數(shù)學(xué)建模的實(shí)際應(yīng)用范文
時(shí)間:2023-12-29 17:52:20
導(dǎo)語:如何才能寫好一篇數(shù)學(xué)建模的實(shí)際應(yīng)用,這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn),歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文,供你借鑒。
篇1
關(guān)鍵詞:應(yīng)用型人才;數(shù)學(xué)建模;教學(xué)平臺(tái)
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2016)06-0035-03
一、對(duì)應(yīng)用型人才內(nèi)涵與數(shù)學(xué)建模實(shí)踐活動(dòng)的深入認(rèn)識(shí)
應(yīng)用型人才是一種能將專業(yè)知識(shí)和技能應(yīng)用于所從事的專業(yè)社會(huì)實(shí)踐的一種專門的人才類型,是熟練掌握社會(huì)生產(chǎn)或社會(huì)活動(dòng)一線的基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能,主要從事一線生產(chǎn)的技術(shù)或?qū)I(yè)人才。在知識(shí)結(jié)構(gòu)上,應(yīng)用型人才更強(qiáng)調(diào)復(fù)合性、應(yīng)用性和與時(shí)俱進(jìn),具有復(fù)合性和跨學(xué)科的特點(diǎn)。在能力結(jié)構(gòu)上,應(yīng)用型人才強(qiáng)調(diào)發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力,要求具備解決復(fù)雜問題的實(shí)踐能力;在素質(zhì)結(jié)構(gòu)上,應(yīng)用型人才直接服務(wù)于各行各業(yè),更強(qiáng)調(diào)社會(huì)適應(yīng)性和與社會(huì)的共處能力。應(yīng)用型人才的特點(diǎn):強(qiáng)調(diào)實(shí)踐,突出應(yīng)用;終身學(xué)習(xí),知識(shí)復(fù)合;科學(xué)態(tài)度,敢于創(chuàng)新;責(zé)任意識(shí),團(tuán)隊(duì)協(xié)作。
數(shù)學(xué)建模就是通過對(duì)現(xiàn)實(shí)問題的抽象、簡(jiǎn)化,確定變量和參數(shù),并應(yīng)用某些“規(guī)律”建立起變量、參數(shù)間的確定的數(shù)學(xué)問題;然后求解該數(shù)學(xué)問題,最后在現(xiàn)實(shí)問題中解釋、驗(yàn)證所得到的解的創(chuàng)造過程。數(shù)學(xué)建模過程可用下圖來表明:
因此,數(shù)學(xué)建?;顒?dòng)是一個(gè)多次循環(huán)反復(fù)驗(yàn)證的過程,是應(yīng)用數(shù)學(xué)的語言和方法解決實(shí)際問題的過程。數(shù)學(xué)建模是一種聯(lián)系數(shù)學(xué)與實(shí)際問題的橋梁,它突出了實(shí)踐活動(dòng)的重要特點(diǎn),強(qiáng)調(diào)人才的培養(yǎng)應(yīng)從側(cè)重知識(shí)教育轉(zhuǎn)向側(cè)重應(yīng)用能力培養(yǎng)。
二、應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式下數(shù)學(xué)建?;顒?dòng)在人才培養(yǎng)過程中的作用
應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式下,數(shù)學(xué)建?;顒?dòng)不僅包括學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識(shí),展示各應(yīng)用領(lǐng)域中的數(shù)學(xué)問題和建模方法,提高學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的積極性,更重要的是培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力,創(chuàng)造有利于提高學(xué)生將來從事實(shí)際工作能力的環(huán)境。數(shù)學(xué)建?;顒?dòng)的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法是以應(yīng)用型人才培養(yǎng)為核心,內(nèi)容取材于實(shí)際、方法結(jié)合于實(shí)際、結(jié)果應(yīng)用于實(shí)際,對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)體現(xiàn)在多個(gè)方面。
(一)培養(yǎng)學(xué)生分析問題與解決問題的能力
數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的題目一般由工程技術(shù)、經(jīng)濟(jì)管理、社會(huì)生活等領(lǐng)域中的實(shí)際問題簡(jiǎn)化而成,在數(shù)學(xué)建模活動(dòng)中,要求首先強(qiáng)調(diào)如何分析實(shí)際問題,如何利用所掌握的知識(shí)和對(duì)問題的理解提出合理且簡(jiǎn)化的假設(shè),如何將實(shí)際問題抽象為數(shù)學(xué)問題,即將實(shí)際問題“翻譯”成數(shù)學(xué)模型。其次是如何建立適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)模型,如何利用恰當(dāng)?shù)姆椒ㄇ蠼鈹?shù)學(xué)模型,以及如何利用模型結(jié)果解決實(shí)際問題。對(duì)數(shù)學(xué)模型求解后,還要用數(shù)學(xué)模型的結(jié)果解釋實(shí)際現(xiàn)象。這是一個(gè)雙向“翻譯”的過程,通過這個(gè)過程,讓學(xué)生體驗(yàn)數(shù)學(xué)在解決實(shí)際問題中的作用,培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)的意識(shí)和能力,從而提高學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣和應(yīng)用數(shù)學(xué)解決實(shí)際問題的能力。數(shù)學(xué)建模本身就是一個(gè)創(chuàng)新的過程并且為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和創(chuàng)造能力提供了環(huán)境。
(二)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造精神和創(chuàng)新能力
創(chuàng)造精神和創(chuàng)新能力是指利用自己已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn),在個(gè)性品質(zhì)支持下,新穎而獨(dú)特地提出問題、解決問題,并由此產(chǎn)生有價(jià)值的新思想、新方法、新成果。數(shù)學(xué)建模問題的解決沒有標(biāo)準(zhǔn)答案、不局限于唯一方法,不同的假設(shè)就會(huì)產(chǎn)生不同的模型,同一類模型也會(huì)有很多不同的數(shù)學(xué)求解方法。數(shù)學(xué)建模的每一步都給學(xué)生留有較大的空間,在數(shù)學(xué)建模活動(dòng)中,要鼓勵(lì)學(xué)生勤于思考、大膽實(shí)踐,不拘泥于用一種方法解決問題,嘗試運(yùn)用多種數(shù)學(xué)方法描述實(shí)際問題,鼓勵(lì)學(xué)生充分發(fā)揮想象力、勇于創(chuàng)造新方法,不斷地修改和完善模型,不斷地積累經(jīng)驗(yàn),逐步提高學(xué)生創(chuàng)新能力,數(shù)學(xué)建模本身就是一個(gè)創(chuàng)新的過程并且為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和創(chuàng)造能力提供了環(huán)境。數(shù)學(xué)建模是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維和創(chuàng)新精神的良好平臺(tái)。
(三)培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)探索能力
心理學(xué)家布魯納指出:探索是數(shù)學(xué)教學(xué)的生命線。培養(yǎng)學(xué)生的探索能力,應(yīng)貫串?dāng)?shù)學(xué)教學(xué)的全過程。這一點(diǎn)在普通的數(shù)學(xué)課堂上往往做不到。但在數(shù)學(xué)建模的教學(xué)過程中,通常會(huì)有意識(shí)地創(chuàng)設(shè)探索情境,引導(dǎo)學(xué)生以自我為主,進(jìn)行調(diào)查研究、查閱文獻(xiàn)、制定方案、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、構(gòu)思模型、分析總結(jié)等方面獨(dú)立探索能力的訓(xùn)練,促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新精神、科研能力和實(shí)踐技能的培養(yǎng)。
(四)培養(yǎng)學(xué)生的洞察力和抽象概括能力
數(shù)學(xué)建模的模型假設(shè)需要根據(jù)對(duì)實(shí)際問題的觀察和分析,透過現(xiàn)象看本質(zhì),將錯(cuò)綜復(fù)雜的實(shí)際問題簡(jiǎn)化,再進(jìn)行高度的概括,抽象出合理、簡(jiǎn)化、可行的假設(shè)條件。數(shù)學(xué)建模促進(jìn)了對(duì)學(xué)生的洞察力和抽象概括能力的培養(yǎng)。
(五)培養(yǎng)學(xué)生利用計(jì)算機(jī)解決實(shí)際問題的能力
在數(shù)學(xué)建模中,很多模型的求解都面臨著復(fù)雜的數(shù)學(xué)推導(dǎo)及大量的數(shù)值計(jì)算,同時(shí)所建模型是否與實(shí)際問題相吻合也常常需要通過計(jì)算或模擬來檢驗(yàn),能熟練使用計(jì)算機(jī)計(jì)算數(shù)學(xué)問題是對(duì)學(xué)生的必要要求。數(shù)學(xué)建模將數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)有機(jī)地結(jié)合起來,逐步培養(yǎng)學(xué)生利用數(shù)學(xué)軟件和計(jì)算機(jī)解決實(shí)際問題的能力。
(六)培養(yǎng)學(xué)生論文寫作和語言表達(dá)的能力
數(shù)學(xué)建模的考核內(nèi)容一般包括基本建模方法的掌握、簡(jiǎn)單建模問題的求解和實(shí)際問題的解決,考核方式往往采取閉卷與開卷相結(jié)合、理論答卷與上機(jī)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合、筆試與答辯相結(jié)合的方法。因此,數(shù)學(xué)建模答卷需要學(xué)生具有一定的描述問題的能力、組織結(jié)構(gòu)的能力以及文字表達(dá)的能力。而數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽成績(jī)的好壞、獎(jiǎng)項(xiàng)的高低,其評(píng)定的唯一依據(jù)就是數(shù)學(xué)建模論文,假設(shè)是否合理,建模方法是否有特色,重點(diǎn)是否突出,模型結(jié)果是否正確,論文撰寫是否清晰等是對(duì)論文成績(jī)?cè)u(píng)定的主要標(biāo)準(zhǔn)。通過數(shù)學(xué)建模確實(shí)能培養(yǎng)學(xué)生的論文寫作能力和語言表達(dá)能力。
(七)培養(yǎng)學(xué)生的交流與合作能力和團(tuán)隊(duì)精神
數(shù)學(xué)建模中的實(shí)際問題涉及多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域,所需知識(shí)較多,因此集體討論、學(xué)生報(bào)告、教師點(diǎn)評(píng)是經(jīng)常采用的教學(xué)方式。數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽活動(dòng)是一個(gè)集體項(xiàng)目,比賽要求參賽隊(duì)在3天之內(nèi)對(duì)所給的問題提出一個(gè)較為完整的解決方案,具有一定規(guī)模的建模問題一般都不可能由個(gè)人獨(dú)立完成,這就需要三個(gè)人積極配合,協(xié)同作戰(zhàn),要發(fā)揮每個(gè)人的長(zhǎng)處,互相彌補(bǔ)短處,是培養(yǎng)學(xué)生全局意識(shí)、角色意識(shí)、合作意識(shí)的過程,也是一個(gè)塑造學(xué)生良好個(gè)性的過程。在此過程中,既要發(fā)揮好學(xué)生各自特點(diǎn),又要有及時(shí)妥協(xié)的能力,目的是發(fā)揮整體的最好實(shí)力。作為對(duì)學(xué)生的一種綜合訓(xùn)練,除了三個(gè)人都要有數(shù)學(xué)建模的基礎(chǔ)知識(shí)外,成員之間的討論、修改、綜合,既有分工,又有合作。只有充分的團(tuán)隊(duì)合作,才能取得成功,凡是參加過競(jìng)賽的每一個(gè)人都能深刻體會(huì)到這種團(tuán)隊(duì)精神的重要性,認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)對(duì)學(xué)生以后的成長(zhǎng)是非常有幫助的。
數(shù)學(xué)建模在以上九個(gè)方面培養(yǎng)了學(xué)生的能力,促進(jìn)了學(xué)生應(yīng)用能力的養(yǎng)成。有目的、有計(jì)劃、有針對(duì)性地開展數(shù)學(xué)建模教學(xué)將會(huì)使其對(duì)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)更具實(shí)效性。
三、應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式下數(shù)學(xué)建模三級(jí)教學(xué)平臺(tái)的構(gòu)建與實(shí)施
(一)將數(shù)學(xué)建模思想方法融入工科數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課,實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)建模教學(xué)常態(tài)化
我們?cè)陂_設(shè)《數(shù)學(xué)建?!愤x修課及必修課的基礎(chǔ)上,積極探索將數(shù)學(xué)建模的思想方法融入到工科數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課教學(xué)之中,并進(jìn)行了有益的教學(xué)實(shí)踐。在相關(guān)課程的教學(xué)中,適當(dāng)引入一些簡(jiǎn)單的實(shí)際問題,應(yīng)用有關(guān)方法,通過建立具體的數(shù)學(xué)模型,利用模型結(jié)果解決實(shí)際問題。以向?qū)W生展示某些典型的數(shù)學(xué)方法在解決實(shí)際問題中的應(yīng)用及應(yīng)用過程,既鞏固了相關(guān)知識(shí)又提高了處理問題的能力,比單純的求解應(yīng)用問題更有效。
1.在《高等數(shù)學(xué)》課程中,講授函數(shù)的連續(xù)性時(shí),引入方桌平穩(wěn)問題,把實(shí)際問題轉(zhuǎn)化為連續(xù)函數(shù)的零值點(diǎn)的存在問題;曲面積分時(shí)引入“通訊衛(wèi)星的覆蓋面積問題”,建立在距地面一定高度運(yùn)行的衛(wèi)星覆蓋地球表面面積的曲面積分公式,并通過計(jì)算面積值確定為了覆蓋地球表面所需衛(wèi)星的最少數(shù)目;講授微分方程時(shí)引入“交通管理中的黃燈時(shí)間問題”,通過簡(jiǎn)單分析黃燈的作用、駕駛員的反應(yīng)等,建立汽車在交通路口行駛的二階微分方程,通過求解方程計(jì)算給出應(yīng)該亮黃燈的時(shí)間;在講授無窮級(jí)數(shù)時(shí),引入銀行存款問題。
2.在《線性代數(shù)》課程中,講授矩陣有關(guān)知識(shí)時(shí)引入“植物基因分布問題”,在簡(jiǎn)單地了解基因遺傳的逐代傳播過程基礎(chǔ)上,引入基因分布狀態(tài)向量,建立狀態(tài)轉(zhuǎn)移模型,通過矩陣運(yùn)算求出狀態(tài)解,進(jìn)而分析基因分布變化趨勢(shì),確定植物變化特征。
3.在《概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)》課程中,講授隨機(jī)變量時(shí)引入“報(bào)童的策略問題”,設(shè)定隨機(jī)變量(購進(jìn)報(bào)紙份數(shù))、建立報(bào)童收益函數(shù)的數(shù)學(xué)期望、求數(shù)學(xué)期望的最大值,給出報(bào)童購進(jìn)報(bào)紙的最佳份數(shù)。引導(dǎo)學(xué)生從實(shí)際問題中認(rèn)識(shí)隨機(jī)變量,并將其概念化,進(jìn)而解決一定的問題。另外,還是學(xué)生認(rèn)識(shí)了連續(xù)型和離散型隨機(jī)變量在描述和處理上的不同。
