時間:2023-03-01 16:35:13
導言:作為寫作愛好者,不可錯過為您精心挑選的10篇設施規劃課程設計總結,它們將為您的寫作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內容能為您提供靈感和參考。
中圖分類號:G712 文獻標識碼:A
Abstract: The current study mainly summarises and improves both the teaching methods and teaching organization in the curriculum design, based on the practical curriculum designing of the course“logistics management information system”in our college.
Key words: logistics management information system; curriculum design; practical teaching
1 《物流管理信息系統》課程特點
從廣義上來說,物流管理信息系統應包括物流過程各個環節的信息系統,是一個由計算機、應用軟件及其它高科技設備通過全球通信網絡連接起來的系統。從狹義上來說,物流管理信息系統只是管理信息系統在某一涉及物流的企業中的應用,即管理物流的系統。
隨著信息技術的發展,特別是現代物聯網的興起,信息技術在物流中的應用將會促進物流業的迅猛發展。物流管理信息系統是物流類專業的專業核心課,綜合性和實用性較強,將物流學、管理學、計算機科學和通信技術等內容結合運用。
教學重點分為兩個部分:一個是讓學生意識到信息技術對物流企業管理活動的重要性,讓學生掌握物流管理信息系統的基本結構、功能及建立物流信息系統的基本思想和方法,要求學生能完成中等規模的物流管理信息系統的設計與開發。二是要重點培養學生的實踐動手能力,實際操作物流工作軟件及信息化設施設備的能力。隨著物流企業越來越向智能化發展,熟練地掌握信息技術是高職高專學生必不可少的技能。
課程設計是物流管理信息系統課程的重要組成部分,其目的是鞏固學生所學的物流管理信息系統理論知識,培養學生分析、設計和解決實際問題的能力,提高學生綜合應用計算機技術及設施設備的能力。整個設計秉承著“以學生為主體”的思想,充分調動學生的積極性和能動性。
2 物流管理信息系統課程設計教學實踐中遇到的主要問題
針對物流管理信息系統課程設計教學環節中的實際情況,對該課程設計教學實踐中遇到的主要問題進行總結,其內容如下:
(1)目標定位不明確,相關課程的知識儲備不足。物流管理專業的學生反映物流管理信息系統很難,基于他們沒有數據庫應用基礎、計算機網絡的相關前導課程,所以他們對于這門課程不容易上手。調查發現,大多數高職院校開設的這門課程實踐環節薄弱,內容整合性不夠好,導致很多學生對學習這門課程的目的不明確,缺乏主動性、積極性,并且有畏難情緒。
(2)課程內容豐富,面面俱到的機械整合不合理。物流管理信息系統的課程包括兩部分內容,一是管理學科中的物流管理方向,包括物流以及物流管理信息系統概述、信息技術(數據庫技術、軟件開發技術、條形碼、EDI、GPS、GIS等);另一種是物流工程方向,包括管理信息系統的規劃、開發、分析、設計、實施、評價等。物流管理信息系統的內容非常豐富,簡單的將兩部分內容疊加,在有限的課時下,教師全面透徹的講授上述所有內容非常困難。而且對于物流管理方向的學生來說,掌握信息系統的開發設計比較困難,但是完全不學習這方面的知識,對于物流軟件只是機械的重復,不能深入理解系統的原理及各環節的相關性。
(3)實踐性不強,并且缺少實踐教學的具體安排。對指導學生課程設計實踐活動以及實踐操作的具體要求沒有應有的規范化和標準化,使得學生得不到具體化的訓練。很多學生反映物流管理信息系統的開發內容較難理解,而且開發的系統對物流企業的實際用處沒有實踐性的理解;理論知識也只是機械的聽講,過后就忘。真正走上工作崗位,面對物流企業越來越全面的信息化操作覺得力不從心。
因此,針對上述存在的問題,積極探索新的教學思路,對這門課程進行教學改革,對培養社會真正需求的物流人才具有重要的意義。
3 物流管理信息系統課程設計的教學組織與設計
3.1 課程設計的教學目標。教學目標必須根據培養目標和學校的專業特色來制定。武漢城市職業學院是一所高職院校,以培養技術型人才作為辦學指導思想。將物流管理信息系統課程的教學目標設置為:通過理論學習與實踐教學,培養學生靈活運用各種物流信息技術的能力;根據管理信息系統的理論了解物流管理信息系統的規劃、分析、設計、開發過程,培養學生具備物流信息系統的管理能力和初步開發能力;結合先進的管理思想和決策方法,實現對物流活動中各種信息的采集、加工、傳送、存儲過程。
根據上述培養目標,教學內容應針對學生的專業背景進行設置:針對物流管理類專業,學習物流管理信息系統的目標是培養其成為物流管理信息系統及物流信息技術的管理者和使用者。由于他們信息技術及計算機應用能力相對較弱,教學內容中補充數據庫相關內容,以及系統開發的相關內容,以輔助更好地理解和使用物流系統。但側重于物流管理信息系統的基本概念、系統的管理使用以及物流設施設備的使用上。
具體目標:以第三方物流企業的實際業務管理過程為規劃、分析和設計的原型,主要完成該第三方物流的倉儲管理(貨物入庫管理、庫存管理、盤點管理、出庫管理、車輛配送管理以及系統管理)簡單的工作流程。在此基礎上,結合實際的第三方物流系統軟件,學生在實踐中體會系統在物流企業中的應用,將物流的入庫、庫存管理、出庫、配送等環節有機地結合起來。 3.2 課程設計的教學內容。根據物流管理專業學生實際情況,將數據庫、計算機的相關知識加以補充,初步掌握信息系統的設計與規劃,這部分內容是為更好地管理使用物流系統打下基礎。重點在于建立學生系統的概念,熟練地掌握物流系統軟件,以模塊化教學,將任務分解,以實際任務驅動來組織教學。教學內容的具體安排見表1。
3.3 教學效果及評價。在學期后的調查結果表明:學生普遍認為該課程實踐性很強,沒有枯燥的講理論,而是在“做中學”,獲得了將理論知識應用于實踐的樂趣。
(1)部分學生的課程設計成果。課程設計的教學環節中,在教師的指導下讓學生詳細分析企業的具體流程情況,畫出簡單的業務流程圖。圖1為學生畫出的第三方物流企業中心業務流程圖。
(2)在整個學期的學習和實踐中,能夠熟練地掌握第三方物流軟件(尼奧系統)。在物流實訓室中,能熟練使用電子標簽、立體倉庫等物流設施設備。
3.4 《物流管理信息系統》課程改進的幾個方面:
(1)物流管理信息系統是一門理論與實際相結合的課程,但由于內容繁雜,課時有限,現有這門課的教學方法通常過于偏重理論教學,缺少理論與實際的結合,導致學生學習時常感覺這門課程內容枯燥,逐漸缺乏對這門課程的興趣。為改進教學效果,提高學生的學習興趣,在理論方面的教學,可利用學校軟硬件條件,針對相應的理論知識展開實踐教學。比如講物流信息技術,涉及到條形碼、電子標簽的內容,可以在物流實訓室講解這部分內容,教師可以一邊講解一邊操作,這樣學生就覺得豐富多了。將學生分為5~7人一組,以小組的形式自己動手完成設施設備的操作。提高他們學習興趣的同時,大大增強了他們的合作意識和動手能力,這正是高職院校培養學生的理念。
(2)實踐環節可以采用多種形式實現,對于物流管理信息系統方面的學習,可以第三方物流企業的工作流程為模型,采用課堂系統設計與實際系統軟件使用相結合的形式,逐步提高理論與實際相結合的廣度和深度。
通過模擬第三方物流企業中的實踐,學生可以用所學內容對實際企業的物流信息管理過程提出建設性的建議并給出具體的規劃,從而真正實現理論對實踐的指導意義。第三方物流企業系統軟件(尼奧軟件)見圖2。
(3)每節上機實訓課程都有詳細的實訓指導書,模擬企業實際工作需要設計任務,讓學生有身臨其境的感覺;數據詳細,任務具體,將實踐操作的具體要求規范化和標準化。《尼奧物流管理系統》實訓指導書見圖3。
4 結束語
物流管理專業的物流管理信息系統課程設計的教學目標要以培養學生的實踐技能為出發點,根據物流企業的實際業務需求不斷地改進教學方法和教學過程,并保證教學內容的相關性和實踐性。本文主要結合武漢城市職業學院物流管理專業對學生能力培養的實際需求,豐富物流管理信息系統課程設計的教學內容,對教學設計中的教學方式和教學組織過程加以總結和改進,對物流管理專業教學起到一些啟發作用。
參考文獻:
[1] 莊麗華,徐守坤. 《管理信息系統》教學內容與實踐體系改革的探索[J]. 中國現代教育裝備,2008(7):98-99.
二、課程的教學現狀及存在問題
《站場課程設計》已經形成了雙線、單線樞紐區段站設計的不同情景設置。區段站課程設計的教學基本要求是:(1)根據給定的資料,選定站型,確定主要設備的位置;(2)計算到發線、調車線、牽出線、機走線及中間站臺等設備的數量;(3)設計車站兩端咽喉,繪制非比例尺詳圖;(4)計算坐標,推算到發線、調車線有效長;(5)繪制1∶1000比例尺詳圖;(6)計算車站通過能力(到發線、咽喉及車站最終通過能力)。以上課程設計內容的覆蓋面較廣,經過多年的教學總結發現仍存在如下問題。1.對鐵路運輸組織的作業流程掌握不全面。車站咽喉設計是車站設計的關鍵,由于對車站的主要作業流程沒有深入理解,造成車站咽喉設計中存在較多的不足,對平行進路的設置不夠合理、靈活。2.對鐵路站場設計規范和標準的理解不深。鐵路站場與樞紐的設計規范和標準是站場設計的主要依據,部分同學由于沒有深入理解相關設計規范和標準確定的方法,缺乏對相關標準說明的深入解讀,導致站場設計坐標計算以及車站能力計算時,相關參數的選用不準確,迫切需要加強這方面的訓練。3.對現場的計算機輔助設計軟件不了解。長期以來,鐵路區段站課程設計都是學生在計算分析比較的基礎上,運用CAD畫出設計方案圖。目前隨著計算機技術的快速發展,鐵路站場計算機輔助設計系統已廣泛運用到鐵路勘測設計部門的站場設計工作中,鐵路站場計算機輔助設計CASD系統可用于普速、客運專線和高速鐵路各種速度目標值鐵路站場設計。為了使學生能夠深刻地理解鐵路站場規劃及設計的內涵及方法,掌握該學科的最新技術規范以及專業技能,快速適應今后相關工作崗位的要求,需要基于CASD系統對站場課程設計的內容和方法進行重新整合,使學生在掌握了相關理論知識的基礎上,熟練運用鐵路站場計算機輔助設計CASD系統快速解決站場設計難點問題的能力,提升學生專業技能和綜合素質,全方位地提升教學質量。4.教學時間的安排上理論課程的教學與課程設計教學同步。由于《站場與樞紐規劃設計》理論課程與《站場課程設計》安排在同一學期同時開始,因為沒有進行理論課程的學習無法進行課程設計,因此,通常是把前6周的站場課程設計的課時安排上理論課,隨后在學習了相關理論知識后再布置區段站的課程設計。同時,課程設計的教學安排一周2學時,不具有連貫性,理論課程經常會占用課程設計的時間,影響了課程設計的效果。5.成績評定的手段和方法單一。長期以來,站場課程設計的成績評定最主要的依據就是提交的設計報告和圖紙。這種以“終稿”來確定成績的做法,使得學生不知道課程設計的哪些地方需要改進以及如何改進。而區段站課程設計的目標是使學生掌握車站設計的理論和方法,有必要通過講評與交流來提高學生的實踐能力與設計水平。
三、《站場課程設計》教學改革的探索
1.增加本專業知識的擴展以及課程的實驗內容。隨著高速鐵路的快速發展,鐵道部修編和新頒布了《鐵路技術管理規程》、《鐵路車站及樞紐設計規范》、《鐵路200km/h既有線技術管理暫行辦法》等規范,站場與樞紐規劃設計理論課程及課程設計需要對相關內容進行更新和補充。通過教師在課外查閱大量的資料,將當前軌道交通站場設計的新情況和新技術融入到課程的教學中去,擴展學生的視野與知識結構。增加高鐵車站行車組織和相關動力學知識的擴展,擴充了車站各類作業車的運行徑路和作業流程,以及車輛行駛軌跡等內容,使學生更好地理解相關技術標準的確定原因。為了配合站場課程設計的順利完成,在學習完鐵路站場技術條件后,布置中間站設計的實驗,重點訓練學生中間站平面設計的過程,車站設計各環節應該考慮的重點,使學生在實踐中體會設計的重點與難點,使其牢固地掌握車站設計的基本方法,為后期的區段站課程設計打下基礎。
