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普通高校建环专业实践环节改革探索——以合肥工业大学为例

2014-03-31王立平张爱凤刘向华赵卫平

关键词:环节工程实验

王立平, 张爱凤, 刘向华, 赵卫平

(合肥工业大学 土木与水利工程学院,合肥 230009)

实践教学是高等教育教学体系的重要组成部分,是激发学生创新能力的有效形式,是培养学生创新精神和实践能力的重要途径。实践教学最根本的目的就是帮助学生将书本知识运用于生产实践,完成从书本到实际、从理论到实践的飞跃。它对全面实现教育目的,促进教育与生产劳动相结合,具有重要的理论意义和实际意义[1]。

普通高校建筑环境与能源应用工程专业(原建筑环境与设备工程专业,以下简称建环专业)研究并创造满足人类生产和生活所要求的各种人工环境,是一门工程应用性较强的专业。在实践教学环节中,各校都进行了一些探索与改革。钱付平等从改革实践教学环节、加强师资队伍建设、改革和完善人才培养模式等几个方面提出实践教学环节的改革和创新方法[2]。付祥钊等从素质教育的视角,就实践教学的效果,对建环专业的应届毕业生进行了调查和分析,同时,探讨了应届本科生考研对实践教学的影响[3]。王海霞等对认识实习面临的问题和困难进行了分析,并提出解决办法[4]。韩宇涛等结合建筑教育改革,针对建环专业生产实习所存在的问题,提出相应的改革措施[5]。张虎等从实验教学角度出发,提出对建环专业的实验教学体系进行重新构建的思路,并对实施过程中可能出现的问题进行了探讨[6]。

合肥工业大学自从2002年招收第一届建环专业本科生开始,就本着培养“具有‘工程基础厚、工作作风实、创业能力强’特色的工程应用型、创新型的高级专门人才”的宗旨来完善专业教学和培养学生。专业学制4年,最低毕业学分190学分,包括形势与政策2学分,理论课程147学分;集中安排实践教学环节学时共39周,计43学分,其中与专业课程内容相关的集中实践教学环节涉及学时共34周,计34学分。包括工程训练C(2周)、专业社会实践(3周)、认识实习(1周)、生产实习(2周)和毕业实习(2周)五个部分的工程实践性环节,冷源与空调课程设计、热源与供热课程设计(6周)、燃气供应课程设计(1周)、建筑给排水课程设计(2周)、建筑电气课程设计(2周)和毕业设计(13周)共计6个设计环节,学术专题与讲座(1周)。其他课内实验,包括工程热力学、传热学、建筑环境测量、冷热源、暖通空调、流体输配管网等均为分散安排。

经过多年的发展和探索,建环专业伴随着高等教育的改革取得了长足的进步,但就实践教学而言仍存在着诸多问题,成为教学和专业发展中的软肋。因此,必须认真分析实践教学环节中存在的问题,积极探索相应的改革举措。

一、实践教学环节中存在的问题

1.教育观念的影响

工科的显著特点在于其有很强的工程性、技术性、实践性,工科专业忽视实践教学较之其他专业而言其后果更为严重。现今社会,人们普遍反映工科大学毕业生动手能力不强、实践能力较差,说明了工科专业的实践教学的确存在着较大问题[7]。

合肥工业大学也同样存在这一问题,从课程安排到教学过程以及学生参与等各个环节都存在对实践教学的轻视现象,实践环节多半成为理论教学的辅助功能,而其本身的重要作用未曾得到发挥。

2.实践条件缺乏

实践活动场所包括校内和校外两个部分,校内主要包括工程实践基地和专业实验室,校外则是各个工业企业、建设工地等社会实体。校内实践基地是面向全体在校学生而设置的,针对性不足,而本专业历年获得的资金和政策支持有限,实验室仅能满足基本的教学需要,无力进行其他实践条件的建设;校外企业和建设工地由于生产安全、劳动质量、劳动效率等原因不愿意向学生开放实践,甚至拒绝接待学生实习。其结果是校内实践条件不足、校外实习只能走马观花,学生得不到相应的专业技能训练。

3.实践教学的被动参与

建环专业很多课程都有相应实验内容,实验内容以验证和演示为主,是对已有的理论、成果或现象的重复。学生一直处于“被动参与”的状态,按照实验大纲或实验指导书中规定的实验步骤和数据处理方法,被动地进行实验学习。这种模式极大地束缚了学生的手脚,窒息了学生的创新能力。其结果是学生对实验环节的不重视,相当一部分同学是“做实验的时候来看看,回去之后报告抄一抄”。

