緒論:寫作既是個人情感的抒發,也是對學術真理的探索,歡迎閱讀由發表云整理的11篇采礦工程畢業論文范文,希望它們能為您的寫作提供參考和啟發。
19世紀初,德國著名教育家洪堡為雪恥拿破侖戰爭中德國的失敗之辱,特別是為了讓德國人取代法國人,獲得學術和科學的領導地位,他創建了柏林大學,貫徹其首先提出的“研究教學合一”的理念。如此改革,使德國的高等教育水平、科學技術水平迅速提高。60年后,德國在普法戰爭中大敗法國,此后德國的科技實力位居世界首位近百年,其他國家,特別是美國和日本大力借鑒德國高等教育,也實現了科技方面的崛起。
我國重視科教興國,注重創新立國,但從我國本科生課程的設置來看,目前的本科生課程中科學前沿課程很少,絕大部分本科生徘徊在科研大門之外。據調查,國內本科生教學較強調知識的學習,而較為忽視讓其參加創造性活動。本科生對近現代科技知識的了解要比傳統知識薄弱,對科技基礎知識理解的深度不夠,對高新科技領域的科學術語與原理理解較差;同時本科生對研究過程與方法的本質理解還有所欠缺,信息的獲取和處理能力有待提高。在我國采礦專業培養中普遍存在的問題是:課程設置不盡合理,畢業生專業知識面較窄、知識結構不完善、創新能力較差,難以適應新世紀發展的需要;在采礦專業人才產學研合作教育培養中,存在合作內容有限、合作層次低、合作形式單一的問題;創造性教育不足。在學生的實習、課程設計和畢業設計環節中沒有充分發揮和調動學生的積極性,使實習與科研相結合、設計與創新相結合。
“科教結合”人才培養模式旨在培養學生的科學精神和創造意識,通過針對不同年級大學生培養目標的不同,將科研融入課堂教學和相應實踐環節,通過在課堂上進行研討式教學或問題情景式教學,將學生帶入一種研究的情景中去;充分利用第二課堂培養學生的科學素養,將一批科研基地和教學實驗室對學生開放,使他們有了新的思想就隨時都能在實驗室動手做;對學生實行分類和按興趣選拔,讓部分成績優秀的學生直接參與教師的科研項目,使本科生經常有機會接觸到科研人員,一起討論,一起體會科研的環境。該培養模式具有實踐性、綜合性和創造性的特征。
一、“科教結合”人才培養模式的設計思路
江西理工大學應用科學學院是一所辦學十多年的獨立學院,學院在繼承母體學校50多年辦學歷程的基礎上創新人才培養模式,取得了良好成效,為社會培養了大批應用創新型人才。學院采礦工程專業進行了“科教結合”人才培養模式試點,逐步形成了“ 一條主線、四個層次、三個實踐環節、綜合能力提升”的人才培養模式,具體設計思路如下:
一條主線:培養具有較強實踐能力和創新精神的應用創新型人才。
四個層次:第一個層次,完成公共課和采礦工程專業的理論學習,使學生理解采礦工程專業的基本理論與知識,掌握基本操作技能,形成基本實踐能力;第二個層次,完成采礦工程專業主干專業理論學習,使學生具備專業技術基本應用能力;第三個層次,根據學生就業的崗位需求和學生的興趣愛好,設置多個專業研究興趣方向,如礦壓理論與控制方向、通風除塵方向、系統工程方向等,每個方向設置一組課程。第四個層次,高質量完成畢業設計環節,改變以往一成不變的畢業設計模式,形成適應現代化礦山的運作理念,豐富畢業設計內容,讓設計與科研相結合。
三個實踐環節:狠抓見習實習、生產實習和畢業實習三個實踐環節。針對目前實踐環節中存在的問題,如實習地點聯系難、實習經費緊張、實習內容不全面、實習過程過于簡單等問題,提出相應的措施,如探索與實習基地合作的新模式,實現校企“雙贏”局面;實習內容和過程多元化新模式探索。
綜合能力提升:建立采礦工程專業人才培養導師負責制,讓學生在完成前三個教學層次的學習后,根據自己的興趣選擇相應研究方向的導師,積極參與導師的科研課題,深入現場實踐,通過科研課題與現場實踐的結合使學生的科研和實踐活動更加接近實際應用,有利于增強學生的實踐能力,極大地促進了學生自主研究意識和創新能力的提高。
二、“科教結合”人才培養模式的設計
1.采礦工程專業人才培養目標的確立
采礦工程專業的建設和教學改革將以科學發展觀為指導,以培養學生綜合素養與專業綜合能力為根本,針對社會對采礦工程專業人才需求的特點,依托行業、融合市場,構建在教學理論指導下的培養模式和教學進程,深入開展課程體系的創新與建設,進一步加強與企業合作,加強產學研基地的建設,強化采礦工程技能培訓,全面提高教學質量,提高學生分析問題和解決問題能力、交流與組織協調能力、主動獲取知識能力、科學創新能力、工程實踐能力;培養學生的創新精神、團隊精神和敬業精神,把采礦工程專業建設成為江西省內具有一定知名度的品牌專業。
2.采礦工程專業人才培養方案的確立
根據“科教結合”人才培養模式的設計思路,強調科研與教學的緊密結合,建立與專業培養目標相適應的理論教學體系和實踐教學體系。理論教學體系中,在強化學生必須掌握的專業基礎理論知識的同時,拓寬學生的專業知識面,借助科研平臺,將最新科研成果轉化為教學素材,突出理論知識對實踐的指導,加強學生分析和解決問題能力的培養。對專業理論教學重點進行重新的分析和確定,在專業課中增設了“礦山地壓與控制”、“數值化礦山理論與實踐”、“控制爆破”等課程,增加了“礦床地下開采”課程的課時,將先進的科研技術和成果融入教學中。同時,將電工技術、礦石學、工程地質與水文地質和計算機高級語言等課程調為任選課程,壓縮了“選礦學”課時;開設科研引導課程,幫助學生認識科研、了解科研,掌握科研的程序和方法,增強科研的興趣和科技創新的能力。在強化專業課和基礎課教學的同時,在任選課中增設“科學研究法”、“創新理論”、“科教應用型人才孵化”等課程。
在實踐教學體系中,融入先進的科研技術、設備和成果,強化科研對實踐教學的促進作用,促進學生動手能力和創新能力的培養,廣泛建立實習、科研和就業基地,為采礦工程專業“科教結合”人才培養模式改革提供了一個良好的平臺。
三、“科教結合”人才培養模式在采礦工程專業的實施
1.實施條件
(1)校外產學研基地建設。我院該專業建有產學研基地十余處,采礦工程專業依托母體在有色行業的優勢,積極與企業合作,開展科學研究和社會服務,并以此為契機,建立了穩定的校外實踐教學基地。這些產學研基地既有大中型礦井又有小型礦井,開采條件從地表到地下、從簡單到復雜,開采礦種從有色金屬礦山、黑色金屬礦山到非金屬礦山幾乎應有盡有。現已將地壓監測與控制、采礦工藝優化、巖體工程穩定性分析、礦山數值化建設結合到實踐教學中。
產學研平臺基地的建立對提高教學質量具有重要的意義,優化了課堂教學內容,改革了教學方法;豐富了實踐環節的題源,培養了學生的創新能力;擴寬了教師的視野,提高了教師的專業水平和教學能力。
(2)校內科研設備和采礦實驗室平臺構建。我院采礦工程專業具有較完善的實驗室,并先后投入數百萬元,購置了探地雷達、激光探測儀、地應力測試儀、爆破震動測試儀、Flac巖土工程專業軟件等先進的科研設備。開展礦山企業急需解決的科研研究,包括地壓監測與控制技術研究、采空區監測與巖石冒落規律研究、礦山基建期巖體穩定性研究、礦山三維數值礦床模型開發與應用研究和復雜應力環境下隔離礦柱穩定性研究等。一系列科研成果、先進的技術和設備均用于實踐教學中。數值模擬實驗室(Flac巖土工程專業軟件)和Surpac數值礦山實驗室建成了開放實驗室,學生在第二課堂有了實踐模擬的平臺。
2.實施過程
我院采礦工程專業從2004年開始招生至今已有四屆畢業生,每年招生規模在60人左右,從2007年開始實施了“科教結合”人才培養模式的試點工作,針對不同年級大學生培養目標的不同,分階段加以實施。大一、大二強化基礎,將科研融入課堂教學;大三、大四強化實踐環節,充分利用實驗室資源和校外實習科研基地,對學生實行分類和按興趣選拔,部分學生參與教師的科研項目,同時充分利用第二課堂培養學生的科學素養。
(1)大一、大二學生強化基礎學習,將科研融入課堂教學。教師轉變教育觀念,充分認識科研在培養應用創新型人才中的地位和作用,樹立科研與教學結合是培養應用創新型人才的重要途徑。教師在教學過程中突破傳統應試教育和狹窄專業教育的封閉模式,適時地向學生傳播科學知識、科研方法和科學思想,將最新的科研成果運用于教學,將礦山企業急需解決而已解決的科研成果運用到教學,用現實的科研成果激發學生熱愛科學、學習科技、創造發明的動力,增強實際教學的效果,以科研活動促進教學質量的提高;在教學中要注重學生科研意識和科研能力的培養,掌握從如何選題到圍繞課題如何進行信息的調研、選擇、收集、分析、研究方案的制訂、實驗或研究報告的形成等一系列程序和規范。同時,教師可以結合課堂內容,給出一些綜合性或實踐性題目,有目的地組織學生進行專題討論,進一步提高學生的科研能力和業務水平。
(2)大三、大四強化實踐環節,充分利用科研課題資源。
1)利用實踐教學環節開展科研探索。采礦工程專業的實踐教學環節包括實驗、課程設計、教學實習、生產實習、畢業設計等,實踐教學可以加深和鞏固理論教學所學內容,培養學生的觀察能力、動手能力和創新能力,培養學生實事求是的科學態度和嚴謹的工作作風,促進理論和實踐的緊密結合,為培養應用創新型人才打下堅實基礎。將科研內容引入實踐教學中,可以豐富和充實實驗教學內容,形成實驗方法、手段的多樣化,促進實驗教學水平的提高,使學生在實驗中了解本專業科技發展新動態、當前科學研究的前沿性課題和礦山企業急需解決的科研問題,并在實驗中掌握解決問題的方法和怎樣使用先進的實驗設備,以構成學生合理的知識與能力結構,培養學生的實踐能力和創新能力,更好地適應礦山企業的需要。
2)畢業論文(設計)與科研課題相結合。畢業論文(設計)是本科教學中十分重要的實踐教學環節之一,是本科生經過七個學期的基礎和專業理論課學習之后進行的一次實踐性、應用性和創造性很強的訓練過程。教師要充分發揮承擔科研項目的有利條件,根據學生的自身素質選取科研項目中適合學生開展的論文題目,使學生能夠真正融入到科研課題中。通過畢業論文(設計)與科研課題結合使畢業生直接參與國家和省級縱向課題、應用開發課題的研究,在科學研究中培養其創新思維、實事求是的工作態度、嚴謹的工作作風和科研的工作方法,同時掌握礦山企業急需解決的科研問題的解決方法,便于畢業后在工作中解決實際問題,具有較強的針對性和現實指導意義。
3)大三、大四部分優秀學生直接參與科研項目。從2007年開始,在大三、大四年級中選拔一些學習成績較好、綜合素質高、熱愛科研的學生參與到教師的科研項目中,包括地壓監測與控制、采礦工藝優化、巖體工程穩定性分析、數字化礦山建設等內容。在參與科研過程中,學生一方面能在井下看到、體驗到教師的科研成果,了解成果的科學原理,知其然而知其所以然,真正掌握到教科書中不曾介紹的先進技術;另一方面,學生參與科研項目的部分測試、實驗工作,加深了對所學知識的理解,并從中受到啟發,提高了分析問題和解決問題的能力,提高了綜合運用知識的能力,極大地強化了創新型人才的培養。