2.調整《站場課程設計》的教學時間。改變一直以來理論課程與課程設計同步開始的做法,將《站場與樞紐規劃設計》的理論課程教學安排在前,同時將《站場課程設計》集中安排在2周的時間里進行,利用連續的2周時間來集中完成區段站的設計任務。調整后的安排使得理論課程和課程設計能很好地進行銜接,在有了理論知識儲備的基礎上進行課程設計,同時課程設計的時間具有連貫性,便于學生集中時間與精力完成課程設計的相關任務,避免了部分計算和設計等工作的重復,能夠幫助學生在短期內較好地掌握區段站設計的各個環節。時間集中,便于老師與學生之間的面對面的溝通與指導,及時發現課程設計中存在的問題和不足并解決,提高教學效果。區段站課程設計最好能在理論課結束后的小學期內進行,讓學生在掌握了理論基礎后開始實踐能力的培養,但由于小學期內其他實踐環節的安排,目前區段站課程設計是安排在理論課程學習后一年進行的。因此,這需要精心安排理論課程和課程設計的教學計劃,在理論課程教學的同時安排課程實驗和大作業,進行鐵路中間站的設計和編組站初步設計,使學生更加牢固地掌握相應的專業知識,為后期的區段站課程設計打下基礎,同時在課程設計開始前,讓學生提前復習站場與樞紐規劃設計理論課程,保證課程設計的效果。
3.傳統設計方法與CASD計算機輔助設計系統的結合。CASD(開思得)計算機輔助設計系統是基于AutoCAD和Access數據庫,采用面向對象的Objec-tARX、VC等開發技術進行二次開發完成的。該系統適用性強,可適用于普速、客運專線、高速鐵路站場設計,可滿足站場專業在預可研、可研、初步設計及施工圖等設計階段的設計工作,可用于進行復雜樞紐及各種站型車站的新建及改建設計工作。該系統將車站看成股道的集合,而股道是由線路、各種類型的道岔、信號機和車擋等實體組成的集合,即將這些實體賦予相應的專業設計信息及行為特征,對它們進行連接編輯等操作,就可以形成站場股道,最終可形成站場平面圖。該系統分擔了設計者站場設計過程中的大部分工作量,減少了站場設計強度,縮短了設計周期,提高了設計質量。目前鐵路勘測設計部門在站場設計中已廣泛采用。但是在軟件的使用中發現學生過多地依靠輔助軟件來完成設計,缺乏應有的思考。而區段站課程設計的目標是全面、系統地掌握鐵路車站設計的基本理論和方法,因此,在課程設計環節要求學生必須要勤于思考,反復計算、推敲與對比各設計方案的優缺點,而不能對設計理論和方法一知半解,僅僅是依靠CASD輔助設計軟件來完成任務。影響鐵路站場設計的相關因素諸多,站場平面布置的靈活性很大。為了既能使學生掌握鐵路站場設計的理論與方法,培養學生把握設計方案的能力,又能使學生掌握站場設計領域內的新技術與新方法,本次《站場課程設計》教學改革要求學生必須運用所學的理論知識完成區段站設備設施的選型,參數的確定,車站咽喉的設計方案比選,繪制出區段站平面布置的詳圖,相關設備設施坐標的計算,以及線路有效長的計算,然后通過CASD輔助設計軟件來驗證與優化,并輸出相應的成果。通過兩者的緊密結合,發揮了學生的主觀能動性,使其積極思考,同時又掌握了CASD計算機輔助設計系統的使用,能運用CASD輔助設計軟件進行車站的設計。上述訓練,增加了學生對區段站設計的探索,提高了學生的專業能力和素質,使課程更加切合鐵路站場與樞紐規劃實際,增強了課程的適應性和先進性,以便快速適應今后相關工作崗位的需要。
4.完善課程設計教學大綱、任務書和指導書。與《站場與樞紐規劃設計》理論課程相配合,按照“加強基礎、提高能力、綜合培養”的原則,基于鐵路站場計算機輔助設計CASD系統軟件,對區段站課程設計任務書進行補充與完善,增加系統軟件應用,以及設計方案對比分析的內容。同時,編制區段站課程設計指導書,該課程設計指導書在最新設計規范指導下,通過廣泛征求學生和教師意見,對基于鐵路站場計算機輔助設計CASD系統的站場課程設計內容和方法進行重新整合與補充完善,指導書的內容全面詳細,可操作性強,確實起到指導實踐教學的目的。逐步完善區段站課程設計題庫。課程設計是鍛煉學生動手能力的主要手段,目前,站場課程設計課程已經形成了雙線、單線樞紐區段站的不同情景設置,為了進一步避免抄襲現象,可以逐步完善區段站課程設計題庫,確保基礎數據不重復,使學生能獨立分析問題與解決問題,同時加強與任課老師的交流與探討。
作者簡介:陳隊永(1977-),男,河北無極人,石家莊鐵道大學交通運輸學院,講師;溫少芳(1979-),女,河北定州人,石家莊鐵道大學交通運輸學院,講師。(河北石家莊050043)
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2012)07-0061-02
“交通工程設施設計”是交通工程專業本科生必修的一門專業技術課程,主要是培養學生掌握交通工程設施設計方面的主要理論、主要知識和基本方法,并為后續專業課的學習和今后的工作打下理論和方法基礎。隨著交通技術和交通學科的迅猛發展,傳統的教學內容、教學方法、考核方式等已逐漸與現實需求不相適應,為此,信息化教學引入了“交通工程設施設計”課程的教學活動中。在信息化環境下,以學生為主體,充分合理地利用現代信息技術和信息資源,對課程的教學設計、教學內容、教學方法、學習設計以及考核評價等環節進行具體規劃,以實現“交通工程設施設計”課程的優化設計。
一、信息化教學優化設計需要考慮的方面
1.要有具體明確的課程教學目標
任課教師要在課程學體目標的框架指導下,把教學總目標細分成若干個具體的小目標,并把每一個學習單元和模塊的教學內容細化為易于學生掌握的“學習任務”,通過這些小的“學習任務”來反映總的教學目標。設計“教學任務”時,其教學目標一般可以采用了解、理解和掌握三個層次的教學要求。
2.“教學任務”設計要符合學生的實際情況
任課教師進行教學設計時,要注重從學生實際出發,充分結合學生現有的專業知識、學習能力、學習興趣等特點,遵循由淺入深、由表及里、循序漸進等基本教學原則。對于新教學內容或有一定難度的教學任務,教師最好事先演示或給出具體明確的關鍵操作步驟,便于學生自主學習。同時,教學設計最好把教學重點和難點分散到具體任務中,要盡量體現以“學生是中心、教師為主導”的基本教學策略。
3.課堂上要注重營造適合的教學案例情境
在優化設計課堂信息化教學方案的過程中,要積極創設與當前課堂教學主題內容相關的、盡可能反映真實情況的學習案例背景,有意識引導學生帶著具體的任務進入學習情境,盡可能激發學生的有關的知識、經驗及表象等原有認知結構,從而使學生利用新信息去整合知識,提高教學效果。
4.要注重學習方法的培養,提高學生的學習能力
在優化教學設計方案時,要積極引導學生從各個方面和角度去思考、解決問題,嘗試用多種不同的方法來解決同一個問題,同時還要鼓勵學生敢于大膽猜想、聯想和分析判斷,并將其聯想、猜想作為邏輯推理的一種學習形式和發展學生創造力的一種重要方法手段。
5.要注重與其他相關課程的整合
信息化教學設計通常以各種各樣的主題“教學任務”帶動教學,應有目的、有意識地開展各門相關課程的相互整合。這些“教學任務”總是把多門課程的知識內容和專業技能作為一個整體,有機地聯系在一起,強調各種資源信息服務于具體的教學任務,優化信息化教學設計就成為學生獲取相關信息、探索專業問題、協作解決問題的有效工具。所以,教師進行信息化教學設計時,要注意體現課程和學科整合的理念,使學生能力在潛移默化中得到提高,增強學生綜合分析、解決問題的能力。
二、“交通工程設施設計”課程信息化教學的優化設計
“交通工程設施設計”內容涵蓋了交通領域內的交通管理、交通安全、交通工程設施的基礎理論,是全面掌握交通工程設計知識結構的綜述性課程,課程信息量大,涉及面廣,其中的基礎理論對于初學者來說較為抽象,這就對教學設計的選擇提出了更高的要求。本文結合教學實踐,從課程教學設計、課堂教學設計、學生自主學習設計以及考核設計四個方面進行探討。
1.課程教學設計
交通工程專業在不同的高校,課程設置有很大的不同,各有各的側重點。雖然交通工程專業的基礎理論是一樣的,但是在課程的目標、對學生的要求還是要根據自己學校的情況進行設計。
石家莊鐵道大學的交通工程專業就根據學校的優勢學科是土木工程專業,學生在課程體系中安排了理論力學、材料力學、結構力學和計算機繪圖等課程,在“交通工程設施設計”課程設計過程中,強調學生不僅要知道現代交通管理的一般原則和手段,同時對于管理設置的依據也要有所了解。例如關于交通設施的學習,除了了解交通設置的類型外,還應該能夠獨立地進行交通設施設計,這些就是基于學生在大一、大二時學習的相關的建筑材料、力學分析等課程。針對這方面的訓練,學校專門設置了一周的課程設計。
“交通工程設施設計”課程中另外兩部分內容是交通規劃和交通流分析,這兩部分在設計過程中有很大的不同。交通流主要是將交通狀態用數學的形式建模,學生在理解上略顯抽象,主要是學生缺少對交通流的觀察,另一方面是對數學建模的過程了解較少。為了使學生更深入的理解,在課程設計上,教師有針對性地進行交通狀態的分析及進行一些數學建模的講解,使得學生在學習交通流過程中更有興趣。在這部分課程的設計上應充分鼓勵學生觀察現實中的交通管理現象,并進行理論分析。
交通規劃注重的是學生對于系統分配原理的應用,目前也多是采用規劃軟件進行規劃設計。在這部分課程設計上,針對交通規劃實際操作性強的特點,設置了一周的交通規劃設計課,要求學生不僅知道規劃的原理步驟,還能夠應用相關的軟件進行實際的操作。因為目前規劃軟件相對較為成熟,學生在學習計算機應用的同時,將規劃原理進行現實意義的模擬演示,擴大了知識應用面。
2.課堂教學設計
“交通工程設施設計”是一門基于交通現實狀態,內容豐富的綜合性課程,在有限的課堂時間內,如何將一堂50分鐘的課上好,獲得較好的教學效果,對于任課老師來說是不小的挑戰,借助多媒體手段是必不可少的。多媒體工具的內容應該是多樣化的,不是僅僅利用PPT,添加一些圖片,一小段錄像就可以實現的。信息化條件下應盡可能多的利用好教學資源,主要包括:多媒體素材(包括文字、圖片、圖形、動畫、音頻、視頻等)、電子教學材料(包括教學大綱、教學計劃、教案、實驗大綱和實驗指導書等)、電子教學資源(包括多媒體課件、專題學習網站、題庫等)和電子文獻(包括圖書、期刊、報紙、網絡資源鏈接等)等。教師在課堂上應結合教學內容的特點,加以綜合利用,并要根據學生的反映及時調整上課的進度和內容,以獲得較好的教學效果。學生能否將真實的信息反饋給教師,也是教師在課堂上必須完成的任務。
在“交通工程設施設計”中,老師講解“交通三要素”時,將交通在自由流狀態和強迫流狀態下的交通錄像播放給學生,啟發學生描述這樣狀態下的交通對他們的影響如何,總結學生的說法,給出專業的理論定義和特點,進行有針對性地講評,使學生對交通流的特點有了專業的認識,課堂的互動也是很活躍的,獲得了很好的教學效果。
3.學生自主學習設計
信息社會的不斷發展對當代大學生的要求也不斷提高,學生自主意識也不斷增強。教師在安排學生的自主學習任務時候,應該結合課程的內容和學生的自身特點,因材施教。作為專業教師也應該盡力為學生提供自主學習的平臺,幫助學生有的放矢的進行學習,也幫助學生在搜索資料方面把一下關。在“交通工程設施設計”的課程教學實踐過程中,通過課后作業、課程小論文、交通設施調查方案的設計等,利用網絡平臺,及時與學生溝通,交流觀點,幫助學生在課余時間更好地完成自主學習。
4.考核設計
課程考核堅持定量分析與定性分析相結合、平時成績與期末成績相結合、理論考試與實踐操作相結合,對學生的學習能力、學習態度和學習效果進行全面評價,并采取提交作業、回答問題、平時測驗等信息化考評方法,力爭對學生進行全方面、多方位的考核,盡可能客觀地反映學生的學習態度和學習效果。
三、專業課程教學設計的一般過程
根據“交通工程設施設計”課程的教學經驗,總結了專業課程教學設計的一般過程,如圖1所示。
一、職業教育課程設計原則
結合職業教育的特點和專業人才培養目標,根據課程的作用和目的、借鑒CDIO的基本理念開展課程設計和建設,堅持以工作崗位需求為基礎,以知識、能力、素質培養為目標,突出工程能力培養,以工程任務驅動為基礎設計教學模式,以工程項目工作過程為導向設計“學習情境”。讓學生具備可持續發展的基礎知識,使學生掌握完成工程任務的基本過程,具有工程項目規劃、設計和建設的基本能力和職業崗位所需的基本素質。
