发布时间:2023-09-22 10:37:58
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[中图分类号] G64[文献标识码]C [文章编号]1673-7210(2010)02(c)-124-02
Teaching contents and method discussion of pharmaceutical engineering graduation (thesis) design
LIU Xianjin, LI Jiaming,LI Chuanrun
(College of Pharmacy, Anhui College of Traditional Chinese Medicine,Hefei230031,China)
[Abstract] The graduation (thesis) design as an important teaching link of pharmaceutical engineering is the bottleneck in teaching results. Contents and methods of the graduation (thesis) design are discussed respectively in the fields of concept innovation, design innovation and methodology innovation.
[Key words] The teaching link of graduation (thesis) design; Project features; Scientific training methods;Production process;Workshop design
制药工程专业的毕业(论文)设计是其教学计划中最重要的实践性教学环节之一,它的基本要求是培养学生综合运用所学的基础理论、专业知识和专业技能,分析、解决制药过程中的工程、科研、社会实际问题的能力,使学生得到工程设计方法和科研能力的初步训练,还能够培养学生正确思考、处理问题的方法和严谨的学习及工作态度。毕业(论文)设计也是学生即将完成学业的最后一个环节,它既是对所学知识的全面检验、总结和综合应用,又为今后走向社会的实际工作奠定一个良好的开端[2]。笔者将对制药工程专业毕业(论文)设计教学环节的内容和方法从理念创新[1]、设计创新、方法创新三个层面上进行探讨,力求完善制药工程创新人才的培养体系。
1 教学理念上注重创新能力的培养
1.1 在教学理念上
以新的“学生―医药工业发展―医药工业实践” 三个中心代替旧的“老师―书本―课堂” 三个中心。改革教学方式,鼓励以学生为主导的自助式学习方式,培养学生分析问题、解决问题的能力,培养学生们的创新意识。
1.2 培养创新意识是工程能力提高的核心
毕业(论文)设计教学的每个环节都有创造性的思维可发掘。教师指导作用是引导学生突破对实习产品的思维定势,鼓励设计创新。优秀的毕业设计充分体现了学生对知识掌握和运用的熟练程度,并可以使学生的设计思路和创新理念得到很好的展现。优秀的设计方案还能够推广应用。
2 选题注重突出工程特色
经过多年的教学实践,全国制药工程教学领域的工作者在教学各环节都摸索出一些行之有效的经验。然而,根据2009年全国制药工程教学研讨会获悉的信息,也发现存在如下的一些共性问题:即制药工程专业毕业(论文)设计教学环节的工程特色不够突出,生产实习靠短期见习完成;既具有工程教育背景,又具有工程实践经验的教师数量偏少;在毕业(论文)设计教学环节中,学生做工程设计的比例偏少,仅20%左右;多数进行专题实验,依据实验数据,撰写毕业论文等。诸多问题主要归纳为毕业(论文)设计教学环节的质量不高而使得制药工程专业的工程特色不够突出这一严重问题。由此可知,制药工程专业的毕业(论文)设计教学环节是目前严重束缚制药工程专业教学效果的瓶颈。因此笔者认为必须从以下几点对制药工程专业的毕业(论文)设计教学环节进行具体的尝试和改进:
2.1 确定提高学生工程能力主题思想是毕业实习的根本出发点
制药工程专业开设的专业课及专业基础课有化工制图、化工原理、药用高分子材料、药剂学、制药工程、药物分离技术、药物合成反应、化学制药工艺学等等。然而,笔者认为制药工程专业学生通过毕业(论文)设计中的工程设计过程是巩固和获取各专业课及专业基础课知识及相互联系,提高学生工程能力的重要途径。因此,笔者建议在师资力量允许的情况下,制药工程专业的毕业(论文)设计应全部进行工程设计。将课程设计、生产实习和毕业设计紧密结合,以实际应用问题推动设计创新,邀请药厂工程技术人员和设计专家到校任兼职教师,一起指导毕业设计。在毕业(论文)设计教学中培养学生的工程素质,使学生逐步树立工程观点,提高工程能力。
2.2 狠抓工艺和设备两条主线是提高工程能力的科学训练方法