總之,通過一些簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)建模案例介紹,讓學(xué)生了解相關(guān)知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用,解決學(xué)生不知道所學(xué)數(shù)學(xué)知識(shí)到底有什么用,以及該怎么去用的問題;另一方面,使學(xué)生初步了解運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的簡(jiǎn)單過程和方法,并鼓勵(lì)學(xué)生積極地去學(xué)數(shù)學(xué)、用數(shù)學(xué)。通過將數(shù)學(xué)建模思想融于低年級(jí)數(shù)學(xué)主干課教學(xué)中,培養(yǎng)學(xué)生的建模興趣。激發(fā)學(xué)生科學(xué)研究的好奇心、參與探索的興趣,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)數(shù)學(xué)、用數(shù)學(xué)的意識(shí)。
(二)廣泛開展學(xué)生數(shù)學(xué)建模課外科技活動(dòng),實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)建模實(shí)踐經(jīng)?;?/p>
在數(shù)學(xué)建模課程教學(xué)和數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽培訓(xùn)的基礎(chǔ)上,以數(shù)學(xué)建模實(shí)驗(yàn)室為平臺(tái)開展經(jīng)常性的學(xué)生數(shù)學(xué)建模課外科技活動(dòng),包括教師講座和問題研究。在每年三月初至五月初,開設(shè)《數(shù)學(xué)建模》課程,進(jìn)行數(shù)學(xué)建模方法普及性教育;在五月下旬至六月末,開設(shè)數(shù)學(xué)建模講座,內(nèi)容主要包括一些專門建模方法講解、有關(guān)案例介紹和常用數(shù)學(xué)軟件介紹;在七月下旬至八月上旬,進(jìn)行建模競(jìng)賽培訓(xùn),準(zhǔn)備參加全國競(jìng)賽。
全國競(jìng)賽之后,組織學(xué)生開展數(shù)學(xué)建模問題研究。問題來源于現(xiàn)有建模問題和自擬建模問題,其中自擬題目來自學(xué)生的日常生活、專業(yè)學(xué)習(xí)以及現(xiàn)實(shí)問題和教師研究課題等,針對(duì)自擬問題,建模組教師進(jìn)行集體討論,形成具體的建模問題;然后,教師指導(dǎo)學(xué)生完成問題研究,并嘗試給出實(shí)際問題的解決方案。把這一活動(dòng)與大學(xué)生科技立項(xiàng)研究項(xiàng)目結(jié)合起來。數(shù)學(xué)建模課外科技活動(dòng)期間,實(shí)驗(yàn)室對(duì)學(xué)生開放、建模問題對(duì)學(xué)生開放、指導(dǎo)教師對(duì)學(xué)生開放。
從建模課程、建模講座、競(jìng)賽培訓(xùn)、參加競(jìng)賽,到建模研究、學(xué)生科技立項(xiàng)等,數(shù)學(xué)建?;顒?dòng)從每年三月初開始至下一年的二月止,形成了以一年為一個(gè)周期的經(jīng)常性的課外科技活動(dòng),實(shí)現(xiàn)了數(shù)學(xué)建模實(shí)踐的經(jīng)?;?。很多學(xué)生從大一下學(xué)期開始連續(xù)一年半或兩年參與建?;顒?dòng),在思維方法、知識(shí)積累和建模能力等方面獲得了極大的提高,為其后期的專業(yè)學(xué)習(xí)與實(shí)踐打下了良好的基礎(chǔ)。
(三)將數(shù)學(xué)建模思想方法引入專業(yè)教學(xué)與實(shí)踐,實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)建模應(yīng)用專業(yè)化
無論是數(shù)學(xué)建模課程教學(xué)、數(shù)學(xué)建模講座、建模競(jìng)賽培訓(xùn),還是數(shù)學(xué)建模研究,所有過程大多定位于數(shù)學(xué)建模思想的傳授、數(shù)學(xué)建模方法的應(yīng)用,所針對(duì)的問題多數(shù)來自于社會(huì)生活、經(jīng)濟(jì)管理、工程管理等領(lǐng)域,專業(yè)背景不強(qiáng)。如何培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)建模解決專業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域中的實(shí)際問題,這是數(shù)學(xué)建模應(yīng)用的深層次研究問題,也是理工科專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新型能力培養(yǎng)的重要內(nèi)容,需要結(jié)合專業(yè)教學(xué)與實(shí)踐得以實(shí)現(xiàn)。
首先,需要理工科專業(yè)教師的積極參與。數(shù)學(xué)建模教師主要承擔(dān)數(shù)學(xué)建模和數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的課程教學(xué)、數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的培訓(xùn)與指導(dǎo),教師隊(duì)伍的構(gòu)成基本上都是單一的數(shù)學(xué)專業(yè)教師,很少有其他專業(yè)的教師參與進(jìn)來。教師隊(duì)伍在知識(shí)的結(jié)構(gòu)、實(shí)踐動(dòng)手能力上都有相當(dāng)大的局限性,教師很難做到既了解實(shí)際問題、懂得專業(yè)知識(shí),又熟悉有關(guān)算法與程序。因此,數(shù)學(xué)建模教師隊(duì)伍需要在專業(yè)結(jié)構(gòu)上多元化發(fā)展,吸引理工科專業(yè)的教師對(duì)數(shù)學(xué)建模的興趣,引導(dǎo)其他專業(yè)教師的積極參與。
其次,要實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)建模融入學(xué)生培養(yǎng)的各個(gè)環(huán)節(jié)和各個(gè)階段,就必須在專業(yè)課教學(xué)、課程設(shè)計(jì)及畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)等階段注重?cái)?shù)學(xué)建模思想與方法的運(yùn)用,注重對(duì)學(xué)生建模能力的培養(yǎng)。因此,通過一定的途徑,比如,交叉學(xué)科教師間的交流活動(dòng)、針對(duì)一些具體問題的教師共同探討、建模教師幫助專業(yè)教師解決一些科研問題等,在專業(yè)教師中傳播數(shù)學(xué)建模的思想與方法,使其了解數(shù)學(xué)建模的作用,并掌握一些數(shù)學(xué)建模知識(shí)。通過專業(yè)教師指導(dǎo)進(jìn)入專業(yè)課學(xué)習(xí)、課程設(shè)計(jì)及畢業(yè)設(shè)計(jì)階段的學(xué)生,去解決一些具有一定專業(yè)背景的實(shí)際問題,將數(shù)學(xué)建模的思想方法融入到工科專業(yè)領(lǐng)域,以實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)建模應(yīng)用的專業(yè)化。在問題解決的過程中,學(xué)生在專業(yè)領(lǐng)域的數(shù)學(xué)建模應(yīng)用能力得以提高,專業(yè)教師對(duì)數(shù)學(xué)建模有了更深入的認(rèn)識(shí)和了解,數(shù)學(xué)建模教師對(duì)專業(yè)理論知識(shí)也有了較多的理解,促進(jìn)了數(shù)學(xué)建模向?qū)I(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用拓展,并能逐步實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)建模教學(xué)對(duì)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)從通識(shí)性教育向?qū)I(yè)性教育轉(zhuǎn)換的目標(biāo)調(diào)整。與專業(yè)老師相配合,實(shí)現(xiàn)在多學(xué)科教師共同研究指導(dǎo)下培養(yǎng)學(xué)生在專業(yè)領(lǐng)域中的數(shù)學(xué)建模能力的目的,也可逐步改善數(shù)學(xué)建模教師隊(duì)伍的知識(shí)結(jié)構(gòu),為數(shù)學(xué)建模在專業(yè)領(lǐng)域中的深入應(yīng)用探索思路。
四、結(jié)論與展望
數(shù)學(xué)建模在大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)中的重要作用已得到廣泛共識(shí),如何使這種作用得到充分發(fā)揮還需要深入探討,本文從數(shù)學(xué)建模教學(xué)常態(tài)化、實(shí)踐經(jīng)常化和應(yīng)用專業(yè)化的角度出發(fā),我們探討了數(shù)學(xué)建模教學(xué)的三級(jí)模式,更多的細(xì)節(jié)工作還有待于進(jìn)一步探討。
參考文獻(xiàn):
[1]姜啟源,謝金星,葉俊.數(shù)學(xué)模型[M].北京:高等教育出版社,2013.
