下面是小编精心推荐的《环境设计专业导论论文(精选3篇)》的文章,希望能够很好的帮助到大家,谢谢大家对小编的支持和鼓励。[摘要]通过分析生物科学专业开设“环境科学导论”的教学实践,对其课程设置目的、教学内容调整、教学方法改进和考核体系设置进行了介绍和讨论,尤其对充分利用网络视频资源、丰富教学内容和手段,采用翻转课堂教学模式、引导学生直接参与教学活动,以及鼓励学生进行社会调查、参观和交流的教学方式进行了探索。
第一篇:环境设计专业导论论文
环境工程专业导论课程改革设想
摘要:环境工程专业导论作为环境工程专业的入门课,在我校开设已经有十多年的时间,通过该课程的学习,环境工程专业的学生可以掌握环境科学的基本概念和原理、当前世界所面临的主要环境问题、主要污染物的来源及基本的处理处置方法等,为进一步学习打下了基础。多来的教学经验和社会发展现状及其生源变化,指导我们对该课程在职业素养、学习素养和工程素养及知识结构等方面进行了教学内容、教学方法革新,以便培养对专业有兴趣、能创新和适应就业环境的新一代大学生。
关键词:环境工程专业导论;环境科学与工程;教学出口
环境工程专业导论在我专业已经开设10多年了,目的是对刚进大学的大学生进行专业引导。开课之初,学习该专业的学生知识结构偏窄,关于环境问题及其造成的原理知之甚少的,故本课程的内容涉及到环境学原理、环境物理学、环境化学和环境生物学等自然科学,环境伦理、环境法学、环境管理、环境经济等社会科学,清洁生产、环境污染物治理和环境监测等环境工程技术科学等。通过该课程的教学,环境科学与工程的学生可以掌握环境科学的基本概念和原理、当前世界所面临的主要环境问题、主要污染物的来源及基本的处理处置方法等,为进一步学习打下了基础。随着环境基础知识的深入人心,环境工程专业导论课程内容也随着更新。最近几年,社会迅速发展,对人才的需求越来越高,书呆子式学生不适合社会需求,故新入学大学生需要对自己所读的学科和专业应有深刻的理解和认识,对自己所处的校园环境和面对的教师、同学应持正确态度,如何在正确的学习目标、学习方法、学习评价指导下安排自己学习计划和达到应具备的标准,如何防止和克服在学习过程中可能出现的各种不良因素,以上诸多内容都是学生在大学学习过程中必将面临且正确解决的问题。为此,低年级学生开设一门比较系统、综合的有关大学学习的指导和专业内容介绍有关的课程势在必行,亦即对专业导论课程进行内容和教学方法改革。
一、“环境工程学导论”课程的教学内容改革
环境科学是一个多学科的庞大体系组成的新兴学科,在现阶段,环境科学主要是运用自然科学和社会科学的有关学科的理论、技术和方法来研究环境问题,形成与其有关的学科相互渗透、交叉的许多分支学科。随着环境问题越来越突出,环境保护与各行业之间的密切关系越来越受到重视,世界各国纷纷推行源头控制、绿色化学等清洁生产工艺。我国许多大学都设置了环保课程,而我校开设环境学导论教学课程也有10年多的时间。教学内容上,从最初的环境科普教育,引申到环境学原理教育,从环境学原理教育,扩展到污染控制技术发展战略和趋势教育。从环境科学内容发展到环境工程素养教学,教学内容亦即随着环境学科的发展及时改革教学内容,以满足工程学科学生对专业的足够了解。与之同时,大学教育特别是环境教育的目标越来越清晰化,课程内容还应该包裹以下内容:
(1)环境工程专业教育发展(国际专业教育发展、国内专业教育发展特别强调本专业特色与发展、师资介绍、学科地位);(2)专业教学计划与课程体系(高等教育与培养目标、专业教学活动、培养体系与专业课程);(3)专业方向与专业内容(管理方向、水控、固废处理与处置、大气污染控制和环境监测方向);(4)专业活动与专业资源(专业学术组织、专业学术刊物、专业学术会议和专业网站资源);(5)专业学习与职业成长(专业学习、素质教育、职业规划、专业执业资格考试和综合讨论)。
