時間：2022-03-25 10:43:03
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇工程化學論文，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）06-0150-02
工程化學課程是針對高等院校非化學化工專業本科生開設的公共基礎必修課程，在工科大學生的知識結構體系中占據著重要地位，工程化學教學在專業培養中的定位是傳授基礎工程化學知識、健全學生的知識結構體系，訓練學生掌握專業工程實際應用中涉及的基礎化學知識和實驗操作的技能[1]。工程化學課程從物質的化學組成、化學結構和化學反應出發密切聯系現代工程技術中遇到的如材料的選擇和壽命、環境的污染與保護、能源的開發與利用、生命科學的發展等有關化學問題，使學生掌握有現實應用價值和有潛在應用價值的基礎理論和基本知識，促使學生在今后實際工作中能有意識地運用化學觀點去思考、認識和解決問題[2]。因此，工程化學課程的學習對非化學化工專業學生的全面培養起到相當重要的作用。
由于高考化學課程所占比例有所降低，過去原本在中學化學課程中講授的內容放到大學來進行學習，工程化學基礎課程對于現在非化學化工的大學一年級學生來說，存在著內容多、學時少，新名詞新理論多、跨度大等問題，學生學習起來普遍感覺吃力、抓不住重點、掌握不住方法[3]。因而，在大學里工程化學的教學就顯得尤為重要。
新疆大學建筑工程學院自2014年通過國家教育部土木工程專業評估后，為提高我校土木工程專業學生的化學素養及基本化學實驗能力，將工程化學課程教學課時從原來的28學時調整為36學時，并增加了10學時的實驗課課程教學。因此，如何在這有限的課堂教學和實驗教學中提高我院土木工程專業學生的化學素養，讓學生能在今后的學習和工作中能夠有意識地運用化學觀點去思考、認識和解決問題，是擺在工程化學課程授課教師面前的緊迫任務[4]。對此，筆者結合我院土木工程專業講授工程化學課程的經驗，結合我院大一新生特點，根據工程化學課程的內容并結合土木工程專業后續課程內容的需要，對工程化學基礎課程的教學方法進行實踐與思考。
一、優化課程教學內容
目前，工程化學課程使用化學工業出版社出版的賈朝霞教授主編的《工程化學》一書，全書從物質的聚集狀態、化學反應的基本規律、溶液的離子平衡等基礎理論出發，結合了無機材料、有機材料、常用油品和化學與環境保護等內容，適用范圍較廣。
結合我院土木工程專業的人才培養目標，對工程化學課程的基本知識、基本原理、專業知識和技能知識的講授比例進行了優化，在保證基本知識和原理內容的教學課時的基礎上，通過增加課程學時的辦法，較大比例地增大了課程的專業性和技能性。當然，要想在有限的學時數里讓學生掌握工程化學課程中涉及的所有內容，這是不現實的。因此，就需要教師在有限的講授課時中，讓學生真正領悟到化學是一門與我們生活息息相關的科學知識，激發學生學習興趣，進而產生一股潛在的驅動力讓學生提高自主學習的能力，使他們愿意將其學好、學透。
工程化學課程相較于化學化工專業的普通化學課程而言，是讓非化學化工專業學生從較為具體和實際的化學角度認識和分析解決工程技術中的問題，這是一種通向學以致用的途徑。因而工程化學課程應該有明確的專業針對性。因此，在基礎理論的講解過程中，對于應用量子力學的知識去理解核外電子運動狀態的這部分內容，這部分教學內容筆者認為應重思維而輕具體內容，只需要求學生對量子力學解決原子結構問題的思路即可。講授過程中可以較為系統地介紹人類認識微觀世界的發展過程，從道爾頓提出的原子學說到盧瑟福的含核原子模型，由波爾理論、鮑林規則到量子力學理論的產生后，人類是如何逐步深入的探究微觀粒子的運動狀態、化學鍵和分子結構。使學生認識微觀世界的本質，了解和掌握波粒二象性、測不準原理以及化學鍵的成鍵本質;再從微觀本質的基礎上，進一步學習化學變化的宏觀現象，介紹如何運用這些原理來指導實際的科學問題。如可以現代液晶電視中分子間作用力是如何被表征的;混凝土中減水劑分子是如何通過表面化學現象實現高減水的等等。這樣可使知識的講授環環相扣，也避免了枯燥的理論滿堂灌。
二、實驗教學內容的更新和完善
工程化學實驗是工程化學課程體系的重要組成部分，是培養學生工程實踐基本素質的一個重要環節，為將來運用工程化學知識解決和化學有關的實際問題打下一定的基礎。以往工程化學課程的實驗項目多為驗證性實驗，如化學實驗儀器的基本操作、酸堿滴定等，實驗內容比較單一，綜合性和設計性實驗項目偏少，不能有效培養學生綜合運用化學知識解決問題的能力[5];并且對于土木工程專業學生來說也無法突出專業特點，與后續專業課程的學習銜接性不好。
目前，我院對工程化學實驗課的開設提出要積極增加綜合性、設計性和創新性的實驗項目，壓縮驗證性實驗項目的要求。對此，實驗室將原有化學實驗儀器的認識和電子天平的使用、雙指示劑法測定混合堿液中組分含量、水質檢驗及水硬度測定、氧化還原與電化學、固體氯化銨生成熱的測定等五個實驗調整為化學實驗儀器的認識和電子天平的使用、粗食鹽的提純、水泥熟料中二氧化硅含量的測定和金屬的防護與防腐等四個與今后專業課程內容聯系更為緊密的實驗項目。而且我院在實驗室規定的開放實驗時間內，學生可以通過查閱資料、擬定方案、設計實驗并和老師討論后可進實驗室進行實驗項目工作的開展，讓學生自我發揮的空間更大。
新開的實驗課項目在滿足實驗的基礎性和創新性的前提下，注重了實驗的設計與綜合。大學實驗課較為強調作為主體地位的學生在實驗過程要有發散性的思維，敢于試錯。指導教師要尊重學生的主體地位，不能再以教師為中心或者以知識權威者的身份進行知識的灌輸，而是把學生作為中心，圍繞學生的特點需要，以幫助學生學習不斷進步為目的，與學生商討問題，解決問題，把工程化學實驗室建造成為大一新生步入的第一個進行研究性學習的場所，讓他們學會利用大學的有利環境，鍛煉提高自身的專業能力、心理能力和社會適應能力。
通過實際教學發現，根據專業需求設置實驗項目內容，在大一新生掌握他們所需的化學知識和實驗操作技能的基礎上，還可使他們對今后所學專業的應用前景有一個初步的了解。
三、課程考核方式的改革
當前，工程化學課程在大一入學第一學期開設，我院對于土木工程專業將其設定為考查課。這對于大一新生來說，考核方式與高中一場接一場較為狹隘的學習目標有所不同。大一新生對大學的學習抱有強烈的好奇心，但經過對大學課程的接觸后就會發現大學教學內容、方式和手段與中學時有很大差異，對于長期習慣于學生和老師捆綁式的鳥兒喂食的教學方法的大一新生開始感到茫然，很難在短時間里找到適應大學階段的學習方法。而工程化學課程內容多、學時少、跨度大，入學的大一新生往往稍不努力學習，就會感覺學習吃力。高考勝利所帶來的良好感覺將逐漸消失，精神壓力也感覺較大。對此，筆者認為在授課過程就應指出大學工程化學課程與高中化學課程學習的巨大差異性，其中，課程的考核方式不在是單純依靠期末的卷面成績，而是要更多考查學生自主學習能力、實踐能力和創新能力等綜合素質的評價。
考勤（5%）+作業（5%）+實驗成績（10%）+期終卷面成績（80%）這種傳統的理論課考核權重方式和大一新生高中階段的學習考核方式相仿，比較側重于終結性的評價，筆者感覺這種方式由于與高中學習考核方式的相仿而不利于調動大一新生的學習積極性;對此，我院工程化學課程考核方式調整為考勤（5%）+作業（5%）+實驗成績（10%）+期終卷面成績（40%）+個人專題論文（20%）+團隊創新實驗（20%）這樣六部分構成。考核方式的多元化改革是希望學生逐步提高自主學習和團隊合作的能力，在這種新體系的考核方式中，更突出了過程性考核，有利于學生將來走向社會后的職業發展。
四、結束語
通過實際教學發現，化學作為一門與工程實踐緊密結合的基礎科學，不僅要讓學生掌握好基礎理論，更要讓學生學會運用所學的理論知識思考、解決所面對的生產實生活中的實際問題。
由于當前工程化學課程設置的教學時數和實驗課時數相對較少，有限的學時往往也限制了部分教學方法和手段的使用，這些問題和不足，筆者認為隨著今后互聯網的蓬勃發展，信息化建設水平的不斷提高，今后可在網絡教學平臺上搭建出一個不受教學時間和空間限制并且教師與學生能夠良好互動的24小時教室。
總之，工程化學課程的教學改革取得了一些成績，積累了一些經驗，但改革是一項長期而艱巨的任務，需要相關教師在當前學校以教學為基礎、以科研為導向的政策支持下，付出更多的努力。
參考文獻：
[1]吳芳輝.關于工程化學基礎課程教學策略的探討[J].安徽工業大學學報：社會科學版，2012，（29）：121-122.
[2]冉敬文，任乃林.《大學化學》教學經驗與體會[J].廣東化工，2009，（5）：214-215.
[3]王衛.基礎化學原理教學改革探索[J].大學化學，2011，26（4）：21-23.
