馬雙忱,權(quán)宇珩,閆 蓓,趙 鵬
(華北電力大學 環(huán)境科學與工程學院,河北 保定 071003)
對于高校的理工科學生來說,不僅理論教學是專業(yè)學科的重要內(nèi)容,實習、實踐教學也是重要一環(huán),要想提高學生對于本專業(yè)具體對象的認知和動手能力,則必須進行實習、實踐教學[1]。大量的學者對專業(yè)實習的教學工作進行了富有成效的研究[2-6],對提高高等教育實習教學環(huán)節(jié)的效率具有一定的意義。實習教學的任務(wù)是[7]:在實習過程中,通過對工廠的了解和與工人、技術(shù)人員的交流,學習他們的優(yōu)秀品質(zhì),培養(yǎng)事業(yè)心、使命感和務(wù)實精神;用已學過的理論知識去分析實習場所看到的實際生產(chǎn)技術(shù),了解具體的工業(yè)過程,使理論知識得到充實、印證和鞏固、深化,既體會到學習書本知識的必要性,又提高解決實際工程技術(shù)問題的能力;實習過程中,充分發(fā)揮學生學習的主動性、積極性,細心觀察,鼓勵學生大膽提出自己的想法,進行綜合能力的訓練和培養(yǎng),建立初步的工程技術(shù)觀點。為了實現(xiàn)這些任務(wù),在實際的應(yīng)用化學專業(yè)實習教學過程中,應(yīng)注重建立大實習觀,并基于大實習觀拓寬專業(yè)實習思路,活學活用,采納多種考核方式。
我校應(yīng)用化學專業(yè)具有鮮明的能源電力特色,主要學習化學方面的基礎(chǔ)知識、基本理論、基本技能以及相關(guān)的工程技術(shù)知識,受到基礎(chǔ)研究和應(yīng)用基礎(chǔ)研究方面的科學思維和科學實驗訓練,具有較好的科學素養(yǎng),具備運用所學知識和實驗技能進行應(yīng)用研究、技術(shù)開發(fā)和科技管理的基本技能[8]。應(yīng)用化學專業(yè)基于化學,偏重應(yīng)用,實驗、實習等實踐能力的訓練和培訓必不可少。但是目前高校實習遇到諸多困難,如難以建立穩(wěn)定的實習基地、實習經(jīng)費緊張、教師實踐能力與現(xiàn)階段培養(yǎng)人才的要求有些不相適應(yīng)、實習教學方面的教學研究少、改革成果也比較少等??紤]到這些困難,要解決問題,首先要建立新思路,確立大實習觀。所謂大實習觀,指的是在教師幫助和引領(lǐng)下,可以讓學生能更加自主、更加積極、更加主動地通過多種多樣的實習途徑來進行實踐能力的培養(yǎng),即在更為多樣的時空場所前提下,通過更為廣深的實習手段,學生采用更為活潑的學習方法,鍛煉更為活躍的思維狀態(tài),獲得更好的實踐效果。圖1是本課題組構(gòu)建的大實習觀框架圖。
圖1 大實習觀框架圖
在大實習觀的基礎(chǔ)上,不應(yīng)只局限于實地實習這一種實習途徑,應(yīng)結(jié)合專業(yè)特點拓寬實習思路,采用多種多樣的實習途徑。
實地實習仍是主要的實習手段,這是學生在本科學習期間參與生產(chǎn)實踐的一種最為常用的傳統(tǒng)方法。目前華北電力大學應(yīng)用化學畢業(yè)生的主要分配去向是與電力相關(guān)的企業(yè)或電廠。電力行業(yè)作為國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè),近20年一直保持較快的發(fā)展速度。電力行業(yè)的快速發(fā)展基本緩解了缺電的問題,目前已經(jīng)進入了買方市場[9]。這就要求電力企業(yè)提高生產(chǎn)效率和管理水平,因此引進高素質(zhì)人才顯得尤為重必要。
