實驗室設計的基本要素范文

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實驗室設計的基本要素

篇1

【關鍵詞】材料力學實驗教學策略

中圖分類號:[O341]文獻標識碼: A 文章編號:

一、材料力學實驗教學的必要性

要了解材料力學實驗,我們先應該知道什么是材料力學。材料力學是,研究工程材料力學的性能和構件強度、剛度和穩(wěn)定性計算理論的科學。它的主要任務是為設計各種構件提供必要的理論和計算方法以及實驗研究方法。一般來說,要合理地使用材料,就必須要先了解材料所用材料的力學性能,就必須要通過試驗才能測得相應科學數(shù)據(jù)。實驗教學是是學生深入了解知識、驗證理論的有效途徑,是教學課程中的一個重要環(huán)節(jié),材料力學實驗教學部分更是在整個材料力學教學中具有不能忽視的地位,并隨著高校教學改革的進一步深化,日益凸現(xiàn)它的重要性。

二、材料力學實驗教學中存在的問題

實驗教學雖然是提高教學質量的重要途徑之一,但目前還存在著一些缺陷和問題,需要引起高校的重視:

(一)就目前試驗教學現(xiàn)狀而言,教學方法較不利于培養(yǎng)學生的積極性和主動性。由于教學時間和教學設備等外在因素影響,多數(shù)試驗教學還處于填鴨式教學。舉個例子來說,做金屬拉壓實驗時,通常的教學方式是多名學生圍著一臺實驗設備觀看實驗教師進行操作,同時實驗教師講解試驗內容,這種“走馬觀花”地試驗教學,效果是可想而知的。材料力學目前的實驗大多停留在簡單的驗證性試驗,不足以調動學生的積極性。與此同時,試驗設備不足也是出現(xiàn)此現(xiàn)象的一個重要原因。由于此種現(xiàn)象,學生失去了寶貴的動手分析問題和解決問題的機會。

(二)在材料力學試驗中,學生做實驗的材料較為單一。實驗教學原本的目的,就是為了讓學生認識和了解工程中各種常用材料的力學性能,但目前學生所進行的實驗,與工程應用中所需的實驗相差太遠,那些高溫、高壓等試驗由于設備和實驗條件卻不能涉及,因此實驗教學與試驗初衷相悖。

(三)上面提到實驗條件問題,但就現(xiàn)有的實驗條件而言,未能有效利用并在學生的畢業(yè)設計中更好地發(fā)揮應該有的作用。學生若能多做實驗,多動手實驗設計,提高實驗設備的利用率,并在畢業(yè)設計里體現(xiàn)出來,這樣才有利學生能力的提高。同時,教師在進行試驗教學時,對實驗教學的考核不夠完善。一般來說,教師考核學生常常采取實驗報告的形式,卻忽視了實驗的操作內容,達不到對學生全程監(jiān)控的要求。

(四)實驗教學與科研結合地不夠密切。目前的實驗設備主要為教學所用,實驗室雖然也向所有教師和學生開放,但實驗設備的利用率問題以及與科研和產業(yè)結合的程度較低是一個重要問題,產學研要有效結合是一條漫長的道路。

(五)實驗項目需要更新和改革。例如梁的純彎曲正應力電測法試驗,目前僅限于驗證性實驗,其電路及應變片都是接好的,完全不能發(fā)揮學生的動手能力。而實際上,粘貼應變片、焊接應變片引線、設計電橋橋路等完全可以放手讓學生自己動手做。

三、有效改進材料力學實驗教學的策略

針對上面所提出的存在于材料力學實驗教學中的各種問題,作者提出以下一些改進策略和建議:

(一)由于教學方式和內容較不利于培養(yǎng)學生的積極性和主動性,所以學校應加強實驗教學內容建設。其一,學校實驗教學多為驗證性試驗,因此我們可以從實驗的設計入手。在實驗教學中,可以多涉及一些演示性實驗、設計性實驗和綜合性實驗等等,從各個方面挖掘學生潛力;其二,作為實驗課堂教學,需要妥善保存教學資源,以便學生日后自行學習和研究,如制作實驗錄像和多媒體課件等等。

(二)提高實驗設備的利用率,實現(xiàn)產學研相結合。為了充分發(fā)揮實驗室的作用,提高實驗設備的利用率,就必須要改革原來課程教學的體制,實行實驗室開放使用制度。目前對高校來說,缺乏的就是實驗經費和實驗所需要的條件。由于這些因素,使得實驗教學無法上升到研究的層面,無法達到科研進而行程產業(yè)的程度?;诖?,學校應引進新的實驗設備,并且施行實驗室開放政策,鼓勵教師和學生多進實驗室,多開展科學研究。這不僅可以提高實驗室設備的使用率,更有利于學??蒲兴降奶岣?,實現(xiàn)產學研相結合。

(三)實驗考核方式的更新和改革。根據(jù)教師考核學生常常采取實驗報告的形式,卻忽視了實驗的操作內容,達不到對學生全程監(jiān)控的要求這類現(xiàn)象,作者建議要對實驗教學的效果進行嚴格考核。首先學生做實驗,最重要就是保證實驗結果的準確性,對實驗結果負責。對此,作者認為可以規(guī)定只有通過實驗人員簽字認可的方可離開實驗室,否則重做實驗。此種方法在于引起學生對實驗課程的重視和認真的態(tài)度。除實驗操作性題目外,還可以設置填空題、選擇題、簡答題等多種形式,多種方式進行實驗考核。

(四)強化實驗的基本要素。實驗的基本要素即:實驗者、實驗手段、實驗對象。實驗的主體是實驗者,是重要的能動因素。對于材料力學實驗教學來說,實驗者就是學生,主要突出學生的主體核心作用,目的是使學生通過做實驗受到基本的技能訓練,培養(yǎng)實事求是、嚴謹細致的科學作風。此外,為了更好的控制實驗教學,需要限制實驗人數(shù)并對實驗課程進行有效設計,鼓勵學生可以自擬題目、設計實驗,鍛煉學生用課程所學知識解決工程實際問題的能力。

參考文獻

[1]趙洪軍.材料力學實驗教學模式的研究與探索[J].遼寧工業(yè)大學學報(社會科學版),2010,(8):P142-143.

篇2

【關鍵詞】初中物理教學實習基本要素

引言

教學實習是實習生成為正式教師之前的最后一道“防線”,也是能夠切實提高實習生教學理念和教學水平的必要經歷。教學實習最大的特點是讓實習生直接投入到課堂當中,通過在教學實踐中親身經歷的各種問題,探索總結出相應的方式方法。下面,就初中物理教學學習所需要掌握的教材、學生、教學活動等三大要素,進行具體的論述。

1.初中物理教學實習應掌握的基本要素分析

1.1教材要素

教材是課堂教學活動的核心載體,是教師傳授知識的基礎和依據(jù),正所謂“巧婦難為無米之炊”,沒有教材,教學活動也就無法順利進行。對于實習生而言,沒有完全熟悉教材、合理使用教材,同樣會嚴重阻礙自己的實習工作。因此,熟悉教材、吃透教材是實習生應當首要掌握的基本要素。

1.1.1熟悉教材

熟悉教材不僅僅指熟悉掌握教材的基本內容,還指熟悉掌握教材的內在結構體系[1]。首先,實習生由于長期未能接觸初中物理教材,難免會有知識和記憶遺漏之處,需要重新回顧學習;同時,新教材的改革造成了實習生對于教材的陌生感,這也需要實習生通過一段時間的再學習才能基本摸透新教材的內容。其次,初中物理教材有其內在知識結構體系,教師在深入了解教材內容之后,還需要積極思考各章節(jié)、各知識點之間的內在聯(lián)系,通過將整本教材以一定規(guī)律進行歸納聯(lián)系的方式,建立起初中物理知識結構網(wǎng)絡圖,打破章節(jié)與章節(jié)之間的界限。教師只有自身達到了對教材融會貫通的地步,才能更好地指導學生,應用于課堂教學當中。例如實習生如果之前沒有接觸過蘇教版的初中物理教材,那么他可能會感覺蘇教版教材內容更難,實際上在他深入接觸之后就能發(fā)現(xiàn)蘇教版更加偏向于實驗教學,更加注重物理實驗和生活實踐之間的關系。在了解到這一點之后,實習生對于蘇教版的教材就能很快上手。

1.1.2熟悉、吃透物理實驗

物理教學的基礎和核心是實驗,只有將物理理論與實驗實踐結合起來,在實踐中檢驗物理理論,才算得上是真正的物理教學。實驗不僅可以幫助學生更為直觀地理解物理學原理,增加學生學習的興趣和好奇心,同時還能有效培養(yǎng)起學生認真思索、嚴謹操作的科學精神和思維方式。這就要求實習生不僅要完全吃透教材,還要完全吃透物理實驗。正確使用相關儀器、設備,熟悉實驗的具體流程規(guī)范,提高自身動手操作能力,從而在實驗教學活動中做好榜樣示范作用。以《用天平測物體的質量》這一課為例,實習生在自己進行操作演練時應嚴格依據(jù)有關規(guī)范進行,一些測量注意事項要特別留心,比如要用小鑷子夾砝碼而不能直接用手拿、測量之前要先校對等。實習生只有切實提高了自己的實驗操作水平,才能起好帶頭作用,指導學生進行實驗活動。

1.2學生要素

學生是課堂教學活動的主體,是教師教學的基本對象,也是教學任務與學科知識直接產生作用的核心承擔者。這就要求實習生在課堂教學活動中要以學生為中心,強化學生的教學主體地位。由于實習生與學生在最開始互有陌生感,個別學生還會對實習生存在消極情緒,這就要求實習生需要迅速地擺正自己的姿態(tài),及時把自己投入到學生當中,爭取盡快與學生們打成一片。具體來說,實習生應該了解每一個學生的基本情況,包括其性格特征、學習情況、學習能力等。在基本了解每一個學生之后,實習生應因人而異地采用多樣化的方式對不同學生進行不同的教學。例如對于性格比較內向的學生,實習生可以在課堂上鼓勵其積極發(fā)言,并帶動全班對其發(fā)言進行肯定性評價;對于比較頑皮的學生,實習生根據(jù)“張弛有度”的原則來進行教學,一方面,及時制止該學生過分的打鬧行徑;另一方面,充分發(fā)揮該學生的自身優(yōu)勢,將其運用于平時的學習生活中,讓該學生在學習中獲得成就感和滿足。

1.3教學方法要素

教學方法是教師建立在對教材和學生的熟知程度上以創(chuàng)造性的方式產生的教學技巧。好的教學方法,兼顧教學要求和學生自身的知識需求,對于學生、教師而言都是一種高雅的藝術,令人回味無窮。實習生由于授課經驗不足,直接導致了教學方法的匱乏,這就要求實習生在實習過程中要通過多種方式豐富自己的教學方式。首先要把握好每一次課堂教學的機會,及時備好課,在實際教學時依照課程規(guī)劃和設計有序進行,課程結束之后再進行自我評價和改進,為下一次授課打下扎實基礎;其次實習生要善于獲取間接經驗,通過聽課、參加公開課等形式,吸取優(yōu)秀教師的優(yōu)秀教學方法,為我所用。例如,在《物態(tài)變化》這一章節(jié)的回顧學習中,某一優(yōu)秀教師通過小組競賽、快問快答的方式,幫助學生理解了眾多物質的形態(tài)變化,快問快答中同學中忙里出錯的窘況又很好地活躍了課堂氛圍,這就給實習生的課堂教學活動提供了重要的借鑒參考價值。

2.結語

實習是教學的練兵階段,同時也是提高實習生教學水平的寶貴實驗室。實習生只有不斷地熟悉教材、吃透實驗操作,不斷地與學生打成一片,在實踐中豐富和創(chuàng)新教學方法,才能成長為一名合格優(yōu)秀的教師。

參考文獻

[1]曾慶美.充分發(fā)掘課程資源,放飛物理課堂教學[J].課程教材教學研究(教育研究版),2013,2(03):29-30.

