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關鍵詞:化工仿真教學 應用 教學實踐 高職教育
中圖分類號:G712 文獻標識:A 文章編號:1003-9082(2013)11-0135-02
化工生產過程具有連續性、規模性、危險性等特點,這就決定了進入工廠實習的學生不能親自動手操作,因此下廠實習效果普遍不佳,很難達到預期的效果,學生畢業后到化工企業需要再次培訓。可見,行業的特性決定了化工仿真訓練是必要的。與此同時,能夠熟練進行 DCS 操作又具有化工專業知識的人才越來越受到化工企業的青睞[1]。而化工仿真實訓,則是培養學生具備這一專業技能的有效途徑。因為化工仿真能夠模擬再現真實的生產裝置, 讓學生不進工廠就能了解實際的化工生產裝置的生產和操作過程,通過模擬工廠開車、停車、正常運行和各種事故現象處理, 使學生不出校門就可以了解實際生產裝置, 在非常逼真的操作環境中進行操作技能訓練,既完成了對生產裝置實際操作的培訓,又鞏固了所學的知識,更全面、具體和深入地了解不同的生產單元操作過程,實現了理論與實踐的統一。同時,能讓學生在一個模擬真實的職業環境下,按照未來專業崗位對基本技能的要求,得到實際操作訓練和綜合素質的培養,使職業教育為企業輸送合格的人才奠定好基礎。
一、化工仿真系統DCS的介紹
化工仿真DCS(集散控制系統)教學系統是指在一定條件下,模仿化工生產過程或裝置進行DCS控制操作的教學系統。它特別注重學生的動手操作能力、技術應用能力和創新能力的培養,使學生在具有必備的基礎理論和專業知識的基礎上,重點掌握該專業領域實際生產操作和基本技能。具體來說,它以計算機為手段,通過建立石化工業過程的動態數學模型,并在以計算機為基礎的專用硬件環境下,再現真實裝置系統特性的軟、硬件產品[2]。
化工仿真軟件通常由一個教師站和多個學員站組成。其中,具有管理功能的教師站可以向學員站發出面向全部或個別的操作指令,并能顯示相應學生的操作結果及最終成績,學生通過人機對話,達到熟練完成單元和系統裝置的冷態開車、停車和事故處理等操作。而教師通過教師主控制臺可以很清楚詳細地了解每名學生的當前操作情況。從而為各類型人員提供模擬操作化工生產裝置的環境和設備,使他們完成開車、停車、故障處理等操作過程,以提高學生相應的理論水平和實踐經驗。
仿真實訓軟件除了包括化工生產中的各種主要單元操作,如離心泵、換熱器、電動往復式壓縮機、精餾塔、吸收解析、間歇反應釜、鍋爐、多效蒸發、流化床反應器、干燥、固定床反應器等外;還包括化工工藝生產過程,如常甲醇生產裝置、魯奇加壓器氣裝置等。因此,化工仿真除了能完成正常的教學外,還能夠完成職業技能訓練與鑒定的任務,將形成知識、能力、素質"三位一體化"的實踐教學模式。
二、化工仿真教學的主要作用
1.強化理論知識的理解,提高實際操作技能。在實際教學中對各種設備講解比較困難,學生很難對設備產生一個實際的感官理念認識。仿真技術采用計算機圖形技術,對仿真模型實體的運動進行動畫顯示,使各種設備的外觀、結構以及運行模式都能直觀地顯示在計算機屏幕上,學生們按照每個相應的操作規程進行操作,操作錯誤時,在評分步驟中會顯示錯誤步驟以及錯誤原因,使學生知道錯在哪里,為以后避免犯相同的錯誤打好基礎。這樣學生就會對書本上有關設備操作理論知識有了一個深刻的理解,從而加深學生對操作系統的理解和記憶,真正做到了理論知識與實踐緊密的結合。同時,仿真軟件提供工況凍結、時標設定、趨勢記錄、報警記錄、參數設定等特殊功能,便于教師實施各種新的教學與培訓方法, 提高教學質量。
2.高效、經濟。通過仿真訓練,學生可以直觀的看到相關原理、工藝流程,以及儀器、設備的結構特點、操作方法。從而可以有效的避免化工實驗教學過程中場地、設備、實驗消耗等因素的制約,在化工仿真實訓中,各類化工原料均為虛物品,沒有實物消耗且無污染,可大大降低實訓運行費用。同時,引入化工仿真訓練系統,可以開發出教學需要的各種條件,比如高溫、高壓、有毒、易燃易爆等,沒有危險性,而且還可以節省大量的設備和藥品的費用,有效的節約了成本。
3.形象逼真,安全性能高。化工仿真提供了一個與實際近乎相同的訓練平臺,通過仿真訓練系統可以形象、直觀地展現工藝流程、設備的結構特點,可以逼真地模擬各生產裝置的動態特性及開、停車操作過程。有利于在較短的時間內使學生了解化工單元操作的方法和技巧。學生通過仿真訓練系統的操作,對設備、工藝流程的運行情況會有更加深刻和直觀的理解和印象,對設備、工藝流程運行過程出現的故障和問題會有一個正確的解決方法。
4.與生產實踐相結合, 提高學生的職業素質。化工企業一線所需要是動手能力強、基礎知識扎實的高技能人才,因此要求我們在實際教學過程中要與企業密切聯系[3]。引入仿真訓練系統可以讓學生更加深入地了解各種化工單元設備的結構特點、空間幾何形狀、工藝過程的組成、控制系統的組成、管道走向、閥門的大小和位置等,使學生建立起一個完整的、真實的化工過程概念,學生通過反復操作訓練,能夠更深入地了解化工過程系統的操作原理,鍛煉了學生對化工裝置的開車、停車及事故處理的能力,更好地掌握調節器的基本操作技能,進而掌握復雜控制系統的使用和調整技術,提高對復雜化工過程動態運行的分析和決策能力,使學生真正掌握化工過程的特性和基本操作技能。
三、化工仿真的不足
1.缺乏靈活性。由于仿真軟件中帶有相關工藝流程和單元操作的操作步驟,使得學生過于依賴操作步驟,只是機械的記憶每一步如何操作,并沒有真正理解每一個操作步驟的實際意義和原理以及每一個步驟在整個工藝流程中的作用。
2.缺乏安全重視。由于仿真操作在電腦上就可以完成,出現錯誤還可以重新開始。學生看不到操作失誤之后的嚴重后果,不足以引起學生的重視,不利于增強學生安全生產的高度責任感、緊迫感。因此,化工仿真操作實訓并不能完全替代真正的生產操作訓練。要讓學生真正掌握化工生產操作技能、提高分析判斷和處理的問題的能力,還必須結合下廠實習。
3.缺乏現場感。化工仿真系統無法建立一個真實的生產裝置現場,學生難以建立一個對實際生產的感性認識。
結束語
化工仿真以其獨特的優勢,成為化工單元操作教學中不可替代的一部分,我們應該揚長避短,充分突出它的優勢,有效規避它的缺陷,讓化工仿真在以后的教學中發揮更大的作用,讓它為我們的高等職業教育做出更大的貢獻。
參考文獻
[1] 宿高明.淺論高職院校化工仿真實訓平臺之建設[J].職業教育研究.2008,12:113-114.