企業(yè)和高等院校有關(guān)下廠實習的主要問題,一是某些工廠、企業(yè)不愿意接納學生到廠實習,二是某些工廠、企業(yè)考慮到安全問題,不讓學生實際進行操作。針對工廠、企業(yè)不愿意讓學生去實習的問題,可考慮在企業(yè)和學校之間建立“實習銀行”策略。企業(yè)提供實習機會給學校,甚至可以提供實習基金給學校,讓學生能更有機會獲得實踐經(jīng)驗,相當于先行存了一筆金額到銀行,到學生畢業(yè)時,學生提升了就業(yè)的素養(yǎng),此時就可有更優(yōu)質(zhì)的學生到企業(yè)工作。針對實習安全問題,則必須要從培訓伊始,到下廠實習結(jié)束,始終把安全作為頭等大事抓。先期入廠培訓時,要求學生要認真學習工廠、企業(yè)的安全規(guī)章制度,了解哪些能做哪些不能做,只有自身注重安全才能最終保障安全。下廠后,要求學生嚴格遵守工廠、企業(yè)的規(guī)章制度,自覺服從管理、聽從指揮,嚴格遵守操作規(guī)程,不能嬉笑打鬧,不能麻痹大意,要多溝通多問。解決了工廠、企業(yè)和下廠實習的矛盾,就能很好地達到實地實習的目的。
實際下廠實習所遇到的一些困難利用仿真實習可以得到較好的解決,比如安全及經(jīng)費緊張等問題。有些工廠、企業(yè)不歡迎學生去實習,即便允許學生去實習的工廠、企業(yè),處于安全角度的考慮,一般也不允許學生自己動手操作,所以學生多數(shù)是被動參觀,積極性不高,因此實習效果不太好。學校實習經(jīng)費緊張,難以滿足不斷增長的實習交通費和繳給企業(yè)的實習費等支出,因此,實習時間和實習質(zhì)量難以保證。
仿真實習技術(shù)是以仿真機為工具,用實時運行的動態(tài)教學模型代替真實工廠進行教學實習的一門新技術(shù)[10]?;趪栏瘛乐?shù)姆抡婕夹g(shù),在虛擬環(huán)境中,可以在較短的時間內(nèi),讓學生了解更多實際的生產(chǎn)運營過程。在仿真實習過程中,學生的安全有保證,并且節(jié)省費用,還能給學生充分動手的機會。由于學生有較多的主動性,可以通過自己調(diào)節(jié)不同參數(shù)來仿真獲得不同結(jié)果。仿真技術(shù)可以提供多種工況的運行,學生可根據(jù)自己的具體情況有選擇、有目的地學習,因此學生更有興趣,對實習學習更有積極性。此外,和實際的工廠、企業(yè)很大的不同是,仿真實習還可以設(shè)定各種事故和極限運行狀態(tài),提高學生分析問題的能力和應(yīng)對復(fù)雜情況的決策能力,讓學生了解故障、事故發(fā)生的原因、狀況和后果,增強安全意識。因此仿真實習是一個經(jīng)濟、有效、實用的實習途徑。
我校已有火電機組仿真機可實現(xiàn)對電廠的生產(chǎn)全過程進行仿真,具備完善的運行人員培訓功能,向受訓人員提供正常和故障情況的實際現(xiàn)場運行狀態(tài),可有效地提高運行人員的專業(yè)知識、操作技能、應(yīng)變能力和熟練程度,使運行人員經(jīng)培訓后能熟練地掌握機組啟停過程和維持正常運行的全部操作,學會處理異常、緊急事故的技能,提高實際操作能力和分析判斷能力,訓練應(yīng)急處理能力,確保機組安全、經(jīng)濟運行,并具備在不同工況條件下分析和改進機組運行操作方案、方式并加以優(yōu)化的能力和手段,以及對機組的故障原因和結(jié)果進行分析,以便改進運行操作和制定反事故對策的能力和手段。
華北電力大學應(yīng)用化學畢業(yè)生每年都有不少學生到核電廠就業(yè)。雖然目前我國已經(jīng)運行的和在建的核電站已有41個[11],但由于核電站的特殊性,因此很難滿足應(yīng)屆畢業(yè)生的實習要求。對于這樣的問題,開發(fā)相應(yīng)的實習軟件進行核電站仿真模擬實習具有現(xiàn)實意義。