通过上述内容的教授,要帮助学生理解培养目标,帮助学生了解专业要求,帮助学生增强工程意识,同时指导学生在职业方面的规划与发展,最终提高学生的综合素质,以适应社会对本专业毕业生的要求。环境工程教育是对人的一种环境工程素质教育。本课程的教学主要在以下几个方面做改革:
1.强调基本原理和方法,拓宽知识面。为了更好地满足“面向21世纪人才培养方案”关于培养“厚基础、宽专业、能力强、素质高”的专业人才的要求,授课中应该继续加强基本原理与方法的讲授,同时对不同的授课对象侧重点应有所不同。由于环境学的内容变化快,每年的授课中将增加较多的新内容,拓宽知识面,以适应社会的发展和变化。
2.较大篇幅地介绍该学科的新发展,体现内容的先进性。由于本课程的内容在不断变化,而且不同行业环境问题各不相同,各行业是环境问题出现不同,有其特殊性,绿色化学和清洁生产工艺等及时在教材中得到反映,同时有关“三废”治理主要针对化学工艺生产中产生的“三废”,内容上比较新颖,学生学习有其必要性。
3.完善纺织特色教育:重点进行纺织行业介绍,讲述有关的环境问题,引起学生兴趣,提高学生对本专业深入细致学习与研究的基础。
4.工程素养兴趣引导。指出科学与工程区别与联系,强调工程对环境问题解决的重要性,教导学生怎样打好工程基础。
二、新教学大纲重点内容
对旧环境工程专业导论大纲中简单内容、高中已经学的部分如生物环境有关内容删除,对学生通过自学可以得到的知识安排自学如人口与环境关系等,可以简单讲解的就少讲。把节省出的时间一部分用于讲解环境工程专业需要的知识基础和攻克特点,一部分用于讲解专业培养目标、专业计划、专业课程体系、学生的专业规划。总之,通过教学改革,把环境工程专业导论作为知识青年献身环境工程专业的起点,激发一部分学生真正投入到环境事业中去。
三、教学方法的改革
采取多种教学方式,调动学生学习的主动性。教学过程是一种教师与学生们的互动的过程,让学生们参与到教与学的过程中,才能使他们提高学习的兴趣和乐趣。因此,除了从图书馆获得的辅助书籍和期刊作为课外补充材料外,同时在课堂上利用新闻媒介包括网络资源进行学习来普及环境保护知识,增强环境意识,逐步形成良好的环境道德风尚。
1.案例式教学。我们在教学实践中,时刻注意用案例教学,让学生有身临其境之感,使学生在听“故事”、看“故事”中轻松愉快地掌握知识点。如在讲授温室效应时,给同学播放《难以忽视的真相》,在讲水气声渣污染状况和污染控制时播放清华大学制作的《环境保护与可持续发展可持续发展》、我校研发的污染控制工程项目录像。并结合实际,进行环境评价分析或交流讨论,让学生始终保持着兴奋状态,在院士和专家的谆谆教导中成长。
2.互动式教学。为了增加与学生间的互动,活跃课堂气氛,在教学实践中,我们采取下列做法:提前布置下次课的授课内容,并将内容分成若干知识点,学生分成若干小组。将事先准备好的、围绕授课知识点的有关专题发给各个小组,要求各小组利用各种途径查阅相关资料,制作电子课件,每次课抽一两个小组上台就自己小组的专题作报告。为增加授课趣味性,我们在授课中经常插播与授课内容密切相关的视频材料。
3.实践式教学。我们鼓励学生在课外亲自动手搜集相关科学资料,就某个问题展开讨论,大胆阐述自己的思想。并结合最新环保条例及规定、法律法规等讲述,推荐环境相关网站及书籍,解读《寂静的春天》等经典书籍。对经常报道的环境问题进行启发式引导,在解决和寻找解决实际环境问题的过程中提高学生对专业的兴趣。
