人体工程学方法范文1篇1
关键词:本体;构建方法;螺旋模型
中图分类号:TP391文献标识码:A文章编号:1009-3044(2012)24-5913-04
ResearchonDomainOntologyBuildingMethod
YINMei
(InstituteofInformationEngineering,LianyungangTechnicalCollege,Lianyungang222000,China)
Abstract:Thispaperintroducesthebasicconceptofthedomainontology,domainontologyconstructionmethodandsomeproblemsinConstructingOntology;introducedthesoftwareengineeringspiraldevelopmentmodel.Throughdrawinglessonsfromtheotherdomainontologyconstructionmethodandaspiraldevelopmentmodel,putforwardakindofnewprojectofdomainontologyconstructionmethod.
Keywords:ontology;constructionmethod;spiralmodel
1本体构建方法
本体原本是哲学上的一个概念,主要探讨现实世界的基本特征。近年来,人工智能、语义web相关领域的学者也开始将本体论的观念用在知识表达上,使其成为一种能在语义和知识层次上描述信息系统的概念模型的建模工具。目前Ontology已经被广泛应用到包括计算机科学、电子商务、数据挖掘、智能检索等在内的诸多领域。特别是做为语义Web的关键技术之一,本体及其相关技术已成为研究热点。领域本体描述的是特定领域(医学、地理、生物等)中的概念及概念之间的关系。
本体的构建主要有三种模式:一是人工模式,由领域专家借助工具完成本体构建;二是半自动模式,基于大量领域数据,在领域专家的协助下完成本体构建;三是自动模式,运用数据挖掘、人工智能等方法,基于大量的领域数据完成本体构建。上述三种模式各有优劣,人工模式代价较大,所构建的本体灵活性不足;自动模式构建的本体实施难度较大、准确性不高;而半自动模式可行性较好,已有不少专家提出不同的构建方法。目前业界公认的,为大家所熟知的本体构建方法[1]有:
1)IDEF-5方法
1980年美国空军公布ICAM工程中首次使用IDEF名称,是在结构化分析和设计方法为基础上发展的一套系统分析和设计方法。IDEF-5是其中一个版本,它通过图表语言和细化说明语言两种语言形式来获取某个领域的本体,通过过程流图和对象状态移动网图两种图表来获取、管理和显示过程[2]。基本流程如下:组织并确定范围;数据收集;数据分析;初始化本体建立;本体的精炼与确认。
2)SkeletalMethodolody骨架法(Uschold方法)
MikeUschold&MichealGruninger的骨架法(SkeletalMethodology),专门用来创建企业本体,是相关商业企业间术语和定义的集合。基本流程如下:确定本体应用目的和范围;建设本体;评价;文档化。
3)Methontology方法
Methontology方法是MarianoFernandez&GOMEZ-PEREZ等的人在开发马德里大学人工智能图书馆时提出的一种更为通用的本体建设方法。它结合了骨架法和GOMEZ-PEREZ方法,更接近软件工程开发方法。基本流程如下:规格说明书;知识获取;概念化;集成;实现;评价;文档化。
4)循环获取法
AlexanderMaedche等的循环获取法是一种类似环状的结构。基本流程如下:资源选取;概念学习;领域集中;关系学习;评价;如此循环。
5)七步法
该方法由斯坦福大学医学院开发的主要用于领域本体的构建。基本流程(七个步骤)如下:确定本体的专业领域和范畴;是否可以复用现有本体;列出本体中的重要术语;定义类和类的等级关系;定义类的属性;定义属性的分面;创建实例[3]。
不管是哪种构建方法,领域专家在构建本体时都应遵循以下原则[4]:术语清晰、推理一致、可扩展性、最小编码、本体约定最小。
2目前本体构建中存在的问题
目前的领域本体构建还处于探索性研究阶段,在这个过程中还存在许多问题,主要问题有:
1)手工构建,自动化程度不高。
目前本体的构建方法主要依赖领域专家与本体研究小组的手工构建,多数起源于某一具体的开发项目,如Methontology方法、七步法等。开发代价较大,所构建本体只适用于特定项目范围,灵活性及自动化程度不高。
2)无统一构建标准,本体难以重用和共享。
目前每个本体开发团队都有自己的本体建模标准、开发指导原则、设计标准,难以实现本体的共享和重用。知识工程界定义统一本体构建标准,已成为研究重点。
3)无统一评价标准。
目前尚无统一的评价方法和工具,国内外专门对于本体评价的理论研究也相当少。而在本体构建的每个生命周期都应进行合理的评价,有助于本体在下一周期的进化。
3螺旋开发模型
螺旋模型[5]是一种演化软件开发过程模型,它兼顾了快速原型的迭代的特征以及瀑布模型的系统化与严格监控。它的每一个周期都包括需求定义、风险分析、工程实现和评审4个阶段,由这4个阶段进行迭代。软件开发过程每迭代一次,软件开发又前进一个层次。采用螺旋模型的软件过程如图1所示。
图1采用螺旋模型的软件过程
螺旋模型沿着螺线进行若干次迭代,图中的四个象限代表了以下活动:
1)制定计划:确定软件目标,选定实施方案,弄清项目开发的限制条件;
2)风险分析:分析评估所选方案,考虑如何识别和消除风险;
3)实施工程:实施软件开发和验证;
4)客户评估:评价开发工作,提出修正建议,制定下一步计划。
螺旋模型支持用户需求的动态变化,为用户参与软件开发的所有关键决策提供了方便,有助于提高目标软件的适应能力。其生命周期的不断进化和本体的构建过程是非常相似的。
4工程化的领域本体构建方法
我们详细研究了上述几种本体构建方法,发现骨架法主要提供了本体开发的指导思想,对细节描述较少,七步法更多描述的是怎样形式化表示知识,对前期知识的收集、分析以及开发人员与领域专家怎样合作表述不够详细[6]。而在实际工作中,如果得不到领域专家的指导,开发人员往往不能按计划完成任务。因此该文结合上述本体构建方法及参照软件工程的螺旋开发模型的迭代特点,得出适合工程化的领域本体的构建方法所图2所示,在得不到领域专家的指导的情况下,由开发人员先快速开发出原型本体,在通过后续的进化工作进化本体,同时在构建的过程中考虑该领域本体库中是否有现有本体可以共享和重用[7]。我们以构建高校教务管理领域本体为例,通过它来具体实现工程化的领域本体构建方法。
图2本体开发过程
第一步本体领域设定。主要包括确定本体将覆盖的专业领域、应用目标、作用范围、系统维护者与应用对象。在此过程中要注意把握领域范围的大小,一味扩大本体范围会增加开发成本及工程开发难度;本体范围太小无法满足实际需求,所以应尽量使本体在较小范围内最大满足实际需求。高校教务管理领域本体主要是把现实世界中有关教务管理的活动(课程、学生、教师、教学资源等之间的关系)抽象为一组概念及概念之间的关系。构建该本体的作用是方便教务管理者统一、合理的分配教学资源并为优化教学资源提供决策。本体的系统维护者是教务处的工作人员,应用对象是最终用户,即广大教职工和在校学生。
第二步确定概念、关系等。这一步主要包括列出本体中的重要术语、概念;定义领域中概念及概念之间的关系;定义类的属性;定义本体的层次结构。在此过程中重点是确定领域本体的核心概念,要保证核心概念及其关系一定是该领域相关的并且可以用精确的术语表达出来。下面列出教务管理领域本体的重要术语、概念、概念之间的关系、类的属性、层次结构。
1)重要术语、概念。概念所代表的客观事物可以是具体的,也可以是抽象的。在教务管理领域本体中包括的重要术语、概念有:课程;教师;学生;所选课程;成绩;教学日历;教学考核;教师培训;教学设备;教材等。
2)概念及概念之间的关系。概念及概念之间的关系主要有四种:part-of;kind-of;instance-of;attribute-of。我们通过分析,在教务管理领域概念及概念之间的关系主要有:
part-of:表达概念之间部分与整体的关系。例如:教学资源是整体概念,教学设备,教材,教室是教学资源的一部分。
kind-of:表达概念之间的继承关系。例如:教学日历与教学材料是继承关系;教学考核,教师培训与教务过程是继承关系。
instance-of:表达概念的实例与概念之间的关系。例如:20020226019是学号的一个实例;陈芳是教师姓名的一个实例。
attribute-of:表达某个概念是另一个概念的属性。例如:课程代号是课程的一个属性;教工号是教师的一个属性。
3)类的属性。类的属性主要有数据属性和对象属性。数据属性主要描述类实例与RDF文字或XMLschema[7]数据类型间的关系;对象属性描述两个类的实例间的关系。例如:学号,姓名是学生的数据属性;教室,教材是教学资源的对象属性。
4)类的层次结构。通过层次结构,形成了一个领域知识的框架体系。类是本体中最主要的知识单元,用以对概念明确的、格式化描述[8]。类具有继承性并有一定的层次结构。层次结构的设计一般有自顶向下法、自底向上法或综合法三种方法。我们采用的是自顶向下的方法。先定义顶级类,而后通过添加子类将这些概念细化。
第三步建立本体模型,这一步主要包括选择合适的构建本体的开发工具。目前开体开发工具有数十种,其中较著名的有:Protégé、Ontolingua、OilEd等。该文选用的是Protégé工具(Protégé3.4.4版本),构建的本体模型(部分)[9]如图3所示。
第四步对领域本体进行编码、形式化。通过适当的本体描述语言对领域本体进行形式化编码。这是非常重要的一环,为了让机器可理解,需要用形式化定义的方式对本体的术语进行编码。编码的方法主要有:OWL、RDF、XML等等。在这一步中,要检查是否符合形式化、便于机器处理的要求。在建模过程中,如果出现类缺失、矛盾等情况,使其不能明确的表示,无法组成严格的逻辑关系,需要返回上一步,重新定义概念或进行求证。
第五步进行本体的测试和评价。在很多本体的构建方法中,经过上面几个步骤,已经意味着本体构建的完成。事实上在成熟的软件工程的开发方法中,系统测试是非常重要的一步,因此本体也需要测试和评价。本体测试的内容主要包括:是否满足用户的需求;是否遵守本体的构建原则;是否清晰地定义了本体中的概念或术语;概念是否全面,概念之间的关系是否完整等。
第六步本体建立。建立的本体原型在使用的过程中不断进化,可以通过集成新的本体、由专家定义新的概念和关系、通过机器学习等方法进化。
共享和重用是本体的一个主要特点,进化的本体也可以存入本体库,加以重用。重用已建好的本体时,重点是选择和自己概念模型中语义和实现一致的术语定义。
5结束语
目前领域本体构建尚无一个统一、完善的标准,该文通过对当前几种常用的本体构建技术的分析比较,结合螺旋开发模型,初步提出一种在无领域专家参与情况下的工程化的本体构建方法,并通过构建简单的教务管理领域本体模型(部分)对其进行有效性检验。
参考文献:
[1]张囡囡.面向语义网的领域本体半自动构建方法的研究[D].大连:大连海事大学,2008.
[2]鞠可一.基于本体的企业状态数据模型研究[D].镇江:江苏科技大学,2007.
[3]UscholdM,GruningerM.Ontologies:Principles,MethodsandApplications[J].KnowledgeEngineeringReview,1996,11(2):93-155.
[4]SuryantoH.DiscoveryofOntologiesfromknowledgebases[C].BritishColumbia:Proceedingsofthe1stInternationlConferenceonKnowl?edgeCapture,2001:171-178.
[5]维基百科[EB/OL]..
[6]韩韧,黄永忠,刘振林,等.OWL本体构建方法的研究[J].计算机工程与设计,2008,29(6):1397-1399
[7]李勇,张志刚.领域本体构建方法研究[J].计算机工程与科学,2008,30(5):129-131.
