时间:2023-09-05 16:46:28
序论:好文章的创作是一个不断探索和完善的过程,我们为您推荐十篇农业模块化发展范例,希望它们能助您一臂之力,提升您的阅读品质,带来更深刻的阅读感受。
(一)开辟特色运行模式,发挥龙头企业的带动作用。为充分发挥区域特色,促进农业健康发展,我市在国家级标准示范区的基础之上,在全市范围内大力推广能够有效实现经济利益合理分配的产业经营模式,如“一体化样板基地”、“紧密型生产基地”、“松散型生产基地”、“公司+种植大户合作社”等。
(二)注重农业专业人才培养,实施科技富农工程。将科技特派员创业行动与农业科技园区建设二者紧密结合,围绕我市苹果、葡萄、畜牧、水产养殖四大特色领域的发展,组织一批拥有技术的人员深入到种植一线,以技术入股、资金入股的形式加入到农业示范基地的生产建设中,或以个人创新、技术承包的形式参与到特色农业、优势农业的发展中,全面促进我市农业新品种、新技术、新工艺的推广和使用,进而提升我市农业的科技含量,提高农产品的市场竞争能力,促进企业的发展和农户的增收。
(三)推广农业产业化项目,打造农业特色园区。烟台苹果是山东干名优特产之一,其以绿色无公害的种植技术,逐年扩大市场份额,并在国际市场竞争中占有一席之地;而在渔业养殖捕捞方面,因引进大菱鲆等新品种,并形成相应的生产能力,加速了周边区域乃至整个环渤海湾地区大菱鲆养殖产业化的发展;肉鸡标准化养殖实现以沼气为纽带的集养殖、种植、生物能源、节能减排、可持续发展于一体的具有中国特色的生态农业良性循环模式;酿酒葡萄基地规模不断扩大,使蓬莱市成为世界七大葡萄海岸和全国三大优质酿酒葡萄产区之一,辐射带动了全国酿酒葡萄品种的升级换代及高端葡萄酒品质的提升。
二、我市农业发展中存在的问题
我市农业经济在产业化、规模化方面取得了迅猛发展,但在龙头企业规模、品牌建设、监督监管、产业规划等方面仍存在一些问题。
龙头企业数量少、规模小、带动能力弱。对任何一个行业来说,龙头企业的生产规模、经营状况都在一定程度上影响着供应链上、下游的走向;而在农业中,龙头企业的发展从深度与广度两个方向影响着农户与市场的关系。当前我市农产品行业中,龙头企业数量不多,并且多数企业还处于“小、散、低、弱”的状态,但当前我市的农产品龙头企业均无法对行业结构调整起到任何作用。
三、我市的农业经济发展思路及对策措施
“三农”的发展以及农业产业格局均与农业产业化经营息息相关。在发展过程中,我市应借助“美丽乡村建设”活动的契机,捋清农业经济发展思路,加强服务监管,大力推动我市农产品龙头企业的发展,并逐渐形成现代化、产业化的农业经济体系,进而实现农民增收、企业创收。
我国高等农林教育改革提出要构建多层次、多类型、多样化的具有中国特色的高等农林人才培养体系[1],农林经济管理专业是改革试点专业之一。人才培养模式的改革迫切需要进行配套的课程与教育教学手段的改革。“农业经济学”是农林经济管理专业最重要的基础理论课,是专业课程体系的基础与核心。以其为先导探索农林经济管理专业课程改革,可以在教学内容、方式等方面为其他课程及人才培养改革提供直接的指导和范例。
按照改革方案,人才培养分为拔尖创新型、复合应用型和应用技能型。为此需要针对不同类型人才培养的要求来完善和调整课程内容、教学目的、教学重点及教学方法。“农业经济学”是经济学基本原理在农业部门的具体应用,属于应用经济学和部门(或产业)经济学的范畴,以我国农业农村社会经济现实为研究材料,以农业经济基本原理和方法为线索,进行农业经济内在规律解释和政策分析。在一代代农经人的努力下,农业经济学课程体系不断发展完善,但在内容设置和教学实践中仍存在急待解决的问题,难以满足按类培养人才的需求。从课程体系上看,说教化的理论范式,使课程内容政策化;课程外延边界不清,体系凌乱;缺乏严密的经济学基础,研究方法欠规范[2_3];从教学实践看,作为研究型课程,教师科研业务水平显著影响教学,有的老师教学仅是承袭所学,或是照本宣科,同时学生受到就业压力的影响,对基础理论课缺乏兴趣和学习主动性,造成了教学形式一言堂,教学方法枯燥等问题[44];从教学效果和考核看,一考定终身的闭卷笔试是最常用的考核方法,学生对知识的理解、应用能力、分析问题的能力、写作能力、团队精神等综合素质没有通过教学和考核很好的培养起来。
针对以上“农业经济学”教学存在的问题和农林经济管理专业人才培养目标,本研究以模块化为突破点,以复合应用型人才培养为例,对“农业经济学”课程进行内容重构和设计,试图探究人才分类培养的教学手段和方法,为提高教学质量和人才培养提供帮助。
二、“农业经济学”模块化教学设计的原则
我国在20世纪90年代初首先在职业教育中引人了模块化教学方法。本科髙校模块化教学研究集中在宏观层面的课程体系模块化,比如建立基本素质模块、专业基础模块和专业应用模块,对理论课程和微观层面具体课程的研究较少。模块化是相对于长周期教学方式而言的一种教学形式,每个模块是相对独立、具有独立功能、瞄准不同培养目标、具有较强实用性和针对性的一部分教学内容[8]。各模块之间在内容上要有逻辑关系、衔接融洽,在培养目标上各有侧重、相互补充。模块化教学与人才分类培养具有很好的兼容性,既方便设计不同的教学形式,又利于不同兴趣的同学自主选择深人学习的模块,有针对性的提高个人能力。
“农业经济学”模块化教学改革,要按模块化思想对农业经济学课程内容进行整合重构,要充分考虑其作为专业基础课和理论课的地位和作用,从较髙的立意和目标出发,力求满足培养不同类型人才的需要,为此应遵循以下原则。
首先,要将高等农林教育改革的基本方针,“为生态文明、农业现代化和社会主义新农村建设提供人才支撑、科技贡献和智力支持”作为导向,模块设计贴近农业农村社会经济发展和改革实践。在理论教学中强化实证案例和数据,提高阐述和分析问题过程、总结观点、分析政策现状与走向等能力,通过实际动手来深化对实际问题的理解。对农业经济理论教学做到以事实说话,避免说教灌输,以问题为先导进行教学,提高学生学习兴趣。
其次,农林经济管理学科的发展方向要在课程模块化中有突出的体现。该课程承载着培养农林经济管理各层面人才的重任,故而课程内容整合必须从我国“三农”实际出发。作为应用经济学下属学科,农业经济学必须时刻关注经济学理论发展的前沿,及时补充理论发展和实证研究案例,运用规范的研究方法。但又不能停留在解决问题层面,中国的农业经济研究应为农业经济学科直至整个经济学界做出实证与理论上的贡献,从而满足拔尖创新型人才培养的需求。因此研究方法规范化和研究成果国际化应成为农业经济学追求的目标。
第三,“农业经济学”课程模块化要瞄准致用性,将应用经济学的学科性质体现为学以致用的精神。早期模块化教学研究中强调实用性,这与致用性有本质区别,实用性强调抛弃学术性的学习。本文认为农业经济的学术研究依旧有很强的致用性。致用性原则要求重视主动思考的习惯和实际动手能力的培养。通过作业或专题实践教学等形式,组织学生就某些问题进行文献和材料的搜集、整理、分析,通过撰写论文、调查报告或项目策划书等形式提髙学生写作能力,以讨论、演讲、答辩、辩论等形式培养学生表达能力。并且在期末考核时将能力培养环节的表现记入成绩,以激励学生的主动性和积极性。
第四,“农业经济学”课程模块化要贯彻面向人才分类培养的原则。模块化的目标是提高学生在某一领域分析问题解决问题能力,要适应学生未来职业走向,为学生就业和职业规划做准备,因此内容上要及时补充新理论、新现状、新问题等提高教学内容与实际的结合程度,教学中要保证学生接触到农业经济理论和实践前沿,利用实验室和实践教学基地等资源,以社会实践为辅助,增加学生接触农业经济实际的机会,也使学生的理论联系实际能力、组织协调等工作能力得到锻炼,从而为学生就业时与岗位顺利对接提供保障。
三、“农业经济学”课程模块化设计的依据
“农业经济学”课程模块化重构须以农业经济基本原理和农业经济形势变化为依据。农业经济学是本科生的基础理论课,以西方经济学、发展经济学等为先修课程,一般在大二学期开课,这一时期学生对经济学原理和实际问题的理解往往比较浅显和机械。作为第一门农林经济管理的专业课,农业经济学承担着构建基本专业知识框架的重任,尤其在当前农业通识教育欠缺的情况下,农业基础知识和农业经济基本概念、基本原理的教学不能削弱而是要强化。因此,重构农业经济学课程必须以农业经济基本原理的完整、全面为前提,突出与实践联系紧密、能激发学生主动思考的内容。
