時間:2023-04-11 17:16:27
緒論:在尋找寫作靈感嗎?愛發(fā)表網為您精選了8篇工程概論論文,愿這些內容能夠啟迪您的思維,激發(fā)您的創(chuàng)作熱情,歡迎您的閱讀與分享!

(一)畢業(yè)生外語及軟件技能需求應對國際化與專業(yè)化,作者調研了畢業(yè)生需要達到的英語水平和計算機操作水平。占比61.54%的企業(yè)要求畢業(yè)生的英語水平達到CET4;同時,也有將近18%的企業(yè)認為還需要專業(yè)英語的配合,尤其是多種專業(yè)性軟件的操作都需要良好的專業(yè)外語基礎。專業(yè)軟件的能力需求有明顯的多樣化和專業(yè)性趨勢,一家企業(yè)往往需要畢業(yè)生掌握多種軟件。因此,課程體系中的專業(yè)培養(yǎng)要加強專業(yè)軟件的教學與實踐,特別是培養(yǎng)學生的自學能力,因為軟件的升級與創(chuàng)新周期越來越短,培養(yǎng)計劃中不可能涵蓋企業(yè)要求的每種軟件。
(二)專業(yè)知識需求由調研可知企業(yè)對IE畢業(yè)生的專業(yè)知識需求具有集中性的特點,第一,南京工業(yè)大學畢業(yè)生從事的崗位集中,主要集中在生產計劃、物流管理、質量管理和供應鏈管理四個方向;第二,企業(yè)對一些特定崗位人才的需求集中,如對物流管理崗位有需求的企業(yè)占據了92%。圖2則直觀體現了現代企業(yè)對工業(yè)工程人才專業(yè)知識的需求具有前瞻性與延伸性的特點,其中“法律”“二外”“國際貿易”“國際金融“”機械工程”占據領先位置。因此工業(yè)工程專業(yè)應培養(yǎng)的是具有多種知識技能的復合式人才。
二、工業(yè)工程課程體系的優(yōu)化路徑
目前南京工業(yè)大學工業(yè)工程專業(yè)的課程知識結構設置為通識教育、學科基礎課、專業(yè)基礎課和專業(yè)課四大類。對比專業(yè)培養(yǎng)計劃與調研后企業(yè)的人才需求發(fā)現:第一,專業(yè)課學時只占總學時的15%;第二,實踐環(huán)節(jié)比例不到10%;第三,知識面不夠寬泛。這些都使得IE畢業(yè)生難以適應當今社會對于工業(yè)工程人才的需求。
(一)優(yōu)化課程體系設計1.專業(yè)方向的優(yōu)化。根據企業(yè)對工業(yè)工程人才的期望,以及國內工業(yè)工程專業(yè)發(fā)展的要求,將專業(yè)方向增至四個,分別是:A1.工業(yè)工程物流與供應鏈方向。A2.工業(yè)工程生產與運作管理方向。目標:致力于工業(yè)或服務領域的系統分析、設計、優(yōu)化和管理創(chuàng)新工作,最終成為行業(yè)優(yōu)秀的工業(yè)工程師或物流工程師。B1.工業(yè)工程(主)+某工程專業(yè)。目標:掌握工業(yè)工程學科的基本理論知識和系統管理的分析方法和技術,并對某工程專業(yè)(化工、生工、土木、電子通信、安全)感興趣,致力于該行業(yè)的系統設計和管理創(chuàng)新工作,成為行業(yè)優(yōu)秀的工程師或管理者。B2.工業(yè)工程+某工程專業(yè)(主)。目標:系統地學習并掌握某一工程專業(yè)(化工、生工、土木、電子通信、安全)的基礎知識,并對管理領域感興趣,能夠基本掌握工業(yè)工程學科的基本理論知識和系統管理的分析方法和技術,并熟悉經濟學科的基本理論與方法。未來可從事某一行業(yè)的管理工作,成為該行業(yè)優(yōu)秀的管理者。2.專業(yè)課程的優(yōu)化。優(yōu)化后的專業(yè)課程模塊劃分成六個知識領域,包括自然科學類、工程基礎類、經濟類、管理類、信息技術類以及專業(yè)綜合實踐。其優(yōu)勢在于可以使學生清楚地了解自身所學的知識領域,并在必修課程的基礎上自由搭配相關領域的課程,方便學生對相關領域知識的拓展學習,既體現了課程安排所學知識的連續(xù)性和拓展性,又使得學生在課程的選擇上具有較強的主動性。B1方向和B2方向的專業(yè)課程則依據主專業(yè)的不同選取六大知識領域,合理安排主專業(yè)課程與六大知識領域必修與選修課程的銜接。3.實踐環(huán)節(jié)的優(yōu)化。IE是一個面向企業(yè)和組織,集工程、管理、經濟等學科為一體的復合型專業(yè)。實踐能力與動手能力既是重要環(huán)節(jié),也是薄弱環(huán)節(jié),并且在學校這個單一環(huán)境中進行是相當困難的。因此要解決這一難題,必須注重與市場接軌,加大實踐環(huán)節(jié)的比重,并采取“實驗”“軟件實訓”“課程設計”“模擬競賽”“企業(yè)實習”“社會實踐”等多種手段結合的形式加強學生的競爭力。調整后的實踐環(huán)節(jié)課時安排達到40%,所占總學時的比例超過原先一倍多。
