知识,分析和解决实际问题的能力,培养学生严谨的科学态度、实事求是和严肃认真的工作作风。针对工程教育专业认证要求,对毕业设计的指导工作高校要有明确、详细的规定,具体包括:(1)明确毕业设计基本要求。毕业设计内容包括选题论证、文献调查及综述、开题报告、设计或实验、数据处理、结果分析与讨论、论文撰写及绘图、答辩等。在毕业设计实践阶段完成基本理论、基本方法和基本技能的综合训练,并完成理论计算、实验研究、撰写论文、答辩表达等方面的训练,锻炼学生的实践能力、应用能力,特别注重学生独立工作能力、团结协作精神的锻炼,重视学生工程能力和创新思维的培养,鼓励创新进取、勇于探索。(2)建立毕业设计学生选题与指导教师互认方法。毕业设计题目原则上要求一人一题,独立完成,同时鼓励团队毕业设计。毕业设计可实施教师、学生双向选择制。毕业设计的选题力求符合专业人才培养目标,保证达到专业论文的基本要求。支持学生到校外企事业单位进行毕业设计。(3)建立毕业设计质量管理制度。学校对毕业设计要制定完整的教学文件,做出明确规定,要求指导教师全程负责,把好质量关。(4)优秀毕业设计的评选。积极鼓励和推荐学生申报优秀毕业设计(论文)。此外,应鼓励大学生多参加各类创新型竞赛,培养学生的实践能力和创新能力。
(三)社会评价制度:
一方面高校可以与实践单位进行良好的沟通,了解就业需求,争取创建更多更好的实践基地,提升专业影响力;另一方面,高校应建立与毕业生就业部门之间有效的沟通与反馈机制,通过发放问卷调查或邀请毕业生返校就工作现状与在校教师与学生进行交流等手段,了解就业生的工作行为表现,发现学生培养过程中存在的问题或不足,提出解决方案,应用于指导在校学生培养,提高学生的就业竞争力。
(四)提高师资教学水平:
在教学方式上,高校应积极推进“以教师为主导、学生为主体”的教学方法改革,强调启发式与互动式、面向问题求解的教学方式,加强符合学生特点的个性化教学及指导方式,鼓励采用现代化教学手段和开放式教学方式,积极采用多媒体与课件辅助教学,加强教师教学质量的管理和监控。要注重中青年教师队伍建设,支持和鼓励青年教师出国研修与学术交流,有计划、分步骤培养青年骨干教师。针对青年教师培养可先行配备导师,负责对课堂教学效果检查,不断提高青年教师的教学和科研水平。另外,还可引入适量兼职教师,使更多的企业教师参与学生实践环节,有助于提高学生的实践能力。
(五)课程体系考核制度: