化学强化技能管理论文

2022-04-23

评职称或毕业的时候,都会遇到论文的烦恼,为此精选了《化学强化技能管理论文(精选3篇)》,供大家阅读,更多内容可以运用本站顶部的搜索功能。【摘要】强化技能训练,培养特色职业人才,是职业教育的要求。为了进一步加强技能训练,提高学生实际动手能力,慈山分院提出“五个一”技能训练方案,以能力为本,建立实践性教学体系,旨在全面提高学生的职业技能水平,突出办学特色,培养适应现代社会需要的实用型人才。

化学强化技能管理论文 篇1:

人工智能深度强化学习的重要机制及改进技术

【摘  要】深度强化学习引发了人工智能领域的革命性突破,成为问题解决的通用框架。该学习模式将深层神经网络融入强化学习,不但在图像识别和自然语言处理等领域取得突破性的进展,更在围棋等复杂棋类游戏中具有超人的表现。总结归纳深度强化学习模式的优势在于其具有的6项重要学习机制。然而,这种模式也存在样本数据有效性低的痛点问题。为此提出情景元深度强化学习的改进技术,力图解决困扰深度强化学习的慢速和收敛稳定问题。这对深度强化学习技术的实际应用起到有效的推动作用。

【关键词】深度强化学习;学习机制;情景深度强化学习;元学习;人工智能

引言

近几年人工智能(Artificial Intelligence, AI)的研究取得了革命性的进展。神经网络(Neural Network)或深度学习(Deep Learning,DL)方法的复兴推动了人工智能在图像识别、自然语言处理和许多其他领域的技术突破。

强化学习(Reinforcement learning,RL)与深度学习相结合,产生的深度强化学习(Deep Reinforcement Learning,DRL)近年也取得了令人惊叹的成就。特别是在围棋和象棋等复杂棋类游戏中的超人表现,使其迅速成为人工智能领域的研究热点。

1.深度强化学习的痛点问题及原因

深度强化学习不是从更明确的教学中学习,而是一套学习奖惩的方法,如图所示。表面看来,深度强化学习系统的学习方式与人类截然不同。然而深入探究深度强化学习机制的产生背景,则发现深度强化学习系统的学习机制最初来自动物条件的作用研究,并与以多巴胺为中心的基于奖励学习的神经机制密切相关。特别是深度强化学习系统利用神经网络学习支持环境的泛化和强大的迁移学习能力,这正是生物大脑的关键能力。

1.1深度强化学习存在的痛点问题

然而,由于现实存在的深度强化学习系统的样本数据有效性低这一痛点问题,使得大多数深度强化学习系统运行太慢。典型的实例是,为了在国际象棋及围棋之类的任务上,深度强化学习系统获得人类专家级的水平,DRL系统需要比人类专家本身多许多数量级的训练数据。若将样本效率定义为一个学习系统达到任何选定的目标性能水平所需的数据量,则在样本效率方面,人类学习与深度强化学习存在显著的差异。换言之,深度强化学习的样本效率极低,无法为人类的学习提供一个合理的模型。

1.2深度强化学习痛点问题的原因

深度强化学习中系统收敛速度慢、样本效率低是其痛点问题,归结其原因是:

首要原因是参数增量小步长调整的要求。在人工智能研究中广泛使用的深度强化学习系统都使用神经网络来连通从感知输入到动作输出,采用梯度下降法对参数进行迭代更新直到收敛。正如不仅在人工智能领域,而且在心理学领域广泛讨论的那样,在这种学习形式中所做的参数增量调整必须很小,以便最大限度地收敛和泛化。如果参数增量过大,导致覆盖早期学习的效果,出现灾难性干扰会导致神经网络无法收敛不稳定的情况。深度强化学习中对参数增量小步长调整的需求是DRL系统缓慢的原因。

第二个原因是弱偏置假设。学习理论阐明,任何学习过程都必然面临偏置假设与方差的权衡。学习过程中需要学习的模式的初始偏置假设越强,即模型的假设空间越小且与实际数据中的内容匹配,学习过程的初始模型正确度越高,完成学习所需的数据就越少。反之,如果学习过程中需要学习的模式的初始偏置假设较弱,即模型的假设空间越大,就能够适合更广泛的模式且允许更大的方差,但通常导致样本效率较低。重要的是,深度强化学习使用的泛型神经网络是一种极弱偏置假设的学习系统,即模型的假设空间极大,模型有许多表征连接权重的参数,且使用这些参数来拟合广泛的数据。正如偏置假设与方差权衡所决定的,这表明普通的深度强化学习模型中采用的一般形式的神经网络往往样本效率低下,需要大量的数据来学习。

2.深度强化学习重要机制

深度强化学习能够解决诸多人工智能领域的现实问题,成为通用的问题解决框架,是因为存在以下发挥重要作用的机制,包括注意和记忆、無监督学习、转移学习、多智能体强化学习、分层强化学习和习得学习等机制。

2.1注意力和存储机制

这是一种专注于突出部分的机制。存储器提供长时间的数据存储,而注意力聚焦则是存储器寻址的一种方法。

可微神经计算机(Differentiable Neural Computer, DNC)中的神经网络可以对外部存储器进行读写,因此DNC就可以解决复杂的结构化问题,而没有读写存储器的神经网络无法解决这些问题。DNC将内存分配干扰降至最低,并支持长期存储。与传统计算机类似,在DNC中,神经网络是控制器,外部存储器是随机存取存储器;DNC用存储器来表示和操作复杂的数据结构。不同的是,DNC以一种目标导向的方式,通过梯度下降从数据端到端地学习这种表示和操作。在有监督学习的训练下,DNC可以解决自然语言推理和推理中的综合问答问题;它可以解决交通网络中两站之间的最短路径发现问题和家谱中的关系推理问题。当使用强化学习训练时,DNC可以解决由符号序列指定的目标变化的移动块难题。在进行的小规模实验中,DNC的表现优于正常的神经网络,如长短时记忆网络(Long Short Term Memory networks, LSTM)或DNC的前体神经图灵机。可以预期DNC能得到进一步的改进和应用。

2.2无监督学习机制

无监督学习是一种利用海量数据的方法,是实现通用人工智能的关键机制。无监督学习分为非概率模型,如稀疏编码、自动编码器、k-Means等,以及概率(生成)模型,其中涉及密度函数(显式还是隐式)。在具有显式密度函数的概率(生成)模型中,有些具有可跟踪模型,如完全可观测的信念网和神经自回归分布估计器等;有些具有不可跟踪模型,如Botlzmann机、变分自编码器、Helmhotz机,对于具有隐式密度函数的概率(生成)模型,则有生成对抗网络(Generative Adversarial Networks, GANs)、矩匹配网络等。

Horde值函数:采用一般价值函数表示知识,其中策略、终止函数、奖励函数和终端奖励函数是参数。这是一种可扩展的实时体系结构,用于从无监督的感觉运动交互作用(即无向信号和观察)中学习独立智能体的一般值函数。Horde值函数可以学习预测许多传感器的值,并使用一般的值函数来最大化这些传感器值的策略,来回答预测性或目标导向的问题。Horde值函数是非策略的,即在遵循其他行为策略的同时进行实时学习,并采用基于梯度的时差学习方法进行学习,每一时间步的时间和内存复杂度都是恒定的。

辅助学习:环境可能包含丰富的可能训练信号,有助于加速实现累积奖励最大化的主要目标,例如像素变化可能暗示重要事件,辅助奖励任务有助于实现奖励状态的良好表示。当外在的奖励信号很少被观察到时,这有很大的帮助。无监督强化学习和辅助学习(UNsupervised REinforcement and Auxiliary Learning, UNREAL)可以提高学习效率,除了通常的累积奖励外,还通过最大化伪奖励函数来提高学习效率,同时共享一个共同的表征。UNREAL由RNN-LSTM基代理、像素控制、奖励预测和值函数反馈组成。基本智能体通过异步动作者-评判者算法 (Asynchronous Actor Critic, A3C) 策略训练,观察、奖励和行动的经验被储存在应答缓冲区中,供辅助任务使用。辅助策略使用基本的卷积神经网络(Convolutional Neural Network, CNN)和LSTM,加上一个反卷积网络,使输入图像不同区域的像素强度变化最大化。奖励预测模块通过观察后三帧预测下一帧的短期外部奖励,以解决奖励稀疏的问题。值函数反馈进一步训练了值函数。

生成对抗网络:同时训练两个模型,通过对抗过程估计生成模型,生成模型G用于捕获数据分布,判别模型D用于估计来自训练数据而非生成模型G的样本的概率。通过用多层感知器对G和D进行建模,当G和D的训练数据集有足够的容量时,生成对抗网可以恢复数据生成分布,并通过小批量随机梯度下降提供了一种带反向传播的G和D训练算法。

2.3迁移学习机制

传统的机器学习特别是深度学习只有在特定领域的训练集数据和测试集数据都来自同一个特征空间和统一分布的时候,学习和应用的效果比较好。因此当应用领域变化和数据集发生变化时,都要重新训练模型。

迁移学习是指将从不同领域学到的知识进行迁移,新的应用领域可能具有与原来学习和训练的数据集不同的特征空间和/或不同的数据分布。迁移学习包括归纳迁移学习、转化迁移学习及无监督迁移学习。归纳迁移学习包括自学学习和多任务学习;而转化迁移学习包括领域适应和样本选择偏置假设/协方差偏移。

目前提出的两个智能体学习多种技能的多技能问题,定义了用于映射状态和投射技能执行的公共表示,并设计了两个智能体最大限度地转移信息特征空间以转移新技能的算法,该算法采用相似性损失度量法,自动编码,强化学习。通过用两个模拟机器人操作任务已经验证了这种方法。

2.4多智能体强化学习机制

多智能体强化学习是多智能体系统(Multi-Agent)与强化学习系统的集成,因此处于博弈论与强化学习/人工智能社区的交叉点。除了强化学习中的收敛性和维数爆炸等问题外,还有诸如多重均衡的新问题,甚至还有诸如多智能体学习的问题是什么,收敛到均衡点是否是一个合适的目标等基本问题。因此,多智能体学习在技术和概念上都是一个挑战,需要清楚地理解待解决的问题、评估标准和连贯的研究过程。