4)利用第二課堂鼓勵學生開展科研活動。加強大學生的科研素養的培養,利用第二課堂,鼓勵學生成立科研興趣小組,由教師進行指導;組織學生開展科研課題的申報,由學校的專家進行評審,對一些有較高科技含量、有較強應用價值的課題,學校從科研基金中給予一定的資金支持;指導學生參加國家級、省級的學科競賽。對科研成果、學科競賽獲獎的學生可認定相應的學分。
四、取得的初步成效
1.增強了學生的實踐能力
針對大學生不同年級的不同目標定位,在課程體系中設計了從大一到大四嵌入的科研課程,運用不同教學手段和方法將科學研究嵌入理論教學,形成一種基于研究的學習模式。在科研與教學結合的過程中使學生一方面能真正掌握到教科書中沒有的先進技術和前沿知識;另一方面,學生參與科研項目的部分測試、實驗工作,加深了知識的理解,提高了綜合運用知識的能力,達到了由知識的灌輸轉變為能力提升的目標。如我院采礦工程專業每年在全國大學生數學建模大賽中有數名學生獲獎,2011年在國際數學建模大賽中有2名學生獲一等獎。
二、教學模式的探索與實踐
基于以上認識,筆者結合自身專業的基礎和特色,對上述教學目標的實現途徑進行了思考和實踐,即為學生建立一個實踐和創新能力培養的平臺以及在學分制和導師制下的科研與教學的結合。
(一)實踐和創新能力培養平臺建設。
1.網絡化學習平臺。
要做到理論與實踐的結合,需要在教學過程中主要以案例的形式向學生講解理論知識。但是案例庫的建設決不是一朝一夕的事情,而且為了適應不同的就業行業,需要為學生提供不同行業的案例庫。單靠教師的科研經驗以及在日常出差、實習過程中收集的資料是很難實現的。筆者的做法是廣泛發起“群眾運動”,通過建立開放的課程網站的形式來收集相關案例并通過BBS等形式發起網絡化學習活動。往屆已經工作的學生、親朋好友等通過網站上傳了大量案例并積極通過網絡指導在校學生學習。人因工程、系統可靠性、基礎工業工程等課程都通過這種方式收到了較好的效果。
2.學科競賽。
學科競賽是一個很好的刺激學生鍛煉基礎課、專業基礎課和專業課實踐和創新能力的手段,能夠很好地調動學生的積極性。本專業的教師積極地鼓勵學生參加各種各樣的學科競賽和技能競賽,比如數學建模、IE亮劍應用案例大賽、“挑戰杯”等競賽,起到了很好的理論聯系實際和創新能力培養的實際效果。
3.實踐基地建設。
讓學生深入到工廠,了解工廠產品生產過程、生產管理、指揮調度及成本效益核算等,尤其是了解自己所學專業在工廠中的地位、作用與要求,不僅有利于實踐與創新能力培養,還可以提高學習的自覺性和主動性。但是因為資金、安全等問題,實踐基地的建設對大多數高校來說都是一個比較困難的工作,中國礦業大學的工業工程專業也不例外。筆者所在專業采取了多種手段來解決這個問題:一是建立各種來源的平臺,通過學校合作董事單位來推動這項工作。中國礦業大學的采礦工程專業在采礦行業具有較好的威望和關系,已與國內幾百家廠礦企業建立了合作關系,因此,首先在采礦業建立了一批實踐基地。二是通過產學研用的形式來加強學校和企業之間的聯系,讓這些單位嘗到產學研用的甜頭,從而愿意接收學生實習。學校也通過各種手段增加了實習經費,延長了實習時間,提高了支付給企業的經費標準,對實踐基地建設工作提供了極好的支持。為了實現“個性化”培養的需要,畢業實習采用以學生分散實習為主的實習模式,學生可以去工作單位實習或者分散到導師科研課題的各單位實習。
4.實驗平臺建設。
工業工程專業的實驗具有自身獨特的特點,要想在實驗室里實際再現各行業的生產是不現實的。但是學校的采礦工程專業具有雄厚的采礦工程實驗教學資源,擁有國家級實驗教學示范中心的大量硬件系統和數字化礦山虛擬現實實驗室的軟件系統,因此,我們一方面利用采礦工程專業的實驗教學資源,培養具有采礦工程背景的能夠適應將來進入煤炭企業的工業工程專業人才。另一方面,大力進行工業工程實驗室建設。先后建立了人因工程實驗系統、物流實驗系統和虛擬現實實驗系統等硬件系統。同時采購了大量軟件來對各行業的生產系統進行工業工程方面的軟件仿真,先后采購了AutoCAD、金蝶ERP、Witness、HumanCAD、DoubleE等軟件,從應用的效果來說,還是非常不錯的。
(二)學分制和導師制下的科研與教學的結合。
考慮到學生就業行業的多樣性,專業的所有教學活動也需要據此進行合理的區分。首先從專業方向上進行大的區分,分設礦業工業工程、制造業工業工程和物流工業工程三個大的方向,并相應設置了專業選修課,學生可以根據自己的實際情況選擇相應的方向和對應的選修課,修滿最低要求的學分。在這個過程中,學生對選擇哪個方向可能感到比較迷茫,導師制剛好能解決這個問題。各個同學可以咨詢自己的導師來確定自己的專業方向以及應該選擇的課程,體現了學分制和導師制的有機結合。到畢業論文(設計)階段,學生們可以有更大的自由度來選擇實習單位、導師以及畢業論文題目,從而實現“個性化”的培養目標。鼓勵學生將自己的就業單位作為自己的實習單位,這樣就能夠獲得充裕的實習時間。可將第7個學期分為兩個小學期,學生在后半個學期之前完成所有的課程學習任務之后就可以到實習單位實習,從而有充裕的時間來理論聯系實際,發現企業生產中的工業工程問題。實習單位也可以是導師主持的科研課題的實施單位,論文題目也可以是導師科研課題里的子課題,這樣就可能實現學生從剛進入大學開始實施導師制的時候就可以跟著導師學習專業的某一方向直至畢業,從而實現在整個大學階段都有導師進行指引,更好地達到“個性化”的培養目標。這樣導師也可以將自己的科研項目同時當成一個教學項目,從而讓教學和科研實現完美結合。
一、教師對OBE理念理解與踐行
OBE理念是成果導向的教育,基于學習成果,以學生為中心,有著明確的教育目標和具體的實現途徑[2-3]。在教育的每個環節,都滲透著結果導向。因此為了實現創建礦業工程“雙一流學科”的目標,提高本科教學質量,開展了相關OBE理念在師資隊伍環節的落實工作,具體做法如下。
(一)加強教師對OBE理念的學習
昆明理工大學國土資源工程學院(以下簡稱“我院”)通過每周四下午的全系教師學習會議,不間斷地向每位專任教師介紹OBE理念,并組織教師學習討論。與此同時我系建立了“資開家園”微信公眾號,將相關學習材料上傳,便于教師的學習。
(二)基于OBE理念的教師教學投入
OBE理念需要教師在整個教學過程中投入更多的精力,更細化地分解教學目標,更精心地進行課程設計,更科學地選用教學方法,更有效地評估學生學習成果等。為了轉變重科研、輕教學這種高校普遍存在的問題,學校、學院出臺了多項政策,鼓勵教師投入更多的精力與時間進行本科教學工作,參與教改項目,同時我院2018年對教師績效考核辦法進行修改,出臺新的《昆明理工大學國土資源工程學院教師與科研人員工作量和工作績效核定辦法》,有側重地獎勵本科教學突出的教師,解決以往教師在教學投入精力不足的問題。
(三)解決師資力量不足問題
在OBE理念下,師資隊伍作為一種極為重要的人力資本,即軟性資源,發揮了重大的作用。我院教師人數不足,特別是有多位教師面臨退休,為此自2015年至今學校通過多種方式引進適合的青年教師,加大博士后招收工作,將優秀博士后留聘我院任教。自2015年以來,我院招收了5位博士后,有3位博士后出站后留聘我校從事教學科研工作;同時引進北京科技大學吳順川研究員來我校工作;聘請德國克勞斯塔爾工業大學侯正猛教授為首席客座教授,擴展學生海外視野,將優秀的本科生輸送至國外繼續深造,培養具有國際視野的采礦工程專業學生。
二、規范教學過程
一、 招生專業及限額
專業代碼
專業名稱
招生名額
081901
采礦工程
5
081902
礦物加工工程
7
081903
安全技術及工程
4
080104
工程力學
2
081401
巖土工程
5
081801
礦產普查與勘探
8
080804
電力電子與電力傳動
7
080203
機械設計及理論
7
081601
大地測量學與測量工程
2
二、申請條件
1. 我校優秀應屆本科畢業生,具備學術型推薦免試研究生資格;
2. 堅持四項基本原則,熱愛祖國,身心健康,遵紀守法,品行端正;
3. 勤奮好學,思維敏捷,有創新精神,具有較強的自學能力和實踐動手能力;
4. 身體健康狀況符合規定的體檢標準。
三、申請者須提交的材料
1. 《中國礦業大學(北京)招收優秀應屆本科畢業生直接攻讀博士學位研究生申請表》一式兩份;
2. 《中國礦業大學(北京)招收優秀應屆本科畢業生直接攻讀博士學位研究生專家推薦書》兩份(需要2名教授或相當職稱以上的專家分別推薦,推薦書須由推薦人密封并在封口處簽字);
3. 歷年在校學習成績單一份,并加蓋學校教務處公章;
4. 各類獲獎證書復印件各1份;
5. 本人自述(限1000字以內)1份;
6. 申請人還可提交在學期間已經公開發表的學術成果及參加各種學術科研活動的證明材料復印件1份。
四、申請及辦理程序
1. 申請人在中國礦業大學(北京)研究生院主頁查閱博士研究生招生專業目錄(yjs.cumtb.edu.cn/),下載有關表格,將全部申請材料交所申請學院,學院研究生招生工作領導小組組織審核。
各有關學院應在本人申請和專家推薦的基礎上,按我校博士生復試辦法進行進行考核,采取筆試與口試相結合的形式;考核的內容須根據本校研究生培養方案的要求,重點考核考生掌握本學科基礎理論的水平和從事實際科學研究的能力。
考核合格者名單及申請材料于10月15日前送交研究生招生辦公室,報學校研究生招生領導小組審核確定直博生擬錄取名單。
2. 直博生擬錄取名單在選拔后公示七天。
3. 凡推薦免試選拔的直博生要填寫教育部統一印制的《全國推薦免試攻讀碩士學位研究生(直博生)登記表》。
4. 擬錄取的直博生,須在規定的博士生報名時間內登陸中國礦業大學(北京)研究生院網站“博士網上報名系統”,下載正式報名表格,辦理正式報名手續。
5. 入學時間為次年9 月。
6.發生下列情況之一者,學校將取消其直博生資格(一并取消推薦免試資格)。
(1)本人提供的材料與事實不符。
(2)申請人在本科第四學年學習期間有不及格科目。
(3)本科期間,受到紀律處分或思想政治品德考核未通過。
(4)畢業論文未取得良好以上成績。
(5)在畢業時未獲得本科畢業證書或學士學位證書。
(6)不符合規定的體檢標準。
作者簡介:胡凱光(1964-),男,湖南寧鄉人,南華大學核資源學院,教授;王清良(1969-),男,湖南寧鄉人,南華大學核資源學院,教授。(湖南 衡陽 421001)
基金項目:本文系湖南省普通高等學校教學改革研究課題(項目編號:2012-217)、南華大學高教研究課題(課題編號:2011XJG020)的研究成果。