在毕业(论文)设计教学内容中构架新的知识体系,坚持选题科学性、内容系统性、知识前沿性、理论新颖性和原则规范性,构建优化的工艺设计知识结构。选题与过程应理论联系实际,结合工程实例培养、训练学生使用工程理论解决工程问题的能力。工程设计方面的选题主要有:某药物成分的提取、分离、合成工艺设计;某药品剂型的工艺设计;某药品剂型生产设备及厂房设计;某药品生产设备的再验证等。通常,制药工程专业学生从大四下学期开始,本科生集中进入毕业(论文)设计阶段,一般学校都安排16周左右。以具体的产品为载体,按照药品生产过程的工艺流程及单元操作过程,开设综合性、创新性实践,使学生掌握不同药品的生产工艺及工艺控制要点,培养学生实际分析问题和解决问题的能力。
2.3 突破重点、难点和薄弱点是提高学生工程能力的关键
通过各种工程设计的选题,要求学生掌握、串联和突破各专业课的知识重点,通过工程数据的计算、训练来化解工程计算这一知识难点,通过工程中的非工艺设计条件的处理和解决,弥补交叉、边缘知识的薄弱点。注重讨论式和参与式教学方式,注重实践性教学方法。训练和提高制药工程专业学生的工程能力。
2.4培养动手、观察、分析、综述四种能力,促使工程能力的提高落到实处
在工程设计的所有题目中,有关某个药品的生产工艺及车间设计方面的题目所涉及的专业课内容最多,因此,笔者以年产一亿粒胃康灵胶囊的生产工艺及车间初步设计为例重点介绍其设计的基本程序及涉及到的专业课。
2.4.1 胃康灵胶囊是一种中药复方制剂,其生产工艺包括前期的中药预处理和剂型生产两大工艺内容。在生产工艺设计过程中,要进行充分比较,尤其注重前沿工艺技术的应用。最终确定最优工艺路线。专业课涉及到中药学、中药炮制学、药剂学、药物分离技术、制药工艺学等课程内容。
2.4.2 根据确定的生产工艺,选择各工艺所需设备。在此过程中,要求学生重点掌握选型原则,掌握所用药物的物料衡算和所选设备的能量衡算,学会依据选型原则中的计算数据和GMP中的具体规定,择优选择所需设备。画出工艺布置框图、设备布置图。专业课涉及到化工制图、化工原理、制药工程原理及设备、药事法规等课程内容。
2.4.3 根据已选工艺和设备,确定所用车间的整体布局。在此过程中,要求学生重点掌握车间布局的原则,学习管路设计,学习空调系统的选取,学习空调净化系统设计,熟悉药品生产过程中的三废处理,画出车间布置图、车间风管布置图。专业课涉及到化工制图、制药工程原理及设备、药事法规、化工原理、三废处理等课程内容。
通过上述工程设计课题的完成,学生们复习、掌握了专业课的知识,掌握了各专业课在工程设计中的地位及相互间的联系,明确了制药工程专业的学习重点和今后实际工作的重点,将制药工程专业的工程特色落到实处。
3 教学途径、手段多样化,实习、参观与论文同步进行
在进行工程设计的过程中,根据选题,确定基本思路,通过互联网,获取丰富的资料。
3.1 校内论文
50%学生在校内由导师的科研项目组进行以基础和应用基础研究为主的毕业论文工作。在老师的指导下,通过学校的各项实验设备,完成药物合成、提取、分离等工艺过程及各种剂型的工艺和车间设计。融会贯通专业知识,熟练使用计算机、互联网,熟练使用CAD画出生产工艺图、设备布置图、管路布置图、车间布置图。在论文开题报告和答辩环节,要求学生将设计内容做成课件,通过多媒体系统演示并表述设计全过程,通过自己归纳、介绍及评委和听众点评、提问,完善、巩固专业知识。实现毕业(论文)设计教学环节有创新性成果。
3.2 校企结合
还有50%左右学生因已与就业单位签约,本人及就业单位都希望先期进入应聘单位实习工作,就采用校企结合的方式,在就业与实践教学基地(科研院所或制药企业)进行制药过程的研发与应用方面的毕业设计工作,由校内和科研院所或企业组成双师型论文指导教师队伍。这部分学生在老师的指导下,根据就业或实习单位的生产情况,选择有关的工程设计题目,在就业单位一边工作,一边理论结合实际,完成设计。这部分学生普遍积极性高、论文的针对性强,既使得论文数据具体、设备及设施真实,又借助老师的帮助,提前进入工作状态,增强了学生的适应能力和创新能力。
3.3 组织参观
为了强化制药工程专业的工程特色,在毕业(论文)设计教学过程中,当客观条件允许的情况下,还应组织制药工程专业学生参观各种设备一应齐全的全国性制药机械展览会和具有一定特色的药品剂型展览会。使学生们对专业课中学过的制药设备及工程设计中用到的制药设备的工作原理、应用范围及操作方法有一个更深、更全面的了解。以便学生们进入不同制药企业时,适应能力强,专业特色鲜明,角色投入迅速,能较快适应用人单位的要求。
4 结语
笔者按照以上程序和内容指导了若干届制药工程专业学生的工程设计,学生们普遍感到收获很大,各门专业课不同的知识点通过工程设计有机地串联起来。并且通过论文撰写,掌握和总结了大型工程设计的思考方法和程序。增强和提高了制药工程专业毕业生的适应能力和工程素质。
制药工程专业是一个正在发展中的专业,有着美好的发展前途,对发展制药行业具有重要的促进作用,也会对提高人类的健康水平作出贡献。我们所有从事该专业教学的工作者必须认真对待在专业发展过程中毕业(论文)设计教学环节出现的各种问题,我们将努力探索、不断改进。相信只有作好充分准备,制订切实可行的对策,才能确保制药工程专业向着我们预定的目标走上成功之路,越办越好,越来越受到社会的认可。
[参考文献]
[1]张英.中药制药工程原理与设备教学方法探讨[J].教育纵横,2004, 2(7):31.
[2]祝宏,刘永琼,巨修炼,等.制药工程专业毕业设计模式的创新及实践[J].药学教育,2005, 21(5):17-19.