2.5分层强化学习机制

分层强化学习是一种在多个层次上通过时空抽象来学习、规划和表示知识的方法。分层强化学习也是一种解决稀疏报酬和长期视野问题的方法。专注写入策略架构 (STRategic Attentive Writer, STRAW)是一种深度递归神经网络架构,用于根据环境观察结果,以端到端的方式学习高层时间抽象宏观行为。宏动作是指发生的一系列动作。STRAW建立了一个多步骤的动作计划,根据观察到的奖励定期更新,并通过遵循计划而无需重新计划来学习执行计划的时间。STRAW学会了从数据中自动发现宏动作,这与以前工作中的手动方法不同。

分层DQN(hierarchical-DQN, h-DQN),通过分层组织目标驱动的内在激励深度强化学习模块在不同的时间尺度上工作。h-DQN集成了一个顶层的动作值函数和一个较低层次的动作值函数;前者学习一个超过内在子目标或选项的策略;后者学习一个超过原始动作的策略来满足给定的子目标。

使用带有信息论正则化器的随机神经网络对大跨度的技能进行预训练,然后在这些技能的基础上,为下阶段任务训练高级策略。预训练基于智能体的奖励信号,这是一种探索智能体自身能力的内在动机,其设计要求对下阶段任务领域知识最少。这种方法将层次分析法与内在动机相结合,并且预训练遵循无监督的方式。此外,还可以采用终身学习的分層深层RL网络架构,进行学习可重用的技能或子目标,将学习的知识迁移到新的任务中。

2.6习得学习机制

习得学习也被称为元学习,是学习如何快速适应新的任务。它涉及迁移学习、多任务学习、表征学习和一次/少量/零次(映射)学习。也可以将超参数学习和神经结构设计看作是习得学习,它是实现强人工智能的核心,也是深度强化学习的发展方向。

一次/少量/零次(映射)学习是指在深度学习的训练集中,每个类别都只有一个或几个的少量样本、或者没有某个类别的样本,但仍然可以通过习得学习及迁移学习等得到一个映射学习模型,实现对各个类别都有较好的泛化效果。

3.深度强化学习的改进技术

针对第一代深度强化学习模型收敛缓慢的痛点问题及归因,可以采用以下两种具体技术,即情景深度强化学习及元学习技术,更进一步,可以将这两种技术有机融合,构成情景元深度强化学习技术。

3.1情景深度强化学习

考虑到参数增量调整是深度强化学习中收敛速度慢的重要原因,那么一个更快学习的方法则是避免这种增量更新。根据以上的分析,如果单纯地提高梯度下降优化的参数增量会导致灾难性干扰致使神经网络无法收敛不稳定的问题。然而,实现此目标可以采用另一种方法,即明确记录过去的事件,并直接将其作为制定新决策的参考依据。这一概念被称为情景深度强化学习,与机器学习中的“非参数”方法相似,类似于心理学中的“实例学习”或“范例学习”理论,通过情景记忆快速学习。当遇到新情况时,必须决定采取什么行动,程序是将当前情况的内部表示与过去情况的存储表示进行比较。然后基于与现在最相似的过去情况的结果,选择与最大值函数相关联的行动。当用多层神经网络计算内部状态表示时,这种算法称为“情景深度强化学习”。

在情景深度强化学习中,与标准的增量方法不同,通过每个经验事件获得的信息可以立即用于指导行为。然而,尽管早期的深度强化学习方法显得很“慢”,但是情景性的深度强化学习能够“快”起来,但是这有一个转折点:情节性深度强化学习的快速学习严重依赖于缓慢的增量学习。这是对连接权重的逐渐学习,允许系统形成有用的内部表示或每个新观察的嵌入。这些表示的格式本身是通过经验学习的,使用与标准深度强化学习的主干相同的增量参数更新。最终,情景深度强化学习的速度还是由这种较慢的学习形式实现的。即情景深度强化学习的快速学习是通过缓慢的深度强化学习来实现的。

这种“快速学习对慢学习的依赖”并不是巧合。正如将在下面讨论的情况,这是一个基本原则,不但适用于心理学和神经科学,同样也适用人工智能领域。

3.2元学习:通过学习来加速深度强化学习

如前所述,除了增量更新之外,标准深度强化学习过程收敛缓慢的第二个主要原因是弱偏置假设。正如偏置假设与方差权衡的概念所规定的那样,快速学习要求学习者对其将要面对的模式结构提出一套合理规模的假设。偏置假设越强,学习的速度就越快。然而,正如前面所预示的问题:一个较强的假设集只有在包含正确假设的情况下才能加快学习速度。虽然强烈的归纳偏置假设可以加速学习,但只有当学习者采用的特定偏置假设恰好与要学习的材料相匹配时,才可以实现这种效果。因此,一个新的学习问题又出现了:学习者如何知道应该采用什么样的偏置假设呢?

