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控制科学与工程(6篇)

时间: 2024-04-04 栏目:公文范文

控制科学与工程篇1

关键词:给排水专业;实习质量;实践教学管理;改进方案

中图分类号:G642.0文献标志码:A文章编号:1674-9324(2016)09-0134-02

一、引言

当前形势下,水资源短缺和水体污染问题已成为制约我国经济可持续发展的主要因素之一。给排水工程技术专业人才是水环境保护和水污染控制等环节的技术骨干力量。社会和经济的发展,对给排水工程技术人才需求量增加的同时,对专业技术人员的知识结构,理论知识的掌握和运用、动手操作能力和创新精神有了更高的要求[1,2]。

在这种情形下,对于给排水工程专业,其毕业实习就是学生的理论知识与实践应用相结合的重要桥梁,是高校专业人才型培养不可缺少的实践性教学环节。毕业实习是高校人才培养中不可缺少的实践性教学环节[3]。通过提高毕业实习教学质量,使其知识综合运用能力、动手能力以及创新能力增强,提升学生就业竞争力和可持续发展的潜力,培养学生实践与理论并重的正确思想方法。然而,在应用型人才培养的实践过程中仍存在各样的问题,如学生在实习过程中主动性不强,积极性不够,实践动手操作能力不强,毕业后工作适应能力差与用人单位对工程技术人员的期望值有较大差距,更甚是实习过程存在形式化,未能很好到达实践与理论有机结合的目的。所以探求与改善给排水毕业实习管理体系以提高实习质量的研究,对于培养应用型工程技术人才有重大意义。

二、现今给排水工程毕业实习教学环节存在的问题

毕业实习管理体系是实习有序进行的重要保障。合理的管理体系能科学有效地引导学生,达到事半功倍的效果,而不合理的毕业实习管理体系难以调动学生的积极性,难以引起学生对毕业实践环节的重视性,实践教学环节往往在这个方面出现问题。

(一)对毕业实习重视度不够

无论是教师、学生还是管理部门都或多或少存在这样的倾向。一方面,他们认为工程类,尤其是给排水专业的实习,由于学生无法动手和参与具体工作,加上实习水厂对水处理工艺技术的保护,很多情况下,学生无法对工艺流程、生产技术和管理体系进行更为深刻的了解。另一方面是对指导实习重视度不足,部分老师认为科研、理论教学比实地指导更重要,不愿意去带领学生现场指导。特别是在分散实习比较多的情况下,多采用放任自流的态度,指导教师往往顾此失彼。再有学生对毕业实习作用缺乏认识性,部分学生没能摆正心态,认为毕业实习是一次大型的公费旅游,到了现场不积极了解各部分工艺实际运行情况,不去主动提问以拓宽实际工程应用的知识面,不好好把握实习机会,而是以自由散漫的态度对待。综上原因,使得毕业实习变成另一次认知实习,流于形式,走马灯花了事。

(二)管理难到位

当今社会形势下,给排水工程在毕业实习一般有去当地居民区的建筑给排水实习,给水厂实习和污水厂实习这三个方向。近几年高校不断扩展高校师资紧缺是普遍现象,参加外排指导的教师人数相对不足,现场指导教师的工作量相对加大。在这种情况下本就对毕业实习重视度不足,如缺乏严格、规范的管理要求其在管理上就很难到位了。

(三)实习受经费、场地限制,实习质量难以保证

因实习经费的限制,实习周期被缩短,大多采用参观实习的形式,由水处理厂的人员或指导教师现场解说各工艺流程及其实际运作情况,或因缺少经费,不能安排学生进行现场施工、生产管理,可以说学生在整个过程上处于被动状态,如污水方向的学生虽能接触新兴城市的水处理工艺,但较短的实习周期、参观式实习不能让学生真正掌握技术要点,缺乏分析实际工程问题的能力,在之后毕业设计中还是感到无从下手,而这些因素都使最终的实习质量难得到保证。

三、针对于给排水专业毕业实习教学管理的改进方案

(一)提高实习重要性认识,确立新的实习观

毕业实习是学生步入社会的一个衔接点,提供一个学生综合锻炼的机会。在实习过程中,学生能将理论与实际相结合。特别是对于工程类学科,给排水专业更需要学生在实习过程中区别理论知识与实际工程不同点,培养为应用型人才,为今后从事的工作打下基础。因此必须要认识到毕业实习的重要性和意义性,确立正确的实习观,提高对毕业实习的重视性。

树立正确的实习观,学生、教师、学校必须意识到毕业实习对学生个人发展的重要性,及毕业实习实践环节改进措施的必要性,以提高对毕业实习的重视性。实际上,不少用人单位在选择人才时,希望能通过毕业实习的环节对学生的知识、能力、素质等多个方面进行预考察,确定对其的录用。学生应该摆正自身的心态,意识到毕业实习不止对专业知识的培养与巩固有帮助,而且对人际关系交往,实际处理的能力也有帮助,毕业实习就是提升其综合性能力的平台,培养应用型人才的渠道。一,建立完整的工程概念。毕业实习目的不是培养熟练的工人,而是期望学生能从水厂(居民或商业建筑楼)现场观测其实际运行情况,学会理论联系实际,加深其整个工艺流程的印象,并在此基础上观察、记录、思考其设计的细节处,作为之后毕业设计的资料。二,锻炼其分析和解决实际问题的能力。特别是给排水专业,理论设计是不够的,要想达到较为理想的效果,在运行时往往需要进行不断的调式和改进,这些就需要扎实的理论基础和灵活的变通能力,而毕业实习就是培养学生发现和解决实际问题的机会。三,端正态度。在毕业实习中,除了指导教师,通常会有技术人员带领学生进行现场讲解。学生应端正态度,积极听从指挥,认真了解其工艺流程及典型事故解决方案,心存疑惑时要虚心请教,并整理好相关资料便于后续的设计。

(二)完善实习管理制度体系

在深化对毕业实习认识的基础上,还必须有配套的管理制度与措施,才能保证毕业实习环节真正落到实处,并达到预期目的。为保证实习质量,除完善实习管理体系也要相应完善实习执行过程的教学大纲,做到以提高其实习中的组织性,纪律性和效率性。

完善校、院、系三级式的管理制度。校级管理主要是宏观管理,制定学校的实习管理制度,规范实习要求,可通过抽查各学院毕业实习的准备工作、实习过程、实习答辩及实习成绩评定等环节对毕业实习进行检查监督;院级管理主要负责制定学院的实习管理文件,考核要点及标准,各系实纲和实习计划的审批工作,保证实习按计划、高质量的完成[4]。系级实习管理主要包括联系实习地点,确认实习单位,制定相应的实纲和具体可行的实习计划、实习要求与管理规章制度,特别要强调组织性和安全性。要安排教学经验丰富,对生产实际较为熟悉,责任心强具有一定组织管理能力的教师担任实习指导教师。

特别是在执行实习教学大纲的过程中,除现场技术人员讲解,指导教师也应全程陪同指导,为学生解惑。毕业实习完毕后期,应不断吸收教训总结以往实习执行过程中的经验,做到能按实际情况定期修改,丰富和完善实习教学大纲,提出更为合适的教学内容和方法[5,6]。制定合理符合给排水专业情况的实习教学方案。这样可以很大程度上提高学生实习的效率和质量,让学生能在实习过程中真正将理论与实际相结合,体会到实际工程的不同之处,以增强学生的主动性和积极性[6]。