同时在经济全球化和农业国际化的时代背景下,农业经济学课程还要关注全球农业经济发展,了解世界农业发展前沿,把握农业经济趋势、热点和影响全局的变迁,将对我国农业经济的研究至于全球化和国际化的背景下,以现代教育理念为指导,瞄准不同类型人才培养目标,更新教育内容、教育手段和教学方法,促进课程体系的进步。
四、“农业经济学”模块化前提是对教学内容的多元化理解
农业经济学课程被诟病的一个理由是繁杂,当前教学或教材内容一般包括:(1)农业(产业)经济,主要从农产品市场、农业产业发展、农业产业政策角度分析农业经济。(2)农业经济管理,这是基于不同管理主体的分析,从微观的农业家庭经营、到农业企业和合作社,再到各级政府的农业管理均在阐释之列,但各主体的分析却因内容不同被肢解到不同的章节。例如对我国建国初期合作化运动的论述就分散到土地、家庭经营、合作社、农业政策等多个问题上。(3)农业生产经营管理,继承了生产经济学的外衣,从生产要素角度研究农业经济,但又加入了要素的宏观经济分析。
为满足人才培养和全面阐述农业经济学理论的需要,不能随意取舍上述内容,但是单一研究线索又使内容结构和衔接难以令人满意,若进行教学内容的模块化设计,需要首先对教学内容进行线索梳理。本文从多元视角梳理了课程内容,多元是从多个线索理解农业经济学课程思路,模块化是将联系紧密的内容整合在一起形成主题板块,针对不同类型人才培养的要求设计教学重点、教学手段、教学方法、考核办法等。
对课程内容和课程研究思路进行线索梳理是理解课程知识体系的前提。传统农业经济学课程体系中,农业生产(体现在资源、劳动力和土地等要素的利用方面)被放在核心位置,其影响农产品市场和消费,并要求农业生产经营组织制度不断调整与之适应。新课程体系对农业经济学阐释有两种思路:一是农产品市场和消费推动农业产业发展,农业产业发展体现在农业内部是农业生产能力、结构、科技等变化,体现在农业外部是农业关联产业和农业产业化,后者又与农业生产经营的制度变化互为推动;另一种思路基于农业是社会经济发展的起点,与经济发展有着复杂关系的观点,先分析农业发展的直接方面,包括资源利用、农产品市场、农业生产经营等,再分析其对社会经济进一步的作用,包括农产品国际贸易、农业产业经济、农业与资源环境以及农业组织制度变化等。不过,学者的共识是,将农业发展置于整个社会经济中,讨论其与经济发展、社会进步、资源环境的关系,寻求农业发展的路径和支持政策。
通过上述对农业经济学研究思路的整理发现,至少从这样几条线索来整理繁杂的课程内容才不致疏漏。一是以不同性质的农业生产经营主体为线索,农户——农场——合作经济——农业企业——农业产业组织;二是以农业经营管理层次为线索:农业生产管理——农业生产经营管理——农业产业组织管理——农业产业管理——农业宏观管理;三是以农业与社会经济系统的关系为线索:农业利用资源——提供农产品和市场一促进经济发展——具有资源环境功能并受其制约;四是以涉农市场为线索,农业要素市场农产品市场农业科技与人才市场——农业资本市场——农业生产服务市场——农业生态服务市场。
五、“农业经济学”课程模块化设计方案一以复合应用型人才培养为例
课程模块化是以上述原则和依据为指导,对各内容线索上的知识点和当前实际情况、问题、政策等进行盘点,与原有教学内容一起拆分组合构建课程模块。“农业经济学”模块化的基本框架是,首先将课程内容划分为五个基本部分,包括:农产品市场和消费、农业生产发展与要素利用、农业产业发展、农业生产经营制度、农业宏观调控。各部分设计若千教学模块,按人才分类培养对知识、能力、素养等不同层次的要求进行教学目标、重点和教学方法的设计。
一、可用性理论应用于微耕机设计的必要性
近年来,设计中对于可用性的关注在国内有着良好的发展,但由于国民经济水平的制约,对可用性的关注在不同领域有着明显的不均衡。生活用品在设计中对可用性关注最充分,工业生产机械其次,农业生产机械相对而言更为不足。在微耕机的设计发展中,这一点尤为明显,机械设计师们多以功能为主,认为实现了功能,产品即可成为一件合格的产品,认为用户应当去学习、适应当前高技术创造出来的机器,而非令机器遵循人的需求发展。
发达国家由于工业设计的发展较早,经济的发达也使工业设计所关注的范围更为全面,相对于发展中国家,他们的生产机械更多地注意到人性化的方面,在国际性质的机床展览会上,我们可以很明显的看到同样功能的机器,发达国家的产品从使用上更顾及人的感受,使得产品的有效性、效率以及使用者的满意度都较高,这也使得他们的产品更具备竞争力。
在工业化的早期,工、农生产用机械产品为更好的实现其功能,多是以机器为中心,使用者在操作过程中需使人适应机器,这对劳动者的身体机能造成很大的影响,是职业病产生的主要原因之一。 目前,生产技术的发展已经达到较高的程度,生产工具的基本功能的实现仍然是机械设计的重点,但在多数基础机械的设计中已不再是难点;此外,我国已逐步步入老龄化社会,劳动力逐步减少。在这样的前提下,提出对劳动者更人性化的关怀,在农业生产设备的设计上更多的为劳动者考虑,运用可用性理论进行设计分析、对产品进行改进增强农机的可用性成为社会发展的必然。
二、可用性理论指导的微耕机模块化设计
2.1基于可用度的模块化分析
评价可用性的标准称为可用度。微耕机当前的使用可用度A= 农忙时间/全年,效率最高的状态是A无限接近1。
可用度需要提高,总时间不会变化,因此只有增加可使用时间。农业生产是有地域性、时间性的。不同地区的耕作类型不同,接近赤道地区的或许农忙时间会较多,可用度相对较高,这属于不可控的自然因素;播种、收获等一切农业生产活动依据节气进行,不可改变。因此增加微耕机使用时间,不能仅仅盯在农业生产上,应综合考虑农户需求,进行副业的辅助机械配套。可将微耕机的功能进行模块化分析,使微耕机可在一年当中有不同的生产用途,做到农业有闲时,机器无闲时,使A=(农忙时间+副业时间)/全年。
从成本角度来看,麦尔斯在论著中提出“一切成本都是为功能”,从成本与价值的关系来看,可用度=价值/成本,产品的价值主要体现在其功能上,而当前微耕机从技术层面上已相当成熟,成本已得到有效的控制,如何增加其可用度,在于增加产品价值。
2.2用户层面的模块化
模块化设计常见的理解有两种,一是将设计理解为动词,指设计行为过程中采用模块化的方法,有助于设计行为,是设计层面的模块化;二是设计是名词,是指最终成型的设计产品具有模块化的特性,是用户层面的模块化。
由于劳动力总量下降、新生代农民工在城市长期落户的趋势增加、中西部地区吸纳农民工量逐渐增大等原因,农村劳动力现状堪忧。随着社会老龄化发展,现在普遍存在劳动力不足的现象,加上农村劳动力向城市转移,务农劳动力尤为不足,丘陵山区农业机械化水平较低,外出务工收益更大,劳动力大量转移的趋势更为明显。当前农业劳动力具有劳动力老龄化以及劳动力女性化的特点。农村流传着一种说法“短头发的在城里,长头发的在屋里,白头发的在田里”,很生动的体现了当代农村劳动力流失的现状。因此当前的微耕机的用户的主体并非是青壮年劳动力。
首先对用户的任务模型进行分析,清晰地展现了用户使用工具的过程,才能了解到用户在这过程中的需求。微耕机产品的任务模型有两种情况,一种是单一任务使用:1)发动机器,从储藏地位移至劳作场所;2)在劳动地点的位移,主要是梯田环境的上、下、行走,以及在水田中泥泞的环境行走;3)进行某项农田管理功能(旋耕、水泵、喷药等其中一种);4)劳动结束,放回储藏位置,进行收纳、护理。另一种从不同耕作季节来看,其任务模型如下:1)取出设备,换上相应机具;2)不同机具需进行不同任务分析;3)结束,取下机具,修复保养。
在单一任务模型中,用户在劳动中通常需要早出晚归,传统的农户常常劳动力早早去劳作,到了饭点,家人去送饭。而当前的现状,往往缺少这样的互动。那么用户在整个劳作过程中,不仅仅是农耕等问题要解决,饮食、临时的休息都应考虑在内。
从全年度的任务模型来看,不同机具的拆装是一大方面,拆装的简易性是提高用户使用效率以及用户满意度的重点,其次,全年度是否都有农用价值?非农忙时机器的闲置不仅仅是资源的浪费,长期闲置还会增加维修等成本。为此,通过用户调查,了解用户非农方面的需求,增加可供选择的使用模块。用户调查主要有问卷调查、用户访谈等方式,在此对多地区多个用户进行访谈,了解当地农副业的需求及可行性。在此,面向本应成为农业劳动主力的外出务工者访谈,了解他们离开农田的原因以及当地农民对于多功能的需求。表2-1为较为有代表性的几组回答,体现了多数情况。