人体工程学方法范文篇2
论文关键词:自然辩证法;逻辑思维方法;工程思维能力
作为高等工科学校的学生,培养学生正确的工程思维能力对于毕业后学生在从事的工程实践工作和解决处理工程中出现的问题时将起到至关重要的作用。因此,培养学生的工程思维能力是高等工科学校教师教学中注意解决的主要问题之一。笔者在教学中用自然辨证法培养学生的工程思维能力方面做了一些初步尝试,希望本文能起到抛砖引玉的作用。
一、科学的思维方式
20世纪80年代我国著名科学家钱学森教授提出,一般人类的思维活动有三种基本形式,即形象思维(直觉)、抽象思维(逻辑)、灵感思维(顿佰)。人们的思维都应当采取以上三种形式。虽然思维活动形式上划分为三种,但实际上每个人的思维活动过程都不会是单纯的一种形式在起作用,往往是两种甚至三种先后起作用。
所谓形象思维就是反映于人脑中的思维对象的映象。这种映象可通过物化的形式再现出来,故人感知。最常见的形象就是视觉图形、手势姿态等等。灵感思维也不难理解,灵感常见的两种:一种是联想型,另一种是直接捕捉型。它也普遍存在于艺术创作、科学发现、发明及日常生活中。比如,在科学发现中,沃森(Watson)和克里克(Crick)发现了DNA的双螺旋结构。沃森谈及如何发现遗传物质DNA的双螺旋结构时,他说:“一次,我的手指冻得没法写字,只好蜷缩在炉火边,突然我想到一些DNA怎样美妙地蜷缩起来,而且可能以很科学的方式排列起来。”在探索DNA化学组成的三维空间的精确排列过程中,其灵感思维的闪烁无疑起过作用。然而,人们最常用、最有效也是最为人熟知并得到深入研究的思维活动形式却是抽象(逻辑)思维。形象思维一般只能反映客观对象的一个点或一个断面,只能作为一种完整、系统思维的前哨。灵感思维只是在遇到思维难点时起到一种辅助性的推动、突破作用。要达到系统思维只能通过抽象(逻辑)思维。三种思维中,逻辑思维的适应性最为广阔,任何对象的最后理解必须通过抽象(逻辑)思维。常说思维能力的训练,主要也就是抽象(逻辑)思维能力的训练。抽象思维首先以“语言”为基本工具,思维是语言内容,语言是思维的表现形式。科学的抽象就是抽去某类现象具体的、非本质的、次要的方面,引出其固有的本质特征,达到科学的认识。
思维方式是体现一定思想内容和一定思考方法的思维模式。也就是说,一个思维方式包括思维内容和思维方法两方面。思维模式则是人们的思维所遵循的某种用法和格式。思维方式体现着思想内容和一定的思维方法,如果不进行严密推敲,它和思维方法没什么两样。但如细细分辨,两者还是有区别的。思维方法是比较一般的东西,而思维方式是比较具体的东西。某一个人认识某一个对象的某个思路就一种思维力式,它与特定的内容相关。许多人在对许多对象进行认识的过程中不断重复使用的某种思路才是一种思维方法。如:比较的方法,分析、综合的方法,归纳、演绎的方法,数学的方法等等。
思维方法有科学、非科学以及正确、错误之分。正确的科学思维方法乃是根据事实材料,遵循逻辑规律、规则而形成概念、做出判断、进行推理的方法。就此而言,思维方法也就是逻辑方法,而逻辑方法正是在理性抽象思维过程中被人们所普遍遵守并普遍有效的方法。同时,思维在逻辑方法上的运用有时也被称为逻辑思维方式,这时思维方式就获得了一种普遍的意义。
二、辩证法与逻辑思维的关系
培养学生的工程思维能力是高等工科学校教学的主要目的之一。工程思维为何必须遵循自然辩证法,其目的在于如何认识工程和解决工程的质量问题。任何工程都有现象和本质两个方面:现象是工程的外部表现;工程的本质是服从自然界发展的综合反应,只是通过实践现象表现出来。因此,工程的各种决策施工是工程师认识自然规律的出发点,通过现象的分析了解事物的本质。
在工科高校教学过程中,由于课程的组织是分门别类进行的,以学科和知识结构自成一体系,如果缺乏辩证思维的指导,形而上学的思维方法再所难免。因此,必须把自然辩证法贯穿于工程实践与教学中,以培养学生的思维能力。
在教学中,教师传授知识的过程也是显示教师思维活动的过程,学生在接受知识的同时,其思维活动方式也会受到教师思维活动方式的影响。如果缺乏自然辩证法中科学方法论及逻辑思维方法的指导,则错误的思维方法在所难免。在案例讨论中常常可以看到这样的推理形式:因为电气设备短路具有某些内部故障表现,某电气设备具有这些故障表现,所以某电气设备就是短路了。这种以形式逻辑逻辑思维的规则推理显然违反了自然辩证法,是一个错误的推理。短路是电气设备的故障表现之一,所以不能因为电气设备出现故障就一定是短路表现,也有可能是其他故障表现。从哲学观点看,人类认识事物有两条基本路线,一是从个别到一般,二是从一般到个别。在形式逻辑的逻辑思维中,两者的思维形式分别表现为归纳推理和演绎推理。学生的学习是以获得理性知识为主的认识过程。在这一过程中,学生首先获得的往往不是感性的具体认识,而是概念、原理、理论等理性知识,这在高等教育中尤为突出。因此,以逻辑思维的方法论原理指导学习的思维活动和学习过程具有十分重要的意义。既要充分运用自然辩证法中哲学的方法论,又要注意运用逻辑思维方法指导学生的思维活动和学习。学生在学习过程及实践工作中常常要运用概念进行判断和推理,从而获得知识或做出工程中的正确判断。懂得逻辑思维的方法,自觉地运用形式逻辑规律和规则,对形成正确的思维方式和提高思维能力是非常有益的。三、培养学生的工程思维能力
在教学中用辩证法培养学生的工程思维能力即逻辑思维方法,我们采取了如下方法,分述如下:
1.在教学中用比较和分类法培养学生的工程思维能力
比较和分类是认识事物的两种基本的逻辑方法。比较是确定对象之间差异点和共同点的逻辑方法。分类是根据对象的共同点和差异点将对象区分不同种类的逻辑方法。
教学中运用比较和分类的思维方法可使复杂的知识简单化,模糊的概念明朗化。如:在工程电磁场课中的静电场与恒定磁场是电磁场理论中的主要内容,是贯穿整个电磁理论的主线,如果不进行比较和分类,学生就很难抓住主要问题。当按场源特征分类后学生就便于掌握,而且能紧紧抓住电场有散无旋和磁场有旋无散的重要性。
2.在教学中用归纳和演绎法培养学生的工程思维能力
归纳方法有时简称“归纳法”,有时和归纳推理同义。一般认为,归纳是从个别/特殊的前提导出一般性结论的过程,或从次一般性前提推导出较一般性的结论;而演绎则是由一般性的前提导出个别/特殊性结论的过程或从一般性的前提推导出次一般性的结论。这是因为“由特殊到一般,又由一般到特殊”是认识运动的一般过程。归纳和演绎就是这一认识过程的两种推理形式,也是两种基本的思维方法。
电磁场的许多理论都符合归纳和演绎的原理。为了加强学生的辩证思维能力,讲课时注意引导学生应用归纳和演绎的思维方法学习。如在讲静电场和恒定电场时就特别强调学生注意:静电场是对观察者相对静止的电荷产生的电场,导电媒质中的恒定电场是导电媒质中稳恒运动的电荷产生的电场。归纳两种电场中物理量之间的对偶关系,例如D-J、q-I、ε-γ等,静电场中的基本方程和分析计算方法完全可以移植到恒定电场中。因此可演绎出恒定电场的基本方程和分析计算方法。由此使学生了解知识的来龙去脉,掌握知识的有机结构,避免僵化的教条学习。
3.在教学中用分析与综合法培养学生的工程思维能力
分析是把整体分解为部分,把复杂事物分解为简单要素并分别加以研究的一种思维方法。综合是把对象的各个部分、各个方面和各种因素联合起来思考的一种思维方法。运用分析和综合可以引导认识新事物、学习新知识的过程,通过事物的表面现象认识其本质并提高创造能力。
如判断闭合回路能否产生感应电动势,首先必须抓住决定闭合回路磁通变化的三个要素:磁场、闭合回路、相对运动。这三者之间既独立又相互联系,三者之间的矛盾可随事物的发展而发生变化,有磁场有闭合回路不一定会产生感应电动势,但有磁场的变化有闭合回路会产生感应电动势,或有磁场有闭合回路的相对运动会产生感应电动势,再或既有磁场变化又有闭合回路的相对运动会产生感应电动势。因此,不能只看到事物的局部,过早下结论,而应看到事物的整体,综合三个因素来全面考虑。如判断感应电动势方向与变化磁场方向的关系,若磁场增大则感应电动势与磁场符合右螺旋关系,若磁场减小则感应电动势与磁场不符合右螺旋关系。总之,比较和分类、归纳和演绎、分析和综合是指导各门学科的逻辑思维方法。运用这些思维方法可使知识更巩固,运用更灵活,也更具有创造力。从某种意义上说,逻辑思维能力是一个科学家素养水平的重要标志。教学中,要重视向学生传授含有方法论意义的知识,即那些经过归纳和抽象的对进一步学习具有举一反三作用的知识。又如讲到电磁波,从形式逻辑的角度来讲,采用从一般到个别的思维形式,先介绍电磁波的共性,即可脱离场源在自由空间传播,然后向学生提示,进一步考虑在波导中传播的思路,最后再让学生自己学习总结。这就是先把前提性知识交给学生,然后指导学生运用前提性知识学习具体知识。学生既学到了知识,又锻炼了思维,达到事半功倍的目的。
四、总结
人体工程学方法范文篇3
【关键词】制药工程教学过程优化教育改革
优化教学过程是指选择的教学过程的方法,可以使师生耗费少的必要时间和精力而收到优质教学效果。优化教学过程并不是某一种特别的教学方法和方式,它是教师对教学过程的一种明确的安排,根据对教学规律与原则的把握,有意识地、有科学地选择一种最适合于具体情况的教学方案。
目前我国医药工业发展迅速,制药工业技术和装备的整体水平有了较大提高,但仍存在很多问题,缺乏制药工程专业技术人才是制药业面临的严峻现实。国家发展纲要“卓越工程师教育培养计划”对促进高等教育面向社会需求培养人才,全面提高工程教育人才培养质量具有十分重要的示范和引导作用。作为培养制药工程专业技术人才的主干课程一制药工程,必须促进培养创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类工程技术人才,为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务。因此,我们必须对制药工程教学过程进行有效优化,积极开展教育改革,优化教学目标、教学内容、教学方法、教学手段、课堂教学结构、反馈评价机制等,以取得较好的教学效果。
一、优化制药工程教学目标
教学目标既是教学的出发点和归宿,也是检查和评价教学效果的依据,构建有利于学生全面发展的教学目标是优化教学过程的关键一步。优化后的教学目标,要求全面、具体、适当、明确,既要符合教学大纲要求,又要符合学生实际,还要考虑学生的差别,设不同层次性目标,有因材施教措施。为培养社会发展需要的制药工程人才,制药工程的培养目标是使学生能将所学理论知识与工程实际衔接起来,从工程和经济的角度去考虑工业化技术问题,逐步实现向制药工程师的转变。
二、优化制药工程教学内容
课程内容优化是完成教学目标,提高教学效果,促进学生发展的重要途径。优化教学内容,就要抓住本学科知识的重点、难点、连接点,并判断它是否能完成人才培养目标的任务,统观全局,形成“立体”化的知识系统。制药工程是一门实践性很强的课程,医药工业的迅速发展,产生大量新的信息,包括制药工程工业化方面的规范等,教师应认真、深入分析教材内容,精心选择、完善、补充、调整相关教学内容,优化重组教学内容,使教材内容与生产实践、工业化等紧密结合,促进学生掌握基础知识的基础上形成本学科的知识结构。
三、优化制药工程教学方法
制药工程教学有理论课和实践课教学,尤其注重实践能力的培养,在教学过程中,要根据受众对象――学生的不同特点、个性,科学、灵活地选择和组合多样的教学方法,才能达到优化的教学效果。
1.灵活运用启发式教学。启发式宗旨在于激励学生的兴趣和探索精神,调动学生学习的主动性和积极性,培养学生主体精神、参与意识、独立思想和创造才能。如在教学时,设计与学生所学理论知识有关的工程问题开展讨论,让学生有一定的前期基础,并引导思考,使其简明、具体,有启发性。
2.注重多种教学方法的合理结合,灵活选用教学方法。教学方法具有多样性、可综合性、可优选性等特点。每届授课学生的特点也随时发生明显变化,制药工程是一门综合性很强的学科,需要具备较强的多学科基础和能力,一种或几种教学方法并不能适合所有学生,要随时做相应的调整和组合,采用灵活多样的教学方法,充分调动学生,强化学生的参与意识,使学生的心理活动处于主动、活跃的状态。