(三)建立稳定的实习基地

给排水专业是一门应用性强的专业,特别是如今国家对水环境治理的投入,更需实际应用型人才在其专业上的贡献。给排水专业的毕业实习,就是将专业理论同实践相结合的环节,是培养应用型人才的环节。而建立稳定的校外实习基地是保证实践性教学环节及实习质量的关键。可采用多种合作方式同给排水专业企业广泛联系,建立牢固的实习基地。增加实践环节的教学经费,利用各种有机机制,扩大实习基地规模,不止在省内,在省外也能建立多个固定的实习基地[1,2]。与实习企业建立良好关系的同时,为学生寻找更多厂内相关资料,加深其对实习场地了解的同时,也为学生之后的毕业设计做良好铺垫。

四、结束语

毕业实习是理论与实践结合的桥梁,是高校专业性人才培养重要的实践性教学环节。为提高毕业实习的质量,针对毕业实习教学环节中存在的问题,如:缺乏对毕业实习重要性认识,实习管理体制存在不合理,学生积极性、主动性难调动,管理难到位,实习环节受场地和经费限制等等,结合给排水专业的特点,提出几项改进措施。通过提高对毕业实习的重视度,完善实习管理体制,建立稳定实习基地以提高实习质量。

参考文献:

[1]王宗平,左椒兰,任拥政,周爱娇,吴晓辉,罗凡,陆谢娟,潘柳燕.给水排水工程实践环节质量保障体系教学改革研究[J].理工高教研究,2010,29(5):132-134.

[2]龚为进,段学军,陈启石,刘海芳.给排水工程专业实践教学环节的改革和探索[J].中国科技信息,2010,(11):212-213.

[3]潘柳燕.加强毕业实习管理,提高实习质量[J].高教论坛,2004,(1):139-142.

[4]孔荣,王旭,王宗善,熊莹,陶智.浅谈独立学院集中型毕业(生产)实习教学管理[J].经营管理者,2015,(7):227-228.

控制科学与工程篇2

【关键词】计算机控制技术;教学内容;教学方法;教学手段

《计算机控制技术》课程定位为常州工学院测控技术与仪器专业的一门核心专业课,理论性、应用性、实践性和综合性都很强。本课程重点介绍计算机控制系统的组成原理和结构,计算机控制系统的工程设计方法,复杂控制算法的实现等方面的内容。通过本课程的教学,使学生掌握计算机控制系统方面的相关技术、基本理论和设计方法,给学生将来从事计算机测控相关的工作打下坚实的基础。

1课程教学内容

计算机控制技术是一门核心专业课,它既有自身的理论体系,又有很强的实践性,在本科教育中起着重要的作用。课程特别强调理论联系实际,注重培养学生解决实际问题的能力和工程实践能力。

课程理论教学内容主要围绕以下几个方面开展:①总线技术与总线扩展技术;数字量输入输出接口与过程通道;模拟量输入输出接口与过程通道;硬件抗干扰技术。②步进电机控制技术与伺服电机控制技术。③数字控制器的连续化设计技术、离散化设计技术;纯滞后控制技术、串级控制技术、前馈-反馈控制技术;解耦控制技术。④程序设计技术;测量数据预处理技术;数字控制器的工程实现;系统的有限字长数值问题;软件抗干扰技术。

在设计该课程实践教学内容时,课程组确立了先进的实验教学理念与改革思路,制定了科学的教学体系与教学内容,坚持实践与理论并重,能力培养与素质提高并行,课程实验与工程训练、创新设计、科学研究有机结合,创造以学生为本的人文环境,坚持把知识传授、能力提高、素质培养贯穿于实验教学始终,注重培养学生建立大工程观、大系统观、大集成观,强化实践技能,着力培养学生的创新精神和创新意识。课程开设的实验主要包括:采样与保持实验,学生主要了解常见ADC和DAC器件的使用方法;直流电机控制实验,理解用PID控制算法控制直流电机的方法,了解PWM调制、直流电机驱动电路的工作原理;最小拍控制算法的研究实验,学生主要学习并掌握最少拍控制器的设计和算法,了解最少拍控制系统输出采样点间纹波的形成和危害性;PID控制实验,掌握常规的数字PID控制算法的原理及其应用,掌握PID调节器参数整定的方法。

2教学方法与教学手段

计算机控制技术是一门与工程实际联系十分紧密的专业课程,涉及的相关专业基础课程有多门,因此,给课程教学带来了一定的难度。为了使学生能够全面掌握本课程的相关知识,我们在教学方法、手段等方面进行了一些有效的尝试,取得了良好的教学效果。

2.1五位一体的立体化课程教学体系

五位一体的立体化课程教学体系:采用了“课堂+实验室+教学网站”的教学平台、“研究型+启发式+工程案例”的教学方法、“讲课+习题课+讨论课+实验课”的教学形式、“基础型+分析型+综合型+设计型”的课后作业、“平时成绩+实验成绩+考试成绩”的考核方法。

2.2将科研资源与教学资源有机结合,提高课程教育质量

虽然常州工学院定位为应用型本科院校,但随着测试计量技术及仪器校重点建设学科的建设,科研水平不断提高,具有良好的科学研究和工程应用平台,取得了一些科研成果。科研水平的提高带动学科专业的发展,学科专业水平的进步对教学水平的提高具有积极的作用。将科研资源转化为教育资源,也是提高课程教育质量的一个重要因素。

我们较好地实现了教学资源、科研资源在人才培养和科学研究方面的开放和共享。在学生进入大三后,根据学生的兴趣,组织学生进入不同的学科方向进行锻炼,委派科研学术骨干教师给学生进行学术讲座,使学生对科研产生浓厚的兴趣,激发学生的学习热情和求知创新欲望。

教师的科学研究工作也是学生获得知识的一个重要的途径。在专业课程学习过程中,许多抽象的理论知识学生很难理解,教师在理论课程教学过程中,注重理论联系实际,结合自身的科研工作,将抽象复杂的理论知识通过具体的工程应用实例来描述,加深了学生对理论知识的理解,增强了教学效果。

2.3利用现代教学手段提高效果

制作了计算机控制技术多媒体课件,应用MATLAB仿真实验系统向学生展示计算机控制技术的最新发展状况和应用成果。并且通过可动态更新的课程网站,使不同层次、不同需求的学生可以跨越时空限制,按需索取所需资料。“学生资源共享”和“网上答疑”系统的运用大大加强了学生和教师之间、学生和学生之间的交流和互动,进一步扩大了网站的资源来源和共享性。

2.4严格课程考试管理、规范课程考核形式

本课程考核由两部分构成:理论考试成绩占总成绩的60%,实验成绩占总成绩的20%,平时成绩占总成绩的20%。理论考试采用闭卷方式,试题由主讲教师按照大纲要求命题加入试卷库,并做好相应的参考答案和评分标准。实验成绩根据学生的实验预期、实验操作、实验报告综合评分。

3结论

《计算机控制技术》课程建设课题组成员在教学改革上进行了一些有益的探索和尝试,对教学内容的调整、教学手段和方法的改进与完善等方面进行了详细的总结,取得了一定的效果。

【参考文献】

[1]于海生,丁军航,潘松峰,等.微型计算机控制技术[M].2版.清华大学出版社,2009.

