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深化專業(yè)課教學(xué)改革使學(xué)生真正掌握專業(yè)技能———材料科學(xué)與工程學(xué)院“焊接結(jié)構(gòu)”專業(yè)課改革工作紀(jì)實(shí)



圖為王青峰老師(右一)正在指導(dǎo)學(xué)生做焊接結(jié)構(gòu)鋼的熱膨脹參數(shù)測(cè)試實(shí)驗(yàn)。 韓勝男 攝


  “真正動(dòng)手實(shí)踐才發(fā)現(xiàn),原來(lái)我們差的這么多,真得感謝這門專業(yè)課,讓我重新站在了地上,認(rèn)識(shí)到了自己的不足,鍛煉了能力?!弊鳛閷I(yè)課改革的第一批參與者和受益者,材料科學(xué)與工程學(xué)院08級(jí)金屬專業(yè)的郭劍同學(xué)的這句話,說(shuō)出了很多同學(xué)對(duì)專業(yè)課改革的真實(shí)感受。
  專業(yè)課教學(xué)是使學(xué)生掌握專業(yè)知識(shí)、提高分析和解決專業(yè)問題能力的關(guān)鍵環(huán)節(jié),也是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力的重要階段。任課教師不僅要把教學(xué)內(nèi)容傳授給學(xué)生,更要注重學(xué)生實(shí)踐能力的養(yǎng)成與提高。自2011年秋季學(xué)期開始,學(xué)校要求各個(gè)學(xué)院對(duì)每個(gè)專業(yè)選取不少于2門專業(yè)課(授課學(xué)時(shí)不變)進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法改革,打破“以教師為中心”、“以講授知識(shí)為主”的傳統(tǒng)教學(xué)模式,轉(zhuǎn)變教師教學(xué)觀念,在授課中引入討論式、案例式等教學(xué)方法,重新構(gòu)建新的教學(xué)授課體系,引入新知識(shí),改革落后的授課方式。教學(xué)中提倡師生互動(dòng),學(xué)生“樂思、樂學(xué)”,邊做邊學(xué),讓課堂成為學(xué)生知識(shí)學(xué)習(xí)、能力培養(yǎng)的主渠道,進(jìn)而激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造潛能,提高學(xué)生的實(shí)踐能力,全面提高專業(yè)課教學(xué)效率和質(zhì)量。
  材料科學(xué)與工程學(xué)院結(jié)合自身實(shí)際,認(rèn)真制定實(shí)施了各種政策措施,確保了專業(yè)課教學(xué)改革的順利實(shí)行。學(xué)院提倡并鼓勵(lì)每位專業(yè)教師以提高專業(yè)人才質(zhì)量為目標(biāo),積極投身專業(yè)課教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法改革。原則上要求各專業(yè)每門專業(yè)課都要參加此次專業(yè)課教學(xué)改革。經(jīng)過(guò)層層選拔和比對(duì),學(xué)院選取了王青峰教授主講的 “焊接結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)”作為試點(diǎn)專業(yè)課之一。王老師有著扎實(shí)的學(xué)術(shù)功底,更為可貴的是早期曾在企業(yè)就職,了解現(xiàn)代化工廠最需要的人才類型,這樣對(duì)于學(xué)生的培養(yǎng),有著非常明確的目的性和方向性。以王青峰老師為帶頭人的六名教師專門成立了六人小組,負(fù)責(zé)課改方案設(shè)計(jì)與實(shí)施、課改方案設(shè)計(jì)指導(dǎo)與工作協(xié)調(diào)、“焊接結(jié)構(gòu)數(shù)值模擬”教學(xué)與實(shí)驗(yàn)、“工形橋梁結(jié)構(gòu)焊接工藝評(píng)定”案例教學(xué)與實(shí)驗(yàn)等工作。應(yīng)記者的要求,王老師介紹了自己開展教學(xué)改革的經(jīng)驗(yàn)與體會(huì)。調(diào)整教學(xué)內(nèi)容,教學(xué)與科研并行教改計(jì)劃執(zhí)行小組通過(guò)實(shí)地調(diào)研發(fā)現(xiàn),傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容中存在諸多弊端:教學(xué)內(nèi)容重復(fù),對(duì)實(shí)際構(gòu)件講解內(nèi)容簡(jiǎn)化不當(dāng),某些重點(diǎn)內(nèi)容只做概念性介紹、缺乏實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)實(shí)例,教學(xué)內(nèi)容與國(guó)際不接軌,教學(xué)內(nèi)容搭配不合理,舉例過(guò)于簡(jiǎn)單、缺少實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)等等。