時間:2022-10-17 18:29:14
緒論:在尋找寫作靈感嗎?愛發(fā)表網(wǎng)為您精選了8篇工程科技論文,愿這些內(nèi)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!
1.1大工程觀的提出
20世紀80年代以后,美國工程教育界逐漸認識到教育與實踐之間存在巨大裂痕,教育向科學化和狹義技術化發(fā)展,使得教育離實踐性越來越遠,培養(yǎng)出來的人才遠遠不能滿足市場需要,從而掀起了工程教育“回歸工程”的浪潮;1994年美國麻省理工學院工學院院長莫西斯正式提出大工程觀這一概念,他認為工程教育不僅應該讓學生學習工程科學的知識和理論,還應該讓學生接觸到大規(guī)模的復雜系統(tǒng)的分析和管理,學會對有關技術學科知識的整合,增強對更大范圍內(nèi)經(jīng)濟、社會政治和技術系統(tǒng)的了解。
1.2大學生科技創(chuàng)新活動的內(nèi)涵
課堂教學以外的一切科技活動。從形式上分為兩類。一類是思想、思維的創(chuàng)新;另一類是實物、成果創(chuàng)新。包括大學生創(chuàng)業(yè)計劃大賽、暑期科技、文化、衛(wèi)生三下鄉(xiāng)活動、科技協(xié)會興趣小組活動、開放性實驗室創(chuàng)新活動、科技作品、參與教師課題專利的研究研發(fā)、參與新產(chǎn)品開發(fā)、電腦軟件設計、挑戰(zhàn)杯等全國大學生課外學術科技作品競賽等,涵蓋范圍廣,除課堂以外科技活動都可包含在內(nèi),因此大學生科技創(chuàng)新活動是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才最有效的手段和途徑之一。
1.3大工程觀與大學生科技創(chuàng)新活動之間的關系
大學生科技創(chuàng)新活動作為“第二課堂”,成為大工程觀的載體和平臺。大工程觀引領大學生科技創(chuàng)新活動,一方面促進學生對知識的理解和掌握,使之內(nèi)化;另一方面,使學生所掌握的工程理論知識轉化為工程技能,實現(xiàn)大學生在高校與社會的對接,縮短課堂教學與生產(chǎn)實踐的距離??萍紕?chuàng)新活動作為學生工程知識轉化為工程能力的載體,體現(xiàn)了工程教育活動的內(nèi)在規(guī)律和最終目的。學會在科技創(chuàng)新的活動中,學習到如何正確處理各種社會關系和人際關系來提高自己的溝通能力、人際交往能力、表達能力、團體協(xié)作能力和管理能力。在實際接觸社會的過程中,科技創(chuàng)新活動緩解了學生在理論知識與工程實際之間脫節(jié)的矛盾,在檢驗書本理論知識正確與否的同時,實現(xiàn)了學生對工程知識的內(nèi)化和繼承,為學生盡早適應工程實際奠定了基礎。
2大工程視域下大學生科技創(chuàng)新活動的培養(yǎng)
2.1觀念轉變
思想是行動的指南,只有進行觀念更新,才能展開符合大工程觀的大學生科技創(chuàng)新活動。傳統(tǒng)教育中,對于大學生科技創(chuàng)新活動的培養(yǎng),忽視了社會性和實踐性的需求,大工程觀視域下,就是要大學生科技創(chuàng)新活動培養(yǎng)模式轉向以工程設計和實踐能力訓練為重點的大學生科技創(chuàng)新活動體系。思想觀念的轉變,需要時間,更重要的是做好宣傳和動員工作。從大學生科技創(chuàng)新活動的主力來看,主要為在校大三、研二以上學生,通過了專業(yè)基礎知識的學習,進入到實踐環(huán)節(jié)。但是科技創(chuàng)新大工程觀念的灌輸要在大一、研一就開始入手。時間上的提前,入校后強化宣傳,廣泛動員??梢岳眯旅襟w等現(xiàn)代化宣傳途徑進行宣傳;同時,樹立科技創(chuàng)新典型,邀請校內(nèi)外創(chuàng)新活動中成績優(yōu)異的大學生參加講座論壇。鼓勵跨學科、跨專業(yè)組合參賽。
2.2變被動的學習為主動的學習
面對知識經(jīng)濟時代的到來,大學必須實施創(chuàng)新教育以培養(yǎng)高素質的創(chuàng)新人才為目標。大學生科技創(chuàng)新活動具有理論聯(lián)系實際的功能,活動的開展能夠充分激發(fā)學生的自主性,形成濃郁的創(chuàng)新氛圍,激發(fā)學生的創(chuàng)造激情,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。因此,科技創(chuàng)新活動是大學創(chuàng)新教育不可缺少的重要載體和平臺,是大學生自主學習自由的重要體現(xiàn),可以引導學生盡早進入科研、學術和創(chuàng)造領域,對培養(yǎng)大學生的創(chuàng)新素質,特別對于培養(yǎng)和造就高尖端科技人才具有不可替代的作用。同時,大學生科技創(chuàng)新活動有利于促進第一課堂的教學內(nèi)容,調(diào)動學生課堂學習的主動性和積極性,形成課內(nèi)外相互促進的良性機制。毫無疑問,將科技創(chuàng)新活動納入整個教育教學體系之中是未來高校的發(fā)展趨勢。
2.3大學生綜合素質的養(yǎng)成
(1)大學生專業(yè)技能的培養(yǎng)。大學生科技創(chuàng)新人才應具有扎實的理論基礎、超常的創(chuàng)新理念、敏銳的創(chuàng)新思維、基本的創(chuàng)新技能和優(yōu)秀的創(chuàng)新人格。專業(yè)技能主要包括理論知識的掌握和創(chuàng)新技能的提高。之前是以成績高低為唯一評判標準的簡單模式。而大工程觀下,學生成績高低成為專業(yè)技能掌握的一個方面,另一個方面是對創(chuàng)新技能的要求。就是一個對創(chuàng)新主題的信息加工能力,動手和操作能力,創(chuàng)新成果的表達能力以及感悟能力等相結合應運的綜合技能。這成為創(chuàng)新人才培養(yǎng)的關鍵。
(2)人文素質的養(yǎng)成。“要把學生的創(chuàng)新潛能轉化為現(xiàn)實創(chuàng)造力,必須注重氛圍的營造”②,很多高校單純地以就業(yè)率升學率為標準,忽略了人文素質的養(yǎng)成。使得大學生缺少社會責任感,集體觀念淡薄,自由散漫,以自我為中心的情況普遍;同時學風浮夸,缺少鉆研精神,考試采取臨時抱佛腳的方法,缺乏真才實學。尤其忽視文、史、哲及藝術修養(yǎng)的提高。因此學生缺乏最基本的禮貌素養(yǎng)、道德觀和社會責任感。
3大工程視域下大學生科技創(chuàng)新活動的發(fā)展趨勢
3.1學校為學生搭建大學生科技創(chuàng)新活動多形式平臺
科技創(chuàng)新活動的形式多種多樣??梢圆扇⌒率秸n堂教學。由創(chuàng)新思維活躍或在創(chuàng)新方面卓有成效的教師執(zhí)教,給學生介紹創(chuàng)新的思維方法和認知規(guī)律,引導學生發(fā)現(xiàn)問題、思考問題、解決問題。同時,采取“請進來”與“走出去”的方式。將已畢業(yè)的科技創(chuàng)新骨干和標兵邀請回母校,與大學生面對面地進行交流,直觀宣傳科技創(chuàng)新帶給大學生成長成才的有益幫助,以自身良好的發(fā)展前景鼓勵大學生,看到科技創(chuàng)新所帶來的美好愿景。同時,可以進行校企交流“走出去”,讓大學生走出校園,面向社會,主動去了解社會,參與企業(yè)發(fā)展,更加直觀認識到社會對人才的需求情況,了解創(chuàng)新在未來工作發(fā)展中的重要地位。
3.2產(chǎn)學研合作發(fā)展趨勢,大學生科技創(chuàng)新活動走向社會
大學生科技創(chuàng)新活動走向“產(chǎn)學研”合作培養(yǎng)是未來發(fā)展的必然趨勢。高校一改象牙塔的培養(yǎng)模式,直接走向社會生產(chǎn)和科研實踐第一線。學生不僅直接參加科研項目,還參與企業(yè)、公司的生產(chǎn)、經(jīng)營和管理過程的各個環(huán)節(jié)。這讓大學生提前進入了高校和社會的中間地帶,為未來走向社會提供了更好的適應能力。產(chǎn)學研合作培養(yǎng)模式不僅加強了高校與社會的廣泛聯(lián)系,爭取到更多的資金支持,而且使學生直接參與“產(chǎn)學研”合作,是現(xiàn)代社會的新型教育模式,是被國際高等教育實踐證明了的成功經(jīng)驗,是培養(yǎng)具備大工程觀思想的高素質人才的重要途徑。為大學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)提供真實的工程實踐平臺,讓大學生了解企業(yè)、社會的真實需求,掌握企業(yè)先進的技術和文化理念,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力,鍛煉提高學生的工程設計和工程實踐能力,通過“產(chǎn)學研”合作,結合三方力量,共同打造科技創(chuàng)新型人才。
3.3建立適當激勵機制
高校對學生的評判標準相對單一,主要是通過成績考核。而從數(shù)據(jù)分析來看,科技創(chuàng)新人才有時候并不是成績最優(yōu)秀的人才。成績優(yōu)秀的人才往往學校有高額的獎學金和各種類型的企業(yè)獎學金,形成了較為系統(tǒng)和有保障的激勵機制。但是對于科技創(chuàng)新人的獎勵激勵機制還不夠健全。甚至科技創(chuàng)新成果都沒有和在校大學生最關心的學習成績和就業(yè)升學兩大問題掛鉤。因此,現(xiàn)高校迫切需要建立相適應的大學生科技創(chuàng)新活動激勵機制。同時,制定獎勵措施,對參與大學生科技創(chuàng)新活動的教師和學生進行表彰,總結培育各級各類先進典型,總結推廣先進集體、先進單位、先進個人的事跡和經(jīng)驗,充分發(fā)揮其示范引領作用。將教師的獲獎與職稱評定掛鉤,將學生的獲獎與高額獎學金和就業(yè)推薦掛鉤。獎懲機制同步進行,有獎必有罰,敢于批評和指出消極懈怠的單位和個人。這樣才能推動廣大教師和學生參與科技創(chuàng)新活動的積極性。
3.4加強指導教師隊伍建設
目前在中國技術信息飛速發(fā)展過程中,已經(jīng)逐漸成為這個社會發(fā)展的主流??刂乒こ虒儆谛畔⒓夹g一種,在我國各個行業(yè)得到了廣泛的應用。因此,小編在對控制工程在機械工程中應用的一些相關內(nèi)容,進行了篩選、分析和參選。希望帶領大家一起步入控制工程,給予大家一定程度上的幫助,以此提升??刂乒こ陶撐念}目如下:
1.MATLAB在《控制工程基礎》課程中的應用
2.材料成型及控制工程專業(yè)動態(tài)實踐教學的探索
3.過程裝備與控制工程專業(yè)建設探索
4.水污染控制工程綜合效益評估指標體系研究
5.控制工程碩士研究生實踐能力培養(yǎng)體系的構建與實踐
6.黃土丘陵溝壑區(qū)溝道土地整治小流域控制工程設計標準研究
7.材料成型及控制工程專業(yè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才培養(yǎng)模式改革研究
8.培養(yǎng)過程裝備與控制工程專業(yè)卓越工程師的思考
9.“控制工程領域工程碩士專業(yè)學位標準”中課程體系的制定研究
10.控制工程虛擬實驗平臺的研究與開發(fā)
11.控制工程領域工程碩士培養(yǎng)質量評估的方法與實踐
12.大氣污染控制工程實驗課程建設探討
13.環(huán)境工程專業(yè)“水污染控制工程”課程建設
14.控制理論與控制工程的發(fā)展與應用探討
15.控制工程領域工程碩士專業(yè)學位標準的制訂與實施建議
16.基于建筑設備節(jié)能優(yōu)化的控制工程研究
17.試論控制理論和控制工程的應用及發(fā)展前景
18.《控制工程基礎》教學中的計算機應用方法
19.過程裝備與控制工程專業(yè)定位以及發(fā)展方向的探討
20.長江口北支咸潮倒灌控制工程水動力數(shù)值模擬
21.過程裝備與控制工程和過程工程
22.談控制理論與控制工程的發(fā)展與應用
23.水污染控制工程課程體系的教學改革與應用型本科人才培養(yǎng)的探討
24.材料成型及控制工程專業(yè)應用創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式探索
25.控制工程在機械電子工程中的應用
26.過程裝備與控制工程專業(yè)知識結構和課程體系
27.淺談設計階段如何控制工程造價
28.工程教育專業(yè)認證引領下的控制工程課程實驗改革
29.基于卓越計劃的材料成型與控制工程專業(yè)認證探索
30.控制工程全日制專業(yè)學位研究生實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系建設探析
31.自適應理論在控制工程中的應用研究概況
32.《水污染控制工程實驗》教學改革的探討
33.淺析MATLAB在《控制工程基礎》教學中的應用
34.材料成型及控制工程專業(yè)教學改革的探索與實踐
35.材料成型及控制工程專業(yè)的改革與實踐探索
36.淺談工程造價咨詢對控制工程造價的影響
37.Matlab仿真在《控制工程基礎》教學中的應用
38.控制工程立體化教材建設
39.過程裝備與控制工程專業(yè)卓越工程師培養(yǎng)
40.強化工程實踐能力與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)
41.控制工程數(shù)學基礎”課程內(nèi)容體系改革研究
42.MATLAB軟件在《控制工程基礎》課程教學中的應用研究
43.《水污染控制工程》課程的教學改革與實踐
44.控制工程在機械電子工程中的應用
45.控制理論與控制工程的發(fā)展與應用
46.材料成型及控制工程專業(yè)引入計算機模擬方法教學的研究
47.沈陽工業(yè)大學材料成型及控制工程專業(yè)改革
48.金融工程視角下B-S模型與金融期貨價格研究
49.材料成型及控制工程專業(yè)的改革實踐
50.過程裝備與控制工程專業(yè)學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的思考與實踐
51.過程裝備與控制工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式的探討
52.基于LabVIEW和Simulink的過程控制工程虛擬實驗平臺開發(fā)
53.基于MATLAB/GUI的《控制工程基礎》課程數(shù)字仿真系統(tǒng)研究
54.材料成型及控制工程專業(yè)實踐教學體系研究
55.對過程裝備與控制工程專業(yè)背景的認識
56.控制工程全日制專業(yè)學位型碩士研究生培養(yǎng)模式的構建與實踐
57.基于環(huán)保設備工程專業(yè)的水污染控制工程課程建設初探
58.過程裝備與控制工程專業(yè)生產(chǎn)實習的探索與實踐
59.控制工程基礎”課程教學模式的研究與探索
60.水污染控制工程課程體系改革探討
61.我國材料成型及控制工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式研究
62.過程裝備與控制工程專業(yè)”實驗教學的改革與建設
63.控制工程基礎”課程教學改革探索與實踐
64.CDIO指導下材料成型及控制工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式研究
65.控制理論與控制工程的發(fā)展與應用
66.材料成型及控制工程專業(yè)“3+4”應用型人才培養(yǎng)方案探討
67.控制工程基礎課程教學模式的改革與實踐
68.關于“指揮與控制工程”學科的初步探討
69.蘇支河實施控制工程后對湖北省洞庭湖區(qū)荊南四河生態(tài)影響分析
70.控制工程技術及MCAI的設計
71.探析控制工程理論及工程應用
72.控制工程數(shù)學基礎”教學方法改革探討
73.電磁流體控制工程中的電磁環(huán)境特性研究
74.現(xiàn)代控制工程基礎虛擬實驗系統(tǒng)的研究
75.Flash技術在水污染控制工程實驗教學中的應用
76.緊貼行業(yè)需求,校企協(xié)同培養(yǎng)控制工程領域高層次應用型人才
77.基于LABVIEW軟件開發(fā)的控制工程基礎課程教學軟件的研究
78.材料成型及控制工程專業(yè)實踐性教學環(huán)節(jié)的思考與探索
79.“控制工程數(shù)學基礎”教學中Matlab仿真的輔助應用
80.應用型本科“控制工程基礎”課程的教學改革與實踐研究
81.機械工程類“控制工程基礎”課程教學研究
82.我國機械加工技術與控制工程概述
83.探索控制理論與控制工程的發(fā)展與應用
84.過程裝備與控制工程專業(yè)建設與特色的探索
85.《控制工程基礎》課程教學改革研究與探索
86.鄱陽湖控制工程對自然保護區(qū)生態(tài)環(huán)境的影響
87.材料成型及控制工程專業(yè)學生工程實踐能力的培養(yǎng)初探
88.材料成型控制工程基礎課程建設與教學改革探索
89.基于“卓越工程師培養(yǎng)”
90.材料成型與控制工程專業(yè)實踐教學思考
91.典型案例仿真技術在《控制工程基礎》教學中的應用
92.廣西大學過程裝備與控制工程專業(yè)就業(yè)與定位分析
93.控制工程基礎課程教學模式改革
94.過程裝備與控制工程專業(yè)立體化實驗教學的實踐與探索
95.過程控制工程課程教學改革與實踐
96.材料成型及控制工程專業(yè)CAE模塊化教學改革探索
97.關于機械制造與控制工程之間的聯(lián)系
98.材料成型與控制工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式的探索
熱能與動力工程所研究的內(nèi)容主要是指熱能與動力之間的合理轉化。在實際應用的過程中,可以依賴于多種不同的方式,實現(xiàn)熱能動力或熱能電能的合理轉換,以促進能源的高效率利用,發(fā)揮其在提升經(jīng)濟效應水平方面的重要價值。結合實踐經(jīng)驗來看,熱能與動力工程的應用在解決能源利用問題方面有著非常重要的價值,直接關系到電力企業(yè)的經(jīng)濟效益水平。當前實踐中,熱能與動力工程涉及多個學科,且各個學科相互關系非常復雜與系統(tǒng),后期應用中還可以支持電能與機械能的相互轉換,為社會經(jīng)濟的高速發(fā)展奠定了非常良好的基礎。從專業(yè)構成的角度來說,熱能與動力工程的研究內(nèi)容可以劃分為以下幾個專業(yè)模塊:第一是建立在熱能轉換與利用基礎上的熱能動力及其控制工程(包括新能源的開發(fā)、能源環(huán)境利用工程在內(nèi));第二是建立在內(nèi)燃機及其驅動系統(tǒng)基礎之上的熱力發(fā)電機及汽車工程;第三是建立在電能轉化為機械功基礎上的流體機械與制冷低溫工程;第四是建立在機械功轉化為電能基礎上的火力火電與水利水電動力工程。
2.熱能與動力工程對經(jīng)濟環(huán)境的影響
1)從經(jīng)濟角度來說,熱能與動力工程在我國的經(jīng)濟發(fā)展體系中有著非常普遍的應用,涉及多個相關的行業(yè)與領域。包括電力、鋼鐵、金屬、石油,以及建筑在內(nèi)的多個行業(yè)領域在自身發(fā)展過程中均對熱能有著相當大的需求。當前已形成的風力發(fā)電技術以及動力發(fā)電技術能夠通過一定的技術手段,將動力能轉化為電力,從而為電力事業(yè)的發(fā)展提供源源不斷的動力支持,為社會大眾創(chuàng)造更加良好的生活環(huán)境。結合我國的實際情況來看,電能是整個經(jīng)濟發(fā)展體系中的基礎與支柱,熱能與動力工程的應用勢必會為電能的發(fā)展營造一個更加良好的環(huán)境氛圍,以促進社會經(jīng)濟的良性發(fā)展。當然,在這一過程中,新能源的有效利用是實現(xiàn)社會健康可持續(xù)性發(fā)展的主要動力,因此必須充分結合社會發(fā)展的現(xiàn)狀,最大限度地利用并促進新能源的開發(fā),以創(chuàng)造出更加豐富的社會經(jīng)濟價值。2)從環(huán)境角度來說,結合我國各個行業(yè)領域對能源的利用現(xiàn)狀,發(fā)電功能的實現(xiàn)主要是通過煤炭或石油等常規(guī)能源來實現(xiàn)。然而,傳統(tǒng)意義上的生產(chǎn)方式無法控制污染物的排放。在此類常規(guī)能源轉化為電能的過程中,勢必會排出大量的有毒有害物質,所產(chǎn)生的物質不但會造成環(huán)境污染,同時也會對大眾的健康造成危害。為了促進經(jīng)濟水平的高速發(fā)展,很多時候會忽略環(huán)境保護的重要性,最終對整個生態(tài)環(huán)境造成非常不良的影響,當然也給人們的生活帶來了很大的不變。而在電力生產(chǎn)中通過對熱能與動力工程的應用,能夠很好地緩解生產(chǎn)中存在的困境,通過對各類清潔能源的綜合應用,減少生產(chǎn)過程中排放的污染物質,減輕環(huán)境污染,不但符合社會發(fā)展需求,還能夠為社會大眾提供優(yōu)良的生活環(huán)境,促進社會和諧可持續(xù)發(fā)展。
3.熱能與動力工程的創(chuàng)新應用
3.1熱能與動力工程在鍋爐及熱電廠中的應用現(xiàn)狀
1)熱能與動力工程得益于科學技術的不斷進步以及信息技術的應用使得其能夠被應用在鍋爐中。鍋爐是由外殼以及鍋爐使用過程中的電器控制系統(tǒng)組成,鍋爐在使用過程中主要是燃燒的過程,鑒于燃燒使得鍋爐產(chǎn)生極大的熱能,在爐底安裝控制器就是為了能夠隨時監(jiān)控鍋爐的運行情況,這也是保護鍋爐安全的重要手段之一。在鍋爐實際運行過程中,其自身就會形成一個自我保護系統(tǒng),它會將一定的機械熱能轉化為其他能量以達到保護自身的目的,但是,意外在所難免,往往或因為這部分轉化的能量而燒壞鍋爐,因此,必須要對鍋爐的運行進行智能化的管理與控制,從而能夠有效地使鍋爐的運行精密度得到提高。2)熱能與動力工程的應用主要表現(xiàn)在兩個方面:第一,在節(jié)流調(diào)節(jié)中改變工作狀況可能會造成不小的節(jié)流損失,但在溫度恒定的條件下,截流調(diào)節(jié)的負載適應性明顯高于噴管調(diào)節(jié),因此節(jié)流調(diào)節(jié)多適用于容量較小的機組;第二,噴管調(diào)節(jié)是在滿足負荷適應性的基礎上,為了能夠提高汽輪機的工作效率,達到平衡各種不同汽輪機的調(diào)節(jié)以及變化。
3.2熱能與動力工程在鍋爐與熱電廠中的技術創(chuàng)新
1)在熱能與動力工程研究領域中,如何實現(xiàn)對鍋爐在燃燒過程中熱能的轉化工作是非常重要的問題之一。在本領域技術創(chuàng)新的發(fā)展過程中,鍋爐的作業(yè)方式轉變?yōu)榱酥悄苁?,可促進鍋爐穩(wěn)定性以及安全性的提升。同時,考慮到燃燒期間的空氣、燃料與鍋爐溫度之間有非常密切的關系,因此可以通過對預設值的綜合比較實現(xiàn)對鍋爐性能的合理檢測。同時,工作人員也可以通過開展模擬實驗的方式,準確地評估鍋爐內(nèi)部的氣體流動情況,預先設置模擬數(shù)值,評估不同速度下所形成的矢量圖,以此為邊界層分離關系的研究提供參考依據(jù)。2)在熱能與動力工程的研究領域中,可以通過合理利用重熱現(xiàn)象的方式,根據(jù)熱電廠的實際運行情況,科學確定重熱系數(shù),以達到減少能量損失的目的。與此同時,從調(diào)頻角度上來說,相較于一次調(diào)頻模式而言,二次調(diào)頻的精確性更高。在電網(wǎng)頻率保持恒定的條件下,可以通過智能調(diào)節(jié)的方式對二次調(diào)頻預先設置對應的方程式,以實現(xiàn)對機組的重分配與組合,滿足控制功能的要求。
4.結語