[2]邢航,张铁民.“计算机控制技术”教学改革探索与实践[J].实验室研究与探索,2007,26(12):370-372.

控制科学与工程篇3

文章介绍了给水排水仪表与控制课程教学改革背景,指出了目前教学体制存在的问题,提出了地方高校给水排水仪表与控制课程“1+2+3”教学模式,即1条主线(工程应用型人才培养)、2个重心(理论教学、实践教学)、3种能力(工程实践能力、工程设计能力与工程创新能力)并举的教学新模式。

关键词:地方高校;给水排水仪表与控制;工程应用型人才;教学研究

中图分类号:G6420;TU96+1文献标志码:A文章编号:

10052909(2016)06011405

一、给水排水仪表与控制课程教学改革背景

1996年,“水工业的学科体系建设研究”列入国家“九五”科技攻关计划,开始了给水排水工程专业教学改革进程;1997年,高等学校给水排水工程学科专业指导委员会(以下简称专指委)西安扩大会议上明确了教学改革方向:适应水资源短缺、水污染等的挑战,专业内涵和外延方面需进一步拓展;1998年,专指委宁波扩大会议上提出教学改革重点:调整拓宽专业教育内涵、更好地为行业发展服务;1999年,专指委武汉扩大会议上制定了新的《给水排水工程专业人才培养方案》,该方案贯穿了以水质为核心的主导思想,专业内涵有了进一步发展,体现了社会和科技发展对该专业的新需求[1-2]。在优化教学内容基础上,对水质工程、水资源、管道系统、建筑给水排水等主干课程进行了整合与充实,建立了以10门主干课为核心的新课程体系,给水排水仪表与控制课程为其中之一,《高等学校给排水科学与工程本科指导性专业规范》将给水排水仪表与控制课程列入16门推荐课程[3]。

为了更好地反映水的社会循环整体概念,以及科学与工程融合的专业发展特点,经教育部批准,在2012年高等教育本科专业目录中,“给水排水工程专业”正式更名为“给排水科学与工程专业”。据教育部统计,截至目前,全国有159个办学点开设给排水科学与工程专业,毕业生8561人,在校生40000人。随着专业改革进程的日益加快,相应地对给水排水科学与工程专业高等教育提出了更高的要求[1-2]。

地方高校作为高等教育的重要组成部分,要为地方和区域的经济发展作贡献,为地方针对性的提供应用型人才。在当前形势下,地方院校如何培养适应社会需求和企业需要、具有时代特色的应用型人才,是值得我们探讨和研究的理论与实践相结合的问题[4]。应用型人才可分为三类:工程应用型人才、技术应用型人才和技能应用型人才[5]。随着地方经济快速发展和人民生活水平的提高,给排水行业内涵发生了很大变化,行业的服务对象从城市基础设施建设,扩大到水社会循环的整个过程和各个环节;行业的任务从主要解决城市和工业用水的供给和排放,即以满足“量”的需求为主,转变为以改善水质为中心、水量与水质问题并重,满足实现水的良性社会循环的目标[2]。相应地,对给排水科学与工程专业人才质量上的要求也在发展变化:对给水排水行业人才知识结构和素质的要求越来越高,需要在水的开采、加工、输送、再生回用和可持续利用等方面,具有由以下各部分组成的专业知识结构,即水处理工艺、水资源与管网、水工业经济、有关的工程知识和机电、仪器仪表、计算机与自动控制等方面高新技术知识,社会对工程应用型人才的需求也越发迫切。

给水排水仪表与控制课程涉及给水排水、仪器仪表和自动控制等3个学科的内容,以仪器仪表和自动控制技术在现代化供排水工程中的应用为教学主体目标,该课程是给排水科学与工程专业主干课程,也是为地方培养给排水行业应用型人才的重要教育环节。在上述背景下,适应社会发展推进教学改革势在必行。

二、给水排水仪表与控制课程现有教学体制存在的主要问题

(一)专业课程体系设置不合理,课程整体性和延续性不足

专业课程体系设置不合理,表现在:一是部分教学内容在不同课程中简单重复。例如水泵的变频调速控制,在泵与泵站、水工艺设备基础课程中也有涉及。二是相关专业课程的衔接不当。如给水排水仪表与控制课程教学需要泵与泵站、水质工程学等课程的理论基础,但部分高校将这些课程与给水排水仪表与控制课程同步开设,甚至后期开设[6]。由于没有相关专业理论知识基础,学生对该课程内容难以消化和吸收,也给教师授课带来难度,极大地影响了教学效果。上述现象造成给水排水仪表与控制知识体系缺乏整体性和延续性。因此,做好相关专业课程体系的整体设计和教学内容的合理衔接也迫在眉睫。

(二)课程教学内容相对陈旧和单一

在高等教育大众化阶段,应用型人才培养具有十分明显的多样性、动态性和复合性特征,应侧重技术创新[7]。地方高校给水排水仪表与控制课程应及时跟踪地方水工程中新型仪表与设备、水厂现代化自动控制系统的发展,并将其融入教学内容。但是,目前大部分高校教师基本依照教材讲授,教学内容更新速度明显滞后,知识相对陈旧[6]。

近年来,随着水污染的加剧与水质突发事件的频发,水源水质预警、管网水质监控、遥感监测技术等方面的研究与应用日益广泛。但因教学软硬件配置不足,教学内容无法实现与时俱进。

此外,部分教师在学时分配上欠合理、教学内容单一,不能根据课程特点注重学科交叉内容的讲解。如给排水科学与工程专业毕业的任课教师在水处理工艺、泵站和管网调度等内容上安排了过多学时,与其他专业课程内容重复过多;自动控制专业毕业的任课教师则着重讲解自动控制理论,且不注意把握深度,学生难以理解且不能抓住重点。

(三)忽略实践教学环节,学生工程实践教育不足

应用型人才培养目标应侧重能够在社会生产、管理和服务的第一线解决实际问题[8],实践教学是实现该目标的重要途径。很多地方高校依然沿袭传统的人才培养模式,即以理论教育为主线,重理论轻实践。主要表现在学时少、重知识传授而轻能力开发、与理论教学脱节等,如教学中忽略相关仪器仪表和自动控制知识的介绍等;学生在给水排水仪表与控制方面的工程实践教育和能力培养被边缘化,出现工程意识和实践能力薄弱、创新精神不足、职业意识淡薄等问题。

三、地方高校给水排水仪表与控制课程“1+2+3”教学模式

较强的实际工程能力是工程应用型人才的重要基本特征[9]。因此,笔者根据地方对给排水行业人才的需求、学校办学目标和生源特点,以社会需求为导向,以实际工程为背景,以强化工程能力为重点,注重创新教育和工程教育,提出了1条主线(工程应用型人才培养)、2个重心(理论和实践)、3种能力(工程实践能力、工程设计能力与工程创新能力)培养并举的“1+2+3”教学新模式。

(一)理论教学新模式

给水排水仪表与控制属于交叉学科,课程教学和学习难度大。对于地方高校而言,革新教学内容、手段和方法,打破照本宣科的教学模式是提高课堂教学质量、培养工程应用型人才的关键。