4.多媒体教学。我们以多媒体为手段制作的电子教案,克服了传统教学很不直观的缺点,“声情并茂”地给学生以听觉、视觉冲击,既增大了信息量,也最大限度地激活了学生的思维,吸引了学生的注意力,提高了他们的学习效率。尤其在播放环境污染状况的图片时,更体现了电子教案的直观性,激发了学生的环保意识。利用兰迪教授的最后一次演讲教育学生怎样通向成功的殿堂。
总之,我们在教学的过程中应理顺教师和学生的“双主体”关系,充分采用启发式教学、提问式教学、案例式教学、解剖式教学、实践式教学等教学手段。在讲授基本方法的同时穿插最新研究动态和发展趋势,培养学生的学习兴趣。
参考文献:
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作者:李登新
第二篇:生物科学专业开设“环境科学导论”的教学实践
[摘 要] 通过分析生物科学专业开设“环境科学导论”的教学实践,对其课程设置目的、教学内容调整、教学方法改进和考核体系设置进行了介绍和讨论,尤其对充分利用网络视频资源、丰富教学内容和手段,采用翻转课堂教学模式、引导学生直接参与教学活动,以及鼓励学生进行社会调查、参观和交流的教学方式进行了探索。指出生物科学类专业开设“环境科学导论”课程,有利于学生强化与生物科学专业紧密相关的环境科学基础理论知识,以及技术的学习,增强学生保护自然生态环境意识,巩固专业知识,拓宽就业面。
[关键词] 环境科学;教学实践;课程设置;教学方法
[基金项目] 2011年度國家自然科学基金“多胺诱导一氧化氮合成的理化与分子机理研究”(31171467)
[作者简介] 苏国兴(1962—),男,江苏江阴人,博士,苏州大学医学部基础医学与生物科学学院副教授,硕士生导师,主要从事植物生长发育及植物细胞信号转导和环境生态保护学研究。
一、引言
2016年环境保护部、中宣部、中央文明办等六部部门联合编制了《全国环境宣传教育工作纲要(2016-2020年)》,提出:加强高等院校环境类学科专业建设,鼓励高校开设环境保护选修课,建设或选用环境保护在线开放课程[1]。为落实国家的号召,苏州大学多个专业开设了多门与环境科学专业相关的课程,有“环境生物学”“环境学概论”“环境生态学”“环境科学导论”等。生物科学专业与环境科学密切相关,为了加强学生对自然环境保护知识的学习,近年来开设了“环境科学导论”课程,并作为专业选修课于第6学期开设,设2学分计36学时。在多年的教学实践中,我们对生物科学专业开设“环境科学导论”的教学方法进行了探索,以供大家参考和交流。
二、课程设置目的和时间
环境科学是在人们亟待解决环境问题的社会需求下迅速发展起来的一门学科,其主要研究人类社会发展活动与自然环境演化规律之间的相互关系,目的是探索人类社会与自然环境协同演化、持续发展的途径和方法,以便能动地顺应环境和改造环境,促使环境朝着有利于人类的方向发展[2]。从研究内容来看,“环境科学导论”主要讲授环境污染的基本理论、知识和治理技术,涉及自然科学、社会科学、技术科学等多门综合性基础学科,具体内容包括大气、水体、土壤、固体废物污染、物理性和有毒化合物污染、环境质量评价,及其相关的控制技术[2]。而生物科学专业主要培养学生学习生物科学方面的基本理论和基础知识,进行从事生物科学研究和技术开发方面的科学思维和科学实验的训练,从而获得较好的科学素养和从事生物科学教学、研究、开发与管理的基本能力。学习内容主要包括动物学、植物分类学和形态解剖学、生理生化、细胞学、遗传学和分子生物学等。生物科学与环境科学密切相关,具理学性质。