通过用户访谈了解到用户在非农田环境中的需求,依据当地所需求的功能进行详细调查,从而探索微耕机副业功能模块的可能性。以藤编为例,在编制过程中,需要弯曲、定型、烘干等,传统的方式往往单纯用手来完成弯曲和定型,常期劳作者的手指会有受伤、变形等潜在可能性。为此,可增加相应定型、烘干模块,减轻劳动者负担,增加劳动效率。不同的模块均由微耕机主体部分提供能量,实现一机多用,也能避免机器非农忙时长期空置导致的机器老化。诸如小型作坊式工厂以及家庭式手工业等均可采用相应功能模块,可增加微耕机主机使用效率、减少创业投资。
2.2.3 微耕机模块化分析
当前微耕机主要有旋耕、提垄、打药、提水等多项功能,广泛应用于山地、丘陵以及平原的大棚环境中。模块化在微耕机设计中早已有所应用,多应用于设计过程中,模块化的方式有助于更高效、快速的推出新产品。也有在用户层面模块化的多功能微耕机产品,具有可选择机具的接口,但连接方式复杂,需借助工具、经人员培训,易学易用性较低。此外,有限的农业功能模块对主机的使用时间无形的给了一个限制。
因此将微耕机依据功能分为几个主要模块,其中基础功能模块包括行走、动力、以及扶手部分;附加功能模块主要包括农业功能以及副业功能两大块,农业功能与常规微耕机配件机具无异,副业功能可依据当地需求进行开发,可不断扩展。
微耕机整体实现用户模块化,用户可自主选择购买相应模块,根据需要购买当地所需农耕模块以及扩展模块,从而降低购机成本。基础功能模块部分仅需生产设计模块化,可依据推广市场的不同农田类型确定不同的行走装置,依据不同耕作需求确定动力型号,依据不同的用户群体,选择适宜高度、形态的扶手。从而使微耕机更符合当地人需求,避免一厂机器只为一方人的现象,扩大市场范围。附加功能模块部分则依据可用性分析除农业模块外增加相应的副业模块,具体模块类型可依据当地产业类型进行有倾向性的开发。
三、可用性思想与模块化设计相辅相成
早期,工业设计未得到发展时提到的可用性,多指可靠性与维修性的综合体现。随着工业设计的发展,对人的关心日趋突出,可用性的重点落在用户身上。可用性工程强调以用户为中心来进行开发,能有效评估和提高产品可用性质量。产品的可靠性往往有明确的指标来限制,然而其可用性没有硬性规章制度要求,这便造成了产品能用即可,产品的设计仅仅为市场竞争的筹码,而非为人服务的必需品。国际标准ISO 9241-11将可用性定义为“特定的用户在特定的使用情景下,有效、有效率、满意的使用产品达到特定的目标”。有效性指用户实现目标的正确程度和完成程度;效率指用户完成特定任务的资源消耗量;满意度指使用产品的舒适度和可接受程度。
微耕机产品从技术层面来讲已相当成熟,产品的创新不仅仅是由技术推动,还应从用户需求方面进行探索。可用性的中心便是用户,主要体现在其效率、有效性以及用户满意度上,基础功能模块的模块化设计有助于使产品更符合用户需求,提高用户满意度;整机实现用户层面模块化,可有效的由用户需求带动配件机具生产设计从而更好地满足用户,提高产品的使用率。模块化设计是提高可用性的方式,可用性理论可更好的促进模块化的完善。
参考文献
[1] ISO 9211-11(Guide on Usability,1997)
[2] 潘吉安. 可靠性维修性可用性评估手册[M]. 国防工业出版社, 1995.
蔬菜机制栽培箱所选用的材料为泡沫、塑料,箱体结构单一,并且对于环境产生污染。为了促进蔬菜模块化基质栽培箱的广泛应用,需要研究新型的模块化基质栽培箱。在实际设计中,需要秉持节约蔬菜种植空间、环保、箱体搬运方便的原则,一方面提升其在实际应用中的效能,另一方面践行绿色生态种植理念。
1无土栽培与基质栽培
无土栽培是指在植株栽培过程中不应用天然的土壤,而是利用含有植物生长所需要的营养液,实现植物生长,该种方式能培养出品质优良的作物。基质栽培与无土栽培不同,依然应用天然的土壤,将农业种植与无土栽培方式相互结合。将植物的根系固定在有机、无机基质中,通过滴灌或是细流灌溉的方式,为植物生长提供所需要的营养液。该种植物栽培方式所需要的投资比较少、实际成本比较低、节约肥料、产品质量高[1]。
2蔬菜基质栽培发展现状
伴随着生态环境的恶化,人们越来越意识到环境对于生活、饮食等的重要性。蔬菜种植对于生态环境依赖性较高,一方面是植物生长所需要的水分、土壤肥力、阳光等;另一方面是良好的植物生长环境。在生态环境质量较差的情况下,蔬菜栽植的质量较低。绿色蔬菜种植秉持着无污染、高产量、安全生产的原则,在农业生产中得到了广泛关注。基于基质栽培方式的出现,改变了大面积蔬菜种植方式,该种方式在蔬菜管理上比较方便,并能够为蔬菜生长提供所需要的营养。新时期,调整农业生产种植结构,不断改进蔬菜种植结构,多种利用有机固体废弃物合成环保型有机栽培基质产生。在工业生产中,筛选、分类这些合成基质的原料来源,并且对其发酵的过程进行整体控制。近年来,有机生态型无土栽培的发展逐渐向着规模化、集约化、自动化、工厂化以及小型化、家庭化方向发展。因此,使得模块化基质栽培方式产生,如在居民阳台、庭院上以及屋顶上的栽培种植。虽然该类新型的蔬菜栽植形式被广泛应用,但整体上蔬菜基质栽培系统水平低,其在实际农业生产中的用途比较单一。最为关键的就是,蔬菜基质栽培技术方式比较简陋,栽培基质槽的材料设计应用为塑料、聚氯乙烯、聚乙烯,这样的结构材料不易处理,并且不具备相应的组合功能,对于生态环境的影响巨大[2]。在未来伴随着模具生产研发,传统模块化的蔬菜机制栽培箱系统,能够根据用户的实际需求进行灵活性组装,在结构设计、尺寸等的设计上能够实现创新。基质栽培箱的研发,对于提升农户蔬菜栽植效率,提高农业生产的现代化水平具有较为积极的意义,如通过栽培箱的结构变化、结构镶嵌,将平铺的栽培箱放置方式转换为立体栽培方式,不仅有效降低了空间利用率,还能够创新蔬菜生产方式。
3现行基质栽培设备缺陷分析
调查现行的农场蔬菜基质栽培现状,发现很多问题,这些问题都是制约着蔬菜栽培发展的重要原因。目前,大部分的农场蔬菜栽培中所选择的基质都为森林中的腐叶土、蛭石,这些材料都是构成蔬菜栽培的基本材料,这些材料的应用作用在于能够有效固定植物,并且作为土壤之间的营养衔接环节,为植物的根部输送充足的营养。采用何种材料作为蔬菜基质的栽培箱这很关键。在实际调查中,很多农场中的栽培箱为泡沫,该种材料价格低,但容易被破坏,并且埋没在土壤中不可降解,对于环境的影响比较严重。同时,大部分栽培箱的体积都较大,不利于搬运,不仅浪费材料,还占据了大量空间。另外,栽培基质与过滤物在泡沫箱中混合,不能及时进行清理。蔬菜基质栽培要想提升蔬菜质量,要求栽培箱无论从箱体的结构上,还是从箱体的功能上,都需要满足蔬菜模块化栽培的需求。目前,基于蔬菜栽培这样的情况,还不能满足蔬菜栽培模块化的标准[3]。
4蔬菜模块化基质栽培箱创新设计与实际应用
传统大模块机制栽培箱不能满足蔬菜模块化种植,在栽培箱结构、形体设计上存在着不科学的地方。创新蔬菜模块化机制栽培箱设计,从箱体比例、箱体结构、箱体组装设计上、箱体尺寸设计上以及箱体颜色设计上进行优化。4.1箱体比例设定蔬菜模块化基质栽培箱的比例设计,既要满足蔬菜栽培,还需要具有较好的视觉性,模块比例设计可以通过设计出突出、凹陷的结构,实现2个模块之间的组合。从该种栽培箱的三视图设计上能够看出来,包含2个2∶1的叠席形和1个1∶1的正方形组成。基于这样的设计,既能够节省空间,也能够模块与模块之间的随意性组合与堆放。同时,这样的设计也能够符合培养方面的审美要求,箱体长短、高低设计合理,提升空间利用率。4.2箱体结构箱体结构设计决定着蔬菜的生长,在箱体的尺寸设计完成后,需要进行箱体的实际结构设计,保障结构设计完整,并且满足植物基质栽培要求。由于该种箱体的外形看似“Z”字母形状,箱体为不完整的长方体,结构设计需要充分借助该种不规则结构优势。具体的结构设计中,每个箱体都是1个单独模块,其功能不仅完整,还能够为蔬菜生产提供便利。如在每个结构箱体上都有主箱体、排水孔、进水孔、透气孔、左右卡槽、上下卡槽。其中进水口能够为蔬菜生长提供所需要的水分,营养液能够经过过滤孔进入到基质中。