二、工程實踐類課程設計、建設思路
根據職業教育的實際和特點,我們提出了“需求、構思、設計、實現、運作(NCDIO)”五步驟課程設計、建設思路。
職業教育專業人才的培養目標是:“以就業為導向,培養德、智、體、美全面發展”①,適應生產建設、管理服務一線需要的應用型人才。從職業教育的人才培養目標出發,課程設計要根據區域社會、經濟、技術的發展,緊密結合專業標準、崗位需求等方面,開展“需求(Need)”分析,得出崗位對人才的知識、能力和素質等方面的需求標準,進而明確課程的作用和目標;又根據需求和目標“構思(C)”出課程教學、學習的情境、教學條件(課程教學的物質條件、技術條件、校內外實訓基地建設要求)、師資條件等課程教學的基礎要件;進而對教學模式、教學情境、教學方法和手段以及教學評價等課程教學過程環節進行“設計(D)”;再根據總體構思和設計目標,創造條件以“實現(I)”教學目標;最后進行實際教學“運作(O)”,檢驗是否達到課程設計建設的目標,以便總結改進。
綜上所述,在使用借鑒CDIO之前,增加了根據崗位“需求”明確課程目標的環節,以有的放矢。
三、N――需求分析
其一,根據職業標準確定基本的知識、能力和素質。專業職業崗位任職資格標準決定了課程教學的目標和職業崗位所需的基本知識、能力和素質。其二,根據職業崗位需求標準,分析確定崗位工作的典型任務和典型項目的工作過程。以具體的專業所對應的職業崗位需求標準,分析歸納出工程任務、過程所涉及的規劃、設計、建設、管理、維護、安全、集成相關的典型工程項目和典型任務。其三,分析確定完成工程項目任務所需的專業的知識、能力和素質。認真分析專業職業崗位任職標準,明確課程所達到的知識目標、能力目標、素質目標。
四、C――系統構思
根據“需求”得出的課程目標要求,對實現課程目標所需的軟硬件條件進行系統構思,構架出實施教學、實現教學目標所需的硬件條件、師資條件、學生狀態,以及營造什么樣的學習情境、前導課程以及后續課程的知識技能鏈接等內容。(1)硬件條件。主要包括校內外實訓基地建設,實訓基地內所需的工具、設備設施以及這些工具、設備設施的技術參數要求、學習情境設置所需的布局等方面。(2)軟件條件。主要是師資隊伍、教材、課件、教學參考資料等資源建設,以及如何整合資源,使軟硬件實現最佳相匹配。(3)學習情境的營造。以真實的職業環境為目標,以職業崗位典型工作任務、項目工作過程所需的工具、設備設施為載體營造學習情境。在校企合作建設的實訓基地開展教學較易實現“學習情境”的目標,而在校內實訓基地一般采用虛擬仿真、模擬等方式在環境、流程、管理等方面來營造“學習情境”。(4)前導課程和后續課程的鏈接。主要考慮課程鏈路問題,明確學生是否已經具備開設課程所需的基礎知識和技能,是否為后續開設的課程打基礎。
五、D――課程設計
1.學習情境設計。學習情境設計圍繞職業崗位所需的知識、能力、素質的目標,堅持科學、系統、實用的原則,以工程項目涉及的典型任務和工作過程來設計學習情境,在不同的學習情境中掌握工程工作步驟和知識。
學習情境的設計堅持由單一到綜合,“由簡單到復雜的漸進學習提高過程,體現了職業能力由初級到高級的漸進培養提升過程”②,使學生體驗其能力不斷提升的過程以增強自信。
學習情境的設計可以根據課程特點和內容設計多個情境,每個情境可包含多個模塊和工程項目任務的子學習情境。
學習情境的設計要以典型任務和工作過程所需的環境、工具、設備設施為載體,不能與項目的工作環境和步驟相分離,體現雖然面對的任務和環境不同,但工作步驟是重復的,學習情境設計與知識、能力和素質有機融合。
2.課程考核標準設計。(1)考核標準。主要應圍繞課程目標,依據不同的教學模式,采取不同的考核方法和指標。對工程實踐類課程來說,要突出工程項目的特點開展考核,注重過程、形成性考核,技能考核和能力、素質的考核。(2)考核內容和方法設計。切忌只注重知識考核、忽略技能考核,應結合課程目標和內容對學生進行知識、能力、素質開展綜合考核,不可以一張試卷定優劣。因此,考核內容除過程、任務和形成性的考核外,還應包括平時的日常考核、知識掌握程度考核、知識應用能力考核、項目工作能力考核、綜合素質(誠實守信、吃苦耐勞、團隊協作)等情境能力和素質考核,當然也包括期末綜合考核。(3)設計多元化的考核方式,開展學校、社會、學生多元化評價。如在學校開展課程評價的同時,對學生進行課程的滿意度調查評價;通過校外實訓基地、畢業生就業跟蹤進行社會滿意度的評價。課程考核強化課前、課中和課后教學分析和考核,尤其注重項目過程各主要環節的監控與考核,確保各主要環節的考核質量;注重學生知識、技術向技能的轉化,突出應用能力的考核;注重學生職業專門技能的培養,開展職業素養和職業道德的考核。在方法上可以讓學生參與考核,除教師考核外,以項目小組的方式開展學生考核,項目小組成員之間開展相互考核。(4)考核度量設計。考核度量應采取多維的考核度量方式,不宜使用試卷定優劣。度量設計除對完成的過程、任務進行度量外,還要有針對學生的學習(工作)態度、基本知識、能力(含人際能力)、項目過程和工作能力,以及知識與技能的互融能力等方面的度量設計。
3.教學內容設計。教學內容的設計以職業崗位所需的知識、能力、素質培養為核心,以工程項目過程、工作步驟為引導,以典型工作任務為驅動。教學內容設計的關鍵目標之一是職業能力的培養,它包含專業能力、方法能力和社會能力三個方面,其內涵主要體現為專業技術能力,知識技術和經驗運用的能力,對工作計劃管理和評價的能力,以及責任意識、契約精神、交流溝通、團隊協作等方面。
4.教學模式設計。教學模式設計堅持正確的指導思想,遵循高等職業教育規律和理論,根據工程實踐類課程的特點,圍繞職業崗位標準和專業人才培養目標,堅持知識、能力、素質三維一體,強化學生技能、能力和綜合素質的培養,突出學習過程與實際工作過程的一致性,針對專業目標設計教學模式。因此,工程實踐類課程的教學模式設計應理論與實踐緊密結合,突出實踐的特點,以及具備符合實際工作的教學上的可操作性,具備普遍適用此類性質課程和項目教學的穩定性和靈活性。
目前,符合工程實踐類課程,公認的教學模式有:(1)工學交替模式。采用知識講授與情境實踐交替進行方式,開展學中做、做中學、做中教、教學做,實現理論與實踐的一體化。(2)任務驅動模式。以完成工程項目典型任務的過程和目的為標準,明確所教授的知識、技能、素質的教學任務和目標,并實施。(3)項目導向模式。以工程項目典型任務的實際工作過程為指導,不斷重復完成工程項目任務的工作步驟,在重復步驟中完成專業知識、技能、職業能力和素質等的培養。
5.教學方法設計。設計教學方法時,一般以校內外實訓基地條件為基礎,圍繞課程目標,以工程項目過程、任務為驅動實施教學。其過程的主要環節為:情境介紹、示范演示、任務實訓、任務考核、綜合實訓、綜合考核等。積極開展課堂和實訓地點一體化的教學,讓學生邊聽講,邊練習,會起到事半功倍的效果。
工程實踐類教學方法設計的原則:激發學習興趣,點燃學習激情,調動學習積極性,突出技能培養;讓學生體驗理論到實踐的轉換、理論與實踐的密切聯系,體會到工程項目工作的特點,體會到團隊協作的重要性,并在學習過程中感受項目完成后的成就感和集體榮譽感。
針對工程實踐類課程,目前一般采用的教學方法有:“項目小組、角色扮演法、案例教學法”,研討法,接力提問等教、學、做相結合的教學方法,并在實際教學實踐中靈活交替應用上述教學方法。關于這方面的描述文獻頗多,不贅述。
6.教學手段設計。現代教育技術手段的應用是十分重要的,此類課程主要考慮以下手段的運用:(1)電子信息技術。主要是利用計算機多媒體技術、三維動畫技術、虛擬化技術、網絡技術等開發建設各類教學資源。(2)虛擬仿真技術。利用計算機虛擬仿真技術設計開發工程項目典型任務所使用到的工具、設備的虛擬仿真系統,利用這些系統仿真工程項目工作過程和設備的配置使用,能提高學生學習興趣和學習效果。(3)互聯網和圖書館。讓學生通過互聯網、圖書館甚至到相關企業實地調查來完成任務或作業。
六、I――建設實施
設計完成以后,為滿足課程設計的目標,需要系統地建設滿足課程教學的軟硬件資源。資源建設主要是根據課程設計方案,通過自我建設和校內外資源整合來實現,包括實訓(驗)室的建設、師資隊伍建設、課程資源建設以及與其配套的管理等內容。
1.實訓基地建設。根據教學目標,建設能滿足設計目標所需的校內外實訓基地。(1)校外實訓基地建設。校企合作共建實訓基地,為學生提供真實的工作情境。根據企業性質和合作的方式的不同,校外實訓基地的功能可以是集中實訓,可以是頂崗實訓,時間長短依教學需求確定。(2)校內實訓基地建設。首先,根據課程設計的需求,確定實訓基地設備設施的建設方案和設備的性能和技術參數,建設時注重理論和實踐一體化教學的需要。其次,在實訓基地內部的環境布局方面,以方便學生動手、直接經驗的學習、方便多種教學法的實施為原則。如為適應項目小組、角色扮演方式的教學,在實訓臺桌的布局上,最好采用方便小組教學的布局方式――島式布局等。最后,實訓基地實行開放式管理,其服務和管理應以學生為中心,鼓勵學生盡可能多地使用實訓基地并與教師開展交流互動。
2.師資隊伍建設。建設專兼結合的“雙師結構”師資隊伍,尤其注重聘用來自企業一線的兼職教師。開展企業與學校員工崗位互換活動,讓教師到企業工作,企業員工來學校任教,以提升教師的工程能力、人際能力以及產品、過程和工程構建能力。
3.教學資源建設。教學資源建設主要是指教學大綱、教案、課件、教具、參考資料、實訓耗材等教學資源的建設和準備。這些資源最好能實現網絡化管理,方便學生通過網絡下載和使用。最好能為每門課程建立課程網站,在時間、空間、資源上方便課內外教學活動的開展、教學管理和師生溝通交流、學生自學。
七、O――組織運作
以情境化的典型任務的實際工作過程和應用為主線,任務為驅動,按照工程項目典型任務的建設標準、工作標準,對典型任務和過程涉及的知識和技術進行梳理,將這些知識和技術有機“鏈接”起來,并在實踐中予以體現。教學組織和運作應注重以下方面:(1)交替使用多種教學方法和開展不同性質實訓。對不同的任務和目的,選擇不同的教學方法(如前所述)和不同性質的實訓。不同性質的實訓主要包括:驗證性的實訓,讓學生理解知識技術的原理;設計性的實訓,主要培養學生對知識技術的應用能力;而綜合性、項目開發性、真實體驗性實訓,主要是培養學生知識技術的綜合應用能力。(2)理實一體化。理論教學與實踐教學在同一地點交互進行,融為一體。教學的組織實施要在理實一體的實訓基地進行,以便將工程項目任務的實際工作情境搬進實訓課堂,也可將實訓教學設置在企業的工程現場。(3)課程考核。切忌一次考試定結果,課程考核應根據課程設計的目標,既要開展理論知識的考核,還要開展應用知識技術能力的考核,以及紀律、態度等素質方面的考核;既要開展過程性、單項性的平時考核,也要開展總結性的綜合考核;既要開展教師與學生之間的考核,也要開展學生之間的相互考核等,并根據課程性質、目標等因素設定不同的考核比例。(4)調查反饋和改進。及時對課程的運作效果進行調查反饋是保證實現課程設計目標的關鍵環節之一。可采用問卷調查、學生訪談、用人單位反饋等方式開展調查,發現問題按照NCDIO模式重新修正。
八、結束語
實踐表明,采用由CDIO發展而來的NCDIO模式開展工程實踐類課程設計和建設,能滿足社會對人才的需求、學生對課程培養目標的需求,取得了較好的教學效果。學生普遍反映該類課程教學設計新穎,教學趣味性強,較易“點燃”學習激情。學生的知識技術應用能力得到較大提升,團隊協作能力、職業素養有較大提高,自信心普遍增強。但由于課程的多樣性、復雜性、可變性,決定了任何一種課程設計和建設模式都不是一蹴而就的“萬能良方”,課程設計和建設要得到好的效果,需要經過不斷實踐、不斷總結、不斷優化的過程才能實現。
[注釋]
①普林林,董興.應用性人才培養模式研究與實踐[M].北京:高等教育出版社,2007:162.
②冉德君,羅志平.應用型課程“計算機網絡技術綜合實訓”設計研究[J].昆明學院學報,2012(6):74.