中图分类号:TU273 文献标识码:A
1 冶金机械设备绿色设计的必要性
冶金机械行业一直是污染的最重的企业之一,在其生产加工过程中,不仅设备有特别大的噪声,同时排放物也对环境造成严重的污染,这些污染源直接造成空气环境的质量下降,同时增加机械设备的故障率,降低其使用寿命。我国的冶金机械行业中,由于长期以来的思想和观念影响,对于绿色技术还没有充分的重视,大多数企业为了追求更大的利益,还在走高投入、高消耗、高污染的发展模式,从而给环境带来了极大的损害。随着我国加入WTO以来,冶金机械业实现绿色设计已成为历史发展的必然。绿色制造的兴起,我们国内企业的设计、制造也应该紧跟步伐,合理利用资源、能源,进行清洁化生产,减轻环境的枵染,走可持续发展道路。绿色设计与制造是“清洁化生产”出“绿色产品”的设计手段。绿色设计,又称生态设计,环境意识设计,它是这样一种设计:在产品的整个生命周期内(设计、制造、运输、销售、使用或消费、废弃处理).以环境和资源保护为核心,同时也并行地考虑并保证产品应有的基本功能、使用寿命、经济性和质量等。
2 冶金机械绿色设计内容
2.1 注意生产冶金机械原材料的选择
在进行冶金机械绿色设计之中,在充分选择可回收,能再生的材料,这样在原材料方面就有效的控制了其污染率。在冶金机械绿色设计与制造之中,应该从环保的角度出发对各类新型材料进行研究和应用,提高冶金机械的可回收性。H型钢是一种新型经济建筑用钢,是国家发改委等有关部门极力推广使用的新兴替代型材,是许多国家钢结构工程的主要材料,由于其力学性能良好,截面形状经济合理,而广泛运用于需承截能力大,截面稳定性好。更重要的是它是一种可回收的绿色材料,可以在冶金机械中大力推行这种型号的钢材使用。
2.2 控制废气、废水、废液(切削液)的排放
在冶金机械的生产制造过程之中,会产生废料、废水、废气的排放,这些都会对环境产生非常严重的影响。因此,冶金机械生产企业应该加强技术创新,通过加大对废料、废水、废气的回收力度,实现无排放的闭环生产。同时,冶金行业及香港管理部门应该制定相应的强制性排放法规。在相关冶金机械的研发及相关企业制造之中,应该施行排放达标一票否决制。对于那些达不到排放标准的企业,应该强制性的关闭和停产。
2.3 减震除噪除尘,提高作业环境的清洁性
为实现冶金机械的减震作业,应该在设计中替换那些振动比较厉害的机械零部件,选择那些减震效果好的零件。同时也应该通过优化结构设计及采用各种隔振性能好的各种弹性支承,以提高冶金机械产品的动态性能。同时为了降低冶金机械产品的运转和作业中产生的噪声对周围环境的影响,除了做好产品机械结构的设计之外,还应该采用高性能的消声器及采用隔振和吸音的措施。灰尘是冶金设备生产运营之中令人头疼的问题。因此,在冶金机械设计生产之中应该做好除尘工作,可以采用吸尘和密封处理的方法,减少粉尘的影响。
2.4 防止泄漏发生,提高密封技术
冶金机械经常出现泄漏现象,这会造成两个方面的问题,一是造成资源的浪费和环境的污染,其次,泄漏会使冶金机械不良,造成冶金机械的磨损,降低冶金机械的使用寿命。因此,在冶金机械的设计生产之中,应该提高密封技术,降低冶金机械的泄漏率。同时,也应该做好设备的维护管理工作,通过日常的维护减少冶金机械油的泄漏。
2.5 减少不必要的维修时间和次数,提高故障诊断技术
冶金机械日常使用过程之中,经常出现维修和更换配件的工作。因此,在冶金机械的设计之中,应该对坏件的回收和修复使用进行考虑。同时提高设备的故障诊断技术,通过优秀的故障诊断系统,使维修做到有的放矢,减小维修和日常维护工作的工作量。同时,在设备日常管理之中,应该建立一套合理有效、充满柔性的设备管理制度。当前,我国冶金设备管理制度之中,常使用年度或月度的维修制度,这种制度虽然可以排除设备故障隐患。但是,也会有一些弊端,例如:这种方法会浪费大量的人力、物力和财力。第二,对以磨合好的冶金设备进行日常无目的维修可能会影响其性能的发挥,破坏了其最好的磨合。因此,应该改变这种呆板的维修制度,通过引入优秀的故障诊断系统,对各类设备的运行状况做到心中有数,哪些设备出现了故障,那些设备运行良好,这样,我们的维修就会做到有的放矢,也就会减少维修成本和不必要的最好配合。
2.6 注重绿色视觉环境的外观造型的设计
在传统思想里,冶金机械的外观和颜色都比较单调和古板,在设计时很少去顾及视觉环境的需求,因此,长期以来冶金机械给人一种“傻、大、笨、粗”的形象。冶金机械的这种形象已经远远落后于现代人的审美观念,而外观与时俱进也是绿色设计理念重要要求。因此,在冶金机械产品的设计之中,应该通过造型、色彩方面的艺术技巧和手法,营造绿色视觉环境。冶金机械产品也该通过采用与时俱进,鲜明的时代感和个性特点的外观吸引客户争夺市场份额。
结语
总之,随着社会及科学技术的快速发展,人们的环保意识越来越强,如何在节省资源、环保的前提下,实现人、机、环境三者的和谐发展是当前面临的重要课题。绿色设计不仅有效的提高了资源的利用率,同时还给人们一个清洁的生存环境,使人们能享受健康的生活,对人类实现可持续性的发展产生了深远的影响,绿色设计不仅是社会进步的标志,同时也是未来技术经济发展的趋势,因此,企业应有超前的意识,争取产品研发的主动性,使企业从技术人员到企业的决策者,都充分认识到绿色设计的必要性和紧迫性,从而保证企业的健康有序发展。
参考文献
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)48-0089-02
一、引言
随着我国经济的不断发展,城市房地产、交通、市政、矿业、水利水电和国防等行业的基础设施建设规模也不断扩大,地下工程行业也迎来了前所未有的发展机遇。大量的地铁隧道、公路隧道、地下矿山、地下电站和地下洞库及城市地下空间亟待修建,因此,行业的发展也亟需大量的专业人才。如何培养一大批合格的能适应行业发展要求的专业人才成为高等学校面临的重要挑战。
作为土木工程行业的重要分支,地下建筑专业虽然具有很长的发展历史,但由于其所处地质环境的复杂性,其基本理论相对于其他学科发展较为缓慢。近年来,随着其他相关行业新理论、新材料、新工艺和新技术的发展,地下建筑专业理论也有新的发展。然而,高等学校本科教学的相关教材却难以满足行业发展的要求,导致出现了教材内容与工程实践脱节、毕业生实践能力差等突出问题。为此,通过对比研究国内高校地下建筑、隧道工程等专业开设的《隧道工程》、《地下建筑结构》和《地下工程》等专业教材,对适应行业发展的《地下建筑结构设计》教学内容进行了研究。