当灌溉水分多余时利用排水孔排水,将箱体的上半部分做镂空处理,便于植物呼吸。4.3模块组装箱体尺寸、结构的特殊性,使得其能够进行随意组装,与积木原理相同,蔬菜种植者可以根据光照、水分等需求,随意挪动栽培箱,该方面设计能够体现出箱体结构设计的创新。用户摆放箱体时,能够根据个人意愿进行摆放,既能够体现出产品之间的互动感,借助巧妙的卡槽结构设计实现箱体的叠放。通过不同类型的箱体叠放,空间能够被利用起来,增强箱体摆放的随意性。在实际的箱体组装环节中,可以分为平面栽培模块和立体栽培模块。如可以进行2个箱体的横向组装和竖向组装,也可以进行10个箱体的组装,在变换组装的方式下,提升了空间利用率,使得蔬菜栽培形式变得多变。4.4箱体尺寸在箱体的具体尺寸设计上,需要符合人体力学原理,保障箱体搬运省力。借助人机公程学,让机器设备的尺寸能够适合人的心理特点和生活方式。在蔬菜模块化基质栽培箱的设计上,主要涉及箱体的搬运、推拉等,箱体被抬起的瞬间,其重心都落在了双手与身体组成的平面内。一般情况下,人的手离开膝盖的距离为25cm和50cm时,成年人所能够提起物体的质量为最佳,其高度也比较合适。成年男子能够提起的最大栽培箱体重量为30kg。如果箱体的质量超出30kg时,需要2个人进行搬运。箱体的设计尺寸为:长50cm、宽25cm、高25cm。这样的箱体设计在形体上比较完美,并且其平均单体质量在25kg,实际搬运操作上比较便利。4.5箱体颜色在箱体的颜色设计上主要有2个设计方案:第一,单色设计。由于蔬菜农场所栽培的蔬菜种类比较多,自身环境比较杂乱,为了避免视觉疲劳,在箱体的设计需要保持箱体颜色统一,体现整洁、干净的箱体环境。第二,根据不同的蔬菜种类进行颜色的搭配,有利于蔬菜分类,便于用户进行识别。
5蔬菜模块化基质栽培箱设计应用
蔬菜模块化基质栽培箱设计在农业种植中的应用比较广泛,与传统的栽培箱设计相比,其具有较强的经济性和环保性。5.1经济性应用栽培箱的结构为长方体造型,大部分的结构由简单的板块面相互组合而成,箱体上的卡槽设计并不多,不会增加箱体的搬运难度。但简单的卡槽设计就能够实现多种箱体之间的组合,使得箱体与箱体之间稳定性结合。并且在箱体与箱体之间相互组合环节中,不需要进行多余支架的支撑,也不需要进行复杂结构的处理,基于这样的处理有效降低了箱体的制造成本和使用材料,使得箱体的搬运更加便利。同时,在栽培箱体底部设有过滤筛板,该筛板能够有效防止浪费营养物质,保障了栽培箱内部营养物质的回流。5.2环保性应用绿色农产品是农业生产中的重点项目,该模块化蔬菜基质栽培箱设计,以其高度的模式化、标准化,将不同高度的植物设定在针对性的生长空间中,并且对于栽培箱自身进行结构调整,能够保障不同植株充分利用阳光。如在进行栽培箱的拼装过程中,将对光照依赖性较强的植物放在最外侧和最高点,而对光照要求较低的植物,可调整其位置。基于这样调整栽培箱位置能够有效弥补大面积土地蔬菜种植环节中,对于自然光照的不可调节缺陷。在位置的设置上,如果是栽植小型植物,如生菜等,可以进行栽植箱的叠放,如果进行顶端需要固定的植物,如豆角、苦瓜等,需要将栽培箱摆成一排。
6结论
综上所述,传统大模块机制栽培箱不能满足蔬菜模块化种植,在栽培箱结构、形体设计上存在着不科学的地方。农场中的栽培材料价格低,埋没在土壤中不可降解,同时,大部分的栽培箱体积都比较大,不利于搬运,浪费材料。栽培基质与过滤物在泡沫箱中混合,不能及时进行清理。创新蔬菜模块化机制栽培箱设计,从箱体比例、箱体结构、箱体组装、箱体尺寸以及箱体颜色设计上进行优化。
参考文献
1尚华.蔬菜模块化基质栽培箱创新设计与应用模式研究[J].包装工程,2014(12)
中图分类号:G712文献标识码:A文章编号:1009-5349(2017)03-0021-01
模块化教学的设计思路表现在,首先,通过对用人单位各职业岗位的工作进行分析,归纳出对应岗位的知识、能力、素质要求等;然后,通过教学分析,明确学习领域课程;第三,根据学习领域制定课程目耍坏谒模明确课程内容;第五,设计课程内容;第六,进行课程实施;最后,实施课程评价。建议高职教学中,采用模块化教学法。以笔者所在文秘专业为例,模块化教学法是顺应本校文秘专业“职场体验式教学”的特色,以“职场工作技能”为教学目标,提升学生实践操作能力,帮助学生形成“职场工作技能”。
以笔者所教授文秘专业《公共关系》课程授课为例。以秘书工作技能为导向,将《公共关系》分为五个模块,模块一“组织内部公关”――帮助形成秘书在企业文化建设方面的工作能力;模块二“秘书接待计划”――帮助形成秘书在接待工作能力、模块三“公关调研”――帮助形成秘书调研能力、模块四“公关活动策划”――帮助形成秘书活动策划能力、模块五“公关活动执行”――帮助形成秘书活动执行能力。以模块结合企业调研为基础,分配典型任务给学生,帮助学生形成“面向职场”的文秘工作技能。
在课程安排形式上,首先,分配小组。开学初,教师给学生分配小组,以5-6人为一组,要求组员间学习能力和操作能力有差别,以达到互补而进步的目的。第二,联系校外商家。要求学生自行联系校外商家,并且以校外商家作为该学期的实际操作对象,该学期所有模块化教学的任务都与商家合作完成。第三,模块教学+任务+评估。教师分解知识点于实际操作中,运用案例讲解知识点,指导学生运用知识点完成任务,教师评估任务完成情况。
模块化教学法实施后,用笔试测量学生知识掌握,用操作考试测量学生操作力,用学生课堂评估测量学生的参与度及兴趣。学生知识掌握水平提高12个百分点,操作能力提高17个百分点,参与度提升14个百分点,兴趣提升13个百分点。
模块化教学法应用于文秘专业《公共关系》课程在提升学生实际操作能力方面略见成效,以此例为文秘其他课程及其他专业提供模块化教学法的实施建议。
(1)建议高职教学以“提升学生实际操作能力”为教学核心。高职教育应以就业为导向,培养生产、建设、管理、服务一线的实践能力强且职业道德高尚的高技能人才。模块化教学以就业为导向,推动学生实践操作,培养学生工作技能。以模块化教学在高职文秘的实践为例,笔者将课程中与文秘工作相关的知识点,按照文秘工作技能形成不同的模块,在不同模块的实战操作过程中,学生形成小组,相互交流合作完成实战项目,改变了传统公共关系教学中理论与实际脱节的状况。
(2)建议高职教学过程中改变“教师为主”的传统讲授法。同样以模块化教学在高职文秘的实践为例,传统的高职文秘公共关系教学中,以“老师讲授,学生听课”的形式为主。笔者试用模块化教学法过程中,以《公共关系》课程为例,在教学过程中“学生获取工作技能”为目标,以“学生”为教学的主体,改变传统单纯的讲授教学法。
(3)建议做好典型工作任务分析。只有做好专业典型工作任务分析才能按专业典型工作任务形成工作领域,帮助专业形成合理的教学模块。因此,要精心设计访谈式问卷,走访往届毕业生及其所在单位。归纳本专业实际工作所需的技能。
(4)建议各个专业提升行业背景。以文秘专业为例,对于该专业来说,行业背景尤为重要。文秘专业的专业性较弱,因此以行业背景作为专业支撑,可以帮助文秘专业向专业化发展。以笔者个人体会而言,笔者在实行模块化教学过程中,要求学生寻找商家对接,并帮助商家完成公关活动,但学生很难找到层次高、经营规范的企业,而多集中于小规模经营店或夫妻店,对于学生实际操作能力提升空间较小。因此,高职任何专业均可依据自身特点及所在区域的条件,对接相应行业,以达到提升专业层次的目的。
参考文献:
一、有利于防范农村金融系统性风险
功能视角的金融监管着重预测在未来实现中介功能的组织结构。有了这些预测,政府就能针对机构的必然变化设计政策和监管方案,而不是试图保护现有的机构形式。这样,基于功能视角的农村金融监管把注意力集中在最有效率地实现金融体系基本功能的制度结构上,目标是促进农村金融机构、金融市场的构成,根据农村经济发展的要求进行必要变化,而不是试图保护和维持现有的制度结构,因而能有效地解决各种农村金融创新产品的监管问题,不必再通过限制金融创新来维护金融业的安全,更有利于农村金融创新。
同时,由于金融混业的不断发展,金融风险将不再局限于单个行业,农村金融极易产生系统性风险。而功能视角的金融监管强调的是跨产品、跨行业、跨市场的监管,主张设立统一的监管机构对金融业实施整体监管,以总体评价和监管不同行业之间产生的系统风险,因此能有效地控制和防范农村金融风险,更有利于维护金融业的整体安全。
