工科论文范例

1.完善课程体系，健全知识结构

工业设计是一门科学与美学、技术与艺术统一的综合学科，出于这一特点，工科类院校在对工业设计专业学生学生进行综合性教育时，要注重科学思维的培养和艺术的陶冶。工业设计师的工作性质决定了设计师必须要了解产品的功能、材质、制造技术等，才能与工程师进行相关的探讨，进而使造型设计符合制造工艺，提高产品的质量。基于此，一些艺术类院校的工业设计专业在招生方面作出了改革，文理科兼收，有的则按理工类招生，由此提升了生源在文化素质、理性分析能力等方面都有了较大的改善。在这样的背景下，在增强绘画技能的训练，增设有关工程技术类课程，有效调整了新生的知识结构。同时，学生的英语水平、计算机的能力也得到了较大的提高，计算机等级考试合格率和辅助设计能力明显提高。一些院校的工业设计专业为了培养学生逻辑推理能力、分析问题和解决问题的能力，增设高数学课程。虽然高数理论在工业设计中的作用不会直接体现出来，但数学中的分析原理却在学生将来的设计过程中，内化为观察力、举一反三的能力等。总之，人才培养模式和课程体系的科学化改革，使学生的知识结构更加全面、科学、实用，使科学与美学、技术与艺术得到了完美统一，为工科类院校工业设计专业学生的发展开辟了更为广阔的空间。

2.活化思维，提升创造力

经济全球化背景下，世界各国工业设计思维不断碰撞与融合，新的设计工艺、设计材料层出不穷，工业设计人才必须具备灵活的思维和极强的创造力，才能把握住工业设计的发展节奏，创作出紧跟时展潮流的工业设计作品。而我国工科类院校对工业设计专业学生的教育模式在过去很长一段时间内过于程式化，往往以理论知识的灌输和技能的传授为主，导致学生基本功扎实，却失去了灵活的思维和大胆的艺术个性。随着工业设计技术的不断完善，各种信息化设计工具层出不穷，在工业设计变得越来越便利的今天，拥有创造力和发散性思维，才是成为合格的工业设计师的关键所在。因此，工科类院校工业设计专业教育过程中，教师应进一步优化教学模式，尊重学生的主体地位，引导其自发地观察、思考和探索，引导其求新、求变、求异。避免墨守陈规，避免通过各种条条框框限制学生的思维，不应以个人喜好抹杀学生的个性。而是应通过情境教学、任务型教学、自主探究式教学模式等激发学生的学习欲望，激发起灵活的思维和活跃的创造力，鼓励学生提出与众不同，与书本不同，与教师观点不同的新见解，新设计，促进学生的个性得到健康发展，使其创作才能得到充分施展，以更好地充分挖掘他们的创造潜能。

3.强化人文教育，提升人文素养

强化人文知识教育，能够有效提升工业设计专业学生的艺术品位与精神格调，进而促使其设计思维得到进一步发展。纵观古今，优秀的设计师无不学贯中西，博览群书，具有深厚的文化底蕴，因而其设计的作品往往有着深刻的思想内涵。工业设计虽在一定程度上面向市场、具有一定的实用性，但也必须体现出鲜明的艺术个性，设计师的艺术风格的形成又往往与其人文素养有着密切的联系，丰富的人文知识有助于工业设计师正确把握设计的真谛，并在设计中体现丰富的精神内涵。因此，工科类院校工业设计专业学生素质培养过程中，应将人文素质的培养作为一项重要内容，通过开设人文知识选修课、讲座，或在校园文化营造人文氛围，并为学生创造认识、参观文化遗产的机会，帮助其不断积累人文知识，并引导其将人文精神渗透到设计过程中，促使其人文素养的不断提升。

4.总结

一、基本技能——结构和透视

工科类工业设计专业手绘教学通常要求学生先修与之密切相关的素描课程，为专业针对性更强的产品手绘打下结构、透视、构图等基础。素描表达可以体现形体的光感、量感、色感、质感、虚实感、空间感和节奏感等，但鉴于课程学分的局限性和学生接受能力的限制，工科类先修素描课程以设计素描培养为主，培养学生学习立体造型形态表现的规律，启发学生掌握对心理物象的视觉表达能力。素描课程以技术性的强调、结构的表达和对透视的认识理解为主要内容，学生需要后续的一系列专业手绘课程系统教学。这里强调的是，只有正确掌握了物象的结构和透视表达，才是一切创意表达的根本。