二、目前《地下建筑结构设计》课程内容存在的问题
随着地下建筑工程方面人才需求量的日益增大,国内开设土木工程类专业的许多高校均开设了地下建筑或隧道方面的必修或选修课程[1-5],采用的教材大致有十余个版本,且许多版本的教学内容体系相似,随着行业的发展,教材中的相关理论稍显陈旧,部分内容与工程实践脱节,已难以满足学生的工程实践需要。
(一)地下建筑结构的新材料
随着新奥法的发展和建筑材料的发展,地下建筑结构的材料逐渐由传统的钢筋和混凝土向新型材料发展。如传统的整体式衬砌逐渐被复合式衬砌所代替,而复合式衬砌的材料演变发展迅速,如隧道支护结构可包括:素喷混凝土、钢纤维喷射混凝土、树脂纤维喷射混凝土、钢锚杆、树脂锚杆、机械锚杆、超前管棚、超前小导管、模筑混凝土、预制混凝土管片、钢管片、各类防水卷材、内装材料和注浆材料等。而传统地下建筑结构课程内容中涉及的新型建筑材料方面的内容较少。
(二)地下建筑结构计算的新方法
地下建筑结构不同于地面建筑,其结构与地层紧密联系,传统的地下建筑体系计算方法是以结构力学为基本理论的荷载结构法,但该方法一方面力学简化不科学,另一方面计算过程较为复杂。随着计算机科学的发展,传统的荷载结构法与有限元理论相互结合已经形成了新的结构计算方法。另外,地层结构法也随着岩土力学的发展得到广泛的应用,已经成为复杂地下结构的首先计算方法。目前国内发行的大学教材中,仍以介绍传统的计算方法为主,新的方法的基本思路、原理和方法,学生难以接触和掌握。
(三)地下建筑结构的新形式
随着地下建筑结构专业的发展,许多新型地下建筑结构形式逐渐发展起来。传统常见的地下建筑结构主要是隧道,而近年来其他形式的地下建筑结构也日趋增多,如沉管隧道、管幕法隧道、TBM法隧道、顶管法隧道、沉箱结构、大型地下厂房、地下贮藏库等。目前交通类的大专院校主要学习的是隧道工程,其他地下建筑结构涉及较少,而讲授地下建筑结构的院校则对各种结构的涉及面也较窄,且关于隧道结构方面的内容也不全面。
三、《地下建筑结构设计》课程内容改革
随着地下工程专业人才需求量的增加和新技术的不断发展,面向工程实践,以培养实际工作水平和能力为核心,适时的调整《地下建筑结构设计》的课程内容设置十分必要,是以“教学”为主高校相关专业的重要工作内容。
地下建筑结构形式多样,同时地下建筑结构设计与工程地质、结构力学、岩体力学、土力学、钢筋混凝土学、现代土木工程数值模拟技术等专业课程密切相关,如何将其独立同时又不割裂与其他课程间的密切关系是教学内容和教学方法改革中的难点。因此,考虑该课程与其他课程的关联性和地下建筑形式的多样性,可将内容分为以下三部分。
(一)基本理论与基本概念
地下建筑结构基本理论与基本概念的讲授是培养工程师专业素养的关键环节,主要讲授内容应包括:地下建筑结构的基本概念、地下建筑结构设计的基本方法、地下工程的围岩分级方法以及地下工程与围岩的相互关系、地下建筑结构的荷载、地下建筑结构的材料和地下建筑结构的计算理论等内容。这部分内容充分考虑了该课程与其他课程的交叉融合,可让学生清晰认识到课程与其他课程的区别和联系,同时在整体上把握复杂多样的地下建筑结构形式的共性以及结构设计的核心原则和思想,同时应向学生介绍最新的地下建筑结构设计思维和技术。
随着建筑材料学科的发展,地下建筑结构支护所采用的新材料越来越多,因此认识了解新材料的类型、应用范围和性能等是提高学生实践水平的重要方面,因此地下建筑结构基本理论与基本概念应介绍常用和新型的建筑材料,如素喷混凝土、钢纤维喷射混凝土、树脂纤维喷射混凝土、钢锚杆、树脂锚杆、机械锚杆、超前管棚、超前小导管、预制混凝土管片、各类防水卷材、内装材料和注浆材料等。
由于地下结构与地层关系密切,理解结构与地层的相互作用是后续内容的重要前提,因此,应独立重点阐述,这部分内容也是与传统教材差别较大的部分。同时,新的地下建筑设计理论更侧重于“围岩控制”,因此该核心原则和思想也是重点教授的内容,因而教材内容还应涵盖地下工程围岩分级方法以及地下建筑工程地质分析方法等方面的内容。
(二)隧道结构设计
隧道是地下建筑结构的最常见的形式,也是毕业生工作后主要的工作对象,因此这部分是课程的核心内容。同时,隧道结构形式多样,其结构形式差别较大,设计方法也有所不同,因此课程内容设置应以隧道结构形式进行安排,该部分内容应包括:隧道工程的勘察、隧道结构的总体设计、洞门与明洞设计、新奥法隧道支护结构设计、盾构法/TBM法隧道管片式衬砌结构设计、沉管法隧道结构设计和其他隧道结构形式等内容。在课程讲授过程中,应重点介绍结构的特征、工作原理、结构构造和设计计算方法,同时也应介绍实践中工程师常要面对的隧道设计的基础工作。其中,在隧道结构设计计算方法内容中,传统教材中主要介绍的是结构力学的计算方法,而在实际生产中用于弹性地基理论和有限元技术的发展目前基于“荷载―结构”模式的有限元计算方法已成为主流的计算方法,因此在此内容中应介绍传统的计算方法,并掌握新的计算理论。
(三)其他地下建筑结构
除了隧道以外,还有多种地下建筑结构形式,而随着土木建筑专业各领域的交叉渗透,毕业生面向的工作对象往往不只局限于隧道结构,因此学生掌握和了解其他地下建筑结构形式的设计也是十分必要的。该部分内容包括:基坑支护结构、地下商业街、停车场和附建式地下结构、沉井和沉箱结构、大型地下洞库和其他地下建筑结构形式。此类地下结构形式结构复杂,形式各异,主要应以介绍结构构造为主。在计算理论方面,目前复杂结构的设计主要以“荷载―结构”计算模式的有限元计算方法为主,对于大型地下洞库和地层条件复杂的地下结构则应介绍目前流行的“地层―结构”计算模式的有限元计算方法。
四、结语
随着地下工程行业的发展和人才水平需求的提高,《地下建筑结构设计》课程内容亟需根据专业和行业的发展进行适当的调整,同时随着土木建筑专业各领域的交叉渗透,毕业生面向的工作对象多种多样,因此让学生掌握结构设计的核心思维和最新的方法和技术,认识和熟悉常见的地下建筑结构形式,掌握其设计方法是十分重要的。以面向工程实践需求和毕业生实践能力提高为核心教学目标,对《地下建筑结构设计》课程内容进行了探讨,构建了面向工程实践的新的地下建筑结构课程内容体系,希望对地下建筑学科的发展具有积极的意义。
参考文献:
[1]陈建平,吴立,闫天俊,许文峰.地下建筑结构[M].北京:人民交通出版社,2008.