对这个问题的很自然的回答就是借鉴过去的经验。诚然,在日常生活中也经常发生这种情形。例如,考虑学习使用新智能手机的日常任务。在这种情况下,人们过去使用智能手机和其他相关设备的经验将告诉他们关于新手机应该如何工作的假设,并将指导其对手机操作的探索。这些最初的假设与偏置假设-方差权衡中的“偏置假设”相对应,这有助于快速学习如何使用新手机。如果没有这些假设,就必须考虑更大范围的学习偏置假設。

利用过去的经验加速新的学习在机器学习中被称为习得学习。其实这一理念源于心理学,在心理学中它被称为“元学习”。元学习可以在深度强化学习中加速学习的过程。此时,用一系列相关的强化学习任务对一个递归神经网络RNN进行训练,RNN网络中的权重调整得非常慢,因此RNN网络可以吸收任务之间的共同点,但无法快速更改以支持任何单个任务的解决方案。RNN递归神经网络实现了各自独立的强化学习算法,该算法基于过去任务积累的知识,能够快速解决每个新任务。

与情景深度强化学习一样,元学习又涉及到快速和缓慢学习之间的密切联系。递归网络中的连接在任务间缓慢更新,允许跨任务的一般原则“嵌入”递归网络的动态。由此产生的RNN神经网络实现了一种新的学习算法,可以快速解决新问题,因为慢学习的潜在过程赋予了其有用的归纳偏置假设。这里再次看到,快速学习源于慢学习,并由缓慢学习促成。

3.3情景元深度强化学习

以上实现的两种技术并不相互排斥,这非常重要。事实上,可以整合元学习和情景控制的方法,充分利用它们的互补优势。在情景元深度强化学习模式中,在递归神经网络RNN中进行元学习。同时,在RNN之上叠加一个情景记忆系统,其作用是恢复重复网络中的活动模式。与在情景深度强化学习中一样,情景记忆对一组过去的事件进行编目,这些事件可以基于当前上下文进行查询。然而,不是将上下文与行动值估计联系起来,而是将上下文与递归网络内部或隐藏单元中存储的活动模式联系起来。这些模式很重要,因为通过元深度强化学习,总结了智能体从与单个任务的交互中学到的模式。在情景元深度强化学习中,当智能体遇到与过去遇到的情况相似的情况时,它将恢复先前遇到的内部设置,允许先前获得的信息立即影响当前策略。实际上,场景内存允许系统识别以前遇到的任务,检索存储的解决方案加以应用。

通过模拟工作和导航任务,显示出情景元深度强化学习,学会了强烈的归纳偏置假设,使其能够快速解决新任务。更重要的是,当遇到一个以前遇到的任务时,情景元深度强化学习会立即检索并重新测试以前发现的解决方案。当遇到新任务时,情景元深度强化学习系统受益于元深度强化学习的快速性;而在第二次及以后的遭遇中,系统又得益于情景控制所赋予的一次性学习能力。

4.结语

深度强化学习(DRL)方法的突破推动了人工智能领域令人可喜的进步。深度强化学习的6种重要的学习机制以及2项改进技术,克服了模型收敛速度慢和样本效率低下的痛点问题,使深度强化学习模式在众多的领域能够卓有成效的应用。在教育领域,深度强化学习在基于教育大数据的教学自动评估中发挥重要和不可替代的作用。

参考文献

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基金项目:①广东省教育厅2019年度普通高校特色创新类项目(2019GKTSCX152); ②广东省教育厅2018年度重点平台及科研项目特色创新项目(2018GWTSCX030);③广东省教育厅2018年度省高等职业教育教学质量与教学改革工程教育教学改革研究与实践项目(GDJG2019309);④广州涉外经济职业技术学院2020科研项目重点项目(2020KY02);5.广州涉外经济职业技术学院2020年校级质量工程重点项目(SWZL202001)。

作者简介:吴英萍(1982.10-),讲师,学士,广州涉外经济职业技术学院计算机应用与软件技术教研室专任教师。研究方向为软件技术,人工智能;

*通讯作者:耿江涛(1965.12-),教授,高级工程师,华南师范大学博士生,广州涉外经济职业技术学院教育研究院教授。研究方向为大数据应用技术,人工智能,高职教育管理与国际化。

熊晓波(1970.06-),教授,硕士,广州涉外经济职业技术学院副校长兼信息工程学院院长。研究方向为计算机科学与技术,高职教育管理。

余雪莲(1993.06-),助教,学士,广州涉外经济职业技术学院计算机应用与软件技术教研室专任教师。研究方向为软件技术,人工智能。

1.广州涉外经济职业技术学院    广东广州    510540

2. 华南师范大学    广东广州     510631

作者:吴英萍 耿江涛 熊晓波 余雪莲

化学强化技能管理论文 篇2:

强化技能训练 培养实用人才

【摘 要】强化技能训练,培养特色职业人才,是职业教育的要求。为了进一步加强技能训练,提高学生实际动手能力,慈山分院提出“五个一”技能训练方案,以能力为本,建立实践性教学体系,旨在全面提高学生的职业技能水平,突出办学特色,培养适应现代社会需要的实用型人才。

