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摘要:为了应对工业工程在有关工业系统设计、管理及优化等综合性实验课程开发难度较大的问题,该文提出将计算机仿真技术与项目教学、案例教学相结合,实现了“教、学、做”一体化,并且,在显著改善实验教学条件、提升实验教学效果的同时,减少了设备消耗,尤其是耗材的使用量,节省了实验经费,而且克服了时间与空间上的限制,使得工业工程综合实验课的开课率和学生的专业综合能力得到显著提升。
关键词:计算机仿真 工业工程 实验教学
计算机仿真技术是继数学推理与科学试验之后认识世界自然规律的第三类基础方法。基于计算机仿真技术的虚拟教学是指利用实物和计算机软件共同模拟出真实的情境,让学生在模拟的情境下进行探究和学习。这种教学方法生动形象,接近现实工作场景,有利于提高学习兴趣,使学生在短时间内进入相应情境,真实的体验如在现实中执行任务的感觉,以达到更快掌握技术手段的目的,而且这种教学方法可以利用计算机软件的优势创造出灵活多样的工作场景且不受行业限制,使学生对实践问题的认识更深入,采用的应对方法更灵活。由此“计算机仿真技术”便成为专业学习及实际应用中的重要方法和技术手段。工业工程作为管理科学与工程的二级学科,其人才培养目标是培养出面向生产、管理、服务的高级专业技术和管理人才,面向的工作岗位主要有制造业现场管理、产能计算、生产计划与控制、项目管理、精益生产等,以及服务业的流程优化、工作研究等。其中,制造业涉及行业范围广、产品种类多、工序过程各异,因此,在教学过程中需要通过一系列系统的实验项目培养学生专业的问题提炼能力及问题分析能力,并采用专业的技术方法和手段有针对性的对问题本质进行处理。然而,正是由于工业工程方法应用行业的广泛性及多样性,使得我们不可能如其他5类工程学科般拥有自己典型的实验实训设备,亟需我们在实践教学过程中探索新的教学方法与实验支撑技术。
工业工程类实验课程的教学,在传统的教学模式中,主要是以“理论课+实验室”的模式,强调学生对工业工程专业基本方法和技能的掌握与应用,如,工作研究、动素分析、人机工程、物流工程、流程优化、现场改善等基本技能与方法论。传统的实验教学过程中,基本上遵照如下流程:首先,引导学生进行以上理论课的学习,使学生知道、了解并掌握这些基本的专业手法与技能;其次,通过开设相关实验课程让学生对所学的这些技术方法展开实践,从而帮助学生达到训练并养成工业工程专业素养的目的。然而,目前所开设的相关实验课程均是就某一独立技术方法而展开的较为单纯的技能训练,如,工作研究的实验主要是针对动作研究、动素分析、生产节拍平衡开展具体分析过程实践,帮助学生深刻体会这些基本专业手法的实际应用场合;人因工程,主要是通过系列人因实验带领学生亲身体验,感受高度、亮度、颜色、频繁度、规律度等人因影响因素带给人视觉、听觉等感官的切实感受,从而探讨基于人因的合理化设计、布局及工作安排;设施规划布局则是基于物流分析方法,通过物流强度度量,分析部门间的相关性强度,从而为合理布局、物流优化提供有效参考。以上这些实验均对学生在工业工程专业基本方法技能的培训上起到了有效效果。然而,却并未在促进学生养成工业工程职业素养上发挥强化作用。原因在于,缺乏像物流工程、系统工程、系统建模及仿真优化等这类有关工业工程系统设计、管理及优化的主干课程的综合性实践项目,要设计出针对本专业基本技能方法的综合性实践项目,需要的.制造业相关设备、产品品种等数量巨大,且耗费大、成本高,很难从实际操作入手,计算机仿真方法不失为解决此问题的一种有效方法。基于计算机仿真技术的虚拟教学则以其高效率、低成本、内容丰富、性能有效和安全等优势得到越来越多的应用和推广。因此,应该将“项目教学”“案例教学”“教、学、做”一体化和基于计算机仿真技术的虚拟教学的方法结合起来,充分发挥各自的优点,提升实践教学效果。基于计算机仿真技术的虚拟教学很容易与其它先进的教学方法相结合,因此,在工业工程类实验课程的教学中,将基于计算机仿真技术的虚拟教学与其它教学方法相结合,有助于提高实验课程教学效果,而且成本低、效率高,使学生可以不受场地、行业、设备与产品的限制,使学生更好的掌握专业技能和方法,并通过基于计算机仿真平台开发的综合性实践项目,锻炼学生的工业工程系统设计、管理及优化的综合能力,培养学生的专业素养,从而促进本专业人才培养效果的提升,计算机仿真技术在工业工程类实验课程的教学中具有重要的意义。
2计算机仿真技术在实验课程教学中的应用
计算机仿真技术为人们提供了一个理想的实践教学手段,目前国内外已经普遍将其应用于军事训练、课程教学、运动训练以及医学研究等方方面面。美国是计算机仿真技术虚拟现实的起源地,现在美国计算机虚拟仿真技术的发展水平也比较高,在这个领域代表了国际先进水平,也是第一个把虚拟仿真技术应用在教育教学中的国家,目前在感知、用户界面、后台软件和硬件等几个方面,形成了一个比较系统的虚拟仿真教学仪器架构。如,美国的卡罗莱纳州立大学利用Java技术建立了基于Web的探索式虚拟物理实验室,主要有以下几个模块:基于JavaApplet的虚拟实验设备和实验设施、相关的实验课程模块、实验结果评价模块、协作模块。在欧洲,英国在计算机仿真技术虚拟现实的相关领域处于领先地位,研究出了虚拟仿真软件包,并应用在教学仪器和工业安全培训等方面。如,英国的诺丁汉大学在教育和学术方面对虚拟仿真技术进行了研究与探索,其目标主要在于探索桌面虚拟仿真的输入设备应用上。此外,该小组还和其他学校紧密合作,将其仿真系统应用在了特殊学生教育中。在中国,目前各个大学和科研机构也广泛采用计算机仿真技术建立虚拟场景进行相关领域的教学与研究。例如:中国科技大学开发出第一套基于虚拟仿真的教学仪器系统――利用虚拟仿真技术进行几何光学实验平台的开发,系统将计算机辅助教学仪器的智能化仪器、计算机技术、虚拟仿真和物理教学仪器等有机结合,把物理教学仪器系统推进到了新的领域;北京润尼尔网络科技有限公司以北京邮电大学强势的网络、通讯、电子三门学科为基础,采用JavaApplet技术、B/S结构、J2EE框架,为解决高校日趋紧张的实验设备及实验场地等实验教学问题,由北京邮电大学网络教育技术研究所组织精英力量,经过多年研究,开发出了配套的虚拟实验系统。通过对国内、外的基于计算机仿真的虚拟现实教学应用情况进行对比,我们发现:当前,国外基于计算机仿真的虚拟实验比国内开发时间早,应用相对成熟,不管是在仿真器材还是仿真软件上都比较丰富、且功能较多;同时,国外很多成熟的仿真实验产品价格普遍偏高,且技术难度也不太适合本科学生,更适合研究所或工程师使用。尽管如此,我国还是有很多现行的成熟的计算机仿真软件供我们选择,这些成熟的仿真软件具有界面友好、可扩充性、支持二次开发等特性,甚至大多实现模块化利于定制化实验的开发,基本上能满足国内高等院校实验教学需要及丰富的仿真实验需求。因此,国内很多高校及科研院所普遍采用购买成熟的仿真软件产品,基于自身的仿真实验需求进行对应的二次开发,从而设计出适合自己的基于计算机仿真的虚拟实验平台,并得到了很好的应用发展。就工业工程类实验课程而言,现在市面上流行的仿真软件,如,Flexsim、witness、em-plan等都能提供给我们一个良好的仿真实验平台,供我们在这些平台上进行综合性实践项目的构建和开发。
3基于计算机仿真技术的实验教学模式开发
在深度分析学生学习特点和企业真实需求的基础上,基于建构主义学习理论和混合式学习理论,按照社会发展对人才培养的要求,结合计算机仿真实验教学设计的基本原则,借鉴信息化和项目教学、案例教学设计方法,探索出基于实践项目、真实案例和工作任务的计算机仿真实验教学模式,实现了“教、学、做”一体化的实验设计。该模式由“项目导入、制定计划、实施计划和成果展示与评价”4个环节组成,其中,计算机仿真实验教学贯穿了该模式的所有环节。下面简单介绍该模式的具体实施方案。
(1)在“项目导入”环节,专业教师的活动包括:借助选定的计算机仿真实验平台,导入项目任务及目标、展示项目结果,让学生对项目有一个直观的认识,然后再布置具体的实践任务;利用计算机仿真实验平台,让学生明确自己应当完成的具体任务和完成任务后可以获得哪些知识以及达到什么样的技能水平;在充分考虑学生的现有知识和能力水平的基础上,适当采取分工协作方式,安排具体的任务完成时间及成果的评定方法等。
(2)在“制定计划”环节,学生的活动包括:通过自主学习、分工协作等方式,对具体实践项目的目标、任务进行分析;确定任务所涉及的专业方法和技能手段,充分应用已掌握的专业知识和能力,借助计算机仿真实验平台,设计出仿真实验模型帮助决策与优化;确定仿真实验任务的实施步骤,为仿真实验任务的实施做好充分的准备。
(3)在“实施计划”环节,学生的活动包括:在计算机仿真实验平台上,按照拟定的计划,逐步完成实践项目的仿真任务;在完成实践项目仿真任务的过程中,学生通过应用所学专业知识和技能,建构自己的专业知识,从而帮助自己养成专业素养。
(4)在“展示与评价”环节,学生的工作包括:在计算机仿真实验平台上展示自己的实践项目仿真成果;参与讨论和评价;通过对比分析,学生对自己的实践项目展开进一步的仿真优化处理。
4结语
将计算机仿真技术与项目教学、案例教学更加紧密的结合起来,能够更好的实现“教、学、做”一体化,并且,在显著改善实验教学条件、提升实验教学效果的同时,减少了设备消耗,尤其是耗材的使用量,节省了实验经费,而且克服了时间与空间上的限制,使工业工程综合实验课的开课率和学生的专业综合能力得到显著提升。计算机仿真技术在专业实验教学方面的应用前景广泛,值得深入研究。
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核心课程教学工业工程论文
一、组建专业核心课程教学团队的功能
(一)教学传承,注入青年活力
优秀的教学理念是与时俱进的,对于学生是一贯有益的。老年教师教学经验丰富,中年教师有经验有创新,青年教师创新多,想法多。如今信息时代新媒体层出不穷,通过老、中、青三代老师的交流合作,能够有效地传承本院本课程中的指导性思想和教学特点,保证优秀有效的教学方式能够延续。
(二)互帮互助,协同提升教学力
教学力是指教师进行有效教学的能力,教学力综合反映了教师的教学水平及课堂效果。教学的具体过程与时代背景及教师的个人特色有着重要联系。组建专业核心课程教学团队,能够促进教师们探讨在教学中发生的问题与自己的教学心得。共享信息资源,汲取其他教师在教学中的优秀经验及教学方法,互帮互助,协同提升教学力。
(三)产学研合作,不断更新教学内容
只有理论与实践相结合,才能有效促进人才的培养。目前,国家提出了“2011计划”,该计划的重点在于建立健全协同创新机制。课程教学团队通过企业实际产业状况,高校的最新研究成果及教学三方面的有机结合,能够向学生及时提供相关专业的最新动态,让学生及时了解专业最新的应用及发展方向,能够使学生思考所学的知识,加深理解,并激发他们新的想法。
二、现有教学团队建设中的'问题及分析
(一)普遍单干,缺乏紧密的实质合作
各成员在教学团队之外也还有一定的教学,科研或是行政工作,在团队固定合作事项之余,教师交流合作不多,因此,目前一些团队成员合作质量并不高。可以建立团队专用讨论室,鼓励老师间多交流。规定老师间需要进行实质的合作教学项目,并将此计入验收标准。希望通过此举,教学团队中的各成员能够更加有效地互相协作,共同提升教学能力,并增加教学团队的凝聚力。
(二)权责不清,缺乏有效的激励措施
由于团队成员都有各自的教学与科研任务,部分队员对于自己在教学团队中的权责不明晰或是没有高效地完成自己的任务。可以建立权责档案,每期任务权责需签字确认,在期末团队验收对各人权责履行情况进行验收,将其计入考核标准。
(三)研教比重不清,缺乏自身优势
教学和科研的比重设置相对重要,各位成员应该充分发挥自己的优势,可有一定的偏向性,有所成就,优势互补。总体上不能顾此失彼,需保证教学与研究大致平衡;其次,应注重及时将科研成果应用于实际的教学中,让学生及时了解到最新的科研动态及专业发展方向,学习到最前沿的知识,激发学生对于专业及所学知识的思考,有利于其专业课程学习及创新。
三、南航工业工程核心教学团队建设举措
(一)组建
实行教学团队建设的首席负责人制度。每个教学团队设首席负责人1人,成员为有该课程建设意愿和从事该课程教学意向的任课教师。教学团队负责人应为具备有较高的教学水平、较深的学术造诣和创新性学术思想,持续奋战在教学一线的副教授及以上职称在编在岗教师,同时,应有高尚的个人品德,严谨的治学态度,良好的团队协作和组织管理能力。在遴选方面,团队首席负责人可由成员推举或者系主任指派产生。一名教师只能担任一个教学团队的首席负责人。团队负责人负责该教学团队的建设任务制定、分工、建设和质量控制,负责提交检查和验收材料。教学团队的建设课程属于本科生和研究生的主干、核心或有特色的课程(群)。团队中至少有2名成员在3年内承担过本团队课程或相关课程的教学任务,同时团队需拥有较好的年龄和学历层次构造,团队成员的教学和研究成果积累较为丰富。为了高度融合,提高团队的建设效率,鼓励能同时进行双语或者英语课程建设、同时进行本科生和研究生课程建设的教学团队优先。
(二)激励
为了持续鼓励团队协作进步,采取“建设启动―合格验收”的资助模式,学院按照年度预算,给每个系一定的建设启动经费。拟建设团队按照实施方案,认真进行建设工作,各系按照实施方案的计划节点进行检查。参考赫茨伯格提出的双因素理论,建立了专业核心课程教学团队的激励机制。首先,建立分目标完成的激励机制。在专业建设团队目标方面,按照时间或者效果设立不同的分目标。教学分目标的设立能够有效促进团队总目标的完成。分阶段完成相对应的目标,当分目标完成后,即给予相应的激励。其次,建立多方面激励。各系根据情况给予拟建设教学团队适度的启动经费支持。启动经费主要用于拟建设教学团队的课程建设调研差旅费、资料费、教学改革研究、论文版面费和教材出版费等。由于团队核心成员相较于普通成员要为团队付出更多的时间与精力,故团队核心成员应当给予更多的激励。另外,对于有重大科研成果的团队,给予特别表彰与奖励。
(三)考核