[2]刘增容.地下建筑结构[M].北京:中国建筑工业出版社,2011.
引言
桥梁毕业设计是对该专业学生本科四年做的最后的检测和提高。毕业设计检测了学生四年来对本专业知识的综合掌握、运用的情况,提高了学生运用所学知识独立分析问题、解决问题的能力。毕业设计的质量直接反映了学校的人才培养水平。因此,要根据时势制定一个更加合理的桥梁毕业设计方案至关重要。既要肯定它已有的合理、有效的一面,又要对其存在的不足加以细致的分析。通过对毕业设计的探讨,完善改革毕业设计的方案,优化学生毕业设计的质量。
一、对桥梁工程毕业设计的认识
(一)桥梁工程毕业设计已经有了系统的设计内容、流程
桥梁工程毕业设计让学生在本科最后的时间里对一座桥梁的设计有着更加系统的,全面的认识和理解,同时锻炼了学生的创新、计算分析、电脑绘图计算、文档规整、答辩应对等各方面的能力。其内容包括:水文计算,总体设计及方案比选,完成开题报告,尺寸拟定,结构设计计算,桥梁总体布置图及施工图的绘制,工程数量计算及工程预算,计算书的编制与总结,毕业答辩[1]。这些内容的独自完成对学生不论在读研还是工作中都有很大的帮助。桥梁工程毕业设计有小组分配,专业老师的指导,阶段性的检查,答辩。这些让学生有独立思考的空间,小组的讨论和老师的答疑解惑以及适当的紧迫感,保证了学生毕业设计的顺利完成。
(二)桥梁工程毕业设计尚存在不足
高校扩招和就业压力导致老师资源短缺,学生设计草率。高校扩招直接导致了教师资源的相对短缺,原本以导师学识、精力而论,一名老师指导的学生控制在5名以内可以取得较好的效果,然而现在往往要指导10名左右的学生,使得导师的指导效果较差,影响学生毕业设计的质量。学生就业压力大是影响毕业设计保质保量完成的另外一个原因,很多学生面临就业的压力,花费了很多的精力在寻找合适的工作上,这就导致了学生没有更多的心思去完成毕业设计的内容[2],学生往往对待毕业设计马虎草率,毕业设计质量下降。桥型方案选择单一,且有照搬往届毕业设计现象,缺乏创新性。好的设计课题是保证毕业设计高质量的关键。桥型大致可分为梁桥、拱桥、斜拉桥、悬索桥和组合式桥梁,很多学生在桥型选择时往往不是根据地形地貌、地质因素、通航要求等要素来进行考虑,而是看何种桥型好做,何种桥型毕业设计可以找到参考的模板来确定桥型[1]。导致大部分学生会选择梁桥,且又以等截面或变截面连续梁桥为设计方案,而如斜拉桥、悬索桥、钢架桥等有特色且实际工程使用较多的桥型却很少学生会选择。更甚者是由导师给定毕业设计的桥型方案,只要满足教学大纲要求即可,往往会出现“假题真做”的形式,学生无法根据实际工程情况去选题设计。而且,有一些学生会照搬往届毕业设计为模板,在修改一些数据之后变为己用,这就严重影响了学生对毕业设计的态度,以及学生完成毕业设计质量,并对学生发挥创新性有着不好的影响。设计内容较多,设计时间较少,结果华而不实。系统、全面的设计内容固然可以使学生了解更多的设计知识,然而常规的设计周期为12周,相对设计内容而言设计时间较少,加上部分学生对基础知识掌握不牢靠,对绘图的基本要求不熟悉。学生在完成了大量的设计内容之后,可以呈现出很多所谓的设计成果,可是这些成果很多是华而不实,学生只是大概地理解设计内容的原理,步骤,然而却不能精通,如在施工图的电绘电算过程中,一些学生只是知道计算出结果,却不知道对错,更不清楚原理。并且有些学生因为时间紧迫,一些设计成果并不是自己的[3]。原本是为了让学生对桥梁设计有更深入地理解,却并没有达到毕业设计想要给学生的效果意义。指导老师经验不足,责任心不强。有些指导老师自身知识和指导毕业设计的经验不足,没有给学生比较详细,有效的解答,部分学生并没有真正的理解设计的内容,使得指导的效率比较低。也有些指导老师责任心不够,没有给学生进行全面的指导,或者直接由其他指导老师代为指导,指导过程把握不够严格,学生对导师没有信任感,对毕业设计也就缺乏上进心。再加上毕业设计一些标准不统一,导师要求不一样,导师之间又不能及时的交流并向学生传达修改意见,使得学生进行一定的计算之后又重新修改,拖慢了设计的进程,甚至在最后答辩之时因不同导师意见不同而影响学生的毕业答辩。毕业设计评价体系不够科学,有效。目前毕业设计的成绩是由指导教师评分,交叉评阅老师评分,答辩老师评分共同组成。但是往往最后的答辩评分所占比重过重,有些学生虽然设计的过程认真上进,却因为最后答辩的表现不够好没有得到应有的成绩。并且,学生在中期检查中,评阅老师往往只是检查一下设计进度,并没有对设计内容进行细致的检查询问,很多问题在最后的答辩中才被发现,而这时学生并没有时间和心思去修改,理解设计的内容。同时也会出现一些学生抄袭,蒙混过关的现象。学生降低对毕业设计重要性的认识,也就降低了他们的创新性,降低了毕业设计对学生的意义。
二、对桥梁工程毕业设计的探讨