1.与相关专业课程教学安排的协调

给水排水仪表与控制课程教学内容主要包括给排水自动化仪表与设备、离心泵调节、污水提升泵站自动控制、水处理工艺自动控制等,需要与水质工程学、泵与泵站、给排水管道工程等专业课程衔接,因此,教学时间应安排在上述课程之后。教学大纲的制定应与上述课程统筹规划,避免内容简单重叠。同时应注重与工程实践的高度契合,以自动控制技术在给排水行业应用为导向和原则,重点在于让学生了解、掌握给排水行业仪表设备、水处理自动控制系统的原理与应用,并可自行完成水处理自动控制方式的初步设计。

2.加强校企合作,提高教师职业素养

校企合作是实施产学合作教育的前提[10],对于以工程应用型人才为培养目标的地方高校尤为重要。通过校企合作,教师可及时把握地方给排水行业领域研究与实践发展前沿,把相关内容引入课堂,实现理论教学革新与工程实践发展的对接。如与供排水公司、设计院等企业的工程师不定期地进行交流沟通,就给排水行业发展、实际工程中遇到的问题进行研讨,弥补学校教师自身工程实践的欠缺,提高自身职业素养。

3.将素质教育与创新教育相结合,革新教学内容

创新教育是素质教育的核心。素质教育是创新精神和创新能力的基础,创新精神和创新能力是素质教育的集中体现。当前在全面提高学生素质的基础上特别要注意培养学生的创新意识、创新精神和创新能力,这是决定教育成败的关键[11]。在教学内容安排上,要以技术进步需求为牵引,注重素质教育与创新教育的结合,突出系统性、科学性和前瞻性。如根据目前水质越发复杂,传统自动控制系统功能单一的情况,给出水处理影响因素不唯一的案例,引导学生自行设计多干扰因素的智能环控制方式,并配置水泵、在线监测仪表等附属设备,将课程中涉及的自动控制、仪表与设备、工艺和监控系统的知识融于一体,提高学生理论知识的综合运用能力,开发其创造性思维。此外,在保持教学内容相对稳定的基础上,注意推陈出新。如:一方面,将国内外给排水行业高新技术融入教学内容。如在“给水排水自动化常用仪表与设备”章节,补充市场上新型产品介绍;混凝单元增加现代化水厂应用较多的流动电流复合环控制技术;污水处理自动控制工艺补充利用ORP、DO和PH在线实时控制脱氮除磷内容;沉淀和过滤单元增加新兴的经济适用技术,如利用原水浊度与水温分别实时控制沉淀池排泥和滤池反冲洗。另一方面,指导学生通过网络教学平台和文献检索,课外拓展阅读与理论课内容相关的最新工程开发应用成果,并在课堂上就其中的问题组织学生讨论,为学生答疑解惑。

4.“教”与“学”的有机结合

一是引进优质教学资源,创新授课方式。传统多媒体教学造成任课教师过于依赖PPT,照屏宣课,师生之间缺少交流,授课方式呆板单一。近年来,广州大学开展“创新强校工程”,加大了学科建设投入,笔者申请购置了与课程相关的现代化教学设备和CAI软件,在课堂上增加了水工程中典型仪表结构和操作演示,以及自动控制工艺的仿真教学展示。教学内容由平面到立体,由静止到运动,难以表达、极为抽象的内容得以清晰呈现,增强了课堂教学的直观性和生动性,活跃了课堂气氛,提高了学生的学习热情。在该过程中笔者实行以问题为主线的教学,如请学生指出工艺中的传感器、控制器和执行设备,说明自动控制方式等,在提高学生学习能动性的同时,实现了课程前后内容的有机结合。

笔者还及时跟踪国内外行业发展动态,通过检索、调研和实习机会,采集、录制国内外相关工程实例视频并融入理论讲解,为学生参与工程实践奠定理论基础。

二是变换教学主体,引导学生自主创新学习。笔者提取学生课外科技活动或是课外拓展阅读中有价值的研究成果,融入教学内容。同时变换教学主体[9],由学生主讲,将“教”与“学”有机融为一体。

5.构建网络教学平台

网络教学平台是引导学生自主学习的重要支撑。在广州大学教育教学研究重点项目的支持下,笔者整合教学资源,拟搭建给水排水仪表与控制网络教学平台。该平台分为四大模块:教学资源、在线测试、师生互动和知识广角。在教学资源模块,学生可以随时下载学习资源,如教学大纲、教学视频、课程PPT、水工艺自动控制实例视频等;在线测试模块,建立了涵盖整个教学内容的试题库(附标准答案),有选择题、填空题、问答题和判断题等多种题型,学生可以在线测试并进行自我评分;师生互动模块可实现网络答疑、网上提交和批改作业;知识广角模块包含国内外给排水行业相关新闻、工程实例的介绍等,用于拓展学生视野。该平台与课堂教学相辅相成,构建以学生为中心、多媒体教学与网络自主学习相结合的学习环境和体系。

6.优化考核方式

传统教学普遍以考试为主要考核方式,平时成绩多根据学生的出勤和作业情况评定。其缺点是不能全面反映学生的学习效果和能力。对此,笔者改革考核方式,通过闭卷考试、研究论文、设计性作业、课外科技活动参与情况等多侧面全方位考核,推动学习的开放性。

(二)多元化实践教学新模式

实践教学是培养学生综合运用知识、技术和现代工具创造性解决实际问题的重要环节。学生既要动手,更要动脑,解决工程问题的能力是工程应用型人才的重要标志。广州大学给排水科学与工程专业实践教学包括实验、实习、设计和实训4个环节。笔者以工程实践能力、工程设计能力与工程创新能力培养为核心,充分利用各个实践环节的教学机会,结合本科生课外科技活动,与理论教学并举,多层次、多方位、循序渐进地渗透课堂教学内容,实施“课内课外、校内校外、产学研一体化”的多元化实践教学,让学生学以致用,适应地方经济和社会的行业发展。

1.实验

给排水科学与工程专业与给水排水仪表与控制课程相关的实验课程有水分析化学、水处理实验技术。笔者在教学中,对课堂教学涉及的、给排水工程应用广泛的仪表,如浊度计、PH计和DO仪,对照构造,在操作演示之前增加了仪器原理讲解,强化学生对理论教学内容的理解与掌握。另外,对目前污水厂应用较多的SBR、UNITANK等水处理自动控制工艺,通过教师讲解与学生动手演练,让学生充分了解工艺原理与控制过程。将以课堂教学为主、模拟实验教学为辅的学校教育与以生产实践能力培养为主的生产教学紧密结合,培养具备丰富专业知识、创新能力和专业技能的工程应用型人才,也为下一步实习奠定基础。

2.实习

给排水科学与工程专业的实习教学包括认识实习、生产实习和毕业实习。笔者根据理论教学安排和相应的学生认知度进行实习讲解。认识实习时,因学生还未学习专业课,笔者仅向学生介绍工艺配置的仪表名称和用途,熟悉自动控制工艺的基本流程,让学生有初步的感性认识。生产实习时,学生已修完泵与泵站、水质工程学等课程,但还未学习给水排水仪表与控制知识。笔者重点介绍不同仪表,如DO仪的类型和主要功能,工艺的自动控制与人工控制的区别、如何实现自动控制等。毕业实习中,介绍课堂曾经讲授过的变频调速水泵和调节阀等执行设备、仪表的构造、选型和基本原理,对某些自动化工艺,如UNITANK,对照构筑物,将课堂讲授的工艺控制原理与过程重复讲解,同时回答学生现场提出的问题。实习结束后,从过程考察、课题答辩、实习报告质量三方面综合评定成绩,引起学生对实习各环节的重视,为工程实践奠定基础。