团队需提供各门课程教学计划、教学大纲和教学日志等基础性材料,积极建设教材(含自编讲义)、习题集、案例集和试题库等教学资源,且质量良好;在学校教学共享平台系统中架构教学网站。各团队应积极建设教学资源,如含课程内容的教学视频、微课程视频,与课程内容相关的企业视频,课程相关的前沿教学素材等,并有效应用于教学实践。同时,团队应重视实践和实验教学,积极创造条件提升学生的实践能力,具体如专业核心课程设计和论文、围绕相关专业课程内容的企业参观、实习、课程竞赛等。教学改革和探索是教学过程中的头等大事,教学团队积极进行教学改革和研究,在教学手段和教学内容等方面取得创新进展,在研究性教学、案例式教学等方面成绩突出,团队成员合作并发表与课程建设紧密相关的2~3篇教学研究论文。为了鼓励教学一线教师参与团队建设,要求建设期内有3名以上老师从事该课程的实际教学工作;团队有明确的建设规划和发展目标,能主动参与院系的各类学科、专业建设和实验室的申报、研讨和建设工作,这些公益工作对团队、学院的发展具有积极作用。团队成员重视教学和人才培养,教学效果良好,团队成员的学生有效评教结果100%达到良好及以上;教学督导组听课效果良好,团队成员无教学事故,这些是基本的要求。
(四)交流分享渠道
团队内部具有良好的交流机制,成员积极围绕教学改革进行交流,定期在团队内部组织有明确主题的教学沙龙和教学研讨会,为了进行示范和分享,应撰写1~2篇简讯发布至学院网站。通过不定期的答疑、课程沙龙和网络手段等,团队成员和学生的课堂内外互动交流充分。青年教师可以利用人人、微博和微信等新媒体交流平台,与学生及时开展线上互动交流,为师生交流注入新活力。面向校外,定期开展沙龙或其他活动与其他各高校相关专业教学团队相互进行探讨交流,汲取经验。同时深入与企业的交流,定期安排教师及学生前往企业进行调研,并邀请企业一线人员来校演讲交流。
四、结束语
教学团队建设的核心目的是提升高校的教学水平,并让学生得益于此。任何教学改革都将围绕这个核心目的展开。专业核心课程教学团队对学生的专业学习有着建设性的作用。本文希望能够通过教学团队的建设探讨,有效促进学生专业课程的学习,为将来的深入研究及工作奠定扎实的专业基础。期待专业核心课程教学团队建设在不断探索中更加完善,为学生的专业学习产生更加良好有效的影响。
传统的《工业工程实验》课程是由老师主导课程的全部过程,学生完全是被动式接受学习。而理论课程要先于实验课程一学期开设,实验课程又完全独立于理论课程。当实验课程需要用到理论的时候,学生已经把大部分知识忘记,导致上课时思想处于游离状态,撰写实验报告时,无从下手。久而久之,便没了学习的兴趣,从而偏离了实践教学的初衷。而在实践教学中反复强调理论的内容,便会占去大量的时间。全程90分钟的实验课程,有15分钟用于复习和强调理论知识,20分钟用于预实验演示过程,20分钟撰写实验报告,剩下只有三分之一左右的时间在实践,导致课堂上学习时间仓促,学生刚熟悉实验内容就要结束实践,来不及思考其中的过程和原理,而不能达到一个良好的教学效果。针对实践教学过程中存在的以上不足,现提出一种混合式教学方式。混合式学习是由传统课堂转变而来的'整合了各种灵活教学方式的学习方式。随着互联网+时代的到来和信息技术的不断发展,充分运用远程教育教学理论、多媒体技术、网络信息技术、网络信息平台和课堂演示指导等相结合的方法,将各种理论和信息技术重新整合,以网络为媒介,最大可能地给学生提供充足的信息资源,在网络平台上教师和学生也可以形成互动,把封闭式的教学转变为半开放式教学。
一、明确教学目标,优化课程设置
第一,根据教学的内容,对该课程进行一个整体规划和设计,合理分配各部分所占时间比例。将一部分需要复习和预习的内容明确好,学生可利用业余时间学习,灵活支配。第二,总结出每节课要用到的各个知识点、教学目标、实验要求和思考题,做成多媒体课件上传到网络平台,供学生参阅。让学生做到心中有数,有备而来,带着问题和疑惑,用实验去重现所学过的理论知识。第三,将上课演示用的预实验,里面所涉及的零件、部件的名称和拆卸、装配的过程先行以录像的形式录下来,上传到网络平台供学生学习。通过反复观看,思考其中的细节,当在实验室里情景再现的时候,能够很快熟悉,尽早进入学习状态。第四,将上课需要开机操作的流程、注意事项以图表的形式做成文件上传到网络。保证整个实验环节的安全、通畅。第五,将目前媒体和网络上出现的先进的工业工程研究方法和优秀企业应用成功的案例,通过整合后上传于网络平台,开拓学生的视野和思路。因为工业工程实验室是对企业现场的一个仿真模拟,尽可能地和企业形成对接,提高学生综合分析、设计能力以及创新意识。
二、搭建工业工程实验网络教学平台
网络教学资源是提高教学质量的关键因素。实践环节和理论体系是相辅相成,相互促进的。所以课程组在原有的教学体系基础上,将实践环节中的零件拆卸和装配过程引入到课堂的教学案例中进行分析,并将一些大型企业的工作现场作为微视频应用在网络教学中。实现课程理论教学与实践教学的有机结合,同时感同身受企业里员工的操作环境和操作过程,促进课堂与生产实际的结合,加强对学生应用和实践能力的培养。在网络教学平台中,学生可以随时查阅教师提供的信息资源,同时,也可以在这个平台上反馈信息,形成双向交流。不仅教师可以发布讨论主题,学生也可以发布讨论内容和主题,从而真正做到发现问题、分析问题、解决问题的良性循环。
三、传统式教学和混合式教学的对比
传统式教学过程中,学生以被动学习为主。因为课前不知道要做什么,不明确学习目标,只是盲目做实验,忙于应付实验报告,最终没有真正理解实践和理论之间的联系。混合式教学中,因为课前已经提前把功课做足了,学生带着好奇心去验证自己所学的知识,学习的热情有所增加,效率会随之提高,师生之间的交流更为通畅,从而完成从理论到实践,再从实践回到理论的升华过程。从图1中可以看出,在混合式教学过程中的每一步,师生间都可以交流互动,课堂时间饱满,学生有充足的时间去思考操作过程,从而提出自己新的见解。
四、工业工程实验混合式教学的未来发展
混合式教学给现代教学工作提供了诸多便利,使课堂内容丰富起来,有效地提升了教学质量。社会是不断发展的,知识也在不断地更新,现有的信息技术为现代化教学提供了有力的保障和技术平台。今后可以将工业工程实验室的封闭式教学逐步向开放式教学推进,把课程设计和课题项目中的相关内容,都纳入到课堂中进行学习讨论,加强学生的参与度。让学生走入企业参观,带着工业工程的理念和有限的实践经验去多思考“为什么”。加强校企联合,把企业中存在的问题带入课堂,把课堂里学到的知识反馈到企业,实现理论和实践的有机结合,培养出高层次的人才。工业工程作为一门综合性学科,具有很强的学科交叉性、应用性、实践性。在全球经济化和信息化发展的今天,高校利用现有技术和资源构建具有专业特色的实验室,保证人才的培养尤为重要。
五、结束语
工业工程专业是一门应用前景很广的专业,不仅可以应用于制造性工业,也可以应用于服务业、物流运输、政府机关、公共事业、农业管理等方面。我国工业工程人才培养的基础设施还比较薄弱,实验教学上不仅要借鉴国外先进的经验,还要结合国内的实际情况和高校的条件,通过不断调整使理论课程和实践环节结合更加紧密,通过混合式教学使课堂更加丰富,更为有趣,不断为工业工程人才建设添砖加瓦。
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实验教学工业工程论文
1工业工程专业实验教学存在的问题
1.1实验内容和实验设备比较陈旧
工业工程在我国出现较晚,发展较慢,是一个相对较新的专业,很多人对此专业的认识存在误区,工业工程的从业者也很少,不像其他的一些专业,已经发展得很成熟,实验教学已形成比较完整的体系,有很多设计成熟的设备可供选择。现在市场上专门针对工业工程专业的实验设备很少,很多设备也不是很符合工业工程实验教学的要求,很难购买到理想的实验设备。许多高校,该专业的实验设备台套数远远不能满足实验教学要求,实验内容也只是运用一些老旧的测量设备,对一些项目进行测量,根本谈不上一些专业技术的应用。
1.2专业实验课程设置没有系统性
工业工程专业各门实验课程实验项目的设置是互相独立的,没有形成一个完整的、系统的实验体系,各个实验课程有自己独立的实验设备,完成本课程的实验目的、实验内容。各课程之间缺乏系统性和连贯性,通过整个专业实验过程,不能使学生对本专业获得一个整体的认识,形成一套完整的知识体系。
1.3实验过程不能发挥学生的主体性
在学习过程中,学生往往比较重视理论课成绩,而对实验课程成绩不太重视,这就导致学生做实验时,态度不积极,缺乏学习主动性,课前不能对实验内容和实验过程进行有效的预习,不知道为什么做这个实验以及做这个实验的相关理论依据,实验时不熟悉实验步骤,动手能力差。再者,在教学过程中一般采取以教师为主、学生为辅的教学模式,先由教师示范实验步骤,学生照猫画虎,按照老师的做法再做一遍,没有发挥学生的主体地位。
1.4验证性
、综合性、创新性实验比例设置不合理整个专业实验设置中存在大量的验证性试验,而综合性和创新性实验比例较小,验证性实验只能培养学生的基本操作能力,不能有效锻炼学生的实验设计能力,独立思考能力和创新能力,必须加大综合性和创新性实验项目的比例。
1.5实验考核不能很好的反映学生能力
实验课程成绩一般包括操作成绩和实验报告成绩,大部分教师在考核时比较注重学生实验报告的书写,这就导致出现了一些学生做实验时出工不出力,写实验报告时抄袭别人的实验数据,蒙混过关的现象,使实验成绩根本无法真实反映学生的实际能力。
2建立以应用型人才培养为目标的工业工程实验教学体系
在工业工程专业实验项目设置上,要整合实验内容,把整个实验课程设置成不同的实验教学模块,以增强学生对实验的设计能力、独立思考能力和实际操作能力为目的。
2.1确立以学生为主的实验教学模式
应用型人才培养,要求学生必须具备很好的实践能力,这就要求必须改变以往填鸭式、灌注式教学方式,充分发挥学生的主体地位。在实验设置时,可以把实验教学分成不同的层次和模块,比如可以分为基础性实验、综合性实验和创新性实验,分别锻炼学生的不同能力。基础性实验使学生掌握基本测定和评价方法,培养学生的基本实验技能,使学生加深对基础理论和方法的理解;综合性和创新性实验主要锻炼学生的'实验设计能力和创新能力,可以由学生自由组成实验小组,运用实验室的实验设备,自主选择实验项目,明确实验目的、实验内容、实验方案,经指导教师同意后,开展实验。整个实验过程要求群组成员团结一致,分工合作,利用专业知识,自主分析和解决问题。当实验过程中出现问题时,指导教师要积极引导,鼓励学生通过查找资料等方法,找到问题根源,完成实验内容,而不是直接给学生提供答案。
2.2建立系统的实验教学体系
各自独立的实验课程在实验项目、实验内容、实验设备等方面都自成体系,之间缺乏连贯性,学生做完每门课程的实验,只能对本门课程形成一些认识,而不能通过各门实验课程对本专业形成一个完整的认识,必须建立系统性的实验教学体系。可以通过购置一些集成的实验系统或软件(如ERP),或者设置一些专业综合实验,通过综合运用本专业的知识,完成一些实验项目,使学生通过这些综合实验,对专业知识体系形成整体印象,能够更好的掌握和运用专业技术知识。
2.3学校和企业联合研发具有专业特色的实验设备
现在很多高校的实验室建设,都是先在企业购买设备,再根据购买的设备设置实验项目,编制实验大纲,这就造成了有什么设备做什么实验的状况,使得实验教学的效果大打折扣。针对专业实验设备生产厂家较少,现有设备不能很好满足实验要求的问题,学校可以和企业联合研发具有专业特色的实验设备,先由教师提出设备要求,再由企业设计生产,这样既可以保证企业设计出来的设备能够充分满足实验教学的需要,又可使企业获得经济效益,达到双赢的目的。
2.4建立立体化的实验教学考核体系
以实验报告为主评定实验成绩的方式,不能全面真实地反映学生做实验的实际情况,必须建立一个能够全面评定学生实验情况的立体测评体系。新体系的成绩评定应该包括学生自评成绩、小组长评定成绩和指导教师评定成绩,最后按照三方得分分别乘以权重形成总分,必要时还可以采取答辩的形式,考核学生对实验内容的实际掌握情况。
工业工程课程创建论文
一、课程模式构建的现状分析
1、理论知识过重,实践环节不足,偏离了对学生应用能力的培养
许多院校在课程设置上都不同程度地存在着重理论知识,尤其是陈述性知识的传授,轻实践教学环节,只强调学生应该“知道什么”,而不是“会做什么”,没有充分做到结合生产一线,培养学生解决实际问题的应用能力。
2、以学科体系构建课程,忽视课程与工作岗位要求之间的联系
许多院校的课程多是按照学科的逻辑结构来组织内容,过于强调知识的系统性和完整性,而不是面向实际应用,根据岗位职业能力的要求来选择课程内容,忽视了教育与产业的联系,知识与工作任务之间的联系,从而造成学生学习的盲目性,不利于学生应用能力的培养。
3、理论与实践的脱节
课程体系中的理论课程和实践课程没有得到较好整合,而是各成体系,相互独立,基本上都是先上理论课程,再上实践课程,容易造成学生理论知识空泛,无法使学生真正掌握知识,再通过实践过程将其内化为能力。
二、课程模式构建的基本原则
1、以工作过程为导向
工业工程专业课程模式的开发,首先要对实际工作进行分析,将工作分解为多项工作任务,确定完成各项工作任务所需要的能力,在能力分解的基础上,以能力与知识的对应关系,将课程内容进行分类、整合、安排,进而形成应用能力培养脉络鲜明的课程模式。
2、以能力培养为主线
能力本位是应用性人才培养区别于传统教育的一个重要特点,它是以培养应用能力为核心,将能力培养渗透到课程模式的每个环节中,因此在重视理论讲授的基础上,更侧重于从做中学,强调实践教学环节的作用尤其是综合性实践环节。
3、以学科知识为基础
课程模式应该以学科知识为基础的,这些学科知识足以能满足一线人才所需的技术和技能的要求,而且当新的科学技术转化为生产力时,应用性人才凭借其较宽的知识面和较扎实的基础理论能够掌握并加以利用。
4、以素质教育为取向
只有具备较高的素质和较强应变能力的人才才能在未来社会中得以生存和发展,同时,还应具备可持续发展的潜力,能够学会学习自我更新知识体系,以适应社会发展的需要。
三、课程模式构建的基本框架