實踐教學是加強學生專業(yè)知識教育,提高學生綜合素質,培養(yǎng)學生實踐能力和創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié)。社會上需要理論和實踐能力充分結合的綜合型人才,所以我們應該把實驗教學提升到實踐科學的高度來認識、探索、研究和實施,研究實踐方法,強化實踐過程,提高學生綜合分析問題和解決問題的能力。工藝實驗就是這樣一類專業(yè)實驗,實驗項目的提出結合科研方向,以工程訓練的方式完成實驗項目。這類實驗不同于一般的測試實驗,它需要多個工藝過程才能完成,包括方案的提出,方案的論證,各工藝過程的完成,性能的測試等,每一個過程都相當于一個單一的小實驗,有目的、內(nèi)容、原理、步驟等,所以多工藝實驗項目既能鍛煉學生的動手能力,又能鍛煉學生的創(chuàng)新能力、科研思維、綜合能力,不僅理論性很強,技術性和實踐性更強。華中科技大學光學與電子信息學院電子科學與技術專業(yè)開設的《電子器件制備工藝》就是這樣一門課程。
二、課程組織方式
工藝實驗不同于一般的課堂實驗,完成它需要較長時間,所以以課程設計方式組織實驗,教學形式以學生自主進行特定項目為主,教師參與指導并審核:學生自主完成方案的提出和論證,完成論證報告,指導教師審核,在理論可行的情況下,按照預約時間進入實驗室完成各工藝過程,最后測試器件或材料性能。學生可以自行決定實驗時間,在給定的期限內(nèi)完成全部實驗工藝。在電子器件制備工藝課程設計中,我們提供了學生實踐的時間和研究條件,學生自行設計方案,自行完成實驗,充分發(fā)揮了學生的主觀能動性和創(chuàng)造性,調(diào)動了學生的積極性,促進了學生的能力發(fā)展。
三、教學內(nèi)容的設計
電子器件制備工藝課程內(nèi)容,注重加強各不同研究方向之間的綜合,滿足學生寬口徑訓練的要求,不同的學生可以選擇不同興趣方向的題目類型來完成。選擇了興趣方向以后,就進入自行完成實驗的階段。整個課程的內(nèi)容包括:資料的查詢—方案的制定—方案的論證及審核—工藝過程—性能測試。
1.資料的查詢及方案制定。
選題后,學生要查閱資料,理解題目,消化和整理資料,寫出本實驗項目的設計報告,并從理論上論證實驗方案及結果。實驗方案確定后,在進入實驗操作之前,需要指導教師審核設計方案,以可行性和理論正確性為原則。這一步很重要,如果方案制定正確,整個項目就等于完成了一半,以后的實驗過程就會很順利,在工藝操作過程不出錯的情況下,基本能得出好的結論。
2.工藝的進行。
在進入實際工藝操作之前,學生應該充分了解工藝的原理、意義和目的,并且要了解各工藝的注意事項,以免出現(xiàn)設備的損壞、實驗的失敗等現(xiàn)象。在各個實驗工藝進行過程中,學生應該嚴格按照工藝要求進行,實驗教師也會要求學生嚴肅對待,發(fā)現(xiàn)問題要及時討論,并提出解決方案,力求使實驗出色完成。經(jīng)過整個工藝實驗過程,學生對專業(yè)的興趣提高了,獲得新知識的能力提高了,創(chuàng)新能力和研究思維得到了很好鍛煉,動手能力、操作技能、分析和解決問題的能力得到了很大的提高。
四、實驗教材的制定
工藝實驗課程的實驗教材內(nèi)容,主要從實驗過程入手,講解各工藝過程的目的和意義,以及該工藝所需設備的操作注意事項。盡量能詳細地講解實驗過程中可能存在的問題以及解決方法。
五、工藝實驗的組織實施
第一次接觸多工藝實驗項目的同學,一般要先參觀實驗室,然后進行實驗預約(設備預約),做好準備后進入實驗室(進行各工藝過程)。
1.參觀實驗室。
實踐教學是動手能力的培養(yǎng),多工藝實驗也不例外,但它與傳統(tǒng)的專業(yè)測試實驗又不同,需要完成一系列的操作才能達到教學目的。所以實驗前對即將要接觸的各環(huán)節(jié)(如設備、流程、注意事項等)必須做到心中有數(shù),提前熟悉實驗室,對實驗設備有感性認識,實驗過程可能出現(xiàn)的一些問題應該在進入實驗室之前就有心理準備,才能做到實驗時有的放矢。參觀實驗室可以以小組或班級為單位進入實驗室,實驗教師針對具體事項進行講解,解答學生心中的疑問。這個環(huán)節(jié)可以大大減少實驗中破壞性事件(如損壞設備等)的發(fā)生概率。
2.實驗預約。
實驗預約是一個很重要的環(huán)節(jié)。工藝實驗的預約不同于一般實驗,主要是針對設備的預約。由于實驗學生人數(shù)多,設備有限,在實驗進行期間,所有設備全天開放,而進行實驗的學生要分時分段進入實驗室。為了更好地安排實驗時間,我們設計了一個預約表格(表1),學生可以根據(jù)表格提示預約。
3.實驗過程參與情況跟蹤。
在工藝實驗中,由于以團隊形式進行,團隊成員中就存在自覺與不自覺、主動與不主動的問題,我們采用了實驗環(huán)節(jié)的登記制度,保證每個同學參與到每個環(huán)節(jié),就保證了讓每個參與的同學都了解各工藝過程的意義和作用,也為成績的評定提供參考。表2是小組完成工藝實驗流程登記表。上述措施既保證了每個同學各個工藝過程都要參加,同時對每個同學來說也保證了項目研究的完整性。
六、實驗評價體系的制訂
工藝實驗是以小組為單位進行,為了激發(fā)同學們的積極性,我們制定了特定的成績評價體系。傳統(tǒng)的成績評定體系,以教師作為評價主體,對實驗結果的判斷占據(jù)了主導地位,一般是根據(jù)實驗團隊的實驗結果判斷實驗團隊的總體成績,而無法對實驗團隊中的每一位成員做出具體評價。對于工藝實驗這一類型的項目來說,團隊多、周期長、環(huán)節(jié)多、課外工作量大,傳統(tǒng)的評價體系不能準確評價團隊中的每一個體。由于缺乏其他的評價主體,團隊中學生個人的實驗情況未得到充分考察,教師無法公平、公正地衡量每位學生在實驗團隊中的貢獻,打擊了部分學生的實踐積極性,嚴重影響課程效果。為了解決傳統(tǒng)成績評定的弊端,我們在成績評定中增加了學生的自評和互評環(huán)節(jié),讓學生自我評價,內(nèi)容包括實驗態(tài)度、資料檢索、創(chuàng)新性、團隊合作情況等,并讓學生對所在團隊中的其他成員進行評價。自評互評綜合形成每個學生的平時成績;再結合實驗結果的老師評定,形成學生的最終成績。通過成績評定方式的改變,大大增強了學生參與實驗的主動性,有助于學生進一步融入實驗,成為實驗課程真正的主人,端正實驗態(tài)度,避免“被動實驗”的消極情緒。
七、結論
關鍵詞:工程測量;課程設計;教學改革;評價方案
《工程測量》課程是我院開設的一門專業(yè)基礎課,主要面向土木工程、建筑學、工程管理、工程造價等專業(yè),本課程培養(yǎng)學生系統(tǒng)地掌握工程測量學的基本理論和基本技能,學會常規(guī)測量儀器的操作,了解測繪新儀器、新技術的原理及其應用,同時熟悉地形圖的應用,能夠從事相關專業(yè)中的測量工作,具有使用各種測量儀器的的能力,更好地從事測量方面的工作,以便更加適應社會需求[1]。
1工程測量課程基本信息
1.1主要內(nèi)容
《工程測量》課程主要內(nèi)容:水準測量、角度測量、距離測量與直線定向、測量誤差、小地區(qū)控制測量、地形圖的基本知識、大比例尺地形圖測繪及應用、建筑工程施工測量、道路工程測量、房屋建筑建筑物變形觀測等[2]。該課程教學主體上分為兩大模塊:理論教學和實踐教學,理論教學主要教授學生測量基本理論與方法,實踐教學主要是使學生正確熟練操作儀器并掌握相關的測量技能,具備解決工程施工能力。
1.2學時安排
我院的《工程測量》課程共48-64學時,3-4個學分,每學年有9個~11個班級授課,年修讀學生300人以上。
1.3與其他課程的關系
《工程測量》以建筑材料、建筑制圖等課程為基礎,同時又為建筑施工、砌體結構、地基與基礎等后繼專業(yè)課程提供必要的基礎知識。既是前面所學課程的延續(xù),又是學習后續(xù)課程的基礎,只有掌握了本課程的主要內(nèi)容并運用其它的專業(yè)和基礎知識,才能熟練完成項目施工過程的技術指導和管理。
1.4教學中出現(xiàn)的一些問題