二、手绘技法教学中的“摹”的作用与不足

工业设计专业产品手绘是通过手绘技术手段，直观而形象地表达设计师的构思意图、设计目标的表现性绘画。随着手绘表现技法的不断变革，计算机辅助设计基本取代手绘，用于制作精细的视觉效果，手绘表达以说明性画法为主，辅助线、爆炸图、结构分析、场景辅助说明等都出现在手绘图中。设计师记录突发性创意思维，形象地传达工程图样、加工工艺流程等。在手绘作品中，设计师的设计意图一目了然，更有助于系统设计思维的建立。因此，“摹”通常是针对现有优秀产品的，这样不但可以拓展学生的眼界，丰富学生的表现手段，而且比单纯的技术训练具有更强的针对性。这里的“摹”除了对优秀手绘作品的临摹，也包括对现有产品的实际写生。

1.“摹”在手绘教学中起着重要作用

第一，有利于学生在临摹的过程中学习优秀的表现技巧和优秀作品的风格及语汇。特别对于绘画基础薄弱的工科类学生来说，这是一种迅速见效的方法。产品内部结构的分析是学生的学习难点，临摹作品中已提取出准确的内结构线，可直观地指导学生学习理解复杂曲面的转折及表现方法。如图1中，产品表面分析出的内结构线直观地表达了产品的形体走向，并且丰富了画面效果。手绘产品初学者还可以借助一些工具，如用硫酸纸拷贝优秀手绘作品，最直观地学习其构图、外轮廓线、内结构线和色彩及整体绘画感觉。第二，有利于学生理解三维空间中深度空间转化为二维空间的方法。工科类学生因缺乏对素描课程长时间的深入训练，对深度空间的理解受到观念印象的限制。教学中教师提供优秀临摹作品时可有针对性地强调这方面的练习。如，教师提供30度角观察产品的范例，强化训练学生理解深度空间中物体实际长度在转化到二维平面中时产生了缩短效果。如图2立方体手绘表现中，立方体ab点间的距离随着角度的不同，发生缩短变化。第三，有利于培养练习者的观察能力和手绘转化能力。学生面对优秀的产品写生，就创意而言仍停留在“摹”的层面上。学生通过写生学习优秀产品的设计创意，在平面临摹的基础上自主提高观察能力，练习三维空间的转化、实际产品结构转换、手绘线条表达及材质色彩的转换，如图3为优秀学生作业。

2.“摹”的不足

1改变传统的教学方法，讲法必须精简化、合理化、形象化、生活化

课堂内容相对于课时来说太多。对于一些次要的内容可以适度精简，以便更好地突出主题，让学生能抓住重点基础知识。例如，在狭义相对论的章节中，目前国内多数教材都包含一节迈克尔逊-莫雷实验的内容。笔者在多年的教学总结中发现，这个实验实际上跟狭义相对论的创立没有多大联系。爱因斯坦创立相对论之前并不知道这个实验。根本不需要用该实验来铺垫或作为理论背景。而且讲解这个实验内容，教学者也会本能地把它描述为狭义相对论的历史背景。其结果反而会误导学生这其中的逻辑关系，增加了本来就难以理解的相对论学习难度。课堂教学形式也应该重新合理化，由传统灌输式应转变为研究式。首先，提前设计学生在课堂上的讨论主题，预测学生可能会提出的问题，让学生能积极主动地参与到研讨的预案。其次，在课堂教学过程中以学生为主体，让学生主动地探究所学知识，而教师仅仅是扮演指导者和协助者的角色。在教师的引导和协助下，这会有利于学生积极主动地理解物理概念和物理思想，并将所学知识用以解决实际问题或专业相关的问题。传授内容尽量形象化。大学物理课程本身的理论逻辑性和严密抽象的数学公式推导，难免导致课堂枯燥乏味缺乏生机和活力。物理教学者在备课期间要充分思考，尽量化抽象为形象，以便于学生更好地理解理论内容。例如在讲光电效应这节抽象内容时，笔者就拿学生玩过的抢滩登陆游戏作比方。（电子）敌军士兵获得（光子）能量，从（光电管）牢房的阴极逃出来，想登陆到对岸形成一股势力（电流），我们可以阻碍他们登陆，从而可以改变最终形成的势力（电流）大小。这样讲会让学生把抽象的内容变成一个具体模型，学生不但能很好地理解光电效应，还可以长时间地记住其中的规律。又如，在讲驻波章节内容时，教学初期笔者在黑板上推导分析完驻波方程，讨论驻波规律后，一调查发现学生根本不知道驻波到底是什么，具有什么规律。长时间的理论讲解也只能让学生们死记硬背几个名词代码。后来笔者意识到这节内容太抽象，所以到实验室搬来简单的仪器，在课堂上简单演示了一下，学生就很轻松地理解并记住驻波的本质。理论需要经常联系实际。由于理论知识和实际生活经常脱节，使得有些学生对物理课的热情渐渐降低，甚至可能出现对物理学习的抵触心理。因此，物理教学者在教授物理学内容时，要精心布置设计每一个教学环节，充分备好每次课。除了之外，还要尽量多收集多整理与物理教学有关的素材，理论联系实际生活，可以让干涩乏味的物理公式和物理推导变得更亲切更形象，可以吸引学生的关注，提升他们对物理的学习兴趣和热情，从而更进一步促进学生科学素质的提高。比如在讲授相对运动章节时，与同学们探讨“如何在雨中如行走时身体淋的雨水最少”这一问题，这不仅使相对速度等理论问题得到灵活运用，而且也培养了学生利用现有知识解决实际问题的能力。又例如在学习刚体运动一章中关于角动量及角动量守恒定律时，可把平时的体育运动如跳水、溜冰等项目的力学规律进行分析，给学生科普直升飞机为什么都是只有两个螺旋桨才能正常飞行等，从物理角度审视生活，让学生明白物理原来和生活是紧密联系的。学生通过这些理论的学习，不仅可以在平时的体育锻炼中少走弯路，而且理解掌握了训练时应有的理论方法。经常理论联系实际，可让学生对物理学抽象的理论不再畏惧和排斥，而且能够激发他们探究物理理论的热情望，使学习方式被动变变为主动式，从而可以提高整体的教学效果。

