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《食品工程原理》教学中工程素质的培养
工程素质就是综合运用所学知识解决工程实践问题的能力.食品工程原理作为一门工程基础课,工程素质的培养和强化是教学的首要目的.文章概述了该课程的'特点,结合教学实践,着重阐述了在理论教学,尤其是实验、实习及课程设计等实践教学环节中强化培养工程素质的措施和原则.
作 者:周如金 Zhou Rujin 作者单位:茂名学院化学与生命科学学院,广东,茂名,525000 刊 名:广东化工 英文刊名:GUANGDONG CHEMICAL INDUSTRY 年,卷(期): 36(3) 分类号:G4 关键词:工程素质 食品工程原理 教学方法小议工程教育中人文素质培养路径论文
一个工程技术人员如果没有一定的人文素质,即使在科研、学术上有很大的成就,其根基未必牢靠,他的成果可能是虚假的、无意义的,甚至是对人类文明和发展有害的。美国工程技术鉴定委员会在其评审标准(EC2000)中提出,一个合格的工科院校本科毕业生应该具备11种能力。不仅要具备扎实的专业知识和不断积累的工程实践能力,还要具备宽广的知识背景、团队合作精神、表达沟通能力以及良好的职业道德和社会责任[3]。美国工程院与美国自然科学基金委员会共同组织发起的“2020工程师”计划的第一个正式报告《2020的工程师:新世纪工程的愿景》中也明确指出,未来工程师应具备以下关键特征:①分析能力;②实践经验;③创造力;④沟通能力;⑤商务与管理能力;⑥伦理道德;⑦终身学习能力[4]。可以看出,从一名工科毕业生发展到成熟的工程师,社会与企业不仅仅要求工程技术人员在技术上有所积累,对人文素质同样提出了更高的要求。正是在这样的教育以及行业的引导下,我们才能看到像i Pod这样人文与科技并重的产品。反观我国工业产品,模仿多于设计,而且仅仅模仿于形,无法领会其中蕴含的价值取向和以人为本的精神。我们暂且不说鸟巢、国家大剧院的主要设计师都是外国人,就说极具中国特色的花木兰、熊猫等元素经过迪士尼的发掘整理,就成为了风靡全球的动画片《花木兰》、《功夫熊猫》。归根到底,我国工程技术人员缺少的绝不是技术,而是由内心散发出的独创性和人文底蕴。我国高等工程教育应大力提高对学生人文素质培养的力度,人文素质的培养能够促进学生品格的养成、心智的发展并树立正确的价值观和道德观,尤其能使工科学生充分意识到自己所肩负的社会责任,在工程实践中考虑到道德、社会、环境等非技术因素。只有重视人文素质的培养,才能使通过4年的时间和精力培养出的工科毕业生成为高素质的、全面发展的未来工程师,而不是只局限于技术的技师或工匠。
人文素质在实践教学中落实与深化
在高等工程教育中,理论与实践是相辅相成的,培养人文素质不能仅限于课堂教学,课堂侧重于人文基础知识的传授,是培养人文素质的基础,而实践教学是人文素质得到落实与深化的重要环节。高等工程教育中的实践教学是学生就业前体验如何将理论转换为实践的必要环节,是培养学生工程素质、创新思维、动手能力的'重要手段。实践教学与培养人文素质能够相互渗透、相互推动,共同发展。一方面,在实践教学中不能只看到实践能够深化专业知识、提高工程实践能力的一面,也要看到实践能使人文知识得到应用、人文素质得到锻炼的一面。实践教学在培养学生动手能力和操作技能的同时,也要注重人文素质的培养,才能全面提高实践教学的质量。另一方面,在实践教学中注重人文素质的培养,才能将理论的人文知识实践化,切实落实素质教育、促进学生全面发展。培养学生的人文素质不能仅限于课堂传授,应该更加注重工程实践环节,使人文素质通过实践环节能够行之有效地得到应用和提高。