3.设计

与给水排水仪表与控制课程有关的设计教学主要包括水厂和泵站的课程设计以及毕业设计等。在设计过程中,笔者引导学生结合课堂教学和实习,设计实际工程中应用较广的水处理自动控制工艺,并加入离心泵调节、仪表选型等内容。在设计教学中笔者还启动了校企协同培养模式,邀请经验丰富的市政设计高级工程师,结合工程实际为学生讲解设计注意事项,提高学生工程设计能力。

4.实训

2010年,教育部启动了“卓越工程师教育培养计划”(以下简称“卓越计划”),这是贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2022年)》和《国家中长期人才发展规划纲要(2010-2022年)》的重大改革项目,也是促进中国由工程教育大国迈向工程教育强国的重大举措[12]。广州大学于2016年春季学期启动卓越计划,依托企业平台,本着“资源共享、互惠共赢”的原则,充分利用寒暑假进行为期2周的实训教学。

笔者本着“尊重个体差异、强调特色培养”的原则[13],根据学生的兴趣和特长,将负责指导的学生分流实施实训教学。一部分学生参与课外科技活动。笔者担任指导教师,以来源于企业的实际工程项目为题,积极吸引有潜质的学生参与部级或广东省创新创业训练、“挑战杯”等本科生科研项目。在这个过程中鼓励学生勇于探索,拓宽知识面,使学生在活动中受到教育,在创新中提高能力和素质。近几年,笔者指导的学生获得“中国给水排水杯”本科生科技创新优秀奖和广东省“挑战杯”大学生课外科技活动特等奖。另一部分学生则去自动化程度高的大型水务集团跟班工作,或去设计院参与现代化水厂设计,把学生、学校、企业和社会紧密结合起来,实现教学、科研和生产的对接,在理论学习与工程实践过程中培养高层次工程应用型人才。

四、结语

给水排水仪表与控制课程教学有其内在规律,以社会主义市场经济及学科发展的内在规律为导向,以工程应用型人才培养为主线、理论教学和实践教学2个重心、工程实践能力、工程设计能力与工程创新能力3种能力

并举的人才培养教学新模式,能充分发挥其优势,提高课程教学质量,提升学生综合素质,切实达到教学目标,满足时展和行业对工程应用型人才的需求。

参考文献:

[1]傅涛.水工业的学科体系建设研究[D].哈尔滨:哈尔滨建筑大学市政环境工程学院,1999.

[2]高等学校给水排水工程学科专业指导委员会.给排水科学与工程(给水排水工程)专业的建设与发展[J].给水排水,2013,39(4):1-3.

[3]崔福义.我国给排水科学与工程专业进入规范化办学新阶段[J].中国给水排水,2014,30(12):25-29.

[4]袁文华,马仪,向文江,等.地方本科院校工程应用型人才培养模式的探讨[J].中国电力教育,2014(35):72-76.

[5]干洪,徐达奇.高素质工程应用型人才培养途径研究[J].高等工程教育研究,2010(6):44-48.

[6]石明岩,张朝升,樊建军.能力为本理念下的“给水排水仪表与控制”课程创新性教学体系研究[J].中国建设教育,2012,6(6):14-16.

[7]陈尊厚胡继成.基于应用创新型人才培养的投资学教学改革思考[J].中国大学教学,2015(9):37-40.

[8]朱永英,陈昌平,桂劲松,等.港口航道与海岸工程特色专业工程应用型人才培养模式研究与实践[J].高等建筑教育,2015,24(1):41-43.

[9]唐立国,郭庆.以学习产出为质量标准的工程应用型人才培养质量评价体系[J].教育与职业,2012(4):178-179.

[10]易新河,文益民,陈智勇.我国校企合作研究二十年综述[J].高教论坛,2014(2):36-41.

[11]王汉成,刘勇兵.传统教育、素质教育和创新教育[J].中国电力教育,2009(139):10-11.

控制科学与工程篇4

由于本课程的特点是实践性强。近年来为了提高学生素质,注重能力培养,在提高课堂教学质量的基础上,对原有的课程设置的内容及实践环节进行了多方面的改革,主要思路是:跟上信息时展的步伐,减少常规课堂教学内容,加强工业计算机应用及现代控制理论应用方面的知识;口强实验与实践环节的教学,并初步摸索出一套成功的教学方式。具体做法是:

一、课堂教学与体系的改革

缩减原《化工过程控制工程》的课堂教学学时,将原来的80学时减至48学时,将原课程内的“工业计算机控制”方面内容抽出,增加48学时的《计算机控制技术》必修课程,为适应新技术的发展,同时增加30学时的《先进控制技术》与48学时的《控制系统集成设计》课程作为选修课,以培养综合性的、开拓性的人才。

二、实验室建设与改造

“化工过程控制工程"是一门工程技术科学,一名优秀的控制工程师必须既具有坚实、广泛的基础理论知识,又具有工程技术实践水平。为此该学科应该在给学生提供一个连续良好的理论学习环境的同时,也必须给学生提供一个相对完整的工程实践环境。教师不但要将相关的理论和技术知识传授给学生,更要使学生在校期间通过工程和实践环节的锻炼,学会解决和处理本专业技术工程问题的方法。因此对于实验室建设与改造这方面工作,我们一直作为《化工过程控制工程》课程改革的重点,并坚持“工程化”第一位的原则。实验装置的设计、仪表的选型、控制柜的设计、包括控制系统的安装都与工业实际保持一致,并根据教学、科研需要,总结了已有实验室装置和市场上有关产品的特点,自行设计制造了五套多功能实验装置。该装置使用了目前工厂中常用的比较先进又极具有代表性的仪表设备,可以完成控制工程、系统辨识、自适应控制、计算机控制技术、模糊控制、预测控制等多方面的实验。实验装置控制柜设计时,充分考虑控制工程工业应用的特点,整个系统选用了三种控制器。计算机、PLC和数字调节器可以分别对系统进行控制,系统可以组成简单的仪表控制方案、PLC控制方案和DDC控制方案,也可以组成复杂的SPC控制方案和DCS控制方案;选用的控制器和检测仪表具有多样性、可靠性等特点,并可以方便的组成各种控制方案。

另外,去年学校又投资了100万元,订购了10套先进的教学实验装置,现也已投入教学应用中。

三、教学实践环节的改革

目前过程控制专业不仅成为通用的自动化专业,而且是与高新技术发展密切相关的,当前随着计算机技术和网络技术的飞速发展,集散控制系统(DCS)现已经发展成为工业生产过程自动控制装置的主流,为工业自动化开辟了广阔的发展空间。DCS是由计算机技术、信号处理技术、测量控制技术、网络通信技术和人机接口技术相互发展和渗透而产生的。它既不同于分散型的常规仪表检测技术也不同于集中式的计算机控制系统,而是吸收两者的优点,在其基础上发展起来的一种先进的系统工程技术。由于它的投资较大,系统复杂,因此各高校在此方面的研究,往往落后于生产实际,但学生迫切需要掌握此方面的知识,为此我们増加了一周“控制工程综合实验”,利用现有的设备来模拟工业实际应用技术。