1、学科基础平台学科基础平台是依据技术学科的发展来设置课程,侧重于培养学科理论知识和用其进行分析解决问题的能力,学科基础平台主要包括学科基础课程和专业基础课程。2、应用能力平台根据工业工程行业的用人需求构建应用能力平台,由培养目标确定所需要的应用能力和再分解的若干能力要素,按照能力要素的要求来设计和设置课程。3、基本素质平台基本素质平台侧重于学生基本素质和职业新科技的培养,以基本素质课程和职业与工作要求的职业素质、职业首先的培养为主。
四、工业工程专业课程模式的构建
沈阳工程学院工业工程专业自创办以来,一直重视应用型人才课程体系的研究与构建,坚持以党的教育方针为指导,遵循教育规律,依据学校的办学定位和优势,构建“以学生的发展为核心”的教学内容、课程体系;吸收国内外教学改革与研究成果,继承和发扬各学科的特色,大力推进教育创新,制定了科学合理的人才培养模式。
1、积极调研,开展专业培养模式论证
工业工程专业教师结合东北地区地方经济发展的需要,吸收国外的先进教学改革和研究成果,对培养目标和课程模式进行了多次修订。成立了由多名企业和高校专家组成的'专业建设指导委员会。专业建设指导委员会成立以来,曾多次组织对相关企业进行调研,多次参与学校实施性教学计划的制定,实训基地的建设规划,针对区域经济的市场需求,采取专业绕着市场转,课程绕着专业转、大胆改革,与时俱进的人才培养模式,把产教结合落到实处。
2、开拓国际视野,努力吸收和借鉴国外大学的办学经验
为培养具有国际视野和国际竞争能力的学生,学习和借鉴国外大学先进的办学经验,我们先后深入考查了亚洲和欧美等地区大学的教学体系,找到了很多值得学习的经验。
3、在课程体系构建上,充分发挥应用型本科学院的特点,以学科专业知识为基础,强调面向工作应用能力的培养工业工程专业以工作过程为导向构建课程体系的开发设计思路是:根据确定的职业岗位群,先分析不同岗位的主要工作任务(工作内容、工作对象、工作手段、工作组织等),得出完成工作任务对应的职业能力。结合国家职业能力标准要求,按照职业成长规律和学习规律将职业能力从简单到复杂、从单一到综合进行整合,归纳出相应的课程和教学内容。
(1)根据企业实际需求,确定工业工程专业所面向的岗位群,以及工作岗位所需完成的典型工作任务。工业工程专业毕业生就业岗位主要是面向制造业生产一线的工业工程师、质量技术监督员、生产计划调度员,以及采购与物资管理员。职业岗位对应的主要工作任务及职业资格证书。
(2)根据工作任务,确定典型工作任务及所需的职业能力。本专业对应的4个职业岗位的主要工作任务有:生产过程的规划、管理与改进,产品质量的控制、检验和分析,生产计划的编制、调整与协调,生产现场的规划与设计,采购及供应链管理体系的管理、建立与维护。主要工作任务及对应的职业能力。
(3)确定工业工程专业核心课程。将工业工程专业所面向岗位的主要工作任务的职业能力结合岗位所对应的职业资格的要求,归纳出了系统工程、生产管理、人因工程、设施规划与设计、质量管理、管理信息系统和供应链管理共7门核心课程。
(4)最后形成工业工程专业课程体系(部分课程)。
综上所述,工业工程专业课程模式的构建是从工作需求出发,以技术活动为主线,设置完成主要工作任务所需职业能力培养的课程。课程目标既要考虑到知识的基础性,也要充分考虑到第一线工作的要求。也就是说,它既强调理论知识传授,又强调技能培养,力图通过实践过程使二者进行融合,最后将其内化为应用能力。
一、工业工程专业定位与特色
三峡大学(以下简称“我校”)工业工程专业开设在机械与材料学院,XX年开始筹备,XXX年获准开设,XX年正式招生,XX年培养出第一届毕业生,同时开展工业工程专业的学位硕士培养。
我校在XX年筹备工业工程专业时就充分考虑了工业工程学科特点及校企互补、产学研相结合培养人才的目标,将专业设置在机械与材料学院,专业定位于近机类专业,明确了毕业生授予工学学士学位,培养方向定位为主要为机械制造企业培养复合型高级工程技术人才。
工业工程依托机械优势学科开展专业建设,因此专业建设强调制造工程相关技术和理论在工业领域内的应用,应体现以机械制造技术为基础,以生产系统管理基本理论为核心,以计算机信息技术为手段,强化实践性教学环节的思路。
我校机械学院在工业工程专业的规划与建设中,基于机械大类教学平台,注重依托本学院的湖北省重点学科、国家特色专业——机械设计制造及其自动化,以及湖北省重点实验室——水电机械设备设计与维护实验室,
充分利用该学科较强的师资力量及制造实验室大环境,使工业工程专业成为学院现代制造系统大平台下的一个重要组成部分,共享教学实验资源。
我校工业工程专业的培养目标主要是面向生产制造业,培养的学生毕业后能从事工厂规划设计和改善、产品制造工艺设计、生产制造过程管理等方面的技术和管理工作,具备经典工业工程的应用能力和现代工业工程的创新能力。
二、工业工程专业实践教学体系规划
1.实践教学目标
基于工业工程专业的培养目标,我校确立本专业实践教学规划的目标和指导思想为:培养学生的实际动手能力,验证所学专业理论知识,加强IE基础理论方法和基本意识的训练;突出现代IE中信息化和集成化的特点,
强化IE的制造工程背景,强化学科交叉和综合性,培养学生综合运用专业知识进行制造系统分析、设计、优化、控制、评价和创新的能力;满足本科生、研究生教学,教师科研活动的需要。
2.实践教学体系
针对工业工程专业培养目标设计的本专业实践教学体系主要涵盖了实验教学、认识实习、金工实习、生产实习、专业课程设计、专业综合课程设计及毕业设计等相互联系、有机统一的实践环节。
(1)认识实习。
认识实习是学生取得对企业一定的感性认识,培养IE人才的实践性教学环节,时间在一周左右,安排在基础理论课之后,专业基础课之前。
认识实习应广泛涉及企业产、供、销、质管、技术等多方面,并选择典型工业企业作为实习对象,使学生通过考察,增强认识,提高专业学习兴趣,为专业教学打好基础。
(2)金工实习。
金工实习是学生真正通过上岗操作了解机床、了解产品生产过程的实践性教学环节,并且能够为后续的生产实习做直接的准备,采用集中的方式在校内实习工厂完成。
涉及车、铣、刨、磨、铸、钳、数控加工等工种,目的是让学生将机械工程知识综合运用到生产实践中去,以培养学生动手能力和工程能力。
(3)实验教学。
实验教学是IE专业实践教学的重要组成部分,目的是让学生验证所学专业理论知识,加深对理论知识的理解,以及模拟工业企业生产制造经营系统的设计与运行,培养、提高学生的动手能力和工程分析与设计的技能。
实验教学可以通过模拟企业的工作环境、实际业务,如模拟沙盘、仿真等,让学生了解和参与企业运作的整个过程。
(4)生产实习。
生产实习是学生实践能力培养和创造性发挥的重要平台,要求学生通过参加以顶岗为主的生产实践,学习、掌握和深入了解制造企业实际情况,应用所学的IE理论与方法对企业的生产运作系统中的规划、设计、评价及创新等问题进行了解、分析并力所能及地提出一些符合实际的解决方案。
基于实习效果及学生兴趣等方面考虑,生产实习宜采取集中与分散相结合的方式。
我校主要采取集中方式,由教师加强过程控制。
(5)课程设计及专业综合课程设计。
课程设计是学生在掌握了所学课程的基本理论、基础知识的前提下,综合运用知识完成设计要求,目的是通过设计,培养学生综合运用IE知识解决问题的能力和素养。
我校IE专业课程设计通常采用集中的方式,由指导教师指定一组课题,内容主要有设施规划与物流分析课程设计、基础工业工程课程设计、管理信息系统课程设计、专业综合课程设计等,分别针对工业工程专业主干课程进行实训活动。
(6)毕业设计。
毕业设计是IE实践教学体系最后一个环节,一般安排在最后一学期所有课程完成后,采取学生自选课题、教师推荐课题及学生到企业生产第一线寻找课题三种形式,
主要目的是培养学生综合运用所学的基础理论和专业知识,进一步提高学生独立分析问题和解决问题的能力;培养学生根据课题收集、整理、综合分析、应用科学技术资料的能力及查阅和翻译外文资料的能力;培养学生科学研究能力和创新能力。
三、工业工程专业实验室建设规划与实践
工业工程是一个应用性很强的交叉性学科,要求理论联系实践,特别强调实践环节对学生的训练。
本专业在人才培养方案制订时就把实验和实践放到了一个很重要的位置,在实践环节的设置、课时的分配等问题上都做了明确的规定,实践教学环节占总学分比例达到20%。
在专业培养目标和培养模式的指引下,我校在参考著名高校工业工程实验室的基础上,确立了基础IE实验室+现代IE实验室的工业工程专业综合实验室建设方向,将基础IE实验平台与现代IE实验平台有机融合在一套实验平台中。
我校工业工程实验室建设思路:营造一个类似真实的自动化制造系统生产运作环境,为学生提供一个全面的、创新的、密切联系工业实际的'实验教学平台,能满足主要专业课程教学实验需要,保证实验内容的系统性、完整性、连续性,以达到锻炼和提高学生对制造系统的认知和操作能力以及生产运作与管理水平、系统分析和设计能力的目的。
作为实验体系的核心部分,综合实验室中教学实验的设置,不应是相互独立的单项实验,而应根据IE专业的课程与知识体系,运用系统原理,设计一套相对独立又相互联系,
覆盖多门专业课程与知识领域的实验形式多样的教学实验体系,它能够提供验证理论知识和综合应用相关技术的环境,模拟真实生产系统的场所和开发应用工业工程知识的条件。
在模拟真实的自动化制造系统生产运作环境的建设思想下,我校工业工程综合实验室的规划是:在实验室里建立一个微型工厂(Mini-factory),营造一个类似真实的生产环境,
主要从事制造系统规划设计研究、设施规划及物流分析研究、时间分析与作业研究、人因工程实验研究、生产计划与控制的实验与研究等,以加强学生对基础工业工程的知识和技能、现代工业工程的技术和方法的掌握。
要求:实验体系模块化、可扩展性、可重构。
我校工业工程综合实验室的微型工厂基本配置规划为一套功能设备较为完备的模块化的自动化制造系统FMS,包括:环形可扩展生产流水线,微型化、教学型的生产设备(至少一台立式,一台卧式数控加工中心),一台教学型工业机器人,一套RGV系统,微型化立体仓库、相关控制系统等。
在此基础上,根据实验教学需要,适当添加工业摄像机、电子看板及其他数据采集及分析处理设备。
微型工厂化配置是我校实验室建设的定位,也是相当一部分高校工业工程实验室规划的一种趋势。
这是一个大的系统工程,需要总体规划,分步实施。
在进行实验室规划过程中,学院充分考虑到院、系现有的以及待建的实验资源共享问题,以避免重复性建设。
为此,学院一方面利用机械工程学科现有实验资源,另一方面投入大量人力物力,购置设备,建立和完善专业实验室。
工业工程综合实验室主要功能模块包括:基础工业工程实验模块、自动化制造系统实验模块、人因工程实验模块、设施规划与物流分析实验模块、生产计划与控制实验模块等。
目前已经建设好并投入实验教学的是基础工业工程实验模块、自动化制造系统中的仓储与物流分析实验模块、人因工程实验模块。
该实验室主要针对工业工程专业的“基础工业工程”、“生产计划与控制”、“生产自动化与制造系统”、“人因工程”、“设施规划与物流分析”、“工业机器人”等多门课程。
同时与机械工程学科资源共享,提供机械设计制造及其自动化专业的“先进制造技术”、“机械制造装备”、“机电传动控制”、“机电系统设计”、“企业生产管理”、“工业机器人”等课程。
四、建立校企合作教学科研实践基地
IE是实践性极强的专业,在IE专业的教学过程中,课外实践环节是必不可少的,对于培养学生的实践能力和综合运用知识进行科学研究与工程设计的技能,具有特别重要的作用。
高校与企业共建实习基地是提高学生综合素质和实践能力的有效途径。
这种课外实践教育环节是课内实验教育环节的延伸,也是对课内实验教育环节的弥补。
换言之,建立校企教学实习基地是建设校内实验室在物理空间上的拓展,并在技术时间上的跟踪。
另一方面,建立校企教学实习基地可以发挥各自优势,实现优势互补,共同发展。
工业工程专业人才以培养学生创新精神和实践能力为重点,实践教学内容是否先进、有效、体现企业的实际需求直接影响着学生实践应用能力,通过与地方企业建立生产实践基地,实现实践教学与企业、社会的紧密联系,顺应了时代对大学教育的要求。
以生产实践问题为主导的实践教学活动,也极大地调动了学生的学习积极性,强化了学生的实践应用意识。
对接地方企业生产实践,首先满足了学生课外实习实践的要求,其次,典型企业的典型生产实例也成为理论课程案例、实验、课程设计的实践素材及教师科研活动的对象。
因此,学院与本地企业和地方政府积极沟通与合作,先后与多家知名制造企业如葛洲坝集团船舶工程公司、力帝机床工业公司、中船重工中南装备有限责任公司等达成实践教学基地合作协议,依托企业开展相关课程实践教学,使教学结合企业生产和科研活动进行,以增强学生的实践能力。
五、结语
我校在工业工程专业实践体系规划建设中,围绕培养目标,探索了一条依托机械设计制造及其自动化优势学科,基于机械大类教学实验平台,整合现有资源,分阶段逐步建立完善的工业工程专业实验室,积极与地方企业合作,建立校企合作教学科研实践基地的道路。
实践表明,工业工程专业是随着时代的发展而不断进步和发展的,实践体系的建设只有满足社会需要,符合时代发展的趋势,才有助于培养适应我国现代化建设所需的工业工程人才。
工业专业教学及人才培训
1、工业工程专业实践教学包括的内容
(1)课程设置及教学方法
工业工程专业的学生既要有广博的基础,又要掌握熟练的技术。
因此课程体系和教学内容对提高人才培养质量、增强毕业生的适应能力具有十分重要的意义。
(2)实验教学
工业工程专业要求学生有比较强的动手能力,工业工程实验在此就发挥了很大的作用。
有利于激发学生学习兴趣和求知欲;有利于培养学生的观察能力、动手能力和探索进取精神;有利于学生创新能力的提高。
作为实践教学环节之一的实验教学,是素质教育的一个重要的教学组成部分。
能够提高教育者对实践的应变能力和对社会事物的领会、创新能力,培养学生的创新思维和对事物实事求是的严谨科学态度,这些是单纯的课堂灌输式教学不能达到的。
相对于课堂理论教学,实验教学具有直观性、实践性、综合性、探索性和启发性的特点。
(3)专业实习环节
目前笔者所在学校工业工程专业的实践教学体系主要包括社会调查、认识实习、生产实习、毕业实习及毕业设计。
①社会实践调查一般安排在假期,学校给学生开具介绍信,学生自己联系单位去实习。