西安交大工程坊是为学生锻炼实际动手能力及科技创新实践活动而建设的新型工程实践训练基地,承担了三大任务,包括教学计划规定内的教学实习、以团队形式活动的学生项目实践和以学生独立个体创意为主的自主实践,不仅是学生进行课外工程实践和提高工程管理能力的场所,而且为学生提高人文素质提供了良好的硬件和软件平台。工程坊一方面通过开放实验、讲座等形式传授包括人文知识在内的各种知识技能;另一方面提供场地、资金和指导,给学生提供各种锻炼的机会和展示的平台。我们鼓励学生“参与”到实践中来,并做出“产品”,这里说的做出产品不仅仅是将想法或图纸转化为成品,更重要的是这个产品能够展现出设计者自身的人文素质并体现以人为本的精神。通过近年来的摸索与实践,我们认为在实践教学中可以对以下几个方面的人文素质进行培养和深化。
1.建立社会责任和职业道德。在工程教育中,要让学生认识到工程技术对社会和自然具有深刻影响,例如,克隆技术、三峡大坝和转基因食品不仅仅是技术能不能实现的问题,更需要考虑的是对社会和自然产生什么影响的问题。要引导学生在进行各种设计时考虑到社会、道德等非技术因素;通过组织学生参加节能增效、低碳环保类竞赛,在提高实践能力的同时,也树立正确的社会责任感。比如工程坊大力组织学生参加以“健康与爱心”、“绿色与环境”、“珍爱生命”和“幸福生活”为主题的大学生机械创新设计大赛,不仅仅提高了学生的设计制作能力,更重要的是引导学生思考生活、发现生活。
2.提高表达能力。一个好的设计没有好的表达就会事倍功半,甚至功亏一篑。表达能力包括语言表达、文字表达。语言、文字的表达要求清晰、准确、有条理,尤其是文字表达更是提炼思路、丰富内容的过程。工程坊鼓励学生在项目实践中通过项目内部和不同项目之间非正式的交流以及正式的交流会来锻炼语言表达能力。学生在团队中通过交流不同的想法产生思想碰撞,倾听不同的意见进行分析和对比,形成新的想法,最终达成共识,得出结论,这也是一名合格的工程技术人才应有的素质。同样也可以通过拟定项目策划方案、设计报告等书面报告来锻炼文字表达能力,提高严谨的思维和条理性。除了语言和文字表达能力外,设计表达能力对于工程技术人才尤其重要。从思路的产生到初步草案的形成,再到成熟的方案策划,以及后期的改进,都需要结合图形和文字,条理清晰地展现出设计者的想法。学生可以通过方案策划和设计说明编写来锻炼包括工程制图、徒手绘草图、计算机绘图、三维建模等工程设计表达能力。
3.培养审美意识。正如达芬奇既是画家又是发明家一样,工程技术人才不能只懂技术不懂艺术。工科学生尤其是涉及工业产品设计与制造的学生,应不仅能够解决功能和技术问题,也要具备一定的审美意识。向非艺术类的学生提供一些机会,让他们适当了解一些造型、色彩、材质等相关知识,并学习简单的艺术设计原则、产品素描方法等,有助于在设计应用中扩展思路和丰富表现手法。工程坊的人文实践平台提供了打印海报、制作文化衫的设备和材料并开设相应的开放实验,引导学生通过学习、思考、动手操作的过程将理论知识转化为实物,通过实践过程使其审美意识得到切实提高。
4.培养正确的生活情趣。在高速发展的物质社会以及以分数定输赢的评价体系中,许多当代大学生缺乏实践类的兴趣爱好,课余时间的自我支配能力差,容易出现精神贫瘠的现象,参与健康的实践活动有助于丰富学生课余生活,培养正确的生活情趣。工程坊提供硬件平台与机会,一方面,使学生可以通过参加项目实践活动,成为团队的一份子,大家建立共同的目标并为之努力,体会接受挑战、克服困难的经历,既学习了技能又丰富了业余生活;另一方面,学生可以在课余利用工程坊的开放平台进行自主实践活动,通过实践的过程获得自我的肯定和提高以及愉悦的精神状态。
实践教学中人文素养的培养途径
西安交通大学工程坊从2007年建立至今,不断加强在实践教学中对人文素质的培养,不仅给学生提供了一个持续发展的硬件平台,同时也非常注重对学生的引导和监督管理。