[2]錢國英,本科應(yīng)用型人才的特點(diǎn)及其培養(yǎng)體系的構(gòu)建[J].中國大學(xué)教學(xué),2005,(9):54-56.
篇2
【關(guān)鍵詞】 數(shù)學(xué)建模 數(shù)學(xué)教學(xué) 應(yīng)用與思考
【中圖分類號(hào)】 G633.6 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】 A 【文章編號(hào)】 1674-4772(2014)04-004-01
隨著國家基礎(chǔ)課程改革的不斷深入,課堂教學(xué)方法與教學(xué)模式發(fā)生很大的變化,不僅要求學(xué)生掌握必要的科學(xué)知識(shí),而且還要具備一定創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力,并能提出問題、分析問題、解決問題。這無疑告誡我們,數(shù)學(xué)教育的目標(biāo)不僅僅是使學(xué)生學(xué)會(huì)解數(shù)學(xué)習(xí)題,更重要的是使他們能夠認(rèn)清數(shù)學(xué)在現(xiàn)實(shí)世界中的作用,從而能夠適應(yīng)未來生活。把數(shù)學(xué)建模思想潛移默化于數(shù)學(xué)教學(xué)之中,是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的有效途徑之一。數(shù)學(xué)新課程改革的一個(gè)重要目標(biāo)就是要加強(qiáng)綜合性、應(yīng)用性內(nèi)容,重視聯(lián)系學(xué)生生活實(shí)際和社會(huì)實(shí)踐。本文先論述數(shù)學(xué)建模的內(nèi)涵,然后從概念教學(xué)、問題解決教學(xué)兩方面談?wù)劷K枷氲倪\(yùn)用。
1. 數(shù)學(xué)建模的內(nèi)涵
何謂模型? 簡(jiǎn)而言之,模型就是一種結(jié)構(gòu),它是通過對(duì)原型的形象化或模擬與抽象而得到的一個(gè)不失真的相似反映,例如地球儀、建筑模型。數(shù)學(xué)模型是一種符號(hào)模型,是為了一種特殊目的而對(duì)部分現(xiàn)實(shí)世界所作的一個(gè)抽象化、簡(jiǎn)化的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)。建立數(shù)學(xué)模型的過程就稱為數(shù)學(xué)建模。它經(jīng)歷了對(duì)實(shí)際問題的抽象、簡(jiǎn)化、確定變量和參數(shù), 并應(yīng)用某些“規(guī)律”建立起變量與參數(shù)間的確定的數(shù)學(xué)問題(一個(gè)數(shù)學(xué)模型) ,求解這個(gè)數(shù)學(xué)問題,解析并驗(yàn)證所得到的解,從而確定能否用于解決實(shí)際問題的多次循環(huán)、不斷深化的過程??梢?,數(shù)學(xué)建模在現(xiàn)實(shí)的、非正規(guī)的數(shù)學(xué)與正規(guī)的數(shù)學(xué)系統(tǒng)之間扮演著橋梁的角色,是數(shù)學(xué)在各個(gè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的一種手段與橋梁。
2. 在概念教學(xué)中融入數(shù)學(xué)建模思想
數(shù)學(xué)概念是數(shù)學(xué)教學(xué)的重要內(nèi)容之一,下面以指數(shù)函數(shù)的概念教學(xué)為例,淺談建模思想在教學(xué)中的應(yīng)用。
設(shè)計(jì)如下教學(xué)過程:
(1)實(shí)際問題 a. 要測(cè)定古物的年代,可以采用放射性碳法:在動(dòng)植物的體內(nèi)都有微量的放射性14c.動(dòng)植物死亡過后,停止了新陳代謝,14c不再產(chǎn)生,且原有的14c會(huì)自動(dòng)衰變,經(jīng)過5730年(14c的半衰期),它的殘余量只有原始量的一半。若14c的原始量為a,則經(jīng)過n年后的殘余量是多少?b. 在古印度有一個(gè)人非常聰明,國王要獎(jiǎng)賞他,問他需要什么,他說:“你只需要在象棋的第一格放1粒小麥,在第二格里放4粒小麥,以后按比例每一格是前一格的兩倍,一直放到第64格,這就是我的要求。”國王心想這有什么難的,下令照辦,結(jié)果全國的糧食都不夠用的。你能用數(shù)學(xué)知識(shí)幫助這個(gè)國王嗎?聰明人共需要多少粒小麥?