隨著教學深入,也暴露出一些問題。主要有:(1)學生沒有吃透測量原理、不能很好的理論聯(lián)系實際[3];(2)在實踐操作中有諸多不合規(guī)范的操作習慣;(3)部分學生心態(tài)浮躁不得更適當?shù)膶W習方法、不能潛心研究學術問題。例如:不注重知識的連貫性學習;(4)面對棘手問題不能夠發(fā)散思維立足于新的視角合作的解決;(5)課程考核不能全面客觀的反應學生對該課程的學習掌握程度[4]。2工程測量課程教學改革設計思路課程體系與內(nèi)容的改革圍繞相關專業(yè)培養(yǎng)目標,以人才培養(yǎng)質量及人才全面發(fā)展、社會需求為導向,根據(jù)工程測量課程的教學特點和行業(yè)發(fā)展的新要求,不斷探索和深化教學改革,做到課程體系改革與教學內(nèi)容改革有計劃、有措施、有特色的落實到教學中的每一個環(huán)節(jié)。(1)在理論教學上,教學內(nèi)容吸取國內(nèi)其他更高水平院校同行的先進經(jīng)驗;深入到社會項目上,與一線的技術員和專家共同探討;優(yōu)化和完善工程測量教學大綱,適當刪減過時保守內(nèi)容或者僅作簡單講述;(2)在實踐教學上,積極加強校內(nèi)實驗室和校外實訓基地建設[5];通過測量技能大賽、產(chǎn)學研結合等多種方法,促進學生動手能力、創(chuàng)新能力;積極增加投入購置新型教學儀器設備,努力改善教學條件以滿足教學要求;加強與生產(chǎn)單位以及測繪儀器銷售商的交流;(3)在教學方法和教學手段上,形成了以授課課件、實踐操作錄像等方法相結合的立體感官教學方法[6][7];嚴格要求學生遵守測量規(guī)范和操作程序、培養(yǎng)良好的專業(yè)工作習慣,提高學生們的專業(yè)素質;通過參加專業(yè)比賽,鍛煉并檢測學生的測量技能,進一步提高學生們的測量專業(yè)知識;(4)另外,關注提高學生的“測、繪、算”技術能力,使學生熟練掌握全站儀,了解GPS測量技術[8],學習CASS成圖技術,讓學生嘗試結合EXCEL編寫簡單的計算軟件;(5)在考試改革上,采用綜合性筆試和平時性考核項目的多維度考核辦法,不斷探索優(yōu)化更加客觀的考核方式,以全面的反映出學生參與該課程學習的程度以及獲得該課程總體知識、能力、素質綜合成果的體現(xiàn)程度。
3工程測量課程目標
(1)掌握各類普通測量包括水準測量、角度測量、距離測量和小區(qū)域控制測量的基本原理和測量方法;并會正確規(guī)范熟練的使用各種常規(guī)測量儀器包括水準儀、經(jīng)緯儀和全站儀;(2)會結合現(xiàn)行規(guī)程規(guī)范和選取合適的儀器,設計一般性的測量方案,并進行有效率的測量和內(nèi)業(yè)處理包括建筑工程施工測量項目、建筑物變形監(jiān)測項目。
4工程測量課程活動設計
4.1各類普通測量以分組比賽類型教學
下面以四等水準測量為例作介紹。(1)目的:使學生正確熟練的操作水準儀;使學生深入的掌握水準測量原理、四等水準測量的規(guī)范操作工序和規(guī)范的水準內(nèi)業(yè)處理,培養(yǎng)學生扎實的專業(yè)基礎和提高實操水平;(2)活動安排:水準測量原理、四等水準觀測方法、內(nèi)業(yè)處理流程、學生練習水準儀、普通水準測量實驗,計劃4課時;分組完成四等水準外業(yè)、內(nèi)業(yè),提交成果資料,計劃2課時;成績和總結,評定成績并總結問題、分析原因,計劃2課時;(3)評價方案:儀器操作與觀測方法占30%,觀測記錄和內(nèi)業(yè)處理占30%,觀測記錄和內(nèi)業(yè)處理,占30%;小組總結報告占30%;出勤占10%。
4.2建筑工程施測量以案例分析來完成教學
下面以民用建筑施工測量為例做介紹。(1)目的:了解施工測量任務、特點及測設的基本工作;掌握測設點的平面位置的方法和施工控制測量的方法;掌握民用建筑施工放樣流程;(2)活動安排:課堂講解施工測量任務、特點及測設的基本工作,計劃2課時;課堂講解測設點的平面位置的方法和施工控制測量的方法,計劃2課時;觀看民用建筑施工放樣現(xiàn)場教學視頻,課堂提問學生,總結分析施工放樣流程,學生完成案例分析學結,計劃4學時;(3)評價方案:課堂提問占40%;民用建筑施工測量案例分析學結占50%;出勤占10%。
4.3建筑物變形測量以完成項目類型教學
(1)項目目的:使學生了解建筑變形測量的意義與重要性;理解建筑物變形測量的施測內(nèi)容與測量方法;熟悉建筑物變形測量項目的整個流程;(2)活動安排:收集該項目相關的資料,了解此建筑物的變形情況,配置測量儀器,制定觀測計劃,計劃2課時;布設水準點、觀測點,做垂直位移測量,計劃2課時;布設控制點和工作基點,做水平位移測量,計劃2課時;處理數(shù)據(jù),整理項目成果,并給出項目結論及建議,計劃2課時;(3)評價方案:外業(yè)測量占30%;觀測記錄和內(nèi)業(yè)處理占30%;項目總結報告占30%;出勤占10%。
5工程測量課程學習評價方案
理論考試內(nèi)容圍繞教學大綱進行,在學期末組織學生考試。其他考核項目在授課期間進行。制定如下考核方案:(1)綜合性筆試,占總評成績比重50%,評分標準依據(jù)參考答案評分;(2)小組數(shù)據(jù)和總結報告,占總評成績比重10%,評分標準是水準測量占25%、角度測量占25%、距離測量占25%及小區(qū)域控制測量占25%;(3)建筑工程施測測量案例分析總結,占總評成績比重10%,評分標準是民用建筑施工測量案例分析總結占50%,工業(yè)建筑的施工測量案例分析總結占50%;(4)建筑物變形測量項目成果書面材料,占總評成績比重10%,評分標準是成果精度統(tǒng)計及質量檢驗結果占30%,變形測量過程中出現(xiàn)的變形異常和作業(yè)中發(fā)生的特殊情況匯總占20%,變形分析的基本結論與建議占30%,附圖附表占20%;(5)課程論文,占總評成績比重5%,評分標準是把握測繪科學前沿動態(tài)占40%,內(nèi)容充實可靠占50%,論文形式要素正確占10%;(6)出勤,占總評成績比重10%,評分標準是曠課、遲到、早退酌情扣分。
6總結
結合工程測量課程特色和學習目標,在非測繪專業(yè)的工程測量教學實施中體現(xiàn)“以學生為中心”,分別從不同知識板塊設計教學活動,并在課程考核上注重“多維度”評價學生的學習成效,才能更加客觀全面的反映出學生參與學習的程度以及獲得知識、能力、素質等綜合成果的量度,這樣才能更好的達到工程測量課程的教學質量與效果,為社會培養(yǎng)出適應企業(yè)需求的技術型人才。
作者:許善文 唐小方 單位:廣東白云學院
參考文獻
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力學系列課程現(xiàn)行的教學方法大多是通過各種手段將這些課程的知識傳授給學生,最后通過考前復習和考試對其歸納提高。在此過程中,學生多數(shù)處于被動、應付狀態(tài),難以擺脫從理論到理論,理論脫離實際模式的束縛。學生理論聯(lián)系實際、獨立分析問題、解決實際問題的能力差,這與培養(yǎng)2l世紀人才模式很不適應,力學系列課程的教學改革已是當務之急。目前國內(nèi)外許多大學的力學相關課程設置了課程設計實踐環(huán)節(jié),課程設計的數(shù)量有所增加。如中南大學的結構力學課程設計,吉林大學的材料力學課程設計,湖南大學的振動力學課程設計,美國的斯坦福大學在理論力學增設了實踐環(huán)節(jié)等,都取得了較好的效果。在增加課程設計數(shù)量的同時,一些高校更較重視課程設計內(nèi)容的改革,如南京航空航天大學的有限元課程設計是針對實際的索拉橋進行分析,在提高學生理論聯(lián)系實際、獨立分析問題與解決實際問題的能力方面作了有益的探索。我校工程力學專業(yè)所設課程主要有CAD/CAM軟件應用、.net程序設計、理論力學、材料力學、流體力學、振動力學、機械設計基礎、結構力學、彈性力學、有限元和工程分析軟件及應用等課程,其邏輯性和系統(tǒng)性對于培養(yǎng)學生的分析問題的能力非常有利,但在力學學習過程中,教師和學生會經(jīng)常遇到一些沒有見過的實際問題或力學模型,工程意識和分析、解決實際問題能力較弱的人,往往思前想后不得其解,以至于束手無策;反之,工程意識和分析、解決實際問題能力較強的人則往往能自如應對一切難題。為了培養(yǎng)和提高學生的工程意識和分析解決問題的能力,2006年開始,我校力學專業(yè)開設了課程設計實踐教學環(huán)節(jié),如“有限元軟件應用課程設計”和“工程力學課程設計”,2011年又增設了“結構優(yōu)化設計”和“CAM/FEM軟件應用課程設計”。但總的來講,力學專業(yè)的課程設計綜合性較差,特色不明顯,課程設計題目的難度、涉及的知識面、能力的培養(yǎng)均有待改進。