首先,在了解学生需求的基础上搭建相关平台。工程坊建设了机械工程实践平台、电子电气实践平台和人文实践平台,在这些平台上组织项目活动队,既有竞赛类项目,如ABU robocon机器人队,也有自发项目,如绣坊项目活动队。工程坊还通过多种渠道了解学生的兴趣爱好和所遇到的困难,通过分析整理提炼出适合的项目。比如,了解到很多学生对摄影、摄像很感兴趣并有一定的实践经验,但一些专业设备对于他们来说是比较昂贵的,很难承担。针对这种情况,工程坊在实践教学中筹建影音制作项目队,建立录音棚、摄影棚,给学生提供相关设备、材料、场地及指导,满足学生的需求,给学生更大的发挥空间。
其次,对学生提供正确引导。引导包括三方面,一方面是上文提到的在组织项目和课程时特别关注对社会责任和道德的培养,以引导学生建立正确的职业道德和向公众、自然负责的态度。
再次,开设多样化的实践课程,丰富学生业余生活。许多学生知识面比较窄,兴趣爱好不广泛,他们不知道课余时间可以做什么,不会合理分配自己的时间,容易沉溺于网络。针对这种情况,工程坊在实践教学中开设了机械、电子类开放实验,以机械设备操作培训和制作电子小产品为主,既丰富了学生的业余生活,也为学生今后更深层次的设计制作打下基础,在学生中很受欢迎。第三,以实践课程的形式培养设计表达能力和审美意识。工程坊专门开设了人文艺术方面的项目和实验课程,如版面设计、手工艺制作等,引导学生关注自身审美及设计能力的提高。
最后,通过统一的管理和监督,推动学生人文素质的提高。工程坊对综合项目进行统一管理,要求学生在新项目开设时提供完整的调研报告、项目策划书及活动财务预算表,在学年末提交项目总结报告,每年还组织项目交流会促进项目间的交流并增强其他有兴趣的学生对项目的了解。这些举措不但可以保证项目的正常进度,也能够提高学生的表达和交流能力,并培养学生的责任心和耐心。
结语
推动实践环节中人文素质的培养是高等工程教育改革中不可缺少的一部分,是切实落实《纲要》、贯彻素质教育、促进学生全面发展的一种途径。高等工程教育中实践环节与人文素质培养的相互渗透与结合,有助于职业道德教育的实践化,有助于学生真正提高交流、表达能力,并能够培养学生良好的审美意识和正确的生活情趣。高校可以通过向学生提供合适平台、正确引导以及统一的管理监督,使人文素质的培养在实践教学环节中得以切实的落实和深化。
试论项目教学法工程素质培养探讨论文
摘要:从工程素质的内涵和培养的必要性,结合项目教学法的规律及特点,阐述了两者的内在联系。实践表明,项目教学法是提高教学质量、工程素质、学生综合应用能力以及促进职业适应及持续发展的一种行之有效的教学方法。
关键词:工科专业;项目教学法;工程素质
高等应用型教育突出技术应用能力、创新能力的培养,力求教学与生产实际、工学紧密结合,正是工程素质的核心和内在要求。工科专业具有理论性、实践性和应用性强的特点,学生工程素质的高低是衡量教育改革成效、教学质量和就业前景的重要因素,因此,工程素质培养势在必行。基于工作过程的项目教学法充分体现出学习领域与工作领域一致、学习过程与工作过程一致、学习任务与工作任务一致的有机结合,因此,对工程素质的培养是一种有效的教学方法之一。
一、工程素质、项目教学法概述。
1、工程素质的内涵。
工程素质是指从事工程实践的工程专业技术人员的一种能力,是面向工程实践活动时所具有的潜能和适应性。工程素质主要是指:良好的数学、自然科学和人文社会科学的基本素养;比较扎实和宽厚的工程技术科学基础和工程应用技术专业知识;受过必要的、基本的工程训练;具有综合分析和解决工程实际问题的能力。工程素质内涵主要包括工程知识、工程意识和工程实践能力,体现了知识、技能和能力三者之间的关系。工程素质尤其在就业、学习和思维能力、创新和科研能力三方面能起到良好的促进作用。
2、基于工作过程的项目教学法。
所谓项目教学是指在学生掌握了有关基本知识和技能的基础上,在教师的精心策划和指导以及学生积极主动参与下,根据教学目的和教学内容的要求,运用典型项目,调动学生参与讨论、深入分析及实践,通过学生的独立思考、集体协作,进一步提高其识别、分析和解决某一具体工程问题的能力,培养学生理论联系实际的自觉性,同时培养正确的思维理念、学习方法、沟通能力和合作精神的'教学方式。简单地说,就是师生通过共同实施一个完整的“项目”工作而进行的教学活动。