2调整固定的教学内容，内容必须适应专业发展的需要

考虑到工科专业学习的不同特点，物理学内容应需要重新调整和仔细划分，掌握基础知识，突出应用主题，以适应具体各专业的学生对象。结合工科专业的实际需要和物理学自身的教学特点，在工科专业物理学的课堂教学中，应适度增加应用物理方面的内容例如工程科技相关领域和日常生活的应用可以穿插有关物理学研究前沿的案例。这样安排教学内容可以给工科专业的物理学教学带来生机，使学生意识到物理学原理和方法与自己联系密切，与后续专业课程是密切相关的，同时也使工科物理学课程教学的定位更好地符合工科专业的实际需要。适度调整教学内容，适应具体不同专业学生需求。虽然物理是整个理工科的基础课，但不同专业的学生，物理的学习基础不同，后续学习的专业需求也不同，因此在处理基础课与专业课之间的关系非常重要，尽量要做到突出具体各专业特色，也就是在保持原有物理教学体系基础不变的前提下，兼顾到学生专业需求的不同。可以尝试将课程内容分成基础和提升两个部分，针对不同内容采取不同教学方法。基础部分侧重于课程的基础知识和核心内容，课时应占总课时比例的大部分。提升内容依据不同专业划分，侧重于后续课程的有效衔接，课时应占总课时比例的小部分。例如机械专业的物理教学可以在力学方面适当加以拓展，从定轴转动拓展到定点转动，角动量定理及守恒可以从定轴拓展到成“不定轴”。对于电气电子类专业的物理教学内容，可以在电磁学部分增加提升部分比如电路的常见分析方法和处理。对于生物化学类的专业可以把热力学的内容作为提升部分适当详细地讲解，以方便衔接后学的如物理化学等专业课。这样的内容的适度调整会让学生意识到物理的基础性和真实重要性特点。学生足够的重视是物理课教学能取得良好效果的必要条件。

3突破传统单一教学，教学手段需要与时俱进

要充分调动学生的学习积极性，激发学生学习兴趣，物理教学者还可以充分利用现代化教学手段进行辅助教学。现代科技突飞猛进，教学手段也在日益更新。现代化的教学媒体和教学手段能充分刺激学生感官，激发学习的热情。物理课堂上经常需要运用图像动画等直观演示，而黑板加粉笔这一传统的教学手段无法做到。多媒体辅助教学包含许多视频或动画信息，还可利用mathematics等应用软件把一些二维或三维图像表示的物理规律简单直观地呈现给学生，这样的处理既能节省教师在黑板上临时画图的时间，在内容多时间少的情况下提高课堂效率，又能形象地再现物理过程，逼真地展现很多平时难以看到的物理现象图文并茂，使大学物理课堂教学表现得丰富多彩，让学生学习的过程中能积极地参与其中。利用网络资源和远程在线辅助进行补充教学。今天的科技迅猛发展，以计算机技术承载的网络信息与我们的联系越来越紧密，这也为新世纪的教学增添了一个新思路。网络信息中包含大量的物理教学和科研学术资源。教师和学生都可以随时随地获取自己所需要的知识。教师可利用网络资源更好地对物理知识进行资源扩充和整理对专题可以深入分析讨论，还可以与同行或专家进行互动交流，分享和学习专业教学方面的心得和体会，从而可以促进教学水平的不断提升。同时教师还可以洞察相关知识体系学术前沿问题，提升科研水平，让科研和教学相互促进，互为一体。学生可以通过网络查询学习资料，通过一些网络移动图书馆或电子期刊等查阅和检索相关的学习资料，可以补充受课堂限制可能覆盖不到的物理内容。由于课时有限，教师和学生在课堂上的互动有限，但教师和学生可以利用网络构建交流平台，随时随地互通交流，这不仅可以拉近师生距离，也能带动学生学习的主动性，同时在课时少，内容多的情况下可以有效地保证和提高大学物理课程的教学质量。