1工業工程專業實踐教學情況
實踐教學環節包括實驗、課程設計、社會調查、各類實習、實訓、畢業設計等。實訓能夠使學生把所學的各種理論知識綜合運用到一個事件當中去,對提高學生的綜合素質、培養學生的創新精神與實踐能力有著特殊作用。
通過文獻分析和調研等方法,分析各高校在工業工程實踐教學方面主要根據教育部管理科學與工程教育指導委員會的要求,開設課程實驗、課程設計、各類實習和畢業設計等環節[5-8]。課程實驗主要為基礎工業工程課內實驗,包括人機操作分析、動作分析、雙手操作分析等;各高校會根據各自不同的學分要求,設置不同的課程設計,如技術經濟學課程設計、企業資源計劃課程設計、生產運作管理課程設計、設施規劃課程設計、人因工程課程設計、基礎工業工程課程設計等,時間在1~3周不等。實習環節主要包括,工業工程認識實習、生產實習、畢業實習。最后是畢業設計環節,不同高校要求學生完成畢業論文寫作或者工業生產環節的工業設計。
課程實驗主要以驗證性實驗為主,課時少、內容單一,主要目的為加深對于理論理解和方式方法的簡單認知;部分教指委規定的核心課程未能開設部分實踐內容,僅有理論教學部分,缺乏實踐運用過程;課程設計方面,各課程設計相對獨立,多為具體的課程服務,無法同時針對各個學科的知識進行綜合型的科學實踐,設計內容與理論內容缺少銜接紐帶,缺乏有效的綜合實踐;實習環節由于目前各高校所處環境不同,能夠接觸到的校外企業差別較大,對于統一提升學生實踐能力幫助有限;畢業設計環節更是在很多時候,由于學生就業壓力的沖擊而缺乏系統性,不能完整體現對所學的總結和再認識。
對于解決以上問題,尤其是在學生所學理論知識綜合運用能力方面,有必要在立足培養應用型工業工程人才的目標下,以增強學生綜合實踐能力為核心,增加校內綜合實訓環節,形成課程實驗、課程設計、綜合實訓、學科競賽、畢業設計等一體化的實踐教學過程。
2開展實訓教學的重要性
實訓教學是加深學生對理論知識的鞏固和利用理論解決實際問題的有效途徑,是培養學生具有創新意識,鍛煉實踐能力的最佳方法。隨著我國經濟的不斷發展,社會各領域對人才需求的理念發生了變化,大多數用人單位要求應聘的高校畢業生取消見習期,能直接上崗工作,而且對人才素質的要求已由原先的專業單一型轉向復合型。無論是工業企業的基礎工業工程工作還是工業工程師資格,不但要求從業人員必須具備相關的專業理論,更注重從業人員的實際應用和解決問題的能力。
為了在工業工程專業人才培養方面更好地與企業實際銜接起來,中國機械工程分會工業工程分會開展了見習工業工程師資格認證工作,其目的,就是為了提高普通高校工業工程專業畢業生就業能力,提高新進入工業工程領域的工程技術人員的從業適應能力,強化這類人員的綜合能力和專業技能,滿足用人單位對人才的需求。
以此為指導,在學生學完大部分專業理論和完成單項課程設計等環節之后加入綜合實訓環節,通過對所學的理論知識、操作技能的綜合運用,將一個個獨立的知識、技能進行融合、提升形成一個完整的知識技能體系,用以完成實際工作中的任務。這樣可以更好地讓畢業生融入企業生產實踐,提升學生上手工作的能力。
綜合實訓課程在整個教學體系中有特殊的地位,開發綜合實訓環節更加有效地實現就業導向目標。以就業為導向體現在內容上,就是建設好實訓內容與崗位的密切聯系,努力實現畢業就能上崗的目標。綜合實訓環節是教學與時間最近距離銜接的橋梁。
3工業工程綜合實訓模式的建立
綜合實訓環節的建立是一項系統工程,需要各專業課程知識的協調統一、相關教師密切配合。對于這項工作必須做好總體設計方案和具體實施方案。根據我校具體情況,確立以校內實訓為主,校外實訓為輔的原則。重新整合校內實驗實踐條件,在整個實踐環節中增加綜合實訓環節,建立新的專業實踐教學體系[9-10],如圖1所示。
綜合實訓環節主要是為了鍛煉學生多方面綜合運用工業工程相關知識的能力,這些知識包括:基礎工業工程方面,人因工程學方面,生產計劃方面,設施布置方面以及質量管理方面。按照我校的教學培養計劃,綜合實訓環節開設在完成基礎工業工程,人因工程,生產計劃與控制,設施布置與物流分析等課程結束后,把質量管理方面的課程放在實訓環節之后進行學習。這種設置方式是為了在實訓過程中激發學生自主學習的能力,讓學生在實訓過程中真實感受到質量的重要,自學相關質量控制統計方法,并運用到實訓過程中。按照這種思路,我們編寫了綜合實訓教學大綱,為專業知識的系統性和連貫性提供保障。我們把實訓環節分為5個階段來實施,并且在綜合實訓結束后鼓勵學生參加中國機械工程學會的見習工業工程師資格考試,對自己的在工業工程方面的基本素質和實際運用能力進行初步的認證。
(1)實訓的前期準備階段。對如何進行產品在流水線上的裝配設計,學生在之前的理論學習和課程設計中并未接觸過,為了讓學生更好的了解這個過程,完成整個實訓過程,我們采取案例分析的方法。首先,讓學生對所給案例進行詳細分析。這些案例,來自于教師多年的科研實踐和對往屆學生的畢業設計的提煉總結。我校為了培養學生的解決實際問題的能力,在畢業設計環節一直要求學生完成一個生產系統的設計或優化,不允許采用論文的形式完成畢業環節。這個要求,不僅全面檢驗了學生在4年中對學習工業工程,也收集了大量的企業真實案例。這些資料通過總結提煉作為很好的案例提供給學生進行分析,讓學生從整體上了解組裝設計的工作過程和工作內容,建立對綜合實訓這個環節的整體認識,便于進行其后的工作。
(2)產品組裝設計階段。在這個階段,學生分成8~15人的小組,集體討論確定對一種產品,由于校內條件的限制,我們對產品的選擇提出了具體的要求:①尺寸大小合適,不能超過流水線傳送尺寸;②結構上不能過于簡單,也不能過于復雜;③產品及其各個零部件足夠牢靠,要能夠滿足多次拆裝而不易損壞的要求;④具有可檢測性,用以檢測裝配結果;⑤考慮實驗的性質,產品價格要合適[11]。因此,我們選擇小型閥門、繼電開關、鎖具等產品作為本環節的主要裝配產品。選定產品后,學生要完成對產品的結構分析、零部件裝配順序的選擇、工序工位的確定、流水線速度的選擇、節拍的分析以及相應的人因工程學問題。
(3)流水線裝配改善階段。確定好產品裝配設計以后,學生要把自己的設計落實在小型流水線上,分派小組人員工作,實現裝配加工過程,檢驗組裝設計。自主完成人員工作空間的確定,各工位工作人員的動作分析,雙手操作分析等內容,通過不斷實踐修改,形成最滿意的該產品流水線裝配設計,并確定各工位的標準作業指導書,工時定額和生產過程的各種參數等內容。
(4)系統仿真階段。本階段,根據教師指定的工期和產量等約束條件,以修正的裝配線設計相關參數為依據,運用FLEXSIM仿真軟件對生產過程進行仿真,并完成對生產線的布置和生產計劃安排,計算具體結果[12]。
(5)演示交流階段。學生最后完成一個綜合實訓報告,對實訓過程進行詳細記錄,并總結實訓過程的收獲。以小組為單位用答辯的形式評定小組方案的實用性和效率性。充分調動參與同學的積極性,通過演示交流中,各小組交流方案,分享成果。
經過這5個階段,作為一個實踐體系的延續,在學生完成整個綜合實訓環節之后,組織學生參加中國機械工程協會工業工程分會的見習工業工程師資格考試和全國性的工業工程應用大賽,多渠道的拓展和鍛煉學生的實踐能力,增強學生就業能力。
4結語
通過綜合實訓教學鍛煉,學生們學會了在解決實際問題中,鞏固理論知識和應用理論知識的能力,拓寬思維的廣度和深度,充分鍛煉了自己的綜合能力,取得了良好的效果。
(1)培養了學生學習的自主性。綜合實訓的教學模式,為學生提供了更多的自主學習空間和時間,學生們在實訓過程中發現自己哪部分理論環節薄弱,就自覺自動地去學習,提高了對理論知識的理解和學習興趣。
(2)提高了學生綜合實踐能力。經過實訓鍛煉,使學生有了理論應用于實踐的過程,提高了他們的綜合能力。
(3)培養了學生團隊合作精神。在實施實訓教學中,所有的實訓內容,實訓課題都要求按照小組的形式開展,這就鍛煉、培養了學生的團隊意識和合作精神。
實踐教學環節包括實驗、課程設計、社會調查、各類實習、實訓、畢業設計等。實訓能夠使學生把所學的各種理論知識綜合運用到一個事件當中去,對提高學生的綜合素質、培養學生的創新精神與實踐能力有著特殊作用。通過文獻分析和調研等方法,分析各高校在工業工程實踐教學方面主要根據教育部管理科學與工程教育指導委員會的要求,開設課程實驗、課程設計、各類實習和畢業設計等環節[5-8]。課程實驗主要為基礎工業工程課內實驗,包括人機操作分析、動作分析、雙手操作分析等;各高校會根據各自不同的學分要求,設置不同的課程設計,如技術經濟學課程設計、企業資源計劃課程設計、生產運作管理課程設計、設施規劃課程設計、人因工程課程設計、基礎工業工程課程設計等,時間在1~3周不等。實習環節主要包括,工業工程認識實習、生產實習、畢業實習。最后是畢業設計環節,不同高校要求學生完成畢業論文寫作或者工業生產環節的工業設計。
課程實驗主要以驗證性實驗為主,課時少、內容單一,主要目的為加深對于理論理解和方式方法的簡單認知;部分教指委規定的核心課程未能開設部分實踐內容,僅有理論教學部分,缺乏實踐運用過程;課程設計方面,各課程設計相對獨立,多為具體的課程服務,無法同時針對各個學科的知識進行綜合型的科學實踐,設計內容與理論內容缺少銜接紐帶,缺乏有效的綜合實踐;實習環節由于目前各高校所處環境不同,能夠接觸到的校外企業差別較大,對于統一提升學生實踐能力幫助有限;畢業設計環節更是在很多時候,由于學生就業壓力的沖擊而缺乏系統性,不能完整體現對所學的總結和再認識。對于解決以上問題,尤其是在學生所學理論知識綜合運用能力方面,有必要在立足培養應用型工業工程人才的目標下,以增強學生綜合實踐能力為核心,增加校內綜合實訓環節,形成課程實驗、課程設計、綜合實訓、學科競賽、畢業設計等一體化的實踐教學過程。
2開展實訓教學的重要性
實訓教學是加深學生對理論知識的鞏固和利用理論解決實際問題的有效途徑,是培養學生具有創新意識,鍛煉實踐能力的最佳方法。隨著我國經濟的不斷發展,社會各領域對人才需求的理念發生了變化,大多數用人單位要求應聘的高校畢業生取消見習期,能直接上崗工作,而且對人才素質的要求已由原先的專業單一型轉向復合型。無論是工業企業的基礎工業工程工作還是工業工程師資格,不但要求從業人員必須具備相關的專業理論,更注重從業人員的實際應用和解決問題的能力。為了在工業工程專業人才培養方面更好地與企業實際銜接起來,中國機械工程分會工業工程分會開展了見習工業工程師資格認證工作,其目的,就是為了提高普通高校工業工程專業畢業生就業能力,提高新進入工業工程領域的工程技術人員的從業適應能力,強化這類人員的綜合能力和專業技能,滿足用人單位對人才的需求。以此為指導,在學生學完大部分專業理論和完成單項課程設計等環節之后加入綜合實訓環節,通過對所學的理論知識、操作技能的綜合運用,將一個個獨立的知識、技能進行
融合、提升形成一個完整的知識技能體系,用以完成實際工作中的任務。這樣可以更好地讓畢業生融入企業生產實踐,提升學生上手工作的能力。綜合實訓課程在整個教學體系中有特殊的地位,開發綜合實訓環節更加有效地實現就業導向目標。以就業為導向體現在內容上,就是建設好實訓內容與崗位的密切聯系,努力實現畢業就能上崗的目標。綜合實訓環節是教學與時間最近距離銜接的橋梁。
3工業工程綜合實訓模式的建立
綜合實訓環節的建立是一項系統工程,需要各專業課程知識的協調統一、相關教師密切配合。對于這項工作必須做好總體設計方案和具體實施方案。根據我校具體情況,確立以校內實訓為主,校外實訓為輔的原則。重新整合校內實驗實踐條件,在整個實踐環節中增加綜合實訓環節,建立新的專業實踐教學體系[9-10],如圖1所示。綜合實訓環節主要是為了鍛煉學生多方面綜合運用工業工程相關知識的能力,這些知識包括:基礎工業工程方面,人因工程學方面,生產計劃方面,設施布置方面以及質量管理方面。按照我校的教學培養計劃,綜合實訓環節開設在完成基礎工業工程,人因工程,生產計劃與控制,設施布置與物流分析等課程結束后,把質量管理方面的課程放在實訓環節之后進行學習。這種設置方式是為了在實訓過程中激發學生自主學習的能力,讓學生在實訓過程中真實感受到質量的重要,自學相關質量控制統計方法,并運用到實訓過程中。按照這種思路,我們編寫了綜合實訓教學大綱,為專業知識的系統性和連貫性提供保障。我們把實訓環節分為5個階段來實施,并且在綜合實訓結束后鼓勵學生參加中國機械工程學會的見習工業工程師資格考試,對自己的在工業工程方面的基本素質和實際運用能力進行初步的認證。
(1)實訓的前期準備階段。對如何進行產品在流水線上的裝配設計,學生在之前的理論學習和課程設計中并未接觸過,為了讓學生更好的了解這個過程,完成整個實訓過程,我們采取案例分析的方法。首先,讓學生對所給案例進行詳細分析。這些案例,來自于教師多年的科研實踐和對往屆學生的畢業設計的提煉總結。我校為了培養學生的解決實際問題的能力,在畢業設計環節一直要求學生完成一個生產系統的設計或優化,不允許采用論文的形式完成畢業環節。這個要求,不僅全面檢驗了學生在4年中對學習工業工程,也收集了大量的企業真實案例。這些資料通過總結提煉作為很好的案例提供給學生進行分析,讓學生從整體上了解組裝設計的工作過程和工作內容,建立對綜合實訓這個環節的整體認識,便于進行其后的工作。
(2)產品組裝設計階段。在這個階段,學生分成8~15人的小組,集體討論確定對一種產品,由于校內條件的限制,我們對產品的選擇提出了具體的要求:①尺寸大小合適,不能超過流水線傳送尺寸;②結構上不能過于簡單,也不能過于復雜;③產品及其各個零部件足夠牢靠,要能夠滿足多次拆裝而不易損壞的要求;④具有可檢測性,用以檢測裝配結果;⑤考慮實驗的性質,產品價格要合適[11]。因此,我們選擇小型閥門、繼電開關、鎖具等產品作為本環節的主要裝配產品。選定產品后,學生要完成對產品的結構分析、零部件裝配順序的選擇、工序工位的確定、流水線速度的選擇、節拍的分析以及相應的人因工程學問題。
(3)流水線裝配改善階段。確定好產品裝配設計以后,學生要把自己的設計落實在小型流水線上,分派小組人員工作,實現裝配加工過程,檢驗組裝設計。自主完成人員工作空間的確定,各工位工作人員的動作分析,雙手操作分析等內容,通過不斷實踐修改,形成最滿意的該產品流水線裝配設計,并確定各工位的標準作業指導書,工時定額和生產過程的各種參數等內容。
(4)系統仿真階段。本階段,根據教師指定的工期和產量等約束條件,以修正的裝配線設計相關參數為依據,運用FLEXSIM仿真軟件對生產過程進行仿真,并完成對生產線的布置和生產計劃安排,計算具體結果[12]。
(5)演示交流階段。學生最后完成一個綜合實訓報告,對實訓過程進行詳細記錄,并總結實訓過程的收獲。以小組為單位用答辯的形式評定小組方案的實用性和效率性。充分調動參與同學的積極性,通過演示交流中,各小組交流方案,分享成果。經過這5個階段,作為一個實踐體系的延續,在學生完成整個綜合實訓環節之后,組織學生參加中國機械工程協會工業工程分會的見習工業工程師資格考試和全國性的工業工程應用大賽,多渠道的拓展和鍛煉學生的實踐能力,增強學生就業能力。