3、工程素质培养引入项目教学法的必要性。
项目教学法不仅能实现理论与实践有机结合、局部与整体结合、课堂及学校内外结合、分析问题与解决问题结合,也能充分调动学生的主观能动性,贯彻“教师为主导,学生为主体”的现代教育思想。而且,项目教学能让学生充分领略完整的工程项目链条,通过分析、解决工程面临的各种问题,实实在在地看到自己的成果,不仅能增强自信心,也能充分发掘学生的创造潜能,使学生在工作中学习、学习中工作,提高学生解决实际问题的综合能力。
二、项目教学法与工程素质培养的关系。
根据工程素质培养的内在要求,结合近几年的研究探讨及教学实践效果,开展工程素质培养主要要把握六个要素:人才培养方案的改革、课程体系与教学内容的重构、工程实践训练的强化、“双师型”师资队伍建设、教学理念和教学方法创新、产学研与校企的有机结合。由此可见,工程素质培养是一项复杂的系统工程。本文仅就教学方法进行探讨。
项目教学法除了具有实践性、自主性、发展性、综合性、开放性和评价特点内在要求外,与工程素质结合主要体现在三个方面:首先,以能力培养作为出发点和立足点;其次,具有纵览全局的“工程观”,以“完整工程项目”为支撑平台,能实施现场教学和理论教学;再次,以项目为平台,利用研讨式和项目具体实施培养学生选取和使用信息的能力、团队合作精神、工程实践能力。
基于工作过程及项目教学法不仅突出职业能力、方法能力和社会能力并举,实现理论学习与实践的完全融合。尽管工程素质培养涉及多方面,而项目教学法不仅集成了工程素质的内涵,也浓缩了工程素质实现的六个要素,因而成为工程素质培养最为有效的方法之一。基于工作过程及项目教学法作为国家级精品课的建设、评审指标以及国家级示范高职院校的建设基本方向,充分说明基于工作过程的项目教学法是引领职业教育健康、持续发展的重要基石,也成为工程素质培养首选的教学方法。
三、项目教学法在工程素质培养方面的应用实践。
1、概述。
教师作为教学的主导角色,并作为学生的引路人,教师的周密部署和指导至关重要,需要把握分寸进行讲解和示范,既要避免学生的盲目性,又不能束缚他们的主观能动性和创新思维,为此应指明实施的原则、方向、方法及提供丰富的教学资源。
学生是实施项目教学的主体,只有充分调动学生学习的积极性,通过学生自主性学习,才能贯彻“学、练、研”理实一体化的教学模式,以实现项目教学法“做中学”、“学中做”的教学理念。
基于工作过程的项目教学以典型工作任务为载体、以完成工作任务为目标、以工作过程的行动导向为实施原则、以学习情境作为支撑平台,按资讯、决策、计划、实施、检查、评价六个阶段组织项目教学实施。由于“集散控制系统”课程具有专业性、理论性、实践性、综合性等特点,不仅适于项目教学,也是工程素质内在要求最为典型的课程之一。下面以其恒压供水控制系统项目为载体,说明其在工程素质培养方面的应用。
2、项目资讯。
教师通过下发项目任务书,使学生明确工作方向,即围绕基本知识技能回顾、工程工艺调研分析、设备选型、控制柜设计安装、控制程序和组态软件开发、系统集成、调试运行、项目总结等环节开展。
恒压供水控制系统基于A3000实训平台,其主要设备包括水箱、流量传感器、压力传感器、手动控制阀、电磁调节阀或变频器、水泵、PLC控制系统、计算机及开发软件。学生具备识读与绘制原理图能力、仪表使用能力、阅读与整理资料能力、熟练掌握PLC编程、理解PID控制规律及工程应用初步能力。通过DCS组态,满足系统性能指标要求,实现恒压供水控制。
项目资讯在工程实施过程中具有重要的地位,明确用户需求和现状是制订实施方案和完成技术协议及工程报价的基础。利用项目任务单,领会到复杂的项目需要进行分解处理,不仅是一种基本的工作方法,又能实现分工、协作,而且有利于信息收集、整理、交流和应用能力提高以及“工程观”体系构建。
3、项目决策与计划。