作者：王辉升 赵炳炎 单位：安徽工程大学数理学院 玉林师范学院物理科学与工程技术学院

一、以十八大精神为引领，准确把握高校专业教育方向

十八大对教育提出的目标体现了党对教育的殷切期望，高校专业教师就要有积极的思想政治表现，认真领会并贯彻党的教育方针，落实到教学实践中来提高教育质量。作为高校专业教师应从以下几个方面把握好教育的发展方向：第一，坚持教育为社会主义现代化服务的根本任务，培养适应新形势下我国社会主义现代化建设需要的，德、智、体、美全面发展，接受基本工程训练，基础扎实，知识面宽，能力强、素质高、有创新意识和创新能力，在专业领域内从事生产、管理、工程设计、科学研究、技术开发等方面工作的复合型工程技术人才，使之成为社会主义建设的优秀接班人和建设者。第二，教育既要塑造高尚的灵魂，也要挽救失落的灵魂。在科学教育观的引领下，不仅要研究怎么培养优秀的学生，还有研究怎样挽救那些走偏的学生，用正确的教育理念来对待每一个被教育的人，热爱自己的教育工作，乐于钻研可行的效果好的多种教育方式和方法。第三，教师传道授业，教人学问，首先自己要孜孜不倦地追求学问，精通自己的专业，渊博的知识是讲好课程的基础。这是一个科学技术迅猛发展的时代，知识体系日新月异，需要为师者不断吸纳古今中外的文明成果，不断开拓和更新知识领域，授课中才能向外有机拓展，才能让学生开阔视野。有了渊博的知识贮备，还要讲究教学方法和教学艺术，运用教育学理论的前沿成果，引进新的教育理念，深入浅出、风趣引人地讲好课。随着教育改革的不断深化，教育改革内容需要不断上台阶。从宏观、系统工程的角度来研究新的教育改革内容，具体体现在紧跟学科前沿改革教学内容，紧跟时代的发展改革考试招生制度，不断突破创造新的教学方式、方法，建立综合的质量评价制度等等。

二、落实提高高等教育质量三十条意见，综合改革专业教育

1.教学质量是教育的生命线，是实现国家培养现代化高素质人才的有力保障。

目前工科专业教学存在的主要问题有：

（1）课程体系系统性不足

追求课程的广泛性，造成教学任务重，课时短，很难保质保量地完成教学任务。

1工科类院校线性代数教学现状和不足

1.1线性代数教学现状分析

首先，分别从教材、课堂、学生和教师四个方面对工科类院校线性代数教学现状进行详细的分析。教材方面，全国各大院校所用的教材不尽相同，多数工科院校使用同济大学编写的线性代数教材，一部分使用其他类型统编教材，还有一部分院校结合自己学校情况自编教材。因此，不同类型学校选用的教材可能会有难易程度、理论深度及内容覆盖广度等方面的差异，但就基本内容而言是大同小异的，重理论轻应用的特点一目了然，工科专业学生必须掌握的理论知识内容基本都覆盖到位，只是不同学校对各知识点要求掌握的程度不同罢了。课堂方面，如今的课堂教学模式较之以前有了一定程度的改观，不仅仅只是传统的板书教学，还有丰富多彩的多媒体教学模式。二者结合得好，能够大大提高课堂教学的质量，结合得不好，往往会把两种教学模式的优势都丢失，反而又得不偿失。线性代数作为一门理论性较强的数学课程，传统的板书教学往往会拖延课程的进度，使得任课教师往往为了赶进度而不能把每个知识点讲得过于透彻，而采用多媒体教学也并不容易。因此，需要每一位任课教师花大力气去研究课堂教学。学生方面，学生是课堂教学的主题，学生对课堂的接受程度直接决定了一堂课的成功与否。笔者的经验是，同学们对线性代数前半阶段的课都精神饱满，情绪高涨且充满期待，但是进入理论性较强的后半阶段时，一部分同学开始失去原有的学习兴趣，再往后学习，有的同学开始掉队甚至放弃继续学习这门课程。值得一提的是，这种现象在一些班级有时不止是一小部分同学。还有一个有趣的现象，学生课堂讲授知识反应良好，课下提问和作业反馈的却不尽如人意。教师方面，教师的作用体现在传道授业解惑，如何让学生轻轻松松掌握所要学习的课程知识，如何将学到的知识应用于解决实际问题，都是一名教师经常要琢磨的问题。教师的现状往往是如何在学校规定的时间内把规定的知识讲完，每个课堂上都是老师把本堂课的理论知识和盘托出，经过无数次讲述的理论肯定是再熟悉不过，然而学生却未必能欣然接受，往往一堂课下来可能收获甚微，教师或许还欣喜自己赶上了教学进度。