(2)指數(shù)函數(shù)是新接觸的函數(shù),要著眼于學(xué)生的自主學(xué)習(xí)的能力,注意讓學(xué)生多動(dòng)手操作,體會(huì)該函數(shù)問題研究的方法和過程,從現(xiàn)有的知識(shí)基礎(chǔ)出發(fā),探索問題,得到問題a的表達(dá)式為: ;類似的得到b的表達(dá)式為: ;c的表達(dá)式為: 。
(3)揭示如上定性模型的思維牽連與內(nèi)在的聯(lián)系,從表達(dá)式的關(guān)系上的共同特性,可以抽象成數(shù)學(xué)模型: 為某一常數(shù),從而引出指數(shù)函數(shù)的定義。
3. 在日常問題解決教學(xué)中融入數(shù)學(xué)建模思想
在數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中,教師應(yīng)該逐步培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)建模的思想,掌握建模的方法,形成學(xué)生良好的思維習(xí)慣和數(shù)學(xué)應(yīng)用能力。下面談?wù)勗跀?shù)學(xué)解題教學(xué)中幾種常見的建模思想。
3.1 方程思想
新課標(biāo)要求能夠根據(jù)具體問題中的數(shù)量關(guān)系列出方程,體會(huì)方程是刻畫現(xiàn)實(shí)世界中的一個(gè)有效的數(shù)學(xué)模型。這即是方程的思想在中學(xué)數(shù)學(xué)中的應(yīng)用,它要求我們能夠從問題的數(shù)量關(guān)系入手,運(yùn)用數(shù)學(xué)語言將問題中的條件轉(zhuǎn)化為方程(組),然后通過解方程(組)使問題獲解。
3.2函數(shù)思想
新課標(biāo)提出,能用適當(dāng)?shù)暮瘮?shù)表示法刻畫某些實(shí)際問題中變量之間的關(guān)系變化,結(jié)合對(duì)函數(shù)關(guān)系的分析,嘗試對(duì)變量的變化規(guī)律進(jìn)行初步預(yù)測(cè),能用一次函數(shù),二次函數(shù)等來解決簡(jiǎn)單的實(shí)際問題。在學(xué)習(xí)了正、反比例函數(shù)、一次函數(shù)和二次函數(shù)后,學(xué)生的頭腦中已經(jīng)有了這些函數(shù)的模型。因此,一些實(shí)際問題就可以通過建立函數(shù)模型來解決。
例:某中學(xué)要印刷本校高中錄取通知書,有兩個(gè)印刷廠前來聯(lián)系制作業(yè)務(wù)。甲廠優(yōu)惠條件是每份定價(jià)1.5元,八折收費(fèi),另收900元制版費(fèi);乙廠的收費(fèi)條件是每份定價(jià)1.5元的價(jià)格不變,而制版費(fèi)900元?jiǎng)t六折優(yōu)惠,且甲、乙都規(guī)定,一次印刷數(shù)量至少是500份,如何根據(jù)印數(shù)數(shù)量選擇比較合算的方案?若印刷數(shù)量為2000份,應(yīng)選擇哪個(gè)?費(fèi)用是多少?
解:設(shè)印刷份數(shù)是x份,收費(fèi)為y元,依題意得
且 為整數(shù) 且 為整數(shù) 若 即解得 ;
若 解得 ; 若 解得。當(dāng)時(shí),選擇乙廠;當(dāng)時(shí)選擇甲廠,當(dāng)時(shí),兩廠費(fèi)用相同。顯然,當(dāng)時(shí),選擇甲廠,費(fèi)用為3300元。
方案設(shè)計(jì)題是基礎(chǔ)知識(shí)與基本技能結(jié)合比較緊密的一類應(yīng)用題。此題不僅充分運(yùn)用了函數(shù)的思想,又用到分類討論思想。其形式上表述生產(chǎn)、銷售、規(guī)劃等模型十分貼近生活,是近年來中考熱點(diǎn)的問題。
總之,只要在日常教學(xué)中,把數(shù)學(xué)教學(xué)與數(shù)學(xué)建模有機(jī)地結(jié)合起來, 在教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)中注意加強(qiáng)建模意識(shí)的培養(yǎng), 就能使學(xué)生自覺地應(yīng)用現(xiàn)有知識(shí)、方法去觀察、分析、解決實(shí)際問題,促使學(xué)生由知識(shí)型向能力型轉(zhuǎn)變, 為推進(jìn)素質(zhì)教育作貢獻(xiàn)。
[ 參 考 文 獻(xiàn) ]
[1] 劉貴濂.把數(shù)學(xué)建模思想潛移默化于數(shù)學(xué)教學(xué)的認(rèn)識(shí)與實(shí)踐
[J].
[2] 楊作義.寓數(shù)學(xué)建模于課堂教學(xué)之中[J].
篇3
每一學(xué)期教務(wù)處都要進(jìn)行教師課時(shí)津貼的計(jì)算,面對(duì)不同類別(專職、兼職和外聘)、不同職稱(初級(jí)、中級(jí)和高級(jí))且在一學(xué)期中職稱由低到高變化、不同課型(理論、實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)和選修)、不同班級(jí)人數(shù)、學(xué)時(shí)限制等情況,即使將數(shù)據(jù)導(dǎo)入EXCEL進(jìn)行計(jì)算,由于數(shù)據(jù)龐大,類別眾多,具體到每一位教師情況完全不一樣,工作量非常大,容易出錯(cuò),如何實(shí)現(xiàn)計(jì)算的自動(dòng)化,減少差錯(cuò),這個(gè)問題的解決不僅要求管理人員具有良好的數(shù)學(xué)建模的能力,而且要求具有較強(qiáng)的EXCEL數(shù)據(jù)處理能力.
二、問題分析
第一種情況是絕大多數(shù)教師的授課在規(guī)定的學(xué)時(shí)之內(nèi).第二種情況是部分教師超學(xué)時(shí),對(duì)超學(xué)時(shí)打折的處理是關(guān)鍵.第三種情況是部分教師在授課中途職稱由低到高變遷,分析建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型.
三、模型假設(shè)
1.班級(jí)學(xué)生數(shù)固定,不考慮留級(jí)、開除或其他原因流失的學(xué)生數(shù);
2.不考慮教師因?yàn)橹型就诵萦蓪H巫優(yōu)榉灯傅那闆r;
3.不同職稱對(duì)應(yīng)的課時(shí)單價(jià)、學(xué)生數(shù)對(duì)應(yīng)系數(shù)比例、不同類型學(xué)時(shí)上限規(guī)定數(shù)、打折系數(shù)等均為定值;
4.部分教師職稱只有一次由低到高的變化,不考慮低職高聘、高職低聘等變動(dòng)情況.
四、符號(hào)說明
1.T0:全學(xué)期教學(xué)周數(shù),單位:周
2.Ai:第i個(gè)授課班的周學(xué)時(shí),單位:節(jié)
3.αi:第i個(gè)授課班的人數(shù)系數(shù)
4.Ti:第i個(gè)授課班的授課周數(shù),滿足Ti≤T0,單位:周
5.Bi:第i個(gè)授課班教師一學(xué)期的學(xué)時(shí)數(shù),單位:節(jié)
6.cj:第j個(gè)職稱對(duì)應(yīng)的課時(shí)單價(jià),單位:元/節(jié)
7.Ri:第i個(gè)授課班的教師課時(shí)津貼,單位:元
8.R:教師課時(shí)津貼之和,單位:元
9.n:教師授課班級(jí)數(shù),單位:個(gè)
10.M0:學(xué)時(shí)上限數(shù),單位:節(jié)
11.M:教師授課班級(jí)的所有課時(shí)之和,簡(jiǎn)稱:總學(xué)時(shí),單位:節(jié)
12.Δ:超過“學(xué)時(shí)上限數(shù)”后的學(xué)時(shí),簡(jiǎn)稱:超課時(shí),單位:節(jié)
13.δ:超過學(xué)時(shí)上限數(shù)的打折系數(shù)
14.γ:超學(xué)時(shí)占總學(xué)時(shí)的比率,又稱“工作精力衰變率”
15.1-λ:學(xué)時(shí)上限占學(xué)時(shí)的比率,又稱“工作精力上限率”
五、模型建立
根據(jù)規(guī)定和假設(shè),一學(xué)期內(nèi),某個(gè)教師第i個(gè)班的學(xué)時(shí)數(shù)為:
Bi=Ai×Ti.(1)
那么總學(xué)時(shí)為:
M=∑ni=1Bi.(2)
模型Ⅰ 總學(xué)時(shí)不超過規(guī)定上限學(xué)時(shí),即:M≤M0時(shí):
按規(guī)定:一個(gè)班的課時(shí)津貼為課時(shí)數(shù)×人數(shù)系數(shù)×課時(shí)單價(jià),則第i個(gè)班的教師課時(shí)津貼為:
Ri=Bi×αi×cj.(3)
總的課時(shí)津貼R為
R=∑ni=1Ri=cj∑ni=1AiTiαi.(4)
模型Ⅱ 總學(xué)時(shí)超過規(guī)定上限學(xué)時(shí),即:M>M0時(shí):
由假設(shè)知道超學(xué)時(shí)Δ=M-M0,引入“工作精力衰變率”γ(又叫:超學(xué)時(shí)占總學(xué)時(shí)的比率),有γ=ΔM=1-M0M,那么:1-λ=M0M,即學(xué)時(shí)上限數(shù)占學(xué)時(shí)的比率,稱為“工作精力上限率”.那么第i個(gè)班的課時(shí)構(gòu)成分為上限學(xué)時(shí)和超學(xué)時(shí)兩部分,其比例對(duì)應(yīng)是:1-λ與γ.則課時(shí)津貼為:
Ri=[Bi(1-γ)+Biγδ]×αi×cj.(5)
總的課時(shí)津貼R為:R=∑ni=1Biαicj[(1-γ)+γδ].(6)
代入Bi,得:R=cj∑ni=1AiTiαi[(1-γ)+γδ].(7)
在授課學(xué)期內(nèi),部分教師由于職稱評(píng)定,職稱將由低到高變遷,將導(dǎo)致課時(shí)津貼變化.