经过几年的学习,生物科学专业学生基本掌握了生物科学相关的基本理论、知识和基本技能,但对环境科学类知识的学习和掌握往往不够,这与当今社会绿色发展、保护自然生态环境的人才培养要求有差距。为加强学生对自然生态环境保护知识的学习,巩固专业知识,尤其是拓宽就业面,在生物科学专业课程中,增设环境科学类课程如“环境科学导论”的学习显得尤为重要。对于开课时间,第6学期可能最为合适,此时,学生已掌握了一定的普通动物学、微生物学、细胞学、生物化学、普通生态学等生物科学专业的基础知识,且已具备一定的物理学、有机化学和分析化学基础理论,这为开设“环境科学导论”课程,提供了扎实的前期知识储备和铺垫,可获得较好的教学效果。
三、教学内容调整
目前,国内有多个版本的环境科学导论教材。有何康林与裴宗平主编,中国矿业大学出版社出版的《环境科学导论》高等学校教学用书;赵景联主编,机械工业出版社出版的《环境科学导论》教学用书;崔灵周、王传花、肖继波主编,化学工业出版社出版的《环境科学导论》等。我们选用赵景联主编的教材。该教材编写思路清晰,文字精练,观点明确,适合于非环境科学类专业学生的学习。但教材内容编排偏重于工科技术类,为适应生物科学类专业学生的学习,考虑到知识学习的层次性和衔接性,需对教材内容作适当调整,在不偏离教学大纲的前提下,增减了部分内容,突出重点,以保证学生知识的有序过渡和掌握,具体做法为。
由于“生态学”和“普通生态学”是生物科学专业的专业基础课,在“环境科学导论”教学中,我们删除该教材第2章生态学基础的教学任务;在第3章大气污染及其控制技术中,加强了大气污染物入侵途径,尤其是经呼吸系统进入人体的过程和机理教学,另外,增加了大气污染物对植物生长发育的影响及典型病症教学内容;在第4章水体污染及其控制技术中,增加了污染物在水体中相互转化的内容,重点介绍与生物科学专业有关的污水生物处理技术;在第5章节固体废物污染及其控制技术中,重点介绍微生物好氧堆肥技术和城市垃圾卫生填埋技术;在第6章土壤污染及其控制技术中,重点介绍微生物在农药生物转化和降解中的作用,以及重金属污染土壤的生物修复法;在第9章环境质量评价中,重点讲解大气和水体污染的生物监测和评价。另外,增加第10章环境污染对生物的影响,主要讲述环境污染物在生物化学和分子水平、在细胞、器官和个体水平,以及污染物在种群和群落水平的影响及机理。通过对教材内容有目的、有针对性的调整,能使该课程知识在生物科学专业知识点间有序过渡、有机结合和无缝对接,学生普遍反映有较好的教学效果,深得学生的好评。
四、教学方法改进
在纸质和网络媒体上已有大量有关“环境科学导论”教学方法的讨论和介绍。有案例教学法[3-5]、互动教学法[6]、实践教学法[4,7]和翻转课堂教学法[8]等。在我们的教学实践中,也尝试了几种大家较认可的教学方法,并将其巧妙应用、有机结合。以多媒体为基本教学手段,根据教学大纲内容,适时采用上述教学方法,以最大限度地激活学生的思维活动,激发学生的好奇心,吸引学生的注意力,提高学习效率。
(一)充分利用网络视频资源,丰富教学内容和手段
事前我们收集了大量与该课程有关的教学视频资料,如加利福尼亚大学的“环境保护行为”、清华大学公开课“环境保护与可持续发展”、上海交通大学的“重金属污染”“环境污染物的转化”、华中师范大学的“水体污染与健康”等。在教授有关内容前,先播放事先选择好的视频资料(5~15分钟)。这些视频切合主题,直观形象,声情并茂,有较强的视觉冲击力,利于学生的理解和记忆。例如,在讲授有机污染物和重金属污染对生态环境的影响和人体健康危害时,选用了华中师范大学公开课“水体污染与健康”视频,通过该视频的观看,学生可在轻松活跃的氛围中,了解和掌握了多氯联苯、二恶英及Hg、Pb和Cd等重金属对人体健康的危害。通过观看“大气污染与健康”视频,学生较快掌握了可吸入颗粒体如PM2.5、CO、O3和氮氧化物等气体污染物对人体健康的危害机理,以及可诱发的相应病症。通过观看“水资源与我国水污染及治理现状”视频,学生很快掌握了地球水资源分布情况、各国水资源丰缺的原因和我国水资源所面临的问题,以及当下我国水污染的特点和治理现状。这种结合课程内容的视频教学,既活跃了课堂学习气氛,又丰富了教学内容和手段,与传统“满堂灌”的教学方式相比,取得了不错的教学效果,获得了学生的认可和好评。