0 引言
為了適應社會經濟發展對高等工程教育的迫切要求，教育部提出了“卓越工程師教育培養計劃”，吸引了眾多高校參與、探索并培養卓越工程師。這些高校通過借鑒已取得了顯著成效的國際CDIO工程教育模式[1]，并根據自身實際情況和實踐經驗，形成了多樣化的CDIO（如汕頭大學的EIP-CDIO）探索和實踐[2-3]，取得了較好的成效。地方應用性本科院校通過引入CDIO工程教育，進行計算機專業建設和教學改革，對于完善應用型工程人才培養模式，具有重要的啟發和借鑒意義。本文針對目前Linux操作系統課程教學存在的不足，在CDIO的教育理念和評價標準指導下，進行課程改革與實踐探索。
1 CDIO的基本知識
CDIO是構思（Conceive）-設計（Design）-實施（Implement）-運行（Operate）的簡稱[1]，構思指的是系統性的構想和思考，包括確定客戶的實際需求，考慮技術、企業戰略和相關規定的整體過程；設計是把構想通過視覺的形式傳達出來的活動過程，包括設計、圖紙和描述產品、過程和系統實施的方法和計算等；實施是指從設計到產品的實現過程，包括軟件編程、硬件制造、測試和驗證等；運行是指產品制造完成之后的過程，包括對系統的維修、保護、改造等。
CDIO模式主張在系統和產品構思、設計、實施、運行的工程教育實踐環境中培養工程師的基本能力，創造真實的工程教育情境，使學生理解職業工程師專業工作要求和所需的能力要求，通過改革課程體系、教學方法、教師的實踐教學能力等內容，讓學生以主動的、實踐的、多學科間聯系的方式，來掌握深厚的技術知識，理解技術發展對社會的重要性和戰略影響，培養所需的知識、能力和態度。
CDIO教學大綱包括四個方面的內容：①技術知識和推理；②個人能力、職業能力和態度；③人際交往能力；④企業和社會環境下，系統的構思、設計、實施及運行。CDIO教學大綱不僅對學生培養所要求的知識、能力和態度做了詳細的描述，體現了全面培養的特點，同時也體現了CDIO工程教育方法對工程師綜合素質能力培養的要求。
CDIO采用12條標準來描述其教學大綱要求的教育目標，對實施CDIO工程教育模式的指引和評價系統，其具體內容包括：①以CDIO為環境背景；②CDIO教學目標；③一體化的課程設置；④工程概論；⑤設計-制作經驗；⑥CDIO實踐場所；⑦綜合性學習經驗；⑧主動學習；⑨教師CDIO能力的提升；⑩教師教學能力的 CDIO項目評估。
基于CDIO的人才培養一般按三個級別的項目[3]進行，一級項目圍繞專業核心課程、知識及能力培養要求而設定；二級項目圍繞一組核心課程的知識點和能力培養而設計；三級項目為單門課程而設計，旨在增強理解和培養相關能力。其中，一級項目為主線，二級項目為支撐，三級項目與核心課程為基礎，將核心課程教育與對專業的整體認識統一起來，并結合項目訓練對學生的自我知識更新的能力、人際和團體交流能力，以及對大系統的掌握、運行和調控能力進行整體培養。
2 基于CDIO的Linux操作系統課程改革與實踐
Linux操作系統是一門內容多、范圍廣、應用性強的課程，開在大三上學期或下學期，學時為54學時。傳統的教學模式主要是以教師課堂教學（28學時）為主，實踐教學（26學時）只是為驗證理論課的內容，考核方式亦以試卷成績為主。這容易導致學生缺少對實驗的主動思考，學習積極性不高，工程實踐能力較弱。在 CDIO的教育理念和評價標準的指導下，我們對教學目標，教學內容，實踐能力和考核方式等進行改革。
2.1 教學目標改革
“在實踐應用能力培養與基礎理論教學并重，突出工程化實踐能力和職業素質培養”的教學理念指導下，結合CDIO教學大綱的四方面內容，我們修訂Linux操作系統的教學目標為：“圍繞Linux系統產業需求和應用技術，以學生為主導，以項目的全生命周期開發形式，掌握Linux平臺項目的構思、設計、實現和運作，全方位培養學生的計算思維能力和工程化實踐能力”。
2.2 教學內容改革
根據CDIO標準和Linux課程特點，我們通過減少理論教學，加大實踐課時的思路對該課程進行改革，課時分配如表1所示。
2.3 實踐教學改革
圍繞工程化實踐和創新精神培養這一目標，我們通過課內驗證性實驗，課內設計性實驗，課內工程實訓實驗，課外科技創新型實驗的有序銜接，構建了多層次、多形式的Linux實踐教學體系[4]。
⑴ 課內驗證性實驗：在課程中配套的CDIO三級項目，以鞏固和加深學生對于特定理論知識點的理解程度。
⑵ 課內綜合性實驗：強調知識模塊的綜合應用，循序漸進地強化學生的構思-設計-實施-操作能力。
⑶ 課內工程實訓實驗，裁減實際Linux項目，以團隊化的形式實施CDIO二級項目，著重培養學生的綜合性工程能力和團隊協作能力。
⑷ 課外科技創新型實驗：通過科技競賽，參與教師橫向項目等實際Linux課題，鍛煉其工程實踐能力和科技創新素質。
CDIO教育模式采取以項目為中心、學生為主體的“做中學”教學模式，因此對于課內綜合性實驗和課內工程實訓實驗，我們通過小組的項目立項來調動學生學習興趣和主動性；通過項目組織，讓學生進行項目的分工、計劃、協調、溝通，鍛煉學生的組織能力、團隊合作能力；通過項目執行，讓學生進行主動學習，分工合作，來培養學生的分析問題、推理問題和解決問題的能力，進而鍛煉其工程化實踐能力；通過項目演示和匯報，回答提問，來鍛煉學生的文檔撰寫能力，口頭表達能力、應變能力。經過這樣一個全生命周期項目，學生的職業素養和實踐創新能力，都得到了較大的提高。
2.4 課程考核改革
課程考核以驗證性實驗、綜合性實驗、工程實訓實驗組成，分別占期末考試40%，20%，40%。驗證性實驗以教師現場檢查并提交實驗報告形式進行；綜合性實驗、工程實訓實驗項目則按照學生自評（20%）、組內互評（20%）、組間互評（20%）和教師評價（40%）的評價指標構成來來分別評價。其中教師評價和組間互評以項 目論文、答辯情況、小組合作分工以及項目演示結果為依據。組內互評和學生自評則按照每個學生在項目中的工作量工作完成情況、工作表現、團隊合作情況來進行。
經過以上四個方面的改革，并在2011-2013屆本科學生中實施，使學生的學習積極性得到了提高，系統思維能力和分析解決問題的能力得到提升，學生的項目開發經驗更加豐富，這為未來工作和就業奠定了基礎。
3 結束語
CDIO工程教育理念代表了高等教育的改革方向，如何在課程群和單門課程中設計合適的CDIO二級和CDIO三級項目，是課程改革的關鍵點。本文僅在Linux操作系統課程中進行了CDIO項目的初步探索，未來將結合地方高校的實際和行業需求，與Linux企業開展深度合作，探索校企共建Linux課程，這也是我們未來研究的方向。
參考文獻：
新材料是支撐我國戰略性新興產業的基礎材料，是發展先進制造業和高技術產業的物質基礎，是全球發展最快和最活躍的科學技術領域之一，其技術和產業的發展水平與規模，已成為衡量一個國家綜合國力的重要標志。蔣士成院士在致辭中指出，高性能纖維與復合材料是戰略物資，如果能廣泛推廣在民用領域的應用，將減少交通工具能耗和二氧化碳的排放，提升制造業的科技水平和競爭力，對“中國制造2025”計劃具有重要的意義。
端小平在會上指出，中國化纖行業用不到10年的時間縮短了與發達國家30年的差距，各種高性能品種齊步發展，部分品種質量達到國際中等以上水平。未來，中國的高性能纖維發展將注重在汽車、耐高溫過濾材料和航空航天等國防軍工領域的應用，重視低成本生產高品質產品和回收再利用技術的研發，加快制定化纖全產業鏈的標準。
正如東華大學余木火教授所講，輕質高強材料是“中國制造2025”的核心競爭力之一。面對國外的成熟市場，中國更需要重點培育具有戰略意義和中國特色的大市場，與優勢產業共同發展。例如中國的汽車產業、大型飛機和高鐵的輕量化設計。通過建立設計-材料-制造-評價一體化的研發能力，為整個產業鏈提供技術支撐。并解決汽車輕量化復合材料需要解決的工程技術問題，即設計與評價能力、低成本自動化量產技術和回收與循環利用技術。
在學術報告環節，來自交通、航天領域的企業嘉賓針對高性能纖維及復合材料的應用現狀及未來發展趨勢展開深入分析。其中，江蘇奧新新能源汽車有限公司總經理史踐向與會代表展示了公司在研發輕量化碳纖維復合材料電動汽車的各階段成果。并表示，奧新電動車的創新核心思想是輕量化，其創新技術主要體現在新電動底盤、新材料應用、新生產工藝、高比能量電池和智能化、網絡化車載技術應用。
上海飛機制造有限公司副總工程師劉衛平表示，復合材料在商用飛機上大量應用已是一種趨勢，我國商用飛機將大量使用復合材料，帶動我國碳纖維及其復合材料在高端應用領域的快速發展。
中國南車株洲時代新材料科技股份有限公司副總工程師姜其斌指出，未來在交通領域，高性能輕量化復合材料將成為重點發展方向。并重點講解了反應尼龍材料、芳綸蜂窩復合材料、阻燃輕質板材、長玻璃纖維增強熱塑性復合材料（LFT）等幾種典型高性能輕量化復合材料的工程化研究應用。
在碳纖維、芳綸及復合材料在汽車輕量化應用交流分論壇上，來自吉林硅谷碳纖維、江蘇恒神、河北硅谷化工、中復神鷹、泰和新材料、廣州汽車集團等企業的專家從低成本碳纖維生產、碳纖維市場分析及企業的對策、碳纖維復合材料在汽車輕量化方面的應用及推廣的策略、基于輕量化材料的電動汽車結構設計與創新等內容進行深入探討。
其中，江蘇恒神股份有限公司技術顧問沈真基于市場需求分析，認為航空和工業碳纖維需求決定企業必須具備單條千噸線生產能力才能滿足制造商的批量生產要求、實現質量穩定性和降低成本，并且碳纖維復合材料制品研發的特殊性決定企業必須具備從纖維、上漿劑、樹脂直至產品開發和設計制造服務的全產業鏈發展模式。
在功能性纖維開發與應用科技論壇上，來自化纖生產企業、石油化工企業和高等院校等一線科研人員和專家，分別對高模低縮滌綸工業絲、保暖聚酯纖維、氨綸、丙綸等纖維功能性開發及其應用進行了學術交流。
搭建化纖產業創新升級和跨界融合的合作平臺
7月16日，2015中國紡織工程學會化纖專業委員會學術年會在蕭山同地召開。年會以“創新驅動、跨界融合、綠色轉型和智能發展”為主題，舉辦“高性能纖維及復合材料科技論壇”和“生物基化學纖維及原料科技論壇”，同時揭曉了“中國化學纖維工業協會?恒逸基金”獲獎優秀學術論文，并舉辦獲獎論文專題報告。
作為全球化纖界唯一的學術技術獎，“中國化學纖維工業協會?恒逸基金”優秀學術論文獎自2013年設立以來，累計收集論文637篇，已評出一等獎 2 名，二等獎25名，三等獎47名，優秀獎143名。“超高分子量PPTA樹脂及其高模量芳綸纖維的結構與性能”、“干法紡絲制備聚酰亞胺纖維及其結構與性能”、“低成本碳纖維制備新技術 ―― 增塑熔融紡絲法制備PAN纖維及其結構性能研究”、“軼綸？聚酰亞胺纖維的性能及在濾料中的應用”、“聚乳酸生物質纖維的研發、產業化及發展建議”等幾十項化纖前沿新技術、創新成果得到業內高度關注并在行業推廣，為化纖行業科技實力提供了戰略支撐，推動了行業的科技進步。
在高性能纖維及復合材料科技論壇上，各位專家學者主要圍繞國產碳纖維炭化裝備的發展現狀與趨勢、連續玄武巖纖維產業發展規劃、耐高溫吸波碳化硅纖維的設計合成與性能、電紡納米絲球結構聚醚砜的研制及其低阻過濾性能等研究方向進行深入交流。
關鍵詞:應用型人才培養;課程體系;模塊化教學體系;人才培養模式;企業實訓
經濟社會的發展需要大量既有扎實理論基礎又有較強實踐能力的計算機軟件應用型人才,而國內許多應用型高校的計算機軟件相關專業仍延續著研究型高校的人才培養目標與模式,過分強調理論知識的系統性教授,缺少對學生工程能力和職業素質的訓練,畢業生的專業能力與軟件產業界的需求往往存在較大的脫節,難以快速融入現代IT企業的運作,一方面用人單位覺得軟件人才匱乏;而另一方面有相當多的畢業生卻找不到合適的崗位。因此,應用型高校必須主動適應經濟社會發展對具有創新能力的軟件工程應用型人才的需求,明確專業能力培養目標及其內涵,探索能力培養的方法與途徑,構建與軟件產業需求相適應的軟件工程專業教學體系與教學模式[1-3]。