隨著高新科技的迅速發(fā)展,提高生產率或效率的技術、方法還會繼續(xù)增多和更新,現代IE的內容也會隨之不斷充實、變化。正是由于IE學科在目標層次上的穩(wěn)定性和技術創(chuàng)新層次上的可創(chuàng)新性,保證了這一綜合性應用工程強大的生命力和越來越廣泛的實踐指導意義。
1.IE的研究對象是生產性系統。但是,這種生產性系統越來越不局限于制造類企業(yè)或物質生產部門,還涉及服務性的運作系統,也就是說IE從研究工廠活動逐步擴展為一般性的運營組織活動,進而有可能擴展、研究更廣泛的人文社會活動。例如,人機工程在工業(yè)設計中的拓展中,其研究對象出現新的內涵,認為人機工程學是研究人在設計、制造和使用人造物過程中所發(fā)生的全部人機關系[7];此外,針對人機工程的教育問題出現了“人機工程教育學(Educationalergonomics)”的理論,針對人機工程學方法和原則如何有效應用于實際的課題,則產生了“參與式人機工程學”(ParticipatoryErgonomics)的理論與方法[8]。
2.IE的目標是提高運作效率。盡管現代生產運營系統越來越強調對市場應變能力(效力)的研究,但提高效率仍然是經濟活動基礎性的永恒主題,IE正是在關注不同的效力問題的基礎上研究相應的效率提高課題,從而形成諸多的發(fā)展主題和方向,并得到持續(xù)地發(fā)展動力。對于人文社會系統及其實踐過程,社會性活動效率的持續(xù)改進和效力的設計以及適時跨越也是其關鍵議題,效力問題將更被關注。
3.IE的本質是持續(xù)改進,強調不斷挖掘潛力、堅信“最好”的工作方法和關注最大整體效益。永不滿足的精神在更廣泛社會活動的推廣,將有利于有益人文活動的保持和改善以及效力系統深入的、持續(xù)的創(chuàng)新。
4.IE提供了一套規(guī)范性很強的專用圖表工具,能夠幫助工業(yè)工程師記錄和分析要研究的事實提供了標準的表達形式和語言基礎,這是IE得以廣泛應用的重要原因。在社會行動領域有必要構建類似的、但適應自身特點的圖表表達和模型工具,除了對社會問題的描述和分析之外,更應該成為對龐雜社會科學知識進行調用的創(chuàng)新機制。
二、工業(yè)工程傳統在社會領域的拓展
工業(yè)工程關注的主要是生產性活動,這些活動是涉及人的社會性活動的特例,并具有某些類似的特點,但相對于單純的生產性系統,社會人文活動呈現更為復雜的特點。基于以上的分析,工業(yè)工程的研究和應用傳統有可能進行社會科學領域的拓展,在借鑒其某些研究的框架的同時,還具有自身的特點。對人類社會人文活動或者稱為社會交際行動的應用性研究,類似地會涉及人-技術-環(huán)境的分析框架,見圖2。當然,研究的目標、重點以及涉及的領域知識、工具方法的發(fā)展等,具有很大的區(qū)別。圖2影響社會活動效果的因素首先,相對于生產性運作活動的研究,一般社會往活動的研究除了關注活動的效率,更強調社會交際活動的效用/效力,所以,需要將社會性活動研究的目標定義為社會活動的有效性,包含活動效率和效力優(yōu)化的雙重目標。在積極引入工業(yè)工程的圖表表達和模型工具的基礎上,發(fā)展對活動效用的描述、測量和分析的工具,會成為研究的重要方向。
對行動效用的關注,使得社會交際活動的研究更傾向于問題驅動型的分析思維,即首先分析面對什么樣的問題,然后在已有的知識中尋找解決問題的方法。區(qū)別于IE工具單純的對所需解決問題的描述和分析,社會人文活動的研究工具更是一個解決問題的工具,既是問題分析工具,還是有關問題解決的知識庫,包括對各類專門知識的積累、總結和簡化,以及還是一個知識的搜索和確認機制。文獻[9]就嘗試將人因工程學的專門知識納入到TRIZ(發(fā)明問題解決理論)的沖突問題解決機制中,提高了人因工程學的運用性,有關研究具有很強的拓展價值。發(fā)展這樣的問題分析和解決工具對于解決持續(xù)涌現的、紛繁復雜的社會人文和交際問題具有啟發(fā)性,并有利于運用龐雜的社會科學知識。借鑒創(chuàng)新方法的理論,利用這樣的工具解決社會性問題的過程可以概括為見圖3。此外,在社會性活動的研究中,技術因素具有更廣泛的涵義,或者可以稱之為器物因素。這類因素不僅指一般意義上的工程技術因素,還包括社會性技術因素,例如,經濟機制、政治平衡機制、文化傳遞機制、沖突博弈機制、系統涌現機制等等。并且器物因素的分析具有相對的意義,也就是說某一因素屬于器物因素還是屬于人(參與者)或者環(huán)境因素的分析,需要視具體的情況而定。如果有關分析只局限于參與者行為分析的范圍,則屬于人的因素;如果涉及到交際促進機制的研究,則需要歸于器物的因素;如果牽扯到有關環(huán)境和氛圍的分析,則屬于環(huán)境因素的分析。這樣,在社會交際環(huán)境/氛圍的研究中,既包括硬性的環(huán)境、機器和工作研究,更包括軟性的社會機制、氛圍的研究。而且,社會性活動效果的研究所涉及的有關知識,既包括科學、技術工程的知識,更涉及到各門類社會科學專門知識的運用,特別是在社會交往機制的設置研究上。
三、結語
