時間:2023-02-04 01:57:18
序論:好文章的創(chuàng)作是一個不斷探索和完善的過程,我們?yōu)槟扑]十篇化工科技論文范例,希望它們能助您一臂之力,提升您的閱讀品質(zhì),帶來更深刻的閱讀感受。
本文作者:程宏燕工作單位:武漢理工大學政治與行政學院
立足于世界交往思考科技的發(fā)展和傳播
在農(nóng)業(yè)文明向工業(yè)文明轉(zhuǎn)型過程中,馬克思恩格斯抓住“交往”這一中心詞,范圍涵蓋遠古時期氏族部落,近現(xiàn)代英、法等先進的資本主義國家,德國、瑞士等尚處于封建社會的諸國以及印度、中國等殖民境遇的國度,在世界性視域下他們考察工商業(yè)的交往活動和資本的全球性流動對于科技傳播機制與科技進步的影響,不僅強調(diào)區(qū)域、城鄉(xiāng)、民族、國家之間工業(yè)、商業(yè)等的橫向交流和歷史上下的縱向傳承,而且還特別揭秘分工體制、資本運動和科技進步的互促性。(一)橫向交流和縱向歷史傳承是促進科技創(chuàng)新和傳播的重要條件馬克思恩格斯特別強調(diào)“某一個地域創(chuàng)造出來的生產(chǎn)力,特別是發(fā)明,在往后的發(fā)展中是否會失傳,完全取決于交往擴展的情況”。在交往的范圍僅僅限于相鄰的局部地區(qū),在沒有更先進的文明侵入之前,“每一種發(fā)明在每一個地方都必須重新開始”?!霸跉v史發(fā)展的最初階段,每天都在重新發(fā)明,而且每個地方都是單獨進行的。”[5]但是當一個地方被排除在商業(yè)交往之外,那么這個地區(qū)的發(fā)明,包括科學理論和技術成果就將逐漸消逝,被歷史掩埋。所以馬克思恩格斯提出交往越具有世界性,以大工業(yè)為基礎的世界性競爭越促進更多的科技成果保存和活動創(chuàng)新;另外還指出,自然科學研究如果離開了人們解決問題的迫切需要和現(xiàn)實實踐,如果沒有工業(yè)和商業(yè)這種連續(xù)不斷的感性勞動和創(chuàng)造,“它哪怕只中斷一年,費爾巴哈就會看到,不僅在自然界將會發(fā)生巨大的變化,而且整個人類世界以及他自己的直觀能力,甚至他本身的存在也會很快就沒有了?!保?]也就是說,科學技術的存在、發(fā)展既要有工業(yè)這種連接人與自然的、滿足現(xiàn)實需求的活動為土壤,又要有商業(yè)這種滿足人與人、社會各個區(qū)域種種交往需要的活動為中介。社會每一歷史階段都是后人繼承了前人大量的生產(chǎn)力、資金、人造自然環(huán)境和科技成果,并予以再創(chuàng)新和再傳承,所以人們周圍的感性物質(zhì)世界并不是周而復始,而是科技推動下“工業(yè)和社會狀況的產(chǎn)物,是歷史的產(chǎn)物,是世世代代活動的結果,其中每一代都立足于前一代所奠定的基礎上,繼續(xù)發(fā)展前一代的工業(yè)和交往,并隨著需要的改變而改變他們的社會制度。甚至由最簡單的‘感性確定性’的對象也只是由于社會發(fā)展、由于工業(yè)和商業(yè)交往才提供給他的”[7],甚至櫻桃樹也是幾個世紀以來由于商業(yè)活動而移植到德國來的。馬克思恩格斯的這種基于物質(zhì)生活世界和科技的歷史傳承所構建的社會交往理論被哈貝馬斯改造為基于“語言”為中介而形成的交往理論。哈貝馬斯為了澄清被扭曲為工具理性的“理性”概念,提出生活世界的基礎是交往理性,只有通過交往行為合理化,才能實現(xiàn)生活世界合理化,“制度框架層面上的合理化,只有在以語言為中介的互相作用的媒介中,即只有通過消除對交往的限制才能實現(xiàn)。”而這,又必須依賴于“在政治的和重新從政治上建立的意志形成過程的一切層面上的交往,才是合理化賴以實現(xiàn)的唯一手段”[8]。固然,人們?nèi)粘I钍澜缋镎Z言、行為等外在形式表征了交往的內(nèi)容、分群和社會地位等,彰顯了政治意志,但哈貝馬斯在各個政治群體的劃分根源和科學技術的意識形態(tài)化形成根源上卻摒棄經(jīng)濟基礎,在純粹精神范疇內(nèi)思索語言交往世界。(二)分工細致的機器和工作流程是科技創(chuàng)新與傳播的另一重要條件交往的重要前提是各個地區(qū)、部門商品的多樣性和差異性,那么,在現(xiàn)代社會里分工流程和專業(yè)化機器又為生產(chǎn)這種多樣性和差異性商品提供了可能。作為世界工業(yè)中心,英國大規(guī)模應用機器使農(nóng)業(yè)勞動和手工作坊、工廠生產(chǎn)進行分工,使農(nóng)村和城市職能具有明顯的分工趨勢,蒸汽機在交通工具上的應用使產(chǎn)地和加工地可以遠隔千萬里而進行協(xié)作性分工生產(chǎn),分工的社會地位日益凸顯。反過來,世界市場、國際化生產(chǎn)和世界貿(mào)易又促使機器、各種機械化工具日益改進,也就是說,“工具積聚發(fā)展了,分工也隨之發(fā)展,并且反過來也一樣。正因為這樣,機械方面的每一次重大發(fā)展都使分工加劇,而每一次分工的加劇也同樣引起機械方面的新發(fā)明。在英國,機器發(fā)明之后分工才有了巨大進步?!保?]商業(yè)貿(mào)易擴大了產(chǎn)銷地的圈子和聯(lián)系,當市場擴大到手工勞動不再能滿足它的需求的時候,人們就感到需要機器。于是人們便想到應用十八世紀時已充分發(fā)展的機械學。各種生產(chǎn)上的技術進步主要體現(xiàn)在機器的不斷改進,并應用于各種原料生產(chǎn)地與商品銷售地。伴隨著商業(yè)貿(mào)易的延伸,各種先進機器也就隨之在世界各地散布推廣,先進的科學理論和技術技藝也隨之傳播。(三)資本的投入是科技創(chuàng)新的物質(zhì)基礎現(xiàn)代科技、資本及其依附而生的資本主義生產(chǎn)方式三者幾乎在同時期誕生。資本運動推動科技進步,兩者緊密結合,互為前提,共同促進蘊含科技含量的器物創(chuàng)新。馬克思恩格斯在19世紀五六十年代開始深入研究資本主義生產(chǎn)過程。他們仔細研讀并加以吸收運用當時諸多經(jīng)濟學家著作和科技史書的思想,[10]從經(jīng)濟學角度解讀科技與資本、社會發(fā)展的緊密關系。馬克思在《1857—1858年經(jīng)濟學手稿》里仔細分析了資本的概念和運動過程,并對李嘉圖在《政治經(jīng)濟學和賦稅》以及亞當•斯密在《國富論》里所說的資本是一種物,一種對象化的勞動,把資本外化為勞動工具或等同于單純的貨幣的觀點表示了不贊同。他認為資本是一種關系,是“資產(chǎn)階級社會的支配一切的經(jīng)濟權力。它必須成為起點又成為終點”[11]。即資本是作為簡單生產(chǎn)過程出現(xiàn)的一種自我運動,在這個運動過程中,資本的最初表現(xiàn)形式是貨幣,資本家以貨幣形式購買了勞動力的支配權,勞動就被并入資本,隨后資本開始發(fā)酵并成為生產(chǎn)過程。資本換進來的是工人這種活勞動,“對于資本來說,勞動所以具有交換價值,只是由于它是使用價值,勞動不是對工人本身來說,而只是對資本來說,才是不同于它的交換價值的使用價值。”[12]工人以工資方式把勞動作為生產(chǎn)財富的力量轉(zhuǎn)讓給資本家,資本家獲得了這種力量,并轉(zhuǎn)換成為自己創(chuàng)造財富的資本。西斯蒙第在《政治經(jīng)濟學新原理》里說到工人的勞動就是他們主人的資本。問題在于,工人所獲得的工資與付出的活勞動資本之間差距過于懸殊,所以,由于活勞動以微薄的補償轉(zhuǎn)換為活資本,和其它資本一起參與為資本所有者賺取絕對豐厚的利潤。因此,科技創(chuàng)新及其最主要的機器產(chǎn)物在資本生產(chǎn)過程中成為工人的對立面。也就是說,在工資收入與勞動付出之間永遠地、絕對地不公平的前提下,貨幣資本驅(qū)使科學進步和技術創(chuàng)新成為資本家壓榨勞動者利益、以賺取最大化利益的保證和基礎。機器越是革新,工人處境就越悲慘,資本家就越能賺取更多利潤。英國、法國的現(xiàn)代化過程證實了這一點。
立足于人的精神世界思考科技的文化價值