要求学生结合自己所学专业特点及个人兴趣,到有关单位以生产实习、市场调研等形式进行的调查活动,目的是提高学生的认识能力和实践能力,加深对所学专业的了解,为以后的就业方向选择奠定基础。
②认识实习是学生取得对企业一定的感性认识,是培养工业工程人才的一个重要的理论联系实际的实践性教学环节,时间在一周左右,一般安排在基础理论课之后,专业基础课之前。
目的是使学生通过认识实习,对生产现场和体系进行考察,了解一些概念,并建立起初步的工程意识,激发学生能够对IE专业后续课程的求知欲望;同时,通过在现场的实际感受和认识及某些方面的实际动手实践,为以后的专业理论课的学习奠定必要的实践基础。
关于公共选修课程工业工程论文
1工程活动的共性问题
工程的经济问题。从经济效益角度对产品、工程项目和工程技术方案进行评价,以便对产品、工程项目、工程技术方案进行优化或选优。工程活动的一般管理问题。工程活动需要管理,工程技术人员往往从事工程管理工作,工程技术人员往往也是被管理的对象。
2兼具管理属性的通用工程技术――工业工程
根据美国工业工程师协会的权威定义,工业工程(Indus-trialEngineering,IE)是对人、物、设备、能源和信息组成的集成系统进行设计、改善和实施的通用性工程技术。在美国等经济发达国家,工业工程是与机械工程等几大工程学科并列的工程学科,其注重人的因素,强调以人为中心;技术与管理的交叉学科,具有工程属性和管理特征。现代工业工程的主要方法论和技术体系主要概括为三大类:第一类为设计改善类,包括工作研究、现代制造系统、设施规划和人因工程;第二类为控制管理类,包括生产计划与控制、质量管理、安全工程与安全生产、项目管理;第三类为分析评价类,主要是工程经济分析。
3面向大工程观和工程共性问题的公共选修课程
针对大工程观和CDIO工程教育模式的要求,基于工程共性问题和通用工程技术――工业工程与管理,我们选取部分工业工程与管理的专业课程为工程类专业公共选修课程。
3.1安全工程学
“安全工程学”适用于所有工程类专业学生。讲授事故的因果理论,危险源的.辨识、控制和评价技术,机械类设备、电气、危险化学品的危险源及其伤害事故与安全技术,安全心理学的基本理论,安全管理学的基本理论与方法。课程旨在为学生提供安全工程学的理论与方法,使其具备从事产品安全性设计、包装、使用、生产制造或建造的基本能力与素质。
3.2人―机―环境系统工程
“人―机―环境系统工程”适用于所有工程类专业。该课程讲授人机交互界面设计(硬件、软件的显示装置、控制装置设计)、物理环境(照明、色彩、声音、振动、微气候、空气)对人的作业的影响与改善,作业场所与设施布局设计,人操作机器时的体力与脑力劳动规律,职业病预防等等。课程旨在使学生能综合利用人机工程学的理论与方法,具备设计安全、健康、舒适、高效的产品,以及保证人能安全、健康、舒适、高效地从事产品生产制造(或建造)的基本能力与素质。
3.3管理学基础
“管理学基础”适用于所有工程类专业。课程讲授管理的含义,计划、决策、组织、领导、控制等管理职能,以及人力资源管理、沟通、战略管理、技术创新管理等与工程活动密切的管理专题。课程旨在为学生提供管理学的基本理论与方法,使其具备从事工程技术活动决策、计划、组织、领导、控制,以及与他人沟通交流合作的基本能力与素质。
3.4工程经济学
“工程经济学”适用于所有工程类专业。课程讲授工程经济学的含义、资金的时间价值、工程投资方案的经济评价方法、工程技术方案的经济效益比较、设备寿命和更新的经济效益分析、技术创新的经济分析、公共工程项目的经济评价、工程经济的不确定性和风险分析、价值工程等。课程旨在为学生提供工程经济的基本理论与方法,使其具备评价和比选工程活动、工程项目、工程技术方案的经济效益的基本能力和素质。
3.5质量工程学
“质量管理学”适用于所有工程类专业。该课程讲授质量的含义、设计质量方法(正交试验设计、质量功能展开、质量稳健设计)、制造的统计质量控制理论与方法、六西格玛质量管理、质量检验与抽样技术、ISO9000族与质量体系、质量的经济性分析、可靠性工程、全面质量管理。课程旨在为学生提供质量管理的技术方法,使其具备保证产品(设施)研发设计、产品生产制造(设施建造)、软件开发设计的质量的基本能力与素质。
3.6生产计划与控制
生产类型按照工艺特性分为离散型生产(离散装配)、连续型生产(流程式生产)、项目型生产(固定式建造),“生产计划与控制”适用于离散型和连续型生产的工程类专业。该课程讲授产能规划、产品需求管理、生产计划大纲、主生产计划、物料需求计划、能力需求计划、制造资源计划、企业资源计划、车间作业计划与调度、库存优化与控制。课程旨在为学生提供生产计划体系及其控制的知识和方法,从而使其具备物料、设备等资源的计划调度的基本能力和素质,也为学生从事相应行业的企业资源计划系统开发奠定基础。3.7项目管理“项目管理”适用于项目型生产(建造)和以项目形式进行工程服务活动(软件工程等)的工程类专业。该课程讲授项目的含义、项目过程及其管理过程、项目目标与范围管理、项目组织管理、项目采购管理、项目成本管理、项目时间管理、项目质量管理、项目风险管理、项目综合管理。课程旨在为学生提供现代项目管理的原理、方法和工具,从而使其具备从事项目管理的基本能力和素质。
4工业工程与管理类公共选修课的教学手段
在任课教师选拔方面,教师需要有比较丰富的工程实践经验和案例教学经验。在课程教学中,利用工程问题引导理论,将工程实际项目、工程案例有机融于理论知识分析中;鼓励师生互动式讲授,鼓励学生之间相互讨论,按照“学然后知不足,知不足而奋发”的规律去激励学生奋发和探索的精神;教师应该及时总结归纳提炼授课内容以帮助学生消化所学知识。教师在授课中应该按照“知识广而不过深”的原则教学,重在开拓学生视野和拓展知识面,处理好课堂讲授与课外、工作自学的关系。课程考核方面,采用期末考核与平时考核相结合的方式,推荐采用小型课程设计的形式实施期末考核,尽量不要采用“背书”式的闭卷试题考试和“抄书”式的开卷试题考试。
5结束语
高校应该对人才培养中的知识、能力、素质要求进行分析,有针对性地科学规划公共选修课程,并对授课、课程考核进行适度的规范管理,以提高公共选修课程的教学效果。
据统计,药品作为特殊的商品,其生产的非直接成本,如物流成本、库存成本、时间成本等占总成本的90%左右,所以解决非直接成本问题至关重要。如:(1)对于药品生产企业如何实施有效的库存,有效地运用资金,降低库存储备,减少储备管理费用,以最小的库存量促进生产经营活动,满足生产需要;(2)工厂平面布局既符合《药品生产质量管理规范》(GMP)要求,又实现不同物料在不同车间生产时总移动搬运距离为最小,即经济又合理;(3)如何优化企业管理,解决医药流通业普遍存在的“高销售额、高费用率、低赢利率”问题。仅具有广泛而坚实的制药工程基础显然是不足以找到最优解决方案的。贵州理工学院是经教育部批准设立的一所新建省属本科院校,正式招生,目前制药类已开设的制药工程专业和生物制药专业采用CDIO(构思、设计、实施、运行)工程教育模式,以创新设计为导向,培养制药类专业大学生。《工业工程概论》有效的综合了工程科学、管理科学、自然科学等多学科研究成果,有利于培养学生开放式思维和创新,《工业工程概论》作为专业拓展课应运而生。
1工业工程简介
工业工程(IndustrialEngineering,简称IE),是从科学管理的基础上发展起来的,它强调综合地提高劳动生产率、降低生产成本、保证产品质量,使生产系统能够处于最佳运行状态而获得最高的整体效益。诞生于20世纪初的IE内容逐渐扩充,应用领域日益广泛,扩展到金融、医院、旅游等服务业和政府部门。美国工业工程学会(AIIE)对工业工程的定义:工业工程(IndustrialEngineering)是对有关人员、物料、设备、能源和信息所组成的集成系统进行设计、改善和设置的一门学科。它综合运用数学、物理和社会科学方面的专门知识与技术,并且使用工程分析的原理和方法,对上述系统可能取得的成果予以确定、预测和评价。工业工程学科具有工程性、交叉性、应用性、创新性四大特点[1],既不同于一般的工程学科也不同于管理学科,IE侧重从工程技术(系统设计、计划控制、资源分配、物料及仓储管理等)角度进行管理。美国最早设立工业工程课程是19。我国工业工程学科发展始于20世纪90年代,到,已有100多所高校开设了工业工程专业,在我国也有些非工业工程专业开设工业工程课程,如机械工程、电气工程。中国矿业大学把“现代工业工程”设为全校通识课[2]。贵州理工学院制药工程学院在专业拓展课开设了《工业工程概论》。
2我院《工业工程概论》课程建设的现状
级制药工程学院全体学生开设《工业工程概论》,时间为大一上学期。学院成立了工业工程组并自编讲义,这门课共18个学时,其中4个学时由企业主讲。秉着知识性、趣味性和应用性集一体原则制定了教学大纲并编制了讲义和课件。导论课旨在为学生开启工业工程的一个窗口,使学生掌握一些工具,即基本的`工作方法与技术,且树立工业工程意识,从这个窗口看到更广阔的场景,激发学生兴趣,自主学习,能够自觉将知识运用于生活、学习和以后的工作中。
2.1整合教学内容,提升适应性
《工业工程基础》或《基础工业工程》等相关教材较多,但一般比较专业,而且多以经典IE中工作研究即方法研究和作业测定为主要内容[3-4],缺乏趣味性,非常枯燥。随着工业工程的应用与发展,工业工程的内容不断充实和深化。根据美国国家标准ANSI-Z94(1982年修订),从学科角度可把工业工程知识领域分为17个分支。薛伟主编的《工业工程概论》将工业工程的内容划分为三个层次,即策略层次、技术层次和组织层次,但基本内容基本相同[5]。如何在短学时的情况下合理的选择教学内容并关联起来至关重要,且难度适合大一学生。在贯彻“少而精”原则,并以启发学生思维、引导学生涉猎工业工程学科领域的思想和方法为目的,课程选择了工业工程中具有代表性的理论与技术方法作为授课主要内容,涉猎工业工程三个方面的内容,既包括IE基本工具如5个程序符号、程序分析技巧5W1H、4项分析原则ECRS、动作经济原则等,理论基础如运筹学和系统工程,也包含工程技术如设施规划与物流分析、生产计划与控制,知识涉及广泛。
2.2改革教学模式,增强学习兴趣
兴趣是最好的老师。根据《工业工程概论》课程性质和教学目的,改革教学方法,以互动式教学模式为主,充分利用多媒体技术,以学生为主体,通过案例、游戏、故事的引入,活跃课堂气氛,提高学生兴趣,增强师生互动,有效的促进学生自主学习。根据注意力10分钟法则,依据知识点设置了相关互动环节,如经典游戏、案例讨论、简短故事等。如“纸飞机游戏”模拟推式生产和拉式生产;借鉴耶鲁大学公开课《博弈论》第一集中的“成绩博弈”游戏使学生通过体验来初步认识博弈论;课件中插入的视频“IE宣传片”使学生对IE的应用价值和应用范围深入人心;动作研究之父原版视频让学生认识到IE基础研究的伟大历史。自制动画形象生动的演示过程,如潮汐车道、塞规检验。绪论中的潮汐车道问题:“6+2>4+4”可能吗?在一定的条件下成立!以金门大桥上下班堵车为例,通过动画演示在不改变原有车道数量的情况下实行潮汐车道,解决(堵车)问题的同时节约了大量人力、物力、财力,提高效率和质量。这个过程中形象的动画和基于基本工程程序的思考引导,使学生对“工业工程(IE)致力追求并努力实现的目标”留下深刻印象。“塞规检验”使学生深刻体会工业工程的精髓“Thereisalwaysabetterway”。推荐的小说《IE实践家》让学生明白IE在实践的运用既简单又充满智慧。以上互动教学的设计都使学生对有关知识有了更加深刻的理解和认识。互动中培养学生成本与效率意识、问题和改革意识等IE意识,并且学生以小组的方式参与互动、完成作业,即从大一开始培养学生团结协作精神,提高学生人际团队能力,有助于学生毕业时的能力达到CDIO培养大纲要求的预定目标。
2.3强化实践教学,提高教学效果
工业工程是一门应用性、实践性很强的课程,需要教师介绍知识的同时展示知识是如何解决实际问题的。课程内容设计由浅入深,通过介绍生活、生产案例或引发学生结合实际生活查找、思考所学知识的应用。如通过流程分析应用5W1H及ECRS原则分析并设计改善学校食堂,或对新校区建设局部设计提出建设性意见,或对自身学习方法习惯的改善以提高学习效率,鼓励学生将改善过程拍摄并制作成视频与大家分享。为了提高IE实践性,与制药工程专业有效结合,其中两次课由制药企业主讲,即技术性较强的内容如设施规划与物流分析,质量控制与可靠性由具有丰富实践工作经验的高级技术和管理工作人员主讲。同时,工业工程将与大学生创新创业、数学建模、制药工程设计大赛等结合并贯穿大学各个实践环节,如金工实习、认识实习、生产实习。与工程实训中心的老师合作,使学生在实践中观察、体会、应用工业工程的知识解决实际问题,通过组织工业工程校园社团活动使工业工程实践走出校门。
2.4细化考核方式,增强学生主动性
为了提高学生参与互动的主动性,第一堂课时将班级学生随机分为5人一组,平时积极参与活动的同学所在组每次都得到加分,参与者额外得到一部分加分,并及时公布各组同学加分情况,形成竞争机制。《工业工程概论》考察方式为论文和平时表现相结合,提高平时表现百分比(占50%),平时表现主要体现为平时得分,小组和个人相结合的方式极大的提高了学生的积极性和协作能力。
3改善无止境
专业拓展课《工业工程概论》受到了学生的欢迎,我们将以工业工程师的信念“改善无止境”追求更好的效果,工业工程是一门交叉的学科,需要综合运用自然科学和社会科学,且应用性和实践性很强,对教师有很高的要求。充分利用高校和社会资源,通过专门IE培训、网络课程、与企业交流、进企业调研、聘用企业专家作兼职教师等方式解决师资问题,完善案例,使课程内容更合理。工业工程有助于培养学生创新精神、科学思维能力,在坚实的工程学科背景基础上增加一些生产管理知识,使学生对系统问题具有更高、更抽象的见解,并且可以对系统问题进行规划、设计、改善、创新,从而更具有技术性和竞争力。对培养多层次、精技术、会管理、善创新的工程技术专业人才、制药卓越工程师有重要意义!
参考文献
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[4]王东华,高天一.工业工程[M].北京:清华大学出版社,2005.
[5]薛伟,蒋祖华.工业工程概论[M].北京:机械工业出版社,.
