工程科学概论范例

摘要：水利概论类课程是水利院校的基础课程，黑龙江大学水利电力学院依据地方特色，开设寒水概论类课程。文章运用案例分析以实例法对寒水概论类课程研究生助教模式进行效果分析。结果表明：学生全部通过期末考试，考试通过率有效提高；助教研究生在全面学习专业知识的同时，提高自身技能，为硕士学位论文的选题方向提供选择；助教模式对学生、授课教师及助教研究生具有一定的积极意义。

关键词：水利院校；寒区水利概论类课程；研究生助教

寒区在我国的地理分区中占有非常重要的位置，是指温度低且固体降水在总降水中所占比重较大的地区，其面积可达到国土面积的一半以上，因此针对寒区（寒区现象）的水科学研究具有重要意义[1]。黑龙江大学位于黑龙江省省会哈尔滨市，处于典型的寒区地带，是一所地域特色非常明显的高校，尤其在水利领域，寒区水利（以下简称寒水）概论类课程已成为本科基础课程之一，主要授课对象为刚入学的大一新生。研究生助教制度作为高校本科生扩招与高校师资力量短缺之间矛盾的产物，首次创造于19世纪末的美国哈佛大学。寒水概论类课程不仅是本科生的必修课程，同时该课程内容也可能是助课研究生学位论文的选题方向之一[2]。针对寒水概论类课程的研究生助教模式进行系统分析，探讨对上课本科学生、助教研究生所产生的不同方面影响。

一、目标选定与方法的选择

寒水概论类课程具有特色鲜明、浅显易懂、涉及面广等优点，适合刚入学的新生作为基础知识进行掌握，为日后的学习及科研做好铺垫。针对本科生、助教研究生两个方面的积极效果为主要分析目标，总结结论，为寒水概论类课程助教模式的应用提供依据，积累经验。面向本科生采用以调查问卷为主要方式的课程效果分析。调查问卷内容包含个人基本信息、课程基础情况、课程习题、学习小组、助教总体评价以及需要改进的共5个模块，调查问卷以课程基本情况、课程习题、助教总体评价为主体，包括16道单项选择题及1道简答题。针对助课研究生，以总结反思为主要分析方式。

二、实例分析

（一）寒水概论类课程研究生助教实例

摘要：

“环保概论与环保法”作为一门通识教育课程，对培养学生树立科学环境观有重大意义。针对“环保概论与环保法”课程教学存在的问题进行剖析，并从教学方法方面提出相应的改革措施，将启发式教学、案例教学、网络教学、参与式教学、科研式教学法贯穿整个教学环节当中。通过教学方法的改革，调动了学生学习的积极性，达到了“环保概论与环保法”课程的教学目标，并提升了学生的综合素质。

关键词：

环保概论与环保法；教学改革；非环境专业

目前，随着环境问题的日益严重，高等院校关于环境教育的普及问题显得尤为重要。如何在有限的课时内让大学生学到环境知识，增强社会的环境保护意识，使之在以后的工作和生活中把环境保护作为一种责任，并带动周围的人共同保护环境［1］，是“环保概论与环保法”课程所要解决的问题。“环保概论与环保法”课程主要让学生学习当前全球范围内的环境现状及其产生和引发的环境问题，以及人类活动影响下水、大气、土壤、固体废弃物、噪声等的污染及其在环境中的迁移转化规律、环境法律法规和环境管理等问题［2］。这门课程能使学生获得环境污染治理和环境法律的基本知识，同时能引导学生在人与环境的关系上树立正确的观点和态度。“环保概论与环保法”课程的学习既是国策教育，又是国情教育，更是高尚文明的素质教育。该课程与环境工程专业中“水污染控制工程”“大气污染控制工程”“物理性污染控制工程”和“环境管理和环境保护法”等专业课程紧密相连，但对于非环境工程专业的学生而言，因其内容较为抽象、复杂，导致课程体系枯燥无味。因此，对面向非环境工程专业的“环保概论与环保法”课程进行教学方法的改革，具有重要而积极的意义。