通過對多個現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展前沿城市的考察,馬克思恩格斯意識到現(xiàn)代科技與哲學、宗教、道德觀念、價值取向、意識形態(tài)、政治制度等種種文化形態(tài)的彼此關聯(lián)。他們認為正是科技器物如機器、交通等的世界性擴張,以及商業(yè)貿(mào)易的世界性往來,引發(fā)傳統(tǒng)文化和現(xiàn)代文化之間的斗爭、磨合和融合,反過來又促進科學精神、科技器物創(chuàng)新、科技知識體系等各個方面的提升。(一)現(xiàn)代科技沖擊著傳統(tǒng)的哲學、政治制度、法律思想和風俗習慣等文化諸形態(tài)人的精神文化形態(tài)實質(zhì)上由人的生存處境所醞釀而生。在不同的生產(chǎn)方式下所產(chǎn)生的個體行為規(guī)范、社會價值體系和國家運轉(zhuǎn)機制這些精神世界是有差異的。馬克思恩格斯經(jīng)過實地考察曼徹斯特和親身體驗英國工業(yè)成就,比較了英、法、德國和瑞典的發(fā)展狀況,意識到現(xiàn)代科技的社會化應用和國際化交往趨勢對傳統(tǒng)文化形態(tài)的沖擊。當時馬克思恩格斯已經(jīng)看到德國和瑞士農(nóng)業(yè)社會生產(chǎn)方式所創(chuàng)造的古典文化模式在現(xiàn)代工業(yè)文化沖擊下面臨分裂與重構。對于哲學而言,馬克思恩格斯認為多年來德國黑格爾派的思想土壤是相對閉塞、落后的農(nóng)業(yè)社會,遺憾的是“這些哲學家沒有一個想到要提出關于德國哲學和德國現(xiàn)實之間的聯(lián)系問題”,所以迷失在黑格爾思想的“觀念、思想、概念產(chǎn)生、規(guī)定和支配人們的現(xiàn)實生活、他們的物質(zhì)世界、他們的現(xiàn)實關系”[13]。那么如何產(chǎn)生現(xiàn)代唯物主義哲學呢?馬克思在《神圣家族》、恩格斯在《社會主義從空想到科學的發(fā)展》里都在強調(diào)唯物主義哲學是現(xiàn)代科學和哲學結合的產(chǎn)物?!叭绻f瑞士的工業(yè)生產(chǎn)幾乎還完全保持著蒸汽機發(fā)明以前全歐洲普遍采用的那種方式,那又怎么能指望生產(chǎn)者的頭腦中,除了與此相適應的思想以外還會有其他思想呢?如果說蒸汽機還沒有使瑞士的生產(chǎn)和交通方式革命化,它又怎么能夠瑞士人的傳統(tǒng)的思想方式呢?”[14]馬克思指出英國蒸汽機和英國自由貿(mào)易促使農(nóng)業(yè)與手工作坊為主的印度等亞洲國家那些細小刻板的社會機體大部分被破壞,并且正在歸于消失。就社會發(fā)展而言,這是符合歷史潮流的,每一種歷史文化總是在科技的節(jié)節(jié)推動下漸次發(fā)生變革。現(xiàn)代工業(yè)文明必將取代農(nóng)業(yè)社會的文化模式,引發(fā)思維模式、思想制度、觀念范疇乃至于社會方式和活動方式等的漸次變更。所以從歷史發(fā)展角度看,英國“畢竟是充當了歷史的不自覺的工具”[15]。(二)現(xiàn)代科技所滋生的高額利潤加固了功利主義價值觀和自私人性思想的社會主導地位英國的科技社會化所帶來的巨大利潤推使金錢至上的功利主義價值觀日益膨脹,法國唯物主義思想中關愛人類整體的博愛意識逐漸被自私自利思想所排擠,導致異化現(xiàn)象蔓延到各個階級。社會彌漫著“物化”氣息。在馬克思恩格斯眼里,“異化”包含了兩個方面:工人異化為替資本家賺錢的機器,喪失自我精神和身體的自由;資本家異化為金錢的奴仆,步入自私的泥潭,喪失古希臘和文藝復興時期的豐富人性和個性自由發(fā)展空間,也丟失了人本唯物主義者愛爾維修和費爾巴哈對人自身的重視精神。資產(chǎn)者對工人的態(tài)度以是否有利于賺錢為基本判斷標準。工人只是賺錢的工具、另類機器而已。一位資產(chǎn)者在聽完恩格斯講述曼徹斯特工人糟糕處境后無動于衷地說道:“Andyet,thereisagreatdealofmoneymadehere.”一切社會關系都是圍繞是否賺錢這一中心。資本家和工人之間的關系是純粹的金錢與工具關系?!皬S主是‘資本’,工人是‘勞動’?!荒芾斫?,他和工人之間除了買賣關系還有別的關系;他不把工人看做人,而是看做‘手’(hands)。……金錢確定人的價值?!怖駶B透了全部語言,一切關系都用商業(yè)術語、經(jīng)濟范疇來表現(xiàn)。需求和供應,需要和提供,supplyanddemand,這就是英國人用來判斷整個人生的邏輯公式?!保?6]正因為如此,即使英國擁有最能改善人們生活條件的各項實用性技術,但是對于工人生活區(qū)的道路建設、排污建設、居住房屋的建設卻是資本家所忽略的,原因在于改造它們并不能給資本家直接帶來利潤和明顯的經(jīng)濟效益,投入多少并不能帶來相應經(jīng)濟收益。所以就用最少的投入、最省的空間、最差的材料來建工人居住的房子。也就是說,現(xiàn)代機器進步和相應的工廠制度對維護勞動人民的淳樸本性和保證其身體健康沒有什么幫助,科技的社會化反而加劇了貧民窟的悲慘狀況,摧殘了工人的身體健康,工業(yè)生產(chǎn)的惡劣環(huán)境使工人們的生活狀況遠不如身為農(nóng)民時期。所以,恩格斯在關注草根階層和資產(chǎn)階級的精神異化后總結道:“倫敦人為了創(chuàng)造充滿他們的城市的一切文明奇跡,不得不犧牲他們的人類本性的優(yōu)良品質(zhì)?!薄霸谶@種街頭的擁擠中已經(jīng)包含著某種丑惡的違反人性的東西?!保?7]那就是在利己主義之上,還附生著人與人之間的冷漠、冷淡與不近人情。馬克思恩格斯極為關注科技的社會責任性和倫理問題?!稒C器、自然力和科學的應用》圍繞機器細致探討了技術設計理念、技術活動流程、技術產(chǎn)品使用的社會效益和環(huán)境效應、技術創(chuàng)新的利益落腳點等對于勞動者的生活實踐和文化價值的意義??茖W、發(fā)明、勞動的分工和結合、交通工具的改善、世界市場的開辟、機器等等文明的一切進步“所發(fā)生的結果,都不會使工人致富,而只會使資本致富,……只會增大支配勞動的客體的權力”[18],這種文明的進步并不是他所期待的。一個科技進步的社會絕不是單單強調(diào)物質(zhì)財富的增長,這也不是人類的最終命運,科技進步的最重要價值在于促進人的精神富足,“由于給所有人騰出了時間和創(chuàng)造了手段,個人會在藝術、科學等等方面得到發(fā)展”,能夠使人的“個性會得到自由的發(fā)展”[19]。在現(xiàn)代科技發(fā)展基礎上真正實現(xiàn)人的尊嚴、自由、平等、博愛,這才是最終的價值訴求,即恩格斯所強調(diào)的文化上每一個進步,都應當是邁向心靈、人性、空間自由的一步。那么,要消解這些現(xiàn)代化進程中所出現(xiàn)的身體與精神的異化,就應當觸及私有制和一系列不合人性的管理機制,科技發(fā)展應當以促進人民的生存環(huán)境和日常生活進步為基本落腳點,這樣才能讓科技造福于包含勞動者在內(nèi)的整體人類,而不僅僅是資產(chǎn)所有者受益。目前,中國的科技創(chuàng)新和技術器物的社會化進程,諸如轉(zhuǎn)基因工程、高速交通工具的研發(fā)和先進醫(yī)療器械以及昂貴藥物的應用研究等,都應當以絕大多數(shù)人所需、所求、所受益為目標而展開,而不是僅僅服務于擁有強大話語權的資產(chǎn)所有者、掌握政權階層等,甚至不顧及勞動者的身體健康、基本的生活環(huán)境與物質(zhì)需求。要實現(xiàn)這一點,需要構建基于絕大多數(shù)人利益的社會價值觀、倫理道德體系等,并以社會制度和管理機制來保障,使人們共同享受科技福利。面對當今許多因物欲衍生的功利主義價值觀和違背善良人性的科技倫理道德問題,我們需要認真研究馬克思恩格斯以人的價值、尊嚴、幸福為核心的科技文化思想,避免資本主義早期現(xiàn)代化進程中的人性異化、拜金意識、環(huán)境惡劣等弊端再次產(chǎn)生。如今,國家的國際影響力的擴大日益依賴于科技的領先性和以此為中心的現(xiàn)代文化綜合效應。最重要的是,各個國家之間的科技知識理論與科技活動等處于頻繁交流和彼此滲透的世界性發(fā)展狀態(tài)。當代中國更需要敞開胸懷擁抱、交流、辨析發(fā)達國家的科技理論知識、科技器物、科技精神以及各種科技文化流派。王一川教授認為,中國特色社會主義先進文化建設要從地球模式、民族協(xié)同觀、制度轉(zhuǎn)型論、道氣互動說和人權說五方面相互聯(lián)系入手。[20]那么,這樣去建設先進文化,是絕不能離開科技活動模式和科技器物基礎上的科技價值觀、科技精神等現(xiàn)代科技文化的基本要素。中國要成為文化強國,抵達它的“經(jīng)驗之梯”就是以人民利益至上的科技文化思想為基礎,融合他國先進科技文化理念鑄就的有中國特色的現(xiàn)代科技文化思想。它的內(nèi)容必然應當是摒棄濃厚的工具性、功利性、殖民性、階層歧視性、自私性和非公正性等弊病,彰顯科技知識、科技研發(fā)和科學精神中服務社會民生、平等博愛、坦誠率真、尊重人性自由尤其是尊重普通民眾的生命健康和人格尊嚴等內(nèi)容。唯有如此,我們才能真正實現(xiàn)基于民富的國強,實現(xiàn)基于人自由發(fā)展的社會全面進步,實現(xiàn)基于現(xiàn)代科技進步的文化大發(fā)展大繁榮。