攀枝花學院IE專業(yè)設在機械工程學院,從05年開始招生,以機械制造為工程背景,人才培養(yǎng)方案已逐步完善并形成了教學體系,用人單位對畢業(yè)學生也較滿意。但在人才培養(yǎng)過程中也出現了如下問題:1.IE專業(yè)教師基本都是從高校畢業(yè)又來到高校,缺乏工程實踐的經歷,導致講授內容理論較多,而結合實踐的較少。2.實驗室和實習基地雖有,但面較窄。3.教材的更新不能滿足社會對人才需求的需要。4.教學方法和教學手段以及現代教學資源和教學平臺跟不上IT技術的飛速發(fā)展。
二、建設措施
(一)課程體系建設建立工業(yè)工程專業(yè)新型應用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)的課程體系。改革以往IE教學中重理論教學輕實踐能力培養(yǎng)、先理論后實踐教學順序的課程設置體系局面。IE培養(yǎng)方案的修訂須以社會對該專業(yè)的需求為導向,通過對企業(yè)進行實地調研,充分了解企業(yè)對學生在校應學知識的要求,以及應具備的能力的要求等,把這些需求做統計分析,在培養(yǎng)計劃的設計以及教學過程中充分考慮這些因素,且由企業(yè)與學院共同制訂。針對專業(yè)培養(yǎng)目標,統籌理論教學與實踐教學體系;建立“模塊化”課程體系;使人才培養(yǎng)方案和課程體系與生產實際和社會需求緊密結合。在參考國內外多個高校IE課程設置的基礎上,并結合學校具體情況,攀枝花學院IE課程設置包含如下幾個模塊:公共基礎模塊:政治、英語、數學、物理、計算機類、體育等課程。專業(yè)基礎模塊:機械專業(yè)基礎課程、應用統計學、運籌學、系統工程導論、管理學、工業(yè)工程學、企業(yè)財務管理、市場營銷學等課程。專業(yè)課程模塊(含必修和選修):項目管理、生產計劃與控制、質量管理、物流與設施規(guī)劃、ERP原理與應用、工程經濟學、人因工程學、先進制造技術、供應鏈管理、人力資源管理等課程。實踐教學包括:機械設計基礎課程設計、專業(yè)課程設計(管理信息系統、基礎工業(yè)工程、人因、物流設施等)、各種實習等。在構建人才培養(yǎng)方案時,充分考慮工業(yè)工程專業(yè)的工程實踐性,加大實踐教學比例,以增強學生的實踐動手能力;另外,增加選修課的比例和門類,讓學生有選擇地修習一些課程,擴大學生專業(yè)知識面、滿足學生的興趣愛好,發(fā)展他們某一方面的才能。
(二)師資隊伍建設建設一支素質優(yōu)良、專兼結合、梯隊式的具有行業(yè)特色的雙師型結構教師隊伍。教師在實踐能力上必須朝“雙師型”方向發(fā)展,在專業(yè)跨越上朝“一專多能”方向發(fā)展。一方面,加強校企合作,教師到企業(yè)頂崗實踐,與企業(yè)聯合技術攻關,幫助企業(yè)解決生產實際問題,教師結合企業(yè)實際問題,編著教材或案例,使理論與實踐,生產、科研與教學得到緊密結合,從而提高教師科研開發(fā)能力和實踐創(chuàng)新能力,從而更好地指導、培養(yǎng)學生理論聯系實際的能力;同時,聘請企業(yè)技術人員給學生授課,并指導學生實踐教學,技術人員把企業(yè)應用的新技術、新生產管理理念等相關知識帶到課堂,實現教師和企業(yè)技術人員人力資源共享以及雙師型教師隊伍的建設。另一方面,應加強“一專多能型”教師培養(yǎng),積極創(chuàng)造條件讓骨干教師分批到國內高校或出國學習培訓、進修,脫產學習與業(yè)余自修相結合等措施,促進他們理論水平的提高。
(三)實驗室和實踐基地建設IE專業(yè)實驗體系[3]包含:基礎工業(yè)工程實驗、工效學實驗、物流規(guī)劃與物流控制實驗、質量控制實驗、供應鏈與客戶關系管理實驗、數控加工實驗、柔性制造系統實驗、生產計劃和控制實驗等實驗單元,它們相互關聯,構成一個有機整體。在充分利用校內已有的實習工廠、工程和管理實驗室的基礎上,建立IE綜合實驗室,模擬現代制造的全過程,充分體現出IE特點和計算機集成制造的背景。通過大量現代IE工具和平臺,以及各種工程實驗增強IE專業(yè)學生的機械制造工程背景;通過開展綜合性、設計性、開放性等實驗項目,充分發(fā)揮學生的主動性和創(chuàng)新性,做到學以致用,解決生產實際問題。在加強校內實驗室建設的同時,根據學生職業(yè)能力培養(yǎng)的要求,充分利用社會資源,加強校外實踐教學基地建設。近年來,先后選擇了一批生產規(guī)模適度,技術裝備先進,管理科學規(guī)范的生產企業(yè)與之合作。安排學生到企業(yè)進行實習和設計,也就是畢業(yè)設計和課程設計以具體企業(yè)為研究對象,到企業(yè)和IE工程師一起解決企業(yè)實際問題,這樣能培養(yǎng)學生對實際問題的研究能力,從而促使其畢業(yè)設計或課程設計內容的充實。