(二)采用翻转课堂教学模式,引导学生直接参与教学活动
翻转课堂教学模式[8]是指学生在课前或课外观看教师相关教学视频,自主学习,教师不占用课堂时间,将课堂变成了师生之间和生生之间互动的场所,从而达到更好的教学效果。在“环境科学导论”的教学实践中,我们尝试采用翻转课堂教学模式。具体做法是根据大纲要求和教学进度,提前一周向学生(2人/1周)布置授课内容,要求学生在课后利用学校图书馆纸质、网络资源,查看相关文献,并制成8~10分钟PPT/人。在课堂上,学生走上讲台,讲述自己的学习内容和心得,学生根据该同学讲述的内容进行现场提问,由教师答疑解惑,并做出评价,肯定好的方面,指出不足和理解错误的地方,并给出正确答案。这种引导学生直接参与教学活动的教学模式,除了能活跃课堂气氛,起到辅助、督促学习的作用外,还可培养学生课外查资料、自主学习的习惯,提高他们独立分析和解决问题的能力,反过来促进了教学质量的提高。
(三)鼓励学生进行社会调查、参观和交流
环境科学导论是一门与社会生活、生产实践紧密相关,涉及多种环境污染控制技术的技术性学科,有较强的实践性和应用性[2]。该课程的这种特质就决定了对其所开展的各类教学活动应与生产实践相结合。通过各类教学实践活动,如了解各类环境污染相应的处理和处置技术,以及目前的应用现状,可加深学生对环境科学基础理论、知识和治理技术的理解,提高教學质量。常采用野外参观、见习、环保实践活动和生产调查等形式[4,7]。由于生物科学专业为非环境科学类专业,没有实习、参观经费的预算。为了落实“环境科学导论”的实践教学,我们采用学生自主分散调查的方式。先依兴趣,将学生分成若干小组,要求学生利用节假日参观游玩的机会,在一个课程学习期内,完成一份调查报告,并进行课堂交流。建议他们可对苏州七子山生活垃圾填埋场、苏州垃圾分类管理中心、苏州高新区污水处理厂、苏州太湖国家湿地公园等进行参观调查,还可对苏州大学各级各类实验室的实验污染情况进行调查。从他们所撰写的调查报告和随后的课堂交流来看,学生收获满满。如一组学生对我校实验室污染的现状进行调查和分析,发现我校各类各级实验室都存在不同程度的实验室污染问题,存在实验动物试验完后随便抛弃、微生物有毒菌株专人保管不严、随意处理和处置废旧药品等较为个别和严重的问题,同时还存在有些实验室有规不依的执行和管理问题。如到污水处理厂调查参观后,他们切身感受到了什么是生活污水生物处理技术,正常运行的注意事项。来到七子山生活垃圾填埋场参观后,他们为垃圾填埋场宏大的建设规模、前期建设投资、垃圾的日接纳和年处理量所惊叹,加深了他们对生活垃圾卫生填埋技术和污水生物处理技术的理解。
五、考核体系
设计一个科学合理、操作简单的课程考核评价体系,除了能真实反映教学效果外,还可激发学生的学习主观能动性和积极性。本课程考核评价体系由4部分构成(如图1),翻转课堂PPT制作和讲述占15%,调查报告撰写和交流占15%,平时成绩和考勤占10%,期末理论考试成绩占60%。多年来教学质量测评反馈结果表明,学生成绩基本呈正态分布,课程评价总分都在90分以上,达到了预期的教学目的。
六、不足方面