工业工程实践教学模式论文
一、实践教学中存在的问题
工业工程专业人才培养目标是培养掌握现代机械工程的技术基础及专业技术以及现代管理科学的基本理论和方法的高级工程技术与管理的应用型人才。该专业的人才培养目标定位明确。在教学上,强化基础理论与实践技能,结合海峡西岸经济区的建设,培养既懂得技术,又懂得管理的应用型的综合人才;在培养目标上,增强学生的实践动手能力,与企业人才需求相结合,培养现代企业急缺的工业工程师、物流工程师、企业生产管理专员等综合性应用型人才。实践教学是联系理论教学和生产的纽带,是人才培养过程中必不可少的过程,但由于这样那样的原因,传统工业工程专业教学实践主要存在以下几个问题:
1.实践教学过于程式化,内容单一
专业培养突出实践性教学,但在实际的教学过程中,由于各高校自身特点,实践教学过于死板,实践项目过于单一,程式化,且每个教学周期都是一成不变的实践项目,虽然这有利于教师备课和实践教学的开展,但对于培养创新型应用人才却远远不足。
2.实践教学实验室和实训基地建设不够完善
目前各高校实践教学主要依托于校内建设的实验室和校外的实训基地,但实验室和实训基地的建设需要大量资金投入,特别是工业工程专业,实验室建设项目较多,不仅包括了基础IE实验室、人因工程等专业实验室,还包括机械工程若干实验室。这些实验室一经建设,若干年不会再投入大量资金进行升级和重建。造成实验项目一成不变。实训基地的建设是高校和企业共同建设的实践场所,但很多企业怕影响企业生产,或是设备贵重,涉及学生操作安全的问题,这些实训基地不能够充分利用起来,高校与企业的合作,只停留在学生到企业参观这一层面上。
3.实践教学设置上不够合理
很多高校工业工程专业实践教学时间安排和内容安排,都是由实践教师根据自身的实际课程和时间来进行的,没用充分考虑学生实践过程中与理论授课的衔接性,与学生自身成长环境的联系性,没有对学生进行区别对待,全班同学都是一个实践项目,没有创新性[3]。
4.实验人员配备、资金投入等方面存在不足
目前,我国工业工程专业发展还处于发展的初期阶段,很多企业对该方面的专业技术人员还不重视,很多高校,在培养过程中也缺少经验丰富的专业实训指导教师,在实验室建设和实训基地建设方面,因高校办学经费不足,造成对该方面投资不足。造成实验设备老旧,先进的实验仪器相对较缺乏。
二、工业工程专业实践教学新思路
1.实践教学安排
从实践教学安排上,打破原有的实践课程安排在第5-8学期的安排方式,让学生从一入学就接触实践教学,了解专业知识,认识专业的发展前景,了解专业的发展前沿,培养专业兴趣。并且每个学期末,都进行16+x模式的实践教学,其中x为实践教学的周数,它是根据实践教学的内容,合理的安排教学时间的。
2.实践教学内容
从实践教学的内容上,改变传统实践内容只停留在认知和参观时间的模式,加强学生动手能力的培养,从基础动手能力培养学生的专业认知,培养学生的兴趣。改变一成不变的实践教学内容,通过鼓励学生自我开设实践项目,鼓励学生大胆尝试。同时,实践指导教师,根据企业当前所需人才的技术要求,开设与企业生产密切相关的`实践项目,而至于让学生直接参与企业生产项目,在实践过程中,完成企业合作项目。提高了学生的动手能力,同时,为学生解决实际问题,为学生就业打下了很好的基础。
3.多种渠道,完善实验设备和实验条件
由于我校属于新建本科院校,在实验室建设方面的投入还有很多不足,但很多教师充分发挥自己的人脉资源,通过企业捐赠,校企合作等方式,逐步完善了工业工程专业实验室;并建立了6个专业的校外实习基地。同时,充分利用中央和地方政府对高校建设的投入资金,建设了一批高质量,高层次的实验室。
4.实验指导教师的挑选
在实验指导教师的安排上,充分发掘专业教师的工作背景和专业背景,特别是一些有过企业生产经验的教师,让他们设计与企业生产密切相关的实验项目,指导学生专业实践。并且,根据不同年级学生的学习过程,进行实验项目逐级深入的实验教学方法。既让学生能学得懂,学得会,又让学生有兴趣学习。同时,我们加强对实验指导教师的培训,所有实验指导教师每年暑期都会安排到当地的生产企业进行企业培训,掌握企业需求和企业的先进技术,为指导学生提供了很好的条件。
5.实践教学通过项目带动的方式进行
对于工业工程专业实习实践,我们打破原有传统实习方式,改变原有的仿真实验或是实践,以实际的生产相结合,通过企业项目或是教师在研的课题,对高年级的学生进行实践锻炼,根据不同的项目组,学生进行的实践项目也是不同的,这些项目都是综合性强,具有实际应用的项目,通过组织学生深入项目中,完成项目中一部分工作,来实现锻炼学生能力,培养创新人才的目的。
浅析工业工程的教学方式的论文
1我国工业工程发展现状
工业工程在工业化发达国家有着长期的发展历史,使这些国家的生产率在世界上处于领先地位。但在我国工业工程技术一直没有得到普遍的推广。我国自从1978年实行经济体制改革和对外开放以来,国民经济和科学技术发展进入了一个崭新的时期,我国从单一的计划经济逐渐向市场经济过渡,这给工业工程技术在我国的应用提供了新的契机。有些企业开始应用其中的一些单项方法,取得了成效。根据不完全统计,我国大型企业中只有上百家企业不同程度地应用工业工程,获得显著效果的只有30多家。工业工程的应用领域已涉及到汽车、钢铁、电子、建材、家电等十几个行业。同时,在华合资的许多企业都已开始使用工业工程技术,设立了专门的工业工程岗位和部门。如天津OTIS公司制造部就采用了专设工艺、生产、设备一条龙管理的大工业工程系统的现场管理;日本丰田公司在华合资的30多个企业也在推行工业工程为技术支持的丰田生产方式。
工业工程的应用效果及工业工程人才的奇缺引起了我国教育界、科技界企业界的高度重视。从1992年国家教委首次批准设立工业工程专业以来,迄今全国已有百余所高校设立了工业工程专业,这是扩大最迅速的专业之一。但由于时间短,在工业工程专业建设方面缺乏科学有力的指导和统一的标准,各高校开设工业工程专业的学科不同,导致培养模式尚不一样。随着WTO的进入,工业工程专业人才的缺乏已成制约我国工业工程应用的颈瓶,如何培养适应企业国际化的工业工程专业人才,已成为各高校重点考虑的问题,各高校在抓紧培养该专业人才的同时,都在积极寻找探索最合适的发展工业工程专业的路子,使该专业更快地成熟与完善。
2我国工业工程专业人才的培养
2.1工业工程专业师资队伍的建设
要使培养出来的工业工程人才具有较强的实践能力,师资是关键。教师必须具备广博的知识和技能,有很强的综合应用各种知识和技术的能力,现在我国学校教学的授课形式大多是强化理论知识,而实际操作能力较弱,这就要求有关的专业教师和实习指导教师具有非常丰富的实际工作经验。对于教师队伍应采用“走出去,引进来”的方法,采用在职进修,参加现代教育技术的培训,使教师在教学过程中采用现代的教学方法,及参加学术会议等方式。不断提高教师的专业能力,同时应积极引进高素质的工业工程专业人才。工业工程专业教师应该是既有较强的工程实践经验又有较高的理论水平的双师型教师。因此,应该定期让授课教师参与到教学实验和实习环节中,创造机会让教师到企业中实习,提高教学能力,提高实践能力,鼓励教师多做课题研究,把研究成果应用到教学中去,培养出优秀的工业工程人才。学校还应聘请一些企业优秀的'IE人才走进学校,讲授实践经验,在学校内举办相关的企业运用工业工程成功的案例讲座,扩大教师和学生的知识面。
2.2教学中优化工业工程专业的方法
21世纪已经进入信息化时代,原来采用的传统的教育手段远远不能满足教学的需要,各级、各类院校已经采用计算机网络、多媒体教学、CAI等现代信息技术手段进行教学、辅助学生学习。各院校工业工程专业在教学实习上应有自己的生产实习基地,为学生提供更多实际动手的机会,提高学生的实践能力,促进专业的发展。也有如天津大学、东北大学等采用借助系统仿真甚至是虚拟技术对学生进行生产实践训练,增加了学生实践的机会,同时也节省了学校添置昂贵设备的经费。这方面国外也有先例,许多国家和地区根据各自地区的具体情况组建了各种各样的工业工程中心和研究中心,如美国的MIT、哈维马德学院、香港理工大学的工业中心,以集中化管理的先进技术和设备为技术创新提供辅助性的服务,为工程教育提供一个高新技术的教育培训平台,使学生在经过高起点的先进技术培训后,可以很快适应现代工业社会的需求。这些优化专业的方法适应培养了当今经济和社会发展的既懂技术又懂管理的复合型人才的需求潮流。
2.3建立校办实习工厂,增强学生的实践环节
工业工程是一门应用性很强、综合交叉性的边缘学科,属于应用学科。这就要求工业工程人员经常到企业深入生产现场,对生产系统存在的问题进行设计、改善和设置,以寻求最佳的解决方法,科学技术的应用体现在生产现场的活动,所以对工业工程人才的实践动手能力有着相当高的要求。工业工程实践中的各种作业定额、作业方法都是通过各种实验、数据收集,通过科学的分析研究后制定出来的,这就要求在工业工程教学中理论知识和实践能力都要重视。使实验设备更好的服务于教学工作,让学生更加直观,更加深层次的了解生产运作的过程,最低程度的发挥实验设备的利用效率,实验室在现有基础上对不同专业方向的实验进行有针对性地设计。这种实践环节就要求教学中教师知识的构成和试验设备的配套。我国尚未建立发展学校与工业企业密切合作的机制,虽然各高校都有与企业联系的实习基地,但由于企业必须考虑自身利益,要达到预期的实习效果很难。因此,笔者认为还是高校建立自己的实习工厂最为有效。
2.4课堂教学与科研项目、技能竞赛相结合
要培养出高水平的工业工程专业人才,高校专业人才培养方案也应不断修订完善,才能适应日益激烈的市场竞争。在工业工程专业课堂教学中可以将教师的科研项目,学生的创新及技能竞赛融入进来,使教学内容更加丰满,学生才能学有所用,提高专业能力。[3]课程考核可采用多种方式,成绩考核应加大生产实践的权重。考核内容不仅重视知识的理解以及掌握,更要重视对知识的运用。对于一些多次参加科研项目和技能竞赛的学生,在本课程结业时应酌情加分。这样能提高学生参加实践环节的积极性,更加热爱自己的专业。
工业工程专业的设立为社会培养一大批有技术、懂管理的复合型人才。学校加强硬件建设、深化教学改革、强化组织管理、加强师资队伍建设和改进考核方法等多个方面不断努力、积极探索、勇于创新,切实有效地优化工业工程人才培养的课程体系,提高实践教学环节的教学质量,使学生适应新时代的发展需求。
工业工程产品结构设计课程的研讨论文
一、《产品结构设计》的课程设置规划
本课程作为工业工程专业的一门实践性强的专业核心课程,其主要任务是学习产品功能的设定、常用材料的种类和特性以及加工工艺、产品结构设计的原则以及与产品造型有关的通用结构设计知识,使学生掌握与产品设计相关的基本知识,具有产品结构设计的基本技能,能够完成简单产品设计中从功能定义到材料选择以及最终的结构设计。
1.1本课程的知识模块包括:①产品材料与表面处理工艺常识;②塑料件结构设计的基本原则;③钣金类产品结构设计基本原则;④模具基础知识;⑤产品结构布局设计;⑥产品典型结构。其目的是使学生掌握结构设计的基础知识,培养学生的三维空间想象能力,在实际应用中培养学生的新产品开发以及应用计算机绘图的能力。
1.2课程的重点内容包括:①常用塑胶材料基本知识;②常用金属材料基本知识;③常用表面处理知识;④产品结构设计总原则;⑤产品结构关系分析与结构绘图的基本要求。
二、《产品结构设计》课程的教学思路
2.1选用教材。目前还没有适合工业工程专业使用的《产品结构设计》教材,所以国内普遍做法是选用产品结构设计方面教材,暂定的教材是黎恢来编写的《产品结构设计实例教程》。该教材将作者十几年的产品结构设计经验总结而成,系统、精细、全面地介绍了产品结构设计知识及设计全过程,明确了产品结构设计的概念和岗位职责,并通过讲解一款电子产品的全套产品结构设计的整个过程,帮助学生融会贯通,更加高效地学习和掌握实用技巧。
2.2教学内容。依据工业工程专业的整体人才培养方案和教学大纲的具体要求,将《产品结构设计》分为六大模块,每个模块里面包括若干的章节,各章节之间既自成体系,又互相有衔接,条理清晰,通俗易懂。①“产品材料与表面处理工艺常识”模块,主要介绍注塑工艺理论、常用塑胶材料和金属材料基本知识,以及注塑件、钣金件表面处理方法。塑胶的定义及分类方面,介绍ABS、PS、PP、PVC等的应用范围、注塑模工艺条件和化学和物理特性,重点是使学生了解注塑件的常见问题分析及解决,比如缩水、飞边、熔接痕、顶白、塑胶变形等。金属材料方面,介绍一些金属的特性和应用范围,比如不锈钢、铝、铜、镍和锌合金。常用表面处理知识方面,主要涉及塑料二次加工的基本知识,学生需要了解丝印、移印、烫印、超声波焊接、喷涂、电镀和模内覆膜等表面处理工艺。②“塑料件结构设计规范”模块,重点介绍塑料件在设计和修改阶段需掌握的通用设计规范,比如塑料件的料厚、脱模斜度、圆角设计,能够分析塑料件的加强筋、孔、支撑面的使用范围。在细节部分,应了解塑料件文字、图案、螺纹和嵌件设计。③“钣金件结构设计规范”模块,介绍钣金类产品设计的工艺要求,包括冲裁、折弯、拉伸、成形工艺,并且让学生了解压铸类产品结构设计的工艺要求。在此模块的教学中,应引入企业实际产品案例进行讲解,以便于学生更好地掌握钣金件的设计规范。④“塑料模和钣金模基础知识”模块,介绍塑料模和钣金模的基本类型及典型结构,包括模具概述,模具的分类、注塑机介绍等,重点讲解的是注塑模结构里面的浇注系统、顶出系统、排气系统和行位与斜顶,以及二板模和三板模之间的区别和应用,以“实用、够用”为度,学生只需了解典型的模具结构,不需要进行后期的模具设计。⑤“产品结构布局设计”模块,主要介绍壳体形状结构、密封结构、卡扣结构、螺钉柱结构、螺纹连接结构和嵌件连接结构等知识,以及各个特征的定义、作用和设计原则,特别是特征在使用时的相互配合关系。拓展知识方面,要了解塑料零件自攻螺柱及通过孔设计规则,以及模具设计与产品结构设计之间的联系。⑥“典型产品结构”模块,重点介绍目前国内普遍使用的三大产品(电子产品、家电产品和电动产品)的典型结构设计知识。每类产品选取一款经典的已批量的产品作为蓝本,深入解剖结构知识在产品设计的运用。比如电子产品选手机为代表产品,讲解手机产品各零部件的结构、前壳与底壳的止口设计、LCD屏限位结构设计和电池固定结构设计,以及内藏摄像头结构设计。家电产品则以电吹风为例,学生要掌握电吹风的功能、材料、结构工艺性等,了解CAD软件在电吹风设计中的应用,能对产品塑料件进行结构分析。在此过程中,还要掌握项目管理方面的知识。
2.3教学方法。在教学中,提倡基于工作过程为导向的项目化教学,理论教学与实践练习相结合,增加实践课时的比例,培养产品设计的实践能力。教师引导学生建立实用合理的知识结构,强化学生的`自觉体验和掌握知识的迁移能力,淡化理论和实践的界限。在基础知识够用的前提下,采用任务驱动教学法、项目教学法,通过在具备多媒体教学设施的校内实训基地开展新产品和新工艺的开发工作,使学生体会具体产品的外观造型和结构设计过程,提高学生的综合应用能力和实际应用能力。
三、《产品结构设计》在工业工程专业总体实训的具体应用
在面向制造业的工业工程专业总体实训里,结合各校的实际情况,以典型产品的流水线装配设计为主体,总体实训内容分为五个阶段:前期的准备环节、产品设计与组装环节、生产线装配改善环节、三维系统模拟环节、总结交流环节。在这些实训中,可以实现“教-学-做”一体化的行动教学,让理论和实践紧密结合,从而使学生在知识和技能上达到双重提高;另一方面,可以锻炼学生的综合专业知识运用能力,提高团队协作能力,也有利于提升学生的实际动手能力,更好地让学生参与企业模拟项目,融入企业生产实践。在产品设计与组装环节,教师把学生分成六人左右的项目组,根据企业的某一个典型产品布置项目任务书。学生综合考量校内实训基地的实际条件和设备,运用产品结构设计的知识,共同完成项目。在此过程中,教师可以对新产品提出具体的要求,比如产品的结构尺寸不能过大,必须与生产线相匹配;结合人因工程学,运用动作分析和双手操作分析,在工艺上要符合车间的零部件装配顺序,有利于工序和工位的确定;新产品各零部件的装配要牢固可靠,可以满足多次拆卸而不容易损坏;产品的价格应合理,要用最少的成本做出符合客户要求的产品;考虑试验的可行性和零部件的可修改性。