篇3

一.數(shù)字媒體藝術設計專業(yè)核心競爭力的基本要素

1.教學條件

一般來說,教學條件多指直接能看到的、能使用的教學設施。如畫室、錄音室、攝影棚、影視非線性編輯室、網(wǎng)絡產品實驗室、媒體實驗室以及其他數(shù)字媒體器材設備等,它是數(shù)字媒體藝術設計專業(yè)核心競爭力形成的重要資源。從學科特點來看,它是一門基于對現(xiàn)代多媒體技術手段和視覺設計手段綜合運用的實踐性學科,該特征也是數(shù)字媒體藝術設計專業(yè)有別于其他學科的重點所在。

2.師資團隊

師資隊伍是構成數(shù)字媒體藝術設計專業(yè)核心競爭力的重要組成部分,主要包括學科帶?^人的綜合素質、科學合理的梯隊結構、雙師型目標的教師發(fā)展等諸多方面。由于數(shù)字媒體技術的更新速度非??欤虼藢τ诮處煹膶W習能力和創(chuàng)新能力要求也是非常高,他們是此專業(yè)能夠保持良好、持續(xù)、長久發(fā)展的關鍵因素。

二.數(shù)字媒體藝術設計專業(yè)核心競爭力的培養(yǎng)原則

數(shù)字媒體藝術設計專業(yè)核心競爭力的培養(yǎng)是一項復雜的系統(tǒng)工程。根據(jù)我國目前數(shù)字媒體藝術設計專業(yè)的辦學實際,借鑒其他兄弟學校的成功經驗,高職院校數(shù)字媒體藝術設計專業(yè)核心競爭力的培養(yǎng)要遵循以下原則:

1.客觀性原則

我們在專業(yè)建設中必須客觀比較其發(fā)展的優(yōu)點和缺點,由于數(shù)字媒體藝術設計專業(yè)是新興專業(yè),加上其資源的有限性,因此在專業(yè)方向開發(fā)上,必須堅持有所為有所不為,充分發(fā)揮自身優(yōu)勢,有選擇地重點建設主干方向和特色方向。

2.適度超前原則

由于教育具有周期長、見效慢、影響久遠的特點,再加上數(shù)字媒體技術的更新速度快、消費者的審美取向復雜等因素,在建設數(shù)字媒體藝術設計專業(yè)時,無論是教學設備的建設還是教師團隊的建設,都必須著眼于未來,正確處理好其與經濟、技術、社會發(fā)展的關系,使其發(fā)展具有適度的超前性。

三.數(shù)字媒體藝術設計專業(yè)核心競爭力的培養(yǎng)策略

1.概念創(chuàng)新是培養(yǎng)競爭力的核心

專業(yè)設置創(chuàng)新是專業(yè)準確定位和概念創(chuàng)新的首要問題。

概念創(chuàng)新的第一要素是課程整合創(chuàng)新,隨著高等職業(yè)教育的發(fā)展和進步,數(shù)字媒體藝術設計專業(yè)已陸續(xù)形成四種不同的基本課程模式:學科中心課程、問題中心課程、能力中心課程和活動中心課程。

概念創(chuàng)新的第二要素是創(chuàng)新教學理念與手段,開發(fā)學生的應用能力和創(chuàng)新能力。比如,可以嘗試導師制,由導師組負責某一班級或某一專業(yè)方向的學生,通過與導師的交流,使同學能更全面迅速地了解和把握自己專業(yè)的整體框架,明確個人發(fā)展規(guī)劃,更快地進入最佳的學習狀態(tài)。也可根據(jù)學生的學習基礎和接受能力的不同開展分層次教學,有的放矢,提高學習效率。

2.結構平衡增強專業(yè)競爭力

篇4

關鍵詞:物理 自編 題目

物理教學離不開習題訓練,習題訓練的質效高低,常決定于習題的質量,對學生是否有針對性,并不取決于習題的量。為了提高物理教學的效率,訓練學生的題目最好是老師親自編寫。但在實際的教學中很多老師不原意編寫題目,其中一個重要原因就是擔心自編的題目缺乏質量,因為很多老師并不知道組成一個題目的基本要素。那么,初中物理題目的常見要素是什么呢?

一、構成物理題目的基本要素

一般來說,無論物理題目怎么變化,但構成題目的基本要素是固定的,它主要由基本知識與技能、學習過程與方法、情感態(tài)度以及題景組成。比如有這樣的一道題目:火箭發(fā)射天宮一號時,高溫火焰向下噴射到發(fā)射臺的地面,很多物體遇到這樣的高溫將會怎樣?為了保護發(fā)射臺底,就建了一個大水池,這是利用水的什么特點來吸收熱量的?火箭發(fā)射時,我們會看到龐大的白色氣團,它是怎樣形成的?這個題目中的火箭發(fā)射是題景,主要考查的知識點是物態(tài)變化,考查的能力是概念再現(xiàn)與識別,火箭與天宮一號是讓學生感到祖國科技的發(fā)達,從而增強學生的愛國情感。

所謂新穎的題目,主要是組成題目的幾個要素遍的獨特新穎,甚至是前所未有。一般說來,知識點受新課程標準或大綱的限制,創(chuàng)新的空間有限。那么,題目的創(chuàng)新主要從題景、考查方法或情感點上入手。

二、編寫新穎題目的方法

1.從學習過程、方法入手。當前,新課程提倡多種學習方式,目的在于培養(yǎng)學生的自主學習能力。社會調查、實驗探究、合作學習等等,已經走進了學生的學習生活,這為我們老師編寫新穎題目提供了很大的空間。從學習方法入手,再尋找適合的知識點和相應的題景,即可創(chuàng)作出新的物理題目。比如,研究性學習是一種方式,是實踐性課題,一般要經過設計實驗方案,進行實驗、處理數(shù)據(jù)、得到結論,甚至還有評價結論的環(huán)境。比較容易想到的思路就是針對這些環(huán)節(jié)進行編題,來考查學生的實驗能力以及科學素養(yǎng)。再確定好考查的關鍵過程方法要點后,就要圍繞這個要點,摘取相應的知識點和設計合適的題景。在選取知識點時,要考慮取電學的實驗,力學的實驗還是熱學的實驗?哪種實驗能更好的將過程方法融合?所取的知識點要適合大多數(shù)學生的學習水平,不能太難,否則會使多數(shù)學生失分,違背了編寫題目的初衷。設計的情景,要考慮初中學生認知上的特點,盡量貼近他們的生活實際,激發(fā)他們的學習興趣以及思考的興趣。例如,自行車是我們一種常用的代步的交通工具,從自行車的結構和使用來看,它要用到許多自然科學的知識,請你舉三個與物理有關的知識或原理。再如:樓道里,夜間只是偶爾有人經過,電燈總是亮著會浪費電能。科研人員利用光敏材料制成“光控開關”天黑時自動閉合;天亮時自動斷開。利用聲敏材料制成“聲控開關”,當有人走動發(fā)出聲音時,自動閉合;無人走動時,自動斷開。若將這兩個開關配合使用,就可以使樓道燈變得“智能化”,這種“智能”電路是怎樣的電路?

初中物理的很多實驗是由老師選好器材給學生做的,雖然教材在初三階段提出了讓學生自主選器材的要求,但大多數(shù)教師嫌麻煩,并沒用很好的落實,很少有學生受到選器材的訓練??紤]到這樣的情況,我們老師在編寫題目的時候,很編寫一些“器材選擇”性的題目,具體的方法是:給過量的實驗器材,讓學生選擇實驗器材來設計實驗。這樣的題目適合于學生比較熟悉的實驗,最好是在“老實驗”的基礎上進行改造。比如,在“探究平面鏡成像的特點”實驗中,實驗室提供了如圖所示的一些實驗器材供選擇,完成該實驗的主要器材是哪些?為了研究平面鏡成的像是實像還是虛像,還要選擇實驗器材是什么等。

2.從題景變化上入手。題目的情景千差萬別,來源也十分廣泛,新理論,新技術,熱點新聞,時事政治,都可以作為題景。當你看電視、聽新聞的時候,可以留意一下某些物理知識,是否可以將它們融合起來。比如,我國又進行珠峰科學考察了,要為珠峰重新測量高度,這里就涉及到很多物理知識――大氣壓與沸點、激光測距、紫外線的防護;又如,在舟曲特大山洪泥石流災害救援中,為了便于挖掘機疏浚河道,從上海緊急調運了400塊路基箱,路基箱外觀上是一個個表面刻有花紋的大型鋼板組成的箱體,它們被鐵鏈拴在一起鋪在松軟的淤泥上,這樣大型挖掘機就可以沿著路基箱順利地開到指定地點上而不至于被陷在淤泥里。請用物理語言說明其中蘊含的物理知識。稍加改動就可以編寫出新穎的題目;當你遇到一個新的器具時,可以看看它的說明書,了解一下工作原理、使用注意點,說不定據(jù)此能編出一道新的物理題目來。在某種意義上講,我們的身邊充滿著各種各樣的新題景,關鍵在于我們能不能做個有心人。

三、自編題目的意義

自編題目的重要意義在于教學的針對性,避免盲目的到資料上“抓題”。如果在物理教學中,老師盲目的到資料上抓題,就可能走上應試教學的老路――題海戰(zhàn)術。針對學生自編習題可以使教學更加有的放矢,學生和教師都很輕松,也提高了學生的學習積極性,從而提高教學的質效。

總之,新課改以來,初中物理試題的題型發(fā)生了很大的變化,出現(xiàn)了很多賦予時代感的題目,但命題的總趨向是注重理論聯(lián)系實際,注重實驗能力的考察,注重學習過程與方法,因為實驗是物理教學的靈魂,而學習過程與方法的掌握是培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)的重要舉措。因此,在自編物理新題目的時候,我們要針對學生的具體情況,多編寫一些注重實驗、注重物理知識獲取過程與方法的習題,這樣能激發(fā)學生的學習興趣,促進學生更加積極的自主學習,進而提高學生的創(chuàng)新能力與解決實際問題的能力。

參考文獻:

[1] 方彩紅. 淺談新課標下物理教學模式的創(chuàng)新[J]. 物理研究(教學研究版), 2009,(01)

[2] 吳麗莎. 新課標下的物理課堂[J]. 新課程(教師版), 2008,(12)