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)05-0094-02
南華大學礦業工程學科是國防科學技術工業委員會和湖南省共建學科,具有明顯的國防和鈾特色。該學科1998年獲采礦工程碩士學位授予權;2004年獲礦業工程領域工程碩士學位授予權;2005年獲采礦工程博士學位授予權;2009年獲礦業工程一級學科博士后科研流動站;2010年獲礦業工程一級學科碩士和博士學位授予權。礦業工程學科包括礦物加工工程、礦物資源工程和資源勘探工程。南華大學礦物加工專業1959年開始招收礦物加工工程本科生,幾十年來,在教學、科研和對地方經濟服務方面做出了巨大貢獻。在核工業創業時期,國家對鈾礦行業投入了巨大的人力及資金,使鈾礦業形成了相當規模。改革開放后,核工業民,經費人員縮減,核特色地礦類專業的發展陷入困境。
進入新世紀,核電的快速發展使得鈾礦企業對核特色礦物加工專業人才的需求加大。核特色礦物加工專業的畢業生重新成為企事業單位受歡迎的人才。在時代賦予的機遇和挑戰面前,礦物加工本科人才培養課程體系等進行必要的調整和改革,成為迫切需要重視和解決的問題。
2012年,湖南省高等學校招生委員會決定將中南林業科技大學、南華大學、湖南科技大學等5所二本高校調整到本科一批錄取,這給核特色礦物加工專業的生存發展提供了新的挑戰與機遇,同時也對核特色礦物加工專業本科人才培養提出了更高要求。
一、專業建設及培養方案改革
1.跨學科交叉研究
為改善培養人才的知識結構和專業人才對前沿學科、新興學科知識的掌握與應用,礦物加工工程專業堅持以國際先進水平為目標,圍繞鈾、傳統選礦和濕法冶金進行跨學科的交叉研究,實現礦物加工過程的“高效益、低能耗、無污染”。專業研究發展形成以下幾個主要的方向。
(1)濕法冶金。包括地浸采鈾、地表堆浸采鈾和原地爆破浸出采鈾的理論及關鍵技術;鈾礦石高效破碎系統;泥巖型鈾礦制粒的粘結劑;細菌浸鈾理論及關鍵技術等。
(2)鈾水冶理論與工藝。包括鈾礦浸出液的分離純化、鈾的吸附淋洗、重鈾酸鹽的精制理論、技術及工藝;不同類型鈾礦浸出液中鈾的吸附與淋洗的機制等。
(3)鈾礦冶輻射防護與環境保護。包括鈾礦山及周邊地區放射性核素在地下水和土壤中的遷移轉化機制、放射性廢水的生物和生物-化學處理的機制和技術;鈾尾礦庫放射性污染物在淺層地下水中遷移、轉化的機制與治理技術等。
2.改革培養方案
南華大學礦物加工專業自2005年重新招生以來,分別制定了2005版、2007版、2009版、2011版人才培養方案并進行了實踐,取得了較好成績,在此基礎上又制定了2012版人才培養方案。在2012版人才培養方案中更好地體現了因材施教的思想,實現模塊化、差異化教學,促進學生的全面發展,提高人才培養質量。2012版人才培養方案中,核特色礦物加工本科人才培養課程體系在更加突出核特色的同時,兼顧了濕法冶金和傳統選礦。
南華大學正處于向教學研究型大學轉型階段,目前已進入一本招生學校行列,同時隨著學校教育規模的擴大,學生之間的個性差異、能力差異、興趣差異、城鄉差異將會明顯加大,為此,高等教育質量觀和人才觀必須作出相應變革,課程建設及課程教學也必須進行相應調整,教學改革應首先從培養方案的改革著手。
二、礦物加工課程體系改革
課程是教育的心臟,必須通過課程的教學來實現人才的培養目標。
1.課程改革的基本思路
(1)推進課程的結構化教學。將教學計劃中的課程設置為公共基礎課板塊、學科基礎課板塊、專業方向課板塊和選修課板塊,以實現課程體系的整體優化。
(2)專業課程模塊化。南華大學礦物加工工程專業學生畢業后就業方向主要有三方面:一部分學生進入核工業礦山、工廠從事鈾水冶工作;另一部分進入銅、金等金屬、非金屬礦山從事濕法冶金工作;第三部分到金屬、非金屬選礦廠從事傳統的選礦工作。因此專業課的安排也圍繞鈾水冶工藝、濕法冶金、選礦三大塊,教師應以綜合能力培養為中心開發課程,組織教學,使專業課的教學更加貼近生產實際,培養出的學生更符合用人單位的要求。
(3)加強課程的實踐性。為加強課程的實踐性,“鈾水冶工藝學”、“溶浸采鈾”、“礦物加工學”、“礦物巖石學”、“礦物加工試驗研究方法”、“分析測試技術”等大部分專業課程開設了實驗課,“鈾水冶工藝學”、“礦物加工試驗研究方法”和“選礦廠設計”三門課開設了課程設計。實驗課程內容減少驗證性實驗,增加綜合性、設計性和研究探索性實驗以培養學生實踐能力和創新精神。
2.南華大學礦物加工工程專業課程體系
近年來,我國礦物加工教育界對礦物加工工程專業的課程體系進行了許多研究和探討。南華大學礦物加工工程專業在制定教學計劃時充分考慮和借鑒了學者們的成果,并結合本校礦物加工核特色,將整個課程體系分為公共基礎課程平臺、學科基礎課程平臺和專業課程平臺如表1所示。
(1)課程體系的整體優化。
1)公共基礎課程平臺。公共基礎課程主要包括思想政治理論、外語、體育、計算機基礎、軍事理論和訓練等課程。大學四年會一直開設外語和信息技術課程,且采取分類、分層次的教學方法。一、二年級開設大學英語和計算機基礎課,高年級安排雙語教學課程、專業英語、計算機專業應用及包含外語和計算機教學內容和要求的選修課程。
公共基礎課一方面為學生學習專業奠定知識和能力基礎,另一方面為學生形成科學的世界觀、價值觀和完善人格奠定知識、情感和意志基礎。
2)學科基礎課程平臺。學科基礎課程平臺是向學生傳授從事某一學科方向所必須的基本理論、知識、技能和態度,并為學習專業課奠定基礎,為學生日后的交叉綜合研究能力的形成打下堅實的基礎,課程設置盡可能采用綜合化課程,從而拓寬學生的知識面,達到“寬口徑”的要求,同時使學生對自己以后學習、從事的專業有所了解。
南華大學礦物加工工程專業、礦物資源工程專業和礦物勘探專業三個專業合在一起成為地礦類大類,這一大類內的學生大一課程一樣,而通過大一一年學習后,學生自主選擇專業。
3)專業課程平臺。專業課程平臺強調專業的前沿信息和專業發展的前瞻性,按照拓寬專業口徑與靈活設置專業方向相結合的原則,課程設置要突出專業特色,以增強學生就業的針對性。表2列出了南華大學礦物加工工程專業基礎課程和專業課程平臺的具體課程。
選修課板塊可以拓展學生的自主學習空間、營造個性發展的環境、激發學生的創造意識,學生通過選修不同知識層面的學科,形成特殊的知識結構、拓寬視野、訓練創新思維。
4)實踐教學環節。集中性實踐教學環節包括軍訓(2周)、實習(金工實習、電工電子實習、認識實習、生產實習、畢業實習)、課程設計、學年論文、項目實訓、畢業設計(論文)、社會實踐(獨立生產實習)等。
5)第二課堂。積極開辟第二課堂,探索“研究型”課外教學模式,教師在教學實踐中,對于學有余力,而又有志于從事科學研究的學生,除了對其鼓勵和引導以外,還應積極為他們開辟第二課堂,使其利用課余時間進行探索性實驗。
為提高學生的工程實踐能力,可以讓學生直接參加教師的科研項目。學生的畢業論文選題絕大部分是結合教師科研任務進行。
三、效果與問題
1.研究與實踐的初步效果
自從南華大學重新開辦礦物加工工程專業以來,一直突出強調堅持“核”特色,努力把礦物加工工程專業建成南華大學的品牌專業,為核工業和地方經濟培養適應社會主義現代化建設以及國防工業、核工業發展需要,具有良好敬業精神、較高的道德水準和科學素養,具備從事礦物(鈾及其他金屬、非金屬)分選加工和礦產資源綜合利用的生產、設計、科學研究、開發、技術改造及生產管理能力的高級工程技術人才。通過近幾年的教學改革,本校礦物加工工程專業特色教育已經取得初步成效,主要表現在畢業生的就業率和考研率上。詳細數據見表3、表4、表5、表6。總的看來,近四年來礦物加工專業畢業生人數每年增加,讀研率每年增加,畢業生在核工業系統內就業的比例在10%~30%左右,一次就業率100%,讀研率在20%左右。
2.存在的問題
南華大學礦物加工專業一直堅持走“鈾礦冶”特色、兼顧濕法冶金和傳統選礦的辦學道路,取得了一定的成績,但是還存在一些不足之處。
(1)師資力量不足、專任教師的專業結構不太合理。目前,南華大學礦物加工工程專業有專任教師7人,5名教師本科畢業于化學專業,都是從核工業第六研究所進入南華大學,從事的研究方向也與礦業相關,例如:溶浸采鈾、細菌冶金、鈾礦浸出液的分離純化、鈾的吸附淋洗、重鈾酸鹽的精制的理論、技術及工藝、鈾礦冶輻射防護與環境保護等。他們對目前該校礦物加工方向教學的要求還不太適應。
(2)缺乏合適的核方面專業教材。關于礦物加工核方面的專業教材不多,最近兩年相關教師已編寫三本核方面教材《核工業微生物學》、《鈾水冶工藝學》和《溶浸采鈾》。
(3)教學經費不足。礦物加工工程專業是一個實踐性很強的專業,本校堅持走“鈾礦冶”特色、兼顧濕法冶金和傳統選礦,因此學生必須到鈾礦山、濕法冶金礦山、選礦廠實習,但是分配到礦物加工工程系的教學經費非常有限,制約了許多教學環節(如讓學生到一些較遠礦山實習等)的開展。
參考文獻:
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中圖分類號:G645 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)09-0225-04
為了適應新形勢教育改革的需要,提高學生創新與實踐能力,大力培養具有創新素質的高級應用型專業技術人才,必須把全面發展與個性發展緊密結合起來[1]。在發展個人興趣專長和開發優勢潛能的過程中,正確處理好個人、集體、社會三者之間關系的基礎上保持個性、彰顯本色,實現思想成長、學業進步、身心健康的有機結合,在德智體美相互促進、有機融合中實現全面發展。為此,結合我院的具體情況,在地質、采礦、測繪工程專業中實施了本科生導師制,旨在于學生全面發展與個性發展協調統一、相輔相成。在本科生中實施導師制就是將高年級本科生編入由教師指導的興趣專長組,參與教師的科研和學術活動,逐步培養學生的實踐能力與創新思維。
資源工程學院前身為福建煤炭工業學校、始建于1958年,2001年并入龍巖師專成立龍巖學院,至今走過了五十多年的歷程,為福建省煤炭系統培養一大批專業技術人才。學院經歷了專業初創期、專業建設期,目前已經進入了努力創辦省內一定水平的本科發展期。2002年起先后與福煤集團(現為福建能源集團)、福建煤監局簽訂了的定向培養合同,實行“委托培養”、“訂單式”聯合辦學、“3+1”人才培養模式,均取得了較好的效果。從我院采礦工程、測繪工程與地質工程的專業特點出發,對本科生實施導師制進行了實踐與探討[2]。
一、實行本科生導師制的必要性