[2] 黃福榮.化工仿真教學規律和方法初探[J].現代能源開發, 1999(7): 36.
一、廣州市國土局房地產管理局負責房地產權屬登記的組織實施,海珠區國土局房地產管理局具體負責登記工作。
二、登記范圍:
(一)農民集體土地所有權。
(二)農民集體土地的使用權及其他項權。
(三)農民集體土地上興建的房屋的所有權、他項權。
(四)國有土地上興建的房屋的所有權、他項權。
前款第(四)項規定的房地產權,按《廣東省城鎮房地產權登記條例》的規定進行登記。
三、申請登記時間為2000年9月1日至2000年10月31日止。不能如期申請的,須經海珠區國土局房地產管理局批準方可延期。
四、申請人申請辦理房地產權登記,應向海珠區國土局房地產管理局提交下列資料:
(一)申請書。
(二)申請人的身份證件、戶口簿或法人、其他組織資格證明文件。
(三)用地、規劃報建資料或者房地產權屬來源證明。
(四)其他有關證明材料。
五、辦理農村房地產權登記的程序:
(一)受理申請。
(二)土地地籍、房產調查。
(三)初始登記公告。
(四)權屬審核。
(五)確認房地產權并將核準登記事項記載于房地產登記冊,核發房地產權證。
(六)立卷歸檔。辦理初始登記時,房地產行政主管部門應對權屬審核結果公告,公告期為15日。
六、市、區國土局房地產管理局根據申請人提交的房地產權屬證明文件,依照國家有關土地、房屋管理的法律、法規確認權屬,并按下列規定核發證書:
(一)屬農民集體所有土地的,核發集體土地所有權證。
(二)使用農民集體的農用地的,核發集體土地使用權證。
(三)使用農民集體建設用地上興建房屋,核發集體土地房地產證;共有的房屋,核發集體土地房地產共有證。
(四)依法抵押農民集體的房地產的他項權,核發他項權證。核發的房地產權證書是房地產權利人依法使用、處分該房地產以及城市建設征用拆遷補償的憑證。
七、1995年7月11日《廣州市農村居民住宅建設用地管理暫行規定》施行后,經依法批準取得的宅基地滿兩年內未建設住宅的,有關批準用地文件(含宅基地證)自行失效;用地文件失效后建設的住宅不予辦理房地產權登記。
八、未經批準占用農民集體所有土地興建房屋或者將農民集體所有的宅基地轉讓(含合建)給非本村村民建設房屋的,必須依照城市規劃管理和土地管理的有關規定處理后,方可申請房地產權登記。違法用地,不予辦理房地產權登記。
九、違反本通告有下列行為之一的,由當地公安部門依照治安管理的有關規定處罰;構成犯罪的,由司法機關依法追究其刑事責任:
(一)阻撓、干擾國家工作人員依法執行公務或圍攻、毆打國家工作人員的。
(二)妨礙房地產登記工作的。
(三)造謠惑眾、煽動鬧事的。
高等職業教育模擬仿真式課堂教學知行關系“模擬仿真教學”起源于50年代的德國,是指人為地創造經濟活動仿真模擬環境,作為信息技術、經濟類等專業的實踐教學場所和教學組織形式。“模擬仿真教學”也可理解為一種實踐教學方法。它與傳統的教學方法相比,比較側重于訓練學生的實踐操作技能。在整個教學環節中,創設一定的仿真環境,讓學生在簡短的課堂教學中學中做、做中學。其中學會做是重點。要解決好這個問題,關鍵要解決好學和做的關系,也即知和行的關系。是先知再行,還是先行再知,還是知行合一。知又知多少,才能行;行又怎樣促進知?