[3] 顧道勇. 新課標下的初中物理教師[J]. 數(shù)理化學習, 2009,(02)

[4] 鄒紅梅. 初中物理新課改后的幾點教學思考[J]. 實驗教學與儀器, 2010,(02)

出生年月:1978年5月30

籍貫:江蘇,徐州

性別:男

職稱:一級教師

篇5

關鍵詞:WSN新型分布式協(xié)議;電子類實驗室;管理;應用研究

WSN也就是無線傳感器網(wǎng)絡(全稱為wirelesssensornetwork),WSN目前在國際上是備受關注,其涉及諸多的學科,而這些學科還具有高度的交叉性和集成性。具體來說,WSN綜合了目前比較流行的傳感器技術、嵌入式計算技術、現(xiàn)代網(wǎng)絡、無線通信技術以及分布式信息處理技術等一系列的高新技術。

1WSN新型分布式協(xié)議在電子類實驗室管理中的應用

傳統(tǒng)背景下,WSN主要是由部署在檢測區(qū)域內大量的傳感器節(jié)點(一般都是比較廉價的)所組成,其通過無線通信和傳輸?shù)姆绞叫纬傻囊粋€多跳的、自組織的綜合系統(tǒng),其實際的目的就是為了協(xié)作地感知、采集與處理網(wǎng)絡覆蓋區(qū)域中具體的感知對象,并將感知到的具體對象的信息發(fā)送給觀察者。一般是由傳感器、感知對象以及觀察者,三個基本要素所構成。在電子類實驗室的WSN應用領域,感知對象就是電子類實驗室中的各種實驗儀器、設備、操作平臺等,而觀察人員則為實驗室的管理員(當然也有相應的技術人員參與其中)。新型的分布式WSN網(wǎng)絡協(xié)議使得監(jiān)控獲得的信息數(shù)據(jù)不再僅僅局限于一些環(huán)境數(shù)據(jù)信息如溫度、濕度、位置等標量的數(shù)據(jù)。其已經集成了更多的視頻、音頻、圖像信息等進入到系統(tǒng)中,而分布式的WSN網(wǎng)絡協(xié)議與網(wǎng)絡結構的OSI模型有著類似之處,就是將系統(tǒng)分層、分布的展開,不同的層次負責不同的業(yè)務,是一種分布處理的工作機制。新型的分布式WSN協(xié)議主要是讓節(jié)點參與到特定的節(jié)點的簇內多跳通信之中,然后令簇頭進行數(shù)據(jù)的聚合,以有效的減少向sink節(jié)點傳送的消息數(shù)量,這樣一來就達到了節(jié)省資源和提高可擴展性的最終目的,這也是其為何能夠發(fā)送、傳遞更多、更豐富信息的最主要原因。將新型的分布式WSN協(xié)議應用到了電子類實驗室的管理中,就是為了解決電子類實驗室長期存在的人員、效率方面的困難。新型的分布式WSN協(xié)議下的WSN系統(tǒng)更為的可靠、安全,信息的傳輸效率更高,傳輸?shù)膬热菀哺鼮樨S富,這就使得相關的管理人員所獲得的信息更具有指導性也更容易理解,不再需要更多的技術性要求,讓管理工作變得更為簡單,同時也節(jié)省了人力資源的消耗。并且,新型的分布式WSN協(xié)議,是安全可靠的,對于實驗室的管理效率的提升也是具有極大幫助的,能夠充分的在系統(tǒng)的提示下將各類系統(tǒng)資源利用起來,更好的發(fā)揮實驗室的工作效率。但需要注意的問題是,WSN新型分布式協(xié)議在電子類實驗室管理中的應用并不是無懈可擊的,雖然這種分布式的操作模式最大的優(yōu)勢在于分層、分布,當其中某一個環(huán)節(jié)、層次出現(xiàn)問題的時候并不會嚴重的影響到其它部分系統(tǒng)的工作;但是,很明顯其也加大了系統(tǒng)的復雜程度,雖然應用起來比較方便,便于管理人員的管理,但是對于系統(tǒng)的維護技術人員而言,維護的難度可能就有所提高了。

2WSN新型分布式協(xié)議應用設計模型以及分析

應用模型利用近距離無線組網(wǎng)通訊技術ZIGBEE將各個節(jié)點組成一個物聯(lián)網(wǎng),教師和學生可以登陸實驗室管理信息系統(tǒng)在線平臺,可以查看瀏覽實驗室信息、預約申請使用實驗室以及設備、管理個人資料信息、編輯預約信息和修改用戶密碼。教師管理員登陸實驗室管理信息系統(tǒng)管理平臺,可以編輯用戶信息、維護管理人員信息、查看實驗室和設備電源狀態(tài)、檢測實驗室室內各個參數(shù)信息。如圖1所示,該設計模型中涉及到的關鍵性硬件為利用ZIGBEE技術開發(fā)的CC2530模塊。該模塊承擔建立自主網(wǎng)實驗室網(wǎng)關以及與實驗室管理服務器通信的任務。如圖2所示,為CC2530模塊原理圖。CC2530是用于2.4-GHzIEEE802.15.4ZigBee和RF4CE應用的一個真正的片上系統(tǒng)(SoC)解決方案。它能夠以非常低的總的材料成本建立強大的網(wǎng)絡節(jié)點。CC2530結合了領先的RF收發(fā)器的優(yōu)良性能,業(yè)界標準的增強型8051CPU,系統(tǒng)內可編程閃存,8-KBRAM和許多其它強大的功能。如圖3所示,為本應用設計模型軟件處理流程圖。程序主要完成處理器、輸入輸出口、AD和DA、溫度傳感器、濕度傳感器、光照度傳感器、運算放大器、定時器等的初始化工作。CC2530采集實驗室相關信息后向網(wǎng)關發(fā)送并到達實驗室管理信息系統(tǒng)的網(wǎng)頁平臺。采集時間為100us每次。

3結語

總的來說,WSN新型分布式協(xié)議在電子類實驗室管理中的應用比較明確的解決了一般在傳統(tǒng)的電子類實驗室中常見的問題,如人員的工作量大、管理的效率低下、實驗室得不到充分有效的利用等諸多問題。這些問題的解決是WSN系統(tǒng)技術的重要更新和與時俱進的發(fā)展下的必然結果,對于其中可能存在的問題,通過日后的研究也勢必會得到充分有效的解決。

參考文獻

[1]李艷輝.物聯(lián)網(wǎng)技術在實驗室安防系統(tǒng)中的應用[D].華北理工大學,2015.

[2]吳文華,施鎮(zhèn)江,朱娟娟,史同娜,謝衛(wèi)民.智能管理系統(tǒng)在高校實驗室管理中的應用[J].實驗室研究與探索,2014,(11):259-264.

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關鍵詞:實驗室安全;安全教育;教育體系;課程體系;教學方式

1實驗室安全內涵及安全教育的要素

安全從最開始的應對危險環(huán)境的經驗之舉到現(xiàn)在發(fā)展成為一門科學。安全科學創(chuàng)始人之一張潛提出安全的科學概念是:安全是人的身心免受外界不利因素影響的存在狀態(tài)及其保障條件。安全人體、安全設備和安全社會構成了安全3因素,加上安全的整體性因素——安全系統(tǒng),構成安全的4因素。雖然研究者不斷對安全要素進行修正,但其構成基礎都是基于人、物以及人與物的關系這幾個基本要素[3]。安全科學的研究對象是事故,研究目的是預防事故和控制事故發(fā)生后的損失[4]。實驗室安全也是一門科學,它重點研究在實驗室環(huán)境下,人、機、環(huán)境系統(tǒng)的相互作用和保障師生員工的實驗安全技術,以及研究教學科研中實驗風險所導致的事故和災害的發(fā)生、發(fā)展規(guī)律和防止實驗室意外事故發(fā)生所需的科學知識與技術方法[5]。高校實驗室藥品種類多、設備復雜、參與人員范圍廣、層次不同且流動性大,人員安全意識不足、安全防護重視不夠,容易發(fā)生安全事故[6-7]。避免實驗室安全事故的發(fā)生可以從事故的成因入手。任何事故的發(fā)生都是由人和物2方面原因引起的[8]。博德認為造成事故的主要原因有:技術原因、教育原因、身體和態(tài)度原因、管理原因[9]。根據(jù)高校的特征,可以充分發(fā)揮教育功能,通過教育對人產生直接影響,從最根本的人的要素出發(fā),使師生員工牢固樹立“安全第一”的思想,并在此思想的影響下指導安全學習和安全行為。實驗室安全教育要明確安全教育的內容,并利用合適的教育方式進行安全知識、安全技能與安全意識的傳播[10]。安全教育不僅要著眼于物,消除物的不安全狀態(tài),包括實驗室試劑、儀器、設備、機電、環(huán)境等,也要著眼于人,消除人的不安全行為,包括人員的安全理念、法律法規(guī)、行為規(guī)范、工作作風等[11]。通過將安全理念滲透到師生員工的思想當中,潛移默化地對師生員工的理念、意識、態(tài)度、行為等形成從無形到有形的影響,使之樹立牢固的安全人生觀、價值觀,掌握良好的安全技術和安全行為方式。

2國內外高校實驗室安全教育比較

2.1國外實驗室安全教育

國外發(fā)達國家十分重視安全教育和培訓工作,安全教育開展較早也相對成熟。現(xiàn)從國外一流大學的實驗室安全教育的制度和管理、師資力量、課程內容、教育形式、效果評價等方面,總結其安全教育特點。

2.1.1重視程度高,法律法規(guī)相對完善

歐美高校不僅在法律法規(guī)方面有明確與具體的要求,還建立許多規(guī)范的安全培訓機構,對安全培訓嚴格監(jiān)管。20世紀50年代,歐美、日本等國家普遍在大學工科教育中開設安全類工程專業(yè)。1938年紐約大學成立了安全教育中心,率先創(chuàng)立了高等院校安全教育培訓工作。英國是推行國家職業(yè)安全健康考試制度較早并較為系統(tǒng)和先進的國家,安全教育培訓的法律法規(guī)也十分完善[10]。

2.1.2具有專業(yè)化的教師隊伍

在歐美高校中一般安排具有安全專業(yè)知識或者經驗的人承擔實驗室安全管理和教育的工作。相當一部分教授、高級工程師、博士等對學生進行安全教育。同時,教授直接負責本課題組實驗室的安全,定期對進入實驗室的學生進行教育培訓并承擔主要責任。

2.1.3安全教育培訓課程種類多

歐美一流大學教育培訓課程資源豐富。對每個師生員工進行實驗室準入培訓,并設計不同組別或者主題的培訓內容,準入培訓課程資源豐富、信息公開、自主選擇性強。例如哈佛大學培訓內容主要包括實驗室安全、生物安全、激光安全、輻射安全、危險品運輸、機器工具使用培訓等。斯坦福大學組織開發(fā)了74項安全培訓課程,也分為化學、生物等不同的主題。