二、工程力學專業(yè)課程設計改革中存在的問題
目前我校課程設計改革中存在的問題主要表現(xiàn)在以下幾個方面:一是課程設計題目和任務書擬定方面,均由指導教師事先確定分派給學生,由于指導教師所掌握的工程資料有限,課程設計的內(nèi)容和范圍局限性較大,題目類型較少,研究方向也較集中,學生并不能根據(jù)自身的特點和興趣愛好,去選擇他們感興趣的題目進行設計,而是一味進行強迫式學習,完成所謂的設計任務。學生目前經(jīng)過課程設計后并不能應對就業(yè)后工作過程中復雜多樣的技術難題。二是課程設計研究內(nèi)容與工程實際問題有偏差。課程設計都是承接基礎理論與工程實際的重要環(huán)節(jié),學生非常希望將自己所學的理論應用于實際,在實際中檢驗自己的知識,但由于學生體會不到理論與實際的聯(lián)系,課程設計并不能充分調(diào)動學生學習主動性和創(chuàng)造性。三是課程設計時間在安排上與課堂教學存在一定的時間間隔。在課程設計過程中,對于理論知識不夠扎實的部分學生來說,會有一種懼怕且無從下手的感覺,很難投入足夠的精力和時間認真完成課程設計。而課程設計形式基本上是以小組為單位,小組成員圍繞一個核心題目完成不同方面的設計任務。由于學生的理論基礎和解決實際問題的能力存在差異,“能者多勞”的現(xiàn)象就會出現(xiàn)。如果指導教師指導不到位,檢查力度稍低,就很容易出現(xiàn)個別學生不做或少做設計內(nèi)容,甚至還出現(xiàn)抄襲他人成果的現(xiàn)象。由此可見,工程力學專業(yè)課程設計改革的空間較大。
三、工程力學專業(yè)課程設計改進的思路與方法
一方面,課程設計應選取具有一定的工程或社會實際背景,體現(xiàn)應用性、先進性、綜合性的題目,可以使學生對工程實際問題的復雜性有一個初步認識,檢驗學生對該課程理論基礎知識的理解和掌握程度,培養(yǎng)學生通過綜合運用該課程和相關課程的基本理論知識來分析和解決工程實際問題的能力。另一方面,能使學生樹立起正確的設計思想,養(yǎng)成實事求是、嚴肅認真、高度負責的工作作風和嚴謹、謙虛的科學學風,更能使學生在自主性、探索性、創(chuàng)造性和合作性方面得到培養(yǎng)。
1.指導教師應該重視課程設計題目和內(nèi)容的選擇。
斯滕豪斯明確指出:教師的身份是“和學生一起學習的學習者”,只有這樣,才能通過發(fā)現(xiàn)法和探究法而不通過傳授法進行教學。在課堂教學過程中,教師不僅要教授理論知識,還要注意理論聯(lián)系工程實際,通過列舉工程實例、設置問題情境等多種方法,讓學生感受到理論學習是手段,實際應用才是真正目的。隨著社會發(fā)展,各種資訊日新月異,教師不能仍保持傳統(tǒng)的觀念,而必須在教學生涯中通過不斷學習搜集和處理更多關于課程內(nèi)容的相關資訊,熟悉教育改革趨勢和重點,更新補充專業(yè)知識,提高專業(yè)能力;了解該專業(yè)學生的學習特點和興趣愛好。這樣,教師才能根據(jù)課程內(nèi)容確定適合教學目標和學生感興趣的課程設計題目,并且真正做到理論與工程實際的聯(lián)系、對知識的綜合應用、全方位的展開學生的思維和最大限度地解放學生的思想,才能充分調(diào)動學生學習的主動性、積極性和創(chuàng)造性,培養(yǎng)學生解決實際問題的能力和應變思維能力。
2.課程設計應與工程實際相結合,針對不同課程內(nèi)容及培養(yǎng)目標采用多種形式的課程設計方法。
比如《理論力學》,它是一門理論性較強的專業(yè)技術基礎課程,教師在講解過程中多是針對抽象化理想的力學模型,學生在課堂學習中通常感覺理論知識很好懂,但自己動手練習的時候卻無從下手,理論和實際總是聯(lián)系不到一起。為此,教師在講授過程中可采用工程實例教學法,即選擇一些具有代表性、啟發(fā)性、時代性的實例,通過學習和討論,使學生對知識有更深層次的理解,從而激發(fā)學生應用知識的熱情。教師可以通過布置相關知識的小論文,學生通過查閱資料、撰寫小論文的形式,深刻理解力學知識和工程實際問題間的聯(lián)系。《材料力學》課程除可設置實驗教學環(huán)節(jié)外,還可以確定一些簡單。的等值桿結構,讓學生從選擇材料到外形設計,從安全校核到經(jīng)濟評價等實際操作過程中,去體會理論和實際問題間的聯(lián)系。而這樣的任務可以安排在學生課堂學習過程中完成。對于那些需要扎實的理論基礎知識,并且要有足夠的時間進行實踐的課程設計,可以安排在下一學期進行。由此實現(xiàn)理論與實踐的相互滲透、相輔相成,改變實踐活動與教學內(nèi)容游離的狀況。
3.在課程設計中,強調(diào)學生為主體,充分發(fā)揮教師的引導作用。
關鍵詞:畢業(yè)設計(論文) 成績評定 離散Hopfield網(wǎng)絡評定模型
中圖分類號:G64 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2014)10(a)-0228-03
Evaluation method of comprehensive performance for undergraduate in the graduation design (thesis)
HE Min ZHU YaLin
(School of Civil and Hydraulic Engineering, Hefei University of Technology, Hefei,Anhui,230009,China)
Abstract:In this paper, according to the more important ten evaluation indicators, the five grades ideal evaluation is established corresponding to the level of comprehensive performance of twenty undergraduates. Combined with associative memory capacity of discrete Hopfield neural networks, a new evaluation method of comprehensive performance for undergraduate in the graduation design (thesis) is presented. In order to evaluate the effectiveness of the assessment model, five undergraduates are assessed by the model, the network connection weights is obtained by iterative learning using the outer product method. The simulation results show that the comprehensive performance assessment model of undergraduates based on discrete Hopfield neural networks can assess the comprehensive performance of undergraduates fast, accurately and intuitively.