【关键词】职业教育;实践教学;技能训练

實践教学对于提高学生的综合素质,培养学生的创新精神与实践能力具有特殊作用。为了适应市场发展带来的人才需求,学校必须冲破传统教学模式的束缚,有意识地加强对学生职业能力的培养,提高职业技能水平,这也是职业院校教学基本任务之一。

一、慈山分院学生技能训练现状及分析

为了进一步了解学生对职业技能的需求,笔者通过问卷调查的方式,对慈山分院各专业、各层次的学生进行问卷调查,共发出问卷548份,收回531份,经分类汇总调查结果如下:

通过调查,我分院的绝大部分学生充分认识到了实践性教学的重要性,但有相当一部分学生认为学校对实践性教学不太重视。实际上慈山分院在组织教学过程中确实存在着重理论传授,轻实践技能训练的现象。

通过调查,目前分院学生对实践性教学项目中的点钞、手工记账、财务软件、小键盘录入等项目比较热衷,而对书法、中文录入等的兴趣度较低。通过对问卷调查的汇总分析,也充分体现了学生对职业技能训练的认可和重视。

通过调查,绝大部分同学都认为学校要有实习、实训场地,但大多数学生对分院的实训场地的条件不满意。

职业教育是以适应生产、建设、管理、服务第一线需要的高素质技术应用型人才为培养目标。这类人才除了要求掌握必备的基础理论知识外,更主要的是要具有较强的职业综合能力和解决实际问题的能力。分析调查结果,让我们认识到在对学生进行培养过程中,必须重视、强化实践能力的训练,重视职业经验和职业技能的获得;而实践教学、加强技能训练是学生在校期间获得实践能力和职业综合能力的最主要途径和手段。因此,技能训练在整个职业教育体系中占有极为重要的地位,是职业教育的主体教学。

二、 “五个一”技能训练方案的提出和主要内容

慈山分院一直以来,虽然注重学生能力的培养和训练,但在实施中是比较零散,主要由各课程或任课教师自行组织,没有形成一套比较系统的培养和训练方案。分院在认真分析和总结学生技能培养和训练的情况,经过深入的调研和探讨,提出“五个一”技能训练体系,并在今后教学中逐步推行,旨在全面提高学生的职业技能水平和综合素质。

“五个一”技能指的是要求学生“写一手好字、作一篇好文章、练一副好口才、修一门好专技、炼一身好体魄”。“五个一”是一项综合素质和技能培养训练系统,既包括专业职业技能、也包括提高个人素质的其他技能。其主要内容见表1。

表1“五个一”技能的主要内容

技能名称 技能内容

“五个一”技能 1.写一手好字 1.1 硬笔书写

1.2 阿拉伯数字书写

1.3 汉字大写数字书写

2.作一篇好文章 2.1 日常应用文写作 包含条据、一般书信、求职信、介绍信、证明、启事、海报等

2.2 事务文书写作 包含计划、总结、调查报告等

2.3 三大文体的写作 记叙文、说明文、一般的议论文

“五个一”技能 3.练一副好口才 3.1朗读与朗诵

3.2 演讲

3.3 交谈

3.4 口头汇报工作

3.5 主持小型的活动或会议

3.6 辩论

4.修一门好专技 4.1 计算机基本操作技能(全体学生) 4.1.1 计算机中英文录入

4.1.2 数字小键盘录入

4.1.3 办公软件的应用

4.2 点钞(含假钞鉴别)(全体学生)

4.3 会计职业技能(会计专业的学生) 4.3.1 传票翻打技能

4.3.2 手工记账技能

4.3.3 财务软件应用技能

4.3.4 会计分岗位基本技能

4.3.5 会计综合实务技能

4.4 市场营销职业技能(市场营销专业学生) 4.4.1 礼品包扎

4.4.2 茶艺表演

4.4.3 商品推销

4.4.4 商务礼仪

5. 炼一身好体魄 5.1 体能素质

5.2 培养健身体育兴趣,树立终身体育思想

三、转变观念,创造条件,建立良好的技能训练环境

“五个一”技能训练,不能是“口号”和“纸上谈兵”,必须要真抓实干地做下去,为此,笔者认为应做好以下的工作。

(1)全体教师要切实转变观念、统一思想、高度重视、积极参与。多年来,我们很多老师都是采用传统的职业教育的教学模式,即以传授系统的理论知识为主要教学内容,忽视了实践教学和技能训练,职业教育为社会培养应用型人才,就要求我们教师要改变旧观念,提高对实践教学重要性的认识,打破原来单纯地以传授理论知识为主的教学模式,改变教学内容和教学方法,从全面提高学生的技能水平为出发点,积极投身于改革中。

(2)要在全体学生中进行广泛的宣传和发动,让学生充分认识提高技能水平的重要性;要求全体学生全员参与,努力训练,在分院内逐渐形成积极向上、比学赶超的氛围。

(3)学生动手能力的形成必须要有相应的教学课时来保证。我们必须对理论教学和实践教学这两类课程的课时比例进行调整,理论课按“够用”原则安排课时,把更多的时间留给职业技能的训练上。我们要抓住突出分院办学特色,结合专业特点,针对不同专业、不同课程,制定不同的教学目标。单独开设实践课,并将实践性教学作为学校教学的重点,狠抓实践教学,突出职教特色,培养有特色的应用人才。