一、中國傳統哲學中的知行觀
知與行是中國傳統哲學中關于認識論和實踐論的兩個命題。“知”的涵義為知道、知識、求知、認識等意思;“行”的本義為道路,引申為行為、行動、踐履、踐行等意思,包含有實際操作、實踐活動等意義。中國傳統哲學中的知行觀比較有影響的有兩種:
(一)“行先知后”論和“知行并重”的思想
早在戰國時期,荀子繼承孔子的“學思結合”“言行一致”的思想,對先秦時期各家的知行觀做了總結,提出了自己的見地。“不聞不若聞之,聞之不若見之,見之不若知之,知之不若行之。學至于行之而止矣。行之,明也,明之為圣人也。”荀子的主要觀點是認識來源于實踐中的耳目聞見,知來源于行,又指導行。
在1973年的《實踐論》中也談到:“離開實踐的認識是不可能的。”認為人的認識過程分為感性認識和理性認識兩個階段。感性認識來源于人的實踐經驗。“感覺經驗是第一的東西,我們強調社會實踐在認識過程中的意義,就在于只有社會實踐才能使人的認識開始發生,開始從客觀外界得到感覺經驗。一個閉目塞聽、同客觀外界根本絕緣的人,是無所謂認識的。認識開始于經驗——這就是認識論的唯物論。”但是感性認識僅僅出于對事物表面的、片面的認識,因而要把這些感性認識上升到認識過程中更為重要的理性認識階段,再將理性認識指導人的實踐行動,才能取得透徹的知識,達到真正的理解。“的哲學認為十分重要的問題,不在于懂得了客觀世界的規律性,因而能夠解釋世界,而在于拿了這種對于客觀規律性的認識去能動地改造世界。”
“通過實踐而發現真理,又通過實踐而證實真理和發展真理。從感性認識而能動地發展到理性認識,又從理性認識而能動地指導革命實踐,改造主觀世界和客觀世界。這就是辯證唯物論的全部認識論,這就是辯證唯物論的知行統一觀。”
不論是荀子還是,都意識到行先于知,求知的目的是為了行,但要行之無過就要知指導行。因而,知行并重,二者不可偏頗。
(二)“知先行后”論和“重知輕行”的思想
孟子與荀子師同孔子,但與荀子的知行觀恰恰相反,他提出人的知識、認識能力等都是先天固有的,不是從后天實踐中獲得的。他說“仁義禮智,非由外鑠我也,我固有之……”他提倡知識的先天性,排除了后天的實踐性。
在中國哲學史上首先明確提出“知先行后”命題的是北宋的程灝、程頤。他們以“天理”為最高哲學范疇,認為“天理”是宇宙萬物的本源,而“天理”是“吾心”固有的,人求知不必向外物求索,只須反求吾心之天理便無所不知了。他提出的“致知格物”就是“知先行后”,并且以知為本,行為末,表現為重知輕行的傾向。
明代的王陽明針對二程的“知先行后”論雖然提出了“知行合一”論,他認為知和行相互依賴、相互包含,不分先后,知即行,行即知。但是他卻混淆了知行的區別,“我今個說知行合一,正要人曉得一念發動處便即是行了”。從“知是行之始,行是知之成”中我們不難看出,王陽明雖然提出了“知行合一”論,但在思想上還存在知先行后、重知輕行的觀點。
一直以來,中國受二程和王陽明的知行觀影響較大,重知輕行的思想對人們影響較為深遠。
二、模擬仿真式課堂教學中的知與行的關系
現行“模擬教學法”在學術文獻中的解釋大致有兩種:
1.所謂模擬教學法是指為達到一定的教學目的,教師指導學生模擬現實生活中的角色,以鞏固所學的理論知識和強化相關技能的教學方法。
2.所謂模擬教學法是指教師在課堂講授過程中針對講授的具體內容在有條件的情況下盡量使學生身臨其境思維器官與操作器官并用掌握所學知識。
兩種解釋歸結起來,就是教師首先要教會學生一定的知識,然后再通過模擬場景進行實踐操作讓學生掌握或者鞏固所學知識。
從表面上看,它遵循的是“知——行——知”的路線。但從本質上看,教師在課堂上講授的知識本身就來源于實踐,是一切前人在實踐過程中總結出來的經驗教訓。學生在接受這些知識時,僅僅出于表面的、膚淺的認知。從而需要通過自己的親身實踐,逐步感悟,掌握其中的本質內涵,最終更好地運用到現實的工作生活當中去。也就是它遵循的實際上是“行——知——行——知——行”路線。也就是辯證唯物論的知行統一觀。
高等職業教育具有高等教育和職業教育雙重屬性,它的培養目標是生產、建設、服務、管理第一線的技術應用層面的高端技能型專門人才。它的教學既要注重知識性也要注重實踐性。因而是知行并重的一種教學模式。
知是讓學生知其所以然,讓學生擁有可持續發展和終身學習的知識能力;行是讓學生學會技術和能力,成為面向生產、建設、服務、管理第一線的技術型人才。
在“模擬仿真式教學法”中,教師先要教會學生最基本的理論知識,比如在公共關系課程中要教會學生策劃活動方案,首先就要教會學生策劃活動方案的基本原則、策劃過程以及活動方案的寫作。然后學生才能根據這些基本的理論知識進行活動方案策劃。又如在教會學生處理危機公關這一技巧時,要教會學生危機公關的處理原則、危機產生的原因、危機的特征。這些知識不僅讓學生明白怎么做,還讓學生明白了為什么要這樣做。可以說沒有這些基本的理論知識學生就無從下手,沒有這些基本的理論知識學生就抓不住這項技能的本質要義。
但是單單讓學生知還不行,還要讓學生會“行”——也就是會做。這是高等職業教育的特色。而“模擬仿真式教學法”創設情景的用意是讓學生有身臨其境的感覺,從而激發學生學習和創造的熱情。學生在實踐過程中運用所學到的理論知識來解決各種實際問題。在這個過程中,學生在問題情景的激發下,經過大腦的分析、綜合、加工,將知識轉化為技能。這一轉化過程,學生不僅僅是對知識的簡單重復,有時候甚至會激發出創造性思維,使認識由量變產生質變。然后將知識和技能運用到實際中去,最終實現思維訓練、能力培養與素質提升的目的。比如,在策劃活動方案的過程中,以小組為單位進行,學生依據策劃活動方案的基本原則及策劃過程來確定方案的目標、對象、主題、形式、內容、時間、地點、過程、經費,等等。在這個過程中,學生不僅掌握了策劃方案的技能技巧,還通過團隊協作激發了創造的靈感,做出了富有創意的活動方案。