2本科院化工類教師隊伍的建設
2.1教師知識體系的調(diào)整
作為理科出身的教師要拓展自己的知識結構,從理科思維模式里面跳出來,可以從兩個方面改變自己的知識結構。首先作為高校教師肯定要有自學的能力,通過自己學習拓展化工方面的知識,第二學院采取“請進來”和“走出去”的模式?!罢堖M來”就是請相關院校經(jīng)驗豐富的老師來授課,“走出去”就是讓教師到外面辦學成熟的工科院校去學習相關的理論知識或者到相關企業(yè)掛職,積攢實踐和工程經(jīng)驗,培養(yǎng)工程和創(chuàng)新思維[6]。教師的知識體系的完整和實踐經(jīng)驗的豐富才能提高化工類學生課程設計的能力。
2.2建設一個以化工類課程設計為中心的教學團隊
作為化工類課程設計的指導老師,一般一門課程實踐最多只能指導20人左右的學生,一門課程設計就需要5個左右的老師進行指導。要想達到一個很好的指導效果,指導老師必須對所指導的內(nèi)容和相關知識有很深的專業(yè)功底。而化工類課程設計所涉及到的內(nèi)容比較多,比如說《化工設備機械基礎課程設計》著重于設備的計算設計[7],《化工原理》著重于工藝流程條件的優(yōu)化[8],指導老師可能只上其中的一門課程,那對其它課程體系和主要內(nèi)容的掌握可能就不夠。這樣在指導過程中就不能夠全面的解決學生的問題?;谶@種情況,我們可以建設一個以化工類課程設計為中心的教學團隊。在這個團隊里面,每個人都要講授與化工類課程設計相關的每一門課程。這樣教師不僅可以在授課的過程中做到真正的集體備課,采他人之長,避己之短[9]。團隊里每一個教師還可以通過這種方法掌握所有與化工類設計相關的知識,在指導每一門課程設計的時候都能做到把握大局。只有你對這門課程有深入的了解,你才能夠很好的指導化工類課程設計。
3教學方法的改革
傳統(tǒng)的化工類課程設計的教學方法就是在理論課結束后老師布置課程設計的題目,一般設計周期為一周,一周時間類學生進行設計計算,中間有問題隨時和老師交流,設計結束后交給老師檢查。這樣的課程設計題目單調(diào)重復,學生在設計的過程中沒有形象的設備工藝流程實體概念,只是教條的按照書本知識計算模擬,很難達到化工課程設計的創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)。所以教學方法和教學方式也應該有所調(diào)整。
3.1授課過程中的加大案例分析與實踐的部分
在授課過程中的加大案例分析與實踐的部分,我校從單一師范性院校轉(zhuǎn)型為應用型本科學院后加大了與企業(yè)的合作,走產(chǎn)學研發(fā)展的道路。每年都有很多老師到企業(yè)掛職,也提供了很多實習見習的基地,在發(fā)展產(chǎn)學研的同時也給教學提供了一定的優(yōu)勢。以《化工設備機械基礎課程設計》為例,《化工設備機械基礎課程設計》主要是對三種典型化工設備換熱器、塔設備、反應釜的設計,在講解它們結構的時候,帶學生到企業(yè)里面變看實物變講解,這樣學生才能對法蘭、對裙座、對換熱器的不同管板有形象的認識,這樣面對相關設備的設計時就能有很好的把握[10]。另外在傳統(tǒng)化工設計的設計書和圖紙完成后可以根據(jù)具體的課程設計讓學生分組做與設計相關的模型。比如《化工原理課程設計》可以讓學生做一個工藝流程模型,化工設備機械基礎課程設計》可以讓學生做一個設備的模型,我們所在的課程小組就用卡紙做過相關的設備模型和工藝流程模型,極大激發(fā)了同學們的積極性,學生為了能做好其中的附件和主體設備,會自主的去查閱大量資料。在課程設計答辯后做一個模型展覽,既能增加設計者的自豪感,也會激發(fā)下一屆學生的學習積極性。
3.2以參加化工類設計比賽帶動學生工程能力的培養(yǎng)
國內(nèi)現(xiàn)在以化工設計為主的大賽很多,比如“華南化工設計大賽”、“中國石化-三井化學杯”等化工設計大賽[11]。對于化工專業(yè)的學生,在授課過程中教師傳授一些相關賽事的內(nèi)容,展示一下以往參賽者的作品,激發(fā)學生的積極性。在具體的指導過程中,可以采用專兼職教師同時指導的模式,由學校的教師指導專業(yè)課基礎的學習,由企業(yè)的工程師進行課程設計專項訓練,提高學生的工程設計能力。在2013年的“中國石化-三井化學杯”材料與化工學院學生第一次參賽就獲得華中賽區(qū)一等獎,國家二等獎的好成績,不僅讓參賽學生的綜合實踐工程能力得到了大幅度的提高,還給下一屆的學生樹立了好的榜樣。很多化工專業(yè)的學生從大二就開始著手為化工競賽打基礎,學習相關軟件和繪圖工具,提高自己的工程實踐和創(chuàng)新能力。參加比賽很好的帶動了化工課程設計能力的培養(yǎng)。
2授課方法的改革與創(chuàng)新
2.1傳統(tǒng)教學與多媒體教學結合提高效果
傳統(tǒng)的教學方法以黑板板書為主,教師可以通過手語、眼神等肢體語言吸引學生注意力,并向?qū)W生傳達知識[4]。這種授課方法較為人性化,教師可以在黑板按步驟有條理地向?qū)W生演示,條理清晰,步驟分明,易于學生在接受知識的同時積極思考,從而發(fā)揮學生的主觀能動性。多媒體教學手段靈活,不僅可以以書面文字的形式表達,還可以用圖片以及視頻的形式向?qū)W生展示,加以教師的講解可以達到以視覺和聽覺雙重途徑傳送知識的效果。但是傳統(tǒng)的教學和多媒體教學也都有各自的缺點,傳統(tǒng)教學方法單調(diào)呆板,效率低,有時候會顯得枯燥乏味,學生往往容易被老師牽著鼻子走,掌控不好課堂氣氛,容易形成“填鴨式”滿堂灌的教育模式,而降低了學生的學習興趣。多媒體教學則容易造成信息量大,學生承受不了,理論公式演示步驟快,學生不能完全理解,教師的肢體語言不夠豐富,學生和老師之間的交流少,不夠人性化?;C械基礎這門課本身既有大量的公式推導等理論內(nèi)容,又有機械傳動和容器設備的實際工程內(nèi)容,因而可以將傳統(tǒng)教學和多媒體教學結合,發(fā)揮這兩種教學方法各自的特長。如在講授到構件受力分析以及及變形形式時,可以通過多媒體展示圖形的形狀以及受力情況,在講授容器設備和機械傳動時,可以運用實物圖片向?qū)W生展示,將傳統(tǒng)講課的二維圖形變?yōu)閯討B(tài)的三維圖形,全方位地展示設備和零部件的結構;運用視頻播放讓學生理解設備的運作以及工作原理。對于重要的公式推導則可以通過黑板板書,放慢教學步驟,讓學生有充分的思考和記筆記的時間。
2.2以實例或項目為題加強學生理解
根據(jù)化工機械基礎的授課目的和主要任務,在授課過程中可以通過工程中一些實例的講解,來提高學生的興趣,并將知識融會貫通,提高學生綜合利用知識解決問題的能力。此外,對于做過有關該課程項目的教師,可以安排出一定的時間,結合具體項目講解課程中有關知識點,從項目的任務、設計思路、所解決的相關問題、設計過程中所要注意的問題以及項目的實施情況等,根據(jù)自己的實際經(jīng)驗有計劃分步逐漸地介紹,從而提高學生的興趣和加強學生對知識的掌握和運用。