模型Ⅲ 1.當(dāng)M≤M0,職稱有改變時(shí)
設(shè)Tij表示教師第i個(gè)班第j個(gè)職稱的授課周數(shù)(j=1,2),有Ti=∑2j=1Tij.設(shè)Bij表示教師第i個(gè)班第j個(gè)職稱的上課學(xué)時(shí)數(shù),有Bij=Ai×Tij,則第i個(gè)班教師一學(xué)期的學(xué)時(shí)數(shù)Bi為:
Bi=∑2j=1Bij=(Ti1+Ti2)Ai.(8)
課時(shí)津貼Ri為:Ri=(AiTi1αic1+AiTi2αic2)=Aiαi∑2j=1Tijcj.(9)
總的課時(shí)津貼R為:R=∑ni=1Aiαi∑2j=1Tijcj=∑ni=1[Aiαi(Ti1c1+Ti2c2)].(10)
2.當(dāng)M≥M0,職稱有改變時(shí)
由模型Ⅱ的分析,根據(jù)公式5與公式8,得課時(shí)津貼Ri為
Ri=Aiαi[(1-γ)+γδ]∑2j=1Tijcj.(11)
總的課時(shí)津貼R為:
R=∑ni=1Aiαi[(1-γ)+γδ](Ti1c1+Ti2c2).(12)
篇4
應(yīng)用型人才生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)近幾年來,隨著生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展,生物技術(shù)領(lǐng)域的新方法、新技術(shù)不斷應(yīng)用到生產(chǎn)企業(yè)中,這就要求醫(yī)學(xué)院校生物技術(shù)專業(yè)的學(xué)生必須不斷自我提高,具有較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰涂蒲兴刭|(zhì),適應(yīng)行業(yè)的高速發(fā)展。因此,強(qiáng)調(diào)應(yīng)用型人才對(duì)于醫(yī)學(xué)院校的生物技術(shù)專業(yè)顯得尤為重要。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是生物技術(shù)專業(yè)教學(xué)的重要組成部分,對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?chuàng)新能力、獨(dú)立工作能力有不可替代的重要作用。近年來,對(duì)應(yīng)用型生物技術(shù)人才的需求不斷增多。因此,建立應(yīng)用型醫(yī)學(xué)生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)更加重要。
吉林醫(yī)藥學(xué)院依托基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)、檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)的特點(diǎn)與相關(guān)學(xué)科優(yōu)勢(shì),適應(yīng)生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的需求,建立了具有醫(yī)學(xué)背景的應(yīng)用型生物技術(shù)人才的培養(yǎng)模式。探索與實(shí)踐了應(yīng)用型生物技術(shù)專業(yè)人才的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法,重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用能力,取得了一些成果,更好地滿足了社會(huì)對(duì)應(yīng)用型醫(yī)學(xué)生物技術(shù)人才的需求。
一、醫(yī)學(xué)生物技術(shù)專業(yè)的特點(diǎn)
醫(yī)學(xué)生物技術(shù)主要是由生物學(xué)、醫(yī)學(xué)等學(xué)科交叉而成的一種應(yīng)用型很強(qiáng)的新興學(xué)科,是集醫(yī)學(xué)、生物學(xué)、藥學(xué)、實(shí)驗(yàn)方法等為一體的綜合技術(shù),這就要求學(xué)生不但具有生物學(xué)和醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí),而且還要具有生物學(xué)和醫(yī)學(xué)的實(shí)驗(yàn)技能。形成符合國家對(duì)應(yīng)用型醫(yī)學(xué)生物技術(shù)人才的需求,培養(yǎng)具有現(xiàn)代生物技術(shù)和醫(yī)學(xué)背景的,滿足我國醫(yī)學(xué)生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要的應(yīng)用型生物技術(shù)高級(jí)專門人才。
二、生物技術(shù)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀
吉林醫(yī)藥學(xué)院原先是一所軍隊(duì)院校,2004年移交給地方辦學(xué),是一所醫(yī)學(xué)類本科院校。生物技術(shù)專業(yè)是我校新辦專業(yè),在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面比較薄弱。在生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方面,主要存在基礎(chǔ)儀器設(shè)備數(shù)量不夠,而且有的儀器設(shè)備比較陳舊,缺少一些與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合的一些儀器設(shè)備;在教師隊(duì)伍建設(shè)方面,缺少具有醫(yī)學(xué)背景的應(yīng)用型實(shí)驗(yàn)教師;在實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容上,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容脫離時(shí)代前沿,和生產(chǎn)實(shí)際結(jié)合不夠,教學(xué)模式比較單一,一般采用教師講解學(xué)生操作的教學(xué)模式;另外在實(shí)驗(yàn)考核方面,還缺乏科學(xué)合理性。
三、實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與實(shí)踐
基于以上問題和不足,我校生物技術(shù)專業(yè)以醫(yī)藥生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)和人才的需求為導(dǎo)向,制定了應(yīng)用型生物技術(shù)人才的培養(yǎng)模式,轉(zhuǎn)變教育理念,對(duì)醫(yī)學(xué)生物技術(shù)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了改革與實(shí)踐。
1.通過更新整合資源,建立生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心
在我院實(shí)驗(yàn)室原有的儀器的基礎(chǔ)上,進(jìn)行了資源整合,又購進(jìn)了PCR儀,凝膠成像系統(tǒng),二氧化碳培養(yǎng)箱,熒光倒置顯微鏡,發(fā)酵罐,蛋白質(zhì)純化系統(tǒng),高效液相色譜,多功能酶標(biāo)儀等先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備。在臨床生物化學(xué)檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室、細(xì)胞培養(yǎng)室的基礎(chǔ)上,建立了具有醫(yī)學(xué)背景的生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心。中心包括分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室、發(fā)酵實(shí)驗(yàn)室、蛋白質(zhì)純化分析室、藥物篩選實(shí)驗(yàn)室,并且還做到對(duì)學(xué)生完全開放,學(xué)生可以申請(qǐng)畢業(yè)論文和大學(xué)生科研創(chuàng)新項(xiàng)目等。通過教學(xué)中心的建設(shè),既促進(jìn)了學(xué)科的發(fā)展,又順應(yīng)了醫(yī)藥生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)對(duì)人才培養(yǎng)的需要。
2.引進(jìn)優(yōu)秀實(shí)驗(yàn)教師