4結語
通過綜合實訓教學鍛煉,學生們學會了在解決實際問題中,鞏固理論知識和應用理論知識的能力,拓寬思維的廣度和深度,充分鍛煉了自己的綜合能力,取得了良好的效果。
(1)培養了學生學習的自主性。綜合實訓的教學模式,為學生提供了更多的自主學習空間和時間,學生們在實訓過程中發現自己哪部分理論環節薄弱,就自覺自動地去學習,提高了對理論知識的理解和學習興趣。
(2)提高了學生綜合實踐能力。經過實訓鍛煉,使學生有了理論應用于實踐的過程,提高了他們的綜合能力。
(3)培養了學生團隊合作精神。在實施實訓教學中,所有的實訓內容,實訓課題都要求按照小組的形式開展,這就鍛煉、培養了學生的團隊意識和合作精神。
作者簡介:陳建國(1957-),男,同濟大學經濟與管理學院教授,博士生,主要從事工程項目管理、建筑經濟、可持續建設研究,(E-mail)。
摘要:課程體系決定教學內容,直接關系著學生知識、能力、素質的全面發展,對高等院校提高人才培養質量,提升辦學水平,打造辦學特色具有極其重要的作用和影響。文章針對國內高校課程體系邏輯結構不清,課程內容交叉重復等問題,以同濟大學工程管理專業為例,從專業課程體系頂層戰略層面,以核心知識和能力為基礎,梳理了各專業課程之間的邏輯關系,提出并構建了以工程項目管理為主線,以建設項目全壽命管理、建筑經濟與管理為擴展線的專業課程教學體系。
關鍵詞:課程體系;專業教學;工程管理;核心知識和能力
中圖分類號:G642.3 文獻標志碼:A 文章編號:1005-2909(2014)01-0041-05
課程體系是指為培養人才所確立的目標以及依據這些目標所選擇并加以組織的課程內容、教學活動的系統。課程體系是實現培養目標, 提高人才素質的核心, 是形成人才知識、能力和素質結構的要素。課程體系的建設和改革是教學改革的重點和難點, 是培養高層次創新人才的關鍵。優化課程體系對高等院校提高人才培養質量、提升辦學水平、鑄造辦學特色以及推動學校的各項改革發展都具有重要的地位和作用[1]。
工程管理專業是國家經濟建設不可或缺的專業,在過去的十幾年里,經過教育部、高等學校工程管理學科專業指導委員會及眾多院校的探索和努力,工程管理專業教育取得了很大的進步,并初步形成了一定的教學體系。但是,面對新的形勢、要求和挑戰,工程管理專業教學體系還存在一些問題。胡文發(2007)認為,國內工程管理專業長期沿用計劃體制的教材和課程設置,不適應市場需求的前瞻性,課程設置缺乏創新[2]。金長宏(2005)認為,工程管理專業的專業定位、課程體系、教學大綱編寫等方面有待改進[3]。楊建偉(2008)等認為,工程管理專業教育還處于摸索前進階段,存在專業方向不明確,課程設置不合理,教學內容與實踐脫節等問題[4]。因此,在新的形勢和環境下,完善工程管理專業教學體系,是國家發展的需要,也是工程管理專業自身建設的必然要求。
文章對專業課程體系的研究以工程管理專業為例,在對其課程體系現狀分析和現有研究回顧的基礎上,從專業培養目標、自身辦學條件和工程過程實際出發,探索基于核心知識和能力的工程管理專業課程體系及其設計方法,為高校專業課程體系的構建提供參考與借鑒。 一、 工程管理專業課程體系現狀分析
1999年工程管理學科專業指導委員會制定了高校《工程管理專業培養方案》,采用基礎課程+專業平臺課程+專業方向課程的教學體系(圖1)[5]。
圖1 工程管理專業課程體系圖
但是,作為一個綜合性專業,工程管理專業目前所包含的專業方向較多,開設院校的專業背景也不相同,因此,工程管理專業課程體系特別是課程結構還處在不斷完善和探索之中[6]。目前工程管理專業教學體系存在的問題主要表現在如下幾個方面:(1)課程體系的定位缺乏核心特色。由于工程管理專業需要融合多學科的成果,既需要工程技術背景,又要求管理、經濟等學科知識,造成學生的知識普遍“雜而不精”。(2)課程體系的內容松散,結構生硬。部分課程類型設置、性質劃分和學時安排不夠合理。課程設置邏輯關系不明確,前后順序銜接處理不當,部分課程內容重復交叉較多[7-8]。此外,實踐教學體系有待整合與完善,部分學校實踐教學學分占總學分的比例偏低,實踐環節構成不合理[9]。
通過同濟大學工程管理專業課程體系分析和國內外高校對比發現,學校在專業課程設置方面還存在一些需要改進的地方。如課程設置的系統性和整體性不夠強,課程內容銜接不合理,部分課程存在知識點重復等問題。
因此,工程管理專業課程體系的問題不容忽視。要解決好這些問題,需要根據課程體系設計的理論和方法,做好專業課程體系頂層戰略分析與設計。
二、 課程體系設計的基本理論和方法
專業教學課程體系是指一個專業所設置的課程相互間的分工與配合,是教學體系的主體部分[10],是教學目標的具體體現。課程體系設計要圍繞專業培養目標和業務要求進行,為學生建立完整的知識結構和能力結構服務。
課程體系的構建是教學管理工作的重點,也是新時期教學改革的關鍵,國內學者對各自專業的課程體系設計從不同的層次和角度展開了一系列的研究和探索。從戰略層面,劉降斌和李丞北(2010)認為,高等學校課程體系設計是一項由理論到實踐的復雜工作,應遵循以下基本原則:以人為本,注重整體功能;強化通識教育,拓寬基礎;優化結構,突出素質課程;注重統合思維培養,設置課題中心課程;確立國際意識,開設國際性課程[11]。徐幼林(2008)、鄭力(2008)提出了高等學校課程體系及其內容的柔性化設計思想,認為專業課程體系內容上應該實時更新、與時俱進,教學安排上應彈性化[12-13]。胡弼成(2007)則總結了高等學校課程體系呈現的三種形態:樹狀形態、板塊形態和球體形態,為高校專業課程設計提供參考[14]。
課程體系的“逆向設計”模式由美國著名課程與教育專家格蘭特提出,是在明確人才培養目標的基礎上,進行課程體系的應用技能設計,整個設計過程分為:確定能力目標,確定如何證明學生實現了預期的目標,具體的實施[15]。該理論在美國中小學及大學本科教育課程體系設計中廣泛應用[16]。
ACCP是印度Aptech公司推出的培養軟件人才的課程體系,強調培養實踐能力,突出項目經驗積累[17]。王庭之(2010)基于ACCP(Aptech Certified Computer Professional)課程理念,提出以市場需求為出發點、以項目為主線,采取“逆向設計”思路的“項目帶動式”課程體系新模式[18]。倪貴林(2011)利用“訂單式”培養模式,構建了專業課程體系[19]。“訂單式”是按企業要求“量身定做”人才培養目標,設計相應課程體系的培養模式。孫根年提出了課程體系優化系統結構模式,論述了從“課程體系課程群主干課程”實現課程體系的遞階控制及三級優化思路[20]。
圖2 基于核心知識和能力的工程管理專業課程體系
以上理論和方法共同點在于從培養目標出發,分析學生應該掌握的知識和具備的能力,以此為基礎展開專業課程體系的設計。工程管理專業的課程體系設計也必然從專業培養目標和社會需求出發,但相比其他專業,工程管理的專業知識更加龐雜。所以,課程體系的設計還必須對眾多專業課程之間的邏輯關系進行梳理,形成清晰的教學線,緊扣核心知識和能力展開,才能在有限的學時內完成教學培養任務,實現專業人才培養目標。因此,筆者提出了基于核心知識和能力的工程管理專業課程體系設計方法。如圖2所示,以專業培養目標為基礎,結合自身辦學實際與開設課程及工程過程,采用“逆向設計”思路,分析核心能力、課程邏輯關系和核心任務,形成專業教學線,然后分別研究每條教學線的核心知識與能力,根據需要分別設置專業課程和實踐環節,構建工程管理專業的課程教學體系。
三、同濟大學工程管理專業課程體系分析及構建
考慮產業的用人需求,結合同濟大學工程管理專業的辦學歷史、特征和實際條件,將工程管理專業課程體系按專業方向和工作性質分為兩部分。以一條核心主線、兩條擴展線,探討工程管理專業必須具備的核心知識和能力,以此設計專業課程教學大綱。
同濟大學工程管理專業課題體系的核心主線,是工程項目建設實施階段的項目管理(PM)教學核心線;擴展線1是以工程項目管理課程族為基礎的建設項目全壽命管理(BLM)教學線,即向前向后拓展至項目開發管理或設施管理(基于PM的DM或FM);擴展線2是以工程項目管理課程族和建設項目全壽命管理課程族為基礎,面向建筑業或建筑企業的建筑經濟與管理教學主線。
(一) 核心主線:工程項目管理(PM)教學
實施階段的工程項目管理是工程建設的核心環節,對工程建設實施階段的組織、管理以及協調的任務也是最為復雜和繁重的。因此,工程建設實施階段的工程項目管理教學也是整個工程管理專業教學的重點與核心。以下從核心任務、核心知識、核心能力、專業課及實踐環節五方面探討工程建設實施階段工程項目管理教學體系構建。
核心任務方面,項目管理規劃、計劃和控制、項目團隊建設、項目合同執行,以及項目信息管理,貫穿于整個工程建設實施階段。另外,設計階段還包括對設計工作的管理;采購階段還包括工程的承發包管理;工程施工階段還包括工程建設組織;工程驗收移交階段還應完成對項目的驗收管理。
核心知識方面,工程項目管理理論、施工方法與技術以及工程建設法律法規等是整個工程建設實施階段都應該具備和掌握的。另外,設計階段還需要建筑設計方案比選與優化和設計規范標準等方面的知識;工程采購階段還應掌握項目采購、工程合同管理、招投標法律規范和國際工程采購與管理等方面的知識;工程施工階段還要用到施工技術、施工組織設計與管理、項目實施的“三控制三管理二協調”、技術經濟等相關知識;工程驗收和移交階段還應掌握竣工檔案管理、驗收管理、項目后評價等的相關知識。
核心能力方面,項目管理規劃的編制與實施控制、設計與工程變更管理、技術經濟分析、法律規范與技術標準的貫徹、團隊建設、全過程信息管理、建設手續管理等貫穿整個工程建設實施階段。另外,設計階段還應具備編制設計任務書和組織設計委托的能力;工程采購階段還應具備工程承發包模式設計,合同文本設計以及招投標組織的能力;工程施工階段還應具備進度計劃的編制與控制、工程合同管理、成本控制以及安全管理的能力;工程驗收移交階段還應具備組織工程驗收移交的能力。
對項目實施階段各個環節的任務、知識,以及核心能力進行了深入分析之后,針對性地設置以下課程:工程項目管理、項目采購、工程造價管理、工程風險管理、工程合同管理、工程管理信息化、建設工程法律制度,以提供整個項目實施階段的相關知識(圖3)。
圖3 項目管理教學核心主線
此外,針對各個課程教學環節,需要設置實踐環節。工程實習、工程造價管理課程設計、大型項目建設參觀、畢業實習、畢業論文的設置旨在培養學生在整個工程建設實施階段的實踐和動手能力。針對設計階段的管理,還設置了測量實習和房屋建筑學課程設計。工程采購階段還設置招投標課程設計和工程法律體制講座,工程實施階段還設置了建筑結構課程設計和施工組織課程設計。
(二) 擴展線1:項目全壽命管理(BLM)教學主線
擴展線1的建設項目全壽命周期管理(BLM)教學主線,是在工程項目管理課程族基礎上的擴展,即往前延伸的開發管理(DM)和往后延伸的設施管理(FM)課程體系,是使學生進一步掌握建設項目全壽命周期管理,包括開發管理和設施管理的基本理論和專門技能,畢業后可以從事建設項目前期的開發管理,或項目建成后運營階段的設施管理工作(圖4)。
圖4 教學擴展線1:項目全壽命管理教學主線
建設項目全壽命管理教學體系和課程族的設計,是在項目管理課程族的基礎上,增設開發管理課程族和設施管理課程族。建設工程項目開發管理和設施管理共有的核心理念是建設項目的生命周期管理與可持續發展,開發管理的核心任務是項目策劃、項目評價和決策,設施管理的核心任務是設施物業的運營、維護管理和增殖。
開發管理和設施管理的核心知識為可持續建設。開發管理的核心知識還有市場調研、項目策劃、項目評估與決策、可行性研究和決策立項等,設施管理的核心知識還包括設施管理以及項目運營等。
開發管理和設施管理共有的核心能力包括可持續建設管理。開發管理的核心能力有市場定位與項目功能分析、項目策劃、評估與決策方法應用、可行性研究組織、設施管理的核心能力是設施管理。
開發管理和設施管理共有的專業課包括可持續建設、建設環境管理、財務管理等;開發管理專業課程還包括建設工程項目策劃、項目評估與決策、項目融資、工程經濟學等;設施管理的專業課程有設施經營、物業管理、建筑維護維修(BS)等。
開發管理的課程實踐環節包括工程調研、建筑市場調研、房地產項目可行性分析等,設施管理的課程實踐環節包括物業管理方案課程設計等。
(三)擴展線2:建筑經濟與管理教學主線
建筑經濟與管理教學主線,是工程項目管理線和建設項目全壽命管理線的擴展,是涉及建筑業管理、建筑企業管理等的課程體系,使學生進一步掌握建筑業管理或建筑企業管理的基本理論和專門技能,畢業后可以從事建筑業行業管理,或建筑企業管理工作(圖5)。
建筑業管理的核心任務包括行業管理、行政管理;核心知識包括建筑經濟原理、產業組織、建筑業管理體制、機制與法制等;核心能力包括行業組織與管理;專業課程包括建筑經濟、國際建筑業管理體制、機制與法制的研究、建筑行業法律法規;實踐環節可安排建筑行業管理講座等。
建筑企業管理的核心任務是建筑企業經營管理;核心知識包括企業管理、財務管理、企業戰略管理、人力資源管理;核心能力包括建筑企業管理與經營。專業課則有建筑企業管理、財務管理、企業戰略管理、人力資源管理等,實踐環節可安排會計大作業、企業管理講座等。
城市建設管理核心任務包括城市管理、城市運營;核心知識包括城市建筑規劃、城市土地規劃;核心能力包括城市建筑規劃、城市土地規劃。專業課包括城市管理、城市規劃原理、土地利用與經濟、城市經濟學、公共管理等,實踐環節可安排城市建設管理的講座等。
圖5 教學擴展線2:建筑經濟與管理教學主線
不論是按照工程項目全過程進行分類還是按照行業特征進行分類,這些課程都是工程管理專業需要開設的。因為工程管理專業培養的人才著眼于全局、全過程管理,所以,行業的宏觀知識和戰術層面的知識也不可缺乏,但要面面俱到是不可能的,應該以此為努力的方向,有所側重。
基于上述專業教學體系與專業課程族群的深入分析,可以構建工程管理專業教學和課程體系的整體架構,如圖6所示。
圖6 同濟大學工程管理專業教學和課程體系整體架構 四、結語
專業教學課程體系,作為教學管理工作開展的指導和依據,是實現培養目標的重要保證。文章從頂層戰略層面,以專業核心知識和能力為基礎,梳理工程管理專業課程之間的邏輯關系,提出了工程管理專業課程體系設計方法,并以同濟大學為例,構建了以“一條核心主線、兩條擴展線”為基本結構的課程體系。但是,教學工作的開展應因地制宜、與時俱進,隨著學科和社會需要的發展,需要更廣泛、更深入地研究和改進,才能推進工程管理專業教學的不斷前進和發展。
參考文獻:
[1]許四海. 構建新建本科院校學科群課程體系的探索[J]. 高等教育研究, 2008,29(5):77-82.