三、模擬仿真式課堂教學中的知與行的關系處理
模擬仿真式教學既然知行并重,那么在有限的課堂教學中,如何處理好知與行的關系,就成為課堂教學的一個難題。
“一個人的知識,不外乎直接經驗和間接經驗兩部分。”“一切真知都是從直接經驗發源的。但人不能事事直接經驗,事實上多數的知識都是間接經驗的東西,這就是一切古代的和外域的知識。”古人的經驗理論有很多,高職高專教育過程中如果過于側重理論教學,則變為了本科教育;但理論教學過少,又變為了職業中專教育。高職高專教育遵循“理論夠用,實踐為重”的理念。何為夠用?模擬仿真式課堂教學,就是模擬實際場景,拋出在此情此景出現的問題,驅使學生去探索“這是什么?” “怎樣做?” “為什么要這樣做?”“還存在什么問題,怎樣改進比較好?”學生能夠解決好這四大知識點,基本足矣。
作為實踐性教學,“怎樣做?”是模擬仿真式課堂教學的重點和難點。通過學生的動手操作,在做中將知識轉化為技能,在做中將感性的認識上升到理性的認識。也就是在“做”中培養學生的四大職業競爭能力:崗位操作能力——能熟練運用技術(技巧)和知識完成一項具體工作的能力;職業綜合能力——完成一項整體性工作任務的能力;職業發展能力——任務組織、優化和職業遷移能力,甚至是把握機遇的能力;職業創新能力——對工作的反思、問題的解決和技術的創新等方面的能力。
例如,在教學商務簽約儀式禮儀的時候,首先要教授學生什么是簽約、簽約儀式的準備工作有哪些、簽約儀式的座次怎樣安排、簽字儀式的程序有哪些等知識點。對于教學難點,還要讓學生明白為什么要這樣做,從而突破教學難點掌握知識點。比如簽約儀式的座次安排為什么是客方主簽人在右,主方主簽人在左?因為這是遵循了國際慣例以右為尊的原則。以上這些都是屬于理論教學的內容。但是不進行這些理論的教學的話,學生就無從下手。理論教學之后接下來就要讓學生模擬場景進行實踐操作。
理論教學以精簡為主,重點在于實踐教學。理論教學僅僅是將知識傳授給學生,而要讓知識轉化為技能,培養學生的職業能力,更重要的是需要學生真正去親身體驗。它需要花費更多的時間和精力。一般來說,實踐教學環節占用的課時是理論教學課時的兩倍時間。
在商務簽約儀式的模擬仿真操作中,我讓學生以小組的形式進行籌備和執行。從會場的布置、人員的分工、材料的準備到整個儀式的執行,都以學生為主體進行。學生以黑板為后幕,以課桌為簽字臺,以講臺為發言席,將教室布置得有模有樣。每位同學都在胸前佩戴自己的標志牌。依照設計好的程序,每個人都參與到簽約儀式的活動過程。由于準備充分,整個活動進行得還是很順利,而且大問題沒有出現,但是出現了很多小問題。學生經過模擬訓練之后認為,實踐操作與設想有很大的差異,經過實踐掌握了基本的技能技巧,并發現很多細節問題。通過實踐發現問題,以后的工作就會避免出現此類現象。
在教學過程中,知和行是融合在一起的。通過實踐、認識、再實踐、再認識,不斷地循環反復。而實踐和認識之間,每一循環一次,都會進化到更高一級的程度,最終實現技術的創新。
高等職業教育不僅強調職業技能,同時還強調可持續發展和終身學習。處理好課堂教學中的知行關系,就能真正讓學生在學中做,在做中學,培養出技術應用型的高技能專門人才。
參考文獻:
[1]王首義.論行為導向教學法——“模擬與仿真教學”實效.職業技術,2008,97.
[2]郭超.儒效·傳世名著百部之第21卷.北京:藍天出版社,1998.
[3].實踐論.人民網,2000-12-29.
關鍵詞:虛擬仿真;LTE;職業教育
1.研究的背景
工信部于2013年12月4日正式向三大運營商發放首批TD-LTE牌照,2014年2月27日向中國電信和中國聯通發放FDD-LTE牌照。我國通信行業進入4G時代。
三大運營商2016年12月公布了運營數據,中國移動4G用戶數達到5.35億戶,中國聯通1.046億戶,中國電信1.22億戶,中國4G用戶總數超過了5.5億。我國4G用戶數已突破7億大關。
隨著LTE網絡的發展,電信行業對LTE建設、維護、優化人才的需求一直增加。面對發展得4G,國內各高等職業院校紛紛開設LTE課程。
2.教學中為什么會增加虛擬仿真技術
職業教育以“培養生產、建設、服務和管理第一線高素質技能型專門人才”為目標,在真實的崗位環境學習和練習是職教學生掌握技能的最佳途徑。
由于LTE技術商用不久,實際設備價格高昂,并且需要專業人員維護;通常一般院校配備的eNodeB,EPC、承載網設備種類和數量都比較少,網絡不成規模,跟真正的電信網絡實際環境存在很大的差距。一般教學內容以無線網絡為主,無法滿足4G全網建設的教學要求,難以開展大型網絡的規劃、安裝、配置、測試等內容的實驗實訓,用真實設備安裝調試、參數設置的教學中,系統只允許一個操作賬戶加載數據,不能多人同時操作,教學效率比較低;而且真實設備規模很小,難以支持按照不同人口、規模的城市,對應不同網絡的規模、類型,對LTE網絡的無線網接入網、核心網、承載網進行網絡拓撲設計、容量規劃、機房配置、設備配置、數據配置、業務驗證等實驗實習教學內容,更無法進行多城市大規模復雜網絡的教學活動。虛擬仿真教學打破時空限制,具有靈活性。
4G移動通信理論知識繁雜、枯燥,學生往往缺乏學習興趣。模擬仿真系統呈現的場景貼近實際網絡和設備,內容和種類豐富,知識內容和實際操作相結合,具有直觀的形象,學習、實驗進程畫面精美,猶如網絡游戲,還可以進行組隊競賽,可以生成學習成績分數,容易激起學生的學習興趣。
3.虛擬仿真技術在LTE課程教學中的探索和實踐
職業教育強調貼近企業,貼近實際工作場景,LTE網絡的建設不僅涉及無線網絡,也涉及核心網、承載網,包括無線接入、交換、IP網絡、傳輸、光纖通信等內容。