導師制起源較早,在14世紀就由英國教育家提出。17世紀,英國的牛津大學、劍橋大學等高校在研究生培養中普遍采取這種制度[3]。而美國則是在推行本科生選課制和學分制的同時,把導師制引入到本科生培養中,帶動了本科生導師制在世界各國高校中的推廣與發展。我國在碩士研究生和博士研究生教育中已廣泛使用,是在雙向選擇的基礎上,由指導教師選配一組學生并在其指導下實施的一種制度,由導師負責對學生進行思想引導、專業輔導、生活指導及心理疏導,從而幫助學生根據自身個性特點制定相應的成才計劃,采取“一對一”輔導的方式促使學生全面快速成長。國內外大量實踐表明,導師制在高校教育、學生管理以及高級應用型技術人才培養等方面均取得了較好的效果,它針對單個學生思想、學習、生活及心理狀況等差異,因地制宜地采取措施,其教育的目的性、可執行性強,有利于加強和提高學生的綜合素質和創新能力[4]。
隨著知識經濟時代的來臨,科學技術與社會生活均發生著翻天覆地的變化。為了適應新形勢下的人才培養質量觀,高校所培養的大學生應具備學習新知識、分析和解決新問題的能力和素質。這就要求高校的教學要有針對性地培養學生學習知識的方法、研究問題的手段,在促進學生知識積累與轉化的同時,更應注重學生自學與研究能力以及創新精神的培養。要把以信息傳遞為主的教學變為以方法論為主的教學,摒棄過去填鴨式和單向灌輸式教育的教學方式,努力適應科學技術發展和社會進步的需要。在本科生中實施導師制的人才培養模式,正是基于這種教育思想,本科生導師制是一種互動式、參與式的教育教學方法。首先,它堅持了本科生教育中重基礎、重根基的優點;其次,它又可通過科研活動激發學生的專業學習興趣,拓寬知識面,為培養本科生動手實踐能力、自學能力、科研能力以及創新意識等方面提供了基本條件和保障。本科生導師制能將學生與科研的距離拉近,使其切身感受到生活在一個研究團隊中,有助于促進知識向能力的轉化,有利于全面提高學生的綜合素質,同時也有利于學生較早地進入科研合作和團隊精神的培養階段;最后,導師制也可最大限度地發揮導師在教育教學活動中的主觀能動作用,促進導師加強自我學習和再教育,自覺地使知識體系得到更新與完善,從而不斷提高自身能力及指導水平,起到教學相長和優化師資的作用[5]。
因此,積極開展本科生導師制具有極其重要的理論與實際意義。它是提高高等教育培養質量的有效措施,有利于推行因材施教,促使教書與育人的有機結合,幫助學生確立個性化發展目標,有助于培養學生自學能力和創新能力[6]。作為采礦、測繪、地質工程專業,由于其專業自身的特點,實施和加強導師制,對于培養高素質的技術創新人才具有更加顯著的優勢。
二、本科生導師制培養模式的實踐
在新建本科院校學生中實行導師制培養,目的在于提高學生的綜合素養和專業能力水平,培養學生的創新力和解決實際問題的能力,它與傳統的教學模式有著本質的區別。在實施導師制過程中,成立專門的導師制指導委員會,明確其職能,積極有序地開展相關日常工作。然而,對于本科生的選拔、導師的配備、學生與導師的協調、相關材料的審核以及對學生科研成果與畢業論文的評定等事項都要做出明確的規定。
(一)導師的配備
導師是導師制的關鍵因素,對導師制的實施起著決定性作用[7]。導師素質是本科生導師制培養模式成敗的關鍵,在導師的選取上必須強化選擇環節,注重師資的整體素質,才能引導教師以高尚師德、人格魅力、學識風范教育感染學生,做青年學生健康成長的指導者和引路人。通常來說,導師必須品質優良,能為人師表,具有創新意識和創新能力,具有豐富的教學與科研經驗,且工作責任心強,還需充足的科研與實驗經費。為了確保本科生導師制工作的順利開展,我院要求具有副教授職稱的教師,才可根據自己的研究方向以及科研項目的需要,按雙向選擇的原則選擇學生[8]。
(二)學生的選拔
學生選拔的好壞直接關系到本科生導師制培養模式的成效。因此,并不是所有的學生都能參與,必須對學生進行選拔。由于大一、大二學生尚處于基礎課學習階段,對相關專業知識了解甚少,不便于開展相關科研工作,導師制對學生的選拔,主要是在高年級本科生(三、四年級在校本科生)中進行。選拔一批成績優秀,學有余力且對科研具有濃厚興趣的在校本科生,在修完第四學期課程之后,根據其具體情況(有關功課成績和個人志愿等)加以選配。原則上一位指導教師指導同一屆學生數不超過3位,指導時間為1~2年(第5~8學期)。
(三)培養要求
采用導師制的方式培養創新型專業技術人才,是引導本科生開展課外科研活動的主要思想。通過相關課題的研究,提高本科生的獨立思考能力和創新意識。實行導師制培養的學生要利用課外時間積極地與導師聯系,主動地讓導師指導專業課程的學習,積極參與導師組織的科研活動與學術活動。首先,應精心選擇具有創新點的課題,讓學生參與其中;其次,在選題之后要進一步明確科研的任務、目標和評判標準;最后,要制訂詳細的研究計劃,在老師指導下,由參與課題的本科生來完成。學生參加科研活動,實際上是客觀世界與主觀思維相互作用、相互碰撞的過程,是迸發創新靈感的契機,有利于學生將書本知識轉化為解決實際問題的能力。因此,本科生參與科研活動是培養學生創新意識的最佳切入點,是實施因材施教的重要途徑。學生的創造性與主觀能動性得到激發,在此過程中最大限度地發揮自身愛好、特長及能力,實現個性的充分發展,體現了實行素質教育思想的根本要求。
(四)考核辦法
導師制的成效如何,必須要有一套相應的考核辦法。具體實施過程中要加強導師制指導委員會的工作力度,要加強對導師和學生兩方的管理與監督,嚴格要求。只有這樣,才能做到有章可循,上有所施,下有所效。導師必須嚴格把關學生參與科研訓練的每個環節,必須高度重視項目的階段性抽查,定期了解科研項目落實及進展情況,及時發現問題并解決問題。對于參與導師科研活動的本科生,在項目完成時必須做好結題申請及結題答辯,由答辯委員會統一評定成績,成績實行五級記分制,即優秀、良好、中等、及格與不及格。考核成績合格者才能得到相應的學分。對于指導教師,年終要對其導師制工作做出總體、客觀的評價。評價合格者方能來年續聘,否則,取消其導師資格或者促其限期整改。導師與學生考核辦法的執行,雙管齊下,可促使學生進一步明確學習目的,激發專業興趣、拓寬知識面,同時也可激發教師不斷地提高自身素質,提高教學質量,使教書育人真正落到實處[9]。
(五)激勵措施
導師制的執行情況在一定程度上反映了與其相配套的激勵措施。本科生導師制的實施,無疑需要指導教師在完成相應的教學與科研任務之外,付出更多的時間與精力。導師所付出的時間、精力也因人而異,而在具體執行過程中,往往這種差異又因無法量化而難以衡量,因而一些教師更愿意把時間放在科研上,不愿承擔本科生導師相應的工作。在這種情況下,學校和學院就必須制定并出臺一套行之有效的與本科生導師制相配套的人事與分配制度。例如,給予導師一定的專項報酬、在政策和經費上適當傾斜、對考核優秀的導師給予獎勵,并且在職務晉升、評優評先上優先考慮等。建立起健全的規章制度予以保障,對提高導師工作的積極性具有重要意義。
要實現本科生導師制所制定的培養目標,還需做到導師與學生共同激勵,不斷調動雙方的積極性,發揮兩者的主觀能動性,形成相互促進的局面。在具體操作過程中,我院按每位學生一定的標準,劃撥專項科研經費到項目組,由導師支配用以開展科研活動。學生若以第一作者身份發表學術論文,院(系)承擔全部版面費;學生根據研究成果以第一作者名義發表學術論文,達到學士學位論文水平的可以提前申請畢業論文答辯;指導期結束以后,若經指導委員會評審合格的學生每人可追加2~3個學分,科研成績特別優異者,其科研成果可作為評優的參考條件。對于導師應按其所帶學生數及學期數補助一定的酬金,尤其是對于那些在指導本科生方面成績優異者應給予獎勵與支持,這樣才能調動其積極性。另外,院(系)應拿出一部分經費用于導師或學生參加學術會議,參與學術交流活動,了解掌握學術前沿動態,開拓視野,從而極大地激發兩者勇于探索、創新的熱情和干勁。因此,只有建立健全與導師相關利益掛鉤的激勵措施與評價體系,才能確保本科生導師制這一制度真正地執行起來。
三、導師制實施的效果
經過為期3年的實踐探索,我院采礦工程、測繪工程和地質工程專業本科生導師制已逐步走向成熟。目前已有13位具有副教授及以上職稱的教師擔任本科生導師,參與本科生導師制的高年級優秀生達30余人次。研究方向主要分布在采礦、測繪、地球物理勘探、水文地質及災害地質學等9個方向中。通過與指導教師的縱、橫向科研課題的結合,為學生提供了合適的研究方向與內容,帶領學生到礦山、工程等企事業單位開展大量的科研實踐。據統計,2009~2011年由導師和優秀本科生共同完成的科研項目就達6余項,總科研經費近十萬元。在導師制下學生參與科研活動效果較為明顯,主要體現在以下幾個方面。
1.推行本科生導師制培養模式,優秀學生在科研團隊中得到鍛煉,從而不斷激發學生自主與探究學習的積極性,對學生個性化培養起到了明顯的促進作用。使其勤于思考,善于交往。學生在參與過程中不僅鍛煉了動手實踐能力,開發了智力要素,更為可貴的是也促進了學生非智力要素的發展,培養了學生的科研愛好與興趣,學會了發散性與創造性思維以及解決實際問題的方法,不斷提高其自學能力、動手實踐能力、創造能力、觀察問題、分析問題以及解決問題的能力,為今后繼續讀研深造或是走上工作崗位打下堅實的基礎。
2.在具體實踐中,導師制實施的好壞,主要取決于導師的責任心及其研究方向、學生的積極性,其中導師因素至關重要。所以,在三個專業首次選拔導師時,須重點考察導師的師德及其科研實績,本著雙向選擇的原則,師生之間建立起這種關系,使教書與育人得到有機結合,學生綜合素質得到極大提升,實現“雙贏”。
3.本科生導師制是一項新的教育教學培養模式,它通過與科研活動的緊密結合,對學生個性發展以及綜合素質的提高,對高等學校教育教學質量的提高無疑起到促進作用。我院在采礦、測繪、地質工程專業實施了本科生導師制,均取得了較為理想的效果。
4.學生的思辨能力、創新能力、應用高新技術能力等均得到明顯提高。因此,導師制對本科生培養的效果會被越來越多的高等教育工作者所認識,這種培養應用型專業技術人才的有效措施也將在本科生培養中被廣泛采用。
5.本科生導師制的實施過程本身就是一種師生互動、交互式指導與學習的過程[4,10]。既增強了學生的團隊精神、合作意識、責任感以及科學素養,又張揚了學生的開拓精神和個性發展。是因材施教全面推進素質教育的載體和有效途徑。
四、本科生導師制實施的建議與討論
本科生導師制的實施不僅為學生提供了參加科研活動、自主性與探索性學習的機會,而且很好地推動了采礦、測繪、地質工程專業各方面創新活動的開展。本科生導師制的實施,激發了學生的能動性和創造性,最大限度地發揮了學生各自的愛好、專長和能力,實現了個性的充分發展,體現了全面推行素質教育的必要性。但由于不同專業有其自身的特點,因而在具體實施本科生導師制過程中還必須注意以下幾點問題。