[2]胡文發, 祁予. 從課程體系分析工程管理專業本科教育的改革[N].
[3]金長宏. 對加強我國本科工程管理專業建設的思考[J]. 基建優化, 2005(4):79-81.
[4]楊建偉, 姚傳勤, 韓佳. 工程管理專業本科教育持續改進研究[J]. 高等建筑教育, 2008,17(5):13-16.
[5]高等學校土建學科教學指導委員會工程管理專業指導委員會. 全國高等學校土建類專業本科教育培養目標和培養方案及主干課程教學基本要求 工程管理專業[M]. 北京: 中國建筑工業出版社, 2003.
[6]鐘昌寶. 工程管理專業課程體系改革思考[J]. 高等建筑教育, 2007,16(3):89-94.
[7]陳威威, 龔德書. 工程管理專業本科課程體系的構建[J]. 宜賓學院學報, 2009,9(6):109-111.
[8]鞏建閩. 誰來編制課程體系――地方教學型院校課程體系編制主體行為分析[J]. 高等教育研究,29(5):72-76.
[9]陳建國, 許鳳. 工程管理專業實踐教學體系構建研究[J]. 高等建筑教育, 2010,19(1):89-94.
[10]項喜章, 付曉靈, 萬文君, 等. 工程管理專業教學體系的優化[J]. 交通高教研究, 2002(2):55-57.
[11]劉降斌, 李丞北. 高等學校課程體系設計基本原則探究[J]. 金融理論與教學, 2010(2):65-67.
[12]徐幼林. 高校教學內容和課程體系的柔性化設計[J]. 中國林業教育, 2008,26(1):24-26.
[13]鄭力. 基于柔性教育的大學課程體系的新設計[J]. 廣東廣播電視大學學報, 2008,17(5):92-95.
[14]胡弼成. 高等學校課程體系的三種形態及其設計[J]. 大學教育科學, 2007(1):23-27.
[15]威金斯, 麥克泰. 理解力培養與課程設計:一種教學和評價的新實踐[M]. 北京: 中國輕工業出版社, 2003.
[16]陳志瀾, 沈少來. “逆向設計”理論在高職院校課程體系設計中的應用[J]. 職教論壇, 2009(22):32-34.
[17]范路橋, 朱小平, 吳教育, 等. 北大青鳥ACCP教育的特色分析[J]. 中國職業技術教育, 2007(35):53-54, 56.
[18]王庭之. ACCP課程理念下的項目帶動式課程體系設計[J]. 職教論壇, 2010(14):61-62, 64.
[19]倪貴林. “訂單式”培養課程體系構建原則與方法的探索――以高職家具設計與制造專業為例[J]. 遼寧高職學報, 2011,13(3):62-64.
[20]孫根年. 課程體系優化的系統觀及系統方法[J]. 高等教育研究, 2001,22(2):86-90.
Curriculum system of construction management specialty in universities
and colleges based on core knowledge and competence
CHEN Jianguo, LIU Deyin, LI Xiuming, ZENG Dalin
目前,我國高等工程教育R悼緯躺柚媚J腳嘌的工程師在工程設計和操作實踐能力方面還有較大的提高空間。類似問題也在歐美高校存在。20世紀90年代,歐美高校發現工程類課程在分門別類學習完成后缺乏一個根據其相互關系整合運用的過程,課程知識對綜合實踐的支撐力度不強,以至于“很多學生抱怨在高年級階段的課程只是新增幾門課程而己”。美國高等工程教育界為此制定了《重建本科生教育一一美國研究型大學發展藍圖》,呼吁開設綜合設計課程(capstone course)。綜合設計課程可以把零散的專業課捏在一起,引導學生自主、系統地運用已經學過的專業知識去解決世界問題,并留給學生更多的思考空間,比如社會、環境、人文;在技能上,除了計算和動手實踐之外,更多地知道怎么去通過和別人系統配合完成工作。這在卓越工程師培養方面具有重要的作用和意義,同時受到高等教育界和工程界的重視,并得到了持續改進和建設。現在,世界發達國家和地區知名工科教育管理機構都要求學生參加綜合設計課程,如美國工程技術鑒定委員會(ABET)、加拿大工程師認證委員會(CEAB)、韓國工程教育認證委員會(ABEEK)等,都對綜合設計課程的設置和考核要求做出了規定。目前,全世界五大工程教育認證協定,即華盛頓協定(WashingtonAccord)、首爾協定(Seoul Accord)、悉尼協定(Sydney Accord)、堪培拉協定(CanberraAccord)、都柏林協定(Dublin Accord)也都對綜合設計課程有所提及,五大協定對于專業實作課程的最低畢業學分比例要求均在1/4以上。因此,從我國工程技術發展的實際需求出發,參考國際工程教育的認證標準,加快綜合設計課程建設,是助力我國工程教育質量爭取國際認可的一個重要途徑。為了更好地促進我國高校綜合設計課程建設與發展,分析其課程的目標導向、結構體系、評價方法,以及與其他相關課程的關系,為我國高等工程教育綜合設計課程研究提供參考和相關建議,本文課題組在國家留學基金委及四川省教改項目資助下,通過對普渡大學綜合設計課程教學的現場觀摩及實地考察,系統分析了其優勢及教學操作要素。本文將以案例研究的形式為主,介紹綜合設計課程的內容及作用,并分析其意義。
一、綜合設計課程定義與設置意義
1.綜合設計課程
羅伯特?杜雷邇給出了綜合設計課程的定義:“本科最后階段開設的課程,具有頂點性及體驗性特點,其目標是把大學階段學到的細碎的知識整合為統一的整體。為學生提供成功的體驗并憧憬的未來。”因此,綜合設計課程是為高年級工程類學科學生開設的整合性課程,是讓學生整合、拓展、思辨和應用所學專業知識和專業技能,具有培養學生綜合素質和幫助學生從學校順利向專業工作崗位過渡的功能,為塑造學生可持續的職業發展能力打下堅實基礎。
過去的課程設置在一定程度上未能充分強調課程之間的聯系,也未能突出通識教育與專業教育間的固有關系,更缺乏從實際工程需求出發,引導學生跨學科整合多門課的知識(不限于專業知識)進行綜合實踐的導向。而學生只有通過把多門課程共同聯系起來做一個完整的實踐性活動,才可能認識到課程間的實際聯系,掌握不同分工配合,理解團隊協作的技巧,最終建立起對未來職業成就感的憧憬,并鍛煉其作為工程負責人的領導能力。
2.普渡大學土木工程專業設置綜合設計課程的意義
綜合設計課程設置的意義需要從兩個方面來理解:第一,支持學生深層次學習;第二,幫助學生從學校向專業工作崗位順利過渡。
(1)支持學生深層次學習。綜合設計課程為學生提供整合己獲得的知識、技能和態度等的機會。深層次學習是一種基于理解、深入鉆研、學用結合和自我反思的高等級學習,區別于淺層次學習中單純的“教師傳遞知識一學生接受知識”的模式。綜合設計課程在充分考慮學生個人興趣與選擇的情況下,努力激發學生內在的學習動機,要求學生把已有知識、經驗及能力應用于真實的生活場景,找到解決問題的突破口,并學會多維度評價已有的方案并加以改善。通過具體問題導向的學習行為,學生在總結反思已有知識、提升專業技能、理解職業精神的過程中,可以實現對自身知識體系的“重構”,從而拓展綜合視野并促進個人綜合能力的提升。
波特蘭州立大學自1994開始就要求高年級學生從230門綜合設計課程中至少選擇1門作為最低學分畢業條件。在該課程中,學生以小組團隊的形式,通過完成一個綜合項目,把以往專業課程內容與社會中的實際問題結合起來,最終達到課程要求的四個能力目標:交際能力,批判思維能力,道德的或社會的責任感,以及對人類經驗多樣性的欣賞能力。經過統計,目前最受歡迎的綜合設計課程項目為申請撥款、移民和難民定居、小型商業項目咨詢、工程設計和公共關系,都是需要較強的協作關系尚能完成的項目。
(2)幫助學生從學校向職場順利過渡。2014年西南交通大學土木工程學院完成的企業用人單位調查問卷數據顯示,社會對于學生的專業實踐水平、溝通能力及團隊合作意識等方面尚有更高的期待。綜合設計課程正是為了積極滿足用人單位的實際需求,注重課程與具體項目的結合性,通過多樣化的教學方法和多元化的教學評價,挖掘學生各方面的能力與素質,幫助學生成長,為學生介入實際工程工作做好準備。
綜合設計課程要求學生完成一些應用性的實踐項目,如服務性實習、實習等,通過參加這些項目,學生把先前所學知識和技能應用于解決實際問題,有助于更加全面系統地培養起更具適應性的專業素質,具體表現為:在專業知識和技能方面,通過整合已有知識、提升專業技能,學生初步完成對自身知識和技能體系的構建。在職業精神和素養方面,提升團隊合作能力、獨立決策能力、溝通交流能力等。在專業意識和品質方面,提升安全、質量、責任意識,可持續發展意識,以及倫理道德等。在實踐方面,提升動手能力,發現、分析、解決問題的能力,以及自我評價和評價他人的能力等。通過這些素質的培養和能力的提升,學生的職場競爭力和適應性大大增強,為進入職業領域做好了準備。
3.綜合設計課程中的知識重構
基于五項基本的學習活動(團隊合作、解決問題、決策制定,批判性思維以及信息溝通),在綜合設計課程中整合相關的零碎的學科知識,從被動接受知識到關聯碎片知識,在實踐中獲得經驗,提煉、重構知識體系并應用于實踐。圖1展現了基于五項基本學習活動的綜合設計課程知識重構體系。
二、普渡大學土木工程綜合設計課程教學要求
普渡大學土木工程綜合設計課程按照“規劃、設計、土木工程分析”流程展_,是一個涉及盡可能多土木工程專業主要層面的、滿足綜合性和現實性的集體項目。該課程每學期招生30~120名學生,3個學分。課程按照團隊授課,每周召開兩次團隊會議,每次持續2個小時,會后有一個50分鐘的簡介會。這個課程的所有學生都被要求參加簡會。
課程負責人由專業實踐教學人員中的資深專家擔任,負責總體安排教學內容并作為每個簡介會的發言人。課程教學團隊成員負責若干個簡介會,同時在辦公室會議中扮演咨詢顧問的角色。在課程開始前,要制定針對具體項目的綜合設計課程設計指南(RFP,Requests forProposal)。指南由課程負責人、指導教師、教學助理和項目負責人共同起草完成。
三、土木工程綜合設計課程的特點
1.組建課程團隊
(1)團隊標識。在綜合設計課程中,每一個團隊要設置代表自己團隊特征和精神的LOGOS、信頭、圖紙標題欄格式、表格格式來標識自己。
(2)團隊成員個性標識。綜合設計課程設計團隊組成后,第一個活動就是讓成員互相認識,了解個性差異。普渡大學職業咨詢辦公室會對學生做個性類型介紹(比如:外向/內向、敏感/直覺、思考/感受和判斷/感知),幫助團隊成員學習和理解隊伍中各種各樣的個性類型,然后形成麥爾斯一布瑞格斯性格類型指標分析報告,該報告可以反映出學生怎樣看待事物,如何做決策,確定自己的優點,從中理解不同個性團隊成員之間如何協同合作并為團隊完成既定任務做出貢獻。
(3)團隊組成。基于對學生所有學年平均成績、核心課程成績、工作經驗、計算機軟件技能和麥爾斯一布瑞格斯性格類型指標的分析,考慮團隊平衡性因素,不同個性及成績的學生被分配到各個團隊中。每個土木工程設計項目團隊的規模在5~8名學生,取決于課程總體的注冊人數。5個團隊共用一個辦公室,并配備一名工程經理。根據教學人員和安排調度,一般不超過15個團隊。工程經理一般都是土木工程專業畢業的教學助理,有時會由來自社會團體的志愿的專家人才來擔任。除了辦公室,團隊還擁有一個設計實驗室,配備小型模型試驗、工程計算、制圖等專業設備、軟件及相關參考資料。