3考察方法的改革與創(chuàng)新
3.1平時考察與考試相輔相成
由于化工機械基礎的內(nèi)容較多,前后內(nèi)容相互獨立而又緊密聯(lián)系,一旦學生對前邊力學知識的掌握不夠,必然會影響到后邊容器設計計算,而材料和焊接不熟悉,則會導致學生在材料選擇和容器設計方面出現(xiàn)困難,因此,為打好基礎必須加大對學生的平時考察,讓學生踏踏實實地掌握知識,避免吃不透掌握不準的現(xiàn)象發(fā)生。平時考察的方法可以由課堂上或課堂下的練習題以及知識點的分組討論等與平時有關該的課程任務組成,同時將該部分的考察作為期末總成績的30%計入,讓學生在有壓力的情況下,發(fā)揮主觀能動性進行學習。
3.2考試多樣化側重有所不同
對于化工機械基礎這樣一門知識點非常多的課程,很難用一張卷子將大部分知識點考察到,因而需要對考試形式加以改變??梢詫⒖荚嚪譃槠谥衅谀┛荚噧纱?,期中考試著重對前邊所學知識的考察,而期末考試著重考察課程的后半部分知識點,做到期中、期末考試側重點各有不同,從而考察整個課程的知識點,促進學生學習和掌握;同時根據(jù)考察內(nèi)容的不同,可以將考試形式分為開、閉卷相結合的方式,使考試多樣化,避免了學生考前突擊死記硬背,考后立即遺忘的現(xiàn)象出現(xiàn),而且還可以增加試卷命題的自由度,大膽地出現(xiàn)過去考試試卷中不敢出現(xiàn)的需要應用復雜公式,計算所需的重要知識點也可以出現(xiàn)在考卷中,擴展考查范圍;將過去對有限的知識點考查,轉(zhuǎn)化到知識和能力并重的全面素質(zhì)考查上來,而且考試結果也將變得更加真實可信,最后達到對學生課程掌握考查的目的。
二、工作過程系統(tǒng)化課程設計模式的主要優(yōu)點
工作過程系統(tǒng)化課程設計模式主要有以下幾個優(yōu)點:
(一)有利于提高學習者的學習主動性
傳統(tǒng)的教學以教師為中心,所有的教學要素圍繞教師展開,教學內(nèi)容主要根據(jù)學科體系決定,學生只是被動地接受教師知識的灌輸,教學對于學生職業(yè)能力的提升作用不明顯?,F(xiàn)代教育教學理念提倡以學習者為中心,在職業(yè)教育中更是如此。工作過程系統(tǒng)化課程設計模式,秉承學以致用的理念,能使高等職業(yè)教育院校的學生對課程內(nèi)容更感興趣,有利于提高學習者的學習主動性。
(二)有利于專業(yè)核心能力的培養(yǎng)
專業(yè)核心能力是專業(yè)的核心培養(yǎng)目標,尤其是在職業(yè)教育中,學習者希望通過接受職業(yè)教育,能無縫對接職業(yè)崗位,實現(xiàn)就業(yè)目標。因此,依據(jù)工作過程進行課程內(nèi)容設計,可使各級職業(yè)院校的學生通過學習,了解職業(yè)的工作過程,掌握各項職業(yè)技能,實現(xiàn)學做一體化的教育目標,有利于專業(yè)核心能力的培養(yǎng)。
(三)有利于職業(yè)核心能力的培養(yǎng)
“所謂職業(yè)核心能力,不針對某種具體的職業(yè)和崗位,也并非指具體的專業(yè)技能和專業(yè)知識以外的能力,而是對勞動者未來發(fā)展起關鍵性作用的,從事任何一種職業(yè)的勞動者都應具備的能力。”基于工作過程系統(tǒng)化課程理論設計的職業(yè)教育課程,除了重視對學生職業(yè)技能的傳授外,還通過對工作過程的關注,強調(diào)在完成工作任務過程中的職業(yè)態(tài)度、合作精神;通過行動導向教學法、項目教學法等,培養(yǎng)學生獨立解決問題的能力;通過一個個真實的工作任務培養(yǎng)學生的職業(yè)核心能力。
三、以《Flas設計》為例的課程設計
筆者以《Flas設計》課程的設計為例,通過介紹該課程的職業(yè)定位、分析其對應職業(yè)的工作過程及學習領域、設計課程的學習情境及學習任務,闡釋基于工作過程系統(tǒng)化理論的具體課程設計模式。
(一)課程的職業(yè)定位
《Flas設計》是我院高等職業(yè)教育計算機應用技術專業(yè)(多媒體方向)一門重要的課程。該專業(yè)在迎接教育部高等職業(yè)教育評估專家檢查的自評報告中指出:基于學院22年的辦學經(jīng)驗,融合學院外語、藝術之優(yōu)勢,計算機應用技術專業(yè)(多媒體方向),招收應屆高考畢業(yè)生,實行全日制三年大專教育,強調(diào)技術與藝術相結合,以技術制作為主,藝術設計為輔進行專業(yè)定位。培養(yǎng)德、智、體、美全面發(fā)展,既掌握多媒體專業(yè)基礎理論又精通藝術,面向企事業(yè)單位及相關市場亟需的多媒體領域培養(yǎng)高素質(zhì)技術技能人才。根據(jù)《Flas設計》的內(nèi)容以及勞動和社會保障部職業(yè)技能鑒定中心已經(jīng)頒布的國家職業(yè)標準,《Flas設計》這門課程對應的是高級多媒體制作員這一職業(yè)。當然,成為高級多媒體制作員需要掌握的知識絕不僅僅是《Flas設計》。
(二)高級多媒體制作員的工作過程及學習領域
勞動和社會保障部職業(yè)技能鑒定中心頒布的“多媒體作品制作員國家職業(yè)標準”中指出,多媒體作品制作員是指利用多媒體計算機技術,從事多媒體作品制作的人員。本職業(yè)共設三個等級,分別為:多媒體作品制作員(國家職業(yè)資格四級)、高級多媒體作品制作員(國家職業(yè)資格三級)和多媒體作品制作師(國家職業(yè)資格二級)。
多年教學延用同樣的題目,分組進行設計,設計題目內(nèi)容在化工原理課程設計指導書、網(wǎng)絡或往屆同學存檔贈送的資料中都有較完整的設計模版。因此學生在設計過程中只要按部就班地照葫蘆畫瓢,基本都能在規(guī)定時間內(nèi)完成。由于題目陳舊和設計內(nèi)容格式化導致設計效果變成紙上談兵,流于形式,大部分學生學習積極性不高,不夠重視,設計質(zhì)量差,難以達到教學目標。
2.設計手段單一
設計的初衷是為了提高學生的制圖能力、計算能力及相關設備選型等綜合能力,所以要求學生手工繪圖、手工計算。但通過多年設計經(jīng)驗發(fā)現(xiàn),學生對基本的制圖規(guī)范如尺寸標注、比例選定、局部刨面圖及俯視圖相關規(guī)范性方面仍不能較好掌握。同時手工計算存在計算量大,計算結果準確度不高的問題,比如,塔板層數(shù)計算無論采用逐板計算法還是制圖法,其它如經(jīng)驗公式、經(jīng)驗參數(shù)選取和試差法的應用等都可能出現(xiàn)以上問題,其計算結果必將影響后續(xù)設計內(nèi)容,嚴重者導致負荷性能圖檢驗不合格。這時按正常設計處理方法應該從尾到頭逆向再檢查一遍,從出現(xiàn)問題處再重新計算設計。但這時學生一般都身心疲憊,失去信心和毅力;另一方面設計時間也難以保證,結果必然導致一部分學生掩蓋問題、私自篡改數(shù)據(jù),而不能面對問題靜心思考,實事求是地分析問題和解決問題,更不知小小數(shù)據(jù)的改動可能會給實際生產(chǎn)帶來非常嚴重的后果。
3.考核方式單一
以往教學中一般采取出勤、說明書和圖紙三部分相結合的評價體系。但在執(zhí)行中發(fā)現(xiàn)存在以下問題:比如,圖紙方面,由于上交的是“無聲”的書面成果形式,致使懶惰或制圖技能差的同學有機可乘,私自找別的同學替畫,指導老師卻無法核實;說明書若是電子版,則可以套用本組其他同學的作品,進行簡單的數(shù)據(jù)、文字修改,這一點從部分說明書中出現(xiàn)錯誤的相同性得到驗證,這時問題雖然發(fā)現(xiàn)了,但指導教師仍很難判定是誰套用誰的,是誰替誰畫的,另外還可能是同組同學“分工合作”的結果,所有這些問題的出現(xiàn),必將對最終成績的評定帶來困難,也易導致該考核方式不能全面公正、公平地對學生做出考核的問題,也難以檢驗設計的質(zhì)量,同時助長了不良的學習風氣。
二、大學化工原理課程設計的教學改革措施
針對本課程教學過程中存在的問題,并結合我校及目前大環(huán)境下對應用化學專業(yè)人才培養(yǎng)目標要求,筆者結合近幾年教學實際經(jīng)驗針對性地試將一些實踐教學手段引入到本課程教學中,取得了較好的效果。