1.2线性代数教学中存在的问题和不足

基于对上述线性代数教学现状的详细分析，可以对当前线性代数教学中存在的问题做一个总结。课堂教学仍然偏重传统的教学方法，偏重系统理论的讲解，对线性代数在其他领域的应用重视不够，现行的教材重理论，轻应用，重公式推导，轻数值计算，教材大多忽略了概念、原理和模型的实际意义。每学期开始都有同学问起学习线性代数的作用，老师的回答总是很笼统。往往学生学完线性代数这门课程后，只会套用解题，并不知道线性代数在哪些领域应用，如何应用，导致学生学习目的不明确，为了应付考试而学习，这不利于激发学生的学习兴趣，不利于培养学生的创新能力和实践能力，而这些又恰恰又是工科专业学生必须具备的素质。

2线性代数案例教学的重要性和必要性

针对工科专业线性代数教学中存在的主要问题，我们提出一个行之有效的解决办法，即是案例教学。工科专业的学生强调学以致用，即是学到的东西有什么用，如何加以应用。目前线性代数的教材和教学仍然侧重理论，没有将其中的理论和实际应用结合起来，难免让老师讲起课来枯燥无味，学生听起来也觉得晦涩难懂，一堂课下来双方都感觉相当辛苦，实际效果又不理想。因此，我们迫切需要采取有效措施改变这个现状，那就需要实施案例教学。在工科专业线性代数课程教学中实施案例教学非常重要且很有必要，主要体现在以下几个方面。

一、技术应用中的道德失范

科学技术以其带给人类社会的长足发展而令人肃然起敬。借助科技的迅猛发展，人类在与自然的博弈中不断赢得话语权，并确立了不容置疑的主体性地位。然而，就在人类陶醉于科技带来的显赫成就时，却发现科技的发展不时背离人们的价值期待，导致人类文明进程中的尴尬与痛苦。近年来，一系列缺失基本社会责任、突破伦理底线的技术性道德失范事件不断在公众心理上造成重创，引起人们的焦虑与不安。地沟油、瘦肉精、三聚氰胺奶粉等耳熟能详的“高科技产品”，让技术作为一种异己的力量赫然凸显在公众眼前;微博、微信等自媒体的发达在加快信息交流的同时，却由于网络低俗文化的污染而加速了年轻一代的本真褪化;电脑专家滥用网络侵犯他人隐私、进行网络犯罪一度引发了公众对于信息技术的担忧;而产科医生拐卖婴儿则在骇人听闻的同时彻底击穿了社会的伦理底线……“在这个技术宰制一切的时代中”，由于技术理性的独断与僭越，导致了人文价值的失落与遮蔽。现实情境中，科学技术一旦失去人文道德的规约就可能丧失其合理性向度，使得原本是用以实现人类理想的工具和手段导致对人类自己的伤害。近代以来，技术理性的片面膨胀导致了价值理性的渐行渐远，为此我们不止一次地被迫承受由于科学技术的不恰当应用所导致的负效应。作为工业社会中主导性的思维方式，技术理性关注的重点在于技术作为手段对于既定目的的有用性，而至于目的本身的合理与否并非其考量的重点。由此可见，作为一种外在他律的思维方式，技术理性可能对于知识的探求和自然的改造效果显著，却对于把握人的本性、解决人生的终极问题无能为力。面对社会成员的理想衰竭、价值迷失，技术理性往往束手无策。所以，技术理性虽然具有方法和手段的规定，却不具有价值范导作用，技术的合理运用还有赖于人文价值的引导。事实上，技术理性与价值理性的自洽相容是科技兑现人类理想的内在基础。失去这一基础，科技的应用发展将有可能偏离其合理性向度，甚至助长人性的扭曲与异化，导致对人类自身的伤害。当前，一些专门知识的掌握者在经济利益的绑架下，不惜将科学技术沦为满足自我的欲望工具。他们秉持个人利益至上的价值立场，争相运用各种科技手段疯狂谋取个人私利，使公众、社会、自然环境遭受无法抹平的伤害。毫无疑问，科学技术具有为人类带来福祉的潜质，但其只有在价值理性的范导下才能朝着有利于人类社会的路径发展。现实情境中，科学技术的相关行为主体是具有自我价值取向和利益诉求的具体人群，不同的价值取向和利益诉求将导致同一技术产生截然不同的社会效用。以3D打印技术为例，医务人员曾使用该技术为在交通事故中面部严重毁损的病人实施面部重建手术，使其摆脱痛苦重新回归正常生活。而与此同时，犯罪分子却通过3D打印技术制造的ATM机窃取巨额现金，给相关银行及储户造成严重损失。由此可见，科学技术的应用是带有主体意识的行为活动，其效果往往与主体的伦理价值选择具有内在的关联性。也就是说，特定的科学技术能否为人类带来福祉，关键在于科技主体的价值取向。毋庸置疑，大部分理工科大学生毕业后将成为科学技术的创新者和实践者，其价值取向、行为选择必然会不同程度地对社会、自然、公众安全及其经济秩序产生一定影响。如果他们不能以价值理性范导技术理性，深刻而合乎理性地考量科学技术的社会效用，不能对具体的技术应用进行正确的价值判断和行为选择，技术应用造福人类的美好愿望将被悬置。人类并没有想象中那么坚强，我们承受不了接踵而至的自然报复以及文明的负效应。人类的现代化进程需要科技的发展，但更需要的却是科技与人文、道德的和谐互动。在科学技术成为强势文化的今天，我们没有理由继续放纵技术理性的片面膨胀，而应同时张扬科学技术内蕴的伦理责任和价值信念，为其发展找到合理性归宿。面对科技应用中客观存在的现实伦理困境，理工科院校应当在培养学生专业技能的同时，对学生进行科技伦理相关知识的教育，以便在价值理性的引领、规约下促进科技应用的合理性向度。