(4)團隊專業道德。綜合設計課程還強調行業道德及工程倫理教育,除了要求每個團隊在公開會議中陳述其對與項目相關的專業道德的理解外,還將專業道德和工程倫理作為基礎課程考試的要求。
2.開展項目設計教學
在每個學期,所有團隊圍繞同一個項目展開工作。這些項目均處于早期規劃階段,是真實的當地項目。歷年來,這些項目的總體設計費用為200~1000萬美元。比如,2010年綜合設計課程就是基于項目“Varsity softballcomplex”設計的,項目金額近400萬美元。項目開展流程如下:
①聽取項目規劃和管理介紹講座。
②每個團隊研究RFP(Request forProposals),并在規定時間內按要求完成書面項目計劃書。
③在當前學期的第二個月完成課程設計第一階段計劃書,并做口頭匯報展示。
④接下來,團隊評估和修正他們的計劃書,作為課程設計第二階段提交成果的一部分內容要求。
⑤個人和團隊要分別詳細記錄每周的工作進度和內容。進度表和項目費用在最終成果評估中起到作用。
RFP幾乎和的真實項目一樣,關鍵的部分包括(見圖2):如果需要,附加信息和信息需求回應通過使用RTF的附錄提供。這為每個團隊及時提供了同樣的信息。
3.社會參與教學
與項目有關的人員都被結合到綜合設計課程設計過程中。此外,近期退休的當地工程師一般作為志愿者參與到課程中。對于普渡大學校園的項目,由普渡建筑師辦公室工作人員提出總體規劃,并給出該學期的綜合設計課程設計項目適應規劃建議。普渡大學設計與施工團隊都會參與到課程設計中。在每周兩次的晨會上,來自當地公司的工程師會簡述當地土木工程實施情況,包括公共事業設備、LEED案例學習、路面和交通條例、結構設計、坡度折減和排水、工程預算、聯系和籌措資金的渠道以及項目交付方法,工程師會參與并協助提案評估,這也是課程成果的一部分。
在這些設施的設計與建設中,需要考慮的往往不僅僅是技術問題,還有社會影響。有鑒于此,簡報和提案展示會議會經常包括西拉斐特的市長、一個或多個西拉斐特市議會成員、市政工程的職員、教師,以及那些即將使用這些設施的使用人。
引入上述多方人士對工程方案加以建議及評估的原因在于,設計和建設中經常需要解決甲方需求、社會影響、可持續發展、城市形象、文化傳承等非技術問題。綜合設計課程帶給學生的確實不囿于專業技能和知識,而是建立起了工程技術和社會需求之間的橋梁,這些需求不僅僅是物質的,還可能是非物質的;不僅僅是短期,還可能是長期的,而這恰恰是培養高層次工程人才所需要突出的教育內涵。
四、綜合設計課程案例
目前,大部分土建類綜合設計課程設計大致分為兩個階段:
第一,概念設計方案階段,主要包括設施及其位置的概念設計、項目使用的規范、交通規劃等方面的內容,該階段還包括備選方案在內的輔內容。
第二,方案建造實施階段,這個階段主要考慮方案實施過程中的組織協調、造價優化、環保節能及財務管理等方面的內容。
下面以普渡大學西拉法葉分校的總體規劃設計為課程案例,系統介紹圍繞該項目的課程設計要素及結構體系。
1.概念設計方案及其備選方案分析
(1)概念設計。綜合設計課程中的概念設計重點突出了參數化概念設計,參數化概念設計可以成為推進綠色建筑實踐的一種方法。它借助于邏輯推演和關系運算,通過調整參數,優化和建立參數概念模型以便于分析。
每個團隊關于項目(包括備選的方案)的概念設計(考慮西拉法葉校區和普渡大學的總體規劃)包括:①列出該種類型項目使用的規范;②場地平面圖,包括建筑物分布、行車道和人行道規劃、停車場、公共設施,包含電力、水、天然氣、污水、電信光纖電纜的管道分布;③關鍵控制工程立面圖,設計考慮最大洪峰的影響;④交通計劃,包括來往的多種交通運輸工具及在建過程中的交通流量;⑤環境因素,包絡污染物處理、現有濕地處理,及按需要提供的環境評估書;⑥侵蝕、沖刷防護;⑦USGBCLEED信用評級:實現綠色建筑施工的評級;⑧其他所需說明或規劃的概念元素的設計。
(2)備選方案分析。備選方案分析的根據是:①普渡大學和西拉法葉校區的總體規劃;②地下環境及替代基礎方法;③場地污染處理方法;④分級排水;⑤施工可行性分析包括施工材料和施工方法(包括大型施工設備)的評估;⑥公共設施(電力、水、污水、天然氣等)⑦其他因素,如印第安自然資源和環境管理部門的影響。
2.建造設計方案階段
一個學期的綜合設計課程交付的設計建議書應包括以下內容(圖3):
提交的所有計算都必須獨立完成,由團隊的另一個成員檢查和簽字。必須在規定的最后期限前提交,晚提交的文件不被接受。要求提交的信息包括圖紙、計算、日程表、電子表格等。除了項目介紹以PPT格式提交外,其他信息必須是電子文檔,通常使用PDF格式。團隊也需要提交該項目設計的多份紙質版材料,包括一套圖紙(以比例11:17,280x432mm紙繪制),一份備選方案設計書,包括成本和調度組織計算書。
五、團隊成果評級和反
該課程對學生成果的評估通常一學期舉行兩次。一次在第一階段結束,一次在課程結束時,以網絡匿名問卷的形式進行。對成果的評級規則由教學團隊所有成員共同制定。成績由兩部分組成:教學團隊評估的成績和同學互評的成績。
(1)教學團隊評價。教學團隊至少需要3名成員共同評審。教學團隊討論每個團隊的設計水準,并達成共識,給每個團隊的設計予以一個適當的評級。一個團隊的所有成員都是相同的等級。這是因為,雖然成員各自都忙于解決項目的不同組成部分,但其設計都處于同一背景和環境,因此,交付的成果被認為是群體努力的結果。
(2)同學間互評。同學之間互評進行兩次。第一次是在設計第一階段之后,對提交材料和自我展示進行評價;第二次是在第二階段課程結束時。同學互評為匿名評估。
等級評定之后,不同團隊之間進行互相評估,并依據兩個階段的互評結果,對最終結果做相應的調整。
六、結論
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)50-0030-02
一、交通規劃課程改革的必要性
交通規劃是交通工程專業核心課程之一,它解決的是交通規劃的理念、原則、思路、程序、步驟與模型方法等問題。通過這門課程的學習,應使學生能夠充分掌握交通規劃的步驟及重要的規劃理論模型,并具備一定的交通建模學術視野和理性分析技能,該課程對于學生專業素質培養和從業能力提高都具有舉足輕重的地位。20世紀80年代交通規劃進入我國,在我國交通基礎設施建設優化決策方面交通規劃學科提供了重要的基礎技術支撐。然而,新形勢下特大、大城市交通基礎設施經過大規模建設之后已逐漸趨于緩和,交通規劃工作已由建設之初注重建設規劃轉向了建設與管理并重,即由粗放型轉向了精細型,更加注重用科學的理論和方法來解決現代交通問題。目前交通規劃課程的教學內容和模式顯然與現代交通科學的發展尚不相適應。現代交通科學的本質在于采用自然科學的方法來理解交通行為,用數學模型刻畫交通現象,用計算機模擬方法提供計算實驗,從而揭示交通流的演變規律和交通擁堵的形成機理,解決出現的交通問題。因此,為滿足新形勢下創新型交通規劃人才培養的需要,在《交通規劃》課程教學中必須貫徹科學研究對于新形勢下交通規劃的要求,必須注重傳統規劃理論與方法的更新,必須給學生提供一個能夠運用新的手段去親身實踐的創新平臺。
針對交通規劃課程教學中存在的不足,以“模型—計算實驗—應用”為教學改革主線,對交通規劃課程教學內容和模式進行創新研究。
二、交通規劃課程教學內容改革
1.交通工程專業培養計劃的梳理和調整。本專業方向以培養具有道路系統規劃設計、城市及區域交通規劃、交通工程項目設計,能在國家與省、市的發展計劃部門、交通規劃與設計部門、交通管理部門等從事交通運輸規劃、交通工程設計、交通控制系統開發等方面工作的高級工程技術人才為目標。引進和借鑒國內外交通工程專業課程設置、實驗實踐實習等研究成果,梳理了前修課程,包括數學建模、運籌學、系統工程、計算機編程、交通工程學、交通調查與分析等課程的教學內容和教學時間,營造了相互銜接的交通規劃課程教學環境。為避免課程內容重復,同時保證課程之間相互銜接,對部分課程進行了調整,如交通調查與分析是交通工程學中一個章節,則不單獨開設此課,將該部分內容放入交通工程學中,結合現場實驗課詳細講授;將系統工程與交通工程學教學時間進行了調整。另外加強了計算機技術內容,在原有計算機基礎、C語言等基礎課程基礎上,增設了專業方向(規劃與管理)交通仿真技術課程,加強本科生實際應用能力培養。
2.基礎理論教學內容改革。所謂交通規劃,是指根據特定交通系統的現狀與特征,用科學的方法預測交通系統交通需求的發展趨勢及交通需求發展對交通系統交通供給的要求,確定特定時期交通供給的建設任務、建設規模及交通系統的管理模式、控制方法,以達到交通系統交通需求與交通供給之間的平衡,實現交通系統的安全、暢通與節能、環保的目的[2]。本次教學內容改革中引入交通網絡建模、空間區位理論,增加城市物流規劃內容,改變以往描述性的交通規劃教學內容,加強了基礎理論教學,形成以交通建模為核心的教學內容。
三、交通規劃課程實驗教學內容改革
《交通規劃》課程實驗教學內容重點在培養學生軟件應用能力。它的重要性體現在它能將基礎理論知識與實踐應用相結合,即需要知識的積累,也需要知識的實際應用。軟件的許多應用模塊全部是基于交通規劃的基本理論生成的,如在進行交通生成預測時,軟件提供了交叉分類法、回歸法、離散選擇法等基本方法,只要具備了原始數據、設置好各項參數,就可以得到預測結果。構建實驗教學平臺,包括交通仿真軟件、數值計算軟件、地理信息系統軟件,注重培養學生對交通流和交通網絡流的分析模擬計算能力,實現學生能夠運用規劃軟件進行實際項目操作的目標。2012年我院利用中央與地方共建高校項目購置了供實驗教學使用的交通信息采集系統,如雷達測距儀、視頻采集儀、微波交通調查儀,同時利用實際交通科研項目將采集到的現場觀測數據接入到實驗室,同時利用數據庫、信息融合等基礎理論技術,建立了交通信息采集與處理評價系統實驗平臺。這給學生提供了一個利用在真實環境下進行交通方案改善及修正理想條件下的研究成果的平臺。
實驗教學內容主要由兩部分組成:一是專項規劃案例教學。結合各種規劃案例,包括公路網規劃案例、城市道路網規劃案例、公共交通規劃案例、城市軌道交通規劃案例、交通項目評價影響案例及停車場規劃案例等等,使學生熟悉各專項規劃的基本流程及規劃原理;二是重點培養學生交通建模能力和交通規劃操作能力,加強學生進行交通軟件操作學習,包括交通仿真軟件TransCAD、VISSUM、EMME-3、CUBE等,交通制圖軟件AutoCAD,地理信息系統軟件MapInfor、ArcGis,數理統計分析軟件SPSS以及EXCEL等。兩部分內容相輔相成,缺一不可,案例教學采用課堂講授與學生討論的形式,而軟件學習則是實驗室指導與學生自學相結合的形式。
四、《交通規劃》課程實踐教學改革
交通規劃是一門應用性很強的課程,實踐教學作為理論聯系實際的重要環節,對大學生創新思維、動手能力和分析問題及解決問題能力的培養至關重要,而這也是工程應用型人才所必須具備的能力。交通規劃課程的實踐教學包括交通調查實習、軟件應用實習和課程設計等。實踐教學改革采用案例調研和分析式的實踐教學方式,并和理論教學相互穿插,建立從表象認知到提高交通現象洞察能力的實踐環節框架。