醫(yī)學(xué)生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)課具有醫(yī)學(xué)和生物技術(shù)多學(xué)科交叉融合的特點(diǎn),實(shí)踐性很強(qiáng),實(shí)驗(yàn)室技術(shù)人員不僅要具備扎實(shí)的醫(yī)學(xué)和生物學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí),還要有高水平的醫(yī)學(xué)和生物學(xué)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)。我們實(shí)驗(yàn)室對(duì)人才的引進(jìn),要求具有醫(yī)學(xué)相關(guān)學(xué)科背景的碩士研究生,優(yōu)先錄用具有醫(yī)學(xué)和生物技術(shù)交叉學(xué)科背景的人才。并且由科研骨干教師考核,考核期合格才能被錄用。并且新入職的實(shí)驗(yàn)教師還要進(jìn)行生產(chǎn)實(shí)訓(xùn),到醫(yī)藥生物技術(shù)公司進(jìn)行系統(tǒng)培訓(xùn)。
3.改革教學(xué)方法和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
改變傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)方法,將多媒體先進(jìn)的教學(xué)手段運(yùn)用到實(shí)驗(yàn)課中。它可以將一些陌生、抽象的知識(shí)直觀化、形象化,激發(fā)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性。例如,對(duì)于一些抽象的實(shí)驗(yàn),如PCR實(shí)驗(yàn),可以用動(dòng)畫講解整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程,將抽象的原理變得形象化,并可活躍課堂氣氛,加深學(xué)生對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程的理解和記憶。在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容上,減少一些陳舊性的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,多開設(shè)一些設(shè)計(jì)性、應(yīng)用型實(shí)驗(yàn),與醫(yī)藥生物技術(shù)公司生產(chǎn)緊密結(jié)合,如基因工程疫苗的制備,蛋白質(zhì)藥物的純化,基因工程菌的高密度發(fā)酵等綜合性實(shí)驗(yàn)。
4.改革實(shí)驗(yàn)考核制度
改變?cè)u(píng)分標(biāo)準(zhǔn)主要依據(jù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核方式,我們制定了一套完整的實(shí)驗(yàn)考核制度。在學(xué)期實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,除了考核學(xué)生對(duì)基本原理、基本操作的掌握程度外,還要考察學(xué)生綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛨F(tuán)結(jié)協(xié)作精神,對(duì)其進(jìn)行量化打分。讓學(xué)生自主選擇課題,指導(dǎo)教師對(duì)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力、分析問題解決問題的能力、創(chuàng)新能力進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。其中,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)20%,實(shí)驗(yàn)操作50%,解決問題的能力20%,創(chuàng)新能力10%。突出了應(yīng)用型人才培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)地位,轉(zhuǎn)變了學(xué)生重理論、輕實(shí)踐的觀念。
四、結(jié)束語
經(jīng)過幾年的探索,我們?cè)趹?yīng)用型生物技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)模式下,在生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中不斷地進(jìn)行改革探索,初步建立了以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力、分析問題和解決問題的應(yīng)用型人才培養(yǎng)方案。但是還存在一些問題,比如實(shí)驗(yàn)室的開放管理,大學(xué)生實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新平臺(tái)建設(shè)方面還不夠完善,醫(yī)學(xué)生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革是一項(xiàng)長(zhǎng)期而艱巨的工作,要想培養(yǎng)社會(huì)需要的應(yīng)用型醫(yī)學(xué)生物技術(shù)人才,需要我們不斷地去探索與嘗試。
參考文獻(xiàn):
[1]姜勇,王會(huì)巖,張磊.等.普通醫(yī)學(xué)高校生物技術(shù)教學(xué)改革[J].中國醫(yī)藥科學(xué),2013,3(2):147-148.
篇5
【關(guān)鍵詞】 初中物理教學(xué) 信息技術(shù)
【中圖分類號(hào)】 G622 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】 A 【文章編號(hào)】 1006-5962(2012)07(b)-0038-01
教育部頒發(fā)的《國家基礎(chǔ)教育課程改革綱要》(試行)中明確地提出:“大力推進(jìn)信息技術(shù)在教學(xué)過程中的普遍應(yīng)用,促進(jìn)信息技術(shù)與學(xué)科課程的整合,逐步實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)方式、學(xué)生的學(xué)習(xí)方式、教師的教學(xué)方式和師生互動(dòng)方式的變革,充分發(fā)揮信息技術(shù)的優(yōu)勢(shì),為學(xué)生的學(xué)習(xí)方式和發(fā)展提供豐富多彩的教育環(huán)境和有力的學(xué)習(xí)工具?!痹诔踔形锢斫虒W(xué)中應(yīng)用信息技術(shù)是新課改的要求,也是時(shí)代的要求,對(duì)于培養(yǎng)有創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力和有信息素養(yǎng)的新世紀(jì)綜合性人才有重要的作用。
1 運(yùn)用信息技術(shù)建立新型的探究式教學(xué)模式
教和學(xué)是一個(gè)互動(dòng)的過程,教師的教是外化的過程,目的是對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)起到促進(jìn)和幫助作用,教師充當(dāng)?shù)闹皇且龑?dǎo)者,學(xué)生才是主導(dǎo)和中心,學(xué)習(xí)是一個(gè)內(nèi)化的過程,強(qiáng)調(diào)學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性。物理的教學(xué)過程也應(yīng)當(dāng)貫徹這一教學(xué)理念,然而實(shí)際的教學(xué)情況并非如此,由于應(yīng)試的壓力,教師多注重對(duì)知識(shí)的灌輸,即使是實(shí)驗(yàn)課,也是參照教科書依樣畫葫蘆,對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力培養(yǎng)不足,而信息技術(shù)的介入可以有效地彌補(bǔ)傳統(tǒng)物理課堂教學(xué)的缺陷,建立探究式的新型課堂教學(xué)模式。
從教師的角度來看,在探究式教學(xué)的模式下,教師的任務(wù)不是知識(shí)的灌輸,而是創(chuàng)設(shè)出良好的學(xué)習(xí)情境,作為課堂的引導(dǎo)者,激發(fā)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)。通過信息技術(shù),教師可以通過圖片、影視、案例、實(shí)驗(yàn)等各種手段,引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題,激發(fā)學(xué)生探究的興趣,在學(xué)生分析討論問題的過程中,教師可以對(duì)學(xué)生進(jìn)行相應(yīng)的指導(dǎo),提供一些信息資料。從學(xué)生的角度來看,由于受條件的限制,學(xué)生的探究欲望不能得到滿足,而信息技術(shù)為學(xué)生的探究式學(xué)習(xí)提供了很好的條件。依托信息技術(shù),學(xué)生可以自主地進(jìn)行猜想、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、數(shù)據(jù)分析、討論交流,通過自己的親身體驗(yàn)獲得知識(shí)。