在教學實踐中,人們在已有的LTE實驗室真實設備以外,按照虛實結合、能實不虛的原則,建設了LTE全網仿真實驗室,其中實際設備主要有NodeB包括RRU,BBU,天饋,核心網EPC包括統一移動接入控制網元(MME設備)、用戶數據網元(HSS設備)、融合分組網關網元(PGW,sGW設備)、服務器等設備。另外還有各網元之間的光纖及傳輸設備等承載網部分。虛擬仿真系統主要由軟件、終端及服務器等組成。
真實設備教學的時候,由于機房場地限制,設備已經安裝好,硬件安裝教學時,只能讓學生觀看,無法進行設備硬件安裝的操作;由于安全原因,也無法進行天饋的安裝操作;由于實際設備只能由一個賬戶設置、加載數據,因此不能讓學生同時進行數據調試和配置練習,教學效率低;另外,整個系統跨多個機房,學生不容易掌握整個網絡結構。而實際運行的網絡規模很大,結構復雜,有各種不同的構型和組合,實際設備并不能一一反映。
因此,需要虛擬仿真系統的補充,虛擬仿真系統可以提供各種設備的硬件結構安裝、天饋、線纜的安裝連接,能夠供所有學生同時進行數據配置和調試;能夠在實驗室每個學生同時進行網絡測試,能提供近乎真實的省級復雜網絡,按照城市規模、用戶數量、業務模型、設備規模反映各種不同結構和規模的網絡。
通過真實設備和虛擬仿真技術結合,整個教學系統包含LTE網絡建設、維護的全部環節和主要設備,以LTE建設、維護各個階段的內容為主線,劃為5個學習情境:網絡拓撲規劃、容量規劃、設備配置、數據配置、業務調測;每個學習情境包含若干個學習任務,以任務為導向,學習相應的知識點和技能點,在教學實踐中,充分利用真實設備和虛擬仿真系統,虛實結合,揚長避短。擺脫通信設備實操環境制約,快速掌握設備的組網、硬件結構、軟硬件工程安裝、開通調試等過程。通過建立一個以高仿真商用設備機房為背景的虛擬4G網絡,即包含無線接入、核心網、承載網,TD,FDD混合組網,省級規模自成體系的LTE仿真網絡,可以進行無線接入網、核心網、承載網的拓撲設計、容量規劃、設備選型、硬件配置、線纜連接、數據配置、開通調試、故障排查、實現業務驗證,涵蓋4G全網規劃、建設、維護各階段。
虛擬仿真技術的使用改變以往專業學習以縱向知識為主線,各個專業課程之間銜接不緊密,橫向知識難以融會貫通的弊病。例如:移動網絡的學習只涉及移動網絡的理論和實訓,光纖通信只涉及光纖通信理論和實訓,交換機技術只涉及交換機理論和實訓。
把不同專業知識按照工程項目串聯起來,以工程為主線,實現知識縱向、橫向銜接,把無線接入、核心網、IP網、光傳輸網知識在LTE建設中有機地關聯起來,以工程應用為目的,訓練學生的LTE網絡全局思維,建立全網全通的概念。
讓學生在學校就能掌握行業領先的全網全套移動通信技術。同時,促進教師融會貫通,移動、交換、傳輸知識,全面掌握LTE網絡全網拓撲規劃、容量規劃、設備配置、數據配置、業務驗證等專業技能,提高綜合能力。
通過一個多學期的教學實踐,不僅順利完成了LTE課程的教學任務,學生得到了接近實際電信網絡的練,取得了較好的學習效果,而且部分優秀學生在省級職業技能競賽中取得了優異的成績。
4.結語
虛擬仿真系統是當前職業教育改革的重要方向。教育部指出職業教育要“大力推動仿真、多媒體課件等數字化教學資源開發”“要充分利用現代信息技術,開發虛擬工廠、虛擬車間、虛擬工藝、虛擬實驗”;并提出“遴選和開發1500套虛擬仿真實訓實驗系統”“創新仿真實訓資源應用模式,提高使用效益”。
關鍵詞:高等專科學校,醫學虛擬仿真實驗教學中心,運行,管理,探究
高等專科學校始終以培養應用型、技能型的人才為目標,更加著重培養學生的實踐能力。而虛擬仿真實驗教學在培養學生的實踐能力、研究能力、創新能力和綜合素質等方面有著其他教學環節所不能替代的獨特作用[1]。與傳統實驗室相比,醫學虛擬仿真實驗教學中心在實驗類型、成本與實驗條件等方面更有優勢,在高等專科學校實驗教學中的地位越來越重要。而積極開展教育資源的信息化、虛擬化和仿真化的運行與管理,不僅能對虛擬仿真實驗進行合理設計,而且在創新人才培養機制方面也能開展深入的研究,更好的推動虛擬實驗教學模式的形成和有效運行。
一、運行方法研究
1.完善設備維修規定,依托有制度的管理模式實現內部資源共享。學校需要制定專門的儀器設備維護維修規定,有制度化的經費保障,每年都拔出專門用于儀器設備維護、維修和購買維修配件的相關經費,從而保證了全校教學儀器設備的完好率,保證了各實驗中心的正常運轉。在規范的管理模式下,實現對人、財、物等資源的充分利用和高效管理。不斷加強內部資源共享,并致力于促進教學實驗室向科研實驗室延伸,培養學生創新能力。
2.實現“分級管理”,各功能實驗室實行主任負責制。醫學虛擬方正實驗教學中心應協同各實驗室制定發展規劃,由學校教務處和實驗實訓中心對整個中心的建設、使用和發展進行宏觀的調控與管理。各功能實驗室教學資源由中心根據各學科實驗教學需要統籌靈活調配、共享,使設備的使用效益顯著提高。各功能實驗室實行主任負責制,各主任負責根據有關學科教學需要,制定本實驗室建設和發展計劃;制定每學期/學年設備、家具與低值易耗品的預算和方案;完善并落實設備使用、保養與維修等有關制度,指導技術人員進行教學實驗輔助有關工作;牽頭或組織實施實驗教學研究和改革工作,研究制定實驗考試考核標準,協調實驗教學師資并落實各項教學任務。
3.明確實驗技術人員職能定位,對外實現共享服務。實驗技術人員的職能定位是為教學和科研服務,做好實驗室建設、日常管理與安全保障;儀器設備購置、維護、維修與運行管理;實驗耗材的計劃、采購與管理;實驗教學資料和檔案管理;教學標本等實驗教學資源建設、管理與保障;實驗教學預實驗、課前準備、課中技術指導等;完成實驗教學任務情況下對外提供技術服務;公共儀器和專用實驗設施面向社會提供開放共享服務等。
二、管理方法的研究
1.管理機制