延长毕业设计时长,优化毕业设计内容,选题要因材施教,学生自由选择设计题目。为了让学生更早进入状态,对毕业设计的内容有个更清晰的思路,做更充实的准备,可以在第七学期末将毕业设计的启动时间提前一周到两周,避免学生一直到毕业设计之后的一两周还在迷茫,影响毕业设计的进度[3]。合理地压缩毕业设计的内容,使学生在相对充足的时间内,既能对该掌握的桥梁知识有个清楚地了解,又不至于在一些没有意义的计算或者绘图上耽误时间精力。选题的时候,应该因人而异,对于要读研的学生来说,可以让学生做一些跟研究生导师研究课题相关的设计方案,帮助学生更快地过渡到研究生的教育阶段;而对于要从事工作的学生来说,可以结合工程实际来选择设计方案[2]。如此,根据每个学生不同的情况,保证学生自由选择适合自己的设计方案,让学生可以“真题真做”,而不是由指导老师给定设计方案,限制学生的创新性。同时,设计的内容,应保证四年之内没有重复,防止学生照搬往届的设计模板,影响毕业设计的质量。毕业设计的内容应融入到平时的课时中去,加强学生电绘电算的能力。毕业设计的内容较全面,对于部分学生来说,在规定的时间里,要将毕业设计的内容很好地“消化吸收”比较困难。因此,在平时的课时中,授课老师应该将毕业设计的内容尽多地讲到再加以强调,并以课后作业或者课程设计的形式让学生提前理解毕业设计的内容,让学生在做毕业设计时更加有效,也增强了学生设计的信心,保障了设计的进度。还要加强学生对电脑软件的学习使用,不论在今后的读研还是工作中,专业相关的软件使用是必不可少的,应该在平时的课时安排中保证学生对桥梁专业软件,如CAD,桥梁博士或Midas/Civil,有基本的绘画,计算能力,再加上应有的理论指导,让学生不仅在做毕业设计时能顺利进行,对学生今后的发展也是很有帮助的。开展专题性讲座,外聘科研、设计院、企业的高级工程技术人员进行指导[4,5]。在毕业设计开始前,进行中期,开展一些专题性的讲座,既是拓宽学生的知识面,启发学生的思维,让学生在做毕业设计前有个较清晰地思路。又能让学生在做设计过程中,及时解决所面临的问题,对毕业设计的某些内容有个更加充分的理解。聘请一些科研、设计院、企业的高级工程技术人员作为指导老师,再配合学院的教师联合指导,及时掌握最新的工程设计实例,了解更新的计算方法,设计理论,规章规范,提高设计的效率和质量。同时增加了学生对导师的信心,提高了学生设计的积极性,让设计过程更有意义。提高老师的指导水平和责任心,加强教师间交流,规范设计要求,统一设计标准。在双主体教育思想———“学生中心,教师主导”中[5],指导老师起着重要的作用,老师的指导水平和责任心对学生完成较高质量的毕业设计影响较大。因此,不仅是老师指导学生、管理学生,学生、学院也要对老师加以监督约束,保证老师指导学生的时间量和指导效率。避免挂名指导老师的发生,切切实实的做到师生互动。老师跟学生之间不仅可以面对面交流,也可以通过网络交流软件进行随时的指导[6]。此外,指导老师之间要加强交流,规范设计要求,统一设计标准,让一些设计规范,设计参数等在师生们共同知晓、认可的情况下进行使用,并定期开展例会,及时解决各阶段学生面临的问题,统一应对方法,切实有效地给予学生指导帮助。加强阶段检查,完善评价体系。毕业设计的过程中,学生完成的进度和质量,指导老师要进行阶段性的检查,可以三到四周作为一个阶段,督促学生适当调整设计的进度,提高设计的质量。同时,中期的指导老师交叉评阅应较为重视,评阅老师既要检查学生完成的进度,又要对学生进行小答辩,询问学生对设计内容的理解程度,保证学生独立完成设计内容,并对设计过程有着清晰的思路和理解,对学生中期就出现的问题进行及时督促改正。评价体系的完善关系着学生对毕业设计的看法。首先,评分占比分配:指导老师占25%,考察学生的平时表现,完成的工作量和论文水平;交叉评阅占25%,考察学生的选题,设计态度,工作量,设计绘图和计算内容的理解程度等;答辩占50%,答辩评分不宜占比过高,防止因为学生答辩时的表达能力好坏而判断学生设计水平。还要控制复答辩的人数,给学生造成适当的压力。同时,应采取公开答辩的形式,让其他学生参与答辩之中,认真旁听并提问,通过师生互动,既活跃了气氛,又引导学生更加重视毕业答辩[3]。
三、结束语
通过对桥梁毕业设计的认识和探讨,能够更好地发挥出毕业设计的作用,也能体现学校对人才培养的重视。将毕业设计不足之处大胆指出,对毕业设计认真探讨寻找改良措施,是对师生的负责。学生也应对基础理论,专业知识,电绘电算,设计原则、方法、步骤,创新性思维等有个更清晰地理解掌握,树立正确的设计思想和实事求是、认真严谨、勤奋耐劳、勇于创新的作风,为桥梁事业的发展献出自己的一份力。
参考文献
[1]徐光亚,刘小燕,易壮鹏.桥梁工程专业毕业设计中创新能力培养的研究与实践[J].中国电力教育,2013,263(4):158-159.