(4)为强化学生技能训练,让每一位学生都能掌握一定的专业技能,我们要制定各技能项目的实施方案,作为特色人才培养的实训方案,提出每一项技能项目的训练内容、能力目标、考核办法,以全面地组织训练和客观评价学生技能水平,并有专人负责,做到训练有计划,有步骤、有分工、有时间、有考核,保证“五个一”技能训练得以顺利进行。

(5)争取学院在人、财、物上全力支持。目前分院的实训场地不足、设备器材老化严重,学院在资金允许的情况下,要对这些实训场地、设备器材进行维修、升级和改造,可能的情况下,在分院建立实训基地。另外,在指导教师课时补贴的计算等方面上给予适应支持和倾斜。

四、多途径多方位开展各项活动,巩固和拓展学生技能水平

学生综合素质和技能水平的提高,不能单纯依靠课内教学和训练,我们还可以通过在校内组织各种形式社团活动、开展学生技能比赛和参加校外的竞赛等方式,巩固和拓展学生技能水平。

(1)充分发挥学生社团的作用,围绕提高“五个一”技能水平,成立学生社团、协会和兴趣小组等学生组织,为学生提供充分发挥自我、表现自我的平台,提高学生的综合素质。

(2)在每年的6月和12月開展全校性“技能竞赛月”活动,全面检验每一学年(学期)来各项技能训练取得的成效,总结经验和教训,表彰先进,鞭策后进,不断提高学生的技能水平。

(3)经过一段时间的训练,在校内选拔出学生“技能好手”,创造条件再进行强化训练,有选择参加各级、各类职业技能竞赛,力争取得好名次,提高学院和分院的知名度。

(4)创造条件在分院校内注册成立(或挂靠)“代理记账公司”,由会计老师牵头,逐步开展工作,承接当地企业的会计核算、记账、报税等一系列的会计工作,一方面为会计专业课老师提供到企事业、生产服务一线实践机会,积累实战经验和收集实训素材;另一方面能够带动一部分学生参与实际工作,真实了解企业会计核算全过程。另一方面,分院可以为学生提供场所和电脑等设备、家具支持,鼓励学生开“网店”(自己独立或合作),真实体验创业过程。

(5)积极与当地的企业联系,寻找校企合作机会,开辟学生校外实践基地。

“五个一”技能的培养和强化训练,是慈山分院提高学生综合素质的实践性教学体系,是特色办学的体现,也是分院走“内涵式”发展道路的途径之一,是一项长期而艰巨的工作,我们要充分认识加强技能实践教学的重要性,规范实践性教学环节的管理,也要让学生要充分认识实践性教学的内涵,认真完成各项实践任务,切实提高实践能力。笔者相信通过对学生“五个一”的技能的强化训练,会在一定程度上提高学生的职业技能水平和综合素质,真正培养出的社会所需求的技能型、应用型人才,才能真正彰显出分院的办学特色,为分院的生存和可持续发展奠定良好的基础。

作者:梁松刚

化学强化技能管理论文 篇3:

高职食品分析实验教学改革与实践

摘要:在高职食品分析实验教学中,我校通过调整实验教学内容、适应学科发展和企业的实际需要,强化技能训练,加强实验室管理,建立高素质的实验指导教师队伍,改革考核方式,建立完善的技能考核体系等途径,使学生的整体素质和综合技能得到了全面培养和提高,取得了较好的改革效果。

关键词:高职;食品分析;实验教学;教学改革

《食品分析》是高职院校食品专业一门必修的专业基础课程,其实践性和应用性极强。近年来,食品安全事故频出,食品在生产、加工、销售过程中存在的种种问题和隐患越来越严重地暴露出来,“瘦肉精”、“红心鸭蛋”、“空壳奶粉”、“三聚氰胺”等事件不仅给我国食品行业造成了重大损失,而且严重地威胁到人们的生命财产安全,食品安全问题越来越受到全社会的普遍关注。这就对高职院校的食品分析教学提出了更高的要求。作为一门实践性很强的学科,食品分析实验课教学对整体教学质量起着举足轻重的作用。传统的食品分析实验教学多采用教师详细讲授、实验员准备实验,实验内容以验证实验为主的模式,实验教学的内容和方法不利于学生对知识整体性和系统化的把握,不能发挥学生的主动性和创造性,忽视了学生能力和素质的培养。因此,在食品分析实验教学中,我院通过调整实验教学内容、适应学科发展和企业的实际需要强化技能训练,加强实验室管理,建立高素质的实验指导教师队伍,改革考核方式,建立完善的技能考核体系等途径,对食品分析实验课程改革做了一些有益的尝试和探索,取得了一定的成效。