1.交通調查實習改革。交通調查是進行交通規劃的前提和基礎,關系到整個規劃的成敗,因此具有十分重要的地位。傳統做法是教師扶著學生開展實踐活動,學生學習積極性不高。近年來,交通運輸工程系與基層有關部門開展了廣泛的交流與合作,結合學生實習,在當地開展了《交通規劃課程設計》教學實踐環節,把學校教學與為基層解決實際問題緊密結合。尤其是交通大調查前期調查方案設計工作中,將案例調研和分析式的實踐教學方式融合在一起,教師給予學生充分的自由,這是教師真正站到指導實踐位置上的新型實踐教學模式,放手讓他們進行方案設計、人員組織及協調工作,并進行及時指導。實現實踐教學與課堂教學的有機融合,以此培養學生獨立工作的能力,充分發揮其主觀能動性。
2.課程設計。課程設計是對所學交通規劃理論和方法的總結和深化,其目的是鞏固學生所學基本知識、基本理論、基本方法;熟悉并掌握交通規劃的各種方法、內容、步驟、注意事項;培養學生收集有關交通調查數據并進行處理與分析的基本技能;訓練學生綜合運用本課程及相關專業知識,解決交通規劃實際問題的能力;通過理論和實踐的緊密結合,重點提高學生分析問題、解決問題的實踐動手能力,為培養工程應用型人才打下堅實的基礎。課程設計學時一般為兩周,題目選擇一個簡化的交通規劃課題,可以以4~5個交通小區的區域展開,指導教師給出規劃要求、規劃年限、路網結構以及社會經濟指標數據等原始數據,學生根據給定的條件,利用交通規劃理論知識,借助計算機軟件,完成原始數據的分析與處理、交通需求與社會經濟指標相關性分析、交通需求預測,給出規劃方案并對其進行評價。在此過程中,學生通過方案設計、軟件應用、編程計算等能夠全面提高自己。
3.軟件應用實習。作為工程應用型人才,掌握一定的本行業專業軟件是必備的基本技能之一。交通規劃由于要處理海量的數據更是需要計算機輔助完成。學生通過軟件實習,不但能夠進一步了解交通規劃的基本原理,加強對專業基礎知識的認識和了解,而且通過實際操作,交通規劃理論的實際應用能力也得到提高,有利于糾正學生認為學完交通規劃課程以后沒有用處的錯誤觀點。利用交通規劃軟件提供的眾多模型和方法,結合教學案例完成交通分配、路徑選擇、物流規劃、公交規劃等實際應用過程教學訓練,讓學生掌握利用軟件進行交通規劃基本方法。
軟件應用實習采用案例教學啟發式教學方法,充分調動學生的學習興趣。比如在規劃軟件實習課上可向學生展示各大中城市綜合交通規劃圖、交通組織圖,調動學習積極性。案例選擇得當,可以使學生更快掌握操作方法,達到事半功倍的效果。案例有虛擬案例和實際項目案例,各有優缺點。通常在教學案例中,根據需要,將兩種案例形式結合使用。先通過虛擬案例,從簡單開始,再從實際項目中抽取復雜一點的案例,進行實踐性訓練。由簡入繁,循序漸進地展開教學。
五、教學組織形式和考核方式改革
采用學習團隊式的分組教學組織形式,組內成員合理分工,共同完成課程作業和案例調研,組織各團隊的成果交流;改變側重個人考試成績的考評方式,在學生個人理論考核成績、小組調研報告成績的基礎上進行綜合評定。
六、結束語
在新的交通形勢下,傳統交通規劃理論和方法與現代交通科學的發展尚不相適應,不利于創新型人才培養。提出“模型-計算實驗-應用”視角的交通規劃課程教學內容改革以及模式創新,通過對專業人才培養方案的梳理和調整,實踐、實習環節以及考核方式等方面進行改革,以此培養學生綜合能力。
參考文獻:
[1]楊敏,陳學武.“理論、科研與實踐密切結合”的《交通規劃》教學模式研究[J].理工高教研究,2010,29(03).
[2]王煒,陳學武.交通規劃[M].北京:人民交通出版社,2007.
[3]韓風春,劉東,翟潤平.《交通工程學課程設計》實踐與教學改革研究[J].中國人民公安大學學報(自然科學版),2006,47(1).
[中圖分類號]G642 [文獻標識碼]A [文章編號]1671-5918(2016)02-0101-03
一、引言
CDIO是2001年由美國麻省理工學院與瑞典的林克平大學、查爾姆斯技術大學以及皇家技術學院等3所高等院校共同開發的新型的現代工程教育模式和實施體系。CDIO是“構思”(conceive)、“設計”(Design)、“實施”(Implement)及“運行”(Operate)四個英語單詞的縮寫,是“做中學”和“基于項目的教育和學習”(簡稱PBL)的具體概括與抽象描述。CDIO教育理念是以產品全生命周期為載體,建立集成的課程體系,讓學生以主動、實踐的方式學習工程理論知識,積累工程實踐經驗,提升工程技能。在本科高校和高等職業技術院校,經過學者多年的理論研究與實踐探索,逐步形成了諸多典型的工程教育的案例,有力推動了工程教育人才培養改革。然而,在運用CDIO的實踐中,高校更聚焦的是宏觀層面的人才培養路徑、專業建設、課程體系等,對CDIO模式如何適應具體某一門課程尚缺乏系統研究。為此,借鑒CDIO基本原理,建立以“學生為主體、教師為引導、項目為載體、工程技能培養為目標”的培養體系,并以路基路面課程改革為例,闡述在高職院校教學過程中,如何合理有效地在微觀視角實踐CDIO教育理念。
二、路基路面課程目標
根據學院道橋專業培養方案,《路基路面工程》課程是開設在大學二年級,這個階段的學生已經學習了與專業相關的課程有:建筑材料、工程力學、工程測量和道路勘測設計,而在此課程之后的后續課程有:公路施工技術、工程項目管理、工程概預算以及開展畢業設計綜合實踐,因此,《路基路面工程》起著承上啟下的作用。為了更好地適應社會對技能型人才的需求,借鑒國內示范性高職院校道橋專業教學經驗,在課程教學過程中,緊密結合實際工程,以培養專業技能和職業素養為教學目的,依據CDIO能力大綱中對學生能力的描述與要求,主要針對學生技術知識和推理能力、個人職業技能和職業道德、人際交往技能的培養,運用情境案例分析,具體從基礎科學知識、核心工程基礎知識、工程推理和解決問題能力、實驗中探索知識、系統思維、個人技能和態度、職業技能和道德、團隊精神、交流、外部和社會環境、構思與工程系統、設計實施等方面,并結合實際工程問題引出知識點,分析、探討、歸納項目特征,且嘗試解決問題。
路基路面工程課程建設目標從三方面考慮,首先讓學生了解路基路面工程方面的基本概念,熟悉相應結構層的性能、作用和結構特點,明確路基與路面結構層的施工工藝知識。其次是掌握路基工程土的分類及性質、路基修筑方法、壓實方法及質量檢驗評定標準;通過典型路基路面工程設計實踐環節,讓學生建立路基施工及路面設計的理論體系,根據施工特點明確路基排水設施的構成,邊坡防護及加固設施的確定,路面類型的選取,以解決問題的形式完成對路基施工方案的編寫,完成路面各結構層厚度、材料的確定,為后續課程學習奠定基礎。最后通過課程學習,了解工程師應具備的基本工程素養,體驗處理實際工程的過程,開展團隊協作。
二、路基路面課程內容
路基路面工程主要有認識、理論、實踐和考核四個部分。在理論教學部分主要包括路基工程和路面工程,而路基工程中又涉及排水設施、邊坡穩定驗算及防護設施、擋土墻設置等內容,路面工程中主要涉及瀝青路面和水泥混凝土路面的計算。由于課程內容龐雜,涉及的知識面廣,受課時量不足、教學設施不夠完善等因素制約,應完善課程結構體系,在路基部分,以與路基穩定緊密關聯的排水、邊坡加固及防護、地基處理為教學重點,在路面部分,以現在工程中最常用的瀝青路面為重點,側重路面結構層設計理論與方法。
(一)認識環節
認識環節主要內容形式有講座和參觀。具體的目標要求是對專業的現狀、道路發展、關鍵技術變化、施工工藝進行客觀認識,了解社會及用人單位對人才的需求與標準,引導學生對未來職業的思考和人生規劃,激發對工程的興趣與學習動力。
在認識環節中,邀請相關專家、學者、一線工程師開展道路工程科學與技術的重要成就和最新發展趨勢、工程技術規范等方面的專題講座,拓展學生視野,加深對課程內容的理解。同時參觀試驗室和施工現場,形成直接經驗的積累,激發學習興趣。
(二)理論環節
在整個教學全過程中體現學生積極思考與解決工程問題的教學理念,理論環節主要內容形式有案例分析、項目任務和討論。具體目標要求是通過多種授課方式使學生了解課程相關的基本概念、原理;理解路基穩定性的影響因素和加固防護措施;以及與路基路面相關的交通分析、材料參數選取與路面結構設計方法。
(三)實踐環節
實踐環節主要內容形式有課程設計、調查和展示匯報。具體目標要求是學生直接參與道路的構思、設計和實施。分析采取適宜的材料,確定道路各結構層的厚度。通過對瀝青混凝土路面的課程設計,在理解道路設計步驟的基礎上,對設計方案進行經濟技術比較。
在實踐過程中工程實踐情景和內容的篩選特別重要,經過多次研討,在路基路面設計實踐環節中選取現在工程中最常用的瀝青路面作為典型的工程,分別讓學生自己負責收集材料、擬定設計方案等,教師可以提供適當指導,以使前修課程所學知識傳遞到課程設計環節。
(四)考核環節
考核環節主要內容形式有總結和答辯。具體目標要求是在學習活動過程中及時交流,反饋工作評價。通過思考所完成工作,總結工作成果及工作方法,從技術描述以及團隊工作方式與組織分工等方面總結交流,鍛煉學生表達、交流總結能力。
通過一周的實踐活動,學生分組完成瀝青混凝土路面設計,內容主要包括道路交通量的調查、路面結構層次的確定、設計方案選取及比較、各成員的任務分工和貢獻率、總結等。同時根據課程設計報告制作相應的PPT演示課件,進行口頭匯報。而考核環節,利用學生完成任務為載體,對其運用專業知識技能、創新能力、團隊協作能力等進行考查。
三、路基路面課程教學方法
根據CDIO教育模式要求,《路基路面工程》課程教學過程中將CDIO中構思、設計、實現、運作理念有機融入于教學的各個階段。在授課過程中,師生將課堂環境演化為知識交換空間,教師合理組織課程教學內容,凸顯課程知識點的重點、難點,靈活采用課堂引導、答疑解惑及研討等方式共享學習成果。例如就某水泥混凝土路面破壞問題讓學生展開討論,以“問題――原因――措施”的基本思路引導學生去思考,調節課堂氣氛,提高學生課堂學習的參與性,為推動學生主動養成一體化的學習習慣創造有利條件。其次,采用案例教學,利用瀝青路面和水泥混凝土路面施工典型工程案例及多媒體網絡資源,力圖向學生提供直觀形象的工程圖片及動態的施工作業過程,在增加課堂教學信息容量的同時,實現課堂教學與實際工程項目的有機結合。第三,在系統把握和教授課程基本概念的基礎上,不僅要強調學生實踐動手能力的培養,而且結合專業工程標準、行業規范和一線施工單位要求規范學生行為,充分發揮學生獨立能力和團隊協作精神,著力培養學生分析和解決具體工程的思維。
四、路基路面課程考核
合理的課程考核是有效開展教學活動的保證。結合一線施工企業和CDIO工程教育模式與技能型人才培養目標的契合度,為了有效的對學生學習投入及獲得成績進行鑒別,根據課程設置目標優化傳統考核模式,采用過程管理及結果考核相耦合的方式,從出勤、課堂參與程度(匯報)、平時項目作業和期末考試成績等進行綜合考評。特別是在過程考評階段通過對實踐過程中設計作業完成情況、同一小組中各成員之間互評及平時成績等維度進行全面評價,突出團隊整體的作用。而在課程考試時,參照公路和市政方向建造師考試的要求,引入考試相關科目的重要內容,突出課程工程性和實踐性強的特點。實踐表明,采用這種考核形式,強化了學生全員參與的意識,有利于學生在學習過程中學習態度、職業素養、人際團隊能力與工程系統能力的培養。
五、結論
路基路面工程課程以CDIO工程教育理念為理論指導,實行項目驅動法教學。通過2年的時間對課程目標、教學內容和教學方法等方面進行了有益探索,把考核融入教學全過程,架設教與學良性循環路徑。通過對學生與施工企業調查訪談表明,將CDIO教學模式應用到路基路面課程教學過程中,使知識傳播與工程能力培養融合在課程實施過程中,取得了良好的實踐效果。