1軟件工程專業人才培養規格
1.1專業人才培養目標
培養具有良好的科學與工程素養,系統掌握計算機基礎理論、軟件開發、軟件管理等計算機應用技術,能運用工程化方法、技術和工具從事軟件分析、設計、開發、維護等工作,具備工程項目的組織與管理能力、團隊協作能力的高級應用型軟件工程人才。
1.2專業人才能力分析
應用型人才的主要任務是將成熟的技術和理論應用到實際的生產和生活中,其培養的關鍵是強調對學生專業核心能力的培養[4]。對于應用型軟件工程人才,其專業核心能力包括以下幾個方面。
1) 軟件分析與設計能力。掌握用戶需求調研和需求分析方法,能夠將需求轉換為系統的設計;掌握結構化和面向對象分析方法與設計方法,熟悉常用的軟件分析與設計開發工具;熟悉UML建模技術和常見的軟件設計模式;能夠設計和定義軟件構架、模塊劃分的接口協議;具備數據庫結構設計能力;能夠運用相關工具進行模塊的詳細設計;能夠設計用戶界面;具備用戶需求說明書、軟件規格說明書、概要設計說明書、數據庫設計說明書、詳細設計說明書等軟件開發文檔的撰寫能力。
2) 軟件實現能力。掌握結構化程序設計技術和面向對象程序設計技術,至少熟悉一門高級語言編程技術;熟悉常用的IDE開發工具,掌握軟件的編輯、編譯、運行和調試技術;掌握Web程序設計技術,熟悉HTML語言、JavaScript語言、Java EE和.Net等常見Web應用構建技術,具備界面設計、腳本編程、業務邏輯編程和系統部署能力;能夠運用開發工具的聯機幫助來解決編碼問題;能夠運用打包工具制作產品的安裝程序,能夠編寫用戶使用手冊、安裝說明等文檔;能夠將子系統集成為一個完整的系統,并能在集成過程中優化系統;能夠配置系統調試環境,具備關鍵代碼性能優化的能力;熟悉數據庫編程技術,具備應用SQL語言對MSSQLServer、Oracle、DB2等常見數據庫進行數據操作的能力;掌握數據庫系統的安全保護技術和性能調優技術;掌握Linux、WinCE、Android等常見平臺下的嵌入式開發技術;熟悉嵌入式應用軟件的編程、調試、部署技術;具備硬件驅動程序開發能力。
3) 軟件測試能力。掌握常見的單元測試、集成測試、性能測試和回歸測試技術;掌握常用的白盒與黑盒測試方法,具備測試用例的設計能力;掌握常用的軟件測試工具;熟悉實際的軟件測試流程,能夠搭建測試環境;掌握軟件測試管理技術,具備軟件測試計劃、軟件測試報告等測試文檔的撰寫能力。
4) 工程綜合能力。熟悉RUP、XP等常用軟件開發過程模型,具備針對具體項目選擇適當模型的能力;掌握項目范圍界定、計劃制訂及進度監控技術;掌握軟件配置技術,能夠使用配置管理工具;掌握軟件開發風險評估與控制技術;掌握常用的軟件項目管理工具;能夠基于用戶的反饋情況進行軟件產品的維護,并能對用戶進行培訓;具備軟件開發計劃、可行性分析報告等項目管理文檔的撰寫能力。
2提升軟件工程專業能力培養途徑
2.1改革人才培養模式
建立“2+1+1”三段式期制的人才培養模式,同時堅持工程能力和素質培養4年不斷線的原則,將工程項目教學法貫穿整個教學環節,提高學生的學習興趣,增強學生的工程意識,強化工程實踐能力。
前4學期“重基礎”,即重點完成對學生專業基礎知識和基本技能的培養。通過強化數理基礎模塊和專業基礎模塊教學,促進學生創新思維的形成和創新方法、創新工具的掌握,為后續的專業模塊學習和工程能力的培養打好基礎。從第二學期開始為每位學生配備校內專業指導教師,負責對學生在校期間的學習、專業選擇、學習進程規劃和學習方法等進行指導。
第5學期是在大二結束時安排一個企業實訓學期(企業實訓I),即通過適當壓縮原第4學期教學周數,從而形成一個包括暑假在內共12周的第5學期(變傳統的8學期制為期制)。作為第一階段的企業實訓,主要是培養學生的軟件測試能力,并對軟件的工程化開發流程形成清晰的認知。同時,該階段也能使學生學習和實踐軟件企業的管理運作,熟悉業務流程及項目開發流程。作為校企聯合培養第一環節,該階段由企業安排資深工程師作為企業指導老師,對學生在現場實踐期間進行指導。自此,針對每位學生的“雙導師”指導模式正式形成。
第6、7學期“精方向”,即在雙導師指導下,學生在特定的專業方向進行深入學習。采取基于項目的教學模式和以問題為導向的探索式學習模式,培養學生從工程全局出發、綜合運用多學科知識、結合各種技術和現代工程工具解決工程實際問題的能力,同時培養學生的自主學習能力、創新意識和探索未知領域的興趣。另外,通過加強與軟件企業合作,完善雙方模塊的學分認證標準。學生在此環節獲得的學分雙方互認,并頒發相關證書,從而將軟件行業所需要的專業能力融入人才培養體系。
第8、期“強工程”,學生將利用一年時間到企業進行項目實訓和做畢業設計(論文),通過企業項目實訓和畢業設計(論文)等工程實踐環節,強化學生從事工程實踐所需的專業技術能力,進一步鍛煉學生的工程實踐能力和獨立工作能力。畢業設計(論文)的選題要求來源于企業,做到100%真題真做。
2.2構建模塊化教學體系
2.2.1模塊定義
應用型人才應該具有運用科學理論知識和方法來綜合分析、解決問題,以及將解決方案付諸實施的實踐能力,而傳統的教學體系以課程為教學單位,教學內容存在重知識體系而輕社會需求,重知識傳授而輕能力培養等問題。為此,圍繞應用型軟件工程人才的專業核心能力,通過將理論教學與工程實踐緊密地結合在一起構成“模塊”,以取代傳統教學體系的“課程”。“模塊”作為面向專業能力培養最小的教學構成單位,是圍繞特定能力培養相關教學活動的有機組合,具有可重組性和教學內容的非重復性,其對應能力的培養環節連貫、遞進,可適應不同類型軟件工程師的培養需要。
2.2.2構建思路
軟件工程專業模塊化教學體系構建要求從傳統的知識輸入為導向的課程體系構建,轉變為以能力輸出為導向的模塊體系構建。“知識輸入為導向”指的是以學科體系為導向,構建課程體系;“能力輸出為導向”指的是以崗位需要的專業能力為導向,構建模塊化教學體系。基于“面向專業能力需求反向推導”
的思路,即通過對IT企業相關崗位群的調查與分析,確定學生應該具備的專業能力,再將抽象的專業能力具體化為能力要素,對一組相關的能力要素進行優化整合形成能力單元,圍繞一組特定的能力單元及其對應的知識單元的培養(知識點的組合)設計相應的教學活動,從而形成“模塊”。通過若干個相關模塊的有機搭配構成軟件工程專業應用型人才培養所需的模塊化教學體系,從而將傳統的按學科知識體系構建專業課程體系,轉變為按專業能力構建模塊化教學體系(如圖1所示)。
模塊化教學體系以專業能力為主線,將理論教學和實踐教學有機結合,強調知識和方法如何運用于實際工程領域。在模塊化教學體系中,一個模塊針對特定的能力單元設置,一項專業能力的培養可由一個或若干個模塊來支撐。模塊化要求人們轉變思維方式,即要適應從“專業課”到有功能性單元的“模塊”的轉化,對傳統課程體系的教學內容進行拆散、揉和與優化,以面向能力培養構建模塊的教學內容。如將原有的Java語言程序設計、SQLServer數據庫等課程中的高級應用和難點部分進行整合,設置Web應用系統開發模塊,重點培養基于Web平臺的應用系統設計開發能力。模塊既包含理論知識的講授,又有工程實踐訓練,采用典型的真實工程項目,對學生的工程能力進行培養。
2.2.3進程安排
在軟件工程專業模塊化教學體系參考教學進程
中,執行計劃總學分為180學分。第1至4學期主要學習公共基礎模塊和專業基礎模塊;第6、7學期在校學習專業模塊,第5、8和期到企業進行實訓,結合工程實際完成項目實訓和畢業設計(論文)。教學進程如表1所示。
2.3引入企業實訓環節
軟件工程專業能力的獲取是在運用智力、知識、技能的過程中經過反復訓練而形成的[3]。為此,圍繞提升學生的軟件測試能力、軟件實現能力、軟件分析與設計能力和工程綜合能力這4項專業核心能力,分階段設置3個獨立的企業實訓學期(如表2所示),使學生置身于真實的企業場景、管理制度、競爭壓力、團隊協作等環境之中,以培養學生軟件開發、團隊合作以及項目管理的能力。
1) 企業實訓I,安排在第5學期。通過適當壓縮原第4學期教學周數,從而形成一個包括暑假在內共12周的第5學期(變傳統的8學期制為期制)。作為第一階段的企業實訓,主要是培養學生的軟件測試能力,并對軟件的工程化開發流程形成清晰的認知[5]。
2) 企業實訓II,安排在第8學期。通過將原大三下學期的暑假與大四上學期結合,得到一個約28周的第8學期,作為第2階段的企業實訓,用于強化學生軟件的實現能力和分析與設計能力。為了使學生能在特定的軟件開發領域獲得深入訓練,形成個人的專業特長,該階段應分不同的方向(如Java、.Net及嵌入式軟件等方向)在相應的企業進行。
3) 企業實訓III,安排在第期(原大四的下學期),按一個標準學期的20周設置,并與畢業設計相銜接。針對實際項目(產品),由學生組成項目組,負責整個項目(產品)開發的全過程,并按企業或用戶要求對項目(產品)的完成情況進行評估并答辯,根據項目(產品)中每位學生完成情況確定其畢業設計等次。
以上的企業實訓方案很好地體現了分步進階的專業能力培養原則,它對學生軟件專業能力提升的思路是:以軟件測試技術與技能訓練為主的能力培養以軟件實現技術與技能訓練為主的能力培養以產品或系統構建能力培養為主的能力培養以綜合項目解決方案制定為主的能力培養以適應社會并能夠獨立完成產品/系統研發工作為主的能力培養。同樣,對于各個階段企業實訓內容的安排,也是按照由淺入深、由單項到綜合的方式,層層遞進地實現能力的漸進培養。另外,企業實訓的各個階段均設置考評環節,并按企業對應崗位的技能要求對學生進行能力考評,對應關鍵能力培養的企業實訓環節(如軟件實現能力),不合格者將要繼續本階段的訓練,直到能
力考評達標為止。各階段的企業實訓環節均有對應學分,學生必須修滿相應學分,方允許畢業。
3結語
新建應用型本科高校在培養人才目標、生源和師資力量方面與傳統綜合性重點大學有顯著差異,因此,不能簡單地繼承和延續綜合性重點大學的培養目標和培養模式,而必須主動適應經濟發展對具有創新能力應用型人才的需求,充分發揮自身的優勢和特點,在特色中求生存、求發展。近年來,合肥學院軟件工程專業按照“重基礎,精方向,強工程”的基本原則,建立了“2+1+1”三段式期制的人才培養模式,實行了3學期的企業實訓環節,同時,提出通過將傳統的、按學科知識體系構建專業課程體系,轉變為按專業能力體系構建專業模塊體系,并緊密圍繞模塊體系展開系列教學改革,如編著適應模塊化教學需要的特色系列教材、建立多元化的師資隊伍、引入校企合作及模塊互換學分互認機制等。幾年來的教學實踐證明,采用模塊教學體系在培養企業真正需要的、具有創新意識和國際化視野的軟件工程師方面取得了良好的效果,對于保證應用型人才培養目標和培養要求的實現具有重要的借鑒意義。
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Software Engineering Talents’ Cultivation in Capability-oriented Mode
TAN Ming, ZHANG Xiang-dong, XU Qiang, LIU Deng-sheng
(Department of Computer Science and Technology, Hefei University, Hefei 230601, China)