(四)教學方法和教學手段實施多元教學框架與立體教學模式。教學手段、方法逐步從“一本書,一只筆,一塊黑板”原始的教學手段向多媒體教學技術、計算機輔助教學技術、虛擬技術等現代化教學手段的轉變,逐步由學校獨立培養(yǎng)教育向校企結合,學校、企業(yè)、社會同時進行教學教育培養(yǎng)模式轉變。在教學方法上,采取“交流—互動式”、“啟發(fā)—引導式”、“討論—探究式”、“開放—發(fā)散式”等課堂教學模式,避免了傳統的“灌輸式”、“填鴨式”教學,如《工業(yè)工程學》課程,在教學的過程中,列舉了許多日常生活中運用工業(yè)工程知識的案例;并提出一些生活中(如超市、快餐店、銀行等)的案例,讓學生做程序分析、作業(yè)分析、動作測定、分析等,進而達到了啟發(fā)教育的目的。在教學組織上,根據教學需要,采取班級式、小組式、獨立式等;課堂可以在教室、實驗室、工廠及工程現場,從而使得教學具有啟發(fā)性、實踐性和探索性,如《物流與設施規(guī)劃》課程,在講“工廠布局設計”這部分內容時,把學生帶到工廠現場,以現場出現的問題運用書本理論如何解決相結合講解,使得學生對新知識更容易理解和接受。教學手段上,采用多媒體、網絡課堂教學,一方面提高了課堂信息量,同時在課余時間學生也可上網自主學習,以此應對“科目多、課時少、任務重”的教學局面;同時采用網絡課堂教學,把課件、上課視頻、思考題等上傳到網絡課堂,提高了學生學習的主動性。另外,將學科競賽引入課程教學,通過參加全國IE大賽、全省IE大賽把競賽的思想和方法融入到IE課程教學中,以此推動IE專業(yè)的教學內容、教學方法的改革,促進教師教學水平的提高,并提高學生學習主動性。
(五)建設IE專業(yè)教學資源庫和教學平臺搭建IE專業(yè)的知識平臺,把IE專業(yè)課程建成教學資源庫,該資源庫主要包括網絡教學平臺和多媒體視頻課件等資源。教學平臺以教學資源庫為基礎,將老師成功的教學經驗,教學內容進行提煉,以課程知識體系的形式進行信息動態(tài)集成,為學生和設計界同行提供了終生學習和經驗交流的場地。
(六)教材建設IE專業(yè)培養(yǎng)的是既懂“工程”又懂“管理”的人才,但教材并不是工程類和管理類教材的簡單堆砌和組合,目前市面上的教材內容之間交叉重疊較多、融入IE思想的較少。這就要求教師對教材內容進行適當的取舍、重新組織,盡可能的根據學校人才培養(yǎng)的實際情況編寫內容具有針對性的自編教材。
三、結束語
工程教育作為一種專業(yè)教育,在完成工程項目的同時,不僅強化學生的專業(yè)知識和技術能力,同時培養(yǎng)學生之間的團隊合作關系,是教育學生做人做事的辯證統一,工程教育更注重能力的訓練和品德的養(yǎng)成。
二、實施工程教育的意義
經過工程教育培養(yǎng)出來的學生能夠對工程實踐活動從構思、設計、實現和運作有整體的認識和理解,并且學生的工程實踐能力強,做實際項目時,能夠考慮到項目的經濟性方面,有創(chuàng)新工作意識,有利于學生今后順利從事相關工程領域的工作。
三、計算機科學類專業(yè)課程方法改革探索
(一)理論教學注重開展“兩化”教學
齊齊哈爾工程學院自升本以來,一直探索與工程實際密切結合的教育教學方法,幾年來,注冊成立了20余家校辦產業(yè),鼓勵老師從生產實踐中尋找真實的項目,讓學生和教師共同完成項目,訓練學生的工程能力,與此同時,也完成了教學任務,學生在真題真做過程中,在教師的指導下,主動自學,加深對知識的理解和運用,同時創(chuàng)造經濟收益和社會價值。這就是該校提出的“工程任務課程化”,即以工程項目為載體,將整個工程任務貫穿于教學過程,學生在實踐中逐步學習、深化理解基本理論,掌握各知識點,通過工程項目實踐,加深對專業(yè)知識和技能的強化。在教學過程中,若沒有真實的項目,就按照實際工程任務的全過程組織教學,課堂教學項目的設置是學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的指導,各門課程圍繞專業(yè)目標進行系統設計,從而使學生掌握知識之間的聯系,并用于解決綜合的問題。這就是“教學任務工程化”。計算機科學類專業(yè)在理論教學中開展“兩化”教學以來,以程序開發(fā)類課程為例,教師提前給學生分成若干個小組,然后把程序設計任務布置給學生,并闡述具體的要求,每個小組有不同的任務。學生小組在教師的指導下,會按照軟件工程生命周期的步驟進行問題定義、可行性分析、總體描述、系統設計等前期設計工作,并反復與團隊研討,最終與用戶達成一致意見后,將開始進行編碼、調試和測試、驗收與運行,將交付給用戶進行使用。學生在完成任務的過程中,也能發(fā)現哪部分知識欠缺,從而產生學習的動力和積極性,更深入的學習的相關知識。通過實施工程教育,培養(yǎng)學生的大工程觀。
(二)實踐教學注重校企合作