1.實行本科生導師制是一個系統工程,決不能只局限于功利性效應,因此導師制培養目標的制定必須具有科學性、合理性以及完整性,應特別注重對學生綜合能力的培養與鍛煉,要求切不可過高,應做到循序漸進,切不可拔苗助長。
2.應實施真正的學分制,就應當摒棄“假學分制”,全面推行選課制。為學有余力的學生提供可操作的時間與空間,使學生具有充足的時間與精力參加到導師的科研中來。因此,學分制、選課制是本科生導師制實施的前提條件。
3.必須加強對導師以及參與學生的遴選、考核及管理工作;必須擁有一支師德高尚、素質高超的教師隊伍,真正使本科生導師制落到實處。
4.建立健全本科生導師制工作制度及激勵機制,同時也應該發揮年輕教師在導師制中的積極作用。不斷發揮和擴大導師制培養模式在全體學生中的輻射和帶動作用,從而進一步發掘教學管理潛力,使更多的學生都有機會參與到該項人才培養計劃。教學相長,可進一步促進年輕教師的工作熱情,不斷提高自我教學能力與水平,為這一制度的成功實施提供基本保證。
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關鍵詞:土木工程;教育模式;培養方案;專業與課程設置;比較研究
中圖分類號:G649;TU 文獻標志碼:A 文章編號:
10052909(2016)06002705
澳大利亞的高等教育體制源于英國,但教育理念和美國類似,教育質量享譽全球。由于良好的氣候環境和完善的教育服務體系,澳大利亞每年吸引大量的海外留學生,是四大英語國家留學基地之一,其教育產業已經成為該國僅次于采礦業、農牧業和旅游業的第四大產業。當前,中澳各大學之間的教育交流越來越多,研究澳大利亞著名大學一流學科的教育與培養模式,對促進中國高校學科的發展也大有裨益。
近些年來,為了提升中國高校土木工程學科的教育理念,促進卓越工程師教育計劃的良性發展,國內學者對不同國家和地區的土木工程專業教育與培養模式進行了分析和比較。比如,對澳大利亞高等教育的體系、機制和特色的分析,對澳大利亞一些大學的土木工程專業培養方案、研究生培養層次,以及“寬進嚴出”培養模式的比較研究[1-3];以中美高校土木工程專業培養模式為對象,從美國高校的學科設置、專業評估、執業注冊制度、卓越工程師培養等方面進行分析,為國內相關院校土木工程專業人才培養方案的改革提供參考[4-6];以卓越工程師教育計劃和國際化土木工程人才培養合作辦學為視角,分別對德國亞琛工業大學的國際合作辦學機制、臺灣大學的土木工程專業本科培養特色,
以及卓越工程師國際化課程教育體系等方面進行比較[7-10]。以上的這些研究均有助于推動中國高校土木工程專業教育與培養模式的改革與創新。
新南威爾士大學(The University of New South Wales)土木工程專業在2015年QS世界大學學科排名中名列第14位,在澳大利亞排名第1位,具有良好的學術聲譽和寬松的教學與研究氛圍。本文
結合新南威爾士大學土木與環境工程學院土木工程專業的培養方案、學制、專業與課程設置等幾個方面,對其一流學科的工程教育模式進行分析和比較,為國內高校土木工程專業的學科發展和卓越工程師教育計劃提供一些有益的建議。
一、專業設置與培養方案
新南威爾士大學土木與環境工程學院隸屬于工程學部,按專業分類主要有土木工程、環境工程、測繪與地理空間工程三大專業。其中,土木工程專業分為工程施工與管理、巖土工程、結構工程、土木工程與建筑四個方向;環境工程專業分為可持續工程、交通工程、水工程三個方向;測繪與地理空間工程專業分為土地測繪與房地產開發、工程測量、采礦測量、水文測繪、地理空間科學與工程、遙感和數字制圖六個方向(圖1)。
結合以上的專業分類和方向設置,制定的研究領域主要有工程施工與管理、環境工程、巖土工程、結構工程、測繪與地理空間工程、交通工程、水工程共七大領域。同時,設置了研究中心,分別為測繪與地理空間創新中心、基礎工程與安全中心、施工創新和研究中心、可持續工程中心、水文與資源研究中心、凈水研究中心、澳大利亞住宅與基礎設施氣候適應研究中心、集成化交通體系創新研究中心。
人才培養方案主要有三個層次,一是本科學士學位(Undergraduate degree);二是課程研究生(Coursework Program,主要培養課程碩士學位);三是研究型研究生(Research Program,又分為碩士和博士兩個階段)。此外,還有一些面向社會的短期培訓模式,主要目的是為一些工程技術人員的知識更新和提高工作技能服務。
(一)本科生
在本科培養階段,主要有單學位和雙學位兩種模式。單學位一般學制4年,雙學位一般學制5~6年。學生的選擇靈活而又寬泛,在學期間可以交叉選擇藝術、科學、商貿、法律等雙學士學位課程。
本科單學位主要包括土木工程、環境工程、土木工程與建筑、測繪工程、地理空間工程等五類學士學位授予方向。土木工程專業方向單學位的學生或多或少都要選修一些與環境工程相關的課程,并完成相應的學分要求。
本科雙學位主要包括工程與藝術、工程與商貿、工程與法律、工程與科學、土木工程與其他工程等五類學士學位授予方向。其中,土木工程與其他工程方向的學制一般為5年,主要是土木工程與測繪工程、環境工程、采礦工程方向的交叉結合。工程與藝術方向的學制一般為5~5.5年,工程與商貿方向的學制一般為5.5年,工程與法律方向的學制一般為6~6.5年,工程與科學方向的學制一般為5年。
(二)課程研究生
課程研究生不設導師制,主要講授課程,學生通過修滿指定的課程和學分獲得碩士學位,一般又稱為課程碩士。課程碩士的學制通常為2年,每學期需要修滿4門課程,每門課程一般通過階段性的PPT課堂討論、課程論文、課程考試來完成。目前,課程碩士約占新南威爾士大學碩士學生總數的絕大多數。提供課程碩士學位的專業方向主要有土木工程、環境工程、地理空間工程、巖土工程與工程地質、工程管理、結構工程、交通工程、水文與資源工程、凈水與污水處理工程。
課程碩士設置三個培養層次(圖2)。一是研究生課程認證,主要為一些沒有本科學位的大專生過渡學習階段;二是研究生學歷認證,主要針對一些專業背景或學習成績達不到要求的本科生;
三是碩士學位認證,要求具備本專業本科學習背景,成績達到一定的要求,且有學士學位的學生。課程認證要修滿24學分和4門課程,學歷認證要修滿48學分和8門課程,學位認證要修滿96學分和16門課程。
(三)研究型研究生
研究型研究生的學位授予主要分為哲學博士(Doctor of Philosophy)、工程碩士(Master of Engineering)與工程科學碩士(Master of Engineering Science)三類。與課程碩士不同的是,研究型研究生沒有具體的課程和學分要求,是在導師的指導下從事專業內某一領域的研究工作。
哲學博士按專業主要分為土木與環境工程、測繪與空間信息系統兩大類,學制一般為4年。本科生獲得學士學位以后可以選擇直讀博士,或者工作幾年再讀博士,不需要有碩士學位。博士論文的長度一般不超過十萬字數,要經歷4年的持續研究與學習。一般要求博士生每年做一次階段性研究報告,是對研究創新的重要評估。如果未通過,推遲四個月再申請匯報;若再次沒有通過一般作退學處理。此外,博士階段雖然沒有課程學習要求,但一般來說,學生會結合研究的需要,去選修一些本科或課程碩士的課程。博士學習階段的退學率比較高,有的專業高達50%~60%。
工程碩士與工程科學碩士學制一般是2年,主要專業有土木工程、環境工程、地理信息技術、巖土工程與工程地質、項目管理、結構工程、交通工程、凈水與水文工程、水資源等。工程碩士著重培養學生的工程應用能力,要求學生在應用中提出一些獨到的見解或對應用技術有所促進。工程科學碩士著重工程中的一些涉及計算與分析的研究問題,培養學生從科學的角度去思考如何促進工程技術應用的提升。一般具有本科學位的學生可以選擇學習工程碩士或工程科學碩士,類似于博士。研究型碩士的退學率也很高,在學期間需要定期匯報階段性研究進展。
(四)比較研究
通過對新南威爾士大學土木工程學科的專業設置與培養方案的分析,可以得出以下幾點結論。
一是,專業設置和國內大學類似,屬于“寬口徑、厚基礎”的大土木類型,既包括傳統的土木工程(建筑工程、地下工程、橋梁工程、道路工程),又包括交通工程、工程管理、房地產等方向。與國內大學不同的是,土木工程一般與環境工程相結合,因此也包括一些與環境相關的專業或方向,比如可持續工程、水工程、測繪與地理空間工程等。此外,本科生四年的學習不再細分專業方向,真正體現了“寬口徑、厚基礎”的培養模式。
二是,本科生可以選擇雙學位培養方案,在完成本專業學士學位的課程和學分要求以外,可以再選修一些其他學院的與科學、藝術、商貿、法律、經濟管理等相關的學位。從這個角度來說,本科生的專業和學位選擇余地寬泛,有利于學生的均衡教育和視野拓展。此外,部分對從事科學研究感興趣的本科生也可以直接選擇攻讀博士學位。
三是,課程研究生培養方案給一些不愿意從事科學研究,又想獲得碩士研究生學歷或學位的本科生提供了教育機會。他們可以通過修滿一些課程和達到規定的學分要求,從而獲得課程碩士學位,部分本科生也可以通過這個階段進一步提升自己的專業知識水平和工作技能。
四是,研究型研究生一般沒有課程和學分要求,這樣有助于學生盡快進入研究狀態,安心于研究興趣。研究型碩士又分為工程碩士和工程科學碩士兩種類型,有助于學生結合自身情況進行靈活選擇。
五是,研究階段沒有的硬性要求,但對研究的創新性要求較高。比如針對博士的培養,每年學生都要匯報階段性研究進展。由相關領域的學者進行評價,給出是否可以繼續研究的建議。論文完成后不設置答辯環節,而是采用函評的方式由世界范圍內的著名學者進行評閱,并給出是否達到授予學位要求的評價,真正體現了“寬進嚴出”的培養模式。
二、 課程設置
(一)本科生
土木工程專業本科生所修課程和學分如圖3所示。課程主要分為基礎課、專業基礎課、專業課和實踐四大模塊。第一學年主要以基礎課程為主,包括數學、物理、材料、化學、力學、各類基礎設施體系、工程師基本概念、工程設計與創新等;第二學年以專業基礎課和專業課為主,包括固體力學、水工程、交通與公路工程、工程計算與施工、通識教育、結構分析與建模等;第三學年以專業課為主,包括工程運營與控制、土力學、鋼與混凝土結構、水力資源工程、土木工程實踐、應用土工技術與工程地質、給水排水工程等;第四學年是實踐環節,除了通識教育以外,主要包括與實際工程相結合的畢業論文專題,以及一些專業選修課。
以上每門課程均為6個學分,每學期一般安排4門課程,學生四年需要修滿192個學分,方可獲得學士學位。從課程設置來看,體現了土木工程學科寬泛的特點,在第四年的選修實踐課中,學生可以靈活選擇自己所感興趣的工程方向。