二、有利于实现监管功能模块化
模块化理论的先驱、哈佛大学商学院教授卡利斯・鲍德温和吉姆・克拉克曾指出,模块化使得企业能驾驭日趋复杂的技术。通过把产品分解为模块这一子系统,设计者、制造者和用户都获得了很高的灵活性。
同样,模块化也可以运用在农村金融监管中,但只有在功能视角而不是在机构视角下才能进行。基于功能视角的农村金融监管功能模块化就是不再根据农村金融机构的特征进行监管,而是着重于其金融业务的分类,划分为不同的功能模块,且不论涉及这些功能模块业务是何种类型的金融机构。通过这种金融监管功能模块化分解,如负责各种农村金融市场准入的模块、负责监督农村金融机构财务比率的模块等。这样就把复杂的农村金融分解为不同的子系统(各个功能模块),各子系统相对独立地运作,体现较强的灵活性与适应性,顺应了农村金融的发展态势。 图/摄图网
三、有利于提高监管效率
从功能金融的角度来理解,金融的发展过程实质上就是更有效率地实现金融功能的过程。与之相对应的基于功能视角的金融监管就应为更有效率地实现金融体系的基本功能营造效率优先的监管理念。有专家认为,金融监管的效率就是达成金融监管目标的成本和收益的比较。金融监管的目标一般意义上说是维护一国金融体系的安全、稳定,具体而言包括保护金融消费者,即投资人和存款人的利益;创造和维护金融业公平竞争的环境;保护货币政策的顺利实施;提高金融资源的配置效率,促进经济发展。也就是说,农村金融的监管效率就是指以尽可能低的交易成本促进农村金融资源进行最优配置以实现其最佳效用。
有“金融鳄鱼”之称的雷蒙德・戈德史密斯把一国现存的金融工具与金融机构之和理解为该国的金融结构。功能视角的农村金融监管可以通过优化农业产业结构性的金融安排,动员储蓄资源,将其有效配置并直接作用于农业经济增长,提高农业经济增长的效率。同时,功能视角的农村金融监管有利于平衡货币政策在农业经济中的效果,促进农业部门和非农业部门之间的资本流动,以便及时调整农村金融结构与农业经济结构,保障农业经济均衡协调发展。
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)29-0247-02
一、模块化教学的必要性
计算机专业教学以培养信息技术应用人才为主要培养目标,该目标决定了计算机教学必须重视学生的信息素养和信息技术实际应用能力的培养,以不断适应社会发展对信息技术应用型人才的需求。基于此,计算机专业教学应突出以社会需求为导向,以应用技能为目标。
传统的教学模式以学科体系为中心,注重基础理论知识的传授,强调基础宽泛,覆盖知识点多。比较适应学术型、研究型人才的培养,而不能很好地满足应用型人才的培养。模块化教学以能力培养为关键,打破了传统的教学格局,已成为一种国际公认的工程应用型人才培养的成功范例。在专业课程的教学设计中将一门课程模块化,可以充分体现“以能力培养为核心”的主导思想,同时构建一门专业课程完整的应用能力训练流程,这些“模块”之间相对独立,但从整体上看又是互相耦合,彼此联系的。这样的课程体系真正体现了教、学、练的统一,体现理论指导实践的应用能力培养理念。
因此,计算机专业开展模块化教学将有利于提升专业教学质量、实现以应用能力为核心的专业培养目标,探讨计算机专业的模块化教学模式对契合我校应用型人才培养的办学定位具有重要意义。
二、模块化教学内容
根据我校计算机专业的培养目标和教学现状,结合模块化教学的内涵特点,模块化教学分为以下三个方面:
1.计算机专业模块化教学设计。模块化教学以职业需求为基础,以专业能力培养为核心,因此模块化教学应首先成立计算机专业职业分析调查小组,分析实际工作情况。如通过大量走访信息产业相关企业、考查兄弟院校等广泛调研,确定专业对口岗位群,分析各个岗位需要的专业能力,对照卓越标准,融合专业新技术形成本专业的能力标准和课程目标。然后再既定课程目标的基础上,进行目标分解,形成可以量化的模块,并结合课程设置规律和教学实际对课程模块进行分类,据此选择教学内容。
2.计算机专业模块化教学的实施条件。为了使模块化教学能够顺利实施,实现其教学目标,需要学校和教师的共同努力。从学校的角度来说,模块化教学突出应用技能在教学中的主导地位,因此学校必须有足够的教学设备支持模块化教学的开展,比如多媒体实验室、图书馆、模拟实训场地等资源,并充分利用校园网络开展网上教学,弥补课堂教学的不足。模块化教学必须建立配套的师资队伍,从教师的角度来说,应首先更新教育教学观念,提高教学业务素质,形成自身的教学特长。
3.计算机专业模块化教学的评价机制。教学评价是课堂教学的重要环节,因此研究建立合理的模块化教学评价机制是模块化教学改革成效的关键。结合模块化教学的特点和我校计算机专业的实际情况,明确模块化教学评价的核心是专业实践能力评价。形成学生评价为主,专家评价、同行评价、领导评价、自我评价为辅的多元化体系。根据模块化教学的知能结构制定适合模块化教学的评价标准。建立和规范模块化教学评价制度。
三、模块化教学的实施方案
本研究在我校转型发展的大背景下,以“提高学生的实践应用能力”为出发点,研究循着“调研确定职业岗位群分析对应的专业能力形成专业能力标准对照能力标准分解知识要素开发模块化课程体系以项目为导向实施模块化教学评价模块化教学方法成效”的思路展开。具体的实施方案如下:
1.确定岗位群,分析职业能力要素。遵循模块化课程以行业需求为基础的理念,对计算机的人才需求市场进行调研,确定专业所覆盖的岗位群,分层次确定岗位。计算机行业的岗位可分为管理岗位群,如项目经理;中高级岗位群,如系统分析员、系统架构员、软件设计师等;初级岗位群,如测试员、程序员、数据库管理员、系统管理员等。还可以将初级岗位群按技术不同进行领域细分,如将程序员细分为Web程序员、移动程序员、嵌入式程序员等。分析职业岗位需要的专业能力,如测试员需要具备制定测试计划、开展白盒测试、黑盒测试、性能测试、安全测试等能力。
2.构建模块化课程体系。根据岗位专业能力形成本专业的能力标准,确定本专业的能力模块,以计算机专业为例,可分为科学知识、专业能力、综合素质三大能力方面。以专业能力为例,又可细分为软件分析设计能力、软件实现能力、软件测试与质量保证能力、数据库设计与管理能力、软件项目管理能力、专业基础能力等。以软件测试与质量保证能力为例进行能力要素分解,可将其分解为白盒测试能力、黑盒测试能力、自动化测试能力等等,白盒测试可分为逻辑覆盖测试、路径覆盖测试等知识点,黑盒测试可分为等价分类法、边界值分析法等知识点,将白盒测试和黑盒测试的知识点组成软件测试课程模块。计算机专业的模块化课程体系如图1所示。
3.以项目为导向展开模块化教学。项目导向的教学方法是模块化教学的主要方法,在项目的实施过程中,逐一覆盖模块化课程的各个子模块知识点,最后形成完整的项目,达到模块化教学的目标要求。学生在教师的引导下,以小组为单位,进行协作学习。
4.进行模块化教学评价。模块化教学的最终目标是培养学生的创新意识和综合运用知识的能力,重点强调学生的实践应用能力和分析问题解决问题的能力,因此在对模块化教学进行评价时应综合考虑教学目标,综合运用过程性评价和终结性评价,学生的最终成绩构成为:平时成绩*0.2+项目过程成绩*0.4+项目报告及答辩成绩*0.4。其中,平时成绩的评价依据为出勤及课堂表现,项目过程成绩的评价依据为项目各个子模块的实现情况,项目报告及答辩成绩的评价依据为最终项目整体的完成、项目报告的完整性。
四、总结
模块化教学体现了我校转型发展期应用型人才培养的要求,计算机专业偏重技能实践的专业特点,促使我们必须转变教学观念,探寻新的教学方法,才能满足社会对计算机相关人才的需求。(1)教学内容按模块组织;(2)提高了教师的实践教学能力;(3)促进了教材建设:模块化教学中所涉及到的知识通常以项目案例为支撑,需要不同课程知识的交叉融合,传统教材注重知识的系统性和完整性,在目前模块化课程还没有广泛推广的前提下,很难有现成的教材直接用于模块化教学,因此为了满足模块化教学的需要,必须研发适用于本校实际的校本教材;(4)避免了知识的重复讲授;(5)提高了学生的知识水平和实践能力。
综上所述,本项目的研究是顺应我校转型发展的要求,对提升计算机专业人才培养质量具有重要的现实意义。
参考文献:
[1]谭晨.基于模块化教学的高职院校课堂教学评价研究[D].长沙:湖南农业大学,2010.