由于我们在实验装置控制系统设计时的现场控制级,采用了带有通讯功能的单回路数字调节器和可编程控制器(PLC),利用其通讯功能和个人PC机组成小型集散控制系统。开设出DCS集散控制系统综合实验,用装有“MCGS监控系统”组态软件的个人PC机作为操作、管理级与可编程控制器(PLC)组成的过程控制级,来模拟一套DCS系统控制实验室的“双溶液位水槽”物理实验设备作为具体示例,以使学生熟悉DCS系统的组成、操作、使用与开发。在这个实验环节中,指导教师提出建议并给学生制定实验目的和大体思路,让学生自己拿出控制方案,用组态软件完成DCS操作站在工业控制中的主要功能(如总貌显示、回路显示、趋势显示、流程显示、报警显示和操作指导等)同时在实验室设备上进行实际操作通过。这样在整个综合实验环节里,使学生得到了实现一个控制工程项目的全过程训练。学生通过对控制系统的监控组态软件的使用与现场控制信息的连接,制作本实验装置的画面及控制系统的组态工作,构成所需的软件进行实时监控操作,较好的掌握了DCS集散系统在工业上的应用方法。同时对新技术的应用与发展有了的深刻的理解为学生今后的工作奠定了基础。

工科院校自动化专业的学生最终的走向应该是工矿,企业和科研机构,《化工过程控制工程》课教学的目的就是将在此之前学习的自动化和与其相关的理论课程和技术课程同实际被控过程有机地结合起来,用已学过的理论完成对生产过程系统的有效的控制。从这个意义上讲应该重视与切实搞好学生的课程实践环节,在这个思路的基础上,对于《化工过程控制工程》的实践环节课程:自控工程设计(两周)与生产实习(三周)两部分,我们除了与对口企业联系,让学生到生产一线进行实践外,还利用学校建立供热中心的机会将此供热中心建成学生实习基地,为此学校额外投入100多万元,由教师自行设计、安装和调试完成了两套工业燃煤锅炉的仪表及计算机控制。这样为学生的实践环节提供了非常方便的实习场所。

四、努力改善教学条件和方法

(一)加强教材建设

多年以来《化工过程控制工程》课教科书主要选用浙江大学、华东理工大学主编的教材,近年来我们已着手编写“化工过程控制工程”的立体化教材其中包括:教科书、实验讲义、多媒体课件、试题库等。自编的“化工过程控制工程”课的配套教材有:《过程控制系统》、《自控工程设计》、《控制系统集成设计》、《过程控制工程学习指导》、《线性多变量控制》、《控制工程综合实验教程》、《计算机控制技术》。这些自编教材都配有相应的电子教案,现都在学校校园网上,以便学生下载学习。

(二)加强网络教学与交流

过去学生在学校里主要是依赖于教科书和教师的讲解以及少量的实验来获取工程课知识,其中往往存在内容简单、直观性差等问题,从而影响学生对工程课的深入了解。尤其是自动化专业的主干课“化工过程控制工程”,它包含大量的工程实践内容,因此迫切需要解决理论与实践、教学与实验的问题。利用计算机构造了《化工过程控制工程》多媒体计算机仿真教学系统,通过校园网可供学生进行高效率的学习,使想像变为形象,使不可见变为可见,教和学都显得容易,还可使学校和个人只花少量的钱能开出丰富、教学质量高的实验。“化工过程控制工程”多媒体教学课件,它的内容覆盖的知识全面,所选择的控制对象、控制系统都具有广泛的代表性。

教学系统部分主要组成单元有:1.概述,2.闭环控制,3.系统仿真,4.自控设计,5.课后练习,6.网络交流。这些多媒体教学软件的组织是我们将几十年的课程教学、实验、实践,总结出一些基本教学内容,组成计算机教学课件,所选择的控制对象、控制系统都具有广泛的代表性。闭环控制方式采用实用性很强的PID控制,并能进行参数整定,做出过渡过程曲线仿真显示。对现代控制理论的应用(如多变量解耦、模糊优化控制等)也进行了实际工业对象的仿真,对其的各种算法可灵活的进行参数整定,仿真结果由微机的CRT显示。

这些教学软件,既以可在多媒体教室,进行课堂教学,也可以在实验室与相应硬件设备相连开实验,克服理论与实践相脱节问题,使学生通过这些教学软件的操作,掌握PID控制系统的参数整定方法;计算机控制技术应用;现代控制理论算法研究与应用。这样在课堂上,教师先通过这套多媒体教学软件的演示,使学生对工程实际的控制与问题的计算机仿真处理,具有感性认识后,再进行物理模拟设备实验,从而很好的解决了对工程实际技能的培养。试用两年获得学生的好评,同时获得校首届“多媒体教学课件大赛”一等奖、第六届“全国多媒体教学课件大赛(高教组)”优秀奖。

以上这些自行开发,研制的教学软件,都可在青岛科技大学校园网自动化与电子信息工程学院网页下载学习。

五、结束语

在青岛科技大学各级领导的支持与帮助下,通过六年的课程改革工作,把课堂讲授、实验、课程设计、综合实验、生产实习密切结合为一个有机体将实践与理论相结合形成了立体交叉式的教改方案,并主要加强实践环节教学,使学生的各种能力得到训练,増强了新科学技术的掌握和处理实际工程的能力,在这些方面我们已取得了一些实际性的突破与成绩。

我们的主要做法是:(1)改革教学内容与课程体系,形成了一套教改方案;(2)采用现代教育技术,健全了教学文件和教学资料;(3)推动了学科的发展和专业教学的深入,改变了原有的人才培养模式;(4)推动了实验室的建设,建立实习基地,提高学生的实际工作能力。

控制科学与工程篇5

【关键词】:工程监理控制工作

工程建设监理在保证工程项目质量、保护国家利益和社会公共利益以及业主合法权益等方面日益显现它的巨大作用。建设监理得到了社会的普遍认可,可以说,我国建设监理的形势,是欣欣向荣,方兴未艾。成绩是主要的,但从我国工程监理和先进国家工程监理的水平比较,我们建设监理体制仍然处在初期阶段,还有不少问题需要在实践中探索解决。

一、工程监理控制及其重要意义

控制就是指“制约一个系统的行动,用最少的信息,实现最优的调控,使之适应于环境的变化,以取得最大的预期效果”。控制是管理的重要职能,是保证目标,决策、部署安排得以实现的手段。控制的目的是确保一个系统目标的实现。

工程项目控制就是指项目实施过程中,经常地进行投资目标值、进度目标值,质量目标值与实际投资支出资、实际进度值、实际质量值进行比较,若发现偏离目标,则采取纠偏措施,以确保项目总目标的实现,这就是工程项目动态控制。监理受业主的委托以合同为依据,对工程项目实施进行监督与管理。控制是监理任务的核心,从根本上讲没有控制就没有监理,控制是建设监理目标实现的重要保证,是其目标实现的必要手段。在工程项目建设中要使监理控制有成效,就必须坚持控制程序化、标准化和科学化。