调整实验教学内容,适应学科发展和企业的实际需要

食品分析是一门技术性、操作性和科学性都很强的专业课,对理化分析和生物技术的发展具有较强的依赖性。现代检测技术和手段日新月异,食品分析技术迅速发展,但是我院所用的教材和相应的国家检测标准都具有一定的滞后性。因此,在实验教学中除了介绍常规的分析方法外,应尽可能把前沿知识及发展趋势介绍给学生。如对食品中重金属的检验方法,常用的是比色法和原子吸收分光光度法,而示波极谱法、等离子体发射光谱法、原子荧光光谱法现已被广泛应用,因此,应及时补充新方法、新技术,以扩展学生的视野。

食品分析项目繁多,在有限的课程时间内,学生不可能学到所有的内容。因此,必须精选实验内容,合理安排实验。在教学中,我们要求学生熟练掌握食品行业普遍开展的检验项目,如水分、灰分、酸度、粗蛋白、粗脂肪、还原糖、淀粉、维生素、常用食品添加剂的测定等。我们还根据需要及时改进教学内容,充实新教学内容,如增加了食品安全方面的检测项目,且重点介绍国家标准分析方法,突出分析方法的理论解释、适用范围及特点、方法间的比较与选择、应用中的注意事项等,使学生能充分理解并能有所选择地应用。根据高职高专培养面向基层、面向企业、具有较强综合能力和较高专业素质的生产一线技术应用型人才的要求,食品分析专业学生将来的就业领域主要是生产第一线的质量检测岗位,为适应企业生产的实际需要,我们在教学内容中增设一些当前食品安全检测的热点项目,如孔雀石绿、盐酸克伦特罗、三聚氰胺的测定等。这样,在实验安排中既注重基本技能的操作训练,又增设实际应用广泛、更加贴合生产实际的实验内容。通过调整实验教学内容,使食品分析实验教学内容更具有完整性、系统性及实用性,更符合培养学生技能的要求。

通过多种途径,强化技能训练

加强教学管理在实验教学中,要加强对学生的管理,促使学生主动完成各项教学内容。确定实验项目后,要求学生充分了解实验原理、实验步骤、实验用仪器性能等。教师明确具体要求和注意事项,然后开展实验。近年由于学校连续扩招,学生人数激增,场地和仪器资源有限,不能实现人手一套仪器设备,因此在实验分组、仪器调配、器材分配、试剂发放等方面存在的问题需要教师协调解决。还有些问题如实验中常常出现“能者多劳”的现象,有的学生在完成自己任务的基础上还为同学代劳,这种做法极不利于学生成长,也不符合设计性实验的初衷,需要教师做好指导与监督。实验报告的质量是检验实验课教学质量的重要依据,实验结束后,我们要求学生独立写出规范的实验报告,强调用自己的语言描述结果和作出分析,并注明关键词,做到实事求是、数据可靠、格式规范、分析得当、结论正确。对于未能取得预期效果的学生,则引导他们认真分析失败原因,并自己提出改进方案,鼓励他们利用业余时间重新进行实验。这既增强了学生对实验课的重视程度,又培养了学生观察思考、分析综合和解决问题的能力。

开放实验室,让学生参与实验准备工作食品分析实验的特点是准备工作多,每次实验前均有大量的器皿洗涤、试剂干燥、溶液配置等工作。这些准备工作由学生自己做,往往受到学时的限制,而完全由教师包办代替,又会使学生缺乏这方面的锻炼,在日后的独立工作中遇到困难。同时,在食品分析学习中,需要训练的基本操作技能很多,仅靠课前预习和课堂训练,学生往往难以熟练掌握。而通过开放实验室,改学生课前预习为参与实验准备工作,使学生对整个实验过程、实验原理有了更明确、更完整的认识,对实验内容也有更全面的掌握。通过准备实验,学生掌握了试剂的配制,对一些化学试剂、药品的性能有了进一步的了解,学会了安装调试实验所用仪器设备并能做一些基本的维修处理。为此,我们为学生创造了良好的实验条件,在教师指导下,由学生自己准备实验。这样,既解决了教师不足的问题,又增加了学生动手操作的机会,有利于系统掌握食品分析的实验方法和技能,提高学生分析问题和解决问题的能力。

开设设计性实验,模拟企业强化训练传统的实验课教学以验证性实验为主,只强调基本实验技能的培养,忽视了学生在教学中主观能动性的发挥,实验过程只是单纯的重复,学生的创造力和想象力无从发挥。所以,减少验证性实验,增加实验课程中设计性、综合性实验比例,是调整实验教学内容的有效措施。这既能保证实验教学内容的整体性和系统化,又能培养学生的逻辑思维能力和创新能力。在完成单元实验教学后,我们增设大型实验训练,培养学生自己动手准备实验的能力,一改过去实习只是简单、机械重复单元实验内容的做法,利用单元实验的原理和操作技术,达到前后连贯、融会贯通的目的,以培养学生分析和解决问题的能力。适应现阶段教学改革的需要,我们开设了肉制品质量分析、乳制品质量分析、软饮料质量分析3个设计性、综合性大实验。模拟企业化分析过程,4~6人一组,从原料选择、产品分析项目设计、分析检验到产品品质评价,根据国家检验标准,由学生自己提出实验方案(包括感官检验、理化检验、微生物检验等产品品质评定项目及方法等),实验方案经教师审定修改后实施。根据产品品质评定结果,对实验过程进行分析讨论,总结操作要点,找出存在的问题,提出改进意见。通过参与这种企业模拟强化训练,学生不仅经历了单独检验过程,了解了企业工作的规律、程序,亲身体会到了工作的乐趣及成就感,增强了做实验的兴趣,充分发挥了的主动性和创造性,同时也提高了职业素养,培养了实事求是的工作作风,为以后的工作打下了扎实的基础。