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[3]张慧坤.高职电气自动化技术专业模块化教学研究[J].当代教育职业,2012,(6):25-27.
[4]胡洋,苏琳.应用型本科计算机专业模块化教学课程体系建设的实践[J].中国成人教育,2008,(3):142-143.
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2013)01(b)-0-01
如何构建有利于学生创新精神和实践能力提高的人才培养模式,是以研究型大学为目标的高校,更是把这项工作当作重中之重,而本科人才培养方案是研究型大学人才培养模式的集中体现[1]。培养方案是围绕一定培养目标的一群课程的组合模式,本质上是不同课程间的搭配与组合[2]。如何把这些门不同课程间进行有机地搭配与组合这就是制定培养方案的精髓所在。培养方案既要依托学校学科专业的优势和特色,还要体现以人为本的柔性化教学管理,从而实现管理严格与因材施教的有机结合[3]。该文以哈尔滨工业大学材料成型及控制工程专业为例,浅谈一下培养方案修订中实施模块化课程培养的必要性,为建立高质量的材料成型及控制工程专业培养方案提供参考。
1 原材料成型及控制工程专业培养方案的特点
哈尔滨工业大学的材料成型及控制工程主要包括两个主要研究方向,塑性成形方向和凝固成型方向。这两个方向都是以金属成形(型)为主,利用工装模具对金属成形(型)过程中规律变化进行研究。但是,这两大主要研究方向也有着非常明显的区别。塑性成形主要研究的是固态金属材料在压力作用下材料的流动规律、微观组织形貌演变及力学性能变化等知识。而凝固成型主要研究液态技术在凝固过程中的结晶过程等。二者无论从材料的状态还是外加载荷的大小都有着明显的区别。原来的培养方案中,无论是塑性成形方向的学生还是凝固成型的学生都利用一套培养方案。具体的课程体系中,都是两个方向的专业课程内容混合。
随着培养方案的不断修订和完善要求,这种课程设置已经不能适应材料成型及控制工程专业的发展需求。因为现行的培养方案在不断修定过程中,总趋势是总学时数不断缩减。这样,分担到每门课程中的学时数也势必会减少。这样如果每门课程中仍然包涵两大研究方向的内容,势必会影响课程授课质量。现在面临的问题是,课程门数的限制和课程学时数不断减少。很多年轻刚留校或者留校不久的青年教师上讲台锻炼和提高的机会变得越来越少。
哈尔滨工业大学材料工程系经过反复调研和比较分析,认为原有的培养方案已经不能充分适应新时期人才培养和教师队伍建设的需求。所以决定在新的材料成型及控制工程专业培养方案修订中采用了大三学年模块化培养体系的建立。即原培养方案中大一、大二和大四学年中课程设置保持不变,而在第三学年实行模块化教学,即按照液态成型和塑性成形两个模块进行培养,学生根据自己的方向,只要完成其中一个模块的学习即可。学生到大三学年的时候会根据自己的兴趣和需求,选择完成塑性成形或者凝固成型其中一个培养模块中的课程即可。
2 在新的培养方案中实施模块化培养的必要性
2.1 实施模块化培养有利于夯实学生的专业知识,提高课程深度
新的培养方案中对本科生大三学年实施的模块化培养。将原来的塑性成形和凝固成型两大方向的内容集中讲述变为分开讲述。这对于夯实学生的专业知识、提高课程深度有非常重要。新培养方案中的专业必修课和专业选修课都分塑性成形和凝固成型两大研究方向单独讲述。这增加了每个大研究方向内整个课程的学时数。之后的模块化培养模式,将给予教师和学生更加充分的时间和空间去完成“教与学”。教师可能适当增加课程知识点的深度和难度,让学生更加充分地对知识点加以学习和理解。正所谓学习知识在“深而精”,而不在“多而浅”。学生毕业后大多从事技术工作或者继续攻读硕士、博士。如果学艺不精,那对于工作和继续学习都是不利的。
2.2 实施模块化培养有利于提高青年教师授课能力,为其全面发展提供平台
青年教师是高等学校发展的重要组成力量。众所周知,青年教师留校后要过第一关就是教学关。他们首先在留校过程中要经历“试讲”环节,而且即使成功留校工作后,想要上讲台还得经历助课、试讲等一系列教学环节。原培养方案中的课程门数少对青年教师的教学发展就是个重要限制。材料工程系根据原培养方案的弊端,切实从提高青年教师上讲台机会入手,提出了模块化培养模式。这对于提高青年教师授课水平具有重要意义。
2.3 实施模块化培养有利于更加科学地构建课程体系
原培养方案中课程内容太多,不利于更加科学地构建课程体系。一个科学地课程体系应该是课程门数合理、课程内容适当、教学主体明确。必须先进的教育理念为指导,以专业教学条件为基础,合理构建课程体系。只有这样才能从根本上保障和提高教学质量,切实把好教学质量的第一关。新的培养方案采用模块化培养适当增加了专业专修课程门数,这对于增加学生的选课兴趣、拓宽专业领域内知识点都有好处。而且新的模块化培养在学时方面,给与了教师和学生双方一个更大的时间和空间。这样教师可以有更多的时间和空间全排教学内容,学生有更多的时间和空间去慢慢理解和体会。其实在某种意义上讲,教学更是一门艺术。他需要时间和经历的慢慢积累。所以充分地释放一些空间和时间给教师和学生,会让教师和学生更好地树立“以学生为主体、教师为主导”的教育理念,做到教学相长,事半功倍。
3 结语
在材料成型及控制工程专业中实施模块化培养是十分必要的。必须根据社会发展和科技进步对人才培养的目标和要求,重新梳理教学内容,合理安排学时,做到有的放矢,以人为本。实施好模块化培养模式对学生专业知识的深入掌握、教师队伍的素质提高和课程体系的科学构建都十分重要。
参考文献
由于过去农村长期粗放式的发展,致使我国农村约59万个村庄面临严重的环境污染问题。在环境污染治理方面,生活垃圾处理仅占1/3,生活污水处理更是不到10%。 2015年环保部指出:在“十三五”期间全国将新增完成13万个建制村环境综合整治,农村水污染整治刻不容缓。目前,针对经济发展相对落后、技术水平有限的农村地区,我国应用的主要分散式处理技术有土地处理技术、人工湿地技术、厌氧生物处理技术、稳定塘技术、生物膜处理技术以及膜反应器[1~4]。其中,人工湿地作为一种成本低、灵活、易于管理维护的分散式污水处理设施而获得更多关注[2,5~7],这也给发展中国家的生活污水处理提供了理想的选择[8]。研究表明:人工湿地对有机污染物有较高的处理效率[9],出水可通过农业灌溉等方式回用[10]。
然而,相比于排放集中的城市生活污水,农村生活污水因人口居住分散具有排放分散、污水量小[11,12]的问题,施工队伍的施工水平难以保证人工湿地生活污水的处理效果,同时,堵塞后的维护问题是阻滞人工湿地推广应用的最大障碍[13,14]。因此,在借鉴国内外人工湿地先进处理技术的基础上,立足于中国国情,国内学者在人工湿地的施工质量、堵塞等方面做了诸多探索。
2农村生活污水分散式处理现状
2.1农村生活污水的污染现状及水质特征
20世纪80年代开始,我国农村水环境质量不断恶化,近几年每年生活污水排放量有80亿t。目前农村水环境问题主要表现在:①工业点源污染,乡镇企业和集约化养殖场布局不当、污染治理力度不够导致的污染;②农业面源污染,现代农业生产手段的过度使用带来的污染;③生活源污染,乡镇等农村聚居点因缺乏规划和环境管理滞后造成的污染。其中,生活污水因人口居住分散、经济基础薄弱、地形条件复杂[15]不便进行集中处理。