3.重视对学生学法的积极指导,引导学生培养自主研究解决问题的能力。教学方法是教法与学法的统一,教师不仅要向学生传授大量知识和信息,帮助学生形成学科知识框架,还要注重如何引导学生自己进行思考,提高学生自己解决问题的方法和能力,开展有效的自主学习。教师可根据学生实际水平,采用专题、分组讨论等形式,将某一工程实际问题交给学生自己解决,有针对性地引导学生自己查阅文献,自己分析解决问题,开拓学生思路,树立准确的工程理念,提高综合素质,为培养创新性制药工程人才打下基础。
优化教学就要因材施教,构建本学科知识框架,指导学生学会学习,为学生的终身发展奠定坚实的基础。
四、优化制药工程教学手段
传统的教学媒体如实物、粉笔等,有利于学生实际观察能力的培养。近年来随着信息技术和计算机技术高速发展,现代化媒体在课堂教学中综合应用文字、图片、Flas、声音、视频录像等,使教学内容变得更直观、形象、丰富,尤其是制药工程,信息量大,工程内容需要结合多种现代媒体的应用,来激发学生的学习积极性,促进学生积极思维,达到较好的课堂教学效果。但要避免盲目滥用,影响了课堂上师生的互动;避免信息量过大,学生跟不上教学步伐;合理使用各项制作技巧,避免质量低,影响教学效果。教师应该取长补短,不断优化教学手段,合理选择使用教学媒体,认真分析教学内容和学生实际,选择最佳媒体,使教学内容和教学媒体进行现代化结合后,配合学生的理解水平,付诸于课堂教学实践,充分体现教学过程的动态性质,活跃课堂气氛,提高课堂教学效果。
五、优化制药工程教学结构
教学结构是为了完成教学目标,教师在时间和空间上,对各种教学因素的“排列”和“组合”,对教学的整体安排,促进学生个性发展。制药工程是一门实践性很强的课程,目前在实际教学中由于课时、实践、实训教学资源缺乏等,同时作为中医院校学生工科基础较为薄弱,学生学习难度较大,且很难突出制药工程的工程观点,学生很难从实验性研究转向工业化生产研究,从工程理念出发思考。因此应积极思考如何优化本课程导入,优化提问,如何引入已学知识在工业化中的应用,合理安排整个教学,甚至每节课程,整合各项有利的教学因素,以创设一种和谐、愉快、民主的课堂气氛,促进优秀制药工程师的培养。
六、优化制药工程教学反馈评价过程
人体工程学方法范文篇4
关键词:学习情境;工作过程;教学内容;教学改革
中图分类号:G718文献标识码:A文章编号:1672-5727(2016)11-0062-05
从系统论的观点来看,高职课程是一个复杂的动态系统,包括课程目标、课程内容、课程活动、课程媒介和课程评价。按照教学论的观点,高职课程是根据职业岗位(群)的需求而制定的,是对教学目标、教学内容、教学方法以及教学进程和标准进行的总体规划和设计安排。可以看出,课程系统论中含有教学论的内容,课程教学论中含有系统论的要素。课程的系统论和教学论是课程改革的两个方面,但这两个方面是相互联系的,所以高职课程改革既要以系统论为指导,又要体现教学论的要求:课程改革不仅是系统的、动态的,而且还是复杂的、多元的。多年来,情境任务式课程一直被视为职业教育课程改革的方向,这种课程依旧具有高等性、职业性和教育性。课程的高等性体现了技术的等级属性,课程的职业性体现了技术的岗位属性,而课程的教育性体现了技术的学习属性。因为课程的高等性和职业性是客观的,不是人为可变的,而教育性是可以控制的,所以高职课程改革应是在满足高等性和职业性的前提下进行教育性的改革。近年来,高职课程紧随社会人才市场需求的变化,倡导校企合作、能力发展、工学结合、工作过程、以人为本等模式的课程改革,是高职课程教育性改革的有益成果,从不同的侧面反映了课程系统论和教学论的要求。探讨在系统论和教学论指引下推行课程教学目标、教学内容、教学方法、教学过程以及教学评价等综合性改革,是情境任务式课程教学改革的关键之举。
一、情境任务式课程
《现代职业教育体系规划(2014―2022年)》(以下简称“规划”)明确指出,职业教育的课程要体现职业,课程内容开发和设计要与行业企业紧密结合,课程教学内容要符合企业真实的技术,教学过程要按照企业的生产过程,真学真做,掌握真本领。这就要求职业教育课程教学目标要为职业服务,教学内容以企业技术为支撑,教学过程符合企业生产过程,教学方法要体现教、学、做一体化,教学评价要看有没有掌握真本领。所以说,“规划”中的课程符合系统论和教学论的观点,高职课程改革不是某一方面的改革,而是多个方面的综合改革,体现在教学目标、教学内容、教学方法、教学过程及教学评价等方面同步实施,以达到完整统一的目的。这一点情境任务式课程与“规划”不谋而合。
什么是情境任务式课程?即课程教学内容采用情境任务式结构。也就是说,一门课程在内容上划分为若干个情境,每个情境由若干个任务组成,情境与任务之间是包含与被包含的关系。那么情境是什么?任务又是什么?这要从职业能力谈起。
一般而言,胜任一个职业,必须具备三种能力:专业能力、方法能力和社会能力,总称为职业能力。那么,职业能力从哪里来呢?职业与工作对应,工作与岗位密切相连,一个职业可能与多个岗位有关,形成职业岗位群。从实际工作过程来看,职业岗位群就是运用专业知识和职业技能解决综合性工作任务的载体。如果说高职专业为某一职业服务,那么这个专业的人才培养体系应与这个职业的岗位体系一一对应,实际上专业是要解决职业岗位(群)综合性工作任务的问题。综合性的工作任务常由几个典型工作任务组成,每个典型工作任务又能自成一体,典型工作任务存在于具体的职业岗位之中。典型工作任务往往是多方面的,从简单意义上说,综合性的工作任务实际上是典型工作任务的叠加。每个典型工作任务对专业知识、专业能力和专业素质的要求也各不相同,应以灵活运用某一方面完整性知识为基础,以具备相应职业能力为支撑,以具有潜在职业素质为载体。依据知识、能力和素质的界定,可将具体的典型工作任务转化为专业人才培养体系的学习领域(即课程)。在实际工作中,为了完成这个典型工作任务,总有几个相关的工作情境,这些工作情境都是工作任务的集合,是任务式的、情境化的。将这些相关的工作情境进一步转化为学习领域内的学习情境,通过对学习情境的领会与掌握,就可以解决工作情境中的问题。工作情境依旧是复杂的、多样的,可以将工作情境细化为一个个具体的任务单元,再将这些任务单元转化为课内学习单元,一个学习单元对应一个细小的、简单的任务单元,在一个个学习单元的教学活动中,按照企业的生产过程,运用企业的设备和技术,让学生在实践中发现知识、培养能力和提高素质,实现知识、能力和素质的协调发展。这样就实现了工作过程向学习过程的转变、专业人才培养向职业岗位的过渡、专业目标向职业能力的跨越,形成了情境任务式的课程。这种变换关系如图1所示。
从图1可以看出,左边部分代表工作过程,右边部分代表学习过程,虚线连接表示直接相关,箭头指向表示包含关系。如果说职业岗位(群)与某个专业的人才培养体系对应,则这个职业岗位(群)中具体的典型工作任务将与人才培养体系的学习领域成一一对应关系。如汽车机电维修工作岗位,其典型工作任务与学习领域的关系如表1所示。
这种情境任务式课程是以工作任务为基础,以学习任务为媒介,让学生在具体的任务学习中解决工作任务的问题,这样,学习目标明确,学习内容具体,学习过程清晰,学习方法简单,学习效果可见。
二、情境任务式课程教学改革措施
(一)教学目标要面向职业岗位
课程教学目标是培养学生在知识、能力和素质方面的预期结果。按照“规划”的要求,高职课程教学目标要面向职业,充分分析职业岗位所需的知识点、技能点和素质要求,拟定课程标准,体现知识目标、能力目标和素质目标。杜绝面向教材的教学目标,因为教材只是教学工具的一种,教材和其他各类教学资源、媒介是实现教学目标的依据,不应成为课程的教学目标。教学目标从层次上看,包括学习单元教学目标、学习情境教学目标及学习领域教学目标。学习单元教学目标是具体的、单一的、直观的,学习情境教学目标是抽象的、多样的、概括性的,而学习领域教学目标则是完整的、复杂的、笼统的。面向职业岗位的教学目标为教学内容提供直接依据,为教学过程提供现实标杆,为教学方法提供可行模板,为教学评价提供评判基础。
教学目标更要面向职业岗位所需要的人,要符合人的成长规律和学习规律。教学目标是在教学活动中要达到的目标,教师通过真实的场景布置,安排有序的教学活动,让学生真实参与到活动中来,做到教学活动过程与企业真实生产过程对接,教学内容与工作任务对接,教学方法与工作方法对接,教学评价与质量评价对接。如果教学目标不切实际,脱离真实的场景,以学生所用的教材为蓝本,以教师的口头传授为基准,这样的教学目标只能是空中楼阁,水中明月。
(二)教学内容要贴近工作实际
情境任务式课程教学内容体现情境性和任务性,情境性是与工作情境紧密相关的,任务性是与工作任务联系在一起的。一个学习情境根据工作情境的实施流程和步骤,由教师设计出紧贴工作任务的学习单元,体现工作实际,把握教学规律和认知规律,开展“教、学、做”一体化活动。通过几个学习单元的有机结合,解决工作情境中的问题;再经一些相关情境的体验,就具备了完成某一典型工作任务的能力。
教学内容要满足培养技能的需要,在实践中探索知识,形成理性思维,再用理性思维指导实践。知识要靠教师的引导,能力要靠学生的亲身实践,素质来自学生自身的长期体验。情境任务式课程教学内容的选择来自职业岗位工作任务,将岗位工作任务转化为学习任务,不能仅仅是为完成任务而学习,而是在完成任务的过程中形成知识架构,充实知识体系,用于指导实践,即“从行动中来、到行动中去”。教学内容的选择切记不能采用脱离实践、空谈知识的方法,这样学生听起来枯燥,很难激发学生的学习兴趣,不利于高职学生的职业能力培养。
课程教学内容要符合教学目标的要求,符合学生的发展,满足社会需要,更要符合课程的性质。应公开推行校企合作模式,注重校本化,用企业的生产技术(生产设备和技术资料)充实学校教学资源,编写可用、可行的校本教材,使教材成为教法、学法和行动的有益指导书。
(三)教学过程要符合工作过程
教学过程是教师采用合适的教学手段,将教学内容传授给学生的过程。教学过程要素包括教师、学生、教学内容和教学手段。情境任务式课程的授课教师既要具备一定的理论基础,也要熟悉工作过程,具有较强的操作技能,以便对学生进行示范引导,能够解决工作过程中的技术难题,即要成为“双师型”教师。学生是教学过程的主体,教师要清楚每个学生的知识、能力、素质水平,以便因材施教、适时指导。高职学生普遍理论基础较差,布置一个新的学习任务如果从理性分析开始,学生可能接受不了,表现为无所适从。一般要求从问题出发,结合工作过程,分析任务现象,获得感性认识,再逐层分解,步步深入,让学生积极行动起来,在工作过程中实施教学,让学生分享解决问题的完整过程,在这一过程中获得知识,锻炼能力,提高兴趣。
情境任务式课程教学过程应以工作过程为导向,要强化情境引领,任务驱动,在明确的教学目标指引下,按照既定的教学内容,充分准备实施任务的各种资料和器材,一般是按照任务资讯、任务决策、任务计划、任务实施、任务检查、任务评价的流程,做真做实,做详做细,做出成效。要将工作现场带进课堂,场景布置应符合工作现场特征,将工作现场知识通过一系列活动有序地让学生认知、实践。有的工作现场与操作有关,教师要设计实践学习单元,按照工作流程依次进行;有的工作现场与操作无关,属于现场认识或现场仿真,教师要设计认知学习单元,按照客观事物的本来面目进行认识。有了工作现场做铺垫,则教学过程可融入工作过程。
(四)教学方法要体现工作方法
传统的讲授法、讨论法、分析法等教学方法对于知识的积累是非常有用的,但对于以工作过程为导向的情境任务式教学而言则难以有效地进行职业能力的培养。情境任务式课程的学习单元是工作任务的体现,学习情境是工作情境的转化,教学方法应考虑学习单元的实践性和学习情境的职业性。有效的教学方法有助于学生在课程学习中体验工作过程,提炼工作方法,形成工作思路。如果教学方法不适合教学内容,学生参与课堂教学活动的兴趣就难以提高,应该掌握的知识就难以学会,能力培养更难以实施。
案例教学法、模拟教学法、角色扮演教学法、项目教学法、引导文教学法、示范模仿教学法、“六步”程序教学法、“头脑风暴”法、思维导图法等方法都是按照行动导向的教学理念,以职业活动为依托,以技能培养为目标,以学生的专业能力、方法能力和社会能力的形成和发展为目的,注重教学做一体化,严格按照“资讯―决策―计划―实施―检查―评估”的教学过程,是情境任务式课程教学方法的首要选择。根据教学内容的安排和学生的实际接受能力,可以从中选择多种教学方法,以一种或两种方法为主,辅之以其他教学方法,使贴近工作岗位的教学内容得到充分落实,使贴近工作过程的教学过程得到充分开展,在这种教学方法的指引下,岗位工作方法潜意识地得到增强,方法能力得到提高,可真正提高学生的职业能力。