臺州學院生物工程技術專業培養的目標就是培養掌握扎實生物理論基礎，實踐能力強的工程技術人才，側重于工程能力、實踐能力的培養。近幾年來，專業先后與海翔藥業、華譜新創、博盛生物科技有限公司、艾特生物藥業有限公司等公司合作，取得了良好的辦學效益。
2構建面向企業的應用型
“訂單式人才培養模式”本著適度超前培養、立足地方經濟發展、面向企業培養實用創新人才培養的目標，從2012年開始，我們對教學各環節進行改革，建立實用型的“訂單式人才培養”課程體系。
2.1改革人才培養計劃設置，構建“訂單式人才培養模式”
在課程設置上，本著應用型人才的培養目標，對傳統的人才培養計劃進行了必要的修改，教學模式設計為“訂單式人才培養模式”，即校企合作培養模式，培養的學生在企業實習，完成畢業論文，并最終留在企業工作。在大學本科總共四年的教學過程中，前三年主要是課程的學習，其中第一、二學年，學生主要進行公共基礎課及專業基礎課的學習，目的是使學生能夠有扎實的理論基礎，為將來的專業課學習進行必要的準備，同時，在第二個學年一開始，會對大二的學生分配導師，即依據導師科研介紹和指導，再根據學生對導師科研方向的興趣、意愿以及對未來發展的方向，學生自行選擇導師，在接下來的時間里面除了要完成專業課程以外，還要在業余時間參與導師的科研項目，這不僅提高學生的動手能力以及增加學生的自主性和創造性，同時為學生進入企業工作實習奠定了基礎;第三學年上半年，將開設專業方向課，學生可根據自己的意愿，來選擇不同方向的專業選修課，進入下半年，我們會根據訂單企業的需要，開設專門針對企業所需的選修課，采用小班教學，專門針對該企業的學生進行授課，補充學生進入企業進行生產所缺的知識;進入第四學年，前半年，學生在企業實習，并在企業完成畢業論文，學校以及企業都會給實習學生配置導師，共同指導學生完成畢業論文，讓學生在實際生產中，不斷提高和進步，大四后半年，學生在學校撰寫畢業論文并完成答辯。
2.2教學內容的改革與創新
2.2.1因材施教，精心選擇并合理安排教學內容
生物工程專業是一門綜合性學科，涉及知識點較多，因此，我們將系統的開設與本專業有關的課程，如微生物學、生物化學、分子生物學、高等數學、發酵工程、生化工程等。同時，我們在進行課程設置時，增加了主干課程的課時量，讓學生充分認識到課程的重要性。教材是教師與學生之間教與學的橋梁，是引領學生掌握生化工程的工具，然而，如果教材選擇太深，將增加學生的厭學情緒，不利于生物工程人才的培養，結合臺州學院學生能力以及臺州特有的經濟發展模式，選擇具有系統、完整的知識體系和反映本學科領域最新成就的優秀教材，是保證教學質量的關鍵。在課程實施的過程中，堅持“以生為本”的教學思想，內容完全按照生產工藝流程實際進行;同時十分注意生物工程領域不斷出現的新理論、新工藝、新技術和新成果，通過閱覽國內外專業期刊、雜志、瀏覽專業網站，及時將新知識介紹給學生，使教學內容更加充實，開拓學生視野，提高學生學習興趣;在教學方式上，我們運用多媒體把教學中的難點內容通過動畫、圖片等形式分解，使抽象的內容具體化、直觀化，對較易理解、篇幅較大的工藝流程和操作技術，制作成動畫或將工廠實際生產的工藝過程及操作要點制作成光盤，穿插于教學中;在學期末，安排2～3節課，學生上講臺，結合生物工程理論知識、企業實習以及自身操作實踐，對自己感興趣的產品工藝或者實踐過程中總結的經驗進行介紹，增加課堂的互動性以及學生上課的積極性。
2.2.2教學與實踐互動，增加學生對生化工程知識的主客觀認識
為了提高學生對生物產業的認識并強化他們的工程化概念，在學期中間階段，學院專門安排了2周的參觀實習，安排學生到臺州當地典型的發酵生產企業，了解工廠基本生產方法，熟悉工程方向的基本流程;同時，給學生安排任務，要求每個學生必須圍繞企業的生產工藝，完成實習報告，并要求在課程結束后上交，作為平時成績。該方法不僅使學生帶著任務去熟悉生產工藝，培養學生的生產實踐技能和基本的工程意識，為今后學生走上工作崗位打下良好的基礎和必要的實踐技能，同時，讓學生在后續理論的學習中，帶著問題去學習，增加學生的學習興趣，達到較好的教學目的。
2.3建立實習企業進出機制，加大實習、見習基地建設力度，注重實習教學效果
關鍵詞：工程中心 產學研合作 實踐創新能力
大學生的實踐與創新能力的培養和提高一直是教育工作者，特別是教育管理部門十分關注的重要課題①②。近年來，國內一些重點高校與企業聯合建立省、市級工程技術研究中心，搭建平臺，實現了產、學、研的有效結合，為地方科技、經濟發展做出了巨大的貢獻。目前，這些工程中心通過建設及運行，已擁有了豐富的技術成果、先進的儀器設備、優秀的技術人員及優良的企業資源。高校作為這些工程中心的建設單位或者共建單位，不僅要考慮如何為企業解決更多的技術問題，還應考慮怎樣利用工程中心的各類資源來培養學生的實踐與創新能力。例如，南京林業大學利用與華機集團合作共建的省級制漿造紙技術研發中心在為制漿造紙行業培養實踐創新人才方面取得了良好的效果③。隨著各類校企共建的省、市級工程技術研究中心逐漸增多，如何利用工程中心平臺資源來培養學生的實踐與創新能力成為了一個值得深入研究的課題。
一、利用工程中心平臺資源提升大學生實踐與創新能力的可行性
一方面，高校利用工程技術研究中心豐富的平臺資源，可將科研與教學有機融合，將科研成果及相關技術發明專利轉化為實踐創新教學內容，把學科前沿的最新研究信息、動態及成果引入課堂，加深學生對相關專業最新進展的了解，強化學生的動手能力及創新意識，實現從科學知識型向科學知識實用技能型的轉變；另一方面，利用中心豐富的企業資源，讓學生到企業參加生產實踐，與技術工人交流學習，不僅可以使學生學習到企業生產流程的相關知識，同時還能了解到企業的生產管理方式，這對于提升學生的實踐與創新能力有著重要的推動作用。
二、利用工程中心平臺資源提升大學生實踐與創新能力的思路與方案
我們經過一年多的探索與實踐，利用校企共建的“石家莊市建陶工程技術研究中心”為綜合平臺，在提高學生的實踐與創新能力、優化人才培養方案等方面開展了深入的研究與探索。具體的思路與方案如下。
1.在廣泛調研的基礎上，吸取國內外在校企合作共建工程技術研究中心的建設經驗，同時結合我校的實際情況，對材料工程技術專業課程安排進行分析，并結合材料工程技術專業特點及不同年級學生已有的知識基礎，確定項目研究實施方案，將豐富的平臺資源與課堂教學、實踐環節及生產實習進行有效融合。
2.在課題教學方面，結合學生的知識及能力基礎，選取工程中心適合的項目成果、專利成果，在內容上經適當調整，在《無機非金屬材料工學》《納米材料》等專業課程的相應章節進行講授。例如，在《無機非金屬材料工學》第十三章第四節釉料及色料部分，將工程中心研發的納米抗菌釉料、低溫快燒納米釉料、結晶釉料以項目教學法的形式進行講授，既利于學生對基本概念及生產工藝的理解，又激起了學生學習專業技能的興趣。
3.在實踐教學環節方面，選取部分相關成果作為科研訓練、綜合實訓等實踐環節的題目，在實踐過程中加深學生對理論知識的理解，提高學生動手能力。同時，鼓勵學生利用課余時間，以第二課堂等形式參與到工程技術研究中心科研課題的研發過程中，可以讓學生在項目研發過程中經歷查閱資料、設計實驗、進行實驗、分析結果、調整實驗等多個環節，充分鍛煉學生的自主分析問題、解決問題及靈活運用專業知識的能力。
4.在生產實習方面，利用工程中心的企業資源建立起學生的生產實習基地，讓學生有更多的機會深入企業生產一線，通過直接參與實際生產操作，增加學生與企業的溝通與了解，這樣不僅可以激發學生努力學習專業知識的熱情，還可以培養學生的創新意識，提升創新能力。
三、取得的效果及經驗
通過該項目的實施，在綜合平臺建設、實踐創新人才培養、雙師型師資隊伍建設方面均取得了顯著的成績。其中，在綜合平臺建設方面，我校與高邑縣力馬建陶有限公司共同建設的“石家莊市建陶工程技術研究中心”于2013年12月通過河北省科技廳驗收，由市級的工程技術研究中心晉升為“河北省建陶工程技術研究中心”，一躍成為我省唯一一家建筑陶瓷方面的省級工程技術研發中心，使得該校企共建的工程技術研究中心在研發能力、工程化、產業化能力方面得到大幅度提升。通過該項目的實施，人才培養質量得到了顯著提高。一年多來，有8名學生發表了學術論文，其中SCI收錄論文4篇；參與申報相關發明專利2項；獲得院級大學生課外科技作品競賽二等獎1項、校級大學生課外科技作品競賽優秀獎1項。同時，教師的教學水平、科研能力也得到了大幅度提升，項目組成員一年來獲得國家自然科學基金項目1項、河北省自然科學基金項目1項、石家莊市科技計劃項目2項，共發表相關學術論文10余篇，獲得科技獎勵1項。
通過項目的實施，我們逐漸認識到：將工程技術研究中心綜合平臺的建設與學生的實踐和創新能力的培養以及教師的教學與科研創新能力的提升緊密結合，建立起“中心建設―人才培養―科技創新”的良性互動模式，對于學生、教師以及工程中心的發展都將起到極大的促進作用，三者的共同發展必將培養起一批動手能力及創新能力強的學生群體；打造出一支理論功底扎實、研發能力強的雙師型師資隊伍；建設成一個技術水平高、產業化能力強的工程技術研究中心。
注釋：
①原長洲.淺談如何提高材料類專業大學生的創新就業能力[J].黑龍江科技信息，2012（4）：154.
②陳建中，趙劍曦，黃長滄，林樹坤，高紹康，李榮華.以科研訓練為主線培養研究型人才[J].中國大學教學，2005（5）： 30-32.
③羅曉曙，宋樹祥，鄒艷麗.校企共建電子與通信專業校內“工程技術研究中心、專業實習基地”的探索與實踐[J].高教論壇， 2012（8）： 35-37.
基金項目：本文系“石家莊學院校級教學改革研究項目”的研究成果。
一、現行高等工程教育課程體系面臨的問題
課程是大學培養人才的主要載體，是教育目標實現的手段。課程設置是根據特定的教育培養目標，組織和編排課程的系統化過程，它受一定的教育目標與教育價值觀的決定和制約［1］。課程設置是由某種預定的課程內容和知識進程所構成教學集合。當代高等工程教育的目標就是培養集綜合的知識背景、整體性的思維方式、較強的工程實踐能力，以及職業道德和社會責任感于一身的工程師。這一目標決定了高等工程教育課程設置必須與社會工程實際需求相契合，以保證課程的綜合性與實踐性。正如布魯貝克所說：“由于高等教育越來越被指望能運用高深學問去解決社會問題，因此，決定課程結構的應該是應用型學科而不是傳統學科。”因此，不能忽略的是在課程設置時應圍繞一定的培養目標，按照一定的設置原則進行。但是，當前我國高等工程教育無視大工程觀的實踐特點，忽視綜合性與實踐性，具體表現在以下三個方面：
（1）課程安排缺乏創意、課程內容缺乏綜合性。在以往的工程專業教育中割裂了知識的整體性，這就使得高等工程教育所培養的人才也打上了過分專業化的烙印。不注意學科、專業之間的聯系溝通，造成我國高等工程教育長期以來還沒有從根本上擺脫“狹窄于技術”和“技術上狹窄”的困境，而高等工程教育課程改革方向不僅要求將各種有關技術學科進行整合，而且這種整合必須在政治、經濟、人文、環境、法律等“大工程教育”系統中進行。通過更加綜合化的課程來實現工程本身的系統性和完整性。反觀我國高等工程教育的課程建設，盡管改革已經進行了20余年，但至今仍未解決課程體系中存在的根本問題。長期以來，我國教育界受前蘇聯教育模式及課程價值觀的影響，習慣于按照人類的學科體系從系統性和科學性出發組織課程及內容，而較少從人的認識過程的實際需求和任務出發進行考慮。這就造成原有的課程體系基本沒有改變，依然維持公共基礎課、專業基礎課和專業課順序的三階段模式。從方法論上講，工程教育的理論課程教學與實踐課程教學如何進行，理論課與實踐課、基礎課與專業課的設置順序如何安排，都是工程教育教學中非常重要實際的問題。茅以升先生的“習而學”教學模式，是一種有異于人們慣常思維的課程設計思想，即主張：為了遵從工程教學的特性，實踐教學可以放在理論教學的前面，專業課程也可以在基礎課程前面設置。它的精髓在于理論與實際的緊密結合，其本質特征是強調實踐基礎上的理論化。先習后學，再習再學，實習與理論相結合。傳統的課程設置相對獨立，綜合性課程非常少，課程建設和課程改革一般都在各門課程的內部進行，學科壁壘依舊牢不可破。所謂系列課程和課程群建設還只是把相關的課程機械地組合在一起，并未真正地建立起課程間的聯系，更談不上通過整合教學內容形成新的課程。要解決這一問題，現代工程教育的課程設置就要充分考慮到學科的交叉與融合，打破學科壁壘，把被學科割裂開來的工程再還原為一個整體，為學生提供綜合的知識背景，以利于復雜工程問題的解決。