加强食品技能鉴定考试指导,培养综合型人才为了适应社会对综合型人才的需求,我们积极组织学生培训,报名参加食品检验工、乳品检验工职业技能鉴定的考试,使他们在学校及时学习、掌握与所学专业相关的技术,提前了解和掌握专业知识在食品生产中的技能要求,提前积累“工作”经验,以便更快地缩短就业适应期。实践证明,持有食品检验工职业资格鉴定证书的学生在求职中更受青睐,在工作过程中会得到更多好评。

加强实验室管理,建立高素质的实验指导教师队伍

规范实验室制度实验室的规章制度是实验室内工作人员和学生的行为准则,是实验工作达到预期目的的保证。建立和健全一套切实可行的规章制度,成为了实验室工作的良好保障。食品分析实验课,学生人数众多,教学任务繁重,教学的组织管理尤为重要。在新学期伊始,我们编制实验教学进度表,落实到每个人、每堂课,注明各项内容:实验目的和任务、实验类型、实验教材、实验时数、实验时间、实验专业班级、实验人数、分组人数、实验注意事项等,并制作教学信息反馈表,由学生填写,利于我们及时了解学生需求、解决存在问题、改进实验水平。

落实人员责任,开展教学评估建立一套行之有效的评估方式,可以起到良好的督导作用,我们将工作做到责任到人,分工明确,要求教师备课充分,准备到位,态度严谨,责任心强,并且以各种形式来监督落实,如观摩教学、教师互评、学生评价等,将工作做到实处。

提高教师自身素质要强化实践性教学,增强实践性教学的效果,提高毕业生的技术素质,培养出合格的高层次技术人才,必须要提高教师的素质。特别是对专业课教师而言,要有坚实的理论基础,同样要有过硬的实践操作技能。我们教研室通过安排青年教师到对口的生产企业和检测单位实践锻炼,组织说课、技能比武大赛等多种形式提高青年教师的动手操作技能,充实提高自己,从而更好地服务于学生。

改革考核方式,建立完善的技能考核体系

以前单一的实验考核体系已不能适应高职教育培养技术型人才的目标要求,必须重新建立完善的实验技能考核体系。根据高职人才培养目标,教研室的所有教师都认真执行实验教学大纲的具体要求,结合企业用人要求信息,重点提高对学生专业技能及专业素质的要求,对畜产品加工的实验考核内容、形式进行了改革,建立了较为完善的实验技能考核体系。考核的评分标准是实验技能考核的核心内容,要加强实验技能的培养,就必须从根本上改革实验课的评分标准。为了切实做好实验评分,我们制定了实验指导规范,使每个实验的操作要点规范化。实验考核方式分为实验操作考试、实验理论考试、实验报告等。考核总成绩由平时成绩(70分)和企业模拟强化大实验考核成绩(30分)两部分组成。平时考核包括以下内容:(1)实验预习(10分),要求教师对学生每次准备实验情况及结果做好详细记录;(2)实验操作技能(40分),在实验过程中,要求学生独立完成每一项操作,对每个人的操作情况及实验结果现场打分,真实地记录学生的操作成绩。(3)实验报告(20分),对实验报告认真、及时地批改,如实地记录成绩。实验考核方式确定之后,还需要制定并逐步完善具体而有效的考核计分方法与标准,使其既能体现出学生的实际能力和水平,又能成为培养学生严谨科学态度、实事求是工作作风的手段。每次实验中,都尽可能为学生提供更多的独立操作机会,对每位学生的实际操作情况、实验态度、实验结果等均予记分。

实验教学改革的效果

通过以上实验教学多个环节的改革,使学生受到了比较系统的训练,培养了学生扎实的工作作风,提高了学生的实验技能,调动了学生实验的积极性,保证了实验教学质量,特别是实验教学采用企业模拟强化训练,对提高学生整体素质和综合能力起到了积极的作用。但改革过程中也出现了一些新的问题,如开放性实验持续的时间较长,情况也比较复杂,在实施过程中对教师、学生、教学管理、仪器设备、实验室等提出了更高的要求,还有待于进一步完善。

随着高职教育的不断发展,深化教学改革,提高教学质量,培养技能型人才是一项长期艰巨的任务,只有不懈努力,不断探索,把注重学生能力的培养作为实验教学的重要任务,才能把实验教学搞得更好,为国家培养出更多的实用人才,为科教兴国作出应有的贡献。

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作者简介:

俞益芹(1974—),女,江苏泰州人,江苏畜牧兽医职业技术学院食品科技系实验师,研究方向为食品分析与检测。

(本栏责任编辑:谢良才)

作者:俞益芹 刘 靖

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