Key words:graduation design(thesis) performance evaluation DHNN evaluation model
畢業(yè)設計(論文)是高校教學實踐中實現(xiàn)培養(yǎng)目標的最后一個綜合性環(huán)節(jié)。學生在各自老師指導下,按照教學計劃要求,獨立撰寫完成畢業(yè)設計(論文)。畢業(yè)設計(論文)是大學生在校期間所學知識、理論等各種能力的綜合應用、升華,創(chuàng)新潛能得到了充分激發(fā),并且對專業(yè)教學目標、教學過程、教學管理以及教學效果進行全面檢驗。
畢業(yè)設計(論文)成績不僅影響到學生評優(yōu)和學士學位的獲取,也使得他們在做畢業(yè)設計(論文)過程中,清楚認識到自身在哪些方面存在不足。因此對于本科畢業(yè)設計(論文)綜合成績的評定,一定要公正、合理。目前我校畢業(yè)設計綜合成績評定分成三部分:首先是指導教師評閱,給出建議成績;其次在答辯前,專業(yè)教研室組織本學科教師進行交叉評閱,給出建議成績;最后由答辯委員根據(jù)學生答辯情況,并參考指導教師、評閱人所建議的成績給出最終的畢業(yè)設計(論文)成績。這種評定方法存在評價指標缺乏定量的評定標準、工作繁瑣、時間滯后,人為主觀因素對評價結果影響很大。因此如何快速、準確地對眾多學生的畢業(yè)設計(論文)進行客觀、公正評價,是一項很有意義的工作。
目前應用于畢業(yè)設計(論文)綜合成績評定的方法有模糊評價法[2]、層次分析法等,該文嘗試選用我校畢業(yè)設計畢業(yè)過程中較為重要的10個評價指標的數(shù)據(jù),結合離散Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(DHNN)的聯(lián)想記憶能力,建立離散Hopfield評定模型;將待評定的學生等級評價指標編碼作為該模型的輸入,利用外積法對網(wǎng)絡連接權值進行迭代學習,數(shù)值仿真結果表明,此種方法能夠快速、準確、直觀地得到眾多學生綜合成績的評定結果。
1 外積法設計DHNN網(wǎng)絡
離散Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡這種全連接型網(wǎng)絡可以模擬生物神經(jīng)網(wǎng)絡的記憶功能,由美國物理學家J.J Hopfield在1982年首先提出。Hopfield網(wǎng)絡目前主要應用于聯(lián)想記憶和優(yōu)化計算等問題。其中的聯(lián)想記憶原理是:當某個矢量輸入網(wǎng)絡后,經(jīng)過反饋計算,最后達到穩(wěn)定狀態(tài),在Hopfield網(wǎng)絡輸出端得到另一矢量,此輸出量是網(wǎng)絡從初始輸入量聯(lián)想得到的穩(wěn)定記憶,即Hopfield網(wǎng)絡的一個平衡點。
離散Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(DHNN)是二值型網(wǎng)絡,神經(jīng)元輸出取值1或者-1,1表示神經(jīng)元被激活的狀態(tài),而-1表示神經(jīng)元被抑制的狀態(tài)。一個三神經(jīng)元組成的離散Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡,其網(wǎng)絡結構如圖1所示。
圖1中,第0層是網(wǎng)絡輸入,第1層的神經(jīng)元執(zhí)行對輸入信息與權系數(shù)的乘積,并且求累加和,經(jīng)過非線性函數(shù)處理后,產(chǎn)生神經(jīng)元的輸出信息。是一個簡單閾值函數(shù),如果神經(jīng)元的輸出信息大于閾值,則神經(jīng)元輸出取值1;而神經(jīng)元的輸出信息小于閾值,則神經(jīng)元輸出取值-1。二值神經(jīng)元的計算如公式(1)所示
(1)
式中,為外部輸入,并且有公式(2):
(2)
離散DHNN網(wǎng)絡是輸出神經(jīng)元信息的一個集合,DHNN網(wǎng)絡(輸出層是個神經(jīng)元)在 時刻的狀態(tài)為公式(3)所示的維向量:
(3)
采用外積法設計離散Hopfield網(wǎng)絡的權系數(shù)矩陣。給定需記憶的樣本向量,如果的狀態(tài)是1或者-1,則連接權值的學習利用外積規(guī)則,即:
(4)
利用外積法設計離散Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡步驟如下:
第一步,根據(jù)需要記憶的樣本,按公式(4)計算權系數(shù)矩陣;
第二步,令測試樣本為網(wǎng)絡輸出初始值,設定迭代次數(shù);
第三步,進行迭代計算,
;
第四步,當達到最大迭代次數(shù),或者神經(jīng)元輸出狀態(tài)保持不變時,迭代終止;否則返回第三步繼續(xù)迭代,直至滿足條件為止。
2 大學生畢業(yè)設計綜合成績評定模型
影響本科生畢業(yè)設計綜合成績的因素有很多,本文僅以較為重要的10個影響因素作為評價指標:科技論文翻譯(X1)、查閱資料及學習能力(X2)、出勤率(X3)、畢業(yè)設計過程中小組檢查情況(X4)、畢業(yè)設計過程中院校督導組檢查情況(X5)、電算模型/程序(X6)、計算書整理(X7)、施工圖繪制(X8)、評閱人評閱(X9)、答辯過程表現(xiàn)(X10)。
參照合肥工業(yè)大學畢業(yè)設計(論文)工作實施細則,學生綜合成績可分為四五個等級:優(yōu)秀(I)、良好(II)、中等(III)、及格(IV)和不及格(V)。換算成百分制,優(yōu)秀在85~100分之間,良好在75~84分之間,中等在66~74分之間,及格在60~65分之間,不及格在0~59分之間。畢業(yè)設計(論文)綜合成績評定模型建立流程如圖2所示的五個步驟。
該文列舉出20個學生的畢業(yè)設計(論文)綜合成績評定等級與10個評價指標之間的關系,各評價指標采用百分制,如表1所示。將各個等級的樣本對應的個評價指標平均值作為各個等級理想評價指標,即作為Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡的平衡點,如表2所示。
離散型Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡神經(jīng)元的狀態(tài)只有1和-1兩種情況,當評價指標映射為神經(jīng)元狀態(tài)時,需要將其進行編碼。編碼規(guī)則為:當大于或者等于某個等級的指標時,對應的神經(jīng)元狀態(tài)設為1,否則設為-1。理想的5個等級評價指標編碼如圖3所示,其中表示神經(jīng)元狀態(tài)為1,即大于或等于對應的理想評價指標值;如果小于理想評價指標值,則用表示。
5個待評定的學生等級評價指標如表3所示,由前面所述的編碼原則得到這5個畢業(yè)設計(論文)綜合成績待評定學生的評價指標編碼,如圖4所示。在Matlab軟件中利用自帶的人工神經(jīng)網(wǎng)絡工具箱,創(chuàng)建基于離散型Hopfield的綜合成績評定模型,再確定待評定的5個學生等級評價指標的編碼,并且將其作為評定模型的輸入,經(jīng)過一定次數(shù)的學習,最終得到學生綜合成績評價的輸出結果。
為了直觀顯示結果,以圖形的形式顯示仿真結果,如圖5所示,其中第1個學生評定等級為第II級,第2個學生評定等級為第III級,第3個學生評定等級為第I級,第4個學生評定等級為第IV級,第5個學生評定等級為第V級。
3 結語
基于Hopfield人工神經(jīng)網(wǎng)絡,建立工科本科生畢業(yè)設計(論文)綜合成績評定模型,并對5個學生的成績進行評定,得到如下結論。
(1)設計的Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡綜合成績評定模型可以快速、直觀地對工科本科生的畢業(yè)設計(狀況)進行進行評定,方法簡單易行,并能有效保證評定結果的準確性,避免打分過程中的各種人為主觀因素,體現(xiàn)成績評定過程中的規(guī)范性和科學性。
(2)在我校現(xiàn)有的畢業(yè)設計(論文)評定方法基礎上,嘗試對每個學生的畢業(yè)設計(論文) 按照上述方法再進行一次評定,比較兩次結果是否一致。對兩次的成績評定結果,再按照加權算術平均法確定最終的畢業(yè)設計(論文)成績。
參考文獻
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[3] Hopfield, J. J. Neural Networks and Physical Systems with Emergent Collective Computational Abilities. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 1982, 79: 2554-2558.