（2）重理論、輕工程。與西方工業發達國家的工程教育相比，我國高校普遍缺乏與工業界的緊密聯系，而且這個“先天不足”的問題一直沒有得到根本改善。高等工程教育過于重視課堂教學，以灌輸理論知識為主，過分強調理論知識的正確性與嚴密性而忽視工程技能的培訓，造成“工程化”不足，嚴重影響了教學實驗、生產實習與畢業設計等實踐教學環節。實踐教學僅僅被認為是理論學習的附屬品，實行“彈性”學時，教學時間經常被削減、擠占和挪用。這種重“學”輕“術”的現象導致學生的實踐動手能力差，而且更嚴重的后果是使學生越來越習慣于被動地接受知識，缺乏獨立思考和提出不同見解的能力，與創新教育的宗旨背道而馳［2］。
（3）教學評價的指針失衡。當前，國家對高校水平的評價，不是依據學校的層次和定位，而是用硬性統一的標準，這對高校的課程建設產生了嚴重的負面影響。很多教師不重視自身授課質量的精雕細琢，而是把主要精力放在出科研成果上。
二、面向工程教育的課程體系改革目標
世界各國課程體系改革的主要趨勢是課程的多樣化、綜合化、實用化、現代化、個性化等。我國高等工程教育課程體系既要體現高等工程教育的一般需求，又要反映不同專業的特殊需求，既要體現統一性，又要反映出多樣性，既要體現社會的需求、學科體系，又要反映學生的特點（個人的價值取向）。確立培養目標就明確了課程的內容與結構，決定了高等工程教育課程設置必須與社會工程實際需求相契合，以保證課程的綜合性與實踐性。高等工科院校的培養目標是高等工程教育目的的體現，具體落實在專業培養目標之中，是人才定向、課程調整的重要杠桿。在以專業來培養人才的模式下，高等工程教育課程體系主要體現在專業培養計劃和方案中。對任何專業來講，培養目標是隨著不同時期的要求和社會的發展而變化的，要求有與之對應的課程結構，且該課程結構應能全面體現培養方案所要求實現的培養目標和宗旨，并能形成一個完整統一的課程體系。針對當前高等工程教育課程體系中所存在的問題，筆者認為新的設置方案須注意課程體系的綜合性、實踐性、應用性，要構建一個有利于學生知識獲取與應用知識能力、實踐能力與創新能力培養的能力培養體系，以及一個有利于養成良好思想道德素質、文化素質、專業素質、身心素質的素質教育平臺。
三、面向工程教育的課程體系構建
課程體系的構建是一項復雜的系統工程，這里僅基于面向全面工程教育對課程體系的改革做初步探索。
（1）課程內容需以全面工程教育理念設置。在科學技術突飛猛進的今天，必須明確高等工程教育的培養目標是高級工程技術人員。工程本身是關于科學知識及技術的開發應用，是滿足社會需求的一種創造性的實踐，工程教育就意味著實踐教育。世界上眾多高等工程教育者提出“回歸工程實踐”，強調“實踐才是工程專業的根本”，這就要求高等學校的課程設置更加重視學生工程實踐能力的培養。高等工程教育不應該過分強調基本理論知識的學習，避免在理論課方面求全求深，而應重視工程實踐課程，加強理論課與實踐課的融合，改變理論與實踐脫節的局面。促成理論課與實踐課之間相互支持、相互促進，要將“階梯型”課程結構改變為“滲透型”課程結構。所謂“滲透型”課程結構，就是指理論課程教學中滲透進實踐內容，將實踐環節融入到理論課程中去。在基礎課、專業基礎課、專業課的傳授中緊密聯系實際工作案例，安排定向的專業實踐活動，使學生所學的知識真正能解決實際工程問題。強調實踐就是要讓學生盡可能地獲得從事解決工程實際問題的經驗，多參與實踐活動，保證實踐課程的質量。
（2）加強高等工程教育的課程實踐化。高等工程教育必須強化學生實踐能力的訓練，這是保證工程教育人才培養質量的關鍵。因此，在課程體系的構建中，要認真研究新形勢下教育教學與社會和工程實踐相結合的內容與形式。加強對實踐教學環節的統籌規劃，完善專業實踐、工程實踐和社會實踐相結合的綜合訓練性實踐教學體系。加大專業實踐教學創新改革的力度，加強設計性、綜合性實驗及課程設計等在課程體系中的比例，樹立設計在工程教育中的核心地位。在實踐教學環節中，要嚴格規范考核管理，提高課程設計、畢業設計（論文）、實習、社會實踐活動的質量和效率。畢業設計（論文）應著重于加強現代設計思想、方法和創造能力的綜合訓練，提高學生綜合應用所學知識進行工程設計的能力；課程設計等設計教育應著力于培養學生掌握設計的方法及分工協作的精神，活化所學知識，使培養學生的工程意識、動手能力、分析能力、綜合能力、創新品質、自學能力等真正落到實處。同時，為保證學生在校學習期間能直接深入企業進行工程技術實踐，學校要努力加強與企業的合作，建立與相關企業的穩定聯系。
我自己是學化學的，從事學化學、教化學、研究化學也幾十年了，但現在似乎有點兒不太認得了。我覺得世紀之交，大家要重新有一個認識，認識學科本位的問題。
一門科學的內涵和定義至少有四個屬性：
整體和局部性科學是一個復雜的知識體系，好比一塊蛋糕。為了便于研究，要把它切成大、中、小塊。首先切成自然科學、技術科學和社會科學三大塊。在自然科學中，又有許多切法。一種傳統的切法是分為物理學、化學、生物學、天文學、地理學等一級學科。近年來又有切成物質科學、生命科學、地球科學、信息科學、材料科學、能源科學、生態環境科學、納米科學、認知科學、系統科學等的分類方法。化學是從科學整體中分割開來的一個局部，它和整體必然有千絲萬縷的聯系。這是它的第一個屬性。
學科之間的關聯和交叉如果把科學整體看成一條大河，那么按照各門科學研究的對象由簡單到復雜，可以分為上游、中游和下游。數學、物理學是上游科學，化學是中游科學，生命科學、社會科學等是下游科學。上游科學研究的對象比較簡單，但研究的深度很大。下游科學的研究對象比較復雜，除了用本門科學的方法以外，如果借用上游科學的理論和方法，往往可以收到事半功倍之效。所以“移上游科學之花，可以接下游科學之木”。具有上游科學的深厚基礎的科學家，如果把上游科學的花，移植到下游科學，往往能取得突破性的成就。例如1994年諾貝爾經濟獎授予納什，他在1950年得數學博士學位，1951-1958年任美國麻省理工學院數學講師、副教授，后轉而研究經濟學，把數學中概率論之花，移到經濟學中來，提出預測經濟發展趨勢的博弈論，因而獲得諾貝爾經濟獎。
發展性化學的內涵隨時代前進而改變。在19世紀，恩格斯認為化學是原子的科學(參見《自然辯證法》)，因為化學是研究化學變化，即改變原子的組合和排布，而原子本身不變的科學。到了20世紀，人們認為化學是研究分子的科學，因為在這100年中，在《美國化學文摘》上登錄的天然和人工合成的分子和化合物的數目已從1900年的55萬種，增加到1999年12月31日的2340萬種。沒有別的科學能像化學那樣制造出如此眾多的新分子、新物質。現在世紀之交，我們大家深深感受到化學的研究對象和研究內容大大擴充了，研究方法大大深化和延伸了，所以21世紀的化學是研究泛分子的科學。
定義的多維性一門科學的定義，按照從簡單到詳細的程度可以分為：(1)一維定義或X-定義，X是指研究對象。(2)二維定義或XY-定義。Y是指研究的內容。(3)三維定義或XYZ-定義。Z是指研究方法。(4)四維定義或WXYZ定義，W是指研究的目的。(5)多維定義或全息定義。一門科學的全息定義還要說明它的發展趨勢、與其他科學的交叉、世紀難題和突破口等等。這樣才能對這門科學有全面的了解。下面以化學為例加以說明。
化學的一維定義
21世紀的化學是研究泛分子的科學。泛分子的名詞是仿照泛太平洋會議等提出的。泛分子是泛指21世紀化學的研究對象。它可以分為以下十個層次：(1)原子層次，(2)分子片層次，(3)結構單元層次，(4)分子層次，(5)超分子層次，(6)高分子層次，(7)生物分子和活分子層次，(8)納米分子和納米聚集體層次，(9)原子和分子的宏觀聚集體層次，(10)復雜分子體系及其組裝體的層次。
化學的二維定義化學是研究X對象的Y內容的科學。具體地說，就是：化學是研究原子、分子片、結構單元、分子、高分子、原子分子團簇、原子分子的激發態、過渡態、吸附態、超分子、生物大分子、分子和原子的各種不同維數、不同尺度和不同復雜程度的聚集態和組裝態，直到分子材料、分子器件和分子機器的合成和反應，制備、剪裁和組裝，分離和分析，結構和構象，粒度和形貌，物理和化學性能，生理和生物活性及其輸運和調控的作用機制，以及上述各方面的規律，相互關系和應用的自然科學。
化學的三維定義化學是用Z方法研究X對象的Y內容的科學。化學的研究方法和它的研究對象及研究內容一樣，也是隨時代的前進而發展的。在19世紀，化學主要是實驗的科學，它的研究方法主要是實驗方法。到了20世紀下半葉，隨著量子化學在化學中的應用，化學不再是純粹的實驗科學了，它的研究方法有實驗和理論。現在21世紀又將增加第三種方法，即模型和計算機虛擬的方法。化學的四維定義化學是用Z方法研究X對象的Y內容以達到W目的的科學。化學的目的和其他科學技術一樣是認識世界和改造世界，但現在應該增加一個“保護世界”。化學和化學工業在保護世界而不是破壞地球這一偉大任務中要發揮特別重要的作用。造成污染的傳統化學向綠色化學的轉變是必然的趨勢。21世紀的化工企業的信條是五個“為了”和五個“關心”：為了社會而關心環保;為了職工而關心安全、健康和福利;為了顧客而關心質量、聲譽和商標;為了發展而關心創新;為了股東而關心效益。
化學的多維定義———21世紀化學研究的五大趨勢
1、更加重視國家目標，更加重視不同學科之間的交叉和融合在世紀之交，中國和世界各國政府都更加重視國家目標，在加強基礎研究的同時，要求化學更多地來改造世界，更多地滲透到與下述十個科學郡的交叉和融合：1數理科學，2生命科學，3材料科學，4能源科學，5地球和生態環境科學，6信息科學，7納米科學技術，8工程技術科學，9系統科學，10哲學和社會科學。這是化學發展成為研究泛分子的大化學的根本原因。所以培養21世紀的化學家要有寬廣的知識面，多學科的基礎。
2、理論和實驗更加密切結合
1998年，諾貝爾化學獎授予W.Kohn和J.A.Plple。頒獎公告說：“量子化學已經發展成為廣大化學家所使用的工具，將化學帶入一個新時代，在這個新時代里實驗和理論能夠共同協力探討分子體系的性質。化學不再是純粹的實驗科學了。”所以在21世紀，理論和計算方法的應用將大大加強，理論和實驗更加密切結合。
3、在研究方法和手段上，更加重視尺度效應
20世紀的化學已重視宏觀和微觀的結合，21世紀將更加重視介乎兩者之間的納米尺度，并注意到從小的原子、分子組裝成大的納米分子，以至微型分子機器。
4、合成化學的新方法層出不窮合成化學始終是化學的根本任務，21世紀的合成化學將從化合物的經典合成方法擴展到包含組裝等在內的廣義合成，目的在于得到能實際應用的分子器件和組裝體。合成方法的十化：芯片化，組合化，模板化，定向化，設計化，基因工程化，自組裝化，手性化，原子經濟化，綠色化。化學實驗室的微型化和超微型化：節能、節材料、節時間、減少污染。從單個化合物的合成、分離、分析及性能測試的手工操作方法，發展到成千上萬個化合物的同時合成，在未分離的條件下，進行性能測試，從而篩選出我們需要的化合物(例如藥物)的組合化學方法。