二、理工科教育中的伦理缺位

高等学校的主旋律是“育人”，而非“制器”。作为科技人才的输送者，理工科院校不仅应当培养学生的专业技能，更应当塑造学生的人文价值观，促进技术理性与价值理性在理工科学生的价值观中的统一。然而，由于技术理性的长期主导，教育本身也在一定程度上被演绎为单纯的知识传递和技术培训，而旨在塑造学生道德品行的人文教育则被有意无意地轻视和忽略。与此同时，由于理工科专业与经济建设关系密切，市场因素的主导使学生在价值取向上不可避免地受到功利主义的影响。当以价值理性为标志的人文教育受到这种具有功利主义价值取向的教育方式冲击时，学生的局限性显而易见。

(一)学术视野的局限

“技术乃是一种解蔽方式”，主要解决人类活动的方法、策略问题，至于如何使用最终取决于主体的价值取向和行为选择。现实情境中，科学技术的应用除专业知识外，常常会涉及到经济、法律、环保、伦理等多个领域，需要行为主体进行多方面考量，进而恰当地应用，以保证科技应用的合理性。然而，在日趋功利的教育价值取向范导下，由于专业设置日益精细，学生的学术见识也随之趋于精专而流于狭隘，这在一定程度上抑制了学生的思维，窒息了学生独立思考以及自由批判的能力，并对与专业密切相关的社会、伦理、生态环境等问题缺乏应有的了解和关注。由于没有形成合理、科学、立体的知识结构，这就导致许多学生难以突破专业领域局限进而形成全面的、辩证的思维方式。就他们而言，专业技术作为人类科技进步的成果其真理性与正确性不容置疑，对其加以应用理所当然地会具有积极作用。如前所述，任何一种科学技术的应用都需要以合目的性为前提，然而判断特定目的的合理性向度，需要综合科学与社会多方面因素去考量某项技术研发、应用的整体后果。当前的教育模式下，学生由于视野、思维局限性导致其难以跳出专业限制，从可持续发展的视野去把握人类与科学技术的关系。作为结果，他们也就难以全面、辩证地判断既定目的的合理性，并恰当地根据既定目的选择相应技术，从而导致传统教育模式遭遇到现实的挑战。

(二)价值理性的遮蔽

[摘要]随着工业4.0时代的来临，“新工科”建设的深入推进，急需加快人才培养模式、课程体系和课程教学改革。本文在分析了“新工科”建设要求的基础上，结合多年教学经验，提出从课程内容回归解决实际工程问题、利用多媒体技术和互联网技术以及课程论文着手，强化培养学生的创新意识、科研能力、科学精神，从而培养出具有责任心、创造力的复合应用型优秀化学化工人才。