(五)教学评价要反映教学效果
教学评价是衡量教学成败的关键因素。高职教育课程教学质量评价由于没有统考、单科考试或其他升学形式的参考依据,很难衡量比较课程教学效果,授课教师往往只注重教的过程,不注重教的结果,这种缺少评价体系的教学,既不能反映教的质量,也不能反映学的质量。高职教育内涵建设往往注重实训条件的改善,实验设备的采购,高职称、高学历师资队伍的引入,而很少对课程做认真的评价,改进措施也就无从谈起,提高教育质量则成为空头口号。
情境任务式课程评价主要还是以考试的方式,但不同于常规类型的考试。这种考试可以分为两部分,即理论考试和技能考试。理论考试以基本知识为主,可分为客观题和主观题,通过建立充实丰富的试题库,学生按照要求随机选择满分为100分的不同题型试题按要求作答,达到规定的分数算是通过理论考试。如果一次不能通过,可以参与多次考试,直到通过为止。技能考试以实践为主,通过拟定若干个技能考试项目,为每个项目制定考核要素细目表,组织学生逐个测试,也可以随机选择几个项目作为考核项目,可以反复多次测试,记录最好的成绩。情境任务式课程考试也称为过关性考试,过关性考试可以促进学生自觉地主动地学习,能够找到自己不足的地方,并加于修正,以达到真正掌握的目的。惯用的期末一次性考试,尽管教师放低要求,但依然考试通过率较低,不能达到以评促学的目的。
(六)教学生态要适应课程改革
教学生态是指为实现课程教学目标而形成的和谐、有序、稳定、动态的系统,由教师、学生、教学环境、课程资源、教学手段以及作用于其中的各种信息流、能量流组成。情境任务式课程要紧随专业建设,紧贴产业需求和产业技术进步,不偏离专业人才培养方向。目前,高职教育专业课程体系设置易受学科体系的影响,虽然引入了工作过程导向的课程模式,但是大多数教师在上课时仍情不自禁地回到传统的学科体系之中,甚至对课程改革存在认识上的误区,导致不改则已,一改反而出现教学乱象。这就要求课程改革先要做好顶层设计,有序推进,符合教学生态规律。通过几门专业课程的示范引领,整合、序化课程结构,同步推进其他相关课程的改革,发挥情境任务式课程对人才培养的综合影响力,形成功能齐全、发挥良好的教学生态。
三、情境任务式课程教学改革应注意的问题
情境任务式课程完全脱离学科体系的束缚,应适合校情学情,将教学目标、教学内容、教学方法、教学过程及教学评价有机地连接在一起,其关系如图2所示。
(一)教学目标与教学内容相结合
情境任务式课程教学目标包括三个层次:即单元目标、情境目标和课程总目标,每个层次目标要在具体的学习单元中实现知识目标、能力目标及素质目标的统一,但情境目标不是学习单元目标的简单叠加,而是单元目标之间的耦合,让知识、能力及素质交织上升。每个学习单元包括理论部分和实践部分,其中理论部分为基本知识和基本理论,理论为实践服务;实践部分是学习单元的主体,在实践中了解基本理论的重要性,运用理论解决实践中的问题,实现知识向能力的转化,能力向素质的升华。
(二)教学内容与教学方法相结合
情境任务式课程以任务驱动整个教学过程,主要采用任务驱动教学法,灵活采用讨论、归纳、演示等方法。任务驱动教学法因“情境任务”而派生出的方法符合高职教育职业性的要求。通过细化教学流程,形成教学模式,易于调动课堂积极性,学生熟悉教师的教学方法,易于跟上课堂教学节奏,会积极主动配合教师完成学习任务。以不变的教学方法应对不同的学习任务,不变应万变,万变不离其宗。
(三)教学方法与教学过程相结合
要严格执行“任务资讯――任务决策――任务计划――任务实施――任务检查――任务评价”的流程,让学生主动积极探索,有序推进。学生跟着任务走,任务跟着流程走。教师要多引导、倾听、观察、提问、激励学生,整个教学过程由任务驱动进程,学生在课堂中有事做,让问题在课堂中发现,并在课堂中得到解决,把课余时间留给学生,让他们去完善、补充、拓展。
(四)教学过程与教学评价相结合
情境任务式课程教学评价与传统的课程评价有明显不同,不能通过一张试卷反映教学效果,因为情境任务式课程是培养学生向综合职业能力的方向发展,注重职业知识、职业素质和职业能力。应通过有效采取配置性评价、形成性评价、诊断性评价和总结性评价的方法,及时发现问题,并调节教学过程,注重在学生学习过程中开发专业能力、方法能力和社会能力的评价体系,形成综合职业能力多元整合评价标准,真正使提高课程教学质量有据可依,有评可查,有问可改。
(五)教学评价与教学目标相结合
课程改革的终极目的是为了更好地实现教学目标,如果说学习任务是教学手段,则教学评价是实现教学目标的调节剂。发挥调节剂的调节和改善功能,有助于教学目标顺利实现。如果忽视了教学评价,则教学目标会变成子虚乌有,培养学生的综合职业能力也就成为空谈。
情境任务式课程代表了高职课程改革的主流方向,但主流的背后依旧是课程教学目标、教学内容、教学过程、教学方法和教学评价的内在一致性,只有建立与职业岗位工作任务相一致的课程体系,符合教学生态要求,将教学过程与工作过程紧密联系,服务于人的发展,才能真正实现高职情境任务式课程的高等性、职业性及教育性的统一。
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人体工程学方法范文
关键词:土木工程;桥梁;课程;改革
中图分类号:G642.0文献标志码:A?摇文章编号:1674-9324(2013)49-0201-02
桥梁工程专业课是土木工程专业桥梁工程方向学生在分专业方向后的必修课程,过去的教学大部分以教会学生几种特定的桥梁的构造及相应的算法为主,并通过习题和课程设计对这几种桥梁的设计过程进行锻炼,培养出来的学生在用人单位还是比较受欢迎的,但是随着社会需求的改变与市场竞争的加剧,用人单位普遍反映毕业生在创造性思维方面有比较大的缺陷,眼界不开阔,所设计出来的桥梁呆板、乏味。从这一需求出发,同济大学桥梁工程系在桥梁工程教学方面进行了改革,改革从课程设置、教学大纲修订、教学方法改革几个方面着手进行。本文介绍同济大学土木工程桥梁方向专业课程设置调整方案。
一、原有桥梁工程专业课设置与存在问题
原有桥梁工程的课程设置具有强烈的科学性,把桥梁工程专业相关课程进行了系统化分,具体体现在:首先,将桥梁按材料划分。然后,将设计与施工各成独立体系。最后,再辅以讲授专门桥梁工程技术的选修课。专业课程设置如表1所示。
从多年执行的效果看,这一课程设置方案的优缺点如下。
1.学生在已知桥梁结构形式与施工方法的条件下,计算分析能力很强,能正确分析常规桥梁的受力特点,并进行构件配筋设计。
2.从毕业设计效果与用人单位的反馈情况看,学生对桥梁总体设计与施工方法的掌握程度比较差,特别是根据实际使用要求与建设条件构思桥梁方案的能力很差。
3.学生对桥梁结构构造、计算方法与受力原理、材料特点、施工工艺之间的内在联系掌握得比较差,对如何选用常用桥梁构造、尺寸、计算方法和施工工艺感觉无从下手。
4.在计算机软件技术长足发展后,桥梁电算内容与目前实际应用中的计算机辅助设计与施工有较大脱节,在运用计算机结构分析软件时,对计算结果的判断能力差。
二、课程设置调整的总体思路
古代土木工程技术是以师傅传徒弟的方式代代相传的,自从现代科学体系形成以来,土木工程技术已经越来越科学化,目前的土木工程教育形成了一套整系统的科学体系。随着工程技术复杂程度的增加,原来的土木工程技术已经拆分为各种数学、力学、材料等独立的课程,土木工程教学的主要任务也变成了这些课程的教学,教学中往往注重知识点教学,这些知识如何还原到工程应用中去并没有得到重视,这就产生了学生不会构思的问题。基于上述认识,为了达到让学生在具备专业技能的前提下,具有创造性思维的能力,课程教学改革的教学思想主要是在按照科学体系安排课程的同时,尽量体现桥梁工程技术自身的特点,以建造技术贯穿课程安排。在教学内容上,将重点主要放在,对现有桥梁设计与施工方法的形成过程上,通过分析目前已有桥梁的构造、设计方法、施工方法形成过程中前人所经历的成功和失败,找到目前桥梁工程结构常规做法的合理性与缺点。
三、新桥梁工程专业课程方案设计
土木工程专业的基础及专业基础课程在一二年级的平台课上统一安排,桥梁方向的专业课在此基础上进行。专业课的教学目的就是要使学生综合运用所学基础知识,学会按照工程特点进行思维的方法,了解桥梁结构体系可能的创新方向。
新课程设置方案具有如下特点。
1.针对学生计算能力强、构思能力弱的问题,增设桥梁概念设计课程。该课程主要结合一个随堂的课程设计,在专业课的一开始,着重介绍桥梁与使用要求、建设条件、受力体系、材料应用等的关系,培养学生的思考与构思能力。课程讲解过程中配合随堂的课程设计,在方案概念构思的各个环节上,开展若干次课堂讨论。
2.桥梁工程课程的教学内容做了较大调整。将桥梁工程课程按照结构体系开展,上学期主要介绍梁式桥,下学期介绍拱桥、斜拉桥、悬索桥。在某一种结构体系下,综合介绍公路、铁路桥梁由于荷载不同的特殊要求,不再分钢与混凝土桥,而是强调在不同条件下如何根据不同材料自身的特点进行综合利用,任何桥梁体系条件下都强调架设方法与桥梁受力、构造的关系。在桥梁设计计算方面,缩减计算方法本身的介绍,着重强调计算方法与构造特点与施工方法之间的关系,培养学生习惯于在结构设计中对结构进行全面思考。
3.将钢与组合结构桥梁课程进行了压缩,去除关于大型桥梁结构体系部分的内容,着重介绍钢与组合结构桥梁的特殊构造以及特殊的计算分析问题。
4.将道路工程、桥涵水文由选修课转设为必修课,加强学生对使用要求与建设条件的认识。
5.针对中小跨度桥梁大量使用连续梁桥的实际情况,增设连续体系梁桥课程设计,要求对连续梁桥进行合理跨径布置,并利用现有桥梁结构分析软件对桥梁施工及运营过程进行结构受力分析与配筋计算。
6.将桥梁施工中关于桥梁架设总体思路的部分转移到桥梁工程课的相关结构体系中去,将具体的各种桥梁施工工艺独立出来,转化为选修课。
7.将原来的桥梁结构电算课程转化为桥梁结构计算,设为选修课,着重介绍复杂桥梁结构的施工与运营过程分析原理。
8.针对各课程知识点衔接的问题,在课程学时分配上采取“节段式”时间安排,将较少学时的课程集中在半个或者1/3学期进行,而不是以往的通过单双周间隔将课程分配到整个学期。
四、桥梁工程课程教学大纲的修订
在上述课程设置方案中,桥梁工程课程教学内容是改革的关键,新大纲的编制中充分体现了对学生工程思考能力培养的要求,将各种工法、算法、构造方法的演变作为教学的重点。表3为桥梁工程(上)教学内容。
在桥梁工程专业方向专业课程设置方案的研究过程中得到如下结论。
1.桥梁工程专业课设置的过分理论化,阻碍了学生创新思维能力的培养。
人体工程学方法范文篇6
关键词:三个维度;软件工程;立体交叉渗透
高校是承担软件人才培养的主要场所。但长期以来,一个不争的事实是IT企业常常对刚走上工作岗位的毕业生不满意,他们认为学生在学校中学习的知识与公司中的实际应用相脱节,学生不能马上胜任工作,而高校也意识到这一现象,采取措施进行教学改革。
目前,地方工科院校软件工程专业教育普遍存在“基础知识不实、专业素质不高、工程能力不强”等问题,笔者提出了“以软件工程课程建设为核心进行教学改革,全面提高教学质量”,以“夯实理论基础、注重专业素质、强化工程应用”为目标,按照“五个一流”的要求,通过软件工程课程建设来开展系统化的研究工作,构建软件工程课程群体系结构,大力加强课程建设,优化课程体系、创新教学方法、改进教学手段,为软件工程人才培养、专业建设和学科建设发挥重要作用,为其他学科的课程群建设提供参考。
1构建“三个维度立体交叉渗透”的软件工程课程
“三个维度立体交叉渗透”的课程体系设计改变了传统的平面式课程体系设计思路,使课程体系具有更加明显的层次性、模块性和连续性,更能体现课程体系的实用性、多样性和灵活性,旨在培养学生的工程设计能力,围绕社会和企业的需求,为学生铺垫更宽广的职业道路。
以SEBOK(软件工程知识体,SEI)为基础,以教育部《本科软件工程专业指南》为依据,我们构建了“立体交叉渗透”的软件工程课程体系。