新課改針對(duì)這些問題,在保持原有框架不變的基礎(chǔ)上對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了調(diào)整:努力做到加強(qiáng)重點(diǎn)基礎(chǔ)、注重能力鍛煉、使教學(xué)與科研相結(jié)合、專業(yè)課教學(xué)與工程師培訓(xùn)相結(jié)合。在新課改中,教師根據(jù)教學(xué)實(shí)際需要,省略了重復(fù)內(nèi)容,增加了有關(guān)方法、實(shí)物操作的內(nèi)容,這樣既避免了重復(fù)學(xué)習(xí)浪費(fèi)精力,又拓寬了學(xué)生的視野;老師們盡自己最大能力調(diào)整教學(xué)內(nèi)容與國(guó)際接軌,把最前沿的相關(guān)科研成果納入教學(xué)體系,這樣的舉動(dòng)無(wú)疑極大地豐富了學(xué)生的專業(yè)知識(shí),提升了學(xué)生的科研水準(zhǔn),培養(yǎng)了同學(xué)們的科研意識(shí);在平時(shí)課堂講授時(shí),老師們都盡量會(huì)用一個(gè)個(gè)翔實(shí)具體的生產(chǎn)、生活實(shí)例代替簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單一句話式的簡(jiǎn)例,使教學(xué)形象生動(dòng),更富有教育意義,易于接受;新課改圍繞重點(diǎn)基礎(chǔ)內(nèi)容,精心為同學(xué)們?cè)O(shè)置了實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容環(huán)節(jié),讓同學(xué)們切身實(shí)地體驗(yàn)學(xué)到手的“一技之長(zhǎng)”。這種實(shí)踐教學(xué)最大的益處在于:在體驗(yàn)中深化理論,在實(shí)踐中內(nèi)化知識(shí)??梢哉f(shuō)是事半功倍,得到了廣大同學(xué)的一致?lián)碜o(hù)。改革教學(xué)方法,形式與內(nèi)容并重教改組針對(duì)教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)和專業(yè)能力培養(yǎng)內(nèi)容,特別研究、制訂實(shí)施了新穎獨(dú)特的模擬式、項(xiàng)目式、案例式等形式多樣的教學(xué)方法,讓教學(xué)變得更加深入淺出,具有可操作性。在“組織模擬式”教學(xué)環(huán)境下,教師需要帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行分析和描述實(shí)際問題,構(gòu)建物理模型,精選模擬工具,講授模擬方法,建立數(shù)值模型,演示模擬結(jié)果(電教),分析現(xiàn)象和過(guò)程的內(nèi)在本質(zhì),分析模擬的準(zhǔn)確性和合理性等,通過(guò)這一系列的教授,讓學(xué)生真正掌握構(gòu)建模型的本領(lǐng),加深了學(xué)生對(duì)重點(diǎn)基礎(chǔ)知識(shí)的理解;而在“項(xiàng)目式教學(xué)”中,很多項(xiàng)目來(lái)源于主講老師負(fù)責(zé)的企業(yè)合作項(xiàng)目,或者是主講老師的在研或結(jié)題項(xiàng)目,主講老師需要精心選擇覆蓋多個(gè)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)和能力點(diǎn)、規(guī)模大小合適的項(xiàng)目,合理安排教學(xué)順序,使學(xué)生明確項(xiàng)目背景、目的和任務(wù),指導(dǎo)學(xué)生制訂方案,介紹實(shí)施效果,總結(jié)知識(shí)點(diǎn)的應(yīng)用等,幫助學(xué)生逐步建立科研意識(shí),提升科研水平,培養(yǎng)學(xué)生的科研能力、工程能力和對(duì)專業(yè)知識(shí)的綜合應(yīng)用能力,使同學(xué)們深層次地接觸專業(yè)知識(shí),更對(duì)本專業(yè)的發(fā)展前景和應(yīng)用領(lǐng)域有了比較充分的了解;發(fā)展較早的“案例式”教學(xué)更是得到了廣泛的提升,老師同樣需要精選出與教學(xué)內(nèi)容密切相關(guān)、規(guī)模大小合適的案例,也可以是文獻(xiàn)介紹的工程或研究實(shí)例的案例,諸如“工形梁”焊接變形的預(yù)防及矯正、IIW關(guān)于焊縫標(biāo)注與識(shí)別的實(shí)例、焊接結(jié)構(gòu)抗脆斷的正確選材方法及典型案例、“工形梁”式橋梁結(jié)構(gòu)分析與焊接工藝編制、LNG儲(chǔ)罐結(jié)構(gòu)分析與焊接工藝編制、大眾A系列轎車車身結(jié)構(gòu)分析與激光焊接工藝編制等十余種典型案例。