2.1.4教育形式多樣

歐美一流大學對信息化技術應用廣泛,普遍建立網(wǎng)絡教育培訓平臺,線下和線上教育相結合。麻省理工學院準入教育形式有網(wǎng)絡培訓、課堂培訓和實驗室現(xiàn)場培訓,劍橋大學安全管理部門職業(yè)健康安全服務一年擬提供26次培訓,包括2次網(wǎng)絡自學,24次面授。

2.1.5安全教育管理比較嚴格

歐美高校不僅實行了嚴格的培訓和準入制度,還非常重視在學生的培養(yǎng)環(huán)節(jié)加入實驗室安全的教育,例如瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學院將安全課程作為化學工程專業(yè)學生的必修課[12],而在劍橋大學的學生手冊中,有專門關于實驗室安全內容的介紹。

2.2我國實驗室安全教育

19世紀60年代,西安礦業(yè)學院和首都經貿大學在國內率先開設了安全相關專業(yè),但此后,安全專業(yè)的教育規(guī)模一直未能擴大,直到1983年全國開設安全工程專業(yè)的院校仍只有4所[10]。目前我國高校實驗室安全教育還沒有形成完善的體系[13]。

2.2.1教育和管理重視程度低

我國很少有高校將安全教育納入學校常規(guī)教學體系,并且大多數(shù)安全教育課程也僅僅是在院系層面較分散的課程,缺乏整體設計和完善的體系。學校對安全教育缺少管理制度和信息化管理平臺,對教育缺乏全過程的跟進和管理[14-15]。

2.2.2師資和教材資源不足

我國很多高校沒有安全課程的主講教師,而開設安全課的高校,師資隊伍也多以兼職為主,學生對實驗安全教育課程師資的評價遠低于其他課程[18]。實驗室安全教育教材的內容覆蓋面及深度等與發(fā)達國家相比都存在明顯差距[16]。

2.2.3安全教育目標不明確

我國高校的實驗室安全教育,很少在人才培養(yǎng)的層面對安全教育進行明確的目標定位和培養(yǎng)能力的闡述。學生對安全教育的理解大都還停留在掌握消防知識等顯而易見的安全知識上,沒有對實驗室安全教育的意義產生深刻的認識。

2.2.4課程內容不成體系

現(xiàn)有的安全教育課程內容建設不全面,對不同學科、不同專業(yè)的實驗室安全教育內容缺乏融合,課程結構不清晰[17]。同時,我國安全教育課程中工程技術方面課程較多,各行業(yè)通用知識較少,課程方案在不同院校間差異較大[18-19]。

2.2.5教學方式不靈活

絕大多數(shù)高校開展的實驗室安全教育課程主要以專題培訓、講座等形式為主,教學手段單一,教師在教學過程中未能充分利用現(xiàn)代信息技術,學生學習興趣不足[20]。同時大多數(shù)安全教育以理念灌輸為主,學生對未知危險和隱患缺乏實際體驗。

2.2.6對教育效果評價不夠

隨著安全問題的日益嚴峻,高校也開始逐漸重視安全管理和教育,實行嚴格的實驗室準入制度。但是很少有學校對學生進入實驗室后的安全教育進行跟進和效果評價。實驗室安全教育是一項全程化的教育,需要長期對教育效果進行評價,制定改進措施。

3高校實驗室安全教育體系設計理念

通過國內外安全教育對比,可以看到我國高校實驗室安全教育基礎薄弱,還不成體系,在眾多方面都與國外有一定的差距,因此需要對實驗室安全教育水平進行整體提升,構建起系統(tǒng)、全面的教育體系。構建安全教育體系需要從實驗室安全教育的特點出發(fā),立足于我國實驗室安全教育現(xiàn)狀,提出實驗室安全教育體系構建原則,并從各個方面提出具體實施方案。

3.1實驗室安全教育的特點

實驗室安全教育的特點是構建安全教育體系的基礎。結合安全的本質和要素,以及結合高校實驗室的功能,高校實驗室安全教育主要具有以下特點。

3.1.1人本理念

安全的主體是人,安全教育體現(xiàn)以人為本的理念,與人的思想意識直接相關。因為界定安全與否的條件是人的身心狀態(tài),由于個體的差異性,安全意識參差不齊。因此安全教育需要從人的思想觀念出發(fā),使之有明確的安全人生觀和價值觀。因此安全教育需要在課程目標中著重強調培養(yǎng)人的安全素養(yǎng),以此為基礎指導其安全知識和技能的獲得。

3.1.2學科交叉

安全學科與其他學科的一個重要不同點,就是涉及的知識領域比較廣,具有綜合交叉特點。由于安全的研究對象是事故,事故的發(fā)生原因既有自然方面的因素,也有社會人文方面的因素,因此研究事故的安全科學具有社會科學、人文科學和自然科學多方面屬性[4]。安全教育涉及工程學、管理學、心理學、教育學等多種專業(yè)知識,因此在開展安全教育的時候,需要將這些因素綜合起來,注意安全通用性知識的提取。

3.1.3信息量大

安全教育涉及到的理論繁多零散,信息量大,因此需要在課程設計上構建完整的知識體系,這樣才能夠使被教育者對安全知識有清晰的脈絡,更好地理解安全知識、掌握安全技能。同時由于安全知識的屬性不同,對于理論性的和實踐性的安全教育內容一定要采取差異化教學,利用不同的形式開展,并充分利用信息化技術手段提高教學效率。

3.1.4全程化

安全教育具有全程化的特點。安全教育不是一次性教育培訓就能達到教學目的,而是需要長時間的跟進和教育,因為每一種設備或者環(huán)境的變化都會帶來安全隱患,都需要重新學習。因此,對于教學過程的跟進就顯得尤為重要,需要建立完善的教育管理制度,并搭建起安全教育的平臺,利用信息化技術手段,對每個學生的學習進度和效果進行管理和評價。

3.2實驗室安全教育體系設計理念

安全教育體系是指將保障安全教育活動有效開展的相關要素按照其內在的邏輯關系組合而成的有機整體[21]。但是對于體系的組成要素,從現(xiàn)有的文獻資料來看,并沒有清晰的闡述。有認為安全教育體系包括大學生安全教育的思想、內容、保障、運作和評價5要素[22],有認為安全教育體系由領導、制度、內容和環(huán)境4要素組成[23],也有認為安全教育體系由教育目標、課程、管理、保障和評估5要素組成[21]。結合不同學者的觀點、看法,以目標、內容、方式、師資、評價與管理作為實驗室安全教育體系的6要素,將教育目標、教學內容、教學手段、教學資源、效果評價和組織管理這6個方面融合起來,提出高校實驗室安全教育課程體系設計理念。

3.2.1教育目標立體化

造成安全事故最主要的原因是人員安全意識和素養(yǎng)的缺乏。鑒于安全教育以人為本的特點,安全教育不僅是傳授基本的安全知識,更是培養(yǎng)和塑造安全意識和安全價值觀,這樣才能夠使被教育者對實驗室安全懷有敬畏之心,有意識地提高安全素養(yǎng)。因此,安全教育的課程目標應該將安全知識、安全操作與防護技能、安全意識與價值觀3方面進行立體化設計,培養(yǎng)出集扎實的基礎知識、熟練的安全技能、較高的安全素養(yǎng)于一體,具有完整安全人格的人。

3.2.2教學內容結構化

鑒于實驗室安全教育知識交叉性強的特點,安全教育應該設計系統(tǒng)的課程結構,使其便于教學和管理。安全知識體系的構建既可以從教育目標的角度出發(fā),分為知識類、技能類與素養(yǎng)類,又可以從專業(yè)的角度出發(fā),設計成通識類與專業(yè)類,還可以根據(jù)安全的要素對安全知識進行主題或者模塊分類。無論哪種分類,都需保證知識體系的完整性及課程內容單元短小精悍,便于自由組合。同時設計差異化的教學內容,給不同背景的學生提供個性化學習方案。

3.2.3教學手段信息化

鑒于實驗室安全知識種類多、信息量大的特點,教學方式應該保證形式靈活多樣??梢詫OOC等在線教育方式[24]與傳統(tǒng)教學結合起來,形成混合式教學模式。同時引入虛擬現(xiàn)實技術[25],將一些需要深度感知而現(xiàn)有條件又比較危險的教學環(huán)境設計成虛擬現(xiàn)實,使學生能夠深入體驗和探索,強化安全意識,增強安全技能的掌控能力。

3.2.4教學資源多元化

由于大部分高校實驗室安全教育教學資源還比較薄弱,在這種情況下應該充分發(fā)揮師資力量,將校內具有安全經驗的教師集合起來,開發(fā)適合本校的實驗室安全教育課程,制作PPT、視頻等教學資料,形成設計型資源。同時充分結合社會力量,聘請具有安全經驗的專家,引入成熟的教學資源,比如中國大學MOOC網(wǎng)、網(wǎng)易云課堂、學堂在線等MOOC網(wǎng)站,形成應用型資源,構成多元化的教學資源庫,同時集中組建一支專業(yè)化的師資隊伍。

3.2.5教學效果可視化

因為安全教育具有全程化的特點,受教育者范圍廣且層次差異較大。在這種情況下,更應該充分使用信息化技術手段,跟蹤學生的學習情況。比如開發(fā)在線學習和考試系統(tǒng),既可以跟蹤學生學習的進度,又可以直接對學習效果進行測評,通過對學生的學習過程和學習效果的跟進與管理,將教學效果可視化,為教學評價改進提供依據(jù)。

3.2.6教育系統(tǒng)平臺化

針對實驗室安全教育出現(xiàn)的各種問題,只有構建系統(tǒng)的安全教育體系,將教育目標、教學內容、教學方式、教學資源、效果評價等因素綜合考慮,形成有機的整體,并且通過建立系統(tǒng)的管理規(guī)章制度,同時利用信息化技術進行輔助服務和管理,打造實驗室安全教育網(wǎng)絡平臺,將教育涉及的人、事、物都進行有機的管理,才能夠實現(xiàn)教育體系的完整性,保證教育體系的有效性。

4高校實驗室安全教育課程體系探究

實驗室安全教育體系涉及多個方面,其中課程內容設置和教學方式是教育的核心,沒有課程就談不上教育??梢酝ㄟ^對課程內容和教學方式的具體設計和推動,帶動安全教育整體發(fā)展。

4.1課程內容設置

4.1.1課程內容體系的構建

結合安全教育體系的設計理念,提出實驗室安全教育課程體系。首先,在設計課程內容體系的時候,可以從安全要素中人的要素出發(fā),設計不分專業(yè)、每個學生都需要學習的通識類課程。這類課程可以從學校層面整體設計,包括實驗室安全基礎知識、危險源識別、技術安防、安全管理等內容,這些內容具有普遍性。同時從安全要素中物的角度出發(fā),不同專業(yè)的學生在實驗過程接觸的危險物質不同,因此安全教育內容又可以細分為各個專業(yè),形成專業(yè)類課程,比如化學、生物等相關專業(yè)的課程設計。其次,安全課程又可以從教育目標的角度出發(fā),課程又可以分為知識類、技能類與素養(yǎng)類。知識類側重理念的學習,技能類側重實操教學,素養(yǎng)類側重安全價值觀的塑造。素養(yǎng)類課程可以有安全法律法規(guī)、安全管理、實驗室安全與環(huán)保意識、安全產業(yè)與經濟等。無論是通識課程還是專業(yè)課程,都可以按照這3個層次進行分類,這種課程結構的劃分不僅有利于構建起全面的實驗室安全教育課程體系,還能夠判斷每門課程的性質,方便結合相應的教學方式。