学生虽然知道该课程与生物科学专业密切相关,也知道学习和掌握环境科学这方面的理论和知识对巩固生物科学专业知识,尤其对就业有益,但要求所有学生能全身心地投入到该课程的学习中,总有点差强人意,多年教学实践表明,总有部分学生不能主动地学,只是为了应付。另外,开课时间还有待优化,在第6学期开课可能是最合适的,但有不足,大三学生已开始忙于规划未来,多数学生会选择考研这条路,忙于考研准备,已无更多的时间和精力投入到该课程的学习中。此外,缺少实践教学投入,尤其是对这门实践性和应用性较强的课程教学影响较大,分散自由参观调查,一方面难以保证实习效果,另一方面还存在学生的安全隐患。
参考文献
[1]关于印发《全国环境宣传教育工作纲要(2016—2020年)》的通知.[EB/OL].(2016-04-06)[2021-04-05].https://www.mee.gov.cn/gkml/hbb/bwj/201604/t20160418_335307.htm.
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Teaching Practice of Offering the Course of Introduction to Environmental Science in the Biological Science Major
SU Guo-xing
(School of Basic Medicine and Biology, Soochow University, Suzhou, Jiangsu 215123, China)
Key words: environmental science; teaching practice; curriculum setting; teaching method
作者:苏国兴
第三篇:基于“设计型教学”的IE专业导论课程教学改革研究
摘要:IE导论课教学的效果直接关系到学生的专业认识、职业规划、后续教育等多个方面。在分析导论课改革必要性的基础上,结合“设计型教学”中的“逆向思维模型”将导论课程分为6.5个阶段,并对课时进行了划分。通过构建产品实际生产过程与环境帮助学生发现问题,树立学科意识,承接后续课程教学,让学生进行课程总结以了解教学效果,最终形成一套良性教学机制,实现应用型人才的培养。
关键词:IE导论;教学改革;设计型教学;实践
一、引言
研究表明,美国68%的财富来源于制造业[1],日本制造型企业也占据了全球500强的三分之一,一半的国民产值由制造业提供[2]。我国2010—2012年间制造型工业对GDP平均贡献率为44.6%[3],由此可见制造业对国家综合国力和国际竞争力有着重要贡献。在提高国家制造业水平的过程中,工业工程(IE)的理论方法起着重要作用。尤其当今中国制造业进入了转型升级的新阶段,面临着更为艰巨的挑战,因此IE教育成为培养未来制造业合格人才的重要途径[4]。而在工程教育当中,专业导论课能够对学生的学习从方法论和认识论上进行引导,有助于学生开阔视野,树立与职业相关的正确的人生观、价值观[5]。中国工程院院士李培根教授从工程教育的实践教学目标、体系设计、教学方法、教学条件和师资队伍五个方面阐述了现在工程教育教学存在的主要问题[6],其中教学方法环节直接影响教学效果,也是教师与学生直接对话的阶段。然而,现在导论课程的主流教学方式为讲授、演示,学生学习被动,教学效果差强人意。部分高校采用企业参观的方式提升教学效果,但成本大、周期长,与学科知识体系联系不够紧密,很难形成系统的教学效果。针对这一问题,中国计量大学工业工程专业尝试将在国外已相对成熟的“设计型学习”[7]引入导论课程教学建设中,形成一套具有特色的教学方式与教学方法体系。
二、导论课改革的必要性
导论课作为联结大学专业课程学习与高中学习的引导性课程,必须全面、立体的在学生心目中建立起专业形象,为学生后续课程的学习做好铺垫,因此需要充分考虑整个大学阶段工业工程教学中存在的问题。