(二)課程研究生
土木工程專業課程研究生的課程設置如圖4所示。這些課程充分體現了工程教育寬泛的特點,既包括與土木工程設計、施工和管理相關的基本課程,又包括與經濟、環境、可持續發展相關的選修課程。
允許課程研究生跨專業背景學習,如果學生來自于其他專業或者沒有修完土木工程專業本科課程,一般會被建議增加選修一些相關的課程,以便增強本專業的知識背景。課程設置的類別和數量主要以培養學生具備解決與工程管理、巖土工程、結構、測繪、交通、給水排水等領域相關的高等學科知識為主。
(三) 比較研究
通過對新南威爾士大學土木工程專業本科生和課程研究生的課程設置分析,可以得出以下幾點結論。
一是每門課程均設置為6個學分,每學期一般固定4門課程,學分制度和課程數量設置合理,有助于學生更好地學習和理解專業知識。國內大學土木工程專業課程的學分一般從1~4.5不等,學分設置分散,課程學時也很分散,有的課程僅僅設置為幾周時間,有的課程卻跨度一個學年。分散的學時和學分設置既不利于學生選修課程,也不利于學生對專業知識的充分理解和消化。
二是由于本科教育階段設置了雙學位培養模式,本科生可以自由選擇自己感興趣的學科或專業的課程。課程研究生也設置不同的學位授予類型,可以在土木工程專業范圍內自由選擇不同方向的課程,也可以跨不同專業或方向交叉選擇課程。
三是實踐環節設置是直接與實際工程相關聯的,一般鼓勵學生在工程單位實習期間同時完成畢業論文,增設一些實踐選修課程,這些課程可能就開設在實驗室或工程單位,以鼓勵對不同工程感興趣的學生自由選擇學習。
四是對研究型研究生雖然沒有課程和學分要求,但會要求他們根據不同的研究方向和研究方法有針對性地選擇某些課程學習或直接去旁聽。比如,從事數值分析的研究生可以選擇一些高等工程數學課程,從事計算機編程與模擬的可以選擇一些計算機程序課程。
三、結語
通過對新南威爾士大學土木工程專業的培養方案、學制、專業與課程設置等方面的教育模式進行分析和比較,提出了一些建議,為國內高校土木工程專業的建設、培養模式的改革、卓越工程師教育計劃的實施提供借鑒。
(1)土木工程專業設置寬泛,培養方式靈活,真正體現了“寬口徑、厚基礎”的大土木培養模式。
(2)本科教育階段設置單學位與雙學位并重培養機制,學生不僅可以在本學科獲得學位,還可以在不同的學科和專業間學習相關課程,取得相關的學位。
(3)課程設置體現了學科教育的寬泛特點,單門課程固定為6個學分,每學期固定4門課程,課程學時和學分緊湊集中。
(4)本科階段的實踐環節一般要求學生在工程單位完成,既包括結合實際工程案例完成的畢業論文,又包括一些與不同工程類型相關的實踐選修課程的學習。
(5)研究生培養分為課程研究生(碩士)、研究型研究生(碩士和博士)兩個層次。課程碩士不設導師制,不需要從事研究,主要是完成相關專業的課程學習。研究型研究生沒有課程學習和學分要求,主要從事相關領域的研究工作。
(6)研究型研究生的培養充分體現了“寬進嚴出”的培養模式,沒有硬性的要求,每年定期進行階段性研究進展匯報,優勝劣汰,淘汰率較高。
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二、研究型教學理念與高校教材創新
現代教學理念提倡,知識的生成不是單純個人的事件,而是通過彼此之間心靈的交互作用建構的,人是在社會文化情境中接受其影響,通過與他人的交互作用來建構自己的見解與知識,這種社會建構主義兼容了“反映”與“建構”兩種機制。研究型教學是一種以現代教育教學理論為基礎,以教學和研究相結合為基本原則,以提高學生綜合素質和自主創新學習能力為宗旨,以培養學生的問題意識、探究意識、創新精神和實踐能力為重點的教學活動過程。研究型教學中“教”的特點是:教師注重對學生的開放指導、過程教學和合作參與;“學”的特點是:學生的學習具有自主性、可選性和復合性。研究型教學與“社會建構主義”為核心的現代教學理念具有高度的契合性,是現代教學理念的集中體現。首先,二者的價值取向完全相同,都強調學生自我思考、探究和發現事物,而不是消極地“接受”知識,鼓勵學生自主學習和個性發展,以培養學生的創新精神和實踐能力為目的,表現出多元化價值取向。其次,二者強調的教學主客體關系也完全一致,都提倡應突出學生在整個教學活動中的主體地位,強化教師在學生學習活動中的指導作用,師生共同參與,以問題為中心通過探索、討論等教學方法實施教和學的過程。“教材對教育理念的滲透發揮著重要作用,它已成為促進或阻礙教學模式轉變的活躍而關鍵的要素”。研究型教學理念下的教材是基于全新的教學理念,求得學生人格健全發展的社會建構主義教材,它聚焦了社會文化和智慧的發展,為學生的智力發展、學術發展和終身學習奠基,它會讓更多的學生因為它的存在而愛上這門學科,走向最寬廣的科學研究的路。無疑,研究型教學理念的融入是高校教材建設創新的必然路徑選擇。
三、基于研究型教學理念的高校教材建設探索
《教育部關于“十二五”普通高等教育本科教材建設的若干意見》(教高[2011]5號)中關于教材建設的方針和目標中里提到:“教材建設要錘煉精品,改革創新。鼓勵編寫及時反映人才培養模式和教學改革最新趨勢的教材。”近年來,北京科技大學本科教學改革的導向,逐步從傳統教學模式轉變為對研究型教學模式的引導和激勵。2007年,張欣欣校長在全校本科教學工作會議上做了“研究和探索研究型教學模式,培養創新人才”的主題發言,正式拉開了研究型教學改革的序幕。近幾年,學校大力提倡和推進教師開展研究型教學,目前共立項建設147門研究型教學示范課,涵蓋全校13個學院的主干學科、基礎學科、優勢學科和前沿學科,形成了開展教學方法改革的良好氛圍。“教材是反映教學內容和課程體系的重要標志,教學內容和課程體系改革的最終成果必須落實到教材的編寫上。創造性人才培養要求教材與教育教學改革同步”。基于此,學校對于精品教材建設的導向,更加注重將研究型教學課程改革與基于研究型教學理念的教材建設相結合,鼓勵編寫研究型教材。在研究型教學改革醞釀之初,許多教師主動把研究型教材的建設也列入課程建設規劃。
(一)樹立“教師即教材”的教學理念
北京科技大學首屆國家級教學名師獎獲得者余永寧教授,從教半個世紀以來從未間斷本科教學改革,從20世紀60年代的“現場教學”、70年代的“結合課題教學”到新世紀開展“研究型教學”改革,都凝聚了他與時俱進的大學教學理念,余教授提倡將教學理念融入到教材建設中。余永寧教授所在的材料學國家級教學團隊牢固樹立“教師即教材”的理念,該團隊包括了3名國家、北京市教學名師,多名材料學專業資深教授,共同打造了系列研究型教材,“十二五”期間,共有5部教材獲得北京市精品教材和國家“十二五”規劃教材。余教授在講授材料專業基礎課程———金屬學原理時,結合時代對學生的要求,注重把數理化、力學及材料學等多方面的知識融入教學和教材編寫中,源于他本人精深的科學研究和凝練、精湛的教學技藝,編寫出國家重點教材《金屬學原理》。近幾年,古稀之年的余教授結合研究型教學最新理念,追蹤科學研究的最新進展和國家對創新型人才的要求,以注重全面培養學生綜合能力為宗旨修訂再版了《金屬學原理》,該教材被同行專家譽為“我國迄今為止內容最豐富、系統和深入的金屬學原理教材”。近年來,隨著材料研究與應用領域的交叉滲透加劇,材料功能也由單一化向多元化發展;另外,雖然根據無機非種類的不同和性能要求的不同,各種無機非的生產方法有較大差異,但從整個無機非的生產過程來講,其制備過程又有著很多共性。近年來,同樣由余教授領銜主編的《材料科學基礎》融入研究型教學理念進行修訂再版,教材注重材料科學與工程專業寬口徑培養的特點,編寫內容涵蓋金屬、無機非金屬及高分子材料等,同時兼顧結構材料與功能材料,結合學科前沿最新進展,從基礎層面上對各類材料進行綜合與融合。北京科技大學材料學院周張健教授主編《無機非金屬材料工藝學》教材打破傳統的課程體系界限,突出無機非共性的工藝技術和原理,加強學生的基礎知識,并向“寬”和“深”兩個維度發展,使學生全面系統地掌握無機非的工藝原理和過程的共性與個性問題,理解工藝因素對無機非產品性能與結構的影響,并能從技術與經濟的角度分析各類無機非金屬材料生產中出現的問題,提出改進生產的方案。可見,高校教師不只是教材的執行和傳遞者,更是教材的開發者、建設者,教師摒棄了“以教材為本”和“教教材”的舊觀念,確立“以人為本”和“用教材教”的新理念,通過創造性地建設教材,培養智能型和復合型人才。
(二)提倡“教材”變“學材”的思路
教育哲學家阿弗烈•諾夫•懷特海(AlfredNorthwhitehead)認為,教育是一種充滿生機、富有朝氣和活力的節奏性躍動,這是一個發現的過程,一個逐漸習慣于奇特想法的過程,想出問題并尋找答案的過程,設計新體驗的過程,注意新的探險活動會引起什么結果的過程[8]。隨著新時期知識更新速度的加快和知識面的迅速拓寬,高校教材的任務不再僅僅是給學生多少知識,更為重要的是教會學生解決問題的方法。《教育部關于“十二五”普通高等教育本科教材建設的若干意見》(教高[2011]5號)里明確要求:“要注重教材內容在傳授知識的同時,傳授獲取知識和創造知識的方法”,因而,研究型教學理念下的教材必須樹立將“教材”轉變為“學材”的思路。北京科技大學具有濃厚行業特色的實習教材也探索融入研究型教學理念,以《熱能與動力工程專業實習教程》為例,該教材編寫內容取材于具有世界一流的先進生產技術、生產流程以及最先進管理經驗的代表性集團公司,基于研究型教學理念,教材引入了學生自主學習的模式。在實習前,引導學生利用該教程進行預習,教材中有意識地設置問題情境,并讓學生試著提出問題,回答教材中提出的問題,帶著預習時思考的問題與猜想進入現場實習,使學生運用自身擁有的最基本的知識、經驗、技術去提出問題和解決問題;學生進入企業實習現場,通過切身的實踐實習,感受并與現場人員的交流,在他們面前展示事物不同的側面,讓學生利用已有的知識儲備和聯想能力去探究、尋找各種可能的答案,深入思考并驗證猜想;離開實習現場后,學生利用教程進行復習、總結,提升實習效果。教材在編寫中融入培養學生正確的思考方法、學習方法和應用知識解決問題的方法和緊跟時代、不斷獲取本學科新知識的能力,適應了新時期社會對創造性人才的需要。為培養學生探究能力和發散型思維能力,教材精心制作了配套的光盤,充分利用多媒體技術優勢,對現場難以看到的場景進行動畫演示,并對實習內容(如不同工藝流程)進行對比分析,加深學生的理解與體會;本教材還具有彈性學習、分流培養、寬口徑、重實踐的教學特點,很好地解決了高等學校實習存在的問題,這在當前工科院校工程類實習教程中邁出了重要一步,符合當前卓越工程師建設工程對學生提出的新要求,受到同行好評,被評為北京市精品教材,并入選第二批“十二五”普通高等教育本科國家級規劃教材。