4.1.2學習方案

將安全課程內容設計完成之后,還需要針對每個學習者制訂教學方案、計劃學習內容和學時要求,使每個學習者都可以根據(jù)自己的實際需要,設計自己的學習路徑和課程方案,進行個性化學習。通識類課程與專業(yè)類課程相輔相成,構成完整的整體,每個學習者都學習一定的通識類課程和專業(yè)類課程。同時鑒于實驗室安全內容的復雜性,為了使學生的安全素養(yǎng)、安全知識和安全技能得到全方位的提升,一定要保證充足的學時,明確必修的課程數(shù)量和類別。比如通識類的可以在知識類、技能類和素養(yǎng)類至少各選擇1門,至少選夠4個學時。專業(yè)類的可以根據(jù)專業(yè)需要重點選擇技能類的課程,也至少選夠4個學時。除此之外,由于每個學生所做的科研實驗都具有特殊性,因此,每個實驗室也應該進行安全教育,可以設計4個學時。這樣可以從學校、院系、實驗室多方面進行全面的教育,而課程時長也保證了學生能夠得到充分的學習和鍛煉。除此之外,在規(guī)定選課要求的時候,需要因受教育者的層次不同而有所差異。安全教育的對象不僅僅是學生,還有教師以及工作人員。比如對教師來講,不僅需要學習安全知識,還需要學習安全管理,對于在實驗室進行較多操作的工程師來說,其實踐性更強,需要學習更多的實踐類課程。

4.2教學模式的設計

較好的課程體系和內容需要有較好的教學方式進行輸出。在安全教育的每個過程環(huán)節(jié)都可以引入信息技術手段,結合在線教育、虛擬現(xiàn)實技術、網(wǎng)絡平臺與線下教育的優(yōu)勢,形成混合式教學模式。基于信息化的實驗室安全教育混合式教學模式。混合式教學模式可以分別從多方面進行設計,同時滿足學習者在受教育過程中對知識學習、技能訓練、素質培養(yǎng)、學習過程管理等多方面的需求。

4.2.1線上教育與線下教育相混合

可以將實驗室安全知識和原理進行梳理,形成系統(tǒng)的知識結構,在線上課堂傳播。線上課堂可觀看視頻、PPT課件、論壇信息、線上測試、線上實時視頻會議、線上提問、線上教師答疑等。線下課堂教師可以幫助引導學生完成對知識的建構和內化,傳遞安全的價值觀,同時開展實操性強的培訓課程。線上教育方便知識的學習,線下學習方便技能的訓練和素養(yǎng)的培養(yǎng)。融合線上教育和線下教育的混合式教學,既可以提高學生學習的主動性和靈活性,又可以增進交流,從知識、技能和素養(yǎng)多方面進行安全教育。

4.2.2虛擬現(xiàn)實與真實場景教學相混合

虛擬現(xiàn)實的課程能將抽象的內容形象化,并幫助學生深度體驗實驗和操作環(huán)境,增加安全技能,增強安全素養(yǎng)。通過對課程內容的分析,可以將一些需要深度感知的、具有較強操作性的,而現(xiàn)有條件又比較危險的教學環(huán)境,利用虛擬現(xiàn)實技術設計成虛擬情境,幫助學生有效學習。適用于利用虛擬現(xiàn)實技術的課程可以有:危險源識別、安全事故的教學、危險設備操作、消防應急演練、急救與應急處理。但是也需要注意利用虛擬現(xiàn)實時,學習者在對同一方案進行操作時,每一次出現(xiàn)的現(xiàn)象都是一樣的,時間久了可能會讓學生產生定式思維,面對其他復雜環(huán)境判斷力降低,因此需要將真實場景的教學與虛擬現(xiàn)實教學結合起來,對操作簡單的實驗可以采用真實場景的教學。

4.2.3網(wǎng)絡平臺管理與教師監(jiān)管相混合

實驗室安全教育是一項需要長期跟進的教育,需要對安全教育進行有效的效果評價。安全教育需要將教師傳統(tǒng)的監(jiān)督以及信息化技術手段結合起來,對學生的學習過程和結果進行有效的管理。對于在線學習的學習者,可以看到學習者對學習內容的選擇,以及學習的完成度、測試結果、對某門課程的重復學習率等,對在線學習結果進行分析。通過開發(fā)在線教育平臺管理系統(tǒng),可以集成安全教育學習資料、網(wǎng)絡考試系統(tǒng)、學生的學習記錄和學習效果的評價等各個模塊,在安全教育的每個環(huán)節(jié)做好管理,為安全教育順利貫徹做好保障。

篇7

立體式教學模式包含三個基本要素,即教師、學生和實踐,其體系結構如圖1所示。傳統(tǒng)的教學模式就是教師和學生構成的平面,其中僅僅包括教師講授,學生接受那一方面,立體式教學模式在教師-學生平面里增加了小組討論式教學,教師對“樓宇自動化”課程進行系統(tǒng)規(guī)劃,針對某些教學內容或專題,開展課堂專題討論,讓學生去查閱資料,經過認真思考分析,提出自己的獨特見解,在培養(yǎng)學生自學能力的同時,也培養(yǎng)了學生分析和綜合問題的能力,這種模式不僅可以活躍課堂氣氛,而且能調動學生學習的主動性,提高創(chuàng)造力。學生-實踐平面里包括課內實驗、開放實驗和參觀典型案例?!皹怯钭詣踊闭n程的特點就是工程和實踐,學生學習理論的同時,需要用實驗來鞏固、驗證理論知識,課內實驗學時非常有限,在不能滿足學生的求知欲的時候,適當開設開放性實驗就顯得尤為重要,可以使學生更進一步深入了解智能樓宇相關知識。智能樓宇已經遍布世界每一個角落,學生隨處都可以看到書本的相關內容,讓學生參觀實際案例去親自感受智能樓宇的構成、發(fā)展和變化可以使知識掌握的更牢固。教師-實踐平面主要是任課教師要通過科研實踐,將自己的工程實踐經驗帶入課堂,為學生講出豐富多彩、生動活潑的課程。社會不斷進步,樓宇自動化技術更是日新月異,時刻緊跟時代步伐,了解樓宇自動化最新前沿,將科研實踐與課堂教育相結合,可以幫助學生更好地運用所學知識。第四個平面是教師實踐-學生實踐平面,教師帶領學生根據(jù)實驗室和個人科研實際情況,開發(fā)相應的開放實驗項目,并綜合學生學過的知識,給出高水平畢業(yè)設計題目,可以指導學生正確地運用所學知識,同時學生也可以輔助教師更好地開展實踐工作。

樓宇自動化立體式教學的具體實現(xiàn)

樓宇自動化立體式教學可從以下幾個方面得以實現(xiàn):

1.教師上課講授與小組討論式教學相結合

智能樓宇的體系結構,樓宇綜合管理系統(tǒng),智能樓宇系統(tǒng)的集成以及各個功能模塊的基本構成等這些內容,學生在前面課程里面沒有接觸過,涉及到工業(yè)現(xiàn)場實際系統(tǒng)構建,如圖2所示。集散系統(tǒng)構成,集散控制系統(tǒng)是由上層集中操作管理、下層分散控制、中間的通信層構成的,這些內容采用傳統(tǒng)教學方法進行課堂講述。鑒于智能建筑的發(fā)展趨勢和綠色城市的概念,如何實現(xiàn)系統(tǒng)的“節(jié)能、環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展”這一問題,還有每個功能模塊,例如供配電監(jiān)控子系統(tǒng)、照明監(jiān)控子系統(tǒng)、中央空調系統(tǒng)、給排水子系統(tǒng)、電梯控制子系統(tǒng)、防雷接地系統(tǒng)、智能會議系統(tǒng)、公共廣播子系統(tǒng)、停車場管理、物業(yè)管理、智能安防和消防子系統(tǒng)等都可以分成不同專題,由學生根據(jù)自己的理解,利用各種渠道查閱資料進行小組討論,發(fā)揮學生主觀能動性,提高他們的創(chuàng)造力。

2.學生課內實驗、開放性實驗和實際案例參觀相結合

根據(jù)北京信息科技大學實驗室實際情況,“樓宇自動化”課程開設了樓宇給排水監(jiān)控系統(tǒng)實驗,讓學生綜合利用實驗室的硬件設備(水箱)組態(tài)相應的監(jiān)控界面,模擬智能樓宇的給排水監(jiān)控系統(tǒng),包括上水和排水、水位控制、水壓檢測等。由于課內實驗課時有限,所以對智能樓宇中的重要環(huán)節(jié):安防和消防監(jiān)控系統(tǒng),開設了開放實驗項目,學生課后可以自主到實驗室組建安防和消防報警監(jiān)控系統(tǒng),自己開放相應的監(jiān)控界面,這使學生不僅在系統(tǒng)硬件構成,也在軟件開發(fā)方面得到了訓練,增強了科研開發(fā)能力和創(chuàng)新能力。在了解理論、實驗室實踐的基礎上,鼓勵學生走出校門,去參觀不同功能的智能樓宇,例如智能醫(yī)院、智能火車站、智能辦公樓、智能小區(qū)、智能校園、智能音樂廳,讓學生去直接感受智能樓宇系統(tǒng)的構成。

3.課程教學和實踐環(huán)節(jié)與畢業(yè)設計的結合

智能樓宇是一個系統(tǒng)工程,其中包含很多的知識點,例如每一個子系統(tǒng)或幾個子系統(tǒng)或整個系統(tǒng)的綜合都可以作為畢業(yè)設計題目,這樣樓宇自動化的實踐環(huán)節(jié)就可以從課內實驗到開放實驗再到畢業(yè)設計,層層相扣,學生也能循序漸近逐層深入,帶著問題、興趣去學習和掌握專業(yè)的相關知識,并為在專業(yè)相關領域就業(yè)打下基礎。

教學效果

學生帶著自己查閱的資料并在參觀或關注典型智能樓宇案例之后,將其帶進小組討論,這種討論式教學方式在2010至2011學年第1學期自動化專業(yè)的授課過程中已經開始采用,學生反映良好,但這種方式適合于小班上課,如果人太多將達不到預期的效果。實踐部分其中課內實驗是“智能樓宇給排水監(jiān)控系統(tǒng)實驗”,開設的開放實驗包括:“智能樓宇照明監(jiān)控系統(tǒng)實驗”、“智能樓宇安防監(jiān)控系統(tǒng)實驗”和“智能樓宇火災探測報警系統(tǒng)實驗”,已有22名同學參加了開放實驗項目,效果較好。2012年筆者指導兩名同學分別完成了“智能樓宇消防監(jiān)控系統(tǒng)設計”和“智能樓宇防盜報警系統(tǒng)設計”,學生收獲頗多。