农村生活污水是指农村居住分散的居民生活过程中粪便及其冲洗水、洗浴污水和厨房污水等[16,17],还包括一些农村分散养殖过程中所产生的污水。农村生活污水含有机物质、氮磷营养物质、悬浮物及病菌等污染成分,各污染物排放质量浓度一般为: CODCr为250~400 mg/L,氨氮为40~60 mg/L,TP为2.5~5.0 mg/L。中国农村生活污水主要水质特征有以下几点:农村村镇人口较少,分布广泛且分散,大部分没有污水排放管网;农村生活污水浓度低,变化大;大部分农村生活污水的性质相差不大,水中基本上不含有重金属和有毒有害物质,含一定量的氮、磷,水质波动大,可生化性强;不同时段的水质不同;厕所排放的污水水质较差,但可进入化粪池用作肥料[18]。因此,根据农村生活污水的水质特点,适合用生物法进行处理。
2.2农村生活污水分散式处理现状
目前,在农村生活污水的治理过程中,分散式污水处理已成为国内外生活污水处理的一种理念和方法[19]。国外较早对于农村生活污水分散处理技术展开了相关研究,并积累了一定经验[20],形成了较为完善的体系。
我国从20世纪80年代开始开展生活污水分散式处理的研究工作,许多形式各异的无动力或微动力的低能耗型一体化污水处理装置得到应用。在我国农村常用的分散式污水处理工艺主要有:化粪池、沼气发酵、垂直流人工湿地、土地快速渗滤系统、高效藻类糖等以及上述各种工艺的组合[21~26]。例如,在上海针对相对落后的松江地区使用稳定塘、土壤入渗的人工湿地系统、稳定塘处理系统处理农村生活污水,展现出良好的可行性[27];朱海波等[28]在陕西关中农村采用水解酸化池和人工湿地组合工艺,并提出冬季运行管理技术要点,确保了污水处理效果的稳定。
然而,受到经济条件和环保意识的限制,农村生活污水整体处理率仍然很低[1]。人工湿地作为一种灵活、成本低的分散式污水处理措施同样面临施工质量、堵塞的问题,这限制了人工湿地的推广应用[13,14,29]。
3模块化人工湿地在处理农村生活污水
中的应用我国第一座人工湿地于1987年建成[30],随后约有450座人工湿地系统相继建立。截至2012年,人工湿地已占农村生活污水的20%。但是堵塞问题往往制约着人工湿地的推广应用[31];同时,处理农村分散式农村生活污水的问题在于,工程量太小,专业施工队伍参与的积极性不高,由村里的施工队施工的质量难以得到保证。人工湿地模块化是解决以上问题的可行思路,通过模块化和系列化实现施工过程的标准化,可以有效解决人工湿地基质堵塞后的快速更换及农村施工队伍专业化程度不高的问题。在我国,现有的人工湿地模块化设计思路主要有以下3种。
3.1单元型模块化人工湿地
将人工湿地分为一个独立的填料单元,两个单元可以交替运行实现人工湿地的轮休以解决堵塞问题。
张统等[32]公开了一种快速装配式人工湿地填料单元,系统自上而下包括,土壤层、隔土层、承托层、人工填料单元层、卵石承托层、防渗层(图1),工厂可进行批量生产,方便装配施工,组建的人工湿地污水处理系统生物量大,水力停留时间短,处理效果好,并且系统不易堵塞、可修复、运行费用低、土地可复用。
3.2筐篮型模块化人工湿地
筐篮型人工湿地是指在不影响人工湿地内部水流前提下用一定尺寸的外部网状结构将基质一块块框起来,筐篮直接的缝隙利于供氧,同时方便人工湿地的施工及后续维护。章北平等[33]发明了一种长、宽、高为100~1 000 mm的盒状无盖筐篮结构(图2),壁厚2~4 mm,外框上有多个穿孔,可实现规模生产,质量稳定,便于现场安装施工,所用模块有多种尺寸,可根据实际情况进行改装和拆卸,能够节省人力物力,降低成本。
3.3粘结型模块化人工湿地
粘结型模块化人工湿地是指在尽量不影响人工湿地基质处理污水的情况下,用粘结剂将基质粘结起来做成块状基质并应用于人工湿地的技术。尧平凡[34]针对垂直潜流人工湿地堵塞问题提出表层布水系统基质模块化的思想,即用骨料、水泥、水、减水剂为原材料制备成多孔混凝土砖块,堵塞时可以实现快速更换,在施工
上解决堵塞问题;王晟等[35]利用高炉渣、粉煤灰、水泥为粘结剂发明了小型人工湿地的模块结构,模块分为有管模块和无管模块,有管模块中含穿孔管用于输送污水,无管模块不含穿孔管在湿地中起支撑、蓄水和布水作用,模块由套网、轻质填充料和穿孔管组成,易于搬运安装,可由非专业施工队伍完成,应用于农宅房前屋院;曾丽璇等[36]将电厂废弃物粉煤灰作为人工湿地填料的材料,结合碎石、水泥和萘系高效减水剂根据正交实验得到所用碎石级配10~16 mm,粗骨料∶水泥∶粉煤灰∶水的质量比为1∶0.15~0.20∶0.05~0.1∶0.06~0.08,减水剂按水泥和粉煤灰总质量的1%~2%添加,并应用于水平潜流湿地取得比传统人工湿地更好的处理效果。Park等[37]在多孔混凝土净化污水的实验中得出:浸泡在污水中的多孔透水混凝土的多孔结构提供了适于微生物生长的生存环境,可以去除90%的总悬浮颗粒物、65%的总磷和80%的总氮。因此,将多孔混凝土应用于人工湿地基质有广阔的应用前景。
2016年1月绿色科技第2期
[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2013)14-0095-03
《酶工程》是高等院校生物类专业基础专业课程之一,在生物学教学中占有极其重要的地位。该学科随着酶学研究的深入而迅速发展,通过和工程学相互渗透结合而成为一门新的边缘科学技术。这门学科是生物技术领域产业化前景较为明朗、具有很强应用背景的学科。但是较长时间以来,酶工程专业人才教学培养模式比较单一。整个模式以老师的“讲授”为主,学生以“背书”为主,学生没有形成独立思考的习惯。其教学模式在一定程度上影响了专业酶工程研发人才培养的质量。因此,如何规划设计《酶工程》课程新的教学模式,提高学生在实践中分析问题、解决问题的能力,培养从事酶学研发的高质量专业技术人才就显得非常迫切和重要。
随着科学技术的发展,大学高等教育的观念、模式、和管理均发生了日新月异的变化,这种变化也使现代生物学教学由传统的讲授式向各种新的教学培养模式发展。目前大学教学中存在的新型教学方法主要有以下几种:问题导向教学法(PBL)、集中讨论式教学法和基层实践式教学法以及多媒体教学法等。这些新的培养方法均在传统的教学法上有所突破,具有显著的模式特点,但也存在一定的缺陷,尤其在大学生物学专业《酶工程》教学培养上更显得捉襟见肘。因此在总结前期培养模式以及经验的基础上,又创新发展了一种新的教学法,即模块式教学法。传统的教学思想认为专业课(例如生物科学)不宜采用模块式教学方法,原因是各授课章节联系紧密,难以明确地划分出合理的授课模块。但是,随着当今信息软件模块式的开发产品的推出,依据学生心理变化寻求适当的教学方法尤为重要,有必要将传统“填鸭式”教学转向“自主式”教学。模块式教学法,主要站在学生“学”的角度,以学生为主体,遵循大学本科学生心理认知发展规律,将适宜的老师授课和学生主动学习的形式有机结合。它含有上述前期教学模式的大部分优点,是在多种大学生物学教学的基础上总结发展出来的更加全面和完善的一种教学模式。“模块化”教学模式在生物学课堂教学摸索中慢慢成熟。
此外,酶工程是一门理论兼应用性很强的学科,我们在注重学科理论的基础上,突出与课程实验实践的衔接。为了培养学生的动手能力,在创新酶工程新的教学体系过程中, 我们生物工程系的老师主动实施“因材施教,个性化培养,注重生物专业学生素质教育”的课程教学改革,依托于广西大学亚热带农业生物资源国家重点实验室良好的硬件和软件设施平台,基于模块化教学模式的不断成熟,创新设计了“双平台+模块化”的教学模式。即整合学院教学团队的教学资源平台,有机地结合重点实验室良好的科学研究平台,引导生物专业的本科同学积极参与各类国家级和省部级科研项目,从而达到“寓学于研”的教学效果。该教学模式的提出,为培养学生理论联系实际、分析问题和解决问题的能力,为培养学生在酶学领域从事科研的能力,为培养学生的创新思维、团结协作解决问题的能力以及独立开展科研的能力等提供了新的途径。