[2]钟轶峰,张亮亮.道路与桥梁工程本科毕业设计改革与实践[J].高等建筑教育,2009,18(1):101-104.
[3]赵秋,陈友杰.桥梁工程方向毕业设计存在问题与探讨[J].高等建筑教育,2014(5):119-122.
[4]李学文,颜东煌.桥梁工程专业毕业设计教学改革和实践[J].交通高教研究,2002(4):75-76.
作者简介:陈明军(1962-),男,浙江嵊州人,浙江工业大学信息工程学院电气工程系主任,副教授;罗攸宏(1961-),女,浙江瞿州人,浙江工业大学信息工程学院,实验师。(浙江杭州310032)
基金项目:本文系浙江工业大学教改基金项目(项目编号:JG10814)的研究成果。
中图分类号:G647 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2012)08-0032-02
一、毕业设计的地位和作用
毕业设计是大学生最后一个也是最重要的一个实践环节,是大学生衔接学校和社会的一个重要阶段。它既是对所学理论知识的全面检验和总结,也是为增强综合实践能力和创新能力,尽快适应社会奠定基础。毕业设计质量的高低是高校教学质量的直接反映。《教育部办公厅关于加强普通高等学校毕业设计(论文)工作的通知》中指出:“毕业设计(论文)是实现培养目标的重要教学环节。毕业设计(论文)在培养大学生探求真理、强化社会意识、进行科学研究基本训练、提高综合实践能力与素质等方面,具有不可替代的作用,是教育与生产劳动和社会实践相结合的重要体现,是培养大学生的创新能力、实践能力和创业精神的重要实践环节。”
二、毕业设计教学质量监控点的设置
毕业设计是经历时间最长,经历阶段最多,教学背景最复杂的实践教学环节。这个阶段如果质量监控环节设置不合理或监控不到位,会严重影响到教学质量。
从大的方面,按时间顺序,可把毕业设计分为毕业设计准备、毕业设计进行、毕业设计结尾三个阶段,各个阶段又可分为若干个点。
1.毕业设计准备阶段
在准备阶段,可把毕业设计分为以下几个点:
毕业设计启动的动员;毕业设计题目的酝酿;毕业设计题目申报,提交毕业设计申报书;毕业设计题目及内容审查;题目公布,供学生选择,召开双向选择会;落实题目选配工作,最后张榜公示;填写毕业设计任务书;审核毕业设计任务书;下达毕业设计任务书;指导教师给学生下达毕业设计进程安排和要求,安排指导计划。
2.毕业设计进行阶段
文献检索、外文翻译、文献综述报告;开题报告;毕业设计进行;毕业设计检查和中期答辩;完善设计内容;撰写毕业论文。
3.毕业设计结尾阶段
指导教师评阅毕业论文;毕业设计成果演示;评阅人评阅毕业论文;毕业答辩,评定成绩;上交材料。
三、毕业设计教学质量各节点的监控
1.毕业设计的准备阶段
毕业设计前期的准备工作是十分重要的。良好的开端是成功的一半,一个优良的毕业设计一定包含一个充足的前期准备。
(1)毕业设计启动的动员。毕业设计的动员是一个很重要的环节,必须坚持。动员分学院和系(教研室)二级,要让教师和学生都明确毕业设计的目的、意义、步骤和要求。系(教研室)的动员要着重针对自己的专业特点进行布置。
(2)毕业设计题目的酝酿。毕业设计题目的确定实际上是一个很重要的环节,往往有的老师随便想几个题目就上报了,不进行深思熟虑,没有考虑多方面的因素,完全按照自己的意愿行事。这样会产生很多问题,如有的题目根本不符合本专业的要求,超出本专业的范围;有的年轻教师把读博士时的题目拿来给本科生做,题目难度过大;有的过于简单,工作量太少;还有一些题目多年重复使用。所以毕业设计题目的确定要求先在各研究所进行讨论,年轻教师的题目由老教师把关,题目要符合本专业的发展方向,也要把握好难易程度。
(3)毕业设计的申报。要求填写《毕业设计(论文)题目申报表》,做到一人一题,一人一表。申报表要阐明本题的目的、要求、内容、国内外进展、重点、难点、设备条件、对学生的要求等,为师生双向选择提供依据。
(4)毕业设计题目及内容审查。在各研究所进行出题把关的基础上,题目申报表汇总到系(教研室),由系组织专家小组对题目进行审核,对不符合要求的题目返还给老师进行重新命题,仍然不符合要求的不予受理。
(5)题目公布,供学生选择,召开“双向选择”大会。题目审核通过后,向全体学生公布,然后召开“双向选择”大会。每个老师要做好PPT,在会上每个题目有3分钟推介时间。让学生选择自己感兴趣、适合自己的题目是进行双向选择的最重要的目的。一般要求收集到1∶1.2以上的题目供学生选择。学生按兴趣排序选择3个题目,每个题目按学生选择的次序配制。当有多个学生第一志愿填报同一个题目时,才有老师的选择权,若第一志愿只有一个学生,不管该学生成绩如何,老师不得放弃,特别是学习较差的学生。所以双向选择主要是让学生有更多选择题目和老师的权利。