对于各种实习和专业社会实践中也存在类似的现象。以专业社会实践为例,在实践过程中,绝大部分学生不能主动去思考系统原理、测试方案、操作方法、调查问卷以及数据处理等方面的问题,只能被动地听从指导教师的安排或者跟随其他同学的节奏,实践各个环节的参与度都较低,参与热情不高,出现个别学生消极面对、敷衍了事,甚至伪造数据的现象。

4.实践教学的政策支持缺乏

实践教学在工科教育中占有重要地位,但是目前仍缺乏足够的政策支持,在实践教学管理方法、实践基地建设、实践教学工作量认定等方面存在较多的问题。

实践教学管理模式仍然主要按照理论课程的模式管理,严格规定课程时间、课程内容、教学方式等,忽略了实践教学本身的特点和课程内容之间的联系,教学内容各自独立,课程之间壁垒森严。一方面,相关课程的内容、方法重复,造成人、财、物等教学资源的浪费;另一方面,学生在大学本科教育期间不能形成完整、系统的实践教学体系,造成了实践教学环节的脱节。

实践环节的工作量的认定仍然严格按照教学计划规定的学时数计算,严重挫伤了教师和实验技术人员的积极性,影响了实践教学的效果。以某课程实验为例,课程总学时32,其中实验4学时,安排3个实验,实验学时相对紧张。仅以目前45人左右的班级为例,按照5-6人为一个小组,全部完成实验需要大约2个工作日,实验指导教师的时间投入和工作量认定之间存在较大差异,如班级和学生数量增加,则差异更加显著。

二、建环专业实践环节改革探索

1.实践环节的再认识

实践-认识-再实践-再认识是人们认识事物的规律。要遵循这一规律,就必须在高校教学中加强实践环节,以培养学生的创新意识和创新能力[8]。早在2001年,教育部《关于加强高等学校本科教学工作提高教学质量的若干意见》(教高[2001]4号)就明确了实践教学是本科教学工作的重要环节。目前,“实践才是工程专业的根本”更已经成为国际高等工程教育界的共识。

在进行实践教学改革中,首先要明确实践教学的重要地位,确立工科专业中“实践教学与理论教学同等重要”的理念。对此,必须自上而下改变轻视实践教学的观念,强化实践教学的地位。在搞好理论教学的同时,重视和加强实践性教学环节。尤其现阶段,我国的高等教育正在从精英式教育转向大众化教育,在教学过程中更应加强实践教学环节,这是建环专业实践教学改革的指导思想,也是建环专业发展的动力源泉。

2.实践教学方法的调整

实践教学是在一定理论指导下,通过引导学习者的实践活动,从而传承实践知识,形成技能,发展实践能力,提高综合素质的教学活动。实践教学与理论教学既密切联系,又有相对独立性[9]。从整体上看,实践教学必须完成向学生培养方案的映射,亦即培养方案层次上的改革;从局部上看,必须完成向各个教学环节的映射。因此,需要对实践教学的教学方法进行调整,改变传统的实践教学管理模式以更好地适应人才培养需要。

(1)灵活调整教学时间 传统的教学安排中,实践环节的安排和其他理论课程一样限定在学期中的某个时间节点内,在课程表中的体现就是某几位教师在某个时间段负责某个专业班级或某个专业年级的某个实习或某个设计。但这种传统的教学安排对于工科专业,尤其是建环专业的各种实习和专业实践并不适应,在限定的时间内不一定有适合的实习场所。因此,完全可以根据专业理论课程需要和有关建设工地的生产进度进行实践教学,尤其是实习教学的灵活安排,让指导教师拥有一定的自主权,能够灵活安排教学时间,尤其是涉及生产过程的实践教学环节。

(2)分层次教学安排 在满足教学大纲要求的前提下,应根据学生的理论基础、能力水平和自主参与的积极程度不同等对其进行分层次指导:

首先,最基础的层次是满足教学大纲的要求,全体学生都必须达到或完成,如课程实验中安排的演示或验证性实验。

其次,在此基础上,对于综合能力较强并且有自主参与意愿的同学提出较高要求,进行一些综合性的、灵活设置的实验课题,课题由教师指定或学生自主设计。如在《建筑环境测量》课程中,实验内容之一的热电偶标定实验和室内气象参数测定实验可以通过综合和扩展进行“特定建筑空间建筑环境的测定”,其中的测试仪器可以由学生自主制作热电偶或采用成品热电偶标定之后作为测温传感器,在完成实验要求的同时,扩展学生的综合能力和分析能力。