醫學虛擬仿真實驗教學中心的建設及持續發展離不開科學、合理的管理體制,它是實驗室管理的一個重要方面。建立健全科學、合理的管理體制能夠有效推進實驗室的發展。在建設虛擬仿真實驗教學中心的過程中,一定要與當前實際緊密結合,有計劃、有步驟的來實施,根據實際情況,不斷完善管理體制。一般高等專科學校采用兩級管理模式,即校長統一領導,各主管院長及實驗室主任具體負責。
2.保障制度
建立醫學虛擬仿真實驗教學中心激勵機制、約束機制和運行保障機制,優先保證實驗中心在人員配備、培養培訓、系部經費配套等方面的需要,創造良好的實驗中心建設環境。
3.實驗室教師隊伍建設
學校需要制定一系列獎勵教學改革以及規范實驗教學和實驗室管理的相關政策。通過深化學校管理體制和人事分配制度改革,鼓勵教師投入實驗教學和實驗教學改革,建立了具有競爭與激勵的實驗教師選用、聘任、培訓、考評和流動的新機制。此外,積極組織教師參與各類實驗教學信息化技術培訓與學術交流,提高教師的信息化技術水平和實驗技術水平。鼓勵校企合作,培養青年骨干,分批選送青年教師赴合作企業或醫院進行信息化培訓,要求其掌握醫學虛擬仿真實驗教學的技能和具備一定的研發能力。
摘要:高等數學中的部分定義與定理具有高度抽象性,并且有很強的邏輯關系,教師不易教,學生不易學,以至于在教學中出現了教師對其進行大量的刪減,讓學生陷入了不明原理,只會“計算”的錯誤現象中。本文針對這種現象,對教學過程中抽象的定義與定理知識講解的處理進行了研究,提出了具體的方法與建議,讓學生體會真正數學。
關鍵詞 :高等數學 定義與定理 教學 數學素養 數學能力
在現今很多領域中,數學的身影無處不在,高等數學作為非數學專業的一門重要的專業基礎課,有著極其重要的作用與地位。而在高職教育中,因為生源大多是來自技校或高考落榜的學生,其數學基礎比較薄弱,但高等數學中部分定義與定理內容較抽象,不好理解,這對于授課的教師來講,是一個不好處理的難點,以至于在高等數學教學中,出現了“教師難教,學生難學”的現象。針對這一難點,很多數學教師在對這些抽象、不好理解內容的處理時,進行了刪減,把大量的抽象的理論知識一句話帶過,甚至直接刪除,而把教學的重心完全放在了高等數學的計算方法與計算技巧上,以直接教會學生數學的計算為目的。這樣一種教學方法承接了一些中學的“應試”教育,數學的潛在價值沒有真正體現出來,同時也違背了開設高等數學這門課程的初衷。
一、學習定義定理的重要性
1.教學大綱需要抽象的定義定理
高職高專的高等數學教學大綱,明確地說明了學習高等數學的目的:培養學生運用數學來分析、解決實際問題的能力,培養學生的空間想象力和抽象的邏輯思維能力,訓練他們用數學思想、概念、方法并結合自己的專業把所學理論和方法運用于實踐,為后續各課程的學習奠定較好的數學基礎,形成一定的數學思想。
從大綱可以看出,該課程除了使學生掌握必要的數學知識以外,更重要的是讓學生收獲能終生受益的數學素養和數學思維,從而提高應變能力與創新能力。由于很多數學思想都在這些抽象的定義與定理中有所體現,所以大量地刪減這些內容,只注重于學生的解題方法的教學,不能讓學生體會數學的真正價值,使學數學成了應付期末考試的一種途徑。并且,高等數學的學習一旦結束,學生也將會把這門知識拋到九霄云外,這樣完全沒有形成教學大綱里提到的應有的數學思想,也就更談不上應變能力與創新能力的提高了。所以要滿足大綱的要求,學習抽象的定義定理必不可少。
2.培養數學能力需要抽象的定義定理
雖然定義與定理知識較為抽象,但它對于學生數學意識的形成和數學能力的培養起著舉足輕重的作用。數學學習的最終目的無外乎是要把現實中的問題抽絲剝繭,轉化為數學問題,然后再用數學知識解決,也就是所謂的數學能力。關于抽象定義定理的學習,例如定理的證明,都有其具體的推理過程,對于這些推理過程的理解,可以讓學生體會數學的嚴謹性,進而形成思考問題時思維的縝密性,以利于在對現實問題進行分析時,能準確無誤地將其轉化為恰當的數學問題;而對于這些定義定理知識的掌握,在一定程度上又培養了學生的邏輯思維能力,這也是在分析問題時必不可少的一種思維能力。正如一位大學老師所說:“學數學其真正目的是為了驅逐大腦中愚蠢的想法,讓我們的大腦真正地聰明起來。”
3.實際生活需要抽象的定義定理
很多抽象的定義定理知識,它的出發點就是實際生活的典型例子,例如常見的某一個變速物體的速度,學生覺得求這個隨時都在變化的速度成了一個不容易解決的難點,但從高等數學的角度來看,就是求變化率,也就是抽象的導數定義學習的切入點。所以對抽象定義定理知識的學習,可以讓學生更加深刻地了解數學與生活的緊密聯系,從而提高學生的數學興趣,并讓學生對現實生活中的現象和過程進行合理的簡化和量化,建立數學模型的思想,培養學生的實際應用能力。
二、高等數學教學中定義定理知識的處理方法
不少數學教師反映,不是不想授課時強調這些定義與定理,只是因為它們太過抽象,講解的過程花費的時間長、精力多,但學生理解的效果還是不好,典型的“吃力不討好”。筆者多年擔任高級班高等數學的教學工作,對于這些抽象的定義定理的處理有一些個人的看法,總的歸納為以下四個
關鍵詞 :引—化—啟—控。
1.“引”——引數學史,豐富內容
高等數學中很多定義定理知識抽象,讓學習的人容易身陷迷津,而數學史卻如指引方向的“路標”,給人以啟迪。在課堂上教師適時適當地引用數學史的知識作為補充和指導,能有效地激發學生的學習興趣,活躍課堂氣氛,讓課堂內容豐富起來。
例如在學習解析幾何時,教師給學生介紹解析幾何之父笛卡爾,以及他的經典心形線的相關軼事,讓學生明白數學可以神奇地讓單調的式子變成美麗的圖形,并且體會到數學不是枯燥的,它也可以創造浪漫。這樣激發了學生的學習興趣,讓學生更好地理解了數學中的代數與幾何的緊密關系,為后續的解析幾何的學習奠定了基礎。數學史可以幫助學生了解知識的邏輯源頭,體會數學家的創造思想,這為緊接著數學概念及定理的學習提供了必要的準備。