根据职业教育特点,采用了“行动导向”的“工学结合”项目化教学模式,即学习的内容是工作,通过工作实现学习,工作和学习是一体化的。在教学过程中,遵照学生的一般认知规律和工作过程顺序进行设计。学生通过对自身经验的反思和批判性检查,验证、丰富和更新自己的行动模式和认知结构,达到提升行动能力、解决职业活动中的问题的目的。在工学结合一体化课程中,采用以学生为中心的教学方式。学生在没有教师直接帮助的情况下围绕已经明确的学习目标独立完成学习任务,教师的任务是为学生独立学习起起咨询和辅导的作用。项目教学是师生通过共同实施一个完整的“项目”而进行的教学活动,项目是指以生产一件具体的、具有实际应用价值的产品为目的的工作任务。
2根据机械制造类专业课程教学设计的指导规划教学内容
可将教学资料内容规划为如下几个方面的内容:教学方案、工作任务单、课程引导文、引导性教学PPT、学习参考资料清单。
2.1学习者特征分析
高职学生已经学过了独立的和分散的专业课程。如何将这些专业基础课程和专业课程相衔接,将学过的知识系统化,是目前高职教育亟需解决的问题。现在学生已经具备了以下的能力:能够完成中等复杂零件图的制作和输出,手工编制较简单的CNC程序,操作数控铣、数控车床,应用一种CAD/CAM软件完成零件的三维建模,手动检测零件的尺寸精度,编写数控加工工艺文件,使用专业术语交流,借助技术手册阅读图纸的相关技术要求。
2.2教学方案设计的主要内容
课题名称:低碳环保风力装置机械部件创新设计与制造。教学时间安排:10课时。学习/工作任务描述:学生根据低碳环保风力装置的部分图纸,在“理实一体化”教学区内,以低碳环保的设计和制造方法,在规定时间内完成产品的设计、制造和调试工作,并及时记录和总结自己掌握的`知识和技能。学生以团队的形式共同完成该项任务,需要进行必要的分工和合作,最终实现低碳环保产品的设计和制造。每组学生在此过程中,需要与设备管理员、工具管理员做好交流沟通,安排好加工时间段。在设计和制造过程中学生要明确低碳环保设计理念,注意使用现有设备、工装夹具、刀具和量具完成加工制造任务,注意设计的零件与现有零部件的配合关系,在几何精度方面查阅相关技术手册。该任务需要严格遵守国家标准和安全准则,规范设计制图和设备操作。在任务结束时要归纳整个设计和加工过程,对遇到的问题进行总结,自觉保持安全作业,遵守“5S”的工作要求。教学/学习目标:学生以小组的团队形式,在指导教师的引导下,根据低碳环保产品设计理念和思路以及国家相关技术标准和机床设备使用安全准则,提出对低碳环保风力装置的产品设计方案,并能够在小组内进行比较和评价,得到最佳实施方案。学生要能够对比和评价产品的数控加工工艺方案,最终确定最佳的解决方案,并实施加工。根据产品的装配和调试的相关技术标准,学生要对已完成的任务进行总结、评价和汇报。学习完本项目后,学生应能够完成低碳环保小型产品的设计和制造,包括设计原理分析、机械零件设计、计算机辅助设计、计算机辅助制造、数控加工工艺方案的优化与制订、数控程序的编制与调试、中等复杂零部件的数控车与数控铣配合的操作加工。通过该项目的实施,学生更加关注低碳环保产品的设计和制造,其相关的环保意识也有所增强。教学对象:高职教育制造类专业的第五学期学生(制造类专业,例如机械设计与制造、机械制造与自动化、数控技术、计算机辅助设计与制造、精密机械技术、机电一体化技术等专业)。教学内容:根据低碳环保的理念,某企业设计出了低碳环保风力装置。现给定一风能,根据能量转换原理,创新设计与制造一风能驱动叶轮转动,进而带动传动机构和驱动机构,实现物料传送的机械装置。物料尺寸Φ25mm×10mm,物料材质为塑料或尼龙;顶杆作直线往复运动,行程范围为30~50mm。教学过程:仅提供该装置部分工程图和部分零部件,让学生根据所提供的产品工程图(部分),分析、讨论该低碳环保产品的设计理念和使用场合,编写产品设计说明书。在掌握新产品的整体结构后,完成缺少的零部件设计,遵照国家标准完成工程图的制作;完成该产品的三维实体图的绘制,实现虚拟样机的装配;对设计零件进行工艺分析,制定出合理的工艺方案,按照工艺文件完成零件的数控加工制造;最终将产品所有零部件装配,进行装置调试。教师需要参与学生的设计方案和工艺方案的讨论过程,指出关键问题所在,如对于CAD/CAM软件使用能力、标准件的选用方法、数控加工工艺的制定思路、数控加工操作尤其是数控车/数控铣的组合加工、装配调试的注意事项等。
2.3教学环境设计与资源配置
教学车间,学习讨论区与加工区以玻璃幕墙隔开,一是避免噪声,二是保护学习讨论区设备。中间区域为小组学习和讨论的主要场所,需要配备电脑和电源插座。该设计模式有利于理论与实践相结合教学的实施,学生可以在加工现场旁进行讨论和学习,这很好地解决了实践与理论分离的问题,有利于综合性教学课程的开展。
3结语
上述设计和规划能够引导学生顺利地完成学习任务,达到预期的教学目的。这种行动导向的“工学结合”项目化教学模式,通过近似真实的工作环境培养学生的职业素养,增强学生学习的兴趣,培养学生自主获取信息和适应团队工作模式的综合能力。该教学项目的设计,是技能大赛引领教学改革的一次探索和尝试,是将技能大赛项目向课堂转化的一个典型案例,也是应用技术型学校进行行动导向课程改革探索的典型案例。
无机化学实验课程教学模式论文
摘要:近年来,地方本科高校逐渐向应用技术型大学转型,教学过程要以应用型人才的培养为目标。无机化学实验是一门重要的化学基础性实践课,教学内容多以传统的验证型实验为主,不符合对培养实践能力强的应用型人才的目标要求。根据目前教学情况,对无机化学实验教学模式进行多层次化改革探索,提高学生的实验综合素质及创新型思维,促进转型发展。
关键词:无机化学实验;转型;改革;多层次化
在近几年的经济结构调整和产业升级的过程中,需要大量的技能型、应用型、复合型人才,为了深化创新创业教育改革、产教融合,地方本科高校逐渐向培养适用人才的应用技术型大学转型,从而更好地为地方经济的稳步发展服务[1]。,在国务院印发的《关于深化高等学校创新创业教育改革的实施意见》中,强调要强化实践,注重培养学生的创造性思维,探索培养创新创业人才的新机制。化学实验是培养应用型化学人才的重要途径,无机化学实验是化学、化工、生物、食品、医学、土木等专业的第一门基础实验课,通过对无机化学实验的认真学习,学生逐步具备了扎实的化学素养,为后续学习其他化学实验课程打下坚实的基础。为了充分发挥无机化学实验的作用,提高无机化学实验教学水平,启迪学生创新思维,更好地完成人才培养目标,深化无机化学实验的教学改革就显得尤为重要。目前开设的无机化学实验内容传统,大都是验证型的实验项目,还停留在巩固并加深对基本理论知识的理解,掌握基本实验操作、及常用仪器的使用等,且授课过程为教师清晰地讲解实验过程,包括注意事项以及最后实验数据处理方法等,随后学生按部就班进行实验,不用深入思考和查阅相关实验资料。这种传统的单一授课模式使学生很快直接掌握尽可能多的实验信息,但学生易于养成惰性,甚至养成抄袭的坏习惯,缺乏实践意识,影响学生发现、分析、解决问题的能力培养;更为重要的是综合型和设计型实验较少,不利于学生主动性和创新思维的培养,很难达到培养高素质应用型人才的目的[2-3]。因此,改革传统无机化学实验教学模式,探索新的教学方法势在必行。在高校转型背景下,面对本科层次技术型人才的培养需求,我们无机化学教研组对实验内容和教学模式进行多层次化整合,将无机化学实验课程建设成为培养学生专业基础实验能力的平台,使学生掌握扎实的实验操作技能,更提高学生的学习兴趣和自觉能动性,努力提高学生实验能力的素养[4-5]。
1验证型实验项目及良好实验习惯的养成
验证型实验主要是规范实验基本操作技能,养成良好的实验习惯,加深对理论知识的验证。我们安排了4个验证型实验项目,包括“粗盐的提纯”、“醋酸标准解离常数和解离度的测定”、“硫酸亚铁铵的制备”及“配合物的生成和性质”,这些都为无机实验教材常年选用的经典案例,易于操作且具有启发性,对培养学生正确掌握化学实验的基本操作技能技巧有重要作用。我们严格要求学生课前必须预习,并书写预习报告,如果没有预习报告,就不可以做实验。上课时可以顺利回答任课教师提出有关内容的问题,如果不能正确回答问题,就会影响实验的平时成绩。这样可以督促学生积极预习实验,而不是一味地抄袭教材内容。实验讲解过程中,老师会给学生做好演示,一些内容还做成了微课,如:“结晶”、“常压过滤”、“减压过滤”、及“分析天平的使用”等,作为资料让学生在预习时观看。目前,微课和翻转课堂被引入教学平台后取得了显著的良好效果,它们可以引导学生在课外主动学习。结果表明,学生观看微课内容后,课堂效率明显提高,实验过程中学生可以更迅速地学会理解实验原理及步骤,学生的实验操作能力得到了切实的提高。
2综合型实验项目
综合型实验项目目的是选取综合型实验,引导学生广泛查阅资料、自行设计定制实验方案,这样可以充分调动学生的学习主动性和积极参与性,提高实践能力,进一步提高实验技能和素养。我们初步准备了二个综合型实验,分别为“聚碱式氧化铝的制备及净水实验”、“三草酸合铁(Ⅲ)酸钾的制备、组成测定及表征”,它们涉及到的单元操作,如:加热、溶解、过滤、沉淀、结晶等,这些都是前面4个验证型实验学习的内容。将学生分成若干小组,大家可以根据自己的个人兴趣选做其中一个,老师提前将实验任务交给学生,学生查阅文献资料后设计出全套的实验方案,其包括:实验原理、实验步骤、所需仪器和试剂,及操作注意事项等,方案经教师审阅批准后各自独立完成实验。在实验过程中要求他们认真操作,如实记录现象和处理数据,遇到问题积极主动讨论解决,最后完成实验报告。这样的`实验方式,有助于培养学生的主观能动性,也体验了团队协作的重要性。
3科研创新型实验项目
科研创新型实验项目的是加强学生合理运用多种实验方法和仪器设备的综合能力,使学生体验到化学知识点的交叉融合,完善学生的实验技能和素养。教师们的科研课题更接近科学研究的前沿,将无机化学实验内容与现代技术相融合,会增加实验的趣味性。我们同时开发了若干个科研创新型实验项目,如:多孔材料的合成及其对气体吸附性能的研究,稀土金属发光材料的制备及其发光性能研究、TiO2复合材料的制备及光催化降解研究等,这些课题是将教师的课题研究融入到无机化学实验的教学中,实验过程包含制备和性能分析,除常规实验操作外,同时利用热重分析仪、熔点仪、比表面积及孔径分析测定仪、紫外-可见分光光度计、红外光谱分析仪、荧光光谱仪等对产物进行表征。这些综合型实验操作步骤多,同时利用大型的仪器设备,体现了实验内容的先进性,培养了学生综合实验能力。大家可以任意选做其中一个实验项目,根据前期的探索性实践,学生对这些实验项目兴趣和积极性都很高。开展科研型实验项目是理论和实践相结合的一个升级体现,同时提高了实验室大型仪器设备的利用率,营造了课研氛围,这对于学生主动学习能力的提高和自身知识结构的优化都有较大帮助。为了培养应用型技术人才,近年来,我们生化学院不断完善实验教学的硬件条件,同时开展了实验室开放项目和大学生化学实验技能竞赛等活动,引导学生积极主动参与,多方面加强学生综合素质。随着实验教学改革的持续深入,新设备、新技术被广泛应用,实验内容不断更新,综合型和科技创新型等高层次实验所占的比重也会越来越大。通过对无机化学实验的教学内容进行多层次探索性改革,激发学生对实验课的浓厚兴趣和积极性,培养了学生的创新意识和创新能力,提高学生的综合素质[6]。综上所述,在教学实践中,只有不断改革探索,创新、优化教学方法,才能持续提高实验教学质量,为提升学生综合能力提供一个好的平台,有利于应用型本科院校的可持续发展。
参考文献
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[5]蔡金华.无机化学基础实验教学改革探索[J].教育现代化,2017(16):40-41.
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工业工程教学规划及创建的论文
一、工业工程专业定位与特色
三峡大学(以下简称“我校”)工业工程专业开设在机械与材料学院,开始筹备,获准开设,正式招生,培养出第一届毕业生,同时开展工业工程专业的学位硕士培养。我校在20筹备工业工程专业时就充分考虑了工业工程学科特点及校企互补、产学研相结合培养人才的目标,将专业设置在机械与材料学院,专业定位于近机类专业,明确了毕业生授予工学学士学位,培养方向定位为主要为机械制造企业培养复合型高级工程技术人才。工业工程依托机械优势学科开展专业建设,因此专业建设强调制造工程相关技术和理论在工业领域内的应用,应体现以机械制造技术为基础,以生产系统管理基本理论为核心,以计算机信息技术为手段,强化实践性教学环节的思路。我校机械学院在工业工程专业的规划与建设中,基于机械大类教学平台,注重依托本学院的湖北省重点学科、国家特色专业——机械设计制造及其自动化,以及湖北省重点实验室——水电机械设备设计与维护实验室,充分利用该学科较强的师资力量及制造实验室大环境,使工业工程专业成为学院现代制造系统大平台下的一个重要组成部分,共享教学实验资源。我校工业工程专业的培养目标主要是面向生产制造业,培养的学生毕业后能从事工厂规划设计和改善、产品制造工艺设计、生产制造过程管理等方面的技术和管理工作,具备经典工业工程的应用能力和现代工业工程的创新能力。
二、工业工程专业实践教学体系规划
1.实践教学目标
基于工业工程专业的培养目标,我校确立本专业实践教学规划的目标和指导思想为:培养学生的实际动手能力,验证所学专业理论知识,加强IE基础理论方法和基本意识的训练;突出现代IE中信息化和集成化的特点,强化IE的制造工程背景,强化学科交叉和综合性,培养学生综合运用专业知识进行制造系统分析、设计、优化、控制、评价和创新的能力;满足本科生、研究生教学,教师科研活动的需要。
2.实践教学体系
针对工业工程专业培养目标设计的本专业实践教学体系主要涵盖了实验教学、认识实习、金工实习、生产实习、专业课程设计、专业综合课程设计及毕业设计等相互联系、有机统一的实践环节。
(1)认识实习。
认识实习是学生取得对企业一定的感性认识,培养IE人才的实践性教学环节,时间在一周左右,安排在基础理论课之后,专业基础课之前。认识实习应广泛涉及企业产、供、销、质管、技术等多方面,并选择典型工业企业作为实习对象,使学生通过考察,增强认识,提高专业学习兴趣,为专业教学打好基础。
(2)金工实习。
金工实习是学生真正通过上岗操作了解机床、了解产品生产过程的实践性教学环节,并且能够为后续的生产实习做直接的准备,采用集中的方式在校内实习工厂完成。涉及车、铣、刨、磨、铸、钳、数控加工等工种,目的是让学生将机械工程知识综合运用到生产实践中去,以培养学生动手能力和工程能力。
(3)实验教学。
实验教学是IE专业实践教学的重要组成部分,目的是让学生验证所学专业理论知识,加深对理论知识的理解,以及模拟工业企业生产制造经营系统的设计与运行,培养、提高学生的动手能力和工程分析与设计的技能。实验教学可以通过模拟企业的工作环境、实际业务,如模拟沙盘、仿真等,让学生了解和参与企业运作的整个过程。
(4)生产实习。