1.1三个维度立体交叉合理渗透
通过深入分析,我们将课程体系划分为三个维度:模块维、层次维和过程维,如图1所示。在模块维中,我们根据内容,将课程划分为理论、基础、实践、技术、过程、方法和工具等知识模块;在层次维中将课程内容分为三个层次,即理论层、平台层和应用层;在过程维中,根据软件工程过程,即需求获取、系统分析、系统设计、系统构造、系统测试和系统维护进行知识的组织,使课程体系实现了结构化、模块化,便于更新和重组,增强了课程体系的实用性、灵活性、合理性和多样性。
1.2核心的课程体系设置
基于“三个维度立体交叉渗透”的软件工程课程群的三门核心课程是:编译原理、操作系统和软件工程。对学生五个方面的素质进行培养,包括扎实的数学理论、准确的英语表达、先进的软件技术、优秀的职业素质和卓越的软件工程能力。三个维度的核心课程层次如下:在理论层中,以编译原理课程(CP)为核心;在平台层中,以操作系统课程(OS)为核心;在应用层中,以软件工程课程(SE)为核心突出核心课程,并以这三门课程向外拓展突出五个方面的重要课程内容,即数学、英语、软件技术、职业素质和软件工程,同时以数学为理论基础、英语为表达基础、编译为核心理论、操作系统为应用平台、软件工程为核心技术,使课程体系具有主次分明、重点突出的特点,如图2所示。
1.3软件工程学科定位
如图3所示,我们从软件工程专业的学科特点出发,针对每一门课程,围绕一根轴线十个节点,即问题、算法、模块、架构、软件、系统、产品、项目、工程和科学组织教学内容,体现了始于问题、由小到大、不断构造、回归理论的软件工程学科特点。
软件工程是工程性很强的专业,其本质是软件产品的构造,其目标是质量和效率。为了体现这一特点,我们总结了课程体系中要抓住八个关键,即项目、流程、技术、工具、规范、标准、团队和产品,如图4所示,充分体现软件工程专业的工程性特征,注重软件工程实践的教学。
2构建“三个维度立体交叉渗透”的多元化教学法
在今天的软件行业中,软件开发通常是一个团队成员合作完成的,软件工程师不仅要掌握软件设计与开发的专业技能,还要解决面临的非技术性问题。为使学生能应对今后工作中出现的各种问题,培养学生运用所学知识灵活处理问题的能力,软件工程专业的教师要不断探索课堂实践教学法。
通过教学实践和教学研究,我们将国内外流行的软件工程专业教学方法归纳为面向实践教学法和模拟教学法。面向实践教学法[1]包括案例教学、项目驱动和团队合作等,模拟教学法是使学生能在一个较大规模层次上以快捷方式在学术环境里参与实践的软件工程实践。在教学实践中,只有将不同的教学方法合理运用并有机结合,才能有效提高教学质量。
2.1面向实践教学法
在软件工程课程的教学中,教师应该使用多种教学方法,拉近实践教学内容与现实软件开发过程的距离,培养学生的软件工程实践能力,我们结合多年的教学经验,为软件工程课程体系教学质量的提高提供有益的参考。
2.1.1案例教学法
案例教学有利于学生掌握理论知识,并运用知识解决工程中的实际问题。我们以学生的优秀课程设计、教师开发和引进的项目为主,积累并建立了教学案例库,建设了适用于课堂教学的PPT课件库和适合于网络教学的网络资源库。体现了“以生为本、自主发展、师生互动、教学相长”的教学特点,有力促进了教学,提高了教学效率和教学质量。
2.1.2项目驱动教学法
项目驱动教学法是指在教师的指导下,学生以一个人或小组的方式,完成需求获取、需求分析、定义软件架构、项目实施以及最终评价。学生可以学到课堂教学学不到的知识和技能,在进行需求获取时,又能锻炼学生的人际交往能力。该教学法的最显著特点是“以项目为主线、学生为主体、教师为辅”,改变了学生的被动参与方式,将再现探究式学习,有利于激发学生开发项目的兴趣,通过对项目进行开发、测试和维护,达到获得软件工程知识和技能的目的。
在教学实践中,项目主要来源于教师的在研项目。当学生遇到问题时,教师进行指导。项目的另一来源是教师(工程师)充分考虑学生的实际情况和当前的学习状态,为他们量身定制的虚拟项目。
2.1.3团队合作教学法
软件开发通常是一个团队成员合作完成,据此,有学者提出基于团队合作的教学方法[2]。
在教学实践中,我们每个学期挑选一个较大型的项目,模拟实际工作中的角色,给学生们分工,要求学生按照要求完成指定的项目,每个项目组最后演示他们的成果,其他小组作为裁判给出评价。在实际操作中,还可以让学生完成教师的科研项目,让学生在实际工作中体会团队合作的意义。教师可以让学生以团队合作的方式积极参加每年一次的“大学生挑战杯程序设计大赛”,锻炼学生的工程化能力和团队合作能力。
2.2模拟教学法
国外的学者提出采用模拟教学法[3],是使学生能在一个较大规模的层次上,以一种更快捷的方式在学术环境里参与现实软件工程实践,在深度和广度上理解软件工程的复杂性和内在本质。该教学法值得进一步深入研究,国外在软件工程教学中购买业内使用的或专业的模拟器,如文献[3]中给出了一个用于软件项目管理训练的模拟器。
在软件工程实践中,模拟器[4]是根据实际软件开发积累的经验数据建立起来的,可以对软件成本计算、数据收集、需求分析、风险分析、项目管理、软件过程改进等方面进行模拟,减少实际操作中的错误,是对软件工程各阶段进行分析与评判的手段。学生在校园里,如果想体验公司中的软件工程实践,该教学法是很好的补充。在今后的教学中,我们将努力深入研究。
3构建软件工程课程的开放网络教学平台
我校软件工程课程群中的三门核心课程,即软件工程、操作系统和编译原理,均被评为吉林省省级精品课,在人才培养、专业建设和学科建设方面发挥了重要作用。
我校课程组成员还开发了网络化教学与学习平台,依托长春工业大学校园网,坚持“完整性、共享性、先进性和实用性”的原则,以软件工程教学团队开放网络系统为平台,构建了软件工程精品课网站、操作系统精品课网站和编译原理精品课网站,为学生提供课后指导和在线学习的平台。
4结语
在软件工程专业的教学探索中,我们首先认清教学目标,从优化课程体系、创新教学方法、开发网络教学平台等多环节入手,结合软件工程专业的工程特征,深入分析国家及行业对软件工程人才的需求及地方工科院校的特点,提出了“三个维度立体交叉渗透”的软件工程课程建设,在教学实践中已取得了不错的效果,在一定程度上促进了软件工程专业人才培养、专业建设和学科建设方面水平的提高。软件工程课程建设是一个不断发展和完善的过程,我们要不断地探索新方法、新技术,进一步完善课程体系,提高学生的软件工程能力,培养优秀的软件工程师。
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人体工程学方法范文篇7
随着市场的发展,高职高专院校工程造价专业对人才的培养定位于既懂工程技术,又懂经济、管理及相关法律知识的综合型人才的培养。在此培养方向上,本文结合高职高专院校教学的特色对工程造价专业课程的设置进行探讨。
[关键词]高职高专;工程造价;课程设置
1工程造价从业人员的现状
中国加入WTO后,全面开放的金融、咨询服务和建筑业市场条件给工程造价人员带来前所未有的机遇,而中国工程造价从业人员无论从执业资格数量上还是从能力方面都不能满足国内建筑业发展的迫切要求。下面两组统计量可以清楚地说明我国工程造价从业人员的现状。统计一是天津某职业技术学院对应届毕业生就业岗位流向所做的调查。调查显示该院2009届和2010届工程造价专业毕业生主要流向的对口专业岗位为:建筑工程造价员,公路、铁路工程造价员,市政、装修及园林造价员,安装工程造价员。也有部分学生从事土工材料试验工、工程测量工、施工单位文员、工程监理员等建设领域相关岗位。两年间毕业生专业对口率分别为75.6%和77.9%。统计二是对从事工程造价管理工作人员基本自制的统计。统计结果显示目前中国约有80万至100万人从事工程造价管理工作,其中只有约三分之一的人员有大专以上学历,基本上都是由土木工程、工民建、财经、管理类专业转化过来的,其中拥有造价工程师执业资格的从业人员只有86918人。由以上两组统计可知,我国人才现状不能满足对高层次应用型人才的要求。由此,对高职高专类院校工程造价人才的培养要着眼于此。
2工程造价专业人才培养的定位
按照工程造价从业人员的需求结构进行分析,可以得到一个金字塔型分布图。塔顶第一层为专家型人才,主要从事行业规范的研究、造价理论研究或者国际工程结算等工作。第二层为综合型人才,该类型的人才主要从事的是工程造价全过程的管理、工程造价鉴定和投资顾问的工作。第三层为工程型人才,工程型人才主要从事工程审计、成本控制等工作。底层为技术应用型人才,主要从事标书编制、工程结算等工作。对高职高专的工程造价专业,重点的培养方向为技术应用型人才和工程型人才。由上面两组统计案例也可以看出,长期以来,我国高等学校培养的工程类毕业生具有扎实的工程技术知识,但随着与国际接轨,就显出对工程经济、法律法规以及控制管理等方面的知识不足,这就要求人才培养要紧随环境变化,以市场为导向,调整办学模式,调整课程结构,大力培养与经济建设紧密结合的应用型专门人才,以缓解社会和市场的急需。
3课程设置
高职高专培养的是综合型的应用人才,而不是研究型人才,因此在培养内容选择上,要着眼于市场需求,着重培养学生的实际工作能力,突出实用性。具体来说,高职高专工程造价人才的培养主要有两方面,即专业能力和社会能力。高职工程造价专业学生的社会能力包括:具有符合企业要求的执行力、对复杂事物进行清晰描述的概念能力和人际交往能力、较强的自我学习能力和自我控制能力、良好的身体素质、良好的团队精神和社会责任意识、良好的职业道德和敬业精神。除对社会能力培养的课程外,对专业能力的培养课程的选择上应从以下几方面考虑:
(1)建筑工程技术方面:专业外语、房屋构造与识图、工程力学、建筑结构、施工技术、工程测量等。
(2)经济方面:工程经济学、工程成本控制理论与方法、工程项目投资与融资、国际金融、房地产经济学等。
(3)管理方面:工程项目管理的基本理论知识。如工程统计原理、工程信息管理、人力资源管理、合同管理等。
(4)法律法规方面:经济法、建筑法、合同法、招投标法以及合同的谈判、签约、履约的知识,还包括国际招投标法等。
(5)工程造价专业方面:工程造价的计量规则、工程造价的计价原理、可行性研究的投资估算和项目经济评价、工程造价的确定与控制、工程招投标与投标报价、合同索赔等。
4高职高专人才培养需注意的几点
(1)不仅要注重专业能力的培养,更要注重社会能力的培养。相对于专业能力,高职高专工程造价类专业学生的其他素质容易被忽略,例如语言素质,随着市场的扩大,使得我们与世界其他国家的交流和合作变得日益频繁,良好的语言素质是对综合型人才基本能力的要求之一,故包括语言能力在内的德智体美劳应全面发展。
(2)课程的具体实施是一个值得深入探讨的问题,不能单单是各专业课程的简单堆积,更要深入探索课程之间的联系,将其耦合为具有工程造价专业特色的完整体系。
(3)与课程设置息息相关的是课程的教授方式,在高职高专授课时间较短(三年学制)而所学科目较多,科目跨度较大的条件下,探索如何在短时间内将更多相关应用的知识教授给学生就显得尤为重要。现阶段,启发式教学、案例教学以及“边教、边学、边做”等方法是高职教学中较先进的方法,其中“边教、边学、边做”的方法强调以“做”为中心,教、学、做结合成一个有机整体。
(4)注重创新能力的培养。工程造价专业是一个实践性很强的专业,个人的创新意识、工程能力的强弱在工程实践中是十分重要的。在注重创新精神人才的培养方面,强调在人才培养定位中、在教学计划中、在教学实践及教学改革过程中均将创新能力的培养作为重点。
5总结
高职高专工程造价专业课程体系的构建以我国工程造价专业人才培养的现状为依据,着眼于培养具有综合素质的技术应用型人才。本文对体系构建的思考包括了课程的设置和课程的具体实施,其中课程的有机结合和科学、高效的授课方式是以后努力的重点。
主要参考文献
[1]赵秀云,张淑霞.高职院校工程造价专业就业现状研究[J].职业教育,2011(4).
[2]袁芳,李启明.高等教育与执业资格认证一体化目标下的工程造价管理课程建设[J].高等建筑教育,2007(2).
[3]卓菁.高职工程造价专业课程体系构建[J].长江大学学报:社会科学版,2011(4).
[4]李康平.高职高专工程造价人才的培养探讨[J].职业教育研究,2004(z1).