一、非环境工程专业“环保概论与环保法”课程教学的现状

（一）课程教学内容涉及的知识面广

摘要:为应对新一轮科技革命和产业革命，“新工科”建设如何培养新时代创新型人才成为我国高等工程教育的着力点。“自然辩证法概论”作为理工科研究生思想政治理论课，对培养创新人才的战略大计意义深远。文章基于对“新工科”研究生创新兴趣与创新意识的实证调查和分析，从“自然辩证法概论”面临的新境遇和新挑战出发，提出挖掘创新心理驱动力的“优势需要”、优化教师知识结构、发挥师生“互主体性”、引导学生“负责任创新”的教育对策，为“新工科”建设添砖加瓦。

关键词:“新工科”;“自然辩证法概论”;创新型人才;教育对策

为应对人工智能、大数据、物联网、智能制造、量子信息等新技术迅速发展的新时代，教育部2016年提出“新工科”建设构想，成为我国在新科技革命、新产业革命、新经济背景下新工科教育改革的重大战略。《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010－2020年)》指出:“高等教育要着力培养信念执着、品德优良、知识丰富、本领过硬的高素质专门人才和拔尖创新人才。”［1］其中，重点强调高校对创新型人才培养的紧迫性和重要性，继续坚持“教育优先”的战略地位。工科研究生作为“提前发展、主动创新”的新生代创新人才的主力军，在新技术、新产业、新业态、新专业和新模态的新时挥中流砥柱的关键作用。教育部等三部门的《关于深化研究生教育改革的意见》将拓展研究生思想政治理论课的有效途径，培养具有追求真理、勇于探索、正直诚信、团结合作的研究生的目标放在六条具体建议的首条［2］。因此，如何培养满怀创新热情、拥有创新意识、具有创新精神、兼备创新知识与能力，能够创造性地解决难题的高端创新人才成为当今高等教育的关键与目标。“自然辩证法概论”作为理工科研究生思想政治理论课，在“新工科”背景下为我国高等教育培养创新人才发挥重要的作用。

一、“自然辩证法概论”作为理工科研究生思想

政治理论课在“新工科”背景下的新境遇“新工科”以培养未来多元化、创新型卓越工程人才为目标。因此，当今思想政治理论课教学不应再以灌输引导或教育软控为教学理念，而应将之视为一种精神生产实践，立足于“人的构建”，着眼于“怎样成为人”与“成为怎样的人”。2010年，中共中央宣传部与教育部的《关于高等学校研究生思想政治理论课课程设置调整的意见》(教社科〔2010〕2号)［3］规定“自然辩证法概论”作为理、工、农、林的研究生阶段的马克思主义思想理论教育课，聚焦于唯物主义自然观、科学观和技术观，了解自然界和科技发展的一般规律，培养其创新精神和创新能力。因此，面对作为“准科研人员”和“准工程师”的“新工科”研究生，一定要避免“填鸭式”或“一言堂式”教学形式，要转变课程教学理念和范式，时刻注重针对“新工科”研究生群体的特点培养其创新意识和创新精神。“新工科”建设为“自然辩证法概论”的课程教学与改革提供了新机遇与新挑战。

1．“新工科”建设提供了“新型”授课对象

“新工科”建设中发展出新兴工科专业、转型升级的传统工科专业、学科交叉融合的新专业等“新型”专业，这些专业的学生往往由于学科的“前卫”，具有知识结构新颖、创新思维活跃等特点，甚至他们其中一些人已经参与某些国家高科技大型工程建设，具备相应的一线工程实践经验。

摘要：项目教学法是近些年来备受教师欢迎的教学模式，旨在克服以往实践教学的不足，让学生感受专业理论知识在实践中的有效运用。《建筑概论》课程是建筑环境与设备工程专业比较重要的理论课程，将其课程教学与项目教学法相结合，能实现理论与实践结合的高效教学。文章主要针对项目教学法在《建筑概论》课程教学中的应用进行分析。