5、分析化學已發展成為分析科學分析化學已吸收了大量物理方法、生物學方法、電子學和信息科學的方法，發展成為分析科學，應用范圍也大大拓寬了。分析方法的十化：微型化芯片化、仿生化、在線化、實時化、原位化、在體化、智能化信息化、高靈敏化、高選擇性化、單原子化和單分子化。單分子光譜、單分子檢測，搬運和調控的技術受到重視。分離和分析方法的連用，合成和分離方法的連用，合成、分離和分析方法的三連用。
化學的多維定義———21世紀化學的四大難題(中長期)(從略)
醫學與大學語文之間內在的聯系在醫學分科化、專業化的背景下被忽視了。分科化、專門化模式下培養的醫學生很難突破學科的限制，也難以從社會和哲學的角度進行廣闊而深邃的思考。醫學的發展需要借助學科與學科之間的聯系，多角度開展思考和研究。大學語文教育不僅從文學語言的角度增加學生的文學知識、人文知識，還人文的角度去理解生命的意義和價值，考察人性。它給醫學生提供了一個與醫學完全不同的視野去了解世界。大學語文的學習還能幫助醫學生從不同角度審視自身學科在整個人類知識體系中正所處的位置，并以廣闊視野從事跨學科研究。不同領域知識的學習和了解讓醫學生學會借助他學科的理論評價和方法提升專業水平。在如今倡導科技創新和跨學科合作的背景下，大學語文教育對醫學人才培養潛在、緩釋的影響作用不容忽視。這種影響直接關系到醫學人才的可持續發展。
二、解決當前醫學院校大學語文教育中的存在的問題，進一步明確教學目標
醫學院校大學語文教育存在突出的“形式化”“工程化”問題，要進一步確定好大學語文教育的人文維度，必須先解決好這兩個問題。大學語文的“形式化”問題表現為，作為公共課程，學生選修課程為學分，學校設置課程為實現一定比例的人文課程，課時少，師資力量弱。在教學上，教師仍以傳統的知識講授為主，缺乏活力，缺少創新，沒有激情。要解決“形式化”問題，首先必須從學校、教師和學生三個方面入手。學校不僅在政策、經濟上提供支持，更要從思想上深刻認識到大學語文教育對人才培養的重要性。學校應該根據醫學教育的特點對大學語文教育相關課程進行調整，開設一些與醫學生的專業特點相結合的課程，比如醫學應用文寫作課。教師要結合醫學專業應用文寫作的特點，開展論文、綜述、研究報告以及醫囑、病歷等的寫作實踐訓練，制定適合學生實際水平的教學。在教學中，還根據學生的學習興趣，增加文學知識，積極開展閱讀鑒賞活動、文學創作、演講培訓等活動，多途徑地實現語文教學。學校、教師和學生都必須認識到大學語文不只是“形式”上存在，而是我們人文教育體系中不可或缺的一部分。大學語文的“工程化”問題主要表現在，醫學院校在課程改革、師資隊伍建設、科研配套上搭建了許多平臺，然而并沒有實質上改變師資力量弱、教學乏力、學生厭學的問題。要解決“工程化”問題，須以課程改革為契機，加強師資隊伍建設，改變學校、教師的認識。穩定教師隊伍，合理設置課程，改進教學方式，培養學生對大學語文的興趣，充分發揮其對人才培養的重要作。在醫學院校，大學語文教育應該明確自身的教學定位，以培養知識、技能全面發展的高質量醫學人才為目標。教學目的是提高醫學生的文學素養，培養人文精神，增強人文關懷意識;培養創新意識，為創新性人才的培養打好基礎。
三、進一步確立大學語文教育在醫學教育上的人文維度
近年來隨著高校重新審視學生的人文教育問題，大學語文作為人文教育重要的基礎學科，它的重要性又重新進入人們的視野。“十一五”期間，在文化發展規劃綱要中明確指出“高等學校要創造條件，面向全體大學生開設中國語文課”。“十二五”規劃綱要強調全面實施高校本科教學質量和教學改革工程，健全教學質量保障體系。要發揮大學語文作為基礎性學科的作用，結合“突出培養造就創新型科技人才”的精神，必須充分結合醫學專業特點，改革大學語文的教學。從語言的角度，培養學生嚴謹、科學的表達;從文學的角度，培養學生的審美能力;從寫作的角度，培養學生創新能力。進一步強化學生科學精神、創新思維以及創新能力的培養。大學語文作為基礎課程，除了提升學生的語文能力、審美感知，還肩負著人文使命。針對最近幾年醫學生人文精神、人文關懷缺失的問題，大學語文的教學應該著力培養學生人文精神，增強人文關懷意識，發揮大學語文在醫學人才可持續發展中長期、持續、緩釋的作用。早在2006年高等學校大學語文教學改革研討會就確定了“大學語文的工具性、審美性和人文性的課程定位，其中工具性是最基本、最重要的方面”。所謂“工具性”就是讓學生借助語言進行學習、交流。在大學階段醫學生已經有一定的語言基礎了，純粹的語言學習已經無法滿足學生的學習需求了。此外“文化個體的語言水平不僅決定其感受世界的精細度、敏感度，還影響其心靈世界的豐富性和深刻性”
①大學語文的“工具性”還影響著醫學生對醫學認識的深度以及對生命關注的高度。因此，大學語文教學應當在語言學習基礎中做更深入、廣泛的延伸，拓寬學生的知識面，增加語言、文學、文化等的了解。具體到課堂上，要著力培養學生廣泛的閱讀興趣，以閱讀彌補知識匱乏的問題;開展作品的鑒賞、分析、討論，引導學生從不同角度、不同深度去理解語言、文學;深入探討作品蘊含的哲理，發現其中蘊含的豐富的思想和精神，培養學生多角度思考的能力。所謂“審美性”，除了體味和認識漢語作為母語本身具有的魅力外，還要借助語言認識文學世界所描繪的自然、人文世界的美，自然之美、人文之美。大學語文教育本身具備培養學生求真、求美、求善的功能，要提升其在人文培養中的維度，必然會把教學往提升學生對真、善、美的感知能力上轉移。比如，講授中國漢字的發展歷史，感受漢字從形態到內涵所孕育著的悠久文化，讓學生感知文字蘊含的內斂、含蓄的美學追求;感知文學世界里蘊含的人情之美、人性之美。所謂“人文性”，大學語文課程通過對各類文學作品的學習和欣賞，感知和理解文學中蘊含的有關民族、國家、文化等方面知識，增加學生人文知識，增強學生的人文意識，使其具備相當的人文素養。審美性、人文性是大學語文教育亟待提升和重視的培養內容。審美能力和人文素養的培養讓學生進一步了解民族文化深厚的歷史和優秀的傳統，感受文化和文學的魅力，接觸前人探索時代歷史，體會民族寬闊的文化縱深。培養醫學生從文學的角度感知自然、世界、人，感受世界的豐富和多樣;充分發揮大學語文的語言工具，提升學生的語言認知能力。卡耐基認為:公開演講訓練是培養自信心的康莊大道，一個人的成功，15%是靠他的專業知識技能，85%是靠他的口才交際能力。訓練醫學生良好的語言表達能力對個體活得成功與良好發展是十分重要的。在實際工作中，良好的語言表達有助于醫學生在實際工作中更好地進行交流和探討，也有助于醫患之間建立起良好的溝通。審美能力的培養。席勒認為:“只有在審美狀態中，我們才覺得我們像是脫開了時間，我們的人性純潔性、完整地表現了出來，仿佛它還沒有由于外力的影響而受到任何傷害。”
②醫學教育歷來是精英教育，講究科學性和實踐性，然而不能或是醫學人才同樣有對美的認識和追求的需求，尤其是對生命之美的認識。適時適量地增加文學閱讀與鑒賞，不僅有助于提升學生的審美能力，而且也有助于進一步保持人性的純潔，還能讓學生學會從不同的角度去思考生命的價值與意義。學生通過文學的世界，學會從不同的角度去欣賞人、自然、社會的美，提高對美、善的認識和追求。席勒認為“惟獨審美的訓練把心緒引向不受任何限制的境界”
③大學語文課程通過審美的訓練，讓學生突破線性思維的局限，拓寬思維領域。人文精神的培養。大學語文課程通過選讀和品評文學作品，讓學生從文學的角度了解社會人情，品味作品傳達的思想、情感，感受作者創造的精神世界，追問人生的價值和生命的意義。首先，通過語言文學反映的世界來了解社會百態，體會社會的復雜性和包容性;其次，通過閱讀和感受語言文學世界中的人文情懷，增強學生的人文意識;第三，通過文學作品的學習，在感受人文情懷同時，幫助學生建立起較強的人文意識，引導學生更多地關懷生命，關注民生。在教學中，比如我們可以借助孟子的“樂民之樂者，民亦樂其樂;憂民之憂者，民亦憂其憂。樂以天下，憂以天下，然而不王者，未之有也”
④讓學生了解自古以來中國人所具有的強烈的憂患意識。從詩歌的角度，通過《惡之花》、聞一多的《死水》等一系列描寫死亡、重生的詩歌，分析、探討為什么文學家喜歡用“死亡———重生”的方法來療治社會問題。學習魯迅先生的作品，結合魯迅先生關于“醫學只能救治人的軀體，而無法治愈靈魂”的觀點。分析在醫學日益發達的今天，作為醫學生，將來在幫助病人解除由于疾病帶來身體上的痛苦以外，如何幫助他們解決心理上的問題。在課堂上，我們還可以多開展一些涉及醫學題材的小說、散文的分析討論，比如畢淑敏的小說《紅處方》《血玲瓏》等等作品，通過對作品的分析和解讀，認識作者怎樣從人性和倫理的角度描寫人物。畢淑敏的《拯救》從文學的角度討論人們面對癌癥時，對生命的態度以及對死亡的恐懼，分析文學與醫學在死亡、生命的看法和觀點，作為醫生應該怎樣給癌癥病人這樣一個弱勢群體以人文關懷。創新意識的培養。擺脫較為單一的線性思維模式，把文學的感性和專業的理性結合的思維方式結合起來，拓展思維。在國家十二五規劃綱要當中明確“突出培養學生科學精神、創新性思維和創新能力”。現代醫學教育采用分析—還原的思維方式，主要應用物理學、化學、生物學的原理，強調內在的邏輯性。語言文學具有的是一種創造性、審美性和超越性的思維方式，一種超越客觀經驗事實，此在物質世界和世俗法則束縛的靈感思維，這種思維方式是多元的、開放的。現代醫學教育培養專業人才，必須在態度、知識、能力三個方面適應醫學模式持久的發展與變化。這就需要我們培養的人才具備嚴謹的科學態度、全面的知識結構、過硬的專業技能以及具備創新能力。尤其是創新能力的培養，學生除了需要知識和技能學習外，還需要在心理、直覺、想象等非邏輯思維上做提升訓練。語言文學并不等同于形象思維，它包含了更為豐富的內容，是一種創造性、審美性、超越性的思維，一種超越客觀經驗事實，此在物質世界和世俗法則束縛的靈感思維。它能很好“分析－還原”的思維方式形成互補。通過大學語文的學習，培養學生從多角度多側面進行思考和研究。很多時候，醫學作為科學同樣需要大膽的想象和揣測才能有所突破，文學的世界很多是充滿瑰麗、奇幻的想象，這些可能會在學生醫學學習和研究中起到激發其進行大膽的探索和創新。這種影響還會在學生的精神面貌、心理狀態和專業技能中潛在而持久地發揮作用。
四、形式多樣的大學語文課堂來提升大學語文中的人文內容
摘要:介紹快速成型技術的原理,重點討論了與快速成型相關的技術,并試圖將此技術充分應用于產品設計評價,以期縮短產品的開發周期。
關鍵詞:快速成型;RP;反求工程
引言隨著科技進步和全球市場一體化的形成,現在工業正面臨產品的生命周期越來越短的寫作論文問題,作為一種新產品開發的重要手段,快速成型能夠迅速將設計思想轉化為產品的現代先進制造技術。它為零件原型制作、新設計思想的校驗等方面提供了一種高效低成本的實現手段,提高產品研發的效率。
1快速成型技術原理在工業產品設計過程中,設計師往往希望能快速由三維CAD模型,得到產品的實物模型,快速成型技術可以滿足這種需求。快速成型(RapidPrototyping,RP)技術是一種基于離散/堆積成型思想的新型成型技術,它根據零件或物體的三維模型數據,快速、精確地制造出零件或物體的實體模型。