人体工程学方法范文篇8
关键词:实践教学体系;基础工程技术专业;课程体系;评价体系
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.13.211
0引言
高职教育培养的是面向生产、建设、管理和服务一线所需的技能型人才,因此,这些人才必须具备较强的实践能力。实践教学成为高职办学的重头戏,是高职教育不同于本科教育的核心特征,把握实践教学的规律,才能实现高职教育的培养目标。围绕职业能力构建实践教学体系是高职教育的主体和立教之本。本文以高职基础工程技术专业为例来探讨实践教学体系的建设思路,力求整合各个实践教学环节,将理论知识、实践技能和人文素质融为一体。
1现状分析
近年来,省内土建类相关专业实践教学虽有所改善,但仍存在如下问题:(1)由于土建类专业的特殊性、复杂性及危险性,实践教学不能真实的接近实际工程,学生实践应用能力得不到训练;目前的教学体系中,将课堂训练,课堂理想化的试验等作为实践学时,在内容上与真实的工程实际脱钩,学生没有得到专业技能上的提升。(2)课程实训与课程的衔接、与职业标准的衔接、与执业资格的衔接不紧凑,针对性不强。(3)在校内专业理论教学中,校外新技术、新工艺、新材料等方面的知识不能动态进入校园;而学生在校外实践中,教师又无法动态跟踪指导或达不到预期的效果。因此,造成理论与实践教学脱节现象严重。(4)高职教材较多,但内容陈旧,尤其缺少与新技术、新工艺配套的实训教材。在课程实训中,无固定的实训内容及相关的考核要求。(5)专业教师缺少企业锻炼,无法掌握最新专业知识,造成教学内容陈旧,不能更新实践教学内容。(6)实践教学方法单一,大数据、云计算等现代化的技术手段在实践教学中运用较少。大部分学校的实践教学都是由校内专业教师承担,缺少企业技术人员参与。
2“一条主线,能力递进”的实践教学体系
2.1以就业为导向,动态调整实践教学目标体系
根据人才培养目标和培养规格的要求,结合基础工程技术专业特点,确定该专业核心岗位能力,以职业能力(图1)培养为目标,以就业为导向动态调整基础工程技术专业实践教学目标体系。
2.2建立“一条主线,能力递进”实践课程体系
在人才培养中,以基础施工员岗位能力培养为主线(图2),根据就业需求,兼顾质量员、安全员、材料员、资料员、造价员等工作岗位,增加相应的实践教学内容。
采用分层次、多时段、工学交替的组织形式,构建“认知实践课内试验、实训课程实训仿真模拟顶岗实践”能力递进的实践教学体系(图3),实现课程教学内容与职业资格标准相对接、课堂知识传授与工程实践教学相对接的教学目标。
2.3采用灵活多样的实践教学方法
结合实践教学的特点和专业特色,在实践教学中,采用如下方法:
(1)模拟教学法。模拟教学法就是教师提供近似的工程实践环境,让学生担任施工员、资料员、安全员、质检员、材料员、造价员等不同的岗位,进行技能训练,从而调整学生学习的积极性,从不同的角度掌握所从事岗位所需的知识和技能。这种方法主要用在课程实训的教学中。(2)项目教学法。项目教学法是以基础工程典型的工作任务贯穿教学的整个过程,让学生参与一个项目的完成过程。学生在参与项目的完成过程中,掌握和学会完成项目所需的知识和技能。通过参与项目,让学生体会实践活动的乐趣和艰苦,培养学生分析实际问题和解决工程问题的能力。这种教学方法广泛应用于工种实训中。(3)定岗与顶岗实习法。学生根据自己所选定的岗位,到相关单位进行实践工作的方法称为定岗实习法。而顶岗实习法是指学生到实习单位,顶替一个正式员工的岗位进行实习,完成岗位的工作任务,在完成工作任务的过程中,熟悉工作环境,履行本岗位的工作职责,不断提高自己的实践能力,为今后工作打下坚实基础。
2.4实践课程体系的开发
(1)课程体系开发的特点。职业教育具有市场导向性,主要体现在劳动力市场对毕业生需求和对岗位的需求上,因此,开发实践课程体系时,要了解本地区、本行业对人才需求状况,对人才所从事岗位的需求情况,掌握建筑市场的动态和风向标,动态地调整实践教学内容。职业教育不同于普通本科院校的教育,职业教育培养的是高素质技术技能型人才,不仅要注重职业技能的培养,而且还要注重学生职业素质的培养。通过接触建筑市场,熟悉建筑市场,到企业顶岗实习等,逐步培养学生的职业能力、职业素质和适用社会的能力。而职业能力的培养是实践教学体系的开发应重点关注的问题。(2)基于工作过程的实践课程体系开发。基于工作过程的实践课程体系,就是打破传统的学科体系,构建以职业活动为导向的课程体系。通过校企合作,建立以企业岗位工作过程为导向的实践课程体系。根据初学者的基本认识规律和基础工程技术专业的特点,由浅入深、由简单到复杂的构建能力递进实践教学体系。通过校企合作,校企双方共同研讨全新的实践教学体系。(3)实践课程体系开发的思路。由专业教师、企业相关技术人员共同组建专业建设指导委员会。在专业建设指导委员会的指导下,通过研讨,按照培养目标与社会需求零距离、课程标准与职业能力需求零距离、实践教学与岗位技能零距离的思路,形成以就业岗位为导向,基于工作过程的实践教学体系,完成实践课程标准的开发。采用校企合作,共同开发基于工作过程的实践教学体系,具体开发过程如图4所示。
3实践教学体系考核办法
实践课程的评价要有科学的方法,体现高职实践课程的特点。结合专业特点,在职业岗位分析的基础上,采用以职业能力为核心的评价方案,包括实践能力考核和相关理论知识考核两部分,采用教师、企业、学生“三主体”,自评、互评、师评和企评“四模式”的考核评价体系,如图5所示。
4结语
为提高高职实践教学质量,应站在学校教育与社会企业、行业需求的结合点上,设计符合专业特点,体现实践内容与职业标准相衔接的实践教学体系,制定实践课程标准、实践教学考核评价标准,建立全方位的实践教学管理体系。
参考文献:
[1]昌永红.基于任务驱动的地基与基础课程改革探索[J].建筑与预算,2015(07).
[2]董瑞芝等.以工程项目为核心的网络专业实践教学体系的构建[J].科技信息,2014(01).
[3]黎春晖.“四阶段模式”在技工院校电子商务课程实践教学体系中的应用[J].职业,2014(01).
[4]陈慕杰等.土木工程专业实践教学体系实施方案的探讨[J].教育教学论坛,2014(02).
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关键词:应用型人才;车辆工程专业;人才培养模式
遵循党的教育方针,以培养具有创新精神和实践能力的应用创新型高级专门人才为目标,求真务实、开拓创新,以质量为根本,重视教学管理与教学改革,加强师资队伍建设、师德与学风建设、教学软硬件环境建设;发扬团队精神,坚持产、学、研相结合,努力推动学科专业的发展和教学水平的稳步提高。
突出办学理念与人才培养特色,通过人才培养教学体系与课程内容的改革,通过“理论学习与技能培养―创造力开发―应用与实践能力培养”的应用创新型人才培养模式的探索与实践,通过创新意识与实践能力培养平台的建设、实践教学体系的建设、“教学、科研实践与人才就业”三位一体的校企业合作人才培养基地的建设,构建车辆工程专业的应用型人才培养平台。
一、我校车辆工程专业的基本情况
西安科技大学车辆工程本科专业于2006年由教育部批准设立,同年开始招收车辆工程本科生。该专业主要培养面向工矿行业生产一线的矿用车辆、工程车辆等的设计、制造、试验、应用开发、运行管理、销售服务等方面的车辆工程领域的高素质应用型创新人才。2011年,我校车辆工程专业开始招收国防生,为军队和国防事业输送优秀的车辆工程领域的工程人才。2006年车辆工程专业取得硕士学位授予权,2011年车辆工程专业取得博士学位授予权,并开始招收博士研究生。2012年获批机械工程(车辆工程)博士后流动站。
积极引进高层次车辆工程专业人才,以加强我院车辆工程专业教师队伍。经过多年的积累与建设,逐步形成了一支年富力强、勇于献身西部的专业教学队伍,在人才培养、学术研究和为社会服务等方面积累了丰富的经验,取得了丰硕成果,并使该专业的师资队伍结构更趋于合理。
按照应用型创新人才培养定位的要求,通过不断改进教学方法和教学手段,夯实专业基础,强化实践环节,提升车辆工程人才的能力和素质,基本满足了市场对应用型人才知识、能力和素质的基本要求。
二、人才培养模式改革的具体目标
1.加强师资队伍建设
重点进行师资队伍的结构优化,提高师资队伍的整体素质。围绕核心课程群,建设优秀教学团队,充分运用数字化技术,丰富教学手段,提高教学质量,并健全教师培训机制。
2.完善车辆工程专业的人才培养理论教学体系与课程内容
瞄准车辆工程专业发展前沿,借鉴国内外成果,充分利用现代信息技术,形成具有专业特色的数字化课程群,并对传统课程进行优化,通过协同开发,形成优质教学资源的开放共享。
3.大力进行教学方式方法改革
依托现代信息技术,改进教学方式,完善教学手段,探索案例式、启发式、参与式教学。通过软件工具应用,促进科研与教学互动。
4.强化实践教学环节
运用信息技术,改革实践教学内容,改善实践教学模式。通过软硬件的更新与配置,改善实践教学条件。加强实验室、实习实训基地和实践教学共享平台建设。充分利用软件工具,搭建虚拟设计与演示平台,并接触网络工具,改造现有实验室。
5.更新教学管理理念
探索通过数字化技术加强教学过程管理的方法,建立健全严格的教学管理制度。
三、车辆工程专业建设思路
我校车辆工程专业,强调应用与创新型人才的培养,强调以社会需求为导向,强调面向经济建设和社会发展的主战场。本专业建设的思想是培养具备车辆工程基础知识与应用能力,学生经过四年本科学习,能在工业生产第一线从事车辆工程领域设计、制造、科技开发、应用研究、运行管理和经营销售等方面工作的应用型高级工程技术人才。坚持“夯实基础、注重实践、关注前沿、鼓励创新”的专业教育理念,由浅入深、步步推进、教学相长、逐步展开、注重实践、产研支撑、考核激励、管理科学。
四、车辆工程专业建设具体措施
1.师资队伍建设
教育教学质量的提高,关键在教师。因此,必须建设一支知识结构、学历层次和年龄结构合理的教师队伍。积极引进高层次、高水平的学有专长者来校工作,并为他们提供良好的工作、生活环境。提高现有师资的教学和科研水平,积极聘请校内外经验丰富的在职或离职教学、科研人员参与到教学科研工作中来,努力建设一支专业水平过硬、具有创新精神、年龄和学历结构更加合理的师资队伍。
2.优化课程设置与课程安排
课程体系的建设坚持“加强基础、重视应用、特色培养”,避免盲目跟进研究型大学的课程体系、教学模式。从现代工程应用角度出发,分析工程应用型车辆工程专业的学生应该学习哪些有用的基础理论,应该具备什么样的基本能力。通过以上考虑,制订课程体系,安排授课内容,开设相应的实验、实践环节。
传统课程体系建立在理论平台上,理论是实践的基础,是一种学科系统化的课程体系,强调知识的系统性和完整性。但对于某些课程,现在人们已认识到,在强调给学生传授理论知识的同时,更需要关注学生掌握了多少知识,具备了什么能力。这种新的课程体系的特点使理论成为实践的背景,强调在实践中构建自己的经验体系,更多地采取新的教学方法,比如,现场教学、案例教学等,通过这些方法加强实践教学。采用“学习―实践―再学习”的模式,在教学方法上开展案例教学、现场教学等多种形式的探索。
3.教学方法、教学内容和教学手段的研究与改革
如何把课程学习与教学理论、教育传播理论结合起来构建系统科学的方法论,如何把多媒体技术、数据库技术、网络技术等整合起来构建人工智能技术,并有效地应用于车辆工程专业高素质、应用型创新人才的培养,这是我们面临的课题和挑战,也是车辆工程专业教育改革的发展趋势。
拟采用专家指导法、教考分离法、学科交叉法、教授导学法、实践、实习教学法等多种方法的综合运用,进行教学方法改革,通过研究各种方法的优、缺点,研究组合搭配的可能性,建立完善、适用的教学方法体系,建立有效的企业沟通和交流机制,在广泛听取企业意见的基础上制订人才培养方案,构建合理的课程体系。通过我国经济与社会发展研究,借鉴其他院校的经验,构建合理的实践教学体系,以满足能力培养和全面素质教育的要求。通过加快教材建设以实现教学内容及时更新,充分反映了汽车工业领域的新发展和新要求。
参考文献:
[1]严新平,谢峻林,李志峰.应用型创新人才培养的构思[J].理工高教研究,2009,28(1):74-77.
[2]杨更社,李树刚,张涛伟.依托行业特色,优化专业结构,培养高素质应用型人才[J].中国大学教学,2011,33(1):30-32.