学生进行人员分配,制订学习和项目计划。首先,通过听课、查阅资料、调研分析等工作,讨论和交流后领会项目要求。其次,在理论上,要对控制方案进行分析验证。再次,基于工程背景,参考案例规程和框架,划分项目子模块,确定项目重点和难点及突破口,综合考虑各种因素,并经过老师审核,制订项目实施方案。结合恒压供水控制系统A3000实训平台,在掌握设备组成、结构、工作原理、信号传递关系基础上,主要围绕硬件和软件两条主线制订实施方案。
通过此环节,既培养学生综合提炼信息、交流、理论分析计算、工程知识应用、工程意识、技术方案文档写作能力以及一定的合作精神和行政领导能力,又能提升正确判断和制订工程方案的能力。
4、项目实施。
学生在明晰项目工艺流程、制订了切实可行的实施方案,具备相关知识、技能和能力,并解决了A3000恒压供水系统实施的主要难点,即PLC控制程序的开发、PC操作站与PLC工作站的通讯、监控界面的组态、PID参数的整定及控制策略的改进等方面基础上,首先通过阅读有关手册,掌握设备外特性和功能,完成设备的选型工作。其次,根据设备接口及信号工作关系,设计系统硬件原理和安装接线图,指导完成设备的接线、安装和系统的集成工作。再次,根据工艺流程和控制指标,进行控制程序和组态软件开发。最后,经过调试和试运行,验证方案的可行性,并根据具体情况作进一步改进。
通过项目的“工程化”实施,充分体现了工程训练的要求,有效地提升了工程素质,尤其是工程实践能力。首先,使学生的安装、调试、工具应用、运行、维护等常规工程实践能力得以提升。其次,通过项目小组成员互相交流协作、学习,共同完成项目任务,不仅有利于工程意识的培养、团队合作精神的形成,也能促使学生养成严谨的工作作风,有利于社会责任感和职业道德的培养。再次,利用真实工程情境,不仅训练学生分析问题、解决问题的方法,形成理论联系实践的意识,也能培养学生把握问题本质及分清主次的思维习惯。另外,促使学生懂得如何去设计、开发和改造复杂的技术系统,具备胜任跨学科的工程意识、提升知识与技能综合应用能力。最后,通过工程案例全方位的锻炼,对学生就业、学习和思维能力、创新和科研能力三方面也能起到良好的促进作用。
5、项目检查与评估。
学生通过提交工程项目报告、汇报计划与实施过程、回答老师与同学提出的问题,经过教师的进一步点评、总结和深化,从感性认识上升到理性认识,教师的点评起到由点带面及抛砖引玉、画龙点睛的作用。同时,教师不失时机地引导和启发学生对项目进行拓展和延伸,以实现触类旁通。
通过项目检查与评估环节的激情碰撞,使工程知识、工程意识和工程实践能力实现了提炼升华,不仅考核了教学效果,满足教学管理基础性工作,还起到良好的促进作用。首先,促使学生广泛交流,全面深化吸收整个项目活动的精髓。其次,锻炼学生的表达、沟通能力、组织和管理能力,培养工程文化素养,提升他们的社会活动能力。最后,深化学以致用,知识、技能相互融通,提升学习和综合应用能力,养成终生学习的习惯。
四、结论。
项目教学法以工程案例为平台,采用任务驱动的项目化教学模式,采用学生自主、互助、工学结合的学习方式,学生既学到了普适性的工作方法,又能全方位提升学生的工程素质和职业能力。实践证明,项目教学法是提高教学质量的有效途径,也是提高学生工程素质的一种切实可行的教学方法。
强化工程素质培养的嵌入式系统实验教学改革
对嵌入式系统教学实践过程中出现的问题展开了分析研究,面向应用的特点更加突出,本文提出了强化工程创新素质培养的嵌入式系统的实践实验改革对策及实施方法,精心构思实验项目,启动学生与教师互动,实现学生工程实践实验,通过改革措施的`实施,培养了学生的工程创新素质,提高了学生的职业能力.
作 者:许强 徐凯 Xu Qiang Xu Kai 作者单位:重庆交通大学信息科学与工程学院,重庆,400074 刊 名:中国电力教育 英文刊名:CHINA ELECTRIC POWER EDUCATION 年,卷(期):2009 “”(3) 分类号:G71 关键词:嵌入式系统 工程实践 教学实验改革★ 工程问题教学反思