篇8

【關鍵詞】“6S”管理 高職 動漫實驗室 應用

【中圖分類號】G【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889(2013)11C-

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文化,是一個民族的精神和靈魂,也是一個國家協(xié)調科學發(fā)展的軟實力,和人們生活緊密相連。黨的十七屆六中全會指出,加快發(fā)展文化產業(yè),推動文化產業(yè)成為國民經濟支柱性產業(yè)。動漫產業(yè)被稱做21世紀知識經濟的核心產業(yè),是繼IT行業(yè)后又一經濟增長點。隨著國家經濟的發(fā)展,我國動漫產業(yè)近幾年來也得到迅猛的發(fā)展。如何管理和利用動漫實驗室培養(yǎng)動漫人才,成為高職院校建設所要思考的問題。筆者在實際工作中,以“6S”管理方式,充分、合理地利用有效的資源,解決動漫實驗室管理的弊端,高效地培養(yǎng)學生成才,本文擬對此作一探討。

一、“6S”管理的內涵

“6S”是由“5S”拓展而來,它是具有中國特色的一個創(chuàng)造?!?S”起源于日本企業(yè),在第二次世界大戰(zhàn)之后,日本在美國的指導下重建國民經濟,在此過程中他們發(fā)現(xiàn)管理現(xiàn)場很重要,于是總結出一個基本的思路。首先要整理,其次要整頓,接著要清掃、清潔,最后提高了整體的員工的素養(yǎng)。由于這五個詞語用英語拼寫時,都是“S”開頭,因此也簡稱為“5S”。日本企業(yè)把“5S”作為管理工作的基本要素,推行各式各樣的品質管理,產品品質得到了迅速的提高,從而推動了經濟的發(fā)展,奠定了日本經濟大國的地位。在豐田公司的倡導推動下,“5S”對于建立企業(yè)形象、降低生產成本、按時提交產品、關注員工安全、建立嚴格的標準化管理、維持整潔有序的工作場所發(fā)揮了巨大的作用,逐漸為世界各國的企業(yè)所認同,成為了國際企業(yè)管理中一個比較通行的方法。中國企業(yè)在實踐中在“5S”的基礎上加了“安全”一項,演變成“6S”。也就是說,“6S”管理包括整理(SEIRI)、整頓(SEITON)、清掃(SEISO)、清潔(SEIKETSU)、素養(yǎng)(SHITSUKE)、安全(SAFETY)。

整理(SEIRI)就是將工作現(xiàn)場中的設備、物品區(qū)分清楚,分為需要和不需要,將需要的物品妥善存放,以利于提高工作效率。整頓(SEITON)就是將需要的物品有序地擺放,并給予標識,以利于減少尋找物品的時間。清掃(SEISO)就是將工作現(xiàn)場打掃干凈,讓現(xiàn)場無垃圾、無灰塵,干凈整潔,以利于提高生產的品質。清潔(SEIKETSU)就是將以上幾個步驟的要求堅持到底,維持環(huán)境的整潔度,采用標準化和制度化規(guī)定,以利于創(chuàng)建舒適的現(xiàn)場。素養(yǎng)(SHITSUKE)就是以人為本,通過以上的活動,促使工作人員養(yǎng)成良好的行為習慣,從而提高生產效率。安全

(SAFETY)就是保證現(xiàn)場對于工作人員來說是舒適安全的環(huán)境,以利于生產的持續(xù)進行。

二、 高職動漫實驗室管理中“6S”管

理的作用

(一)有利于學生養(yǎng)成良好的習慣

俗話說,習慣成自然。好的工作習慣不僅體現(xiàn)出一個人的素質和修養(yǎng),而且對提高工作效率大有裨益。生活中,經常有人抱怨整天忙忙碌碌,卻總是感到工作做不完,有些問題也沒解決好,自己的能力和素質也沒有明顯提高。究其原因,都是因為沒有養(yǎng)成良好的工作、生活、學習習慣。目前,高職生中有部分人在日常生活中沒有形成良好的行為習慣,喜歡亂扔東西,總覺得會有人幫忙收拾或者無關緊要,更談不上良好的工作習慣了。如果他們在實訓過程中沒有接受過“6S”的規(guī)范管理,那么將來他們勢必會把在學校形成的懶散的工作行為帶到公司,這樣不利于他們的職業(yè)發(fā)展。而實施“6S”管理,則有利于學生們養(yǎng)成良好的工作習慣。

(二)有利于營造良好的學習氛圍

良好的工作氛圍可以讓學生的心情舒暢并感受到學校的溫馨,而讓學生心情愉快,學生的學習興趣就會倍增,會主動、自覺而積極地完成各項學習任務,提高學習效率。一個人在骯臟的環(huán)境中工作,會顯得心神不寧;而在整齊、清潔的環(huán)境中工作,精神則會為之一振。工作現(xiàn)場物品雜亂、骯臟,不僅會降低工作效率,而且會造成精神不振,產生疲勞感甚至打瞌睡,從而產生嚴重的安全隱患。動漫設計是需要靈感進行創(chuàng)造的,這對動漫實驗室有更高的要求。如果在動漫實驗室中所有的設備儀器是擺放凌亂的,環(huán)境是不干凈的,顯然對學生的學習、創(chuàng)造是不利的。因此,引入“6S”管理,使其環(huán)境變得干凈、整潔,并使其制度化、標準化,那么就可以營造良好的工作氛圍。

(三)有利于提升學校整體形象

筆者所在學校是國家高職骨干建設院校,所在的動漫實驗室是中南地區(qū)示范實驗室之一。在這個動漫實驗室中主要有攝影棚、線拍儀、專業(yè)攝像機、蘋果服務器、蘋果工作站、蘋果IMAC、10T磁盤陣列、光纖交換機等設備儀器,學校為此實驗室的建設前后共投入500多萬元購買設備儀器。購買這些設備儀器的主要目的是為學生構建一個真實的工作環(huán)境。這樣的工作環(huán)境需要進行規(guī)劃管理才能實現(xiàn)有效運轉,從而提升教學品質。同時,實驗室通過“6S”的管理,保持教學環(huán)境整潔、干凈、安全,可提升學校的整體形象。

三、高職動漫實驗室管理中“6S”管理面臨的問題

(一)學生態(tài)度不端正

態(tài)度,一般是指人對事物和現(xiàn)象所持的看法和采取的行動。不同的態(tài)度,常常會帶來不同的甚至相反的效果。積極的態(tài)度能激發(fā)潛能,消極的態(tài)度會抑制潛能。引入“6S”管理理念管理動漫實驗室,主體是學生,學生對實驗室的管理制度的態(tài)度決定了“6S”實施的程度。在這個過程中,部分學生覺得“6S”管理是企業(yè)的事情,與己無關;部分學生覺得“6S”管理純粹是表面工夫、“面子工程”;部分學生覺得學習任務重,實訓壓力大,沒有時間去做“6S”,從而導致“6S”管理成為學生的心理和行為負擔。

(二)學生自覺性不強

自覺性就是學生不需要教師的督促,能主動地完成“6S”管理的要求和任務。部分學生認為自己現(xiàn)在的身份還是學生,動漫實驗室是屬于學校的,而且自己的任務主要是學習,不應該額外去做這么多的事情和項目,他們對能否長期堅持下去產生了質疑,常常以各種各樣的理由推卸“6S”管理工作?!?S”管理不是一蹴而就的工作,需要一個長期的、持續(xù)改進的過程,不是短期就能達到的。實行“6S”管理,要求學生走出認識上的誤區(qū),深刻理解并且靈活運用“6S”管理的技巧,通過一個個嚴肅、科學的規(guī)章制度、行為準則、習慣養(yǎng)成等,增加自己的優(yōu)勢,提升職業(yè)競爭力。

四、高職動漫實驗室管理中實施“6S”管理的措施

(一)樹立意識

俗話說:播下一種思想,收獲一種行為;播下一種行為,收獲一種習慣;播下一種習慣,收獲一種性格;播下一種性格,收獲一種命運。要在高職動漫實驗室貫徹執(zhí)行“6S”管理,首先要使學生樹立“6S”意識,不能把“6S”簡單地看成是一種管理的行為。要通過“6S”管理活動,整理、整頓學生的意識觀念、行為準則,培養(yǎng)學生在考慮事情和處理事情的時候,樹立自己的思維方式,培養(yǎng)自己做事的方法,改善和革新觀念。其次要使學生樹立問題意識。心理學研究表明人的學習分為正面學習和反面學習,正面學習是直接獲取知識,而反面學習就是出了問題,要吸取教訓,下次避開。因此,應在“6S”管理活動中讓學生學會發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題,從而提高他們對動漫創(chuàng)造中出現(xiàn)的管理問題和技術問題的處理能力,幫助他們成才。

(二)宣傳造勢

社會心理學中有種現(xiàn)象叫從眾效應,它是指個體受群體的影響,會改變自己的想法和行為,朝著大家認可的方向變化,與大家保持一致性。在動漫實驗室推行“6S”管理的過程中可以利用這個心理效應,通過專業(yè)教師、輔導員、班主任在課堂上、班會上、實驗中進行宣傳和管理,使這項活動深入人心,并約束學生的不良行為和習慣,培養(yǎng)他們整理、整頓、清掃、清潔、素養(yǎng)、安全的意識,用大多數(shù)學生的力量感化少數(shù)的“頑固分子”。通過宣傳造勢,營造良好的學習、工作環(huán)境和氛圍。

(三)組建組織

筆者所在的動漫實驗室推行“6S”管理后,首先成立“6S”管理委員會。通過成立管理委員會加強推行“6S”管理的力度,并且從上至下的方式進行明確的分工,要求各司其職,明確責任。其次,建立相應的制度。高職動漫實驗室與企業(yè)動漫工作室,既有相同點,也有不同點。盲目地把企業(yè)的“6S”管理照搬過來,不但對學生不起作用,而且也會引起其他教師的不滿。因此,要根據(jù)自己的特點制定相應的規(guī)章制度,如在攝影棚中物品如何擺放,教師使用物品演示完之后如何處置,學生使用完物品之后如何處置等條款條例。

(四)加強考核

為了提高“6S”管理的實際效果,首先筆者采用將“6S”管理內容歸入學生實驗管理考核中,嚴格按照“6S”評分細則制定考核標準,同時通過日常的抽查和期末的固定檢查來評定學生實驗的表現(xiàn)。其次,建議學院主管領導建立對使用動漫實驗室教師的考評制度,對使用動漫實驗室的教師也用“6S”標準進行考核。對教師和學生進行嚴格管理,使他們有意識地執(zhí)行“6S”管理,從而提高教師和學生的職業(yè)素養(yǎng)。

實踐證明,運用“6S”管理理念,不僅使動漫實驗室變得干凈整潔,提高了實驗的效率,延長了設備儀器的使用壽命,提高了學院的整體形象,還培養(yǎng)了學生良好的職業(yè)素養(yǎng)。

【參考文獻】

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[2]黃莉萍.6S管理在經管類實驗室

管理的實踐研究[J].吉林廣播電視大學學報,2011(0)

[3]孫昌權.淺議“6S”在高職院校實驗室管理中的應用[J].科技信息,2010(35)