1.設計題目創(chuàng)新化、設計內(nèi)容多樣化,提高學生學習積極性
針對課程特點及學生知識水平儲備的差異,以“提優(yōu)、促中、轉(zhuǎn)差”為原則,設計新穎題目及多樣化的設計內(nèi)容,重在從多角度、多方面鼓勵學生正確處理獨立完成和團隊合作的關系,提高對課程設計的重視程度。具體采取兩種措施進行:常規(guī)設計和參加設計大賽設計,同時針對不同的設計對象,采取不同的設計題目和設計內(nèi)容進行教學。
(1)選題和內(nèi)容來源于生產(chǎn)實際。對于參加常規(guī)設計的同學,為了克服以往教學中選題的不足進行了慎重科學地選題,題目主要來源于生產(chǎn)實際,比如甲醇工段、甲醛工段、乙炔工段等單元操作,按組制定題目,同組同學分別承擔進料組成、進料狀態(tài)、進料量或生產(chǎn)任務不同的設計內(nèi)容。
(2)選題和內(nèi)容來源于化工設計競賽。全國大學生化工設計競賽是由教育部、中國化工學會、中國化工教育學會在企業(yè)的贊助下舉辦的全國性競賽,參賽高校遍及全國各省市地區(qū),在培養(yǎng)大學生創(chuàng)新思維,提高化工工程設計與實踐能力方面發(fā)揮了積極作用。大賽題目每年均不同,并且與生產(chǎn)實際聯(lián)系更加緊密,有利于激發(fā)學生的學習興趣,培養(yǎng)勇于挑戰(zhàn)自我的精神,同時,采取積極宣傳和鼓勵的方式來引導同學自愿加入這一部分的課程設計。設計任務依據(jù)當年的競賽下達任務條件而定。五人一組為一隊,設隊長一名。小組成員可以根據(jù)各自的特長和興趣來分工合作,執(zhí)行中采取“傳、幫、帶”的形式進行。由于設計任務有一定的難度和復雜性,為了使學生較快“入戲”,請教有參賽經(jīng)驗的上屆學生“傳”授經(jīng)驗,主要包括團隊合作的要點、軟件的學習、方案的確定等方面;同組同學之間互相“幫”助解決實際問題及各組同學互相“幫”助解決共性難點問題。小組內(nèi)自學能力、自主能力強的同學“帶”動稍弱的同學,整體相對較強的隊“帶”動較弱的隊進行設計。采用不同的設計題目和內(nèi)容,符合了不同學生的“口味”,一方面提高了學生的學習積極性、學習自信心和團隊協(xié)作能力;另一方面有效地避免了設計抄襲、代做的現(xiàn)象,形成以學生為主體,以教師為指導的良好設計氛圍。
2.采用靈活豐富的設計教學手段
由于常規(guī)的課程設計時間為兩周,若設計全部采用手工計算、手工制圖進行,很難高質(zhì)量的完成設計任務。因此,構建靈活豐富的設計教學手段是十分必要的。主要采取以下方式進行教學改革實踐:
(1)提前下達任務讓學生做好早入手準備,比如提前學習化工儀表及自動化和化工制圖等課程的部分內(nèi)容,能達到理解和會識圖的目的。并利用課余時間與學生交流,解決問題,引導正確的學習方法和增強自信心。
(2)在理論課教學中,注意結合課程設計相關知識采用案例式、啟發(fā)式等教學方法教學,適當訓練計算能力,達到理論與實踐的有機結合;在實驗課教學中注重對現(xiàn)場設備儀表及工藝流程的觀察和指導,從而使學生在理性和感性認識上有一定提高,使學生感到題目來源的真實性,增加設計的興趣,而且更有利于培養(yǎng)學生的工程觀念,為課程設計做好鋪墊。
(3)有計劃、有步驟地指導學生關于AutoCAD、Aspenplus等相關計算機軟件的自主學習。布置輔導學生學習AutoCAD,網(wǎng)上下載教學視頻,提供幾個與課程設計有關的網(wǎng)站等。
(4)緊密聯(lián)系生活實際,引導學生觀察生活中身邊地現(xiàn)象,樹立工程意識。比如,教室里供熱的換熱器類型、結構、適用條件、規(guī)格、安裝位置等是如何確定的;要保證教學主樓十樓在高峰期正常供水應如何選泵等等。通過引入生活中息息相關的小例子,使學生進一步意識到化工原理課程的重要性及實用性,提高學習的積極性,培養(yǎng)學生善于觀察、善于思考的良好習慣。通過在課程設計的實踐教學環(huán)節(jié)中采用靈活豐富的教學手段,削弱學生對設計的恐懼和依賴心理,增強了學生的求知欲望,從而大大提高實踐教學的效率,為學生按時完成課程設計提供保障條件。但要注意,要防止學生對軟件產(chǎn)生依賴心理,而忽視了對課本基本知識的掌握和計算基本能力的練習。
3.考核方式多元化,促進學生綜合素質(zhì)的提高
針對以往考核方式存在的問題,依據(jù)過程與結果并重的原則,以重知識的綜合運用和“工程”觀念的設計能力培養(yǎng)為主,采用切實可行的多元化考核方案,使學生的主體作用和教師的主導作用能有機結合,提高教學質(zhì)量。
(1)針對同一題目不同設計任務的同學,實行多方位、立體化綜合評價體系,設計期間定時及不定時地檢查設計進度和內(nèi)容,達到及時發(fā)現(xiàn)問題及時解決和及時發(fā)現(xiàn)錯誤及時糾正的目的。一方面督促了設計進程,另一方面檢驗了學生對知識的掌握和應用情況。同時,通過當面問答的形式避免了抄襲或替代設計的過程,對答辯成績采用“化整為零”的方式進行評價,以“段段清”的方式進行答辯考核成績評定,即將答辯環(huán)節(jié)滲透在設計的整個過程。最終結合學生平時學習主動性、積極性和圖紙、說明書情況給出總成績。
(2)針對參加化工競賽的同學,考核方式采用“總分”結合的形式。“總”為小組作為一個整體總得分情況,主要從設計的系統(tǒng)性、完整性、規(guī)范性、創(chuàng)新性和最終團隊答辯情況而定。“分”為小組中每個學生獨立完成任務情況、參與積極性和個人答辯情況。答辯過程按照參賽標準進行,小組“總”成績占每個學生總成績的40%,學生獨立設計成績占學生總成績的40%。個人創(chuàng)新占學生總成績的20%,主要包括設計方案的確定、新技術、新材料的應用、相關軟件應用、節(jié)能環(huán)保及經(jīng)濟性評估等方面有創(chuàng)新或突破。針對不同設計任務,采用的考核方式雖有所差異,但總體上均較合理、公平、公正地反映了學生的綜合成績,同時促進了學生知識、能力、素質(zhì)的協(xié)調(diào)發(fā)展。通過近四年的教學實踐和改革,教學質(zhì)量得到了一定的提高。參加大賽同學取得了優(yōu)異的成績,得到了校、院領導的肯定,學生整體設計水平明顯提高,具備了一定的化工PID識圖、制圖能力,為后續(xù)的專業(yè)課學習、生產(chǎn)實習和就業(yè)打下良好的基礎。
(1)課程問題。包括數(shù)量與質(zhì)量兩個維度,從數(shù)量維度而言,盡管實驗實訓課程學時有限。實驗實訓課程通常安排在學期最后三周以及一些任課教師的課程實驗,由于學生數(shù)量較多,學時數(shù)、實驗場地受限等因素,個人缺乏足夠的動手機會與時間。學生對于實驗僅存在初步感性認識,缺乏深刻的理性思考。從質(zhì)量維度而言,實驗實訓課程最大的問題并非內(nèi)容多為驗證性實驗,而是缺乏設計,不同實驗之間缺乏邏輯性,與實際企業(yè)應用脫節(jié)明顯。從而直接導致學生在實驗過程中的目的性不清,并不了解為何要做這項實驗,當然也無法發(fā)揮學生的主觀能動性。
(2)參與主體問題。包括教師與學生兩個維度。從教師維度而言,由于化工物流實驗實訓課程的專業(yè)性較強,儀器設備使用較多,因而對于教師的理工類理論實驗能力要求較高。此外實驗設備由于使用損耗而導致測試性能不佳也會增加教師的授課難度。這都要求開設實驗實訓課程的教師團隊制定完整的實驗教學手冊,對于相關設備原理以及現(xiàn)場操作過程中問題有所了解。從學生維度而言,物流管理專業(yè)屬于經(jīng)管領域的學科,學生中文科生占比較高,化學基礎本身就比較薄弱,而前置課程中化學實驗教學的作用并未完全體現(xiàn)。這也導致了部分學生對于學習難度的估計存在過度現(xiàn)象。
(3)考核問題。實驗實訓課程的考核方式歷來是個難點問題。在實驗教學中通常按照出勤率、教師的主觀評判給定學生最終考核結果,因此偶有同學因缺勤導致課程不及格,而通過率還是很高。這種考核體制客觀上也使得學生對于實驗實訓課程的重視程度遠低于理論考試課程。
2實驗實訓課程設計實踐的思路