2關鍵技術2.1制造工藝目前,世界上已有幾十種不同的快速成型工藝方法,比較成熟的就有十余種。其中光固化成型法(StereoLithographyApparatus,SLA)、疊層實體制造法(LaminatedObjectManufactur-ing,LOM)、熔融沉積法(FusedDepositionModel-ing,FDM)、選擇性激光燒結法(SelectiveLaserSintering,SLS)和3DP(ThreeDimensionalPrintingandGluing,也稱3DPG)五種方法,在世界范圍內應用最為廣泛。對于RP制造工藝的研究,一方面是在原有技術基礎上進行改進,另一方面是研究新的成型技術。新的成型方法,如三維微結構制造、生物活性組織的工程化制造、激光三維內割技術、層片曝光方式等。2.2成型材料成型材料是決定快速成型技術發展的基本要素之一,它直接影響到原型的精度、物理化學性能以及應用等。與RP制造的4個目標(概念型、測試型、模具型、功能零件)相適應,使用的材料不同,概念型對材料成型精度和物理化學特性要求不高,主要要求成型速度快。如對光固化樹脂,要求較低的臨界曝光功率、較大的穿透深度和較低的粘度。測試型對于材料成型后的強度、剛度、耐溫性、抗蝕性等有一定要求,以滿足測試要求。如果用于裝配測試,則對于材料成型的精度還有一定要求。模具型要求材料適應具體模具制造要求,如對于消失模鑄造用原型,要求材料易于去除。快速功能零件要求材料具有較好的力學性能和化學性能。從解決的方法看,一個是研究專用材料以適應專門需要;另一個是根據用途分類,研究幾類通用材料以適應多種需要。2.3加工精度影響成型件精度的主要因素有兩方面:一是由CAD模型轉換成STL格式文件以及隨后的切片處理所產生的誤差;二是成型過程中制件翹曲變形,成型后制件吸入水分,以及由于溫度和內應力變化等所造成的無法精確預計的變形。為了解決第一類問題,正在研制直接切片軟件和自適應切片軟件。所謂直接切片是不將CAD模型轉換成STL格式文件,而直接對CAD模型進行切片處理,得到模型的各截面層輪廓信息,從而可以減少三角面近似化帶來的誤差,所謂自適應切片是快速成型機能根據成型零件表面的曲率和斜率自動調整切片的厚度,從而得到高品質的光滑表面。為解決第二類問題,正在研究、開發新的成型方法、新的成型材料及成型件表面處理方法,使成型過程中制件的翹曲變形小,成型后能長期穩定不變形。2.4與RP技術相關軟件軟件是RP系統的靈魂,其中作為CAD到RP接口的數據轉換和處理軟件是其關鍵。不同CAD系統所采用的內部數據格式不同,RP系統無法一一適從,這就要求有一種中間數據格式既便RP系統接受又便于不同CAD系統生成,STL(StereoLithography)格式應運而生了,STL文件是用大量空間小三角形面片來近似逼近實體模型。由于STL格式具有易于轉換、表示范圍廣、分層算法簡單等特點,為大多數商用快速成形系統所采用,現己成為快速成形行業的工業標準。但是,STL模型也存在許多不足之處:2.4.1精度不足。由于STL模型用大量小三角形面片來近似逼近CAD模型表面,造成STL模型對產品幾何模型的描述存在精度損失,并且在對多張曲面進行三角化時,在曲面的相交處往往產生裂縫、孔洞、覆蓋及相鄰面片錯位等缺陷。2.4.2數據冗余度大。STL模型不包含拓撲信息,三角形面片的公用點、邊單獨存儲,數據的冗余度大。隨著網絡時代的到來,STL模型數據冗余大的不足也使其不利于遠程RF的數據傳輸,難以有效支持遠程制造。
3快速成型技術的應用3.1在外觀及人機評價中的應用新產品開發的設計階段,雖然可借助設計圖紙和計算機模擬,但并不能展現原型,往往難以做出正確和迅速的評價,設計師可以通過制作樣機模型達到檢驗的目的。傳統的模型制作中主要采用的是手工制作的方法,制作工序復雜,手工制作的樣機模型不僅工期長,而且很難達到外觀和結構設計要求的精確尺寸,因而其檢查外觀及人機設計合理性的功能大打折扣。快速成型設備制作的高精度、高品質樣機與傳統的手工模型相比較可以更直觀地以實物的形式把設計師的創意反映出來,方便產品的外觀造型和人機特性評價。現在的快速成型加工得到的成型件都是單一顏色,顏色主要由材料決定,為了對產品色彩外觀進行評價,有時需要手工涂色,隨著彩色成型技術的發展,這方面的問題可以解決。人機評價主要包括成型件尺寸及操作宜人性,快速成型可以很好地滿足這方面的要求。3.2在產品結構評價中的應用通過快速成型制成的樣機和實際產品一樣是可裝配的,所以它能直觀地反映出結構設計合理與否,安裝的難易程度,使結構工程師可以及早發現和解決問題。由于模具制造的費用一般很高,比較大的模具往往價值數十萬乃至幾百萬,如果在模具開出后發現結構不合理或其他問題,其損失可想而知。而應用快速成型技術的樣機制作可以把問題解決在開出模具之前,大大提高了產品開發的效率。3.3與反求工程結合反求工程(ReverseEngineering,RE)也稱逆向工程,就是用一定的測量手段對實物或模型進行測量,然后根據測量數據通過三維幾何建模方法重建實物的CAD數字模型,從而實現產品設計與制造過程。對于大多數產品來說,可以在通用的三維CAD軟件上設計出它們的三維模型,但是由于對某些因素,如對功能、工藝、外觀等的考慮,一些零件的形狀十分復雜,很難在CAD軟件上設計出它們的實體模型,在這種情況下,可以通過對模型測量和數據處理,獲得三維實體模型。作為一種新產品開發以及消化、吸收先進技術的重要手段,反求工程和快速成型技術可以勝任消化外來技術成果的要求。對于已存在的實體模型,可以先通過反求工程,獲取模型的三維實體,經過對三維模型處理后,使用快速成型技術,實現產品的快速復制,縮短了產品開發周期,大大提高產品的開發效率。
結束語快速成型技術可以大大縮短產品的開發周期,滿足產品的個性化、多樣化需求,在工業設計中得到廣泛應用。但由于該技術的制作精度、強度和耐久性還不能滿足工程實際的需要,加之設備的運行及制作成本高,一定程度上制約著RP技術的普遍推廣。隨著研究的不斷深入,制約快速成型發展的因素會逐步解決,應用領域會不斷得到拓展。
參考文獻
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關鍵詞：工程碩士；材料工程；培養模式
中圖分類號：G643 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）01-0274-02
一、現有專業學位工程碩士研究生培養存在的問題
全日制專業學位碩士研究生培養的目標是以企業需求和職業崗位為導向，培養具有掌握扎實的理論基礎和系統的本學科專業知識，具有綜合運用能力的研究生[1，2]。應突出研究生畢業后能夠從事某一類專業或某種具體職業崗位所需要的職業知識和職業技能的職業特點。事實上，西部院校受傳統教育觀念、師資結構和學術研究生培養模式的影響，專業學位研究生教育基本沿襲了學術性學位研究生教育的培養模式，和東部等先進院校相比，更沒有很好地體現出自身的培養目標和特點。例如，在人才培養方案、課程體系和課程設置、教學學時、教學大綱等方面基本和學術研究生的相同或類似，使得學生從事工程實踐的時間較短，學生的工程技術能力沒有得到充分有效的培育和錘煉，導致專業學位工程碩士研究生教育成為帶著“學術化”影子的培養模式，使得專業學位研究生培養模式重點不明晰[3，4]，在很大程度上制約了研究生培養的質量。因此，為了培養掌握扎實的基礎理論和寬廣的專業知識，具有較強的解決實際問題的能力，能夠承擔專業技術或管理工作，具有良好的職業素養的高層次應用型專門人才，迫切需要培養單位對專業學位碩士研究生的培養模式進行探索與實踐。
二、提高材料工程專業學位研究生培養質量的措施
（一）優化人才培養方案，加強課程體系建設
專業學位碩士研究生的人才培養方案應更加突出行業、企事業單位的職業性質和特點的要求[5]。按照行業特點或職業需要優化人才培養方案，構建課程體系。在課程設置中盡可能體現出與學術型碩士研究生的區別，在課程設置上突出實用化、工程化、技術化和職業化特點，改變課程設置僵化、強調統一、靈活性差等缺點。
1.課程體系的構建要打破原有全日制學術型研究生課程體系的框框，在重視基礎理論能力培養的同時，要適度增加通用型理論課程模塊，即“大學科、大平臺”課程。材料工程專業學位研究生應掌握各種材料的制備技術、材料的各種分析手段和表征方法，以及工程技術與實踐能力。因此，作為專業學位課，我們設置了《材料工程案例分析》、《材料制備技術》和《材料現代分析方法》三門課程。其中，《材料工程案例分析》是一門綜合性工程技術性很強的課程，內容涉及金屬材料、無機材料、高分子材料以及復合材料在實際工程應用中的特點及技術指標要求，例如金屬材料的失效原因分析及采取的措施；電子陶瓷材料在高溫燒結時顏色變黑的原因；鈦酸鋇本應為絕緣材料，但添加稀土元素變為半導體材料；等等。與其他基礎課程相比，與企業生產實踐的聯系更為密切，重點在于培養學生分析和解決實際工程技術問題的能力。《材料制備技術》涉及各種材料的制備原理、制備方法與應用特點，是材料工程研究生必須掌握和了解的基礎理論知識。《材料現代分析方法》是一門重要的工具課，既涉及到基礎理論知識，又側重于方法的具體實踐應用，是必須掌握的專業學位課程。其內容包括X-射線衍射、掃描電鏡、透射電鏡、能譜分析、光電子能譜、原子力顯微鏡、差熱分析、紅外光譜、核磁共振、激光粒度分析、比表面測試等各種表征和分析測試方法。這些核心課程的設立將奠定專業學位研究生解決實際工程和技術問題的理論基礎。
2.根據培養方向不同，靈活設置研究生課程模塊，即“小方向”課程。例如，根據材料工程方向發展的特點和結合材料學院的科研基礎，材料工程專業碩士研究生的培養方向主要有材料加工成型與模具設計、電子功能材料與器件、新能源材料與電源技術、高分子材料合成與改性等四個方向。在這四個方向上可靈活設置專業方向模塊課程，即每個方向設置兩門任選課程。材料加工成型與模具設計方向主要課程有《材料成型技術與模具》和《材料表面工程技術》，電子功能材料與器件方向主要有《先進無機材料與物理性能》和《光電轉換材料與器件》，新能源材料與電源技術方向主要有《電化學原理及測試技術》和《新型能源材料》，高分子材料合成與改性方向主要有《高分子材料選論》和《有機波譜分析》。按不同的培養方向靈活設置研究生課程，可為專業學位研究生提供更大的自主選擇性，有利于培養其職業素養，提高學習效率。
3.除了專業學位課和選修課外，為了提高研究生的解決實際工程和技術問題的能力，強化專業實踐能力，作為必修課程，設置了《材料科學與工程實驗》和《專業實踐》這兩門課程，以更好地凸顯專業學位研究生職業取向和過硬的專業實踐的特色。同時，還設置了學術講座、知識產權、信息檢索、技術經濟分析等課程，以期全面培養專業學位研究生的信息獲取能力和企業技術管理等能力。
總之，課程設置要聯系企業實際需求，考慮專業學位碩士研究生學習工作和研究背景等實際因素，根據企業技術創新的需求，整合教學資源，開發出一套以因材施教、體現學科前沿和實踐性的專業學位研究生課程體系，不斷提高研究生解決實際技術問題的科研攻關能力。比如，在材料工程專業學位碩士研究生的培養過程中，我們讓研究生學習典型的數據處理軟件Origin和CAD、ProE等工程制圖軟件，而該類實用工程軟件的學習無疑將提高專業學位研究生的實踐技能。
（二）加強師資隊伍建設
專業學位研究生的碩士論文選題應來自于企業和科研課題，工程背景明確，應用性強。因此，專業碩士研究生導師要求雙導師制。一位是校內的導師，另一位是企業導師。學校導師主要負責研究生的課程學習、開題報告、學位論文理論部分的指導等；企業導師負責專業學位研究生的選題、工作安排、專業實踐能力的培養、學位論文實踐部分的指導等。學校、企業導師要共同制定研究生培養方案，從而保證專業學位研究生培養的質量。在實際操作中，要注意以下問題：