[关键词]新工科；物理化学；课堂教学；教学改革

进入新世纪以来，以智能制造为核心，数字化、网络化、智能化技术的应用为标志的工业发展进入4.0时代。工业4.0时代，世界高等教育正在发生革命性变化，并呈现出了“大众化、多样化、国际化、终身化、信息化”的趋势，高等工程教育面临新的挑战迫使人才培养模式必须做出调整。在此背景下，我国高等工程教育积极推进“新工科”建设，先后形成了“复旦共识”、“天大行动”和“北京指南”，全力探索满足我国工业发展需求的人才培养模式。2017年2月底，教育部了《关于开展新工科研究与实践的通知》，倡导高校开展新工科的研究与实践活动。“新工科”要求树立工程教育的新理念、塑造学科专业的新结构、探索人才培养的新模式、提高教育教学的新质量、建立分类发展的新体系[1-2]。物理化学作为化工、材料、医药、生物工程等专业的一门重要的基础理论课程，通过该课程的学习，学生在有效理解化学过程中的能量变化过程的同时，其解决相关实验和生产中的实际遇到的问题的能力也能得到很好的培养。由于物理化学内容抽象、公式繁多、逻辑性强造成教师难教、学生难学，不断压缩的教学课时更是加剧了物理化学教学的难度，如何使学生能够在有限的学习时间内领会物理化学的精髓、掌握物理化学的学习方法并开拓其创新能力则是当前物理化学改革的指导思想。尤其，在新工科背景下，改革传统物理化学课程教学模式，在提升学生工程意识、专业兴趣和科学素养上下功夫尤为重要。笔者根据自身和课程组老师物理化学课程多年教学经验和感悟，从以下几方面探讨新工科背景下如何有效提升物理化学课程教学效果，以期供同行们参考。

1让课程内容回归解决实际工程问题，培养学生的工程意识

工程意识不仅是学生在大学阶段受教育期间，即使走出校门在工程实践中乃至一生都是自我不断修炼的内容。因此，在大学阶段结合专业学习将工程意识作为培养、教育学生的内容至关重要。在物理化学课程教学中引入工程实例，从具体的工程问题中提炼出科学模型，并对模型进行分析，进而总结出解决问题可供参考的思路，这样一方面可增强学生的工程意识，另一方面也可使枯燥的理论易于理解进而可提升学生对知识点的理解激发学习兴趣。在讲解单组分系统相变热力学克劳修斯-克拉佩龙方程时，教师可以引入“高压锅设计使用原理”的实例，向学生介绍高压锅主要是利用气压不同而对于水的沸点不一样的原理设计的，在高压锅内通过对水加热形成的水蒸气在密封环境下形成高温高压，使气压大于一个大气压，使水要在高于一百度时沸腾。在介绍的过程中剥离出具体的分析模型，明确其本质是计算饱和蒸气压和沸点关系的模型公式即克劳修斯-克拉佩龙方程。再举一反三，让学生分析实验室常用仪器旋转蒸发仪工作原理以及速滑运动员冰刀的设计原理等。在课程其余章节的讲解中最好也能都结合一个工程实例进行讲解，并引导学生进行分析。例如在讲解气体性质的玻意耳定律时结合“压井”工作原理进行讲解；在讲解稀溶液依数性时结合海水淡化-反渗透技术、宇航员吸氧排氮的科学原理；在讲解电化学时结合汽车蓄电池、手机锂离子电池的组成与工作原理。实践表明，在教学过程中引入工程实例可有效加深学生对知识点的理解，强化培养学生的工科思维，还可活跃课堂氛围。此外，教师还可将自己及同事的科研发现引入到教学中，在提高学生的学习积极性和培养学生的创新意识和创新能力也有很好效果。

2利用多媒体技术和互联网技术，有效提升学习效果

物理化学具有知识内容抽象、深奥、逻辑性强、公式繁多、推导困难等特点。传统口述加板书的教学方式已无法满足现代大学生对知识的获取。因此教师需要积极学习和运用互联网技术以及多媒体技术，将一些晦涩难懂的定律、原理和公式推导转变成比较生动形象的图像、影像和动画，通过运用投影仪、音响等多媒体资源，运用动画、图像演示等多种方式对枯燥晦涩的定律和公式进行诠释，使学生能够通过多种感官的相互配合在较短时间内，加深对物理化学知识的理解和掌握。另外，在“互联网+”背景下，学生的学习方式还可由课堂延伸到课余，学生可以通过慕课、云课堂、雨课堂等多种形式进行物理化学课程的学习，从而进一步提升物理化学课程学习效果。

本文作者：刘婷 吴鹍 黄懿梅 单位：西北农林科技大学资源环境学院 西安建筑科技大学环境与市政工程学院

环境工程专业源于土木工程中的市政工程，作为一门边缘交叉性学科，其发展目标是解决不断涌现的各种实际环境问题。经过20多年的发展，其所涉及的领域越来越广泛，已成为一门集自然、社会和技术科学为一体的综合性学科。环境工程学科不仅研究水、气、固废、噪声等主要环境污染和公害的防治技术和措施，还研究自然资源的保护和合理利用，探讨废物资源化技术，以及对区域环境进行系统规划和科学管理，以获得最优的环境、经济和社会效益。目前，我国设置有环境工程专业的高校已超过300所。由于各高校的基础和重点学科存在明显差别，其环境工程专业发展的侧重点也有所不同。大多数理工科类院校的环境工程专业都源于土木工程中的市政工程，其本科生培养方案注重于对学生工程思维和设计能力的培养。