另一方面,數學史里記錄了很多數學家為了得出正確的定義與定理,如何排除萬難、歷盡艱辛的。學生學習數學史,除了了解定義與定理得出的過程,還會為數學家不畏艱辛、執著追求真理的精神而感動,這將讓學生在精神層面上得到一次提升。
我們讓學生了解數學的歷史,能使那些看似抽象的定義、定理變得豐富生動起來。
2.“化”——化繁為簡,重視直觀
對于抽象、繁瑣的定義定理知識,為了能讓學生易于接受,教師只有把知識直觀化、簡單化。
如在講解微分這一概念時,可以從其字面意思上下工夫,舉例地球本是一個球體,其表面應該是曲面的,可為什么我們站在地球上看到的大多卻是平面呢?答案是人肉眼看到的范圍同地球的表面相比,簡直是微不足道,也就是微分概念中的以直代曲的思想:曲面上微小的局部可以認為是一平面,一條曲線微小的部分也可以認為是直線。這樣就給學生提供了一個可以具體的想象的空間,使他們懂得用無數個簡單的平面代替復雜的曲面,利用微分這一數學概念解釋生活中的現象,加深了學生對這一概念的理解。又如對數列、函數極限概念的處理,教師可改變教材中的定義方式,注重直觀,采用通過畫數列或函數的幾何圖形,利用圖形直觀性的特點來解釋定義,從圖形中得到極限定義的本質,讓學生對極限定義有了更準確的認識。
此外,我們通過多觀察實際生活中與數學有聯系的例子,把數學概念盡量與周圍實事聯系起來,讓學生能感覺數學與生活的密切聯系,也便于理解。比如在講解定積分定義時,介紹美國著名麻省理工學院的圓形大禮堂,從外形看它的屋頂是一個巨大的不規則的半球,但實際上仔細看是由一個個近似矩形(曲邊梯形)的小玻璃窗構成的,這個看似不容易求的表面面積,實際上就是定積分的基本概念——求曲線下面積的辦法,即“分割、近似代替、求和、取極限”,同時也巧妙地表明了數學知識的應用無處不在。這樣使學生對抽象的定積分的定義,即求曲線下面積的方法加深了理解。
3.“啟”——啟發引導,自主討論
對于很多知識的掌握,學生自主探索要比教師一味灌輸要來得好。在教學時,教師選擇適當的教學內容來安排討論課,通過合理有針對性的引導,啟發學生分組討論,讓學生各抒己見,培養學生的創新思維和創新意識。
例如,微分中值定理的內容抽象、內容理論性強,對初學的學生是一個不容易處理的難點,如果單憑教師的講授,教學效果一定不好,這時可以選取一些難度適當的典型習題,把學生分成幾個小組,通過教師的適當引導,讓學生按組自由討論。在思考討論過后,學生對微分中值定理中的構造輔助函數的方法有了深刻的印象,以此加深了對這一抽象定理的理解。同時,學生的數學語言的表達能力也得到了提高,主動參與課堂的意識和創新的意識也得到了增強。
又如,在學習洛必達法則時,很多學生都知道這個法則的作用是求無窮大比無窮大或無窮小比無窮小的極限,卻并不理解它為什么會與導數有關,是利用分別求導來解題的,但如果引導學生從無窮大增長的趨勢來進行分析,同時得到導數的定義其實就是與增長趨勢密切相關,問題就可以解決了,這就是洛必達法則的本質所在。
采用教師啟發引導和學生自主討論相結合的教學方法,可以讓學生在討論探索中發現問題并解決問題,體會到發現的快樂,激發了學生學習的興趣,也增加了學生克服困難的信心。
4.“控”——掌控有度,注重嚴謹
數學課不同于其他課程,其嚴謹性非常強,教師在支持學生發揮自己的想象力的同時,要注重掌控好想象的“度”。一些教師為了讓課堂更加活躍與生動,讓學生漫無邊際地發揮自己的想象力,對一些理論知識的理解學生想怎樣解釋就怎樣解釋,這樣的結果必定是歪曲了知識的本意。所以在課堂上,對于學生的思考學習,首先教師要有正確的引導方向,并且要適時糾正一些學生錯誤的偏離事實軌跡的想法。
比如學生在學習極限時,對于其中的一個零比零的極限類型,學生誤認為高等數學里的分式的分母是可以等于零的,這時應強調此時出現的零是在某一條件下一個趨于接近的結果,并非真正等于零,強調出極限的定義,突出語言表達上的嚴謹性。
三、小結
大量的實踐證明,在數學教學中教師的作用是十分重要的,我們不能為了追求教學上的所謂教學效果而忽視了數學教育的本來意義。數學的影響不是一蹴而就的,而是潛移默化的;數學的精神、思想和方法是數學教育的根本目的。在高等數學的教學過程中,真正理解教學大綱的具體要求和目的,注重各方面的理論知識的教學,把學生從做題、解題的“題海”中解放出來,讓數學的精神、思想和方法成為他們關注的對象,并且能努力提高自身的數學素養,養成勤于思考的習慣,增強自身的數學應用能力,真正體會到數學的實際價值,為今后的可持續發展奠定堅實的基礎,這才是我們每一個數學教育工作者應該做的事。
參考文獻:
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關鍵詞:高等教育;院系調整;學科建設
一、五十年代高等教育院系結構調整的背景
20世紀50年代為適應當時的國情,我國對高等教育進行了一次大規模的院系調整。調整的方針是:“以培養工業建設人才和師資為重點,發展專門學院,整頓和加強綜合大學。”調整的原則是:“根據國家建設的整個計劃和各地區的具體情況,有計劃有步驟地開始進行全面或重點調整,預計兩個月內基本完成。”調整的重點是:“整頓與加強綜合大學,發展專門學院,首先是工業學院。”通過仿效前蘇聯高等學校的類型,分別設置綜合大學和專門學院兩種。
1951年11月教育部公布了《中央教育部黨組關于全國工學院調整發展方案的報告》,標志著大規模院系調整的正式開始。1952年后,全國四分之三的高校都作了不同程度的調整。并對高校的調整細化到類別,分別指導不同定位的高校進行不同的調整。當時的院系調整為滿足國家對大批的工業建設人才的需要、更需要培養這些人才的師資隊伍而進行的全國性的院系調整。
二、八十年代高校的合并