1.非实践教学,学生对理论缺乏理解。工业工程是典型的工科学科,强调实践性,涉及大量企业生产过程中的专业术语与缩写,同时要求学习者对企业生产运作过程有充分的认识,但刚进入大学的学生并未具备综合实践和到企业参与生产改善的经验,造成理论课程的教学效果低下,学生对知识一知半解。另一方面,由于各种原因企业不会主动为高校学生提供实践机会,尤其是低年级的学生,造成学生不了解企业情况。
2.割裂式教学,课程联系缺失。工业工程作为典型的系统学科具备较强的系统性,不同课程的知识在企业运营过程中的不同环节均扮演着重要角色。现阶段工业工程课程教学缺乏综合训练机会,在教学过程中也不注重知识间的联系,因此学生很难做到知识的联想和融会贯通。
3.非全能力培养教学,学生缺乏交流沟通能力。工业工程是工程和管理的交叉学科,在问题分析的时候强调系统性、科学性,在具体实施时又需要通过管理手段优化企业效率,需要具备心理学、组织激励理论方面的相关知识。现在大多数学校进行理论课程讲解的同时无法结合企业情景进行教学,使得学生无法将所学知识运用在工作中。
4.非问题导向教学,学生无法对症运用知识。工程学科的教学目标是帮助学生具备解决问题的能力,单纯的课堂教学无法让学生接触到企业的具体问题,学生找不到学习的意义和动力,学习过程非常被动,学习效果大打折扣。
针对目前国内工业工程专业本科教育中存在的问题,工业工程导论课程需要从工业工程的历史、范围、课程关系、就业方向与前景等方面帮助学生认识专业。设计型学习是“一种通过课程和学习项目使学生学会设计的教育模式”[8],具有设计性、整合性、迭代性、反思性等特征,具体实施方法包括若干操作模型[7],笔者所在教研组采用其中的“逆向思维模型”构建工业工程导论课程教学过程模型。逆向思维模型包括6.5个步骤,经过详细设计后,得到如图1的教学过程。
三、基于“设计型学习”的工业工程导论课程改革
高校专业导论课程一般设置在大一階段,不仅让学生适应专业学习,而且也需要帮助学生适应大学课程及生活。在很多高校开始大类招生之后,导论课程又担负起树立学科形象、吸引生源的任务。中国计量大学工业工程专业综合以上教学目标,对工业工程导论课程进行了改革,将导论课程(基本配置60人,16课时)分为以下阶段(见如图1),使学生主动参与到学习中。
1.明确需要做什么(6课时)。以往的导论教学希望学生能够全面的了解工业工程专业,教授的内容除了历史、背景等信息外对本科阶段所有课程都进行了简单讲解,知识点分散且缺乏重点。笔者所在课题组经过多年的分析总结,将课堂理论凝练至6个课时,调整了教学大纲。重点讲授工业工程的发展现状以及未来的趋势,采用视频、音频等多媒体资料使学生从感性上熟悉企业生产过程,了解工业工程的核心内涵,优化系统,提高效率,使用教师科研过程中的实际案例引导学生进行思考,并且将后续课程进行归类整理,与专业培养目标相结合,让学生认识到未来的职业能力需求与后续课程的关联,激发学生的兴趣,使学生在理论上意识到后续课程的必要性、关联以及与自身未来的关系。
2.确定一个问题(4课时)。立足于课堂有限的时间与资源,课题组采取类似军队沙盘演练过程对课堂教学进行设计,设置典型产品(如纸飞机),将学生分为若干小组,每个小组代表一个企业,每位学员代表企业中的一个角色,每个小组是一个独立核算的经济实体,让学生通过纸飞机的生产过程对企业生产运营有更全面的了解。出于生产复杂度的考虑,课题组要求生产过程中用纸张加工零件黏贴到飞机主体上。学生通过该阶段的学习,能够提高学习的积极性,发现企业生产过程中的一般性问题,包括:(1)什么是企业浪费;(2)什么是生产、工艺;(3)企业成本的内涵;(4)工业工程的作用与价值。在此基础上,由每组学生提出一个想要解决以及优化的企业问题,并给出改善方案与期望(不占用课时,图1中的2.5阶段),以此作为小组挑战。