多媒體教學主要包括幻燈、錄像、錄音、投影等方面的圖影音綜合運用。例如去電廠實習之前,首先看電廠設(shè)備運行的教學片,了解新技術(shù)的應(yīng)用,然后看教師示范教學,感受電廠設(shè)備的優(yōu)越性,吸引學生產(chǎn)生新奇感,并激發(fā)他們學習、掌握新技術(shù)的求知欲望。國內(nèi)已有學校在專業(yè)實習過程中引入視頻教學,取得良好效果[12]。多媒體實習途徑,是以具體圖例和實際拍攝的影音文件來輔助實習教學,使學生有更為直觀、生動的印象。
雖然書面學習途徑和實習這個題目看上去充滿矛盾,但是如果沒有很好的書面知識的學習過程,就不能對理論知識有很好的掌握。考慮到大實習觀的涵蓋范圍,書面學習途徑是必不可少的一個途徑。書面知識的學習和實際動手能力的培養(yǎng)并不是截然相反的兩面,而是相輔相成的,例如對于發(fā)電廠水處理工藝過程中的膜分離技術(shù)中存在的問題,到電廠實地考察實習,對課本中知識加深理解提供了很好的機會。因此,對具體的實習內(nèi)容,不應(yīng)只局限于帶著學生對實際廠房、設(shè)備裝置、工藝流程等走馬觀花地觀摩,而是應(yīng)配合書面學習,對具體的工藝流程、路線、設(shè)備等先有理論概念,再去現(xiàn)場,帶著問題看,帶著好奇看,研究地看,主動地看,能動地看,這與沒有目的地被動地看有不同的效果。
學生的實習報告不應(yīng)該有固定的模式?,F(xiàn)在很多實習報告只是把現(xiàn)場的工藝參數(shù)和工藝過程機械地照搬照抄,沒有經(jīng)過系統(tǒng)的整理,內(nèi)容空洞,因此有必要進行實習答辯。答辯的題目要經(jīng)過縝密的設(shè)計,并由3~5位教師共同參與學生的答辯。
為了能切實可行地完成大實習觀指導(dǎo)下的應(yīng)用化學專業(yè)實習,將大實習觀貫徹到實習的各個方面,需要建立行之有效的保障措施。
首先,采用三段式實習教學體系,使大實習觀切實有效地滲透入實習的各個層面,引入現(xiàn)代信息技術(shù)手段,充分利用校內(nèi)實習資源,精心設(shè)計實習全流程,改進學生實習效果。
其次,建立詳細、明確、清晰的實習操作規(guī)范,涵蓋范圍要廣,對教師、學生、實習考核、時間安排等均要建立實習操作規(guī)范細則,細化、量化,使大實習觀的貫徹執(zhí)行能做到有依據(jù)有規(guī)定。
此外,建設(shè)“導(dǎo)師型”實習指導(dǎo)隊伍是保障大實習觀人文積淀的體現(xiàn)?!皩?dǎo)師型”指導(dǎo)隊伍由經(jīng)驗豐富的電廠化學專業(yè)工程師和學校帶隊教師組成,共同負責實踐教學的指導(dǎo)任務(wù),使學校的理論和現(xiàn)場的經(jīng)驗得到有機的結(jié)合,有利于學生的全面培養(yǎng),有利于大實習觀的全面貫徹。
基于大實習觀,考慮到多種的實習途徑,可以采用不同的考核方式。實地實習過程中,教師不僅可采用書面筆答的考核方式,還可綜合考慮實習筆記和實習報告的情況,并注重學生的學習態(tài)度和實際表現(xiàn),進行綜合評定。仿真實習過程中,仿真實習軟件多具有自動評價功能,可以根據(jù)學生在仿真實習時的反應(yīng)和應(yīng)對情況,對學生掌握知識的水平及時進行測評。多媒體實習和書面實習過程中,不僅可采用筆試考核的方式,還可以采用報告論文的形式進行考核[13]。
實習在培養(yǎng)高校學生的實踐能力與創(chuàng)新精神方面起著至關(guān)重要的作用,課題組在應(yīng)用化學大實習觀前提下,在我校應(yīng)用化學實習、實踐環(huán)節(jié)中進行有益的嘗試,開發(fā)了若干仿真軟件,在實習時間和實習經(jīng)費有限的條件下取得了良好的實習效果。
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