“双平台+模块化”的教学模式的规划设计和实践,主要依据生物酶工程研发人才具有较强的实践探索性的学科特点,弥补单纯的“模块化”教学中学生发散思维能力培养不足和团队协作能力培养的劣势;增加本科学生参与科研的机会,有利于深入了解科学研究的实质,开启学术之门。在大学“普及教育”和研究生“精英教育”之间架起了一座桥梁,在整个现代生物工程教学中起到承上启下的作用,因此具有重要的实践意义。
生物学专业《酶工程》的教学模式的改革与实践,在教学理念“因材施教,强化科研训练,按‘理、工复合型’培养模式”指导下,主要通过 “双平台+模块化”教学模式的创新性规划和实践,改善教学质量,培养学生具有基本的生物实验技能、良好的实验技术综合运用能力和正确的科学思维能力;正确引导学生了解现代生物酶工程研发的实质,有意识培养学生的学术思维能力,树立正确的专业思想,达到培养理论基础扎实、适应社会发展需求的酶工程专业研发的“复合应用型”人才目标。
“双平台+模块化”教学模式的创新与实践,首先完成了教学内容的模块化。根据酶工程学科内容的特点,分成酶工程研究历史模块、酶学基础理论研究模块、酶学研究应用知识模块和酶学研究发展方向模块等。将讲课内容按照主要让学生掌握的内容和教学的最终目的进行分块,通过计算机的最新应用软件PowerPoint幻灯片的制作,将大学《酶工程》课程的主要应用研究和基础研究的内容和模块层次显示出来,充分利用现代多媒体教学方法,激发学生对《酶工程》相关课程学习的积极性和能动性。接着对学生课堂学习内容进行模块化操作:课堂时间调整为复习和预习模块,老师引导学习模块,学生讨论模块等,给予学生独立思考的机会和时间,诱导学生提出自己的问题,在问题中学习。并根据学习效果,将学习效果反馈的形式和内容模块化。
“双平台+模块化”教学模式的创新与实践,最重要的是完成了学生创造性研究“寓学于研”方式的模块化。利用重点实验室的技术平台,通过相关项目的诱导式操作,实现学有余力的学生有目的的进入课题组,通过自己的动手,增强对现代酶学研究的认识和了解,初步开启学术研究之门。注重各个专业模块在教学过程中的真实体现:在具体的教学过程当中,应该围绕老师最终的教学目的,以生物酶工程模块的相对独立性和相互间的联系为基础,尽可能让课程变得松紧适度和通俗易懂,并且要充分激发学生的主动性,然后让学生乐在其中,快速接受专业观点。并且要注重学生的各种创新模式并及时总结等。这样就将相对枯燥的生物学《酶工程》授课教学变成了丰富多彩的专业学术交流讨论会,既可以充分调动学生的积极性,又能够充分发挥学生的创造性,让学生形成酶工程学科完整的认知结构,有机地综合利用各个模块,实现学生对酶研发和应用的认识与掌握。
“双平台+模块化”教学模式的改革实施具体方案以及计划主要体现在以下几个方面(图1)。首先是由注入式的教学方法转移到讨论互动教学、启发式教学方法。课程组教师通过分析课程各部分内容的特点,将教学内容划分为学生可自学部分、适宜课堂讨论部分、需要教师主讲部分等多种模块。布置学生查阅资料,自制PPT文稿,讲述并接受提问或质疑。有机结合启发式、讨论式、互动式等灵活多样的教学方法,营造轻松、活跃的教学氛围。最重要的是教学和培养模式注重理论联系实际,激发学生学习兴趣。在教学过程中,授课注重在《酶工程》的理论与生活实际中搭建桥梁。如注重新酶的结构和功能之间关系的引导,提高学生学习酶学专业知识的兴趣。另外,充分利用现代化教学手段,提高教学质量。酶学研究的一个重要内容就是酶分子的结构与功能之间的关系,这些内容复杂抽象,很难用语言描述。应用现代化教学手段,辅以教学模型和自制的教具,使复杂的结构直观化,抽象的描述具体化,同时增加教学的信息量,大大提高教学效率。最后,积极体现信息技术手段在教学中的应用。广西大学生命科学与技术学院实验教学场所属于广西区级生命科学实验教学中心,每个实验室配有现代化的多媒体网络教学设施,教师全部采用多媒体教学手段;学生也可以免费使用免费进入并使用生命科学实验教学中心的实验教学专用网站,共享各种信息和技术资源;借助广西大学强大的网络专用服务器和100多台含固定IP的实验用高性能计算机,同时也可以使用教师队伍成员所在的亚热带农业生物资源保护利用国家重点实验室的网络资源。
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图1:《酶工程》课程“双平台――模块化”教学模式技术路线图
专业课程教学模式“双平台+模块化”的实施,完成了与重点实验室技术平台的对接。指导教师提供生物学研究相关项目的内容和具体材料,学生根据材料自己创新设计实验方案并付诸实施。在实验动手过程中接受专业老师的精心指导,学生根据最终的实验结果分析讨论实验结果的成败和得失,并提出相关的修正方案。通过实验,进一步地培养学生独立创新发现和分析以及解决问题的能力,注重学生撰写专业科学研究报告的能力,为完成相关大学毕业学位论文以及以后从事相关生物学科学研究打下良好基础。学生完成具体的学习和科学研究任务之后,专业指导老师要进行集中讨论和总结以及评比,使酶工程教学内容得到进一步的强化,完善实验结果分析。各独立的课题小组依次对完成的研究任务发表见解,其他小组提问或发表自己的看法或质疑实验结果,相关课题小组负责人进行深入总结,最后由专业指导老师评价。评价方面包括各小组成员对专业知识的掌握程度、运用专业理论知识解决新问题的能力以及学生在研究中的综合表现等,充分发挥学生对专业的兴趣和主动求知的欲望。
专业课程改革实施以来,我们生物工程专业的老师根据教学改革的要求,通过与大学本科同学的充分交流,积极了解同学学习情况,了解本科同学日常学习的各项安排、明确专业学习的自我要求以及希望专业授课教师的教学重点等,增加了互动环节,努力体现酶工程教学理论与实践的充分结合,积极有效地激发同学们的学习兴趣,及时扫除部分同学的专业学习盲区。在平常的教学环节中,根据学期教学日历的安排,结合酶学国际研究的最新发展,结合亚热带生物资源保护利用重点实验室各个研究方向,向本科同学积极阐述本校相关生物学学科的优势和以后的发展趋势,培养同学的专业学习兴趣。同时以各种相关教材为基础,结合酶工程专业授课的实际特点,做到经典理论知识和当代生物学研究热点的结合,开阔本科同学的学习和研究视野。探索了各种酶工程研究的最新手段。做到了讲授与探究讨论相结合、课内与课外相结合、传统教学与网络多媒体教学相结合、课堂与社会相结合。课程改革通过“启发式教学”,结合“讨论式教学”,逐渐向“研究性教学”过渡。通过这样的形式,培养本科同学以后的学术涵养,开始了酶学的研究启蒙。这种形式不仅开拓了生物学专业同学的学习视野,而且激发了专业研究兴趣,提高了专业素养。近几年来,学院一大批优秀本科毕业生被清华大学、北京大学、浙江大学、武汉大学、中山大学、中国科学院等名校和单位录取,升硕率保持在30%以上。实践证明,有关酶工程的课程改革取得了良好的效果,较好地完成了相关教学改革的具体要求。
总而言之,依据大学生物专业《酶工程》理论课程设置的特点, 创新性地探索了新的教学模式:加强专业指导老师和学生之间的双向交流,注重强化教学内容,培养大学本科学生的自主学习能力;提倡本科同学注重学习形式,同时增加创新实践,努力提高学生的综合专业素质;还要紧密结合其他生物专业和课程的发展趋势,加强本科同学的现代科学素养意识培养。通过理论和实践的结合,本研究室倡导的“双平台+模块化”教学模式改革获得良好的课程教学效果。依据新的教学改革模式,努力培养二十一世纪高素质创新型和应用型专业技术人才,为社会相关行业输送合格的从事酶工程研究及生产的专业技术人才。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 张庭廷,施媚.《酶工程》教学与课程建设的探讨[J].生物学杂志,2009,3(26):91-92.
[2] 欧阳嘉.关于高校《酶工程》教学改革的思考[J].引进与咨询,2006,(4):74-75.