1.在導師遴選上，既要對導師的學歷、職稱、科研成果等進行量化評定，又要從工程實踐經驗、基礎理論和指導能力及精力等方面對導師進行全方位綜合測評。只有達到要求的校內外導師才有資格被聘為專業學位研究生導師。此外，要弱化對導師學歷的要求，強化對導師工程實踐能力和專業技術能力的要求。
2.加強專業學位研究生導師素質建設。隨著專業學位碩士生規模的不斷擴大，現有校內導師有相當數量是從學校到學校的年輕導師，他們雖然學歷高，但大多缺乏實際工程經驗。為此我們有計劃地選派年輕教師到設計院、高新技術企業去掛職鍛煉。同時，通過承擔企業的橫向研究，使年輕教師了解工程實際，參加企業的產品開發、設計、技術改造以及企業的運行、營銷和管理，從而了解企業的需求。同時，在穩定現有導師資源的同時，我們從企業聘請或引進有工程技術背景的技術人員和專家作為專任的專業學位研究生指導教師，根據學科方向相近或相似的原則，成立3～5人由校內和校外導師組成的導師指導團隊，這樣可有效發揮各自導師的作用。
3.聘請企業專家擔任相關課程任課教師。例如，《材料工程案例分析》這門學位課，可以聘請行業技術專家以專題講座形式講授新技術、新工藝和新設備，分析企業面臨的技術難題或企業實際發生的技術難題如何攻關解決等，強化研究生解決實際工程技術問題的意識和能力；加大實踐領域專家承擔專業課程教學的比例，明確實習實踐導師和論文導師的職責。
（三）深化校企合作，建立研究生聯合培養基地
結合專業和行業的特點，選擇條件好的企事業單位、科研院所等共建研究生聯合培養實習實踐基地，強化產學研用人才培養鏈條。材料學院已與行業部門共建實習實踐基地十多個。2012年，桂林電子科技大學材料學院和桂林電器科學研究院有限公司共建了研究生聯合培養基地，該基地被批準為省級研究生聯合培養基地。上級有關部門撥專款用于該基地的建設。材料學院的專業學位研究生可方便地到該基地實習實踐，企業的導師和校內導師組成導師指導團隊共同指導專業學位研究生。同時，聯合培養基地拿出專項資金用于改善研究生的實習實踐條件以及資助專業學位研究生的科研課題。經過實踐發現專業學位研究生的工程實踐能力和職業技能明顯提高。目前已基本形成了培養單位和行業部門良性互動的包括課堂實踐、科研實踐和企業實踐的實踐教學體系。
三、結語
材料工程專業學位碩士研究生具有職業教育的背景，職業知識和職業技能的培養是非常重要的。因此，應不斷地在研究生培養方案、課程體系建設、雙導師隊伍建設、研究生專業實踐基地建設等方面進行探索與實踐，以保障專業學位研究生培養質量的穩步提高。
參考文獻：
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論文關鍵詞：大工程觀；產業轉型；學科建設；人才培養；工程教育
為加快形成江蘇在新的歷史條件下參與國際經濟合作和競爭的新優勢，江蘇省委、省政府在“十二五”規劃中明確把科教與人才強省作為經濟社會發展基礎戰略，把創新驅動作為經濟社會發展的核心戰略，把產業結構更加優化、高新產業產值大幅提高、促進新興產業成為支柱產業和推動高技術新興產業快速健康發展作為經濟社會發展的主要目標之一。強調堅持高標準、高起點引進高新技術產業項目，大力培育以新能源汽車、新能源裝備、新材料、環保裝備、生物醫藥、軟件與創意等為代表的新興戰略產業，支持循環經濟技術研發、示范推廣和能力建設，著力打造具有較強關聯效應、技術和資金較為密集的新興區域產業集群，實現經濟發展由簡單的追求粗放型增長向資源優化配置、整合，從而達到高效、節能、環保的良性循環轉變，促進文化、經濟和社會可持續發展。在這種大的時代背景下，如何滿足江蘇省戰略性新興產業對高素質專門人才，尤其是工程技術人才的迫切需求，成為經濟轉型和結構調整這一關鍵時期高等學校人才培養模式改革面臨的主要任務之一。
南京工程學院作為一所江蘇省屬地方院校，多年來致力于服務江蘇地方經濟，為長三角經濟產業群輸送了大批高素質工程技術人才。而作為與本校傳統強勢學科機械、電力比肩的材料學科，在新材料、新技術及高端裝備制造領域發揮著舉足輕重的作用。但是，面對以“知識技術密集、能源資源低消耗、產業附加值高”為特征的新一輪產業革命，同樣面臨著人才培養與產業需求難以良性對接的矛盾。以“大工程觀”為指導，思考和變革適應戰略性支柱產業發展所需的新型材料類工程技術人才培養模式對實現應用型工程技術人才培養與新興產業的深度融合具有重要的現實意義。
一、材料學科工程教育缺陷的剖析
“大工程觀”作為現代工程教育理念之一，其淵源是1994年麻省理工學院（MIT）喬爾·莫西斯提出的工程教育的改革方向是要使現在建立在學科基礎上的工程教育更加重視工程實際以及工程本身的系統性和完整性的思想。其主旨是強調工程不再是局限于狹隘的科學和技術內涵，而是建立在科學與技術基礎之上的包含經濟、文化、道德、環境等多因素協調的“大工程”。現代工程教育評估標準要求工程技術人才除了具有扎實的專業和科學基礎外，還應具備較好的工程實踐能力、良好的職業道德和社會責任感，能夠解決工程實際問題，處理好工程與外界環境的復雜關系。同時，這種先進的理念要求思維的整體性與實踐的可行性必須高度統一，工程與科學、藝術、管理、經濟、環境、文化必須深度融合。結合這一內涵要求，應用型工程人才必須具備工程知識能力、工程設計能力、工程實施能力、價值判斷能力、社會協調能力和終身學習能力。
目前，我國的工程教育整體水平正在改革中不斷提升，但仍存在如下缺陷和不足：工程教育與經濟建設和社會發展需要相脫節；學生工程實踐能力和創新能力不強，與企業聯系不夠緊密；培養體系不夠完善；教學模式和教育方法較為單一，專業教育狹隘，共性制約過強；素質教育和文化陶冶薄弱，功利導向嚴重等。結合“大工程觀”的核心思想及我國工程教育的共性不足，將材料類應用型人才培養尚存在的主要問題剖析如下：
1.工程化不足
在課程設置方面仍按明確的學科界限進行分類，課程內容多傾向于經典的理論，而在工程實際案例分析方面涉及力度不夠。理論教學仍是知識傳輸的主要手段，而面向工程的感性認知相對較少；考核方式仍以書面考試為主，工程設計考核方式較少。
2.專業口徑窄
按照科學的學科思想進行專業的設置，專業劃分較細，專業知識面相對較窄。專業課程的內容多局限于本專業的理論成果，而對多學科交叉的理論知識涉及較少。因此，導致學生的知識面過窄，運用多學科知識思考和解決問題的能力不足。
3.實踐環節少
工程化不足和教育培養經費的相對短缺導致實踐型教學環節的弱化或邊緣化。高等教育與企業的聯動機制不健全、聯系不緊密更從宏觀上加劇了這一現象。目前，與我國高等工程教育存在的主要問題，如教育脫離產業、學校脫離企業、教學脫離實踐、學生脫離實際等現象一致，我院材料學科在面向工程應用的人才培養方面也存在實踐環節不足的缺陷。
4.素質培養弱
具有高素質的復合型人才培養一直是高等教育努力的方向。但欲實現這一目標，尚需克服不少困難：人才培養體系難以滿足復合型高素質人才培養的需求；各類素質培養與提高平臺尚未完整構建；學生的教學管理與日常管理呈現嚴重分離。導致一體化的人才培養活動難以進行，造成人才素質、能力、責任和道德的割裂，不利于工程人才綜合素質和能力的形成與提高。
二、材料學科應用型人才培養模式的探索
作為地方高校的材料學科，創新型工程技術人才培養應結合高等教育人才培養目的和整體要求，明確學校的辦學定位和辦學特色，確立以適應行業發展需要和區域經濟社會發展需求為導向、以工程素質培養為核心的應用型創新人才培養觀念。加強學校之間、校企之間及學校與研發機構之間的合作，形成體系開放、機制靈活、渠道互通、選擇多樣的人才培養體制。
近年來，借鑒兄弟院校的探索實踐成果，根據“導入需求、嵌入課程、植入平臺、介入培養、回歸工程”的人才培養思路，我院在人才培養目標、課程體系、培養方式、培養平臺和師資隊伍等方面進行了探索和革新，逐步完善和形成了滿足新興產業需求的應用型材料學科工程人才培養模式。
1.準確定位人才培養目標
按照“正品行、重素質、強實踐”人才培養的原則，提出應用型材料專業人才培養目標是著力于學生德、智、體、美全面發展，使之掌握系統的材料科學與工程基礎知識，成為各類材料研制、材料質量檢測與控制、材料表面工程、裝備制造工程等領域面向生產、管理和服務一線的富有工程意識、實踐能力和創新精神的專業性、職業型“工程師”。以金屬材料（兼顧其他材料）制備、加工、改性為學科主要定位，提出人才基本屬性是學歷教育與職業素能養成相統一的集成性人才，人才培養針對材料工程的技術崗位群，服務于江蘇地方經濟、區域經濟、材料研發和裝備制造行業。
2.優化整合課程結構和體系
根據“應用型材料工程師人才”培養目標和“學歷學位教育+職業資格培訓”的培養模式，整合完善了“學歷學位教育+職業資格培訓+能力本位”的課程體系，以“公共基礎課、專業基礎課和專業課、實踐課”為框架進行課程體系的優化和重組，加強并優化了“以工程能力為核心”的實踐教學體系。公共基礎課充分考慮學生知識結構和素質結構的要求，使人文社會科學、自然科學和工程技術科學有機結合；專業基礎課和專業課設置緊密圍繞材料學科的基本要求和培養目標，緊扣材料的多樣性與共性的統一，重點關注學生綜合應用所學知識及技能分析和解決問題能力的培養。
3.深化改革“產學研”合作辦學
目前，材料專業的人才培養方式仍傾向于科學知識的傳輸和科研思維的形成，這也是造成工程教育特色不明顯的主要原因之一。而一名出色的工程類應用人才往往需要具備多方面的知識、技能和素質。這就要求其必須接受不同學科、不同領域和不同行業的培養和熏陶，達到知識外化形成各種能力和內化形成自身的素質。針對這一要求，學院在不斷完善校內實訓基地基礎上，通過聘請企業人員做兼職教師、聯合指導畢業設計、共建研究中心等方式不斷深化“產學研”合作辦學。先后與企業合作成立了“張家港海鍋鑄鍛工程技術研究中心”、“江蘇省汽車沖壓模具工程技術研究中心”、“南京汽車鍛造有限公司產學研基地”等合作平臺，有力補充了教學資源。同時，與其他專業共享，建有“先進制造工程中心”、“先進數控技術江蘇省高校重點建設實驗室”、“中德合作現代制造工程中心”等各類校企共建實驗室（中心）等。通過與企業和行業的資源優勢整合，實現學校教育與社會教育、課堂學習與企業實踐的有機結合。采用“課堂講座+車間現場教學”的教學方法，把專業理論與生產實踐緊密結合；作為課程的延伸，近年聘請企業工程師擔任畢業設計指導教師，鼓勵學生去就職企業進行針對性的畢業設計，使畢業生能很快適應相關崗位的工作。通過“產學研”合作辦學模式多樣化改革和實施大大提高了學生的工程實踐和從業能力。
4.強化課外專業技能培訓
為進一步強化學生的職崗能力，在材料學科專業中開展了材料熱處理工程師、國際焊接工程師、鑄造工程師、材料加工成型CAE數值模擬、ISO9000內審員資格培訓認證等工作。同時，為保證課內教學與課外實訓環節成為有機整體，開設了相應的“崗位工程師”實踐課程，并把上述認證培訓納入到人才培養方案的“綜合素質課外學分”模塊，在提高學生學習積極性的同時，也為技能實訓提供了制度保證。
5.著力打造“雙師型”師資隊伍
兼備教師和工程師素質的高水平師資隊伍構建是提高工程人才培養質量的關鍵因素之一。材料學科在現有教師的工程培養及新進教師的工程背景方面尤為重視。應用型工程類人才是面向工程實際的實用型人才，要求培養的過程必須注重實踐環節，這就要求老師不僅要具備扎實的專業理論基礎，同時要擁有豐富的工程實踐經驗。針對本學科教師隊伍工程素質尚不夠高的突出問題，學院采取了相關考核和激勵措施，使教師到企業鍛煉制度化、常態化，同時還加大具有豐富工程實踐經歷的師資引進力度，保證本學科專業各個培養環節的順利實施。這種“雙師型”隊伍在學生理論知識的儲備和工程實踐能力的培養方面起到了源頭引導作用。