二、坚持控制程序化是做好监理控制工作的前提

监理程序是从监理实践中摸索并总结出来的带有规律性的工作次序。

施工阶段的监理程序是在施工程序基础上形成的,严格执行监理程序就能使施工过程中各主要环节、主要工序处于受控状态,只有在受控状态下才能把握住施工过程中活动脉搏,适时发现问题及时解决问题。

三、坚持标准化管理是做好控制工作的基础

监理标准化管理主要是指:把“三控制、两管理、一协调”三方面监理内容从形式到内容都转化为标准化管理和控制,使每一项每一步工作都有统一规定、统一要求,都有标准依据,都有定性、定量的衡量标准。标准就是对随意性的限制,因此它是控制的基础。

监理项目标准化管理一般归纳为“形象”标准化管理、“现场”标准化管理和“文档”标准化管理三大标准化管理内容。

“形象”标准化管理就是把监理组织机构、监理工作宗旨、监理人员职责、监理工作程序、监理人员值班制、承包商质量体系等都要以一定的形象形式展示出来,以利从形象上就一目了然了解监理工作运行的概貌。“现场”标准化管理,就是预控、过程监控,复验和签认等都有规定程序、统一的内容要求,明确的岗位职责和相关统一标准,统一规格的图表,做到每天有监理日记、每周有协调会议纪要,每月有监理月报,同时这些日记、纪要、月报都有统一的标准规格、规定的项目内容。“文档”标准化管理,包括文件归类按照统一规格,统一标准分门别类归盒归柜,做到及时、准确和完整。

监理标准化管理内容从内涵上可分为监理内部管理标准化和外部控制标准化两个方面。其一,内部管理标准化是监理规章制度的进一步完善,具有可操作性,是规范监理内部组织运行行为和个人行为,使监理内部组织和个人行为的好劣从定性、定量两个方面具有可衡量性,以建立起奖优惩劣和优胜劣汰的竞争激励机制,是做好监理控制的内在保证和基础。其二,外部控制标准化主要是将工程质量、进度、支付结算、信息与合同管理转化成标准化控制与管理,要求施工承建单位按照监理规定的标准化控制要求进行工程实施方案策划、实施、检查、纠偏、支付与竣工。同时,若这些标准化管理得到业主的认可,只要监理都按照标准化去做,工程出现了偏差或没有达到合同要求,监理工作质量优劣也有衡量标准以利鉴别是非,客观评价监理工作,所以它是做好控制工作的一项基础性工作。

四、坚持控制科学化才能提高监理控制水平和成效

科学是实践经验的总结。坚持控制科学化就是在工程质量,工程进度和工程投资中找出各自的内在客观规律和三者之间矛盾对立统一的内在联系,监理工程师遵循这些客观规律去运作,以促进合同目标最佳实现,从而体现监理工程师的控制水平和控制成效。控制科学化包括控制依据的科学化、控制程序的科学化、标准管理的科学化、监理方法和手段的科学化及合同管理与协调的科学性。

1.监理依据的科学性

监理控制成效直观表现在施工承包合同目标的实现,而合同目标的实现不仅仅取决于监理控制水平,同时取决于合同的科学性,更重要的是取决于施工承建单位完成合同目标综合素质,涉及建设各方的相互配合。监理控制的依据是监理合同和施工承包合同。监理合同主要反映业主给监理的授权范围、授权程度以及监理的物质基础,授权范围和授权程度直接决定能否充分发挥监理潜在水平和能力;物质基础决定了监理的资源投入,包括人力资源和设备投入,投人多少与高低,直接决定监理的控制水平与成效。施工承包合同是监理控制的主要依据,合同的科学性、合理性、严谨性直接决定监理控制的科学性。

2.监理程序的科学化

控制程序化虽然能控制相应的系统的行动,但并不能保证行动内容的科学化,只有当控制程序科学化才能更好促进合同目标的实现。监理程序的科学性表现在三个方面。其一,按照这些程序去控制,能否制约相应系统的行动(能否把各自相应系统控制起来);其二,能制约相应系统的行动,同时程序所涵盖的内容要满足相关要求并具科学性;其三,是否有利于化解和转化各种矛盾促使合同双方维护合同的严肃性,认真覆行合同中的权力与义务。

3.监理方法和手段的科学化

监理的方式方法要讲究科学化。监理方法科学化包含监理工作方法和控制方法科学化。控制手段包括旁站监理,指令性文件,各种会议,支付手段,严格执行监理程序,工程测量,检测试验,计算机辅助管理等手段,运用这些手段时要得当,有度、合理、有效、技术先进等构成控制手段的科学化。

4.合同管理科学化

控制科学与工程篇6

关键词材料成型及控制工程课程体系教学改革

中图分类号:G642文献标识码:ADOI:10.16400/ki.kjdks.2015.06.028

TheExplorationandSetupofCourseSystemwithTransportationCharacteristicsforMaterialShapingandControlEngineeringSpecialty

ZHANGYu

(SchoolofMechatronicsandAutomotiveEngineering,ChongqingJiaotongUniversity,Chongqing400074)

AbstractBytakingtheopportunityoftheundergraduatecatalogadjustmentaccordingtotheministry,wehadcarriedouttheexplorationandsetupofcoursesystemwithtransportationcharacteristicsformaterialshapingandcontrolengineeringspecialtybasedontheoriginalspecialityandbackbonesubjectandtheadvantagesoftransportationindustry.Thisreformationisthecombinationofmechanicalprofessionaldisciplines,vehicleengineeringdiscipline,shipconstructionandthemanufactureindustryofrailwayvehicle.Accordingtotherequirementsoftheenterprisefortalents,thecoursesetupcanprovidetheknowledgeandabilityforthestudentsbybuildingthefeaturedcurriculumsystemandbyamendingtheundergraduateeducationplan.

KeywordsMaterialshapingandcontrolengineering;coursesystem;teachingreform

1背景

2012年以前的本科专业目录中,材料成型及控制工程专业被归类于材料科学与工程一级学科下,属于材料类专业。为了适应新形势下教育发展的规律及社会对各类专门人才的需求,教育部于2012年10月颁布了新的普通高等学校本科专业目录。新的专业目录按照学科分类,结合我国国情设置专业,适应社会主义市场经济的发展。新颁布的本科专业目录将材料成型及控制工程本科专业归类到机械工程一级学科下。

材料成型及控制工程二级学科专业通常包含三个方向:模具、焊接、铸造。①借此新版本科目录调整之际,我校将机械设计制造的模具方向进行调整,同时以白车身焊装和船舶建造为特色增设了焊接工程与技术方向,合并后成立了材料成型及控制工程本科专业。针对该新专业,我校构建了符合重庆交通大学“交通特色”的材料成型及控制工程的课程体系、制定了相应的培养方案和教学大纲。

2现状

材料成型及控制工程专业是教育部1998年调整开设的专业。十多年来,国内各有关院校相继制订了该专业的教学内容与课程体系。教育实践证明,现有的专业课程设置大多为原来老专业课程的增减,有机整合力度不够,学生们觉得专业课程太多太杂,而用人单位又觉得学生们缺乏工程知识、动手能力差,与毕业后的使用要求有距离。②③④