关键词：项目教学法；《建筑概论》课程；教学模式

《建筑概论》课程是建筑环境与设备工程专业的入门课程，旨在奠定该专业学生的知识基础。在《建筑概论》课程的实际教学中，教师并不能仅限于向学生传授理论知识，还要迎合教育改革背景下理论加实践的教学需要，在其课堂教学中融入提高学生实践能力的有效教学方式。项目教学法就是其中之一，教师可以结合教学实情与学生实情来将其与《建筑概论》课程教学进行有机的结合。

1《建筑概论》课程教学的现状

在新形势下，《建筑概论》课程的教师要注重审视自己的教学过程，尤其是结合新课程理念来发现自身教学过程中存在的不足。由此，归述出以下几个问题：1）当前《建筑概论》课程教学面临着教学内容广泛而教学方法不够精细化的问题。实现课堂教学内容的精细化已经成为当前教学的一个主流发展趋势，在教学内容广泛的情况下，教师的教学方式切忌泛泛而谈，容易影响学生的深度学习效果。2）在当下的《建筑概论》课程教学过程中，有些教师所采用的教学方式方法不够丰富，或者不够科学合理[1]。在新时期的教育改革进程中，已经涌现了许多新型的教学方式方法，甚至已经有一些方式方法在课堂实践过程中验证了教学效果。若是《建筑概论》课程的教师没能跟上与时俱进的创新发展步伐，则难以为自己的课堂教学注入活力。3）有些《建筑概论》课程的教师在实际教学过程中，没有足够重视实践教学的贯彻与落实。实践教学实际上是当前高校教学的一个教学改革主要内容，要求各专业和各课程教师能在自己的课堂上将实践教学落实到位，实现理论与实践教学的高效融合与发展。

2项目教学法在《建筑概论》课程教学的实践运用

项目教学法是一种学生自主围绕着某一相对独立的项目或者课题来展开学习的实践性课程，要求学生自主收集信息、设计学习方案，并将相关项目落实，再进行有效的评价[2]。在这个过程中，充分尊重了学生的主体地位，也强调了教学实践环节的重要性。如今这一教学方法运用到《建筑概论》课程教学中，是具有重要教学价值的。

【摘要】石油工程概论属于综合性的课程类型，它不仅针对的石油专业的学生，还可以以选修的形式与外国语、机电工程以及控制科学与工程等学科联系在一起，主要是以油气勘探开发为主线的石油介绍。本篇文章通过对石油工程概论课程教学中的问题进行阐述，分析提高石油工程概论课程教学效果的重要性，明确提高石油工程概论课程教学效果需要遵循的原则，从而对提高石油工程概论课程教学效果的措施进行探讨。

【关键词】石油工程概论；教学效果；教学改革

引言

石油工程概论课程内容是针对石油展开的一些概念理论知识讲解，该课程包括油藏工程、钻井工程以及采油工程等不同的内容，是了解石油工程基本概念原理的主要工具，面向学校非石油主干专业学生开设。通过对课堂教学效果的观察和分析，它的知识涉及到大量的专业术语，对于一些初学者来说可能会存在难理解等问题；另一方面，石油工程概论这门课程涉及的领域较多，包括油气藏、油气层压力等方面，在学习的过程中需要从多个方面进行探讨。现阶段，在石油工程概论课程的教学中，大部分教师仍然采取传统的教学方法，导致教学效果达不到预期的要求。因此，需要有关人员进行相应的研究，找到提高教学效果的办法。