(三)體現知識的“生成性”邏輯
研究型教學理念下的教材更能體現出知識的“生成性”邏輯。我校北京市教學名師楊炳儒教授結合自己多年的教學經驗,帶領教材編寫團隊與國內多所高校的一線教師進行充分討論,創造性地提出國內頗具特色的認知結構教學論(簡稱KM教學論),在開展離散數學課程研究型教學的探索與實踐中,將研究型教學的基本內涵與KM教學法相結合編寫出《離散數學》。教材體現了“知識邏輯結構核心論”的教學思想、“雙圖融合”的教學機制、“教學回路”的教學模式、“立體塔式結構”的教學內容、“三段論式”的教學方法,突破了傳統的將離散數學視為“拼盤結構”的理念,吸納結構主義理論,形成“結構關聯”的新理念;在該教材中,數理邏輯和集合論作為兩塊基石,其上的代數結構、序結構、拓撲結構和混合結構生長出許多數學分支,同時各分支間交叉融合形成了龐大的離散數學乃至全部數學的理論體系;教材演繹鋪展的路徑如下:全書概述—篇引論(樹形類化圖)—章粗概圖—章應用概圖—按節展開(核心知識點、嵌入思維形式注記圖、每節小結)—章習題類化(常見題典型解析)—章知識邏輯結構圖—擴展閱讀—習題—篇知識邏輯結構圖。該教材在模式與體例上與學生的認知規律完全吻合,具有很強的啟發性,獲得2013年度北京市精品教材稱號,入選第二批“十二五”普通高等教育本科國家級規劃教材。
(四)展現“集體學習的文化”
受傳統教學理念的影響,一些高校教材傾向于預設凝固的知識、教學內容和整齊劃一的標準答案。教育家約翰•杜威(DeweyJohn)犀利地指出:“他們慣用‘非此即彼’的公式來闡述他們的信念,認為在兩個極端之間沒有種種調和的可能性。當他們被迫承認極端的主張行不通的時候,他們仍然認為他們的理論完全正確……”事實上,盡管在學習中外部信息有共同的來源,但由于每個人的經驗、基礎、已有認知結構的差異(以及內部自治信息的差異),加工的方式和結果也就不盡相同,知識具有一定的個體性和主觀性。為了解決這個問題,研究型教學理念下的高校課堂教學不再被預先設計、安排、框定與規制,教材內容也不再是不可辯駁的權威,教材編寫者的職責與使命不再是將所謂的“正確性”知識有序、工業化地“組裝”在一起,作為一種僵化、恒久不變的學習材料傳遞與灌輸給學生。北京科技大學北京市教學名師張群教授主編的“十一五”國家級精品教材、“十二五”首批國家級規劃教材《生產與運作管理》(第3版),強化生產與運作戰略,教材中系統呈現了現代生產運作管理新概念和新方法,分析和討論了各類典型生產運作管理系統的計劃與最優控制問題,為深入研究新型生產運作管理系統提供新的思想和理論分析工具。該教材參閱了國外大量相關文獻資料,注重呈現國外關于生產與運營管理研究的各種理論思想和學術觀點,也充分展示中國傳統文化中的管理思想。結合作者的生產管理實踐體會,列舉了許多典型的案例并進行了詳盡的分析與研究。教材綜合反映不同的學術見解,學生能從中接納和批判多元見解,還能夠接觸到知識的不同側面,思維。教材注重將相同的知識以不相同的方式呈現,不僅發揮了從信息的檢索分析導向新知的“創造”功能,還具有從不同的目的與視角對知識進行靈活處置的“支撐”功能。該教材從第一版開始已經印刷20次、累計印刷10萬余冊,目前被國內許多知名高校采用,教材所具有的相互切磋的“集體學習的文化”是它之所以一版再版、歷久彌新的重要原因。
(五)前瞻學科前沿知識
研究型教學理念下的高校教材編寫不僅要注重前瞻新興學科知識,緊跟科學技術的發展前沿,避免新學科不斷出現、教材建設相對滯后的現象,還要以敏銳的目光關注全球學術前沿動態,時刻注意高校教材內容的先進性。北京科技大學作為國家批準的首批物聯網專業和教育部特色專業建設的辦學單位,在教材建設上,課程教學團隊在全國范圍內率先進行了積極的探索。物聯網特色專業負責人王志良教授緊跟時展的步伐,及時將最新最快的知識反映在教材里,領銜主編了《物聯網工程概論》教材,全面介紹了物聯網相關的標簽技術、傳感器技術、無線傳感器網絡技術、智能技術以及時下熱門的云計算技術,完成了物聯網節點在信息獲取和數據傳輸上的基礎構建,為物聯網信息的海量存儲和處理以及智能的服務模式提供了解決方案,同時系統地分析了有別于普通網絡安全的基于物聯網安全的身份識別技術、密鑰管理技術等,具有很強的前瞻性。本教材還系統地闡述了物聯網研究的理論基礎:控制論、信息論、人工情感與人工心理理論以及CPS理論,探討了物聯網的異構性和學科交叉特點,提出了新的科學問題。通過四屆學生的教學實踐,受到同行和學生的一致好評,同時被全國近百所高校物聯網工程及其相關專業選為教材或教學參考書,已經進行了4次印刷,受到使用院校歡迎和業內專家的好評。適合創造性人才培養的教材應根據科技進步和社會發展的最新成果不斷地充實和更新教學內容”。我校“十一五”“十二五”首批國家級規劃教材《地質學》(第四版),作者精心編寫了地質學基礎知識、礦床學、水文地質學、礦產勘查學和礦山地質學,對各學科相關的基本概念、基礎理論和研究方法等進行了系統的闡述;再版時(目前正編寫第五版)教材特別注重對近年來地質學,特別是礦產資源勘查領域的進展進行更新和補充。與此同步,編寫團隊還制作了融合多年來從事科研工作的成果和經驗的內容新穎、手段先進的電子課件,包含了大量的野外露頭、手標本、顯微鏡下圖片和地質模型動畫,在實際教學中已起到了很好的效果。教材不僅得到采礦工程、礦物資源工程等相關專業本科生的青睞,地質、礦業類專業研究生也受益匪淺,更成為已經畢業從事礦業工作的在職人員隨時指點迷津的“寶典”。一部好的教材,其中的內容總能緊跟社會發展步伐,不斷給予讀者啟示,也許當年閱讀這部教材的學生已經成長為業界的精英,但其中的內容依然可以幫助他站在時代前沿,這也是《地質學》這部教材從第一版問世至今20多年依然帶給讀者巨大影響的關鍵。
四、結語
由于學校扎實推進研究型教材建設,“十二五”期間,由我校教師主編的教材獲得“北京市精品教材”共21部,入選率較之同類高校高30多百分點;2014年,在第二批“十二五”普通高等教育本科國家級規劃教材的評選中,我校入選率為80%,高出全國平均入選率(39%)40多百分點;由于一大批教師參與研究型教學課程改革和研究型教材建設,給我校本科教學工作注入了生機和活力,教學效果明顯改善,學生的綜合素質和創新能力明顯提高,特別是在以下兩個方面:
(一)學生提出問題、分析問題、解決問題
的意識有所加強由于一批研究型教材植入了教師開展研究型教學的新設計思路,體現了有利于學生進行研究性學習的新知識脈絡,營造了各種有利于激發學生渴望探求知識的環境,許多學生反映,他們結合對教材知識點的思考后在教師的啟發下提高了解決問題的能力。近三年,一些體現學生自己分析和解決問題的創新成果顯著增加,例如軟件設計、網站開發、專利設計、制作實物模型等許多項目獲獎年增長率為20%左右。
(一)日本高等工程教育專業認證的背景
日本高等工程教育專業認證始于20世紀90年代,但日本有關高等工程教育領域開展專業認證的思想卻可以追溯到19世紀70年代。1873年,時任日本東京帝國工程學院第一任校長的基辛格•戴爾將“工程設計”的實踐理念引入工程教學領域。這種考慮工程標準和多方面現實因素,強調從基礎課程學習中獲得基礎科學知識和技能,以便為學生未來的工程實踐做好準備的工程設計理念,從某種意義上說,與當前美國工程與技術教育認證委員會(ABET)推行的工程標準2000(EC2000)的工程教育設計理念是吻合的。但基辛格•戴爾關于工程教育的思想并沒有得以推行,直至20世紀90年代,日本才又重新認識到工程教育設計理念的價值及其重要性。1996年日本工學教育協會把國際高等工程教育認證系統引入日本工程教育領域并成立了認證系統設計委員會[1]。1998年發表的大學審議會報告《21世紀的大學與今后的改革策略》中明確主張,建立多元的評估機制,特別是建立有效的外部評估機制[2]。正是在這種背景下,日本于1999年11月成立了高等工程教育認證委員會(JABEE),并逐漸發展為具有權威性的高等工程教育民間評估機構。2001年6月,在南非召開的《華盛頓協議》大會上,日本被接納為準成員國,并于2005年6月15日正式成為《華盛頓協議》的成員國。
(二)中國高等工程教育專業認證的背景
我國高等工程教育專業認證起步較晚,最早始于1992年,由建設部組織,先后在建筑學、土木工程、城市規劃、工程管理、建筑環境與設備工程、給水排水工程等專業開展評估,這是我國進行高等工程教育專業認證的實驗探索階段。為構建高等工程教育質量監控體系,促進中國高等工程教育的國際互認,中國科學院技術科學部于1994年開展了《改革我國高等工程教育,增強我國國力和國際競爭力》的課題研究;中國工程院于1998年進行了《我國工程教育改革與發展》的課題研究;教育部于2000年設立《重點理工大學培養的人才素質要求和培養模式的研究與改革實踐》研究課題,分別對以清華大學為首的北京七校和以浙江大學為首的京外六校開展了調查研究。2006年《工程教育專業認證實施辦法(試行)》出臺,在除土建專業以外的工程專業領域進行認證試點工作,陸續在機械、電子、化工、計算機等專業開展試點,使我國的高等工程教育專業認證進入專業推進階段。正是在這種背景下,全國于2007年6月成立了工程教育專業認證專家委員會,并于2009年6月向國際工程教育大會遞交了加入《華盛頓協議》的申請。比較中日兩國在20世紀90年代開始實施的高等工程教育專業認證的背景,我們可以看出,雖然兩國具體的認證歷史不同,但認證的直接動力都來自加入《華盛頓協議》的需要,其高等工程教育專業認證都是與本國自身高等工程教育的評價體系息息相關的。不同的是,日本的高等工程教育專業認證雖然起步較晚,但卻因為有悠久的“工程設計”的實踐理念,其專業認證發展速度較為迅速。而中國在20世紀90年代之前完全沒有高等工程教育專業認證的相關理念,認證工作從實驗探索階段到專業推進階段的進程較日本相對緩慢。
二、發展規模比較
(一)日本高等工程教育專業認證的發展規模