在課內(nèi)指導(dǎo)學(xué)生如何制訂方案,介紹或預(yù)測(cè)方案實(shí)施后的效果,總結(jié)知識(shí)點(diǎn)的應(yīng)用等。這種教學(xué)方法大大加強(qiáng)了學(xué)生對(duì)焊接結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)、變形預(yù)防與應(yīng)力調(diào)整、焊接工藝評(píng)定與編制、各種焊縫標(biāo)注與識(shí)別等相關(guān)工程能力的培養(yǎng)。
  增加實(shí)踐教學(xué),理論與操作并舉傳統(tǒng)的教學(xué)方法總是注重理論而忽視實(shí)踐,這樣培養(yǎng)出來(lái)的學(xué)生理論扎實(shí),但結(jié)合實(shí)踐的能力不強(qiáng),沒能做到知識(shí)的活學(xué)活用。有鑒于此,課題組在教學(xué)改革中著重增加了實(shí)踐教學(xué)的環(huán)節(jié)。在焊接接頭溫度、殘余應(yīng)力、殘余變形場(chǎng)的數(shù)值模擬計(jì)算的試驗(yàn)中,老師首先用PPT生動(dòng)形象地講解模擬步驟和軟件使用方法要點(diǎn),提前準(zhǔn)備好計(jì)算案例,在課堂上演示案例計(jì)算并得出結(jié)果,進(jìn)而組織學(xué)生根據(jù)模擬計(jì)算結(jié)果,整理和分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),讓學(xué)生根據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù),結(jié)合知識(shí)點(diǎn),分析和總結(jié)內(nèi)在規(guī)律,以此解決學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)模擬軟件陌生、學(xué)習(xí)和掌握周期長(zhǎng)的問題。而在進(jìn)行綜合性實(shí)驗(yàn)時(shí),由于綜合性試驗(yàn)內(nèi)容環(huán)節(jié)多、周期長(zhǎng),往屆的同學(xué)們普遍反映難以掌握、消化和理解。主講老師根據(jù)這一情況在講解實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、步驟、要求和實(shí)驗(yàn)前期準(zhǔn)備之后,組織學(xué)生分組進(jìn)行測(cè)量或測(cè)試,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)整理和分析,根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),結(jié)合知識(shí)點(diǎn),分析和總結(jié)內(nèi)在規(guī)律。這樣在實(shí)驗(yàn)中做到了減少中間環(huán)節(jié),縮短試驗(yàn)周期,濃縮實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,為提高學(xué)生實(shí)際動(dòng)手操作能力提供了有力保障。
  及時(shí)總結(jié)經(jīng)驗(yàn),繼承與創(chuàng)新并進(jìn)第一階段的教學(xué)改革初步完成,取得了一些成績(jī),但也暴露了一些問題。主要表現(xiàn)在有些學(xué)生不適應(yīng)這樣的教學(xué)模式,動(dòng)手能力跟不上思維能力等。我們?cè)谙乱浑A段的教學(xué)中需要進(jìn)一步調(diào)動(dòng)學(xué)生參與積極性,讓學(xué)生更加主動(dòng)積極的參與教學(xué)改革,在體驗(yàn)式學(xué)習(xí)中進(jìn)一步提升科研能力與實(shí)踐能力。王老師最后談到,授課教師和課題組會(huì)結(jié)合專業(yè)相關(guān)新技術(shù)的發(fā)展,進(jìn)一步調(diào)整教學(xué)內(nèi)容,完善模擬式和案例式教學(xué)方案,加強(qiáng)教與學(xué)的互動(dòng),結(jié)合本課題組的科研情況,擴(kuò)大應(yīng)用項(xiàng)目式教學(xué)法。課題組和各位教師有信心、有能力完善實(shí)踐教學(xué),開拓出一條工程教育的新道路,為國(guó)家培養(yǎng)出更多的擁有扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)、豐富的實(shí)踐能力和敏銳的創(chuàng)新能力的現(xiàn)代型科技人才。