我國五十年代的院系結構調整與當時建國初期的國家背景相一致,是向前蘇聯學習的,但蘇聯的高教模式是按行業、按單一學科大規模組建高校培養人才,適應了當時計劃經濟的要求。隨著社會的發展,按前蘇聯模式發展起來的高等教育的弊端越來越明顯,如專業越分越細,而社會需求越來越多的、具有綜合性知識結構的高級人才,尤其是信息社會。因此教育部醞釀了新一輪的高教改革。時任分管高校工作的教育部副部長周遠清在1998年初召開的高教體制改革座談會上提出了改革的指導方針,高等教育改革提上了日程。
高教改革最初提出了共建、合作辦學、劃轉、合并和協作辦學五種形式。1992年首先在廣東試點,教育部與廣東省共建華南理工大學和中山大學;1997年李嵐清副總理在實踐基礎上提出了“共建、調整、合作和合并”的8字方針;1998年5月總書記在北京大學百年校慶大會上提出我國21世紀要建設若干所世界一流大學,要求到2002年左右基本完成高等教育管理體制改革和布局結構的調整,形成綜合性大學、多科性大學和單科性大學比例合適的新格局。在這一思想的指導下,逐漸形成了新一輪的高校合并浪潮,以組建多科性、綜合性大學為目標。此次高校合并實際是一種教育資源的重組,是聯合辦學、優化資源配置的最高形式,在高校合并、重組的過程中,必然會涉及到高校專業的調整。調整后高校的專業設置必然成為此次改革的重點。
三、高校專業設置的影響因素
高校是國家高級人才培養的場所,有人將其比作高端工廠,而他的產品直接關系到國家的發展,因此,高校的專業設置既要符合教育教學規律,又要受制于國家這個大背景,同時還要以市場為導向,并且體現了學校的特色。
(一)國家的教育方針
教育的目的是為國家建設培養人才,不同的國家,由于國家制度的不同,對教育及其培養人才的要求就有所區別。因此,一國的教育首先是要在國家大的教育方針的指導下進行,即辦教育必須要以國家的教育方針為準繩,只有遵循國家的教育方針,才能將本國的教育辦好,也才能真正發揮教育對國家的作用,為國家的建設培養出合格的人才,這同時也是教育機構得以生存的前提。高校既然是教育機構的成員,也必然要在國家的教育方針的指導下進行辦學,國家正是通過教育方針來指導高校專業的設置。
(二)教育教學理念
任何事物的發展都要遵循一定的規律,并不斷地發展,教育也是如此。自從教育出現以來,不斷地形成其自身特有的規律,并不斷地發展著。教育教學理念正是在一次又一次的教育改革實踐中,不斷地完善,以更加適應所處時代對教育教學的要求。新的教育教學理念的形成,必然會對高校專業的設置產生新的影響。
(三)市場需求
高校專業的設置在很大程度上是受市場需求的調節,尤其是一些應用技術類學校。因為市場的需求表明其需要什么樣的人才,而這決定了高校畢業生的就業率。高校要想提高其畢業生的就業率就要培養出符合市場需求的人才,這就要求高校要隨時掌握市場動向,深入分析學校專業設置是否合理,是否符合市場需求,并做出及時、準確的調整。
(四)學校發展定位
學校專業的設置除了受以上三個方面的影響外,在很大程度上還與學校的發展定位關系密切。尤其是一些地方性本科院校,在資金、人才有限的情況下,如何辦出自己的特色、辦出自己的水平,合理定位,而不是盲目的追求高水平的、一流的綜合性大學。這就需要高校領導者明確自己學校的發展方向,運用SWOT分析,如實、清醒地總結自身的優勢、劣勢,將優勢發揮到最大,避開劣勢,將有限的資源用在刀刃上,選擇自己的優勢專業,舍棄劣勢專業,有舍才有得。而不是為了學校更名,一味地擴充專業種類辦綜合大學。這樣只會造成浪費,優勢專業不能得到全力的支持,而劣勢專業卻無法與同類院校競爭,從生源到就業影響學校的整體聲譽。
四、關于高校學科建設的思考
(一)專業設置必須符合所處時代的政治、經濟、文化、歷史背景
高校是社會的一個組成部分,不同的政治、經濟、文化、歷史背景,對高校培養的人才提出不同的要求,如同我國自建國以來進行的兩次高校調整一樣,五十年代國家需要大批的專業技術人才,因此模仿蘇聯設置了很多專科性的大學,而到八九十年代,國家需要更多具有綜合性知識結構的高級人才,因此高校又進入了合并浪潮。高校專業設置只有符合所處時代的政治、經濟、文化、歷史背景,才能輸出適合時代所需的人才,才能培養出符合國家需要的后備力量,才能更好地完成高校服務社會的任務。
(二)專業設置要以最新教育理念為指導
教育理念在實踐的發展過程中不斷地完善,作為高校領導者,要不斷學習,更新教育理念,并用新的教育理念來指導本校的專業設置,才能使本校的專業設置更加合理,更符合社會的需求,同時也與學校的發展相適應。
(三)專業設置要以市場為導向
在我國生源不斷銳減的形式下,高校如何爭奪到優質的生源?最有說服力的就是畢業生的就業情況,而就業情況在很大程度上是由市場來決定的,高校只有培養出符合市場需求的人才,才能提高其就業率,而這就需要設置合理的、適應市場需求的專業。只有隨時掌握市場動態,調整專業內容、結構,才能捕捉到專業領域中最前沿、最精尖的知識,并將其融入到學校的專業建設中,以便畢業生在學校就能夠掌握到社會所需要的知識、技能,縮短就業后的適應期,受到企事業單位的歡迎。
(四)專業設置要體現學校的特色及定位
學校領導者應充分認識學校的類型、層次,認真研究并明確本校的辦學思想,才能在專業設置上體現出學校的特色及定位,以特色立校、強校。
總之,高校的專業設置既要遵循教育規律,以國家教育方針、教育理念為指導,又要考慮學校自身的特色、定位,并以市場為導向,關注領域內的發展動向,才能在激烈的競爭中立足,才能辦出學校的特色,才能創建高水平的名校。
參考文獻:
[1]《關于高等學校領導關系的決定》,云南省檔案館,蘇南行署,1953年長期卷,138卷.
[2]王久長.五十年代院系調整的得與失[J].遼寧高等教育研究,1992(2):23.
作者簡介:
孫金梅(1984- ),女,黑龍江七臺河人,哈爾濱華德學院教務處。
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