材料成型及控制工程作为一个交叉学科,其专业具有不同于其它相关专业的特点:对材料学以及工程材料方面的专业知识要求掌握得比机械类专业要高;另一方面,对机械方面的专业知识又比其它材料专业要求更多。因此,我国有的高校把该专业归属到机械学院,有的高校把该专业归属到材料学院。

目前,我国材料成型及控制工程专业的课程设置类型可分为三种:⑤(1)综合型。以原有专业为基础,整合出几门专业核心课程,再另外增设一些具有共性的专业基础课程。虽然专业知识面得到了拓宽,然而受学时的限制,授课内容的深度得不到保障。(2)机械类。课程设置向机械类专业倾斜,只保留最基本的材料成型加工课程。此类课程体系的特点是培养的学生在机械制造方面的专业能力较强。(3)材料类。课程设置更侧重材料学。此类课程体系的特点是培养的学生,材料以及成型方面的专业能力较强。

重庆市内高校如重庆大学、重庆理工大学、重庆科技学院也开设有材料成型及控制工程专业。但是以上高校该专业都开设在材料科学与工程学院下,而不是开设在机械工程学院。因此,课程设置偏重材料学科,对机械制造方面的知识和能力较为欠缺。然而,从学生的就业去向看,材料成型及控制工程的毕业生大都是在机械制造行业就业,因此加强其机械方面的知识是非常必要的。也正因为如此,在众多业内人士的呼吁下,教育部2012本科目录将材料成型及控制工程归类到机械一级学科下。

另一方面,很多高校材料成型及控制工程专业由于不在机械学院,因此与机械和车辆等学科的接合比较欠缺。而重庆交通大学材料成型及控制专业归属在机电与汽车工程学院,与机械和车辆学科接合紧密,并将逐步向船舶建造以及轻轨车辆制造延伸,因此本校的材料成型及控制工程专业发展交通特色具有十分明显的优势。

3特色课程体系构建

我校材料成型及控制工程专业的定位是立足重庆、面向全国,在金属塑性成形、高分子材料加工、模具设计与制造、焊接等领域,本着服务重庆乃至全国区域经济和社会发展,结合汽车摩托车、轨道车辆、船舶等制造业的需求,努力将本专业建设成为具有行业特色的专业。

建立交通特色的“材料成型及控制工程”本科专业课程体系的目的是充分利用我校交通行业背景,结合船舶制造发展船舶焊接,设立焊接工程与技术课程群;结合车辆工程发展汽车制造,设立模具设计与制造课程群。

交通特色材料成型及控制工程专业课程体系的建设,以本校机械设计制造及其自动化为依托,以车辆工程和船舶建造为特色,充分利用了现有的学科和师资的优势,将机械工程与材料成型及控制工程很好地进行了结合,有显著的创新性,主要体现在以下几方面:

(1)整合基础理论课程。在2012以前的我校专业设置中,模具设计与制造是机械设计制造及其自动化专业下的一个方向,机械设计、机械制造以及造化方面的课程偏多,学生在机械方面的知识与能力较强。但是在教育部2012新本科目录中,模具设计与制造被归为材料成型及控制工程专业下的一个方向。因此,模具设计与制造的基础课就不再沿用机械设计制造专业的基础课,而是与材控专业下的另一个方向“焊接工程与技术”进行整合,对机械类与材料类基础课的平台课程进行了建设。

(2)加强工程实践能力。除实习和课程设计以外,增设工程材料基础实验、模具结构与加工实验、专业综合实验等材料类平台实验,其中工程材料基础实验安排金相显微镜的使用及铁碳合金平衡组织观察实验、钢的热处理实验和碳钢热处理后的基本组织鉴别实验等实验内容。模具结构与加工实验安排了冲压模具拆装实验、金属板材冲裁加工实验、注射模具拆装实验、塑料的注射成型、模具零件的电加工实验等实验内容。由于模具行业经常需要处理复杂曲面的模具型腔,因此常常需要使用三维扫描和逆向建模等技术,因此在课程体系构建中,设置了三维逆向扫描的实验和熔融沉积快速成型实验。

(3)注重计算机技术与材料成型加工技术有机结合开设计算机在材料成型中的应用、聚合物成型过程计算机模拟与分析、CAD/CAM技术等教学内容,使学生受到“现代工程意识和科学技术”的教育,培养其应用计算机科学解决问题特别是解决工程问题的能力。⑥⑦为了能够分析模具强度,有必要使学生掌握基本的弹性有限元的知识,能够使用ANSYS软件进行强度分析;另外,由于工程问题往往具有参数多,影响因素多等特点,为了找到最佳方案需要对参数进行优化,因此需要学生具备最优化方面的知识。考虑到上述两因素,在课程体系中设置了“现代设计方法”课程,包含有限元、最优化和可靠性三方面的内容。

(4)突出交通特色。面向我校优势学科车辆工程与船舶与海洋工程专业,进行了汽车制造所需基本知识的相关课程设置,例如“车身结构与设计”和“汽车覆盖件成形技术”,设置了船舶建造工程相关的课程以及轻轨车辆制造所需技术的相关课程。考虑到汽车轻量化的发展趋势,特别开设了“车身轻量化材料”,主要向学生介绍当前在车身中应用越来越多的高强钢、铝合金和镁合金等先进材料。

(5)紧跟时代先进技术。据用人单位反映,当前很多高校的课程内容已跟不上技术的发展而显得陈旧。因此,将当前制造企业所采用的新技术,例如热冲压、渐进成形技术等进行梳理进而开设相应的课程。特色课程有“逆向工程与快速成型技术”、“特种塑性成形技术”。

(6)服务地方经济。根据重庆市政府出台的“重庆市十二五工业振兴计划”,未来重庆市将大力发展汽车工业、材料工业、装备制造业。因此,根据当前企业急需人才所需要的知识与能力,在课程体系的设置中做到有的放矢,培养出受企业欢迎的人才。

4结束语

本专业要求学生最终达到具有材料科学、机械工程、自动化及计算机基础知识和应用能力,能够在材料加工、材料成型过程自动控制、材料成型工艺设计以及成形装备设计等领域从事技术应用与开发、设计与制造、生产组织与管理,具有较强的实践能力和创新意识的高级工程技术人才。

通过对材料成型及控制工程本科专业特色课程体系的建设,修改与完善人才培养定位及培养方案,其课程体系中专业课程保留传统材料成型及控制技术方面的课程,同时增加特色工程技术类课程,体现了该学科与本校优势学科车辆工程和船舶与海洋工程的融合,有效地突出学校的交通特色;此外,课程体系还着重加强实践教学环节,强化学生的工程应用能力,有利于拓展学生专业技术方面的能力,拓宽未来的就业领域。

注释

①郭建,徐向俊.材料成型及控制工程专业的改革实践.中国冶金教育,2012(2):26-29.

②徐峰,冯小朋,夏鹏举.材料成型及控制工程专业特色培育的研究与实践.黑龙江教育(高教研究与评估),2012(5):30-31.

③陈丁桂,陈文哲,陈胤.材料成型及控制工程专业课程体系改革的探索.长春理工大学学报(高教版),2009(9):91-92.

④范钧,王雷刚.材料成型及控制工程专业动态实践教学的探索.中国科教创新导刊,2012(14):203-204.

⑤戴晓元,寇丽丽,华熳煜.材料成型及控制专业《工程材料》课程教学改革探索.科技创新导报,2010(12):173.

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