日本高等工程教育專業認證同率先加入《華盛頓協議》的歐美國家相比,雖然起步較晚,但發展速度較快,已頗具發展規模。從專業認證的數量來看,其認證專業數僅次于美國。2001年只有3個專業申請認證,而到2007年底,日本已有151所高校的368個專業通過了JABEE認證[3]。其中,公立大學占55%,私立大學占27%,專科學校(專攻科)占18%。從接受專業認證的學校類型來看,主要是在理科、工科、農科等領域對文部科學省認可的四年制本科院校(包括工業高等專門學校的專攻科)開展工程專業評估認證。2001年到2007年間,在已通過認證的151所高校的368個專業中,有27所是擁有專攻科的高等專科學校(工業高等專門學校的專攻科),并且通過認證的專業數占總認證數的19%。從申請認證的專業分布來看,認證專業數較多的主要集中在機械、化工、電氣、電子、通訊信息等領域[4]。從申請專業認證的高校分布來看,著名大學參與熱情不高且數量較少,雖然慶應義塾大學、早稻田大學、北海道大學、東京工業大學、名古屋大學、東北大學等大學的部分專業參加了認證,但是,諸如東京大學、京都大學、大阪大學以及九州大學等聞名于世的國立大學都還沒有參加認證[5]。縱觀日本高等工程教育專業認證的發展規模,其發展速度如此之快的原因,一是注重加強與主導產業合作,提供優化工程課程的評審和認證服務;二是為滿足日本高校吸引優秀生源,提升工程專業競爭力的需要。
(二)中國高等工程教育專業認證的發展規模
目前,我國高等工程教育規模居世界第一,是世界高等工程教育大國,但這并不等于說我國是高等工程教育強國。我國設有工科專業的大專院校有1500余所,工科在校學生達600余萬。然而,如此巨大的高等工程教育規模,其培養的合格工程師的“可獲得程度”世界排名自1998年以來卻一直處于末位。我國高等工程教育專業認證起步較晚,一方面發展空間廣闊,另一方面發展中存在的問題較多。從專業認證的數量來看,截止2008年5月,已有59所高校累計164個土建類專業點通過認證。除土建類專業外,截止2008年底,全國通過工程專業認證的專業點已達41個。從接受專業認證的學校類型來看,主要是在工科領域經教育部認可的四年制本科院校中開展工程專業認證。截止2008年底,全國高校(非土建類專業)通過專業認證試點的高校已達32所。從申請認證的專業分布來看,1992年至2006年間,主要針對土建類專業開展工程專業認證;2006年開始在機械、電子、化工、計算機專業開展認證試點;2007年增加了采礦、環境工程、水資源、輕工食品、交通運輸等五個新的試點專業;2008年又擴展到電氣、化工、安全工程專業領域。從申請專業認證的高校分布來看,2006年、2007年和2008年參加高等工程教育專業認證的高校大多為我國排名較為靠前的高水平大學。例如,2006年率先開展工程專業認證試點的清華大學、北京航空航天大學等;2007年教育部公布的包括浙江大學、同濟大學等十所全國首批工程教育改革試點高校;2008年申請并接受工程專業認證的武漢大學、南京大學、北京交通大學等22所高水平綜合性大學和工科強勢的理工科院校。比較中日兩國自20世紀90年代以來高等工程教育專業認證的發展規模,雖然都集中在以制造業為主的專業領域,但是發展歷程卻截然不同。日本高等工程教育歷史悠久、基礎牢固,雖然專業認證起步時間較晚,但是發展速度很快,認證工作涉及范圍較廣,不僅包括培養未來工程師的四年制本科院校,而且包括培養工程技術人員的工業技術高等專門學校和短期大學二年制專攻科的高等專科院校。而我國高等工程教育規模基數大,但人才培養質量難以保證,導致開展高等工程教育專業認證的熱情雖高,但實際操作中遇到的困難和阻力較大。目前高等工程教育專業認證只集中在排名較為靠前的高水平綜合性大學和工科強勢的理工科研究型大學中,其他普通高校的工程教育專業認證發展較為緩慢,而高等職業技術教育體系中有關工程技術教育的專業認證更是無從談起。
三、認證標準比較
(一)日本高等工程教育專業認證的認證標準
JABEE沿習并發展了基辛格•戴爾關于“工程設計”的實踐理念,以法國、德國“科學導向”的技術教育和英國“學徒式導向”的技術與技能教育為基礎,根據美國EC2000的要求,制定了符合日本國情的高蒲彧,楊連生,鄒積巖:中日高等工程教育專業認證比較研究40等工程教育專業認證標準,主要包括Plan,Do,Check和Act四個方面[6]。計劃階段主要達到從全球觀點思考事物,掌握數學、自然科學以及信息技術的相關知識,培養學生的工程設計能力、解決實際問題能力、語言交流能力、自主和持續學習能力以及工程師的社會責任感。實施階段包括課程要求、教育方法和教育環境三方面。其中,課程要求中規定4年期間必須修得124學分,總授課時間1800小時,其中數學、自然科學、信息技術不得少于250學時,人文社科學科的課時(含外語)250學時以上,專業課程不得少于900學時;從入學選拔方法、課程設置、教學大綱制定、教師培養制度和評價方法等方面改進教育方法;確保教室、實驗室、實習場所、圖書室、信息網絡設備等基本教育設施,改善教育環境。檢查階段主要是對學生學習效果的評價,建立一套保證學生在其他高校獲得的學分以及轉學學生以前獲得的學分得以互換的評估方法。行動階段強調建立基于教育反饋、能持續改善工程專業的教育系統[7]。
(二)中國高等工程教育專業認證的認證標準
2008版《工程教育專業認證標準》(試行)提供了我國“工程教育本科培養層次的基本質量要求”,它包括專業目標、質量評價、課程體系、師資隊伍、支持條件、學生發展、管理制度等七項指標。這七項指標分“通用標準”和“專業補充標準”。“通用標準”給出各個工程教育本科專業的基本要求,制定適應國家、地區經濟建設和行業發展需求,適應科技進步和社會發展需要,符合學校自身條件和發展規劃,有明確的服務面向和人才需求的人才培養目標,使本科畢業生滿足現代工程師所需的知識、能力與素質要求;建立保證質量良好、數量充足、優質生源的招生制度及就業指導制度;完善包括人文社科、數學與自然科學、工程專業課程課時比例,工程設計、實驗、實習與社會實踐,以及獨立撰寫畢業論文的課程體系;充實具備工程實踐經驗的師資隊伍;提供滿足教學需要的教室、實驗室及試驗設備、計算機設施、專業期刊和圖書資料等基礎設施和滿足實踐教學要求的校內外專業實習基地;完善能根據實際情況及教學質量評估及時更新的教學管理制度,健全教學質量評估體系和畢業生跟蹤反饋體系;建立以學生的基本理論與基礎技能掌握程度、創新能力與實踐能力為重點的培養質量評價體系[8]。專業補充標準針對工程與自動化、化學工程與工藝、計算機科學與技術、環境工程、采礦工程、食品科學與工程、電子信息與電氣工程、水文與水資源工程、交通運輸、安全工程等十個專業領域提出了專業目標、課程體系、師資隊伍、支持條件等方面的特殊要求。比較中日兩國高等工程教育專業認證標準,雖然具體標準略有不同,但都與ABET工程標準EC2000的要求基本一致,都與《華盛頓協議》規定的能力要求相銜接,充分體現了“國際可比性”和“等效性”的原則。另外,中日兩國高等工程教育專業認證標準也體現出“能力導向”的特征,促進教育從“知識導向型”向“能力導向型”轉變,將評價教育的關注點從“我們教給了學生什么”、“學生學了什么”,遷移到“學生學會了什么”、“學生會做什么”,注重對學生終身學習能力的培養。同時,中日兩國高等工程教育的歷史溯源、發展現狀的不同決定了兩國高等工程教育專業認證的目標定位,即對“培養目標的有效性和目標實現的有效程度”的考查和認定存在區別[9]。130多年高等工程教育的發展歷史,使日本已經形成較為成熟和完備的高等工程教育體系。從學習———教育目標完成度的評價來看,制定了一套供不同高校工程專業學生進行學分互換的評估方法,即工科學生在其他院校獲得的學分以及轉學學生以前獲得的學分得以互換;從教育評估體系———教育的持續改善來看,工程教育專業的特殊評價指標相對簡單,一是學生對本專業基本知識和能力的掌握程度;二是教師隊伍的結構與水平,特別是教師隊伍中有多少人同時擁有工程師資格,以及講授實際工程問題的能力。而我國高等工程教育發展歷史較短,工程教育質量存在諸多問題,教育質量保障體系還很不健全,不少教學評估往往流于形式而無實際意義[10]。從學習———教育目標完成度的評價來看,缺乏對不同學校工程專業學生學分互換的評估方法;從教育評估體系———教育的持續改善來看,工程教育專業的特殊評價指標只側重學生對本專業基本知識和能力的掌握程度,缺乏對具有豐富工程實踐經驗并具備工程師資質的教師的要求。
四、認證程序與結果比較
(一)日本高等工程教育專業認證的認證程序與結果
日本傳統的高等教育質量管理主要是通過大學內部的自我評估來實現,直到20世紀90年代以后,才引進外部評估機制,注重引進民間機構,建立多元的評估機制。JABEE的認證審查包括自評和審查小組實地考查兩部分。首先是申請專業的自評,其次是JABEE接到認證申請后,組成審查專家組進行實地考查。審查專家組除審查小組的審查長和審查員外,還可邀請觀察員參加(觀察員提出相關參考意見),時間為兩天。審查小組通過實地考查,審查該專業是否已經滿足所有認證標準,審議結果經JABEE審查調整委員會審查后,交由JABEE審議并出具可否通過專業認證的報告,最后交JABEE理事會通過[11]。相關認證結論,根據所認證專業滿足認證標準的程度,分為適合、懸念、弱點和欠缺等四個等級。其中,完全滿足認證標準并向社會公布,5年有效期的為“適合”;基本滿足認證標準并向社會公布,5年有效期但需要后續關注的為“懸念”;剛剛達到認證標準通過認證但不向社會公布,2年有效期后根據中期檢查結果決定是否延長有效期的為“弱點”;沒有達到認證標準不予認證的為“欠缺”。認證期滿后,如需繼續認證,則在滿五年后的第二年內提出認證的繼續審查申請。如果最終認證未獲通過,接受認證的專業可以在三個月內向JABEE提出不服申辯書,JABEE申訴委員會對此詳細調查后作出終審裁定[12]。
(二)中國高等工程教育專業認證的認證程序與結果
中國高等工程教育專業認證的認證審查也包括自評和審查小組實地考查兩部分,包括提出申請、學校自評、審閱《自評報告》、現場考查、審議并做出認證結論、監督與仲裁等六個階段。
(1)申請認證:自愿申請高等工程教育專業認證的高校在規定時間內(通常一年一次)提出某一具體專業的認證申請報告,該申請專業必須達到本科層次,且具有三屆及以上該專業工程教育本科畢業生,經工程教育專業認證專家委員會審核后,受理申請。
(2)學校自評:申請認證的院校可于受理申請一個月內向相關專業認證分委員會提交自評報告,并依照《全國工程教育專業認證標準》自我檢查,堅持“以評促建、以評促改、以評促管”的原則,撰寫自評報告,提交給認證分委員會。
(3)審閱《自評報告》:認證分委員會審閱《自評報告》,并在二個月內做出通過《自評報告》、補充修改《自評報告》和不通過《自評報告》三種結論。
(4)現場考查:對于通過或經修改完善《自評報告》達到要求的高校,認證分委員會委派考查專家組進行實地考查,一般為三天,核實《自評報告》的真實性和準確性,了解未能在《自評報告》中反映的有關情況,考查結束時,考查專家組出具《現場考查報告》交予申請認證學校,并于15日內向認證分委員會提交該考查報告。