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问题引导法在产教融合课程供暖工程与热力管网中的实践探索

2023-08-21金涌吴爽纪国剑

创新创业理论研究与实践 2023年14期
关键词:供热产教专业课程

金涌,吴爽,纪国剑

(常州大学 石油与天然气工程学院 能源学院,江苏常州 213164)

产教融合是政府、学校、行业、企业在贯彻和实践立德树人、为国育才、培养高质量人才的过程中,展开多方位、深层次、稳固和高效的产学研合作,以此推动高校、企业的高速发展,促进区域经济和社会的共同发展[1-3]。新时代的应用型本科教育需要充分开展和深化产教融合,为社会主义建设培养优质的应用型本科人才[4-5]。

1 产教融合符合当前社会经济发展需求

产教融合是院校为提高人才培养质量而与行业企业开展的深度合作。其目的是针对企业实际需求培养人才,使得学生在经过大学培养后,能够直接进入企业相应的岗位工作,减少或缩短由校园到厂区的过渡时间,节约社会成本资源,提高社会生产力和生产效率[6-8]。

产教融合有利于激发学生的创造力、创新力,为学生提供必要的实习条件和锻炼机会。在生产和管理实践中,学生可以在教师的带领、指导下,把学到的知识直接运用到实践中,从而加深对知识的理解,增强应用知识解决实际问题的能力。同时,产教融合还会激发学生的创造、创新热情,激励他们在实践中不断探索创新,而这种对创新意识、创新能力的培养正是现代高等教育的办学方向。

产教融合有利于提高教师的业务水平。目前高校教师大多具有博士学位,专业水平高,理论知识丰富,但缺点是知识应用能力不强,实际操作水平不高,影响了高校教学和科研质量的提升。学校联合企业创设实习基地或研发中心,兴办专业产业,为专业教师参加实践、提高工作能力提供了条件和机会。教师把理论知识与生产实践相结合,教学与科研相结合,有利于提高自身业务水平和教学科研质量,对高等学校建立高素质的师资队伍具有重要意义。

产教融合有利于促进地方经济快速发展。普通高校的本科教育是直接为当地经济建设服务的,与当地经济建设关系密切、联系广泛,学校所设置的专业都与当地经济结构密切相关。学校教师专业知识丰富,头脑灵活,鼓励和支持他们依靠科技兴办产业,在当地可具有一定的示范性,鼓励全面创新创业,推动经济快速发展。同时,学校培养了一大批懂技术、会管理的人才,有利于带动当地经济结构的调整,促进地方经济的繁荣和发展。

产教整合有利于促进普通高等教育的健康发展。普通高等教育是以培养应用型技能人才为目标,以就业为导向的教育,培养服务生产、建设、管理一线的高技能人才。这类人才具有鲜明的职业性、技能性、实用性等特征,定位为懂技术、会操作、能管理的技术员和工程师。因此应按岗位群对人才的知识、能力、素质的需求来设置专业结构,制定培养计划。“产教结合,校企融通”的培养思路正是上述需求的集中体现。同时,学校也应针对企业所需的产品与技术进行开发,以实现学校培养人才、研发产品和技术服务三大功能。为使企业需求与学校教学无缝衔接,必须依靠和吸收企业技术骨干、学者专家等积极参与研讨人才培养目标、制定培养计划、实施培养过程、评价培养效果等。

2 产教融合专业课程的特点

针对“产教结合、校企融通”的培养理念所设置的专业课程,具备以下鲜明的特点:

(1)应用性强。产教融合的目标就是塑造和培养应用型人才,因此,课程的第一明显特征就是具有很强的应用性,从实际问题出发,以解决实际问题、培养实操能力为目的。这类专业课程具有很强的实用性。

(2)多学科交叉,知识点多。实际应用往往涉及诸多的知识点。例如,某小区的供暖供热工程设计包含了温度、压力、应力、许用强度、管径配合、水力计算等诸多知识点,涉及热力学、结构力学、材料力学、工程学等多学科知识的交叉融合,需要教师具备多学科融合的专业知识储备和清晰的知识体系架构。

(3)课程结构紧凑。大多数专业课程的学分为2~3 学分,需要在32~48 课时内把整个专业课程所涉及的知识点和实际操作均讲授完毕。因此,课程结构往往比较紧凑,每次授课的教学内容多而杂,对教师授课能力提出了较高的要求。

由上可知,产教融合专业课程具有很强的实际应用性,对教师授课和学生学习效果均提出了较高的要求,具有一定的挑战性。需要探索和寻找适合这类课程特点的教学方法来提高教师授课效果和学生学习效果。

3 问题引导法与产教融合专业课程的结合

传统的教学方式以教师为中心,采用单一理论知识传授的教学方法,学生被动地跟随教师的授课思路接受知识,导致学生的学习兴趣不够高,听课过程中很难保持高度的注意力,无法自始至终跟随授课教师的思路和节奏。同时,传统教学方式使得学生虽然能够掌握一定的课程知识,但缺乏独立思考的习惯和能力,阻碍了学生创新意识和实际工作能力的培养,不符合产教融合培养的要求。

现代教学理念强调学生在教学活动中的参与程度,学生与教师互动交流。随着互联网多媒体的发展,产生了翻转课堂等新的教学形式和方法,有助于营造课堂学习氛围,提高学习效率。很多教师只是在原来的教学过程中增加课堂多媒体元素,让学生讲解知识点等,教学效果提高不明显,未能充分发挥现代技术对教学方式和方法的积极促进作用。