生产实习是学生实践能力培养和创造性发挥的重要平台,要求学生通过参加以顶岗为主的生产实践,学习、掌握和深入了解制造企业实际情况,应用所学的IE理论与方法对企业的生产运作系统中的规划、设计、评价及创新等问题进行了解、分析并力所能及地提出一些符合实际的解决方案。基于实习效果及学生兴趣等方面考虑,生产实习宜采取集中与分散相结合的方式。我校主要采取集中方式,由教师加强过程控制。
(5)课程设计及专业综合课程设计。
课程设计是学生在掌握了所学课程的基本理论、基础知识的前提下,综合运用知识完成设计要求,目的是通过设计,培养学生综合运用IE知识解决问题的能力和素养。我校IE专业课程设计通常采用集中的方式,由指导教师指定一组课题,内容主要有设施规划与物流分析课程设计、基础工业工程课程设计、管理信息系统课程设计、专业综合课程设计等,分别针对工业工程专业主干课程进行实训活动。
(6)毕业设计。
毕业设计是IE实践教学体系最后一个环节,一般安排在最后一学期所有课程完成后,采取学生自选课题、教师推荐课题及学生到企业生产第一线寻找课题三种形式,主要目的.是培养学生综合运用所学的基础理论和专业知识,进一步提高学生独立分析问题和解决问题的能力;培养学生根据课题收集、整理、综合分析、应用科学技术资料的能力及查阅和翻译外文资料的能力;培养学生科学研究能力和创新能力。
三、工业工程专业实验室建设规划与实践
工业工程是一个应用性很强的交叉性学科,要求理论联系实践,特别强调实践环节对学生的训练。本专业在人才培养方案制订时就把实验和实践放到了一个很重要的位置,在实践环节的设置、课时的分配等问题上都做了明确的规定,实践教学环节占总学分比例达到20%。在专业培养目标和培养模式的指引下,我校在参考著名高校工业工程实验室的基础上,确立了基础IE实验室+现代IE实验室的工业工程专业综合实验室建设方向,将基础IE实验平台与现代IE实验平台有机融合在一套实验平台中。
我校工业工程实验室建设思路:
营造一个类似真实的自动化制造系统生产运作环境,为学生提供一个全面的、创新的、密切联系工业实际的实验教学平台,能满足主要专业课程教学实验需要,保证实验内容的系统性、完整性、连续性,以达到锻炼和提高学生对制造系统的认知和操作能力以及生产运作与管理水平、系统分析和设计能力的目的。作为实验体系的核心部分,综合实验室中教学实验的设置,不应是相互独立的单项实验,而应根据IE专业的课程与知识体系,运用系统原理,设计一套相对独立又相互联系,覆盖多门专业课程与知识领域的实验形式多样的教学实验体系,它能够提供验证理论知识和综合应用相关技术的环境,模拟真实生产系统的场所和开发应用工业工程知识的条件。在模拟真实的自动化制造系统生产运作环境的建设思想下
我校工业工程综合实验室的规划是:
在实验室里建立一个微型工厂(Mini-factory),营造一个类似真实的生产环境,主要从事制造系统规划设计研究、设施规划及物流分析研究、时间分析与作业研究、人因工程实验研究、生产计划与控制的实验与研究等,以加强学生对基础工业工程的知识和技能、现代工业工程的技术和方法的掌握。
要求:
实验体系模块化、可扩展性、可重构。我校工业工程综合实验室的微型工厂基本配置规划为一套功能设备较为完备的模块化的自动化制造系统FMS
包括:
环形可扩展生产流水线,微型化、教学型的生产设备(至少一台立式,一台卧式数控加工中心),一台教学型工业机器人,一套RGV系统,微型化立体仓库、相关控制系统等。在此基础上,根据实验教学需要,适当添加工业摄像机、电子看板及其他数据采集及分析处理设备。微型工厂化配置是我校实验室建设的定位,也是相当一部分高校工业工程实验室规划的一种趋势。这是一个大的系统工程,需要总体规划,分步实施。在进行实验室规划过程中,学院充分考虑到院、系现有的以及待建的实验资源共享问题,以避免重复性建设。为此,学院一方面利用机械工程学科现有实验资源,另一方面投入大量人力物力,购置设备,建立和完善专业实验室。
工业工程综合实验室主要功能模块包括:
基础工业工程实验模块、自动化制造系统实验模块、人因工程实验模块、设施规划与物流分析实验模块、生产计划与控制实验模块等。目前已经建设好并投入实验教学的是基础工业工程实验模块、自动化制造系统中的仓储与物流分析实验模块、人因工程实验模块。该实验室主要针对工业工程专业的“基础工业工程”、“生产计划与控制”、“生产自动化与制造系统”、“人因工程”、“设施规划与物流分析”、“工业机器人”等多门课程。同时与机械工程学科资源共享,提供机械设计制造及其自动化专业的“先进制造技术”、“机械制造装备”、“机电传动控制”、“机电系统设计”、“企业生产管理”、“工业机器人”等课程。
四、建立校企合作教学科研实践基地
IE是实践性极强的专业,在IE专业的教学过程中,课外实践环节是必不可少的,对于培养学生的实践能力和综合运用知识进行科学研究与工程设计的技能,具有特别重要的作用。高校与企业共建实习基地是提高学生综合素质和实践能力的有效途径。这种课外实践教育环节是课内实验教育环节的延伸,也是对课内实验教育环节的弥补。换言之,建立校企教学实习基地是建设校内实验室在物理空间上的拓展,并在技术时间上的跟踪。另一方面,建立校企教学实习基地可以发挥各自优势,实现优势互补,共同发展。工业工程专业人才以培养学生创新精神和实践能力为重点,实践教学内容是否先进、有效、体现企业的实际需求直接影响着学生实践应用能力,通过与地方企业建立生产实践基地,实现实践教学与企业、社会的紧密联系,顺应了时代对大学教育的要求。以生产实践问题为主导的实践教学活动,也极大地调动了学生的学习积极性,强化了学生的实践应用意识。对接地方企业生产实践,首先满足了学生课外实习实践的要求,其次,典型企业的典型生产实例也成为理论课程案例、实验、课程设计的实践素材及教师科研活动的对象。因此,学院与本地企业和地方政府积极沟通与合作,先后与多家知名制造企业如葛洲坝集团船舶工程公司、力帝机床工业公司、中船重工中南装备有限责任公司等达成实践教学基地合作协议,依托企业开展相关课程实践教学,使教学结合企业生产和科研活动进行,以增强学生的实践能力。
五、结语
我校在工业工程专业实践体系规划建设中,围绕培养目标,探索了一条依托机械设计制造及其自动化优势学科,基于机械大类教学实验平台,整合现有资源,分阶段逐步建立完善的工业工程专业实验室,积极与地方企业合作,建立校企合作教学科研实践基地的道路。实践表明,工业工程专业是随着时代的发展而不断进步和发展的,实践体系的建设只有满足社会需要,符合时代发展的趋势,才有助于培养适应我国现代化建设所需的工业工程人才。
关于工业工程多样化教学法论文
1.前言
系统工程是工业工程专业的一门专业基础课,通过学习该课程,学生应掌握系统工程的基本思想和方法论,并能初步运用系统工程的常用模型方法,定性分析与定量分析相结合,最终达到最优控制和最优管理,实现系统的综合最优化。该课程在整体的课程体系中起到非常重要的基础作用。我校工业工程专业将培养目标确定为:培养适应国家建设和科技发展需要的,既掌握扎实的机械工程技术和计算机应用技术,又掌握现代管理科学与系统科学的理论和方法,能熟练应用工业工程知识,对企业的生产系统进行规划、设计、运作和管理,既懂技术又擅长管理的复合型高级工程技术人才。培养目标主要是面向生产制造业,培养的学生毕业后能从事工厂规划设计和改善、产品制造工艺设计、生产制造过程管理等方面的技术和管理工作,具备经典工业工程的应用能力和现代工业工程的创新能力。针对培养目标,确定生产系统工程课程的教学内容,采用适当的教学及考核方法使学生掌握系统工程观念,提高解决实际问题的能力,是本课程教学的目标。笔者以在三峡大学机械学院近4年对系统工程课程的教学实践探索,从系统工程的特点、工业工程专业对本课程的需求出发,总结了理论讲授+案例分析+课堂实例讨论的教学模式,收到了良好的教学效果。
2.课程内容的确定
系统工程课程的特点是系统性、开放性和应用型,学习时不能孤立,应该前后联系,系统思考,坚持问题导向,采用系统化方法;同时作为一门交叉学科,它延续与综合很多学科领域,融合各种方法,应用面极广,是多学科融合的课程;系统工程属于应用科学层次,理论性和实践性都非常强。在教学中应注重培养学生的应用能力,造就学生基于行业问题导向的管理能力。系统工程这门课程的教学目标是培养学生运用系统工程的思想和方法论解决实际问题的能力,而不是仅仅教会学生一些基本的诸如系统模型方法、层次分析法等已数学化的工具。如果教师对该学科整体结构没有深刻的认识,按部就班地照教材上的章节讲解,学生学完之后会产生系统工程就是一些模型和方法的误解,因此,在教学中必须站在系统的观点上准确把握本课程的整体结构,把握系统工程的精髓,优化教学内容,达到预期的教学目的。课程内容主要使学生全面了解、掌握系统工程的全貌。在学生学习完之后能够对该课程有一个全面的了解,能从系统的、全局的角度分析问题,解决问题。因此课程的内容安排既要考虑一定的深度,也要照顾一定的广度,尽量让学生能掌握系统工程的原则和特点,了解系统工程在系统科学和分析决策科学中的地位和作用。我校工业工程专业采用的教材是陈宏民编著的《系统工程导论》,原书有七个章节,课时安排:理论讲授34学时,讨论课6学时。受课时限制,同时避免与其他相关课程内容重复,内容做了相应的删减。七个章节内容及课时分配如下:第一章序言,2学时;第二章系统与系统工程,4学时;第三章系统工程方法论,6学时;第四章系统建模方法,6学时;第五章系统分析方法,8学时;第六章系统评价方法,6学时;第七章系统仿真,2学时。
3.多样化教学模式的探索
基于对系统工程课程教学目的、教学内容的分析,紧扣工业工程专业教学和高等教育改革的要求,以尊重学生的主动性,培养学生的自主学习能力和解决实际问题的能力为主要目的,笔者通过近几年的教学实践总结了一套理论讲授+案例分析+课堂讨论的本课程教学模式。系统工程课程教学模式的.特点是教学方法多样化。系统工程课程内容繁多,其中系统工程的理念、方法的应用等是教学的重点和难点,学生不容易掌握。因此,在具体的教学中应彻底放弃机械的、填鸭式的教学方式,充分尊重学生的主动性,通过各种方式和方法引导学生改善自身的学习行为,由“以教师为主体”的传统教学模式向“以学生为主体、教师为主导”的新型教学模式转变,以提高教学质量,达到良好的学习效果。因此,笔者建议在系统工程课程教学中引入案例教学法和课堂讨论教学法,使教学方法多样化,完成从单一的课堂讲授向课堂讲授+课堂讨论+案例教学的转变。
3.1课堂讲授法
高校虽然越来越注重学生实践能力的提高,但讲授法在高校课堂教学中仍然非常重要,是教师教学过程中运用最多的方法之一。但教师在运用过程中缺乏改进意识,讲授法以“满堂灌”为主,无法适应新时代的要求。因此,重新认识讲授法,科学合理地有效运用是当前高校课堂所必需的。课堂讲授法的优点:一是教师直接向学生呈现学科内容,根据学生的接受能力控制教学进度;二是课堂讲授法有助于展示教师的人格魅力,教师以他渊博的知识、清晰的思路、流畅的语言感染学生,鼓励学生的学习热情;三是课堂讲授法能够给予学生更多的学习指导。关于课堂讲授法的缺点是,在教学过程中学生的注意力会逐渐下降。因此,注意在课堂教学中创设问题情景,实施启发式教学:根据教学内容,设置问题,收到较好的教学效果:一是激发了学生学习的积极性,由被动接受转为积极思考,增强学习的独立性和主动性;二是在讲授和引导学生探索新知识的过程中,找出不同知识以及新旧知识之间的联系,促进学生知识结构的整合和优化。
3.2案例教学法
案例教学是一种以学生为中心对现实问题和某一特定事实进行交互式的探索的过程。系统工程课程比较适合开展案例教学。在教学中要求学生掌握系统的思想理论,掌握解决问题的多种方法和手段,同时希望学生学到如何将所学知识和实际相结合,解决企业生产管理过程中遇到的相关问题。案例教学是培养学生分析问题,解决问题能力的一个有效途径。在系统工程教学中,在涉及方法、技能的内容讲授中,使用案例教学是特别有必要的。一个小小的案例包容了全部讲授的信息,通过采取由表及里,由窄至宽,由浅及深进行系统分析的案例,让学生完全领会讲过的方法和手段及应用,达到传授知识的目的,通过案例教学,使学生应用理论知识解决实际问题的能力得到提高。-在讲授系统工程在生活中的应用时,以华罗庚的“泡茶问题”为例,说明系统工程在生活中有着广泛的应用背景;-在讲授系统工程发展时,讲授了都江堰工程、黄帝内经、丁渭修复皇宫、阿波罗登月计划的系统工程思想;-在讲授霍尔系统工程方法时,以武汉-宜昌之间交通运输方式的选择为例,让同学们查找资料,运用所学的方法和步骤给出自己的分析结果,同时充分运用头脑风暴法,在课堂上各抒己见,总结出最佳结果;-在讲授投入产出模型时,以某地区的计划期内工业、农业、其他产业的投入产出模型为例,和同学们一起进行模型的分析和计算,以帮助理解投入产出模型的意义和用法;-在讲授系统环境分析的方法时,以沃尔玛、耐克的SWOT分析为例;-在讲授头脑风暴法时,先讲了高压线除雪的案例,然后让同学们开动脑筋,踊跃发言,提出自己的方案,最后介绍美国人的解决方案,互相激发,看看同学们还能不能提出更适合的高压线除雪方法……在讲授的同时积极引导学生加入到案例的分析中,既加深了学生对所学知识的理解又掌握了运用方法,还保持了活跃的教学气氛。
3.3课堂讨论法
课堂讨论能强化学习效果,激发学生的探索性和发现性思维。除了在介绍案例时引导学生积极加入讨论外,本课程还专门开设了6个课时的讨论课,分别安排在不同的授课内容完成之后开展,在讨论课之前先把学生分成5~6个人一个小组,将讨论的课题布置给学生,让他们课后查找资料,以组为单位做好准备工作,讨论课时每组推选一个代表,提出本组方案,展开讨论。例如,在第一、二章讲完之后,给学生提出讨论课题―――为什么说“城市交通问题是一个系统工程问题”,要求学生运用系统工程的特点进行分析;在讲授系统工程方法论时,进行课堂讨论:企业困难时裁员的利与弊;在讲授系统评价指标体系时,进行课堂讨论:评选优秀班集体时,如何建立一套评价指标体系等。通过讨论,使学生弄清概念,熟悉步骤,掌握方法。课堂讨论法能加深学生对知识的理解,拓宽学生的知识面,激发学生的兴趣、发挥学生的主观能动性,让学生学会分析问题和解决问题,这对培养学生创新能力具有重要作用。
4.结语
通过对系统工程课程特点和教学目的的分析,提出了适用于系统工程课程的理论讲授+案例分析+课堂实例讨论的教学模式,该模式突破传统的单纯教师讲授的课堂教学模式,将教师和学生引向一个更为广阔的教与学的空间,把教的任务由传授知识为主转变为以启发和引导学生为主,有利于培养学生自主学习能力和解决问题的能力。当然,教育模式的改革是一个需要在实践中反复摸索和检验的过程,对系统工程教学模式的探索还有待于进一步深入。
工业工程专业教学改革探讨论文
摘要:以社会需求为导向是高校教学发展的必然趋势,就工业工程专业发展的新形势,分析了教学中存在的问题,提出了以社会需求为导向的课程教学和实验实践教学改革策略以及建设教师团队的方法,并提出了实施3+X教学新模式。这对于高校工业工程专业课程教学效果和实验实践教学水平具有一定的提高作用以及很好的指导和借鉴意义。
关键词:工业工程;社会需求导向;教学改革;实践基地
在经济全球化的背景下,我国市场经济获得了迅猛发展,推动了我国制造业的持续发展,对工业工程人才的需求在数量和能力上提出了更高的要求[1,2]。因此,面对需求日益增加的人才缺口和毕业生毕业即失业的两难困境,中国各个高校在培训工业工程人才培养过程中应以社会需求为导向,加快工业工程教学改革,培养出拥有国际视野和创新创造能力的应用型以及高水平的人才走出这一困境,满足制造业发展的需求。目前,以社会需求为导向的教学模式与专业教学模式兼容性不好,有效实施的难度较大。近年来,我国高校招生规模迅速扩张,虽然相应的办学条件、教学模式、科研水平等也不断提高和完善,但是依然滞后于规模的扩张,实验实践教学水平滞后于相应技术的发展[3]。随着经济危机的突然爆发以及我国的产业调整和经济转型,在教学中对大学生的实践和创新能力提出了更为高层次的要求,导致高校专业人才培养不能满足社会的多样化需求,教学面临着严峻挑战[4]。另外,随着越来越多的毕业生进入市场,失业率迅速增长,再加上毕业生的综合应用能力较差,学生也无法在毕业后立即应聘到合适工作。传统的教学培养模式越来越难以解决这个矛盾,取而代之的要克服自身教学的不足,以满足社会需求为导向,转化“重理论、轻实践”的传统培养模式,改革专业实验实践教学模式,发展以“重能力、重应用”为核心的新培养模式。本文以上海理工大学的工业工程专业培养为例,以社会需求为导向提出了专业能力培养与实践基地应用相结合的改革方法,并且提出了实施3+X教学的改革思路。