人体工程学方法范文篇10
随着市场的发展,高职高专院校工程造价专业对人才的培养定位于既懂工程技术,又懂经济、管理及相关法律知识的综合型人才的培养。在此培养方向上,本文结合高职高专院校教学的特色对工程造价专业课程的设置进行探讨。
[关键词]
高职高专;工程造价;课程设置
1工程造价从业人员的现状
中国加入WTO后,全面开放的金融、咨询服务和建筑业市场条件给工程造价人员带来前所未有的机遇,而中国工程造价从业人员无论从执业资格数量上还是从能力方面都不能满足国内建筑业发展的迫切要求。下面两组统计量可以清楚地说明我国工程造价从业人员的现状。统计一是天津某职业技术学院对应届毕业生就业岗位流向所做的调查。调查显示该院2009届和2010届工程造价专业毕业生主要流向的对口专业岗位为:建筑工程造价员,公路、铁路工程造价员,市政、装修及园林造价员,安装工程造价员。也有部分学生从事土工材料试验工、工程测量工、施工单位文员、工程监理员等建设领域相关岗位。两年间毕业生专业对口率分别为75.6%和77.9%。统计二是对从事工程造价管理工作人员基本自制的统计。统计结果显示目前中国约有80万至100万人从事工程造价管理工作,其中只有约三分之一的人员有大专以上学历,基本上都是由土木工程、工民建、财经、管理类专业转化过来的,其中拥有造价工程师执业资格的从业人员只有86918人。由以上两组统计可知,我国人才现状不能满足对高层次应用型人才的要求。由此,对高职高专类院校工程造价人才的培养要着眼于此。
2工程造价专业人才培养的定位
按照工程造价从业人员的需求结构进行分析。塔顶第一层为专家型人才,主要从事行业规范的研究、造价理论研究或者国际工程结算等工作。第二层为综合型人才,该类型的人才主要从事的是工程造价全过程的管理、工程造价鉴定和投资顾问的工作。第三层为工程型人才,工程型人才主要从事工程审计、成本控制等工作。底层为技术应用型人才,主要从事标书编制、工程结算等工作。对高职高专的工程造价专业,重点的培养方向为技术应用型人才和工程型人才。由上面两组统计案例也可以看出,长期以来,我国高等学校培养的工程类毕业生具有扎实的工程技术知识,但随着与国际接轨,就显出对工程经济、法律法规以及控制管理等方面的知识不足,这就要求人才培养要紧随环境变化,以市场为导向,调整办学模式,调整课程结构,大力培养与经济建设紧密结合的应用型专门人才,以缓解社会和市场的急需。
3课程设置
高职高专培养的是综合型的应用人才,而不是研究型人才,因此在培养内容选择上,要着眼于市场需求,着重培养学生的实际工作能力,突出实用性。具体来说,高职高专工程造价人才的培养主要有两方面,即专业能力和社会能力。高职工程造价专业学生的社会能力包括:具有符合企业要求的执行力、对复杂事物进行清晰描述的概念能力和人际交往能力、较强的自我学习能力和自我控制能力、良好的身体素质、良好的团队精神和社会责任意识、良好的职业道德和敬业精神。除对社会能力培养的课程外,对专业能力的培养课程的选择上应从以下几方面考虑:
(1)建筑工程技术方面:专业外语、房屋构造与识图、工程力学、建筑结构、施工技术、工程测量等。
(2)经济方面:工程经济学、工程成本控制理论与方法、工程项目投资与融资、国际金融、房地产经济学等。
(3)管理方面:工程项目管理的基本理论知识。如工程统计原理、工程信息管理、人力资源管理、合同管理等。(4)法律法规方面:经济法、建筑法、合同法、招投标法以及合同的谈判、签约、履约的知识,还包括国际招投标法等。(5)工程造价专业方面:工程造价的计量规则、工程造价的计价原理、可行性研究的投资估算和项目经济评价、工程造价的确定与控制、工程招投标与投标报价、合同索赔等。
4高职高专人才培养需注意的几点
(1)不仅要注重专业能力的培养,更要注重社会能力的培养。相对于专业能力,高职高专工程造价类专业学生的其他素质容易被忽略,例如语言素质,随着市场的扩大,使得我们与世界其他国家的交流和合作变得日益频繁,良好的语言素质是对综合型人才基本能力的要求之一,故包括语言能力在内的德智体美劳应全面发展。
(2)课程的具体实施是一个值得深入探讨的问题,不能单单是各专业课程的简单堆积,更要深入探索课程之间的联系,将其耦合为具有工程造价专业特色的完整体系。
(3)与课程设置息息相关的是课程的教授方式,在高职高专授课时间较短(三年学制)而所学科目较多,科目跨度较大的条件下,探索如何在短时间内将更多相关应用的知识教授给学生就显得尤为重要。现阶段,启发式教学、案例教学以及边教、边学、边做”等方法是高职教学中较先进的方法,其中边教、边学、边做”的方法强调以做
”为中心,教、学、做结合成一个有机整体。(4)注重创新能力的培养。工程造价专业是一个实践性很强的专业,个人的创新意识、工程能力的强弱在工程实践中是十分重要的。在注重创新精神人才的培养方面,强调在人才培养定位中、在教学计划中、在教学实践及教学改革过程中均将创新能力的培养作为重点。
5总结
高职高专工程造价专业课程体系的构建以我国工程造价专业人才培养的现状为依据,着眼于培养具有综合素质的技术应用型人才。本文对体系构建的思考包括了课程的设置和课程的具体实施,其中课程的有机结合和科学、高效的授课方式是以后努力的重点。
作者:王飞龙单位:内蒙古财经大学
主要参考文献
[1]赵秀云,张淑霞.高职院校工程造价专业就业现状研究[J].职业教育,2011(4).
[2]袁芳,李启明.高等教育与执业资格认证一体化目标下的工程造价管理课程建设[J].高等建筑教育,2007(2).
[3]卓菁.高职工程造价专业课程体系构建[J].长江大学学报:社会科学版,2011(4).
人体工程学方法范文1篇11
【关键词】软件工程;应用导向;“一体化”教学理念
【Abstract】Softwareengineeringinschoolofsoftwareengineeringcoursesoftwareofacorecoursewhichformsaprofessionalbasis,isalsoacourseofpayingequalattentiontoboththeoryandpractice.Butintheactualteachingprocess,thereisabigdifficulty:knowledgeawayfromthereality,thecoursecontentiscomplexandabstract,teachingpracticeisweak,forlackofpracticalexperienceofsoftwaredevelopmentofundergraduates,simplyteachingabstracttheoreticalknowledgeisoftenmakesstudentsfeelboringandhardtounderstand.Cannotachievegoodteachingeffect,cannotmeetthemodernsoftwareengineeringtalentstrainingtarget.Therefore,guidedby“application”ispresentedinthedesignofthesoftwareengineeringcurriculumteachingprocess,mainlyfromtheprincipleofteachingdesign,teachingdesign,teachingcontent,teachingmethod,course,thedifficultsolution,evaluationmethodandevaluationmethod,etc,presentsafeasiblescheme,andtherelevantdepartments“integration”teachingconcept,throughtheimplementation,hasobtainedthecertaineffect.
【Keywords】Softwareengineering;Applicationguide;“Integration”teachingideas
平顶山学院软件学院从建系以来的培养目标就是培养应用型人才。而软件工程课程是软件学院软件工程专业的一门专业基础核心课程,也是一门理论与实践并重的课程。该课程的培养目标也应该与院系培养目标一致,培养应用型人才。但在实际的教学过程中,存在较大的难度。现有的软件工程课程存在着知识与现实脱离、课程内容比较庞杂和抽象、教学实践环节薄弱等,对于缺乏软件开发实践经验的本科生来说,单纯地讲授抽象的理论知识往往使学生感到枯燥无味且难以理解。达不到良好的教学效果,无法满足现代软件工程人才的培养目标。为此,以“应用”为导向的软件工程课程教学过程的设计显得尤为重要。
1软件工程课程的课程目标
《软件工程》课程以培养学生完整严格的软件工程观念和训练软件项目开发、管理能力为目标。通过本课程的理论教学,要求学生了解软件项目开发和维护的一般过程,建立良好的软件设计开发理念,能自觉按照软件工程的方法进行软件的开发和维护工作;掌握软件开发中传统和最新的方法与技术,学会使用分析设计工具,培养学生用工程的方法进行软件开发的能力和素质;了解软件开发过程中的各种标准与规范,包括国际国家标准、行业标准、企业规范和项目规范等。通过本课程的实践教学,训练学生运用软件工程CASE工具的能力,同时强化训练个人分析设计能力、工程实践能力、创新能力、规范化工作能力、沟通表达能力、文档写作能力、团队配合能力、自我学习与可塑性组织能力。
通过本课程的理论学习与实践练习,了解软件工程各领域的发展动向;如何用工程化的方法开发软件项目,以及在开发过程中应遵循的流程、准则、标准和规范。使学生基本具备进行软件工程项目分析、设计、实现和进行有效的项目管理以及文档编写的能力。
为适应计算机应用各领域对专业技术人才的需求,根据应用型本科技术人才培养目标的需要,我们坚持课程体系的科学性、系统性与开放性,关注计算机软件技术发展研究的最新动向,及时更新与充实课程内容。
2教学设计原则
坚持以应用能力培养为本位的设计原则,教学内容、教学方法以及考核方式均围绕能力培养来进行设计。
3教学设计策略
3.1知识域覆盖
针对软件程序员/软件设计师职业,以职业所需的知识和技能为先导,突出技术理论和技术应用主线,实现知识传授与技能培养并重,体现知识、能力、素质培养“三合一”特征。理论部分突出基本知识和基本概念的表述,知识覆盖范围,着重把握理论知识的深度和要领,力求线条清晰,为后续技术方法介绍和运用提供技术理论支撑;对软件工程基础理论知识的涵盖原则是“必须的不缺、不用的不设”,对技术原理(方法)的分析原则是“举一反三”,对实践技能训练的原则是“项目运作”。
3.2技术方法先导
软件工程是一项技术性较强的工作,软件规范的实施是以技术的方式开展或进行,教学策略设计是以技术与工程为导向,围绕着软件工程项目的进程展开,一个项目的进程当中能处处体现工程特点和专有技术的特征。因此,教学设计通过项目活动及过程来呈现问题、运用相关理论知识解析问题和通过工程过程解决问题。通过项目阐明技术方法与策略运用。
3.3突出技能训练
技能训练也是本课程重要组成,践行“做中学”人才培养理念,建立课内课外一体化实践教学体系。建立“1-7课题组”课外工作机制,将学生的实践教学环节延伸到课外。学期大作业要求学生按“1-7课题组”课外完成一个实际软件系统的分析、设计、实现和模拟运作等4个过程,并按照国家标准《GB/T8567-2006计算机软件文档编制规范》规定的要求,提交各阶段报告,课题组完成后通过课堂答辩提交项目结果。通过技能训练学习掌握当前主流软件的软件开发方法、工程技术,并将软件工程理论知识与软件工程过程密切结合。在软件分析与设计能力培养上,主要通过实际案例或软件项目的运作,以“学中做与做中学”方式中培养和形成专业技能。
4教学内容设计
结合软件产业发展的要求,以能力需求为导向。坚持理论够用,将相关知识点分解到实际项目案例中,让学生通过对项目的分析和实现来掌握相关理论知识和软件开发技能,选择技术实用性、知识拓展性强的教学案例和实验项目,在保持传统理论知识讲授的同时,同时关注计算机软件技术发展研究的最新动向,将相关内容融入到相关的教学单元中,及时更新教学内容,并通过阶段性安排新技术讲座,布置课外读物等方式,使学生了解最新热点知识,掌握新方法。
5教学方法设计
在教学过程中,针对专业学生的特点,从实际教学出发,在对多个小软件项目的研究基础上,提出首先结合小软件项目,以传统的结构化的方法为主线全面系统的进行教学设计,将软件工程思想贯穿于教学中,这样可以从综合的观点看待整个系统开发过程。然后以快速原型法、面向对象法为辅线扩展学生进行软件设计的思路,从而总体上提高学生进行软件设计、编写文档的能力。
改进教学方法和教学手段。教学中,实行启发式、讨论式、行动导向、案例分析、项目驱动等教学,有效地调动学生的积极性和主动性,激发其学习潜能,注意学生的参与和互动。采用“提问式切入”、“问题讨论式”等方法对前述内容进行深入复习和引申,同时采用“问题引入”、“情境导入”等方法引入新的教学内容;采用“以项目开发驱动”的方法授课,将相关知识点融入项目,通过项目实现,让学生掌握软件工程技术,并对面向软件工程理论有一个直观和更加感性的认识。
6课程重、难点解决方案
6.1软件工程课程重点
软件工程基础理论,软件工程策略,面向数据流的分析方法、面向数据结构的设计方法、问题域中对象的识别、对象关联关系的建立、对象的结构层次、建立动态模型、建立功能模型,以及软件工程过程管理和配置设计。
6.2软件工程课程难点
软件需求分析模型,软件开发过程模型,软件质量分析与度量,软件设计方法、软件维护。
6.3重、难点的解决方案
软件工程所涉及的基本概念、基本方法、基本过程和应用技术,教学必须作为重点突破,主要措施是理论讲解和实践体验“双管齐下”,为学习软件工程专业知识和掌握实际开发技能奠定基础。
理论讲解实施项目教学模式,以精讲和透彻分析、自主学习、探究方式和集体讨论的形式进行,引导学生理论与应用相结合;实践教学主要是通过课内、课外一体体教学体系、产学合作方式等方式,通过项目开发过程中的问题,有针对性的学习软件工程理论。引入真实企业项目,在引入项目的同时,引入企业项目经理等技术与管理人员,协助完成合同任务,将教学活动与项目实施融为一体,实现工学结合。培养学生在实践中学会发现问题、研究问题、分析问题、解决问题,培养学生综合实践能力。
7考核方式与评价方法
采用过程性考核方式,评价所有的学习结果。制定了分阶段、互评定的二次考核体系,即课程考核由三部分组成:平时考核(课堂表现、考勤)占20%,理论(期末考试)考核占40%,实践(技能)考核占40%。其中实践成绩的评定包括小组成绩和个人成绩两部分,各占50%。具体的课程考核评价体系如表1所示。
8总结
该教学过程设计,切合院系在2013年提出的“一体化”教学的理念。从这几个学期的教学效果看,取得了一定的成果。但在具体实施的一些细节中还存在一些问题,有待进一步思考、提高。
【参考文献】
[1]刘强,等.“软件工程”课程教学实施方案[J].中国大学教学,2011(2).
[2]刘海燕,王雅轩,等.基于项目案例驱动的《软件工程》实践教学研究[J].科技创新导报,2015(14).
[3]汪Z玢,叶福玲.案例与项目实践结合的“软件工程”教学方法[J].计算机教育,2012(10).