一、石油工程概论课程教学中存在的问题

1.学生积极性不高。通过对石油工程概论课堂教学的观察发现，大部分时间都是教师就课程内容进行解读，教师按照自己的教学任务进行课堂设计，但是学生的积极性不高，没有融入到课堂学习中，学生没有意识到石油工程概论这门学科的重要性，只有小部分学生可以按照教师的思路进行听讲。另一方面，石油工程概论课程教学属于专业领域的知识学习，但是现阶段，学校在课程结构的设置上，这门课程所占的学分较少，学生在学习的过程中潜意识里就认为这门科目不重要，自然不会花费太多的时间在课堂上。同时，许多高校在石油工程概论课程的学时较少，将大量的概念教学压缩在一个较少的空间中，使得教师在教学计划的过程中为了内容和时间上的分配，需要进行大比例的理论知识教学，没有为学生留出相应的空间。长此以往，学生会失去对于这门科目的学习兴趣。

2.教师的教学方法单一。通过调查显示，在石油工程概论课程的教学中，教师的教学方法比较单一，大部分都是对教材内容的复述，很难激起学生的好奇心，没有从学生的角度进行教学规划设计，尤其是对于一些专业能力不强的学生来说，听课好比在“听天书”。存在这种问题的主要原因是，部分高校在石油概论课程教学中采用的教学方法过于专业化和灌输式，没有实现人文教育、情感教育等方面的融合，教师的教学目的过于片面，导致学生在学习的过程中没有形成一个体系框架。石油工程概论虽然是自然专业专科，但是在教学的过程中，如果仅从专业性入手，学生很难对其中的理论知识进行具体的理解，学生的知识面受到一定程度的限制，还会降低该门课程课堂教学效率。

摘要：针对工科专业概论类课程教学中存在的困难，考虑到新生特点，探讨了反转课堂在概论类课程中的教学设计思路。该研究基于反转化的认知方法，让学生先感知再探索，将开放的课程资源与双师型的教师配置相结合。教学模式上采用小组化的学习方式，以学生为主体，按照个人和小组进行课程设计，鼓励学生自主学习、自主探索，激发学生的积极性和创造性。实践表明该教学设计方法和教学模式可以有效提高教学效率和质量。

关键词：反转课堂；自主学习；培养目标；教学设计；教学模式

反转课堂是一种源于美国的新型教学形态，一般指基于信息化技术，将传统课堂中的知识和理论通过视频、课件等资料形式分享到网络平台，让学生通过网上自学—发现问题—课上讨论—课后巩固的方式完成知识和技能的学习［1-2］。这种教学设计采用反向教学理念，突出了学生的主导地位，非常适宜激发学生学习的兴趣和积极性，目前在许多中小学课程中进行了多种改进和实践［3］，但是在大学课程教学中应用的较少［4］。高等教育教学仍然以传统的正向课堂教学方法为主，一些新教学理念和方法多是个别课程少数时期的应用与探索。教育部2000年提出“新世纪高等教育教学改革工程”［5］，此后高等学校本科教育掀起了教学改革与实践的高潮。在这场教改探索中，贴近工程实际的项目式教学法得到了广泛研究和推广［6-7］，而对反转教学的应用研究匮乏。本文以《城市轨道交通概论》课程为依托，结合实践探索反转教学理念在概论类课程中的教学改革设计思路。

一、课程特点与人才培养现状

《城市轨道交通概论》课程是城市轨道交通专业一门必修的专业基础课，培养目标是让学生对城市轨道交通系统有一个全面概括性的认识，掌握系统的基本组成和工作原理，了解当前轨道交通的新技术设备以及其配套的运营组织，为后续的专业知识和技能学习夯实专业基础。与其他专业基础课程相比，概论和高论类课程的教学不仅受行业专业特征、学生特征和常规教学方法的影响，同时很大程度上也受课程定位的影响，其课程特点和人才培养现状如下：

（一）概论类课程内容涉及面广、知识点多而零碎。本课程包含线网规划、线路设计、车站、车辆、供电、信号与通信、交通驾驶、运营组织等内容，涉及交通工程、建筑工程、通信工程、电力工程、项目管理等多个学科。每个学科都有其独立的专业知识体系，整个课程涉及的知识点多而零散，如果沿用传统的课堂面授教学，那么识记、理解和掌握的过程就变得困难而耗时，教学实效性较差。但是每个学科包含的内容技术性并不很强，不适用项目式教学。