結合本院物流管理專業(yè)(化工物流方向)正在開展的專業(yè)實驗實訓課程教改實例,對本專業(yè)實驗實訓課程設計思路進行探討與分析,包括課程設計、教學手段、考核方法、信息反饋四項模塊,其中又以課程設計為重中之重。
2.1課程設計模塊—基于事件邏輯的發(fā)展原理
實驗實訓課程中最大的問題存在于不同實驗之間邏輯性不強,割裂明顯。學生在實驗課程中對于開展的幾項實驗并不明確其目的。因此在本次實驗實訓課程改革中,重點放在了課程設計模塊上,設計原理基于事件邏輯的發(fā)展順序。本團隊通過測定某種待運物資運輸前后基本理化性質(zhì),讓學生了解到該物資在運輸過程中涉及化工物流安全的相關知識點。本文以某一組實驗群為例進行說明,整個實驗的步驟、測試內(nèi)容以及所需實驗設備,如圖2所示,可以清楚的看到該化工物流全過程實驗具備清晰的邏輯性特征??紤]到實驗室設在中外運化工物流公司中,基于安全環(huán)保健康的因素,因此選擇了實驗樣品為普通某類油品。將該油品先行測定粘度指標后,放置于振動平臺,通過水平垂直雙軸振動,模擬實際路況。在振動過程中,采用積分平均聲級計對該樣品在機械振動中噪音進行測定;利用非接觸式溫度測量等設備對于振幅過程中的熱輻射進行定量測試;利用手持式揮發(fā)性有機化合物檢測儀對于振動過程中局部受熱而釋放的氣體進行定性測定;振動結束后可采用靜電儀和氧指數(shù)測試儀對實驗對象進行驗證性實驗,同時對于模擬路況振動后的原樣進行粘度測定,通過兩次的粘度值的比較,了解并分析物流運輸過程對于樣品的影響因素。圖2的實驗群具有清晰的邏輯順序,學生在實驗實訓過程中目的性將得到了有效的提升,對于?;肺锪鬟^程中存在的安全隱患也有了深刻印象。這一類的實驗群設計,不僅僅可應用于常規(guī)的實驗實訓課程,也可以納入到多門主干課程的理論學習中,包括物流化工基礎、安全科學原理、環(huán)境健康安全等課程。
2.2教學手段模塊—結合實驗與實地的“雙實”教學方式
物流管理專業(yè)是一門實踐性比較強學科,化工物流管理又是將管理學、工學、理學多學科融合的一個方向。在本科階段的學習中,實驗實訓課程的重要性尤為明顯。然而當前不僅僅是學生,包括部分教師在內(nèi)存在著重理論、輕實驗的傳統(tǒng)教育思想,與本專業(yè)的特性與發(fā)展存在差距。本團隊在深刻探究物流管理專業(yè)的發(fā)展規(guī)律,特別是結合本?;の锪鬟@一特色專業(yè),提出了結合實驗與實地教學的“雙實”方式:即通過學院長期產(chǎn)學研合作單位中國外運化工物流有限公司的現(xiàn)場建設本專業(yè)的實驗實訓基地。實驗實訓基地的建設不僅僅完善了物流管理專業(yè)學生現(xiàn)場教學培訓機制,更有利于促進提高本專業(yè)學生的實踐能力。讓學生在企業(yè)現(xiàn)場看到見、摸得著,從而對于企業(yè)發(fā)展過程中實際的問題深入思考。在雙實的教學方式下,實驗實訓基地的發(fā)展能及時吸納企業(yè)層面的意見與建議,逐步增加新的實驗項目,包括新建的物流振動試驗平臺以及物聯(lián)網(wǎng)信息技術中心。此外,雙實的教學方法也有利于教師進行特殊品運輸安全的科學研究。
2.3考核方法模塊—培養(yǎng)教師及學生的團隊考核策略
過去的實驗實訓課程作為考核課程,考核對象是本專業(yè)的學生,并且未采用試卷的方式,納入到學??荚囍堋1緢F隊嘗試將考核對象拓展到課程的主客體,即包括授課主體(教師)以及上課對象(學生)。一方面,教師層面將現(xiàn)有的實驗設備進行匯總,要求每位教師根據(jù)自己課程選擇若干項實驗項目,進行針對性學習;同時教師間進行課程設計,構建關聯(lián)性實驗群。另一方面,學生層面根據(jù)學生文理學科背景、性別等因素進行分組,以組的形式完成設計好的某一項或者幾項實驗群。這是考慮到本文中設計的實驗群中實驗項目數(shù)量與質(zhì)量并不低,學生以組的形式,發(fā)揮團隊協(xié)作精神,也有效提高時效性,避免一位學生一臺設備,其他人邊上排隊的現(xiàn)象發(fā)生。
2.4信息反饋模塊—收集企業(yè)學生教師的反饋意見
在實驗實訓課程的設計與推進過程中,能否及時收集并吸納企業(yè)、學生以及教師的反饋意見是教改重要保障。過去的實驗實訓課程,對于授課主體(教師)以及授課對象(學生)的考量因素占據(jù)主要地位,而企業(yè)信息反饋稍顯不足,這與實驗實訓課程的定位與培養(yǎng)目的存在偏差,這也是學生在此類課程中目的性不強,重視程度不夠的因素之一。在教學手段模塊中采用了“雙實”的方法,讓企業(yè)與教師、學生呈現(xiàn)零距離,有利于本團隊及時了解企業(yè)一線員工對于實驗實訓課程中開展的項目的意見與建議。此外,教師通過上海市教委產(chǎn)學研項目,深入企業(yè)一線,當企業(yè)、學生與教師三大主體的意見出現(xiàn)相交,便是實驗實訓課程需要重點修正的地方。當然,企業(yè)更關注的是當前實際碰到的問題的解決方式,即怎么做的問題,學生則關注的是通過實驗實訓課程能夠?qū)W到哪些知識,即為什么要做的問題,而教師需要兼顧到理論與實際,既要有學科研究的超前性,也要體現(xiàn)出實際應用性,兼顧到學生與企業(yè)兩者的需求。信息反饋模塊正是為我們提供課程設計優(yōu)化的重要一環(huán)。
化工類課程設計是理論課學習階段結束后進行的實踐教學環(huán)節(jié),是化工專業(yè)的專業(yè)基礎課程不可或缺的實踐性教學環(huán)節(jié),時間為一周。按我校以前教學安排,學生一般在大二先做《化工原理的課程設計》,然后在大三做《化工機械基礎課程設計》,在大四時做畢業(yè)設計。這些設計要求學生獨立思考,融會貫通該課程的基本知識,并在規(guī)定的時間內(nèi),通過全面分析設計過程,計算篩選出最優(yōu)化的設計方案,解決實際問題。
1.2化工類課程設計時間短
我校目前化工專業(yè)化工類課程設計只開設《化工原理課程設計》和《化工設備機械基礎課程設計》兩門課程設計,這兩門課程設計分別是在化工專業(yè)大二下學期上完化工原理課后即第十八周,大三上學期上完化工設備機械基礎后即第十八周開設,時間都為一周。由于在一周內(nèi)需要完成工藝計算、流程設計、設備的設計計算、工程圖紙的繪制和設計說明書的編制,而這個時間段已經(jīng)接近我校學期期末,學生需要準備四六級考試和期末考試,同學們普遍感覺時間緊張,根本沒有時間和精力來認真完成課程設計的內(nèi)容。設計時學生對工藝流程和儀器設備的結構與原理都是通過理論課學習的,對工藝和設備只具有初步的理性認識,不具有感性認識,有時甚至對一些設備外型一點都不知道,更不用說內(nèi)部結構了,也沒有足夠長時間讓學生去了解,所以在設計過程中表現(xiàn)出很大的盲目性。有些同學為了趕設計內(nèi)容和圖紙,設計時也只能照抄照搬教科書,只是將數(shù)據(jù)簡單的換一換,達不到課程設計的教學目的和效果[5]。
1.3課程設計資料少,設計不合理
為了確保工業(yè)生產(chǎn)過程的安全,許多國家在化工生產(chǎn)工藝過程的設計、設備的制造、安裝、維護和檢驗等方面都制定有自己的規(guī)范和標準,在操作和設計過程中工程技術人員需要嚴格按照相應規(guī)范進行。[6]這就使得了解和熟悉設計規(guī)范是化工類課程設計的一個重要內(nèi)容。但由于我國教材更新速度落后于標準和規(guī)范,而且我校圖書館工具書的館藏量很少,使得學生設計時查找最新標準和資料困難,有些學生為了省事,就直接采用舊標準和規(guī)范進行設計,顯然這與實際設計要求不符,不利于對學生工程意識和工程素養(yǎng)及工程能力的培養(yǎng)。
1.4許多青年教師缺乏實踐經(jīng)驗,指導學生的能力不足