在實踐教學方面,齊齊哈爾工程學院從大一開始,每年利用暑假時間統一安排學生到與所學專業(yè)相關的公司進行專業(yè)實習,如計算機專業(yè)的學生將被安排到軟件設計公司、電子商務公司、硬件維修、網絡維護、廣告設計等公司進行三個月的實習。在實習前,教師要給學生布置相應的任務,學生結合在公司實習的內容進行設計,完成作業(yè),專業(yè)會在實習結束后進行答辯、考核。在實踐過程中,學生以企業(yè)員工的標準要求自己,實習工作既檢驗了學生在校學習的效果,也鍛煉了學生的實踐技能,并培養(yǎng)了學生的職業(yè)素養(yǎng)。工程師角色的核心是設計和實施問題的解決方案,通過校企合作、真實崗位實習,學生逐步向工程師的培養(yǎng)目標邁進。許多同學在實習結束后的答辯中,談到他們的感悟往往是一致的:在企業(yè)實習,能夠將在校學到的知識應用于實踐進行綜合應用,學會了如何解決實際中出現的問題,擺正了對待問題的態(tài)度,學會了與人相處、與團隊合作。
四、效果分析
學校高度重視應用型本科人才的培養(yǎng),始終把培養(yǎng)礦業(yè)類一流人才作為課程建設的重要內容,以應用型人才培養(yǎng)為重點。“用”即為應用,為工程實踐,工程意識和創(chuàng)新能力,注重學生知識、實踐和素養(yǎng)的有機結合。“以用促學,以用導學”是一種理念,同時也是方法和手段。“以用促學”是通過校內培養(yǎng)、情景模擬訓練與校外實踐應用,促進學生掌握專業(yè)課程的基礎理論知識,使學生具備工程實踐能力、創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力和社會交往能力、國際競爭能力,使學生具有科學素養(yǎng)、人文素養(yǎng)、精神素養(yǎng)。“以用導學”是激發(fā)學生主動學習的熱情和興趣,引導學生在理論知識學習和工程實踐應用中能正確提出問題,并結合問題提出解決方案,以此進一步鞏固理論知識,提高工程實踐能力,創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。應用型本科人才培養(yǎng)以“卓越工程師”培養(yǎng)計劃為契機,以“以用促學、以用導學”教學理念改革傳統的教學思維、方法和手段,著力改變教學內容的陳舊性和與企業(yè)、社會脫節(jié)的現象,改變學生被動學習理論知識和解決工程實際問題的課堂教學,不斷加強培養(yǎng)人才向“卓越”的轉變。
二、以“用”培養(yǎng)卓越工程人才的基礎
改革采礦工程專業(yè)“井巷工程”課程向業(yè)務專長、職業(yè)能力、職業(yè)素質拓展,在學校大礦業(yè)背景和“以用促學、以用導學”理念下,培養(yǎng)具備“工程性”和“創(chuàng)新性”的高素質應用型人才,著力提升教學質量。“用”為基礎,教學中注重對學生工程實踐能力的培養(yǎng)。這主要體現以下幾個方面:
1.因材施教。
針對不同的學生群體,應用多元化教學方法。學生個體不同,自身綜合素質存在差異,理解和應用能力不同。傳統教學方式往往一刀切,教學方法面向學生全體,忽略學生個體差異所引起的負面影響。而采用多元化教學形式,針對學生個體制定教學方案,與學生實現面對面,點對點溝通,注重引導學生加強課程理論學習,強調素質培養(yǎng)。
2.構建課程教師團隊,學生與教師雙向選擇。
在“井巷工程”課程教師中組成教師團隊。每名教師基本情況通過公示的方式介紹給學生,由學生自由選擇教師,同時,教師也根據學生的綜合情況對學生進行選擇。學生可根據每名教師研究方向與工程應用的側重點不同和制定的教學方案選擇教師。在課程理論講授過程中,教師團隊作為整體,共同組成承擔教學任務;為加強對學生工程實踐能力的培養(yǎng),教師團隊中每名教師又分時、分階段對學生進行指導、授課,鍛煉學生工程實踐能力。
3.重點突出“用”,強調工程意識。
我國現有的相關人才培養(yǎng)規(guī)模與模式遠遠滿足不了煤炭工業(yè)的發(fā)展規(guī)劃與需求。由于培養(yǎng)方式不同而造成個體差異,使得一部分學生,雖然基礎理論較扎實,但缺乏企業(yè)所需的工程實踐經驗,畢業(yè)生分到企業(yè)后還需要進行崗前的培訓,較長時間的見習期,這無疑加大了人才培養(yǎng)質量與實際要求間的矛盾,也延長了人才培養(yǎng)的周期。故而在教學過程中重點突出對學生工程實踐能力的提高,充分強調學生工程意識。
三、以培養(yǎng)應用型人才為目標,開展豐富的教學手段
鉆井工程技術經過多年研究發(fā)展,日新月異,已經形成了以機械化、自動化為特點的新型高端工業(yè)技術。然而,目前所使用的教材,側重于傳統工藝設備的介紹和發(fā)展,涉及當前國內外的高新技術較少,特別是對正在研發(fā)、研究階段的技術,幾乎沒有涉及。鉆井工程這一龐大的技術體系是由諸多基礎知識構架而成的,教材中的基礎知識對于夯實學生的基礎是很有必要的,也是不可或缺的,其中部分典型工藝目前仍在生產中占有重要地位。然而,對于培養(yǎng)綜合能力強、適應社會發(fā)展、滿足用人單位需要的高素質畢業(yè)生而言,這些是遠遠不夠的。所以拓寬學生知識面,開闊學生眼界,使學生對新工藝、新技術有所了解是十分重要的。就鉆井新技術而言,在傳統直井鉆井技術的基礎上發(fā)展起來了水平井鉆井、小井眼鉆井、欠平衡鉆井、套管鉆井、自動化鉆井和地質導向鉆井,以及套管開窗技術等鉆井新技術、新工藝。