人体工程学方法范文篇12
1.1岩石力学试验法
(1)室内试验。
通过钻孔岩芯取样,利用室内岩块的单轴压缩试验确定岩石单轴抗压强度、弹性模量和泊松比。通过岩体的三轴压缩试验确定岩体的抗剪强度-凝聚力和摩擦角。通过岩体卸围压试验研究岩体卸荷过程中的变形和能量变化特点,确定卸载时岩体的参数,如弹模、泊松比、凝聚力、摩擦角。
(2)现场试验。
现场抗剪试验获得岩体、软弱夹层、混凝土与岩石接触面抗剪(断)强度;现场变形试验(刚性承压板法、狭缝法)获得岩体变形模量、弹性模量及泊松比。还有现场声波测试评价岩体完整性等。现场试验是确定岩体强度参数最准确的方法,但由于通常不具备施作原位试验的条件,而且试验周期长、费用高,所以这种方法应用较少。试验法是一种直接又可靠的方法,可以较好反映岩石特性。室内试验得到的是完整岩块的特性参数,但存在尺寸效应”。现场试验受条件限制,试件制备难免受到扰动,试验结果分散,不能直接采用。
1.2工程岩体分级法
工程岩体分级法主要有:国标《工程岩体分级标准》、水利水电工程勘察规范的坝基和围岩工程地质分类法、巴顿的Q系统分类法及比尼威斯基的RMR分类法。这些分类方法往往是定性描述与定量评价相结合,采用多参数综合指标分级法给岩体进行评分和划分岩体级别,根据岩体级别并结合经验公式,给出岩体参数的范围值。国标《工程岩体分级标准》选取岩石坚硬程度和岩体完整程度这两个因素确定岩体基本质量,将影响岩体工程特性的因素如地下水、初始应力、结构面走向与工程轴线方位等作为修正因素,实现工程岩体的分级,并提供了各级别岩体物理力学参数表和结构面抗剪断峰值强度表。《水利水电工程地质勘察规范》的附录V提供了坝基岩体工程地质分类表,主要分类因素也是岩石坚硬程度和岩体完整程度,此外还有岩体纵波速度和钻孔RQD值,并在附录E中提供了坝基岩体抗剪断(抗剪)强度参数及变形参数经验值表和结构面抗剪断(抗剪)强度参数经验值表,用于规划和可研阶段。应注意该表的注明是参数仅限于硬质岩,软质岩应根据软化系数进行折减。
1.3工程地质类比法
工程地质类比法是利用大量已建工程的成功经验确定拟建工程的设计参数,是工程地质研究的传统方法之一。类比法是应用相似原理,要求主要的工程地质条件基本相同或相似,这其中最主要的是岩性和地层时代(或层位),其余还有地质构造(岩体完整性)、风化状态、应力条件、地下水等等。实际应用时应结合具体工程的地质条件,在类比、分析、判断的基础上提出合理参数。同时,在施工过程中,根据工程实际进展情况和出现的问题,特别是根据现场观测结果,对设计进行必要的调整和修改。类比的资料可以参考《岩石力学参数手册》、《岩基抗剪强度参数》、《工程地质手册》、《水利水电工程地质手册》,以及地区工程经验(资料库、数据库)等等。类比法完全依靠地质师所掌握的工程实例资料和他对工程岩体的经验判断,人为因素比较大,有时仅仅通过少量个别因素相比较而得到的参数,其结果可靠性较差。然而该方法简单、方便、快捷,在中、小型水利水电工程中应用较多。
1.4反演分析法
反演分析法是利用现场所测得的位移等数值反求岩体力学参数,包括位移反分析、应力反分析、混合反分析等。其中位移反分析方法是根据现场实测的位移值,采用解析法、有限元等方法以及弹性、弹塑性等本构模型进行求解。位移反分析的方法主要分为两类:直接逼近法和逆过程法。由于围岩本构关系的复杂性,目前的逆过程方法的位移反分析研究计算大都采用了线弹性等假设,设岩体为均值各向同性,而天然岩体地质条件复杂,这样与工程实际情况相去甚远。反分析方法在边坡稳定分析中应用较多。反分析时稳定系数取值为:蠕动挤压阶段宜采用1.00~1.05,初滑阶段宜采用0.95~1.00。滑带土抗剪强度(c,φ)参数反演分析的方法分为单参数反演和双参数反演两种。前者假定一个参数已知的前提下,反算另外一个参数,通常选择对滑坡稳定性影响较敏感的作为未知参数。后者在反演中有两个未知的参数,通常选择两个距主滑动面等距的剖面建立极限平衡方程求解,此外,还可以做参数的敏感性分析。
1.5人工神经网络法及模糊数学预测法
人工神经网络法是通过完成输入与输出问题的映射,自动建立复杂现象(系统)的模型并指出其控制规律。该方法考虑了影响岩石力学参数的各种定性因素,应用人工神经网络进行训练,随着数据的积累不断地对样本集进行补充和完善,使参数取值结果不断趋于合理。缺点是学习样本的选取具有很大的主观性。模糊数学预测法是考虑到影响岩体变形强度参数的相关因素模糊不确定性,根据经验确定权重集及隶属度,在此基础上进行岩体力学参数预测。该方法实质就是把岩石与岩体力学指标之间的比例系数当作模糊子集,依据经验进行模糊综合评判确定一个最佳模糊折减系数的问题,从定量上考虑影响力学参数的各种模糊因素,但在运用上不是很成熟,仍借助于经验。
1.6其他方法
除上述方法外,还有一些其他方法可以用来确定岩体强度参数,如:计算机模拟、声波测试技术、岩体分形分维理论、断裂损伤力学、统计数学等方法。
2岩体力学参数综合取值
岩体力学参数取值方法有很多,由于岩体的不连续性、各向异性和非均匀性等特有属性以及岩体结构的复杂性,使各种取值方法存在局限性,至今还没有一种令人满意的取值方法。实际工作中应该综合应用这些方法,互相验证,取长补短。笔者基于上述岩体力学参数的取值方法,并结合工程的规模和地质条件的复杂程度,在满足规程规范的前提下提出了岩体力学参数综合取值方法。该方法针对地质条件简单的小型工程、地质条件复杂的中型以上工程、重要的大型工程和参数敏感的工程分为以下3个层次。
(1)第一层次。
对于地质条件简单的小型工程,或项目规划、可研阶段,可采用野外地质调查和钻孔取样室内抗压试验→进行岩体分级、查表→获得抗剪强度和变形模量范围值,通过相似工程类比,调整、修正取得地质建议值;或者采用RMR分类和Hoek-Brown经验强度准则公式计算,参考类似工程修正后得到地质建议值。
(2)第二层次。
对于地质条件复杂的中型以上工程,如重力坝、拱坝,结构面影响坝基、坝肩稳定,初步设计阶段应布置原位抗剪和变形试验,参考类似工程,结合现场地质条件进行调整,必要时由地质、试验和设计三方共同研究确定设计采用值。
(3)第三层次。
对于重要的大型工程和参数敏感的工程,应做专门研究,除运用上述方法外,还应开展计算机模拟试验、人工神经网络法、模糊数学预测法等,慎重确定地质建议值。在施工阶段可以利用监测资料进行反演分析,复核岩体稳定性,及时修改设计和施工方法,确保工程安全。总之,地质调查和岩石力学试验是基础,是岩体分级、经验估算及数值模拟的前提,因此应重视野外第一手资料的收集,并注意取样、试验成果代表性问题,使地质建议值符合现场实际。
3应注意的问题
反思多年来我们所做的中小型水利水电工程勘察设计,在岩石力学参数取值方面应注意以下问题:
(1)在前期勘察时对设计意图不甚了解
设计方案不十分明确,加之勘察周期短,对地质条件的调查和分析不够深入,对试验只是要求做常规的内容,以室内试验为主,取样数量不足,成果代表性差,使得方案比选时难以取舍。按照有关规范,小型水电工程岩土参数(取值)可在现场简易测试和必要的室内试验的基础上以类比为主。”中型水电工程岩土测试以室内试验为主,必要时可采用大型野外原位试验。”对于拱坝和重力坝要特别注意,对影响坝基、坝肩稳定的岩土体及软弱结构面可视需要开展原位试验工作。尤其是软岩和完整性差的岩石,软弱结构面发育,且结构面对岩体稳定性不利,岩体稳定性的判别对工程影响很关键,这需要慎重研究,应在地质调查的基础上,布置适当的原位试验,并采取多种方法合理确定岩体力学参数。
(2)勘察报告中抗剪强度和变形参数仅仅根据室内岩石试验查规范,与现场地质调查结合不紧密。
抗剪强度和变形参数是混凝土坝稳定计算最重要的参数,对工程安全和造价影响很大。然而规范给出的值范围较大,勘察报告仅仅依据规范提供的参数表取值是远远不够的。中等规模以上和地质条件复杂的工程应进一步开展分析论证工作,结合现场地质条件调查,在岩体分级基础上,运用有关理论和经验公式,例如霍克-布朗(Hoek-Brown)经验强度准则公式等,并参考已建工程经验取值,必要时与地质、试验和设计专业共同会商,合理确定参数。
(3)在软岩地区建混凝土坝要特别注意
如页岩、千枚岩及白垩-第三系泥岩等,由于岩性软弱,构造发育,岩体强度较低,工程安全裕度小,岩体力学参数取值对工程安全和经济性影响大,甚至影响方案的成立。软岩地区一般不适合建中、高混凝土坝,万一要建,就应该投入一定的勘探和试验工作量,慎重研究和分析论证,并留有一定安全裕度。
(4)应考虑定值计算与可靠度问题。
实际勘察设计工作中,是由地质专业提供参数,设计人员进行计算。地质部门依据试验成果,结合地质条件和个人经验判断,提出地质建议值。设计一般直接采用地质建议值进行计算。问题是设计计算方法与地质模型是否一致,地质参数的可靠性或安全阈值是多少,即有多少安全储备。近十几年来国内外广泛开展了重力坝可靠度研究。结构可靠性分析是以概率理论为基础,采用极限状态设计方法,以可靠指标度量结构或工程的可靠性,比定值法不考虑参数的偏差有明显的优越之处。可靠度计算需要提供与大坝有关的各类荷载、材料和地基强度的统计特征值(均值、标准差、变异系数等)及分布类型,对地质参数的离散性进行评价。
(5)试验是基础。
如何看待试验成果,地质专业人员常常抱怨试验参数不准,造成的原因有几个方面,一是取样的代表性问题,或者原位试验选点问题,要考虑岩性、风化程度、构造等影响,对试验点做专门设计和布置;又譬如有的砂岩与页岩互层,页岩岩芯破碎取样困难,取样只能做砂岩的抗压强度试验,成果偏大;倾斜岩层抗压首先沿层面剪切破坏,成果偏小。二是试验中的误差,应采用数理统计法整理试验成果,在充分论证的基础上舍去不合理的离散值。对于原位抗剪试验,要了解试验点的岩性、构造、风化及地下水等因素对成果的影响。另外,试件制备时难免受到扰动,一般要求安排2组以上试验,以便对比和分析。
(6)确定参数时要处理好主观判断与客观评价的关系。
前述的岩体分级法、工程类比法及经验判据法(强度准则公式)都属于经验法,其取值时的人为因素和个人经验对结果影响很大,实际操作中应尽量避免人为因素干扰,从地质条件的客观出发,分别按不同因素对参数进行修正,减少取值的随意性。
(7)加强施工监测,利用监测资料进行动态设计、信息化施工”。
由于工程地质条件的复杂性和不确定性,地质勘探、试验、计算分析方法的局限性,我们对工程岩体性状变化的认识有一定程度的不确定性。在施工中要加强岩体性状的监测,及时分析和判断,调整、修改设计和施工方法,以保证施工安全和工程安全。尤其是隧洞施工支护,要根据发现的新情况及时修改设计,即采取动态设计、信息化施工”,既要确保工程安全,又不能造成浪费。
(8)利用已建工程进行类比确定岩体力学参数是我们常用的方法。
但是没有一个工程的地质条件是完全相同的,而我们个人掌握的资料有限,每个人的经验千差万别,往往仅通过少量个别因素相比较而获得参数,人为因素的干扰较大,其结果可靠性较差。应多参考类似工程,并不断积累工程经验。多年来笔者所在单位在湖北省水利水电工程勘测设计中做了大量的岩体物理力学室内外试验和原位测试,积累了丰富的实践经验。
4结论
(1)岩体力学参数的合理确定是水利水电工程中的一项基础工作
直接关系到坝基、边坡、地下洞室工程的安全性和经济性。由于岩体具有不均匀性、不连续性和随时间变化的特性,准确确定岩体力学参数是非常困难的。在研究了有关规程规范和各种取值方法特点的基础上,针对工程的重要性程度和地质条件的复杂程度提出了岩体力学参数的综合取值方法,分为地质条件简单的小型工程、地质条件复杂的中型以上工程、重要的大型工程三个层次。针对具体的工程应当选择合理的方法来确定岩体力学参数。水利水电工程岩体力学经验参数综合取值研究对水利水电工程坝基、边坡、地下结构稳定性研究和计算具有重要理论意义和现实意义。
(2)中小型水利水电工程具有规模小、设计周期短、勘察试验工作量有限的特点