一、工业工程专业教学存在的不足
1.大多数教师承担很重的理论教学,忽视了课程间的联系。工业工程专业知识体系往往较综合、交叉性强,不同的专业课程联系很紧密,像人因、设施规划、生产计划等课程彼此交叉[5,6]。但实际教学中,教师忽略了课程间的交叉性,忽视了课程综合理解在专业知识体系中的作用,使学生对专业知识的理解停留在表面,并且实际知识应用能力就会较差,综合能力得不到有效的全面提高。
2.实验教学体系的系统性和综合性不强。很多专业知识点在一些课程实验中重复出现,对于重复出现的专业知识点,在进行实验教学过程中都浅尝辄止,这种分流的实验教学模式不具有系统性,不利于学生形成完整的知识体系。另外,传统的.实验教学模式都是对单课程专业知识点的应用,虽然通过实验,学生了解和掌握了单课程知识点的应用,缺乏对不同知识点的综合协调应用,无法利用实验提高学生解决问题的能力。
3.实践教学条件落后,实践教学模式单一,缺乏实践强的团队。实践教学资源的建设落后,无法满足教师在实践教学上的需求,对学生的专业和综合实践缺乏有效平台,难以提高学生的知识应用能力。传统的教学模式“生产实习—课程设计—毕业设计”基本都在校内完成的,没有根据社会需求融入到企业中去,与社会实际需求相脱节。另外,大部分教师都是从学校毕业后直接从事教学工作,缺乏实践的专门训练,难以建设实践教学较强的教师团队。
二、以社会需求导向的课程和实验实践教学改革的构想
以社会需求为导向的教学关于创新性、应用性、综合性的特点,要求教学过程由独立、分散、封闭的架构体系转向交叉、集中、开放的综合化体系。由注重课堂教学转向更多地关注实验实践教学[7]。在工业工程专业教学实验实践中,可以从以下几个方面进行改进:
1.建立课程教学与实验教学的横纵向联系。以专业课程为主线,改革课程设置,分析现有专业课程中相同的实验内容,是不是存在重复,但是又不重要的内容,针对这些问题,重新确定课程教学内容和实验教学的安排,建立课程教学与实验教学的横向联系。同时,实验教学都是相互之间有联系的,比如人因、立体仓库、设施规划、物流、生产线等,在时间上都有前后承接关系,在实验过程中,学生逐步加深对专业知识的领悟和应用,学生可以更好地掌握整个实验体系,这种课程教学与实验教学的纵向安排,使学生更易掌握工业工程专业知识和技能,为实践服务。
2.以社会需求为导向,改善实践教学条件,搭建实践平台和实践基地。通过与校友企业进行融合,建立专业学生的实践基地。积极拓展产学研合作,搭建实践平台,比如联合实验室、模拟车间、创新研发中心等,从根本上改善实践教学环节,达到与企业资源共建、互利共赢的目的。上海理工大学管理学院与上海庞源机械租赁股份有限公司共建工业工程专业实践基地,采取学生轮岗实践的方式,目前已经输送完第一批学生,取得了一定的效果,充分调动了学生的积极性,收获颇大。
3.建立实验实践教学团队。要实现以社会需求为导向的教学改革,需要建设实验实践能力较强的教学团队,培养双师型教学团队,一方面联合校企建立教师实验实践基地,联合培养青年教师;另一方面,进行青年教师的教学能力和实验实践能力双向发展,派送青年教师到企业进行锻炼,同时邀请具有丰富实践经验的企业界优秀人才对学生进行指导。通过双向培养,建立一支教学和实验实践能力较强的综合教师队伍,确保高质量的课程教学和实验实践教学的实现。
三、实施3+X教学模式
对于新的教学模式,采用3+X模式,即教学模式、实验模式、实践模式、教学反思模式,消除传统的单个模式孤军作战状态,进行3+X融合教学。首先,通过与国际进行交流合作,吸收和借鉴各国在教学方面的成功经验,引进优秀的教学模式,另外,加强与国内各高校同专业教师们的交流,提高工业工程专业的教学水平。其次,工业工程专业是课程教学与实验实践教学相结合的专业,教学实验是在实践中有效地创新和应用专业知识的前提,建立以创新能力培养为主导的实验教学,建设层次实验:基础知识验证性实验教学、综合类实验教学、自主创新实验教学,通过三个层次的实验培养,提高学生的综合能力。再次,培育企业实践基地,搭建学生能力培养的校外平台,根据工业工程专业培养目标,逐步完善与企业的实践基地建设,规范和完善基地的管理和评估。聘请企业优秀人才作为学生的兼职教师,配合专职教师的实践教学,让学生更好地了解社会实际情况,与课程和实验结合紧密结合,提高教学效果。最后,对课程教学、实验和实践教学的事后反思,借助行动研究不断探究与解决自身教学方面的问题,将“学会教学”与“学会学习”统一起来,努力提升教学实践合理性,使自己成为综合型教师的过程。实施3+X模式,提高工业工程专业教学和实验实践水平。
四、结束语
以社会需求为导向,对工业工程专业课程教学和实验实践教学及其策略进行改革。本文结合目前各高校工业工程专业课程和实验实践教学的现状,在专业培养方案和社会需求的基础上,对专业能力培养进行了再设计,对建设实践基地的必要性进行了肯定,并且对教学手段和方法进行了改革。根据工业工程专业的实际需求,改进教学形式,更新和完善教学内容,加强重视教师团队建设,从事相关的实践工作,增强实践经验。另外,还提出了3+X教学模式,课程教学是积累学生的专业知识,实验教学激发学生的学习兴趣,实践教学提高学生的创新性和应用能力,真正起到了课程促进实验,实验促进实践的作用,培养出社会需要的工业工程专业人才。
参考文献:
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[2]朱连生,王红梅,刘晴晴.基于社会需求导向的应用型本科院校教学改革的探讨[J].教育理论与实践,,30(2):6-7.
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[4]薛冬娟,潘澜澜,潘颖等.应用型工业工程人才培养的实践教学研究[J].装备制造技术,,(2):163-168.
[5]郭位.前瞻工业工程的定位[J].郭位,谭芙蓉,译.工业工程与管理,,(1):1-3.
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[7]杨晓英,韩建海,范卫峰.工业工程专业定位和人才培养模式研究[J].高校教育管理,,1(1):89-92.
高职程序设计类课程教学体系论文
职业教育不仅要促进人才的发展,还要以此来推动社会的发展。程序设计类课程是理论知识和操作能力并重的课程,但现实中很多高职院校程序设计类课程教学体系还存有缺陷。因此,高职院校现有的课程教学体系需要重构,要建设面向学生未来发展、科学合理、符合职业岗位要求和企业要求的高职程序设计类课程教学体系。
1、高职院校内传统程序设计类课程教学体系存在的缺陷
自从教育改革以来,各种高校都在快速的发展,职业教育的发展也不例外,高校的发展也促进了社会上各种企业的发展,注重对学生能力的提高。但是随着高职院校数量的增加,因为各方面的原因,许多高职院校的高速发展没有跟上时代的步伐,培养出来的人才不能适应现代社会的需要,不适应企业发展的需要,许多企业招不到想要的人才,但是另一方面许多毕业生找不到工作,学生的能力差、找工作难等一系列问题就出现了。因此,传统的高职程序设计类课程教学体系存在着目标定位不明确、没有突出程序课程的特征、理论与实践脱离、教学形式单一、对专业能力的培养重视不够、课程考査形式单一等突出问题。
2、构建以能力为导向的高职程序设计类课程教学体系
2.1确立课程教学目标
根据课程教学体系规划设计观念,统一规划和安排程序设计课程中各个课程的学习目标,这些课程的目标有密切的关系,一个目标紧扣一个目标,目标之间相互促进,相互联系。通过多重目标促进学生的全面发展,成为对社会有用的人。
2.2明确课程定位
程序类设计课程作为信息类专业的基础课程,要突出课程的专业性,与其他的课程要有一定的区别,把专业课程和非专业课程区别开来,强调专业程序设计;这些课程是信息类专业的基础性课程,还要突出课程的基础性,这些课程是最基本的课程,没有这些课程基础知识不扎实,那么要谈专业化的课程那也只能是纸上谈兵,突出课程的基础性能;还要加强教学的实践环节,能够应用现有的知识解决实际问题,通过实际的变成考察教学效果,这是突出课程的实践性。从以上三个方面明确课程的定位,应该把课程定在专业性、基础性和实践性的位置上。
2.3突出程序课程的特征
改革和优化教学内容传统的程序设计课程没有突出程序课程的特征,那么下载的课程教学体系就要改变这种局面,加强课程教学体系中各课程之间的知识连贯性,突出程序设计课程创造性和应用性的特征,加强课程知识之间的连贯性。根据课程教学的目标和上面提到的课程教学体系,由这些课程的任课教师共同协作设计出逐步提高、相互连贯、层层递进的课程内容体系。从开发课程内容出发,在课程内容方面引入大量有代表性的和联系生活实际的案例,用这些案例来激发学生学习的兴趣,让学生明白学习编程知识能够很好的解决实际问题,增加知识的有用性。在这些内容的传授过程中,要注重前后知识运用的综合性和连贯性,让学生认识到培养系统化意识的重要性,注重对系统化知识的学习,通过平常的理论学习和实践,建立完整而系统的知识结构。在教学过程中,运用多种方法,提高学生分析问题和解决问题的能力,把学到的知识用到实际生活中。
2.4建立教学课程实践体系
教学课程实践体系根据程序类课程教学体系来设计,主要包括教学实践方法和新型教学手段。
(1)教学实践方法
传统的程序设计类课程的教学方法比较的单一,他的课程内容安排比较的死板,不能灵活的变通,这样限制了学生的创造思维、创新能力的培养。为了改变这种局面,我们改变了教学方法,以学生为主,根据学生现有的能力来设计教学方法,要表现出教学方法的多样性,比如案例教学法、小组讨论法等都是很好的教学方法,还可以促进学生独立思考能力的发展,采用多种方法还可以充分发挥学生的主动性,促进学生理论学习和实践学习的联系。
(2)新型实践教学手段
面对传统的教学手段不能促进学生全面发展的局面,我们需要打破这种传统的教学手段,要根据社会和企业对人才的需求,以培养适应社会发展、促进企业发展有创新能力的人才,构建新型的实践教学体系,促进学生对专业知识的学习。
2.5加强各门课程的连贯性,加强学生理论与实践的联系
要构建符合现在科技的课程教学体系,需要加强各门课程之间的联系,首先要学习的是基础理论课程。要使培养出来的学生符合企业对人才的需求,要加强理论和实践的学习,不仅要学习理论知识,还要能把学到的.理论知识应用到解决实际问题上去。真理是检验真理的唯一标准,现在,现在许多学校的课程设置只注重对理论知识的学习,而忽视对实践能力的培养,导致培养出来的人都是“书呆子”,没有很强的解决问题的能力,学校开设的课程就分为理论课程和实践课程,要加强对两种课程的学习。掌握过硬的理论知识是实践的基础和前提,实践是丰富理论知识的关键。
2.6改革课程考核方法
课程考核的内容应该是多方面的,应该要包括平时作业、平时的测验、实践检测结果及期末考试。计算机及相关专业课程的一项重要教学任务就是增强学生的实践应用能力,可以应用“1+N”的考核模式,在总成绩中体现出实践成果。改变原有的课程考核方式,用注重过程的考核方式代替注重结果的考核方式,教学效果得到很大提高,也提高了学生的平均成绩,增加对真正知识的学习与掌握,学生们都反映这种考核方式也促进了他们学习的积极性,真正达到学以致用,促进学生各方面的发展。
3、结束语
综上,通过课程体系的改革,提高学生的编程能力,综合实践能力和创新能力,提高了学生的就业率,促进整个信息行业的发展。
1强调实验前的预习,培养学生独立获取知识的能力
由于目前的分析化学实验课程为独立课程,有时与相关理论课不同步,这就使得学生必须去查阅有关的资料和文献以对实验原理、方法有所了解,这对培养学生的自学习惯和能力很有帮助。据此,教师还可根据以往的教学经验引导学生提出问题,并提出解决问题的思路、方法,活跃实验教学气氛,这对学生实验前的预习也起到了促进作用。
2注重基本操作练习
基本操作练习指基本功的训练,通过基本分析方法的'典型实验培养学生规范的操作技能以及严谨的科学态度,这一点非常重要。为此,在这一阶段的教学中,教师要做到:
①一边讲解一边操作示范;
②在学生实验中教师要“眼观六路”及时发现和指出学生的实验操作错误,在不断的巡回、检察、指导中使学生的操作逐渐规范、熟练;
③引导学生抓住每个实验的关键所在,尽可能地减少“重新做”或在计划的时间内完不成任务,延长实验时间影响后面课程;
④通过规范、严格的要求使学生明白在分析化学实验中磨练学生的细致和耐心是科学工作者必不可少的素质。
3按照教学大纲要求,精心安排实验内容
化学分析实验是手、脑、眼并用的过程,是理论联系实际的过程,学生既要顾及操作是否规范又要仔细观察实验现象还要考虑实验原理、结果是否“正确”,其中在开始的规范操作要求上尤为重要,学生有了良好的实验习惯,在更复杂的实验中就可以用较多的精力考虑甚至发现问题、解决问题。因此在制定教学计划时应围绕“基本操作技能训练实验-强化操作技能的应用实验-独立设计实验-灵活应用知识的课外实验”不断提高学生的综合素质来制定。
4狠抓设计实验实验,实行开放实验室,训练学生探究、质疑、分析、解决问题的能力
设计实验旨在启发学生的探索和开拓精神,考核学生综合运用知识和独立操作的能力,也是对前段时间所学实验知识的总结、应用。学生根据预先给出题目查阅有关资料、文献,设计实验方案,独立完成,实验报告以科研论文的形式撰写。设计实验分阶段进行,从单组分到多组分,不限制学生的设计思路,允许实验失败,找出原因,修改方案,重新做实验。
5 实行开放实验室
为拓宽学生的知识面,增强学生学习的主动性,课余时间实验室随时为学生开放,开放实验的内容(大多数都与大家的日常生活紧密相关)由学生按照自己的兴趣在教师给出的范围内选择并且提前预约登记,从开始各项准备工作到实验结束、提交结果都由学生自己独立完成。
6 发展微型实验,减少污染,在实验教学中培养学生的环保意识
微型化学实验操作技术是以尽可能少的试剂来获取所需化学信息的实验方法,微型化学分析实验要在微型化的仪器装置中进行,其试剂的用量是常量实验的数十分之一至千分之一,将污染减少到了最低程度。在常量规范操作进行了大量练习的前提下让学生进行微型实验,从微型仪器装置的较正到试剂的配制及实验,并让学生将常、微量分析结果进行比较,如果差异显著,没有达到相应的准确度和精密度,学生自己分析原因,重新实验,将得到的结果连同实验的体会撰写成小“论文”。这在严谨求实的科学态度、操作技能、保护环境、价值观念等方面对学生都有很好的教育意义。可以说微型实验对学生综合素质提出了更高的要求。
总之,基础化学分析实验课作为一门独立课程应在培养服务、创新人才为目的前提下让学生通过该课程的学习具备高尚的品格,扎实的实验基础,严谨的科学态度和创新意识。
【参考文献】
1 武汉大学.分析化学实验. 第4版.高等教育出版社, 2001.
2 武汉大学.无机及分析化学实验. 第2版. 武汉大学出版社,2001.
3 武汉大学.分析化学实验. 第1版. 武汉大学出版社,2003.
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