同時,由于環(huán)境保護的需要,鉆井與自然的和諧、油田開發(fā)與環(huán)境保護的協調等新理念也隨之被提出。新技術必然會取代舊技術在不久的將來得到大規(guī)模的開發(fā)和大范圍的應用。新技術的重要性決定了我們在教學過程中亟待擴大授課知識的涵蓋范圍,在鉆井工程課程的講授中要做到與時俱進。鉆井工程是一門工程應用性非常強的課程,實踐教學是非常重要的環(huán)節(jié)。而目前,該課程的主要教學時間放在了理論講解上,脫離實際,培養(yǎng)出的學生在走上工作崗位后不能及時適應工作環(huán)境,仍需一段比較長的時間進行培訓。同時,該課程目前還存在授課對象接受困難、授課方式過于古板等問題。為了更好地開展本課程的教學工作,筆者結合多維實踐教學平臺建設好遼寧石化大學的實際情況,提出了相應的教改建議。
二、鉆井工程課程改革的路徑
(一)變革授課方式
傳統教學法是指教師站在講臺上講,學生在下面被動地接受,這屬于注入式教學,又叫填鴨式。目前,鉆井工程課程的授課就屬于這種方式。按照教學大綱的要求,將授課內容分為重點、難點、理解和掌握等等級,使得學生只想背下知識點參加考試,而沒有更多的鉆研和融會貫通全部內容的動力。課程學習流于本本主義。然而鉆井工程課程工程性和實踐性都很強,只一味地死記硬背只能是知其然不知其所以然。為此必須改革目前的授課模式。第一,吸引學生的注意力。上課伊始,教師就要圍繞本節(jié)課的授課內容并結合上堂課的內容給出引子,告訴學生今天授課內容的意義、必要性,以及在工程實際中的應用性,以便及時抓住學生的注意力。第二,激發(fā)學生的學習熱情,增加師生互動。課堂上,要將理論與實踐有機地結合起來,豐富講課內容和形式;要活躍課堂氣氛,增加互動教學環(huán)節(jié),使學生主動地參與進來?;钴S的課堂氣氛可以很大程度地激發(fā)學生的學習熱情。課堂應以教師講授為主,適當提出有一定深度的思考題,進行小范圍討論,允許學生提問和發(fā)表個人見解。這樣既提高了學生課堂參與的積極性,開拓學生思路,培養(yǎng)了其思考能力,亦利于教師及時發(fā)現問題,調整授課內容。第三,豐富授課內容,增加案例教學。目前隨著計算機技術和網絡技術的飛速發(fā)展,信息量越來越大,也更容易獲得。因此,可以從網絡獲得更多的與鉆井工程相關的資源,諸如鉆井過程的各個階段,鉆桿受力、形變等現象的圖片或視頻顯示給學生,使學生獲得更形象直觀印象,真正做到使學生能夠過目不忘,極大地簡化了學生的理解過程。第四,理論聯系實際,增加實驗實踐教學環(huán)節(jié)。要做到理論聯系實際,就要“走出去,引進來”?!白叱鋈ァ本褪侵敢钊氲焦こ虒嶋H現場,身臨其境,實地學習,與現場的工人師傅、技術人員交流、討論,把課本上所學所看與現場進行比照?!耙M來”就是指把現場有豐富實際經驗的專家請到學校,做輔導、做講座,把現場的實際問題帶給學生。增加實踐教學環(huán)節(jié),讓學生通過實實在在看到的、聽到的、感受到的信息,加深對知識的理解。對于一些重要的結論和現象,需要通過實驗,讓學生親自動手參與其中,鍛煉其動手能力和實際操作能力。第五,細化教學。針對行業(yè)需求,及時調整培養(yǎng)計劃和教學方案。比如針對目前日益高漲的海洋鉆井人才的需求,可以增設海上鉆井的相關教學內容。這也符合國家能源戰(zhàn)略對專業(yè)人才的需求。
(二)增加習題量
課堂之余,教師要把握學生學習動態(tài),及時做出教學方案的調整與改進。學生要通過習題,夯實基礎,鞏固所學,及時發(fā)現自己的知識漏洞和不足。教輔資料在日常教學中占有重要地位。一本優(yōu)質的教輔資料可以對學生學習起到事半功倍的作用。在應用所學知識,鞏固課堂內容方面顯得尤為重要,能夠起到深化內容理解,升華所得知識的作用。本課程所選用的教材最大的缺憾就是例題少,沒有課后習題。另外,市面上也沒有針對鉆井工程課程的專門習題集。這直接導致了學生學習方向模糊,容易進入不知道學什么,不知道怎么學的誤區(qū)。因此編寫一套適合實際的課輔教材勢在必行。
(三)變革考核制度
1.1節(jié)水灌溉工程和灌區(qū)的管理職責不清
由于政策的不健全,導致了灌溉工程的管理出現了問題,有些灌溉的地方根本就沒有專人管理,灌溉出現了自由化的狀態(tài)。管理的職責不明確,在管理的過程中沒有明確各個部門的任務,沒有明確的分工。一些地方的水利過程往往會出現重建輕管的現象,工程建設后出現沒人管理的局面,導致水利工程荒廢,無人管理,最終失去其功能。
1.2灌溉工程建設投入的資金不足
在我國水利設施建設的過程中,節(jié)水灌溉的管理制度不完善,每年投入到農田水利建設的資金比較的有限,有一部分需要農戶自己進行資金的籌集,但是農戶籌集資金的能力有限,導致在農田水利建設的過程中缺乏必要的資金,一些過程設施由于缺乏資金,年久失修,失去了其作用,在汛期的時候往往出現事故。
1.3灌溉工程設備不完善,不規(guī)范