[4]王國紅,宗斌,魏建忠.6S管理在實驗室日常管理中的應用[J].實驗科學與技術,2007(2)

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關鍵詞:精品課程;藥物分析;教學改革

浙江大學于2002年開展精品課程建設,“藥物分析”作為首批校級精品課程之一,經過5年的建設,不斷探索、完善,逐漸形成了自己的課程教學特色。在學校、學院相關部門的支持下,藥物分析教學團隊全體教職人員的共同努力下,“藥物分析”課程于2006年被評為浙江省精品課程。

一、精選教學內容與改革教學方法

1.優(yōu)化教材內容,多種教學方法并用

藥物分析課程理論教學選擇最新版的國家級規(guī)劃教材。我們將教材內容分為三個模塊:(1)藥物分析總論(包括藥品標準,判斷藥品質量的基本內容:鑒別、檢查與含量測定的基本知識與基本理論);(2)各論(七大類藥物的分析);(3)藥品質量標準制訂與現(xiàn)代分析技術介紹。分別采用不同的教學方法,總論部分以傳統(tǒng)的課堂授課為主,結合現(xiàn)代多媒體教學手段;各論則以學生自學、討論為主的“以問題為基礎(Problem-based learning,PBL)”的學習方式和教師課堂授課相結合的方式進行教學,對于第三部分內容,則結合學科發(fā)展新動向,采用專題講座形式,由師生分別擔任不同主題的演講人。各種教學方式的比例為:教師講課約占60%,學生討論交流約占25%,學生主題發(fā)言約占15%。多種教學方式并用打破了傳統(tǒng)的單一課堂教學模式,激發(fā)了學生的學習興趣和熱情,使學習更具挑戰(zhàn)性,不同的學習方式培養(yǎng)和提高了學生的綜合能力。

2.結合課堂教學開展社會調查

我們以“藥物分析在藥學領域中的應用”為題開展社會調查,到藥檢所、藥廠、研究所、醫(yī)院等單位調研,了解“藥物分析”在藥物研制、生產、臨床應用等過程中的應用和藥物分析實踐的重要性。采取自愿報名的方式,以2~4人為1小組,實行組長負責制,自行組織小組成員,擬定采訪提綱,與被采訪對象聯(lián)系,安排采訪時間和行程路線,寫出調查報告或采訪錄。這項教學活動受到了歷屆學生的普遍歡迎。參加社會調查的學生不僅獲得了專業(yè)知識的收獲,更重要的是能力得到了鍛煉。

3.開展個性化自主學習活動,提高學生的綜合素質

開展個性化自主學習活動,旨在提高學生的全面素質。我們設計了多種學習方式,除前面提到的社會調查、主題演講外,還有教學評論、文獻綜述和論文撰寫、專業(yè)外語翻譯、自主實驗等。學生可以根據(jù)自己的特長、興趣愛好選擇某一種或數(shù)種學習方式,自行安排學習時間,并將學習結果在小組會上或課堂上進行交流。個性化自主學習強化了自主性、研究性學習。通過綜合的學習活動和社會交往、學生之間的交往、學生與教師的交往,培養(yǎng)了學生的責任感、團隊合作精神,與人溝通的能力等。

4.增加設計性實驗,開設課外研究性自主實驗,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力

根據(jù)學科發(fā)展趨勢和分析技術的進展,我們將藥物分析實驗內容進行調整,整合容量分析實驗內容,增加儀器分析實驗內容。在教學方法上,根據(jù)實驗室條件和高年級學生已具備一定的專業(yè)知識和實驗基礎,實驗教學以設計性、綜合性實驗教學為主(占實驗總時數(shù)的75%)。讓學生通過實驗前的準備、實驗過程和實驗后的論文撰寫,模擬科學研究的整個過程。實驗報告以論文形式書寫,要求有摘要、關鍵詞、前言、儀器試藥、方法、結果、討論和參考文獻等研究論文的基本要素。

此外,在課時外新開設20多個研究性自主實驗,作為個性化自主學習的內容之一,供學生選做。自主實驗內容涉及藥物的鑒別、檢查和含量測定等藥品質量控制的主要方面,學生也可以自擬實驗內容。以1~2人為1組,選擇1個或2個實驗內容,自行查閱文獻,自主設計實驗方案和準備必要的試藥儀器等,獨立完成實驗內容,寫出實驗報告,對實驗結果進行分析討論,并要求在小組會上或在課堂上進行交流。

設計性實驗和研究性自主實驗充分發(fā)揮了學生的主觀能動性和提高了學生的創(chuàng)新思維能力,使實驗教學由被動模式轉變?yōu)橹鲃幽J?,通過充滿探索性的實驗過程,讓學生體驗了失敗與成功的滋味,領略了科學研究的艱辛。培養(yǎng)了學生的科研能力、創(chuàng)新能力和解決實際問題的綜合能力。

5.建立“藥物分析”課程教學網(wǎng)

教學網(wǎng)絡的建設是精品課程建設的重要內容之一。精品課程的教材不僅僅是單一的紙質教材,它應該是利用多種媒體組成的立體化精品教材,包括主教材、輔助教材、紙介質教材、電子與網(wǎng)絡有機結合的多媒體教材。我們將教學大綱、教學進度,教師上課的PPT課件,各章學習要點、討論問題,練習題及答案、實驗內容與指導、中外文參考書籍和相關期刊網(wǎng)站,歷屆學生的學習情況等公布在藥物分析教學網(wǎng)頁上。在實驗內容與指導欄中,對于藥物分析的典型實驗內容,制作了實驗輔助教學多媒體課件。為學生課外自學提供了大量的信息。在學校教務部門統(tǒng)計的學生對課程的教學質量考評表中有關“課程信息庫中教學信息完備”欄,學生全部選擇了非常滿意,獲得了滿分。

6.改革傳統(tǒng)考試模式

為滿足教學改革的需要,我們對考試內容、考試方式和評分標準等進行了一系列改革。將單一的書面閉卷考試方式改為從理論、實踐、創(chuàng)新思維和表達能力等多方面考核學生學習成效的多樣化考試形式。采用網(wǎng)上機考(30%)、期終開卷筆試(占30%)、實驗成績(占30%)和自主學習(占10%)相結合,四項考核各具特色,彌補了單項考核的某些不足。建立了網(wǎng)絡試題庫,試題形式以選擇題為主,主要考核學生對藥物分析基本理論、基本知識與常規(guī)分析方法的掌握程度。計算機隨機選題,每個學生一張試卷,由計算機自動批閱,要求學生在對題意的理解基礎上有一定的記憶能力。期終考試采用開卷考,以問答題、分析題、設計題、計算題為主,考核學生對課程知識的掌握、熟練程度,綜合運用所學知識去分析問題、解決問題的能力。實驗成績由平時實驗成績和實驗考查成績組成,要求學生重視每一次的實驗訓練。主要考核學生的實際動手能力、實驗設計能力、實驗過程中的創(chuàng)新思維能力,以及實驗報告或論文的撰寫能力。將自主學習列入考評內容,體現(xiàn)個性化教學特色。這部分內容主要考核學生對有關文獻的查閱綜述能力,書面和口頭表達能力,研究創(chuàng)新能力和團隊協(xié)作精神等。四項考查從不同的方面反映了學生的綜合能力,較客觀地評價了學生的學習成效。

二、重視學生在教學過程中的參與

在精品課程建設中,我們深深地體會到教學改革不僅僅是教的一方的責任,還有學的一方的參與,需要學生積極投入,才能達到師生共鳴。因此,我們非常重視學生的意見,每年課程教學結束后,均要開展不同形式的教學評估工作,聽取廣大學生的意見和建議。為讓學生積極地參與到教學過程中來,除采用多種教學方法外,還在自主學習內容意安排了一個教學評論組,專門收集學生對藥物分析課程教學的意見和建議,在歷屆學生的積極參與下,我們的課程建設也得到了不斷完善。如學生對于自主學習的安排:“希望有更多的學生參加社會調查和自主實驗活動,讓學有余力的學生可以參加2項或多項學習內容”。學生對于學習的熱情和積極性大大促進了教學改革,我們采納了歷屆學生的合理化建議意見,逐漸樹立起以學生為中心,教師為主導的教學理念,形成各種教學方式并舉,理論與實驗教學并重,教與學互動的多元化教學特色。

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1 工業(yè)工程實踐教學目前存在的主要問題

目前,國內高校IE專業(yè)實踐教學的各個環(huán)節(jié)都服務于相應的課程或課程群,但在對本專業(yè)實踐教學環(huán)節(jié)的內容、形式、要求、時間安排等方面的設計上,較少從整體的角度來考慮其相互之間的關系與聯(lián)系??傮w來看,目前本專業(yè)實踐教學存在的主要問題,表現(xiàn)在這樣幾個方面:①各實踐教學環(huán)節(jié)獨立,多為具體的課程服務,缺少銜接紐帶,沒有形成體系;②實踐教學體系缺乏先進性、實用性、創(chuàng)新性和有效性,主要是因為實驗、實習條件限制,很多實踐教學內容脫離科技發(fā)展和企業(yè)的實際需要[2];③教學模式單一,缺乏綜合實踐教學環(huán)節(jié),使得學生主動性和創(chuàng)造性難以發(fā)揮;④實驗多以演示性、驗證性為主,缺少系列化的綜合性、創(chuàng)新型、設計性、開放式的專業(yè)課程實驗,不利于學生的動手能力和創(chuàng)造能力的培養(yǎng)。⑤課程實踐內容和產業(yè)需求不能有效對接。⑥在具體的教學過程中,由于過分重視課程理論的系統(tǒng)性和邏輯的嚴謹性,而忽視了產業(yè)的實際需求,使得培養(yǎng)的人才在服務社會實踐上缺乏后勁,與企業(yè)用人要求的期望值,存在相當差距。等等。

2 工業(yè)工程專業(yè)實踐教學創(chuàng)新思路

IE 專業(yè)的實踐教學改革應在現(xiàn)有基礎上,圍繞國家與廣西北部灣經濟建設和發(fā)展需要,以面向工業(yè)界、面向未來科技進步為理念,以“卓越工程師”培養(yǎng)標準為參照,以產學研合作為依托,以工程技術實踐為主線,以社會和行業(yè)需求為導向,圍繞培養(yǎng)基本技能、綜合分析與綜合設計能力、研究能力和創(chuàng)新精神,以內容更新和體系優(yōu)化為重點,組織開展實踐教學改革,以一線工程應用與創(chuàng)新人才培養(yǎng)為目標,進一步完善層次化、模塊化、創(chuàng)新型實驗教學體系;完善建設實驗(實訓)教學中心,搭建計算機綜合教學服務平臺,實現(xiàn)教學資源的優(yōu)化配置;構建學生參與科學研究和工程實踐的機制,加大實踐教學的管理力度和改革考核方式,推進創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)教育,建設高校與行業(yè)企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)人才的新機制。