最后一个层次是针对探索精神较强和创新能力较高的同学,引导他们参与到教师的科研活动中,学生事先要了解导师所做的课题,同时自己要大量查阅文献资料,自己确定一个与课题相关的实验方案。

(3)学生自主规划和亲身参与 在实践教学活动中,学生是学习的主体。教师和实践场所只是外因,真正起作用的还是学生的内因,也即学生积极主动学习的一种良好精神状态[10]。针对学生被动参与的现状,转变实践教学方式,构建以学生为主体,以实践内容为主线的教学模式。由学生自主进行规划、亲身参与,教师不再以主导者,而是以辅助指导的身份出现,通过学生的反馈信息对实践环节进行有效控制,最终完成教学任务。

基于上述分层次教学思想,由高层次同学为主构建实践活动小组或实验小组,自主进行实践环节的学习,提高学生的自主学习能力和组织合作能力。如专业社会实践活动中,教师确定实践活动主题,将实践的环节具体化,包括系统原理、测试方案、操作方法、调查问卷以及数据处理等全部由学生自主完成,教师仅在各个环节进行错误纠正和细节指导。

(4)加强大学生创新实践引导 大学生创新实践项目活动,目的在于引导学生参与工程实践和科研训练中去,让学生有目的、有计划地参与到工程实践和科研活动中,使学生对专业前沿的新技术和新方法有更多的了解,初步熟悉和了解工程实践和科研活动,激发学生的创新思维和想象能力。

3.充分利用各种资源,服务实践教学

建环专业课程内容设计范围广,与日常应用联系紧密,因此可以充分利用校内外各种设备系统为实践教学服务。如在认识实习阶段,学校内的礼堂、图书馆等大空间建筑的空调系统、新建建筑的地源热泵系统、学校生活区的锅炉房/换热站、地下停车场的通风系统、建筑内的给排水系统等等都可以作为学生实习和学习的素材。在校外,加强与设备生产厂家和建设单位的联系,如合肥地区的美的、格力等空调生产厂家,积极构建校外实践基地,服务于实践教学。

对于实验室的建设,打破课程之间壁垒,构建完整的、系统化的、综合性的实验中心,按学科的总体要求对专业实验课程体系进行整合,单独设立实验课;改革旧的验证性实验,将科研成果及时引入实验教学,增设综合设计性有创新意义的实验项目,编写新的实验教学大纲;组织教师和实验技术人员按新设计的实验项目的要求,购置设备和准备实验材料。

三、结束语

随着社会的发展和人民生活水平的提高,建环专业的市场需求会逐渐增大,社会需求对人才培养中的实践教学环节提出了更高的要求。因此,教学改革应从社会需求出发,强化实践环节和专业能力培养,不断改革和强化实践性教学环节将是专业建设的重要任务。

将实践教学提升到与理论教学相应的高度,让二者紧密结合起来,以理论教学为基础,以实践教学为载体,以相对稳定的实践基地为依托,建立长效的保障机制,对学生所学知识和能力进行综合的训练和测试,切实提高学生的社会实践能力和实际操作能力,提高学生观察、思考、分析与解决问题的能力,为社会培养更多的创新型和应用型高级专门人才。

[1]吴林根.大众化高等教育背景下大学实践教学体系的构建[J].高教论坛,2004,(6):102-104.

[2]钱付平,陈 光,黄志甲.建环专业教育评估与实践教学环节的改革创新[J].高等建筑教育,2009,(5):122-125.

[3]付祥钊,邓晓梅,孙婵娟.建筑环境与设备工程专业实践教学效果调查与分析[J].高等建筑教育,2009,(1):16-21.

[4]王海霞,王 军,毕文峰.建筑环境与设备工程专业认识实习中的问题与对策[J].中国科技创新导刊,2008,(4):46-47.

[5]韩宇涛,胥海伦,邹国荣.建筑环境与设备工程专业生产实习的探讨[J].湖北教育学院学报,2005,(5):80-81.

[6]张 虎,鲁祥友,方 武.建筑环境与设备工程专业实验教学体系探讨[J].中国电力教育,2010,(21):120-121.

[7]张智钧.工科专业实践教学的问题分析与改革探讨[J].中国高教研究,2005,(6):81-82.

[8]黄继英.国外大学的实践教学及其启示[J].清华大学教育研究,2006,(4):95-98.

[9]张英彦.论实践教学的理论基础[J].教育科学,2006,(6):34-36.

[10]洪源渤,衣晓青.论高等工程教育中的实践教学最优化[J].高等工程教育研究,2005,(3):5-8.

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