（二）概论课程定位是先期引导，承担专业知识和文化价值双重教学任务。概论类课程多在一年级开设，是学生接触专业知识的伊始，课程内容往往涵盖社会科学和自然科学两个层面，如本课程的内容还包含轨道交通建设发展史、国内外经典案例以及最新技术和理论的介绍。行业的文化背景、发展历程和价值理念的传承也属于此类课程的教学任务。

摘要：

我校通过工程教育专业认证后，在充分考虑了工程教育专业认证专家意见的基础上，对原来的课程体系进行了整合优化。和旧版课程体系相比，新版课程体系具有更符合工程教育专业认证的要求、保留了自己的特色课程、更具有时代特色和紧跟测绘学科发展趋势等特点。

关键词：

工程教育专业认证；课程体系；优化

一、引言

工程教育是我国高等教育的重要组成部分，我国的工程教育总规模已位居世界第一。工程教育专业认证是指专业认证机构针对高等教育机构开设的工程类专业教育实施的专门性认证，由专门行业协会、专业学会会同该领域的教育专家和相关行业企业专家一起进行，旨在为相关工程技术人才进入工业界从业提供预备教育质量保证。工程教育专业认证是国际通行的工程教育质量保障制度，也是实现工程教育国际互认和工程师资格国际互认的重要基础。工程教育专业认证的核心就是要确认工科专业毕业生达到行业认可的既定质量标准要求，是一种以培养目标和毕业出口要求为导向的合格性评价。《华盛顿协议》于1989年成立，现已成为国际上最具影响力的工程教育互认协议。2006年5月，参照《华盛顿协议》成员国的做法，我国正式成立全国工程教育专业认证专家委员会，从此拉开了我国工程教育专业认证工作的帷幕。2013年6月19日，我国被接纳成为《华盛顿协议》预备成员。我校测绘工程专业于2013年申请参加了工程教育专业认证，经过专家的评估和现场考查，最终通过了工程教育专业认证，有效期为2014年1月1日至2016年12月31日。2016年下半年，工程教育专业认证委员会将再次对我校测绘工程专业进行评估。工程教育专业认证要求专业课程体系设置、师资队伍配备、办学条件配置等都围绕学生毕业能力达成这一核心任务展开，并强调建立专业持续改进机制和文化以保证专业教育质量和专业教育活力。近3年来，我们一直按照工程教育专业认证专家的意见对课程体系设置、师资队伍配备、办学条件配置进行持续改进并取得了显著的成果。课程体系建设是专业建设的核心，本文将结合工程教育专业认证要求具体介绍我校测绘工程专业课程体系优化方面的情况。

二、旧版课程体系及认证专家指出存在的问题

［摘要］材料概论是材料类专业的一门专业先导课。双语教学在本科教育中被教育部所倡导，也是工程教育专业认证背景下课程教学的发展趋势。为顺应时展，教学团队对材料概论双语课程进行了开放共享课的建设，并及时进行了翻转课堂的实践。文章对材料概论课程建设过程与做法进行了总结，对翻转课堂实践效果进行了分析，可为相关课程建设提供借鉴。