我校是2000年新升格為本科地方性院校,在我校升本以前主要以師范專業(yè)為主,升本以后為了適應我?!暗胤叫浴眯?、綜合性”的辦學定位和理念,逐步淘汰一些傳統(tǒng)的理科專業(yè),新開設了很多工科專業(yè),在這樣一個背景下,材料與化工學院化學工程與工藝專業(yè)于2008年開始招生。但是我院大部分老師都是理科和一些傳統(tǒng)專業(yè)出身,這些老師又不可能沒有課上,這樣的話就導致很多年輕的理科和傳統(tǒng)專業(yè)出身的老師來上一些工科性、實踐性很強課程,可是這些老師自身就缺乏實踐經(jīng)驗,只能照本宣科,導致我?;ゎ愓n程設計教學只能照抄照搬,老師和學生都不能在實踐過程中靈活運用所學知識進行設計,老師也沒有辦法進行一些高屋建瓴性的指導,這樣使得課程設計教學效果差。
2校企結合模式下化工類課程設計體系構建
2.1完善校企結合模式下化工類設計課程體系構建
化工類課程設計是綜合性課程,是一門理論聯(lián)系實際非常緊密的課程,涉及的專業(yè)知識范圍廣,要求學生具備化工類扎實的專業(yè)知識和一定的實踐經(jīng)驗,在設計過程中要有工程的觀念。這就要求在制定培養(yǎng)方案的過程中完善化工類課程設計教學體系的建設,整合化工類課程設計有關教學環(huán)節(jié),注重課程設計和不同專業(yè)課之間的銜接,注重不同設計課程層次上的提高,在課程設計過程中逐步培養(yǎng)學生的工程觀念。例如,現(xiàn)在我校化工類課程設計主要是兩門課程設計,一門是《化工原理課程設計》,另外一門是《化工設備機械基礎課程設計》,這兩門課程設計分別在化工專業(yè)大二下學期和大三上學期完成相應的理論課《化工原理》、《化工設備機械基礎》之后開設,設計時間都是一周。一個典型化工流程的設計包括工藝設計和機械設計兩部分[6],從順序上來說,應是先工藝設計后機械設計[7-8]。設備的工藝設計主要屬于化工原理課程設計內(nèi)容,而機械設計屬于化工設備機械基礎課程設計,雖然化工原理課程設計在化工設備機械基礎課程設計之前,但是兩者上相互關聯(lián)的。我?;ぴ碚n程設計給定參數(shù)后只設計工藝,而化工設備機械基礎課程設計時用到需要由工藝設計得到部分參數(shù)則是由老師給定。這樣所得后果是使學生對實際工程設計的全過程沒有清晰的認識,不能把工藝與設備看做是一個有機整體。為此我們將化工原理課程設計和化工設備機械基礎課程設計整合為《技能提高型設計》,將上述兩門課的內(nèi)容有機的整合為一體。
2.2課程設計體系內(nèi)容改革
課程設計體系教學內(nèi)容是課程設計的基礎,內(nèi)容的好壞直接關系到教學效果[1]。如何結合專業(yè)課內(nèi)容和課程設計要求,并結合本地區(qū)化工企業(yè)的特點精選課程設計內(nèi)容成為重點。所選設計內(nèi)容使學生的設計既能將理論課程上所學的知識綜合運用,又能較好的體現(xiàn)工業(yè)背景和典型性、實用性的特點。我市是飲用水水源保護地,不允許建設大型對環(huán)境污染嚴重的化工企業(yè)。這就導致我市企業(yè)多是附加值高、環(huán)境污染小的高新化工企業(yè),在這些企業(yè)中化工設備和工藝設計環(huán)評很嚴格,如果我們能將我市企業(yè)設計之初的環(huán)評要求加入將對學生進入企業(yè)進行設計將很有幫助[9-10]。技能提高型設計時間為兩周時間,在大二暑期小學期進行。課程設計內(nèi)容來源于我校校企合作工廠的生產(chǎn)實踐中換熱器、精餾塔、吸收塔、固定床和流化床反應器等的設計。技能提高型設計將工藝設計和設備機械設計有機結合在一起,在設計過程中讓學生完成了某一典型化工流程的完整設計,這種設計過程更接近于工程實際情況,對學生工程素質(zhì)培養(yǎng)更有利。在綜合型設計和創(chuàng)新型設計中,將課程設計課堂搬到企業(yè)生產(chǎn)基地,綜合型設計以企業(yè)具體生產(chǎn)工段作為學生設計內(nèi)容,按照企業(yè)實際生產(chǎn)及工藝要求來進行設計[11],綜合訓練學生的工程素養(yǎng),設計完成后可以和企業(yè)實際生產(chǎn)工段進行比較,判斷設計結果的優(yōu)劣。這樣可以做到“學員、教師、企業(yè)工程師”結合,“教材、車間、設計產(chǎn)品”結合。在創(chuàng)新型設計中結合企業(yè)生產(chǎn)過程中需要解決的實際設計問題,將一個工廠或一個車間設計出來,同時聘請廠方工程人員作為指導老師,如若可能可將設計結果轉(zhuǎn)化為企業(yè)的實際生產(chǎn)工藝,進行校企結合、產(chǎn)學研一體化辦學[12]。
2.3構建課程設計體系考核方式
我校傳統(tǒng)的課程設計考核方式方法主要是依據(jù)圖紙和說明書的質(zhì)量來評定課程設計成績,但是由于學生抄襲現(xiàn)象嚴重,成績的評定有時很難做到公平公正。為了解決這個問題,我們提出三種考核方法相結合:第一,注重過程。在課程設計過程中,從學生的學習態(tài)度到學習能力等多方面來評價學生。對于積極主動學習的學生,特別是在設計過程中能夠主動和創(chuàng)造性的解決問題的學生給予加分。第二,加強答辯力度。答辯方法采用個別和小組答辯結合的方法,答辯內(nèi)容包括流程圖、裝配圖、計算機程序和設計說書的部分內(nèi)容。在答辯過程中重點檢查是否是其本人獨立完成的設計。第三,結合圖紙和說書的質(zhì)量來評定課程設計成績,設計開始,即明確說明平時要求和設計圖紙及說明書要求,讓每組不同學側重畫不同的圖紙,和不同計算內(nèi)容,同時工藝過程具體數(shù)據(jù)人手一個數(shù)據(jù),盡量避免抄襲[5,13]。
2.4課程設計教師梯隊合理
教學團隊的整體素質(zhì)決定了課程教學效果的好與壞,對于化工類課程設計涉及多個知識領域,這一點又顯得非常明確。在我校,課程設計的教學團隊中以中青年骨干教師為主,為了提高中青年骨干教師的教學水平,學校和學院要求青年教師積極去企業(yè)和設計院掛職鍛煉,在實踐過程中提高教學經(jīng)驗和設計經(jīng)驗,校企聯(lián)合培養(yǎng)“雙師型”教師,在校企合作中提升教師綜合能力,目前我?;そ虒W團隊已有4位教師在相關企業(yè)掛職鍛煉,并取得了良好的效果。同時,從校外合作企業(yè)和設計院聘請技術人員和專家到校內(nèi)講授化工類課程設計和指導學生課程設計。且有設計經(jīng)驗的老師發(fā)揚傳、幫、帶的作用,培養(yǎng)年輕教師的設計能力,建立一支可持續(xù)發(fā)展的師資隊伍[14]。
二、課程設計步驟
1.課程調(diào)研
目前,高職院校課程改革的難點就是核心載體不明確,課程開發(fā)過程不開放,主要是沒有建立校企深度合作的課程開發(fā)機制、課程開發(fā)的主體是學校專任教師、行業(yè)、企業(yè)沒有實質(zhì)性介入課程開發(fā)等原因,那么通過下廠拍攝由企業(yè)人員講解的教學錄像可以較好地解決了由專任教師擔任課程開發(fā)的問題,并且通過企業(yè)人員講解可以更好地了解在具體工作情境和工作過程中的專業(yè)知識和操作技能,可以更好地抽取某一職業(yè)(或?qū)I(yè))最重要的專業(yè)能力和綜合性的“典型工作任務”。
2.找出典型工作任務
首先要選擇正確的方法如專家研討會找出典型工作任務,其次通過歸納總結出學習領域,最后設計出適合學校具體情況的工作任務,逐漸明確教學內(nèi)容;明確課程改革人員的參與情況,改革的不同階段要由適當?shù)娜藛T參加,例如,第一階段找出典型工作任務,一定要由企業(yè)的技術專家參與,而不是經(jīng)理、廠長等這些行政人員等;明確課程改革的重點與難點,重點是找出正確的典型工作任務,這直接決定課程體系的成功與失敗,難點就是如何設計出好的學習性工作任務這個載體,它直接決定著課程的教學效果。
3.課程內(nèi)容確定
“化工自控系統(tǒng)運行與維護”學習領域的學習情境都以控制系統(tǒng)為載體,每個學習情境都可以反映出學習領域的學習內(nèi)容,并且保證課程的實施總體呈遞進和包容關系。學習情境設計兼顧控制系統(tǒng)簡單和復雜投運方法的不同,包含物位、溫度、流量、壓力四大參數(shù)、針對控制系統(tǒng)維護的對象特性變化、檢測系統(tǒng)問題和調(diào)節(jié)閥問題等三大問題,所以在進行學習情境設計時設計了六個學習情境,簡單液位控制系統(tǒng)的運行與維護、簡單溫度控制系統(tǒng)的運行與維護、簡單溫壓力控制系統(tǒng)的運行與維護、簡單流量控制系統(tǒng)的運行與維護、串級控制系統(tǒng)的運行與維護、均勻控制系統(tǒng)的運行與維護,學時安排分別為12、12、8、8、12、8學時,共60學時。