(6)落实题目选配工作,最后张榜公示。系主任(教研室主任)根据学生的志愿顺序进行选配。由于有重选,选配过程通常要进行多个来回,选配完成后在网上张榜公示。
(7)填写毕业设计任务书。学生选题完成后,教师要给每个学生填写《毕业设计(论文)任务书》,毕业设计任务书可给出样板,内容、要求、条件等必须明确。任务书是学生最终完成毕业设计情况的依据,所以任务书中各项目内容要切实可行,难易适中。
(8)审核毕业设计任务书。对任务书提出的内容、要求、条件等内容及是否规范和可行由系主任(教研室主任)组织专家小组进行审核。审核通过,经系主任签字报学院主管领导批准才能下达给学生。
(9)下达毕业设计任务书。经审批后的任务书下达给学生,要求指导教师对任务书的每一条内容向学生交代清楚,学生按任务书规定的要求开展毕业设计,完成任务书规定的内容。
(10)指导教师给学生下达毕业设计进程安排和要求,安排指导计划。为了让学生有序按时地完成毕业设计工作,教师必须填写《毕业设计(论文)指导进程安排表》,进程表按周设置,写清楚每周要学生设计的内容,还可给出重点、难点和基本思路。
2.毕业设计阶段
在毕业设计开始后,教师要严格把握好各个环节。
(1)文献检索、外文翻译、文献综述。要求针对毕业设计题目涉及的内容,查阅相关资料,检索中文论文不少于15篇,英文论文不少于3篇,并写出不少于4000字的文献综述报告。翻译2篇英文论文,不少于2万字符。英文的原文必须是最近几年在期刊发表的与课题相关的学术论文。指导教师要对文献综述报告的格式和内容,英文翻译的质量严格把关。
(2)开题报告。要求学生制定好毕业设计的技术线路,明确设计的重点、难点及应对策略,时间安排,并写出4000字以上的开题报告,做好PPT,向指导小组作开题报告。指导小组应及时指出学生开题中存在的问题,并给予指导。
(3)毕业设计阶段。这是毕业设计中最重要的阶段。在毕业设计阶段,指导教师除了对学生个别分散指导外,每周必须对学生进行集中指导,并填写《毕业设计(论文)指导记录》。指导时要求对学生前面的工作进行总结,存在的问题进行解答,对重点、难点进行分析,布置下面要做的工作。教师要随时掌握学生毕业设计的进程,避免学生前松后紧,影响毕业设计进程和质量。
(4)毕业设计检查和中期答辩。学校、学院和系对学生的文献综述、外文翻译、开题报告进行抽查,对毕业设计进程和指导情况进行抽查。督导组平时也要进行不定期的检查。
为了促进学生的毕业设计进程,对学生的毕业设计开展中期答辩,对优秀的学生给予表扬,对进程滞后的学生发出警告,对不专心做毕业设计,进程严重滞后的学生取消毕业设计资格,以严肃毕业设计纪律,提高毕业设计质量。
(5)完善设计内容。对毕业设计各部分和总体内容进行完善,对设计参数进行优化,在得到初步成果的基础上,尽量使设计结果达到最优。
(6)撰写毕业论文。设计完成后,在指导教师的指导下进行论文撰写,先写出论文提纲,经教师审核后开始写论文。要求论文结构严谨,层次清晰,语言准确,文字流畅,格式规范,设计图纸清晰正确。
3.毕业设计结尾阶段
(1)检查毕业设计成果,准备毕业答辩。由毕业设计答辩小组成员按照指导教师任务书给定的任务检查其完成的情况,学生要对其设计的成果进行实物演示,教师对其成果进行点评,并填写《毕业设计(论文)成果演示记录》。
(2)论文评阅。学生论文先要交给指导教师阅读、修改、评定,填写《毕业设计(论文)指导教师评语》,然后交给答辩小组的其他老师进行评阅,填写《毕业设计(论文)评阅人评语》。
(3)毕业答辩,评定成绩。学生的毕业答辩是毕业设计的最后环节,学生的毕业设计成绩主要由以下各方面综合评定:文献查阅与综述、外文翻译、开题报告、中期答辩、成果演示情况、论文(设计说明书)质量、答辩情况。论文(设计说明书)又从技术水平与实际能力、成果的新颖性、论文撰写的质量等各方面评定。小组优秀的学生一般还要进行一次大组答辩,最后确定毕业设计真正优秀的学生。对于小组答辩不及格的学生,还有一次大组答辩的机会,最终确定其能否通过。
(6)上交材料。将论文装订成册,同时将文献综述、外文翻译、开题报告、任务书、进程表、指导记录、演示记录、指导评语、评阅评语、答辩记录等附件装订成册,上交学院保存。
四、结束语
相对于理论教学,毕业设计进程中背景比较复杂,学生的心态比原来也已经有很大的改变,考研、就业等一些现实问题困扰着他们,指导教师自身也会存在这样那样的问题,影响教学质量的因素繁多,因此毕业设计各个环节的监控显得更为重要。按照文中的监控点严格把关,不断采集、反馈和改进,毕业设计的质量将会得到良好的保证。
参考文献:
[1]教育部高等学校电气工程及其自动化专业教学指导分委员会.第六届全国高校电气工程及其自动化专业教学改革研讨会论文集(上、下集)[C].哈尔滨,2009.
[2]教育部高等学校电气工程及其自动化专业教学指导分委员会.第七届全国高校电气工程及其自动化专业教学改革研讨会论文集[C].济南,2010.