3.建立评价标准(2课时)。针对上一阶段的结果,由学生小组互相评价改善点、改善方案以及改善预期,分享改善过程的经验教训。在评价过程中,由教师负责引导学生采用科学的手段,从数据、流程、模型等方面客观地分析改善点的问题,改善方案的优劣以及改善预期的合理性。教研组为了便于学生进行交流讨论,特别设计了改善评分表、数据统计表等辅助教学表单。评价主要从方法、成本、速度等方面展开,让学生了解如何系统的分析解决问题,形成独立解决问题的潜意识。
4.让学生自己动手实验(2课时)。在改善的基础上让学生再次进行改善生产,体会改善前后的差异。任课教师注意在此阶段应指导学生体会“现时、现地、现物”的工业工程基本思想,如实地从“时间、质量、成本”维度记录生产改善前后的不同。在本阶段结束以后,各组学生分享生产体验,本阶段重在引发学生的求知欲,让学生对问题挖掘、问题分析、改善优化的具体理论、方法和工具产生兴趣。
5.课程指导(2课时)。经过上阶段的课程,学生体会到工业工程在企业生产运营中的作用及扮演角色,了解企业存在的一般性问题,初步建立工业工程概念,并对未来工业工程的发展与应用有了直观的理解。本阶段任课教师就学生汇总的问题与改善点进行逐一解读,建立导论课程与后续课程的联系,如产品加工过程学生容易疲劳,需要因工程的相关知识与工具进行优化设计。任课教师不必将方法与工具讲解得非常详细,只需引出后续课程的概念以及主要应用领域即可。通过本阶段的学习,工业工程后续课程将会在学生概念中形成一个有机整体。
6.学生反馈(课外)。通过导论课程的学习,让学生从课程内容、课程表达、教学效果、心得体会等方面自主总结课程体会,作为课程考核的一部分,占比40%。对课堂理论知识的考核仍以考试形式进行,题目多为主观理解题,将课堂所学进行巩固。本工业工程导论课程改革已在中国计量大学2013级学生中进行了试行,图2为部分学生操作照片及心得体会(姓名已隐去),通过画线部分可见,一般的工业工程导论教学很难使学生有如此深刻的体会。
通过课堂6.5个阶段的学习与理解,形成教师学生互动、问题导向教学的良性循环。学生概念中能够形成自身发展—职业发展—企业问题—企业环境—理论课程—自身发展的逻辑循环,带着实际问题投入今后的生活学习中去。课程实施过程对教师的教学基本功以及工业工程知识的掌握程度有着较高的要求,因为采用“设计型教学”的方式,学生提出的问题往往涉及工业工程的多个方面,而且问题的形式与内容也不尽相同,需要教师能够随机应变,时刻体现“设计”要求。
四、总结与展望
工业工程专业导论课教学改革是工业工程教学体系改革的第一步,其教学效果将直接影响其他课程的大纲修订、实验辅导、课程设计等环节。通过“设计型教学”的导论课改革,学生对专业涉及领域有了较全面的认识,能够带着实际问题进入后续课程的学习,有效解决了课程教学脱离实际、学生学习盲目跟从的问题。同时,导论课程将后续课程有机关联在一起,使教师在教学时不再反复解释基本概念及概念关系,一定程度上解决了教学孤岛问题。
工业工程导论课程教学改革仍在进行当中,虽然取得了良好效果,但仍存在一些问题需要解决。如对教师素质的要求越来越高,设计型导论课需要任课教师较全面的了解相关课程知识,具备良好的协调和沟通能力,同时对世界范围内的工业工程现状有着较全面的了解。另一方面,导论课程的改革势必要求其他课程進行相应改革,如上课形式需要多样化,均需体现“设计”思想,课程间的知识衔接需要反复沟通确认。
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作者:刘曦泽 徐新胜 杜敏