目前水利工程的面臨最嚴重的問題是資金的投入不夠,由于缺乏資金,導致設備出現問題的時候不能及時地修理,一些已經喪失作用的工程設備不能及時地更換。雖然近幾年來我國提倡大力發(fā)展水利過程,重視農業(yè)灌溉,但是由于推廣的力度有限,現階段的水利設施大部分是始建于上世紀,有些過程已經老化,出現了嚴重的問題,過程設施不完善,質量不達標。
2節(jié)水灌溉技術在農田水利工程中需要注意的問題
水利問題刻不容緩。通過以上的內容我們得知了農田水利工程中農業(yè)節(jié)水灌溉存在的主要問題。問題存在就要去解決,不能等到釀成事故的時候才去解決,到時候悔之晚矣。以下提出節(jié)水灌溉技術在農田水利工程中應用中需要注意的問題。
2.1進行灌區(qū)調度時運用線性二次高斯模型
灌區(qū)的水大部分來自水庫,假如灌區(qū)的水資源能夠得到合理的調度,水資源的利用率和經濟效益也就提高了,此時我們運用線性二次高斯模型進行計算灌區(qū)水資源的調度,實現水資源的最大利用率。用線性二次高斯模型進行調度的基本步驟是:首先掌握和了解灌區(qū)的水土情況,根據水土情況將整個灌區(qū)分為幾個小型的灌區(qū),然后將小型灌區(qū)里的有長有作物的田塊看成一個土壤水庫,簡化灌區(qū)調度的難度和步驟。最后用優(yōu)化控制的方法求解模型,實現水資源的優(yōu)化調度。
2.2優(yōu)化農業(yè)灌溉中的灌溉量和灌溉時間
農業(yè)上,將作物的生長期分為四個階段。分別為苗期、拔節(jié)期、孕育期和成熟期,并且為了計算方便,每個階段的作物蒸發(fā)蒸騰量看成一個定值。在灌溉的過程中,只考慮兩種損失,一種是在灌溉水輸送的過程中由于渠道的滲漏和水面的蒸發(fā)而引起的損失;另一種由于土壤水的下滲而引起的損失量。將由于土壤水的下滲而引起的損失量和在灌溉水輸送的過程中由于渠道的滲漏和水面的蒸發(fā)而引起的損失的總和看成一個定值。然后根據實際的情況建立模型,假設作物生長需水量為定值,然后兩種損失為定值的情況下確定最優(yōu)灌水量和最優(yōu)灌水周期,使得灌溉水的損失最小。
2.3運用可變模糊理論選擇節(jié)水灌溉方式
灌溉方式是影響技術推廣的重要因素。節(jié)水灌溉方式的選擇是從許多建設方案中,經過經濟回收率,灌水強度,灌水均勻度和施工等方面進行綜合的考慮,最后選出最優(yōu)的灌溉方案。目前主要的方法有關聯分析法,集隊分析法,屬性識別模型等等,但是這些方法各有優(yōu)點,也各有缺點?;诳勺兡:碚撝系膬?yōu)選方法如下:(1)有n個待選的節(jié)水灌溉方案組成的樣本,為一個集合。(2)確定指標的權重向量。(3)根據相對隸屬度計算公式計算方案j對1級(優(yōu)級)或0級(劣級)的相對隸屬度。(4)根據計算各方案的相對優(yōu)屬度向量,求其平均值(為相對優(yōu)屬度向量u)。(5)根據u中各方案的相對優(yōu)屬度大小,對其進行排序,選出優(yōu)屬度最大的,即為最佳方案。
2.4統籌規(guī)范農田水利工程的節(jié)水灌溉
由于科學技術的發(fā)展,傳統的農田水利工程節(jié)水灌溉的研究方法已經不能適合于當前的水利發(fā)展?,F階段需要的是一種能夠準確,及時的反應當前的土壤和作物狀況的研究方法。目前提出了基于物聯網的節(jié)水灌溉網絡體系。物聯網在節(jié)水灌溉系統中的組成包括系統網絡,系統軟件和系統供電策略。系統網絡又可細分為監(jiān)測區(qū),采集區(qū)和控制區(qū),其主要作用是監(jiān)測和傳送作物的生長情況和土壤狀況,對灌溉的流量和時間起控制作用;軟件結構的主要作用是在軟件窗口中以動畫的形式顯示灌溉系統和農田的墑情信息;系統供電策略的主要作用是為整個軟件的運行提供電力,但是在設計的過程中首先考慮太陽能發(fā)電,并且適當的采用優(yōu)化策略。
3結束語
1.1地表水水源
根據項目區(qū)現場調查,地塊南側緊鄰東風干渠,地塊目前采用該渠水灌溉,地塊內相應有土渠和土溝。
1.2井水水源
項目區(qū)南側道路和渠道已有10眼機井,機井均為2010年新建,與項目區(qū)距離約為10m。
2灌區(qū)土地分類、農業(yè)生產結構和作物組成
灌區(qū)土地包括熟地和生地2部分。熟地部分地塊面積為172.67hm2,中東部生地部分面積為26.87hm2,共計為199.54hm2。目前,生地正在進行土地整理,沒有修建條田,暫不進行設計。因此,本階段僅對地塊面積199.54hm2(凈灌溉面積156.93hm2)的熟地進行設計。
2.1農業(yè)生產結構
199.54hm2其中第1大條田面積為35.51hm2,第2大條田面積為68.40hm2,第3大條田面積為53.02hm2。3大條田均為間種,果樹品種為西梅,間種的作物主要為棉花、小麥和甜瓜,每年輪換。
2.2作物組成
按照2012年計劃種植的作物進行設計,果樹的品種為西梅,間種作物第1、2大條田為棉花,第3大條田為小麥。
3灌區(qū)水利土壤改良