3 工業(yè)工程專業(yè)創(chuàng)新實踐教學設計

3.1 實踐教學目標設計

以創(chuàng)新教學思想推進教學改革為動力,以逐步提升學生實踐能力和創(chuàng)新能力為總體目標。根據(jù)我校建設高水平區(qū)域特色研究型大學的發(fā)展目標定位,針對 IE 專業(yè)的辦學方向和特色以及當前廣西“14+4”千億元產業(yè)需求的“研究研發(fā)型+工程設計與應用型”本科人才的狀況,實施以提高人才培養(yǎng)質量為核心的實驗教學改革,構建一個以實踐創(chuàng)新能力為核心,“多元化、開放性、多層次、課內與課外、理論與實踐、實驗與科研有機結合”的實踐教學新體系[3],通過實踐教學改革,建立區(qū)內領先、國內一流的實踐教學體系和平臺,形成自己的特色,滿足今后實施國家“卓越工程師培養(yǎng)計劃”的要求。進一步集成專業(yè)建設的有效經驗和實踐成果,使 IE專業(yè)的實踐教學形成具有明顯地域特色,在同類地區(qū)和同類專業(yè)中具有推廣和示范作用的專業(yè)建設實踐教學規(guī)程與規(guī)范,為學生提供良好的實驗、實習和創(chuàng)新的場所。

3.2 實踐教學設計原則

根據(jù)我校所具有學科優(yōu)勢及 IE 專業(yè)的特點,對實踐教學應遵循以下原則。(1)加強實踐教學環(huán)節(jié),突出機械、電子工程素質教育背景的訓練。我校工業(yè)工程專業(yè),設在商學院,該專業(yè)的 IE工程定位,主要依托機械、電子工程背景,并在培養(yǎng)計劃中設置了工程力學、工程制圖、互換性與技術測量、機械設計基礎、機械制造基礎、機械 CAD/CAM、電工與電子技術、電子制造工藝學等多門相關課程,進一步強調了該專業(yè)的機械、電子工程特性。(2)努力為學生提供一個良好的研究平臺,堅持知識、能力、素質協(xié)調發(fā)展;理論聯(lián)系實際、教學科研相結合;全面實施因材施教,注意個性發(fā)展的原則,加強學生的理論與實踐結合能力。一方面要求本專業(yè)高年級學生主動參與到專業(yè)教師的相關科研課題中,在加強技能培養(yǎng)和實踐環(huán)節(jié)的同時,也能讓學生對所學知識融匯貫通,同時也能有效地培養(yǎng)學生分析問題、解決問題和創(chuàng)造性思維方式的能力。

3.3 實踐教學體系設計

按照 IE 專業(yè)實踐教學設計的目標和原則,通過以專業(yè)教師科研項目、校企技術研究中心項目、國家大學生創(chuàng)新實驗項目、大學生科技協(xié)會項目、企業(yè)實訓等項目驅動的形式為依據(jù),進行 IE 專業(yè)實踐教學培養(yǎng)體系建設。我們提出的具體的工業(yè)工程專業(yè)實踐教學體系結構如圖 1 所示。在 IE 專業(yè)實踐創(chuàng)新改革中,我們強調將實踐融入到整個專業(yè)教學過程中,而不僅僅是傳統(tǒng)的“實踐環(huán)節(jié)”。以培養(yǎng)應用型人才為基本原則,在分析工業(yè)工程專業(yè)人才所需的知識、能力和素質基礎上,運用系統(tǒng)工程原理和方法,綜合考慮各個實踐環(huán)節(jié),提出了以課程實驗知識點為基本要素,以課程設計、學生科研等集成和銜接基本要素形成專門技能;以生產實習、學科競賽、社會實踐、專業(yè)實訓、畢業(yè)設計等綜合多種技能實現(xiàn)專業(yè)知識的全面綜合,從而形成一個點線面的綜合實踐教學體系,實現(xiàn)從理論教學、實踐教學到綜合實踐應用,逐步鞏固強化學生的實踐應用能力和創(chuàng)新能力。如 IE 專業(yè)實踐教學中能力遞進過程:(程序分析、作業(yè)分析、動作分析)+(秒表測時、預定時間標準、工作抽樣)(工作方法設計和優(yōu)化、標準工時制定)生產系統(tǒng)優(yōu)化設計。環(huán)環(huán)相扣、層層深入的綜合實踐教學體系,通過專項技能以及綜合能力的訓練和培養(yǎng),最終實現(xiàn)學生實踐能力的全面提高。

當然,實踐教學體系的整體優(yōu)化離不開其各組成環(huán)節(jié)的優(yōu)化。為此,除了加強各實踐環(huán)節(jié)的過程控制以及嚴格科學的考核以外,本文認為,各實踐環(huán)節(jié)還應作如下安排:

(1)認識實習。認識實習應廣泛涉及企業(yè)產、供、銷、質管、技術等多方面,并選擇典型工業(yè)企業(yè)作為實習對象,包括管理規(guī)范與不規(guī)范的企業(yè),以利于學生考察、對比,從而加深印象。

(2)金工實習。金工實習是學生真正通過上崗操作了解機床、了解產品生產過程的一個非常重要的實踐性教學環(huán)節(jié),并且能夠為后續(xù)的生產實習做出直接的準備,因此必須采用集中的方式在校內工廠完成。為提高實習效果,金工實習應要求學生根據(jù)實習工廠條件和具體的機器設備進行適當選擇,自行設計產品及其零部件,自行編制零部件的加工工藝,自行完成零部件的制作,自行組裝成產品。

(3)社會實踐調查。社會實踐調查一般安排在假期,并沒有教師的現(xiàn)場跟蹤指導。因此,為保證實習效果,指導教師必須在實習前做好統(tǒng)一部署,對社會調查的內容、時間、方式及寫調查報告的標準要求作出具體的統(tǒng)一規(guī)定,并要求學生結合自己的專業(yè)特點及興趣對實踐對象作具體深入的調查。

(4)實驗教學。開放實驗室,學生在認為必要時可以隨時進入實驗室。實驗實習主要對應各門課程,屬于知識點的學習和鞏固。

(5)生產實習。生產實習是學生畢業(yè)前的一次實踐大練兵,效果好壞直接關系到學生畢業(yè)后的崗位勝任能力和磨合期長短?;趯嵙曅Ч皩W生興趣等方面考慮,生產實習宜采取集中與分散相結合的方式。對于集中方式,教師應加強過程控制;而對于學生自行聯(lián)系實習單位的分散方式,教師應鼓勵學生到簽約單位參加生產實踐。另外,由于有金工實習做堅實基礎,對于考察產品工藝的學生,在企業(yè)不允許頂崗情況下,可以通過觀察及與工人、技術人員探討來了解機床地運轉方式、工件的定位與裝夾、產品工藝路線等知識。

(6)畢業(yè)設計。為盡量減少“閉門造車”現(xiàn)象及真正體現(xiàn)學以致用,這一環(huán)節(jié)實踐應結合學生的個人興趣及工作崗位情況,鼓勵學生到簽約單位生產第一線做課題,或者將課題帶回學校來做。

4 工業(yè)工程實踐教學創(chuàng)新措施

(1)完善符合專業(yè)教學規(guī)律的課程實驗教學體系。結合特色課程建設,改革相應的教學實驗。對于核心課程的教學實驗要和科學研究相結合,開發(fā)一些新的選題。如《設施規(guī)劃與設計》的實驗主要和理論研究相結合,突出控制算法、系統(tǒng)分析與計算機仿真,培養(yǎng)學生科學研究及探索能力,同時提高學生計算機語言應用能力。《基礎工業(yè)工程》的實驗主要和工程實踐相結合,以廣西“14+4”行業(yè)為工程背景,強調以真實的工業(yè)環(huán)境、完整的工藝流程、有價值的改善項目,激發(fā)學生創(chuàng)新意識與科研激情,按實際項目的方式組織實驗教學,提出系統(tǒng)化的改善方案;鍛煉學生的工程實踐能力。

(2)將產學研合作、科學研究的優(yōu)勢資源引入以工程能力培養(yǎng)為主線的專業(yè)實訓。提出改變現(xiàn)有IE專業(yè)實驗室運行機制和教學模式,將教學實驗與IE實踐相結合,倡導教師、學生與企業(yè)工程技術人員聯(lián)合開展IE專業(yè)的實踐教學活動。建立企業(yè)導師、科研導師制度、研究生助教制度,要求企業(yè)導師、科研導師參與課程設計、綜合實驗、畢業(yè)設計的專業(yè)實訓工作。要求研究生參與實驗室管理、實驗輔助指導等實踐工作。課程設計、綜合實驗充分突出綜合性、設計性實驗的主體作用,培養(yǎng)學生根據(jù)所學知識熟練使用實驗設備,解決實驗中出現(xiàn)的問題,培養(yǎng)本科生的綜合能力[4]。畢業(yè)設計題目要直接來源于實習基地及本專業(yè)科研團隊的科研項目和預研項目。鼓勵支持學生到生產、科研第一線去進行畢業(yè)設計,在工程實踐中培養(yǎng)學生的分析問題、解決問題和綜合應用知識的能力。

(3)加大自制設備的投入和研發(fā)力度,促進實踐教學與科研相結合。本專業(yè)教師有較強的開發(fā)能力及較豐富的工程經驗,也有不少科研成果。在實驗設備建設中,要進一步加大自制設備的投入和研發(fā)力度,鼓勵將科研成果轉化為實踐教學資源。在性價比相當時,優(yōu)先考慮自制設備。這樣開發(fā)、使用、維護、升級自主化,實踐教學與科研相結合,有利于實驗室建設走上良性循環(huán)的發(fā)展道路。

(4)開展課外實踐活動,實施大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)行動計劃。依托學生會、大學生創(chuàng)新基地等學生社團,引導更多的學生參加挑戰(zhàn)杯競賽、數(shù)學建模競賽、ERP 沙盤模擬,電子設計大賽等競賽。在行動計劃中,要堅持學生自主開發(fā)、自主管理為主,教師指導為輔,培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力、實踐能力、就業(yè)能力、創(chuàng)業(yè)能力為先,全面提高學生綜合素質、拓寬就業(yè)渠道,幫助學生逐步轉變觀念,使他們樹立從傳統(tǒng)的尋找工作,轉變?yōu)閯?chuàng)造工作,再到為別人提供工作的新觀念。

(5)開發(fā)綜合網(wǎng)絡平臺,整合多維資源。根據(jù)專業(yè)實踐教學體系,我們擬開發(fā)涉及實驗教學、生產實習、課程設計、畢業(yè)設計、課程實踐、前沿技術等主要功能模塊的綜合實踐教學信息平臺。該平臺將整合工業(yè)工程綜合實踐教學體系各個環(huán)節(jié)、各個層次的實踐素材,使學生可以在任何時間、任何地點自主學習,方便地與教師交流、互動,為學生實踐應用能力的培養(yǎng)奠定基礎。

(6)加強實驗師資隊伍建設,強化專業(yè)特色。積極引進在實驗技術、工程技術方面非常有造詣的人才。同時要吸引較多的能力強的優(yōu)秀研究生畢業(yè)生留到實驗工作崗位上。使本專業(yè)的實驗師資隊伍形成一支既了解社會需求,又熱愛教學工作,有一定教學經驗的專兼職結合的高水平優(yōu)秀師資隊伍,使專業(yè)特色得到傳承和發(fā)展。