问题引导法[9-13]将课程的知识点以问题的形式呈现于学生,让学生在解决问题的思维活动中,掌握知识、发展智力、运用知识、锻炼技能,进而培养学生独立发现问题并解决问题的实践能力。教师根据课程目标和知识结构体系,创设问题情境,组织学生探索,让学生提出学习问题和解决这些问题。或者由教师提出问题并演示解决问题的方式方法,向学生说明在该探索情境下的思维逻辑和专业知识点。问题引导式教学使得学生在教师的引导下带着问题思考和学习,在探究中获得答案,从而发挥学生的自觉性、积极性和主体性,激发学生的学习兴趣。

问题引导法利用创设一系列的问题集来引导并培养学生掌握和运用相关知识的能力,与产教融合专业课程的培养目标十分匹配。如图1 所示,以产教融合的实际问题作为问题引导法中的核心根本问题,契合该课程所涉及的专业知识结构和实践运用素养。由于具有实际应用过程,学生在学习知识时更具有联系性、系统性,对知识点更具有直观的认识,能够加深知识与实际情况的联系,建立知识体系结构,掌握专业知识。

图1 问题引导法对课程知识点的梳理和优化重构作用

4 教学案例与讨论

对能源与动力工程本科专业的产教融合课程供暖工程与热力管网采用问题引导法进行教学。课程培养目标[14-15]为通过本课程的理论教学和实验训练,使学生具备下列知识、能力和思政目标。

教学目标:(1)掌握供暖和集中供热的基本概念、热负荷的组成和计算方法。了解供暖供热技术的发展现状和趋势。能够运用数学和物理知识表达供暖供热系统的工作过程,建立供暖和供热过程的数学模型,并正确求解。(2)培养学生运用所掌握的理论知识解决工程实际问题的能力。增强学生对供暖和集中供热的经济效益、环境效益及社会效益的认识,并掌握水力计算与水力工况分析等方法。(3)培养学生分析解决供热设计与优化的基本技能,能够进行热负荷分析和供热管网设计。(4)针对实际问题,能够运用供暖供热有关的理论方法,获取有效结论。

思政目标:(1)使学生树立良好的职业道德,爱国情怀与职业认同感,树立正确世界观、人生观及价值观。(2)培养学生独立分析问题和解决问题的能力,养成勇于克服困难、乐于奉献的团队意识与团结合作精神。(3)培养学生实事求是、尊重自然规律的科学态度,在实践中培养学生勇于创新的精神、教导学生从实践中寻找答案,引导学生树立诚实守信、严谨负责的职业道德观。(4)培养学生精益求精的大国工匠精神,激发学生科技报国的家国情怀和使命担当,培养具有良好职业道德与素养、德才兼备的人才。

凝练归纳出本课程的核心问题为:如何规划和设计房屋(例如自家住房或小区、某著名建筑物等)的供暖系统,围绕该核心问题,按照人们探索、研究和解决问题的逻辑思维,引出包含相关课程知识点的子问题,具体包括:供暖系统是什么?如何来衡量和表征供暖系统的优劣?供暖系统的设计热负荷如何计算?供暖系统的设备有哪些?热水供暖系统由哪些组成?热水供暖系统分户计量及控制设备如何实现?蒸汽供暖系统由哪些组成?集中供热系统的优缺点?如何进行热水网路的水力计算和绘制水压图?热水供热系统的集中运行调节方法是什么?供热管线的敷设和构造是怎样的?如何进行供热管道的应力计算?如何开展集中供热系统方案设计?等等。从而将课程的整体内容重新整编成一套贴近实际应用的教学方案。由教师带着学生在提出和解决一个个贴合实际问题的过程中,完成对课程内容的教学与学习,使得学生在解决问题的过程中掌握相关知识点,并建立起自信心和激发学习动力。具体教学实施时,层层设问,围绕核心问题引导和组织学生探索学习,使学生掌握各主要知识点。同时在教学方法上结合了你问我答、启发式等互动教学,使得课堂学习气氛活跃,教学效果显著提升。

在完成课程授课后,对学生进行授课效果、学习效果和课程整体评价的无记名调查,具体统计结果如图2 所示。针对授课效果,认为非常好的占75.9%,很好的占20.7%,一般的占3.4%,无中评和差评;针对学习效果,认为很容易听懂并理解的占27.6%,比较容易听懂并理解的占41.4%,容易听懂并理解的占24.1%,不容易听懂并理解的占6.9%;针对课程对学生是否有帮助及课程整体评价,认为非常好的占48.3%,很好的占37.9%,好的占13.8%,无中评和差评。由此可知,问题引导法在该课程教学过程中具有很好的实施效果,绝大部分学生认为授课形式和效果很好,课程内容能够容易听懂和理解。

图2 授课与学习效果评价情况

5 结语

通过对工程教育认证背景下的能源与动力工程本科专业产教融合课程供暖工程与热力管网尝试采用问题引导法进行教学,探索了问题引导法在产教融合专业课程中的应用可行性。研究结果表明:问题引导法能够有效且清晰地梳理和优化重构课程知识体系,加强课程核心内容教学。问题引导法比较契合产教融合专业课程的课程结构、教学设计,能够为学生提供一个交流、合作、探索、发展的学习环境和平台,调动学生学习探索的主观能动性,有效提升产教融合专业课程的教学质量和培养学生的综合能力。后续可以尝试在其他产教融合课程中进行该教学方法的推广与应用,推动和促进能源与动力类专业课程改革发展。

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