土壤為砂壤土。大部分面積的土壤輕度鹽堿,但仍有部分區(qū)域中度鹽堿。項目區(qū)南側緊鄰東風干渠,在東風干渠南側,2007年建設淺水機井一批,間距在300m左右,根據觀測數據,該批機井很好地發(fā)揮了豎井排灌的作用,故項目區(qū)南側鹽堿化程度較低,不需再進行洗鹽排堿。1、2號條田已自2009年起開始洗鹽排堿工作,目前改良效果較好,只需再進一步加強灌溉管理即可。此外,每年5-8月,利用分洪水漫灌壓堿。
4節(jié)水灌溉技術比選
4.1節(jié)水灌溉方式的選擇
各種灌溉方式都有它的優(yōu)缺點和適應條件,根據項目區(qū)的種植作物來分析,適合間種果樹和小麥/棉花的節(jié)水灌溉技術主要有滴灌和低壓管灌。滴灌是一種局部灌溉方法,僅濕潤根區(qū)附近的土壤,而其他部分地表保持干燥,因而顯著減少了水蒸發(fā)損失,同時又減少了雜草生長的幾率,從而為作物根系活動層的土壤創(chuàng)造了良好的水、熱、氣、養(yǎng)分狀況。另外,肥料、藥劑還可通過灌溉水一起施到根系土壤中,提高肥、藥的利用率,為穩(wěn)定增產打下基礎。滴灌灌水均勻度高,一般可達80.0%~90.0%,不產生地表徑流和深層滲漏,因而對土壤的要求不高。滴灌只要用壓力管道將水輸送到作物根部附近即可灌溉,對地形條件的適應性較強。低壓管道輸水是以管道代替明渠,采用較低的工作壓力將灌溉水輸送到田間的一種工程形式。其特點是輸水時壓力低,出水口流量較大,不易發(fā)生堵塞,具有輸水效率高、節(jié)能、節(jié)省渠道占地、省工、成本低等優(yōu)點,適合在井灌區(qū)推廣應用,是一種便于群眾掌握和管理的灌溉技術。在第1階段的征求意見稿中對全滴灌方案和管灌配合滴灌2種方案進行了比選,項目區(qū)的農民強烈建議用低壓管灌,田間采用溝灌,因此通過召開第三次農民會議,參建各方決定灌溉方式采用低壓管灌。
4.2管道系統的工作制度
管道系統的工作制度有續(xù)灌方式、輪灌方式和隨機取水方式3種。
1)續(xù)灌方式:續(xù)灌的方式是上一級管道同時向下一級管道配水,在干管這一級進行續(xù)灌,干管連續(xù)工作,管道過水時間就等于灌水時間。續(xù)灌的特點是下一級管道的設計流量小、工作時間長。
2)輪灌方式:上一級管道按預先劃分好的輪灌組向下一級管道配水,而輪灌管道在灌水時期是輪流工作的,輪灌一般有集中輪灌和分組輪灌2種。輪灌組的劃分及灌水的先后次序直接影響到上一級的管道投資。輪灌方式適用于種植作物比較單一的情況。
3)隨機取水方式:隨機取水方式即每個取水口任何時候都可以取水,也可以不取水,以取水口作為一個用水計算單位,在此基礎上用概率論和理數統計方法來推算各級管道的設計流量。在運行方法上是使取水口以上的管網中任何時候都充滿水,各取水口按本用水單位的需要隨時打開閥門取水灌溉,因此也叫“按需分配”方式。但隨機取水方式的設計管徑較大,投資較高。管道系統的工作制度不同,則管網規(guī)模不同,從而直接影響工程投資,同時不同管道系統的工作制度又對灌溉的操作和管理提出不同的要求。通過對上述3種方式的比選,選擇布局合理、投資經濟的方案,本工程采用續(xù)灌和分組輪灌相結合的方式。
5灌溉設計保證率和灌溉制度
5.1灌溉設計保證率
本項目區(qū)灌溉方式為低壓管道輸水灌溉,灌溉水源為井水,灌溉設計保證率取85.0%。灌溉系統田間采用溝灌,按照第2階段的預審意見,灌溉水利用系數為0.8。
5.2灌溉制度
根據灌區(qū)的水土資源情況、作物組成以及各種作物的生長特性,根據新疆地區(qū)西梅樹和棉花的種植特點,擬定田間毛灌溉定額及灌溉制度。
6灌區(qū)水量供需平衡分析
6.1地下水可供水量
項目區(qū)灌溉用水為井水。依據《伽師縣地下水資源開發(fā)利用報告》,伽師縣地下水總補給量為4.26億m3,地下水可開采量為1.28億m3,根據調查,項目區(qū)地下水儲量豐富,開采條件好。
6.2灌溉需水量
項目區(qū)包括3大條田,其中第1大條田面積為35.51hm2,第2大條田面積為68.40hm2,第1、2條田種植西梅和棉花,第3大條田面積為53.02hm2,種植西梅和小麥。項目區(qū)為間種的種植模式,在計算灌溉需水量時,按照不同作物分別計算水量。
1)西梅樹的灌溉需水量:地塊內156.93hm2的面積全部種植西梅樹,灌溉定額為490m3/667m2,計算得西梅樹的灌溉需水量為115.35萬m3。
2)棉花的灌溉需水量:第1大條田和第2大條田內種植棉花,種植面積的比例約為地塊面積的60.0%,為62.35hm2,灌溉定額為360m3/667m2,計算棉花的灌溉需水量為33.67萬m3。
3)小麥的灌溉需水量:小麥的種植面積的比例約為第3大條田地塊面積的60.0%,為31.81hm2,灌溉定額為400m3/667m2,計算棉花的灌溉需水量為19.09萬m3。項目區(qū)地塊內灌溉需水量合計為168.11萬m3。
6.3水量平衡分析
項目區(qū)年需開采地下水總量為168.11萬m3,而區(qū)域的地下水可開采量為1.28億m3,遠遠大于作物的灌溉需水量。不會對地下水的平衡產生不良影響,因此項目區(qū)開采地下水是有保證的。
7結語