目前核工程與核技術專業(yè)開展的主要課程設計有反應堆物理課程設計、屏蔽計算課程設計、核電仿真課程設計、電子電路課程設計、反應堆熱工課程設計等。從社會需求以及培養(yǎng)具有工程實踐能力專業(yè)人才的目標來看,目前核工程與核技術專業(yè)的課程設計還存在一些不足。具體表現(xiàn)如下:(1)課程設計的題目和內(nèi)容跟工程實踐聯(lián)系不夠密切,缺乏新穎性和挑戰(zhàn)性,學生沒有興趣完成課程設計,亟待更新。(2)教學方法和手段單一,缺乏靈活性。以往課程設計都是教師先講解基本原理與方法,然后學生開展課程設計,在教學過程中缺乏討論、互動、引導、激發(fā)和案例驅動,學生在面對具體實際問題時,往往感覺無從下手,有的學生無法完成課程設計的任務。(3)考核方式單一。以往課程設計的成績主要由課程設計報告內(nèi)容決定,不可避免地存在照搬、照抄他人的現(xiàn)象,成績評價缺乏標準和透明度,使得課程設計效果不理想。因此,圍繞“卓越計劃”的要求,合理構建課程設計的實踐教學體系,更新課程設計的內(nèi)容,改進課程設計的教學方法及手段,加強課程設計過程監(jiān)控和改變考核方式都極為必要。
二、課程設計教學改革研究
針對目前課程設計現(xiàn)狀,結合我校實際情況,從課程設計教學內(nèi)容、教學方法與手段、考核方式等方面進行探索和實踐。
(一)精心選取課程設計題目
為了提高課程設計實踐教學環(huán)節(jié)的效果,必須及時更新課程設計題目。根據(jù)以下幾個原則選取課程設計題目:(1)按照課程設計大綱的要求選題,內(nèi)容的深度和廣度符合教學要求;(2)根據(jù)學院教學條件選題,需要具備合適的設計工具完成課程設計;(3)題目內(nèi)容與專業(yè)課程相關,通過課程設計更好地鞏固專業(yè)理論知識;(4)選題具有一定的工程應用背景,能在以后的畢業(yè)設計或是以后的工作中用到。根據(jù)選題原則以及結合學生所學知識我們選用了一些多樣化、實用性并具有一定挑戰(zhàn)性的題目。比如,對于反應堆物理的課程設計,我們精心設計了采用MCNP程序進行柵元、組件的臨界計算并設計了一個小堆芯的題目;對于核輻射探測方向,設計了采用MCNP程序計算不同探測器探測效率的題目;對于核電廠運行仿真,設計了采用MATLAB程序或者FORTRAN程序來實現(xiàn)核電仿真等。這些多樣化和實用性的課程設計題目,加強了核專業(yè)特色,鍛煉了學生的實踐能力,提高了學生的積極性、主動性。
(二)轉變課程設計教學方法
抓好課程設計過程是非常重要的。以前課程設計的教學方法大多是指導教師先講解課程設計的原理和過程,然后學生自己完成作業(yè),教師不能把握學生是否掌握了課程設計的全過程。為了調(diào)動學生的學習興趣和動手能力,指導教師采用了圖書指導法、講授法、問題驅動和討論法等教學方法[4]。在課程設計實踐過程中,指導教師注重對學生的引導作用,采用啟發(fā)性教學,要求學生親自參與課程設計的全過程。對于不同題目,教師介紹基本原理、設計要求、設計方法、操作步驟及注意事項后,要求學生自主思考去完成一個類似的題目,檢查學生是否理解課程設計過程,同時也鼓勵學生采用不同的方法來完成同一個題目。指導教師注重講解一些典型的例題,指出在設計過程中容易出錯誤的地方,以便學生吸取經(jīng)驗,盡量減少設計錯誤。為了提高學生的主觀能動性,指導教師注重在大思路上進行引導,不干預具體的設計方案和設計細節(jié),把關和解決疑難問題。例如:反應堆物理課程設計采用MCNP程序對組件進行臨界計算,指導教師首先讓同學們課前查閱資料,了解典型的組件類型、不同類型組件結構上的差別和組件組成等基本知識;然后指導教師在課堂上講授怎樣利用MCNP程序實現(xiàn)核電站15×15燃料組件臨界計算的例題。課堂中教師重點講解MCNP程序輸入inp文件每一個部分的作用,然后讓同學們當場運行MCNP程序,掌握作圖及其生成輸出out文件等基本運行操作。同學們運行完后,指導教師再講解out文件的每一個部分,告訴同學們怎樣看輸出結果。講解完例題后,教師要求同學們當場實現(xiàn)大亞灣核電站17×17燃料組件的臨界計算,同時設計不同可燃毒物的布置方式,掌握不同可燃毒物布置方式下結果的變化趨勢。每個做課程設計的同學都擁有一臺電腦,可以單獨完成作業(yè),如果有什么問題和想法可以與同學或教師交流。指導教師全場監(jiān)控每個學生作業(yè)的完成情況,并作為課程設計考核內(nèi)容的一部分。做得好的同學,老師當場給予表揚以激發(fā)學生的學習興趣;碰到問題能夠自己想辦法及時解決的同學也會獲得表揚,同樣會獲得較好的成績。指導教師除了注重學生獨立完成課程設計的能力,同時也注重學生的協(xié)作創(chuàng)新能力。比如設計一個小堆芯可能有多種方案,輸入文件的代碼量不同,同學們可以分成小團隊討論后確定一個方案,團隊每一個人完成方案的一個部分,最終實現(xiàn)小堆芯的臨界計算??偨Y幾年的課程設計教學經(jīng)驗,采用圖書指導法、課堂講授法、問題驅動和討論法等教學方式,可以明顯提高課程設計的教學效果。
(三)轉變課程設計考核方式
以前課程設計的成績主要由課程設計報告和平時成績決定,課程設計報告占了大部分成績,這種考核方式存在一定的問題。比如,課程設計報告可能存在抄襲的情況,指導教師無法判斷,成績評定很有可能不公平,這嚴重打擊了學生的學習積極性。另外,學生只注重課程設計報告內(nèi)容,不注重課程設計過程。為了培養(yǎng)學生的能力,提高課程設計成績評價的公平性,課程設計成績改由三部分組成:平時成績30%、實踐操作40%和課程設計報告30%。(1)平時成績30%,包括考勤成績、學習態(tài)度和課堂紀律??记诓扇『灥降男问?,上課前簽到一次和下課前簽到一次,保證學生在上課時間能全程到課學習;學習態(tài)度主要包括上課回答問題和獨立解決問題情況;課堂紀律是指指導教師嚴格要求學生,嚴禁玩游戲和玩手機等,只能做與課程相關的事情,保證學生充分利用好上課時間。(2)實踐操作40%,指導教師注重對課程設計每一個環(huán)節(jié)的考核,包括學生的動手能力、思考問題的方式、查找資料的能力、編程和解決問題的能力。(3)課程設計報告30%,成績包括書寫格式、完成情況和創(chuàng)新性等。課程設計最后一般會有附加題,因此設計報告成績也包括附加題完成情況。成績評定的方法在課程設計上課前就告知學生。實踐證明,這種考核方式對學生認真開展課程設計工作起到較好的引導作用。
三、結語