［关键词］材料概论；双语课程；开放共享课；翻转课堂；建设与实践

近二十年来，随着全球化程度加深，各行业对国际化人才需求日趋旺盛。为应对人才需求趋势，我国教育部在2001年第4号文件指出：为适应经济全球化和科技革命的挑战，本科教育要创造条件使用英语等外语进行公共课和专业课教学。暂不具备直接用外语讲授条件的学校、专业，可以对部分课程先实行外语教材、中文授课，分步到位。2016年，我国在吉隆坡召开的国际工程联盟大会上正式加入《华盛顿协议》。该协议关于毕业生素质要求的12项指标中，很多项和外语能力有着不同程度的关联，并把专业知识和技能的应用更新与外语能力紧密关联起来[1]。当前，互联网得到大面积普及，“互联网+”深入人心。互联网与高等教育相结合，催生了在线开放课程（慕课）。2012年是世界慕课元年，从那以后，传统教育的时空界限和学校围墙被打破。大学生作为互联网的“原住民”，习惯和善于使用“互联网+”的方式学习知识、捕捉信息。有专业人士指出：教育改变人生，网络改变教育[2]。材料是人类赖以生存和发展的物质基础，是被用于制造一切有用制品的物质。为培养具有国际视野和国际思维能力的人才，国内多所高校选定材料类专业的先导课进行课程改革与双语教学[3]，以提高教学质量，培养高素质人才。为顺应时展，搭上“互联网+”快车，教学团队对材料概论双语课程进行了开放共享课的建设，并及时进行了翻转课堂的实践。本文对其课程建设的过程进行整理总结，希望对其他课程建设有所帮助和启发。

一、开放共享建设课程的选择

通常来讲，一个四年制大学本科专业会有70—90门课程，合计150—180个学分。在所有的课程中，有公共基础课、通识教育课、专业基础课、专业核心课，等等。是不是所有的课程都适合进行在线开放课程建设呢？我们通过调研和调查问卷，认为并不是任何课程都适合进行在线开放课程的建设。经过讨论和权衡，我们选择“材料概论（双语）”进行在线开放共享课程的建设。在本校的最新版培养方案中，材料概论（双语）是材料科学与工程专业的一门专业基础主干课，也是专业入门课。本课程的开设将注重加强材料领域的基础知识教育，拓宽专业知识面，激发学生对材料科学与工程专业学习的兴趣，为学生学习后续专业基础课、专业课奠定良好的基础。进一步培养学生科学思维方法和科学研究方法；培养学生求实创新意识和严谨的科学素养。本课程将采用中、英文双语进行授课，对于巩固英语学习和培养具有国际视野的毕业生具有导向作用。其主要知识目标是熟悉材料的基本概念、材料的基本性能、材料的分类和材料学科与其他各学科之间的关系及其在国民经济建设中的地位；掌握金属材料、无机非金属材料、高分子材料、复合材料等结构特征与基本性能，以及结构与性能间的关系；具备归纳、总结材料科学的研究进展、材料应用现状与发展趋势应具备的专业知识。它并不像一些公共基础课或专业基础课，课堂教学效果需要更多地和学生互动才能掌握，所以更适合进行开放共享课建设。

二、课程视频录制与建设

得益于学校对精品在线开放课程建设的重视，本课程在2018年被学校立项资助进行在线精品开放课程建设。为方便老师进行视频录制，学校邀请了多家平台公司到学校进行宣讲，供老师们进行选择。为便于及时沟通和节约时间，本课程的录制选择了在学校有驻点的智慧树。通过和平台公司沟通，公司为课程配备了课程顾问，可以全程、方便、及时地就课程视频的制作进行讨论。根据课程顾问的建议，课程团队选择了合适的录制方式。视频录制前，平台公司会把相关准备模板和要求告知课程团队，团队根据自己的安排预约录制时间，提前准备好相关材料，在去录音棚之前发给课程顾问进行PPT润色等工作。录制过程中，需要主讲老师和工作人员加强配合，提高效率。视频录制完成后，经过视频工程师的编辑加工，再返回给团队，进行检查，有问题的话提出修改意见。根据课程教学大纲内容，共录制43个视频，每个视频时间长度5-20分钟不等，总时长426分钟，其中材料基本知识6个、无机非金属材料5个、金属材料10个、高分子材料10个、复合材料6个、先进功能材料5个和材料分析测试表征1个。课程章节的全部视频录制完成后，可以进行在线开放课程的建设。按照学校要求，本课程除了由平台公司进行共享课的建设外，还需在学校自己的课程平台进行建设。由于本课程开展历史比较长，历经多个版本的培养方案，相关资料比较丰富，我们按照一定的框架进行建设，主要包含首页、课程章节视频、课程团队、教学资源、教学文档、课程改革与建设、教学活动等课程内容。