4.制定教學課程計劃
在整個教學過程,需要老師編寫很多的教學資料,這些教學資料的編寫直接決定著教學效果的好壞,所以通過學習怎樣制訂一個教學課程計劃?可以得出教學內(nèi)容和方法:第一階段:準備工作:實驗儀器有哪些?搜索相關信息,所要傳授的知識是什么?確定實驗主題及內(nèi)容,現(xiàn)有設備能否滿足實驗?需要購買哪些新設備,了解學生準備的知識和狀況:學生層次、所處培訓階段、所在職業(yè)群體;第二階段:目標描述:學生應會什么?通過成功的經(jīng)驗,學生能夠連接實驗設備,并進行參數(shù)設置。第三階段:分目標設計:通過什么方式,要達到什么目標,可以通過閱讀機器操作手冊,確定能夠完成哪些實驗內(nèi)容(要考慮企業(yè)在使用該設備時的要求)讀懂設備參數(shù)要求,并進行設計,向?qū)W生說明為什么這樣設置,根據(jù)設備額定值去判斷都可以采用哪些實驗,并設定參數(shù)值,使用機器,編寫過程文檔。
5.教學方法
選擇在教學法培訓方面,不僅注重具體教學方法的理念與實施,還強調(diào)了教學法的概念、教學法行為和過程、宏觀及微觀教學法,這樣對于選擇更加恰當?shù)慕虒W方法,提供了理論支持。在具體的教學方法中,主要是教師根據(jù)課程內(nèi)容來選擇教學方法,學生沒有選擇的余地,如生產(chǎn)過程自動化技術專業(yè),涉及技術方面的內(nèi)容,因此,要選擇適合技術方面的教學方法,如引導文或者項目教學法,那么在具體學習情境(傳感器)中,選擇引導文法,學生一邊讀引導文,一邊看傳感器,完成任務。通過引導文,學生自行認識具體型號的傳感器。給學生設定時間限制。有些學生會先看引導文,然后研究傳感器,有的學生先研究傳感器,然后再看引導文,這并沒有一定的限制。需要教師提前做好準備工作,需要知道學生在哪里該怎么樣去獲得信息。教師還需要制定工作計劃,讓學員以最快的方式獲取知識。教師必須一直在場,監(jiān)督學生完成自主學習的過程。
三、課程設計特點
1.課程內(nèi)容來源于實際案例,將理論與實踐相融合,有利于維護與檢修技能的形成
主要以化工生產(chǎn)過程四大參數(shù)和控制系統(tǒng)為載體并進行分類,以生產(chǎn)過程中遇到的主要故障如對象特性的變化、檢測系統(tǒng)有問題調(diào)節(jié)閥堵塞、腐蝕等會損壞閥座和閥芯等進行設計學習情境,融入相關的理論知識,轉(zhuǎn)化為適合學生的教學內(nèi)容。
2.課程內(nèi)容與過程遵循教學規(guī)律和實際工作工程
將教學活動按照實際的控制系統(tǒng)維護和維修過程進行教學,根據(jù)故障現(xiàn)象進行分析和判讀,選擇正確工器具進行維護,突出職業(yè)能力的培養(yǎng),學習情境的編排注重能力培養(yǎng)的遞進關系,符合學生的認知規(guī)律。
3.采用六步法教學方法
編寫課程實施方案,對教學內(nèi)容以工作任務及其工作過程按照六步法實施,在引導文引導下,教師進行組織和安排,在理實一體的實訓室實施教學做一體化的教學。本課程應在理實一體化的過程控制實訓室進行,采用理實一體化教學法,按資訊、計劃、決策、實施、檢查、評價6步法完成,注重真實情景,密切結合化工儀表維修工中級工和高級工的考核要點實施,如:“某塔的液位測量中發(fā)現(xiàn),浮筒液面計的指示為50%,而玻璃液面計的指示為滿刻度”。
4.引入職業(yè)標準與行業(yè)規(guī)范,對學生職業(yè)能力培養(yǎng)和職業(yè)素養(yǎng)的養(yǎng)成起主要支撐作用。
四、資源庫建設
專業(yè)建立資源中心,資源中心包括標準規(guī)范、合作企業(yè)、專業(yè)資源、課程資源、教學素材、社會服務。課程建立資源庫,包括課程介紹、課程標準、課程內(nèi)容描述、課堂實施方案、教學資料、教案、課件、教學錄像和生產(chǎn)錄像。資源庫是支撐課程建設的主要內(nèi)容,所以其內(nèi)容的好壞起了很重要的作用。
1.課程標準
在學習領域描述、學習情境設計的基礎上進行了學習標準的編寫,對課程的教學條件、教學方法、教材和教學資源都進行了描述。
2.教學資料
(1)教學單元設計
在工作過程系統(tǒng)化課程中,教學內(nèi)容體現(xiàn)為一個個的學習情境,所以學習情境設計的是否正確直接決定著課程的教學效果,學習情境作為完整的工作任務,一般較大,所以為了教學實施方便,進行了教學單元的設計,教學單元設計應盡可能小,以2-4學時為宜,避免出現(xiàn)一個單元十幾個學時的情況。例如,簡單液位控制系統(tǒng)的運行與維護共12學時,在實施上可以分為3個教學單元,分別為簡單液位控制系統(tǒng)投運前準備、簡單液位控制系統(tǒng)投運及參數(shù)整定和簡單液位控制系統(tǒng)得維護,每個單元都按照資訊、計劃、決策、實施、檢查、評價六步法實施。
(2)任務書設計
任務書其實就是一個任務單,對所要完成的任務進行一定的描述,如果是一個完成的加工零件,任務書可以給出加工零件的結構和尺寸,如果任務是一系列的操作,任務書就要給出完成操作的具體描述,就是一種任務描述。“化工自控系統(tǒng)運行與維護”學習領域的任務書以學習情境為單位進行設計,就是一個完整的學習情境編寫一個任務書,任務書的主要內(nèi)容包括任務描述、已有知識和相關資料三項。
(3)引導文設計
引導文教學法是借助一種專門的教學文件(即引導文)引導學生獨立學習和工作的教學方法。它的基本原則就是引導學生自主學習,促進學生獨立工作能力的發(fā)展;引導文這種專門的教學文件,主要包括一系列難度不等的引導問題組成。學生通過閱讀引導文,可以明確學習目標,清楚地了解應該完成什么工作、學會什么知識、掌握什么技能;在引導文的引導下,學生必須積極主動地查閱資料,獲取有意義信息,解答引導問題、制訂工作計劃、實施工作計劃、評估工作計劃。
(4)課程實施方案
根據(jù)學院制定的課程實施方案的模板,結合“化工自控系統(tǒng)運行與維護”課程的特點,編寫了60學時完整的課程實施方案,按照資訊、計劃、決策、實施、檢查與評價六個步驟實施,在每個步驟中又詳細描述了學生和老師的工作任務,并對相關的知識點進行了列寫。
主菜單結構為實驗內(nèi)容、實驗目的、實驗原理、實驗步驟、實驗結果、退出。接下來要為窗體上的每個菜單添加方法,以便讓窗體對操作做出相應的反應。VB具有事件驅(qū)動編程機制,因此只需對希望的操作編寫執(zhí)行代碼來驅(qū)動相應事件即可。在菜單上單擊鼠標,VB自動轉(zhuǎn)到相應的模塊,并添加開始和結束程序。只需在開始和結束程序兩句中間加入相應的代碼,就可實現(xiàn)需要的操作。以查看實驗結果圖形為例,本課件中具體過程如下;PrivateSubf結果_Click()WithFrm結果圖.Caption=App.Title+“實驗結果”.Picture1.Picture=LoadPicture(App.Path&“\結果.jpg”).ShowEndWithEndSub
實驗仿真過程
全國政協(xié)常委、教科文衛(wèi)體委員會主任、中國科學院院士徐冠華回答說:在過去這些年,中國的科學技術取得了很大的進步,國際入選的科學技術論文總數(shù)已經(jīng)位居世界第二位,申請全球?qū)@膰H申請量已經(jīng)超過了六千件,居世界第六位。還有其他一些數(shù)據(jù),比如研究經(jīng)費占GDP的比例,科技人員的從業(yè)數(shù),科技論文的引用數(shù),世界頂尖的刊物刊登的中國科學家論文的數(shù)目等等,都有了很大幅度的增長。但是,我國現(xiàn)在科學技術對經(jīng)濟和社會發(fā)展的貢獻率并沒有像論文數(shù)這些標志的那樣居于世界前列。
徐冠華說,對我們國家的研究成果做一下分析,還有幾個方面有待于我們改進和提高。