我校的资源环境学院准备新设环境工程专业，在环境工程的人才培养方案上不能照搬理工科类大学，一定要突出农业院校的特色并发挥现有优势，找准适合自己的立足点。安排在第七学期末开始的毕业设计（论文）是环境工程专业实现培养目标的一个重要的实践教学环节，是对学生所学理论和技能的综合运用和检验，也是保证本科教学质量的最后一道防线。毕业设计（论文）辅导环节对学生的要求主要体现在三个方面：1.巩固与扩展所学的基本理论和专业知识，培养提高学生综合应用所学知识、独立分析、解决本学科领域的实际问题和初步进行科学研究的能力；2.培养学生树立正确的设计和研究观念，发扬理论联系实际的工作传统；3.使学生在方案设计、材料调查与搜集、工程绘图、理论计算、实验研究、数据处理、外文阅读、使用计算机、查阅文献、经济分析、工具书的使用、文字表达等基本技能方面得到进一步的训练和提高。鉴于毕业设计阶段对于本科生培养的特殊重要性，本文就农业院校环境工程专业本科毕业设计设置安排存在的问题和解决的途径提出一些个人的看法，希望能为我校环境工程新专业的建设提供一些可供参考的建议。

和理工科类院校不同，农业院校的环境类专业一般都源于土壤学、生物化学、生态学等学科，其本科课程设置主要是帮助学生形成以土壤、农业化学和农业生态资源等专业的知识体系。因此，农业院校环境工程专业在毕业论文（设计）任务书的安排上，也应与一般的工科院校有所不同。从目前来看，农业院校环境工程专业的毕业论文（设计）主要存在以下几个问题：

1.本科毕业论文（设计）任务书的设置比较单一，重实验轻设计。很多农业院校的环境专业本科生毕业只有毕业论文可做，而无毕业设计的内容供学生选择。由于农业院校环境工程专业一般建设较晚，在师资、课程体系、实践环节方面和工科院校相比都有一定差距。在工程设计及应用的教学、科研方面，农业院校环境类专业的基础显得更加薄弱。因此，目前很多农业院校的环境工程专业的师资力量尚难以开展对学生进行毕业工程设计的指导；同时，由于学生们受专业课程设置所限，他们的工程思维和设计能力与工科学生相比都有较大差距，因此很多学生也不愿意选择他们感觉更为吃力的毕业设计工作。然而，目前环境工程本科生就业的去向主要还是与环保工程设计、施工、运行等相关的公司和企业，而诸如环境管理部门、环境监测站等事业单位现在大多都呈人才饱和状态，可接受的本科毕业生非常有限。由于农业院校环境工程专业毕业生在工程设计能力方面的弱势，在就业时与工科院校同类专业的毕业生竞争时就处于明显的劣势。因此，有必要通过毕业设计来加强农业院校环境工程专业学生的工程思维和设计能力，使他们能够具有环境工程专业毕业生所需要的基本工程设计基础和能力，从而在一定程度上扭转我校该专业毕业生就业时面临的不利局面。

2.本科毕业论文（设计）任务书的设置未能充分突出农业院校的特色，尚未充分体现农业院校学生现有知识体系的优势。与工科院校相比，农业院校的环境工程专业在专业的历史沿革、学科组成和行业特性上都有自身的特殊性。因此，为了提高农业院校环境工程专业人才的竞争力，需要在毕业论文（设计）这一人才培养的关键环节上充分体现农业院校的特色与优势。农业院校的环境工程人才培养模式不能照搬工科大学的方法，而应走有生态特色的办学之路，培养出可投身于农村环境污染防护的人才。农业院校一般都具有生物、生态学科的优势地位，毕业生相对于工科院校的学生具有更扎实的生态学知识。此外，当前环境工程毕业生就业的一个重要方向是环境影响评价咨询工作，生态环境影响评价又在其中占据主要地位。因此，可以考虑让一部分学生在完成毕业论文（设计）时从事生态环境评价的工作。这样一来可以发挥农业院校学生生态学基础扎实、生态知识结构较全面的优势，提高毕业论文（设计）的质量，二来可以提高学生的社会竞争力并适应市场需要，为从事生态环境评价特别是农村地区环境评价的单位输送可用人才。

3.毕业论文（设计）立题与实际联系还不够紧密，约束性题目难以调动学生的创新热情。由于教师设计的毕业论文（设计）题目未能全部追逐科技前沿或来自于实际的工程项目，部分题目陈旧甚至经年不变，摆在学生面前的是一些旧知识旧问题，使得设计成果没有实用价值和科学意义。这在一方面打击了某些学生在完成毕业论文（设计）的热情和积极性，也使得某些本来就对毕业设计（论文）重要性认识不足的同学更加放松了对自己的要求，对工作应付了事。