1.1 創(chuàng)設(shè)情境,導(dǎo)入課題
教師可以利用多媒體技術(shù)創(chuàng)設(shè)一個(gè)特定的學(xué)習(xí)情境,如一個(gè)小實(shí)驗(yàn)、一個(gè)影視片段等,激發(fā)學(xué)生的興趣,引導(dǎo)學(xué)生提出問題,積極思考問題。例如在講解浮力的時(shí)候可以播放關(guān)于死海的影像,在講解凸透鏡的聚焦作用時(shí),可以演示凸透鏡聚焦太陽熱量將紙片燃燒的實(shí)驗(yàn)。情境的設(shè)置大大激發(fā)了學(xué)生求知欲望,引發(fā)學(xué)生的探究興趣。
1.2 大膽猜想,實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
探究式學(xué)習(xí)的核心就是在于學(xué)生的自我探究,希望學(xué)生能夠扮演科學(xué)者的角色,提出猜想,然后用實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證自己的猜想,所以這一環(huán)節(jié)是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力的重要一環(huán)。學(xué)生可以根據(jù)自己以為的知識(shí),對(duì)現(xiàn)象進(jìn)行合理的推測(cè)解釋,然后在教師的幫助引導(dǎo)下設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)方案步驟,來驗(yàn)證自己的猜測(cè),并在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上不斷完善自己的認(rèn)識(shí)。
1.3 交流討論,得出結(jié)論
信息技術(shù)有強(qiáng)大的信息數(shù)據(jù)處理技術(shù),學(xué)生可以用信息技術(shù)來分析處理實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù),得出結(jié)論;還可以通過網(wǎng)絡(luò)合作學(xué)習(xí),在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上交流各自的猜想、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和結(jié)論,以便于互相啟發(fā),得出更加合理的結(jié)論。
1.4 教師小結(jié),自我測(cè)試
在這一階段,學(xué)生將自己的實(shí)驗(yàn)過程,實(shí)驗(yàn)結(jié)論向教師匯報(bào),教師對(duì)學(xué)生的探究過程和結(jié)果做出評(píng)價(jià),對(duì)學(xué)生的探究活動(dòng)表示鼓勵(lì),提出建設(shè)性的意見,并對(duì)學(xué)生結(jié)論進(jìn)行補(bǔ)充完善,對(duì)課堂重難點(diǎn)、研究方法等進(jìn)行總結(jié)。課堂內(nèi)容結(jié)束后,學(xué)生可以自行登錄網(wǎng)上習(xí)題庫進(jìn)行自我測(cè)試,對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行強(qiáng)化。
2 信息技術(shù)在物理課堂上運(yùn)用應(yīng)注意的問題
信息技術(shù)在初中物理教學(xué)中的運(yùn)用,大大地提高了物理教學(xué)的質(zhì)量,但是在實(shí)際的運(yùn)用中存在一些問題,如用數(shù)字化的實(shí)驗(yàn)完全取代傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn);過度使用多媒體教學(xué)手段等等,因此在運(yùn)用信息技術(shù)時(shí)必須注意以下兩點(diǎn):
2.1 傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)和信息技術(shù)模擬實(shí)驗(yàn)的關(guān)系
數(shù)字化實(shí)驗(yàn)有傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)無法比擬的優(yōu)越性,但是并不能完全代替?zhèn)鹘y(tǒng)實(shí)驗(yàn)。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)有助于培養(yǎng)學(xué)生正確選擇使用儀器的能力,計(jì)算和作圖能力等動(dòng)手操作能力,而數(shù)字化實(shí)驗(yàn)是在虛擬的環(huán)境中完成的實(shí)驗(yàn),對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的思維探究能力有余,而對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力則不足。因此只有將傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)和數(shù)字化實(shí)驗(yàn)結(jié)合起來才能是物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)相得益彰。
2.2 對(duì)于多媒體教學(xué)手段的使用要適度
在教學(xué)中過度使用多媒體手段會(huì)使教師對(duì)多媒體產(chǎn)生依賴心理,板書、知識(shí)點(diǎn)的講解都借助多媒體,弱化了教師引導(dǎo)者、組織者、參與者的作用。同時(shí)由由于多媒體強(qiáng)大的信息容量,在擴(kuò)展課堂容量的同時(shí)也給學(xué)生的學(xué)習(xí)帶來了負(fù)擔(dān),學(xué)生在一節(jié)課中根本消化不了那么多的內(nèi)容,這樣反而降低了課堂效率,因此,在使用多媒體的同時(shí),我們也不能拋棄傳統(tǒng)的教學(xué)手段。
信息技術(shù)在初中物理中的運(yùn)用為物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供了便利的條件,對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生自主探究問題,分析和解決問題的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的培養(yǎng)發(fā)揮著重要的作用。在運(yùn)用的過程中,注重信息技術(shù)教學(xué)手段和傳統(tǒng)教學(xué)手段的結(jié)合,使二者優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),在充分培養(yǎng)學(xué)生的思維能力的同時(shí)也提高了學(xué)生的動(dòng)手操作能力,只有這樣才能提高學(xué)生的綜合能力。
參考文獻(xiàn)
[1] 李景發(fā).信息技術(shù)與物理實(shí)驗(yàn)的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)探究[J].物理教學(xué)探討,2009(31).
[2] 何蓁,王沛清.試論信息技術(shù)與物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的整合[J].中國教育技術(shù)裝備,2003(06).
篇6
[關(guān)鍵詞]中藥廢棄物;資源化;膜分離與集成技術(shù);適宜性
中藥廢棄物的資源化是中藥行業(yè)形成現(xiàn)代、環(huán)保、集約新產(chǎn)業(yè)的必然選擇[1]。中藥廢棄物主要來源于中藥材生產(chǎn)過程產(chǎn)生的非藥用部位、加工過程形成的下腳料,以及中藥材深加工產(chǎn)業(yè)過程中形成的大量廢渣、廢水、廢氣等。中藥材大多來源于植物,我國中藥行業(yè)每年要消耗植物類藥材70萬噸左右,每年產(chǎn)生的植物類藥渣高達(dá)數(shù)百萬噸,而中藥廢棄物的綜合利用技術(shù)尚處于初級(jí)階段,研究領(lǐng)域具有明顯局限性,資源化研究主要集中于將廢棄物用于栽培食用菌、發(fā)酵生產(chǎn),用作飼料、生物質(zhì)能源、造紙?jiān)系龋瑢?duì)廢棄物中仍含有的大量有效組分的再利用研究較少。
中藥廢棄物由粗纖維、粗蛋白、粗脂肪以及多種微量元素等組成,不同途徑的廢棄物,其理化特征各異,有效組分主要包括以某些一次代謝產(chǎn)物作為起始原料,通過一系列特殊生物化學(xué)反應(yīng)生成的小分子次生代謝產(chǎn)物,如萜類、甾體、生物堿、多酚類等;亦包括多糖、蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)。在制藥分離過程工程化設(shè)計(jì)中,“清潔工藝”是中藥制藥行業(yè)升級(jí)的必然選擇。中藥廢棄物資源化的過程也是利用現(xiàn)有的分離技術(shù)對(duì)不同類型的有效組分進(jìn)行提取富集的過程,為此,需要在對(duì)中藥廢棄物主要化學(xué)組成及理化特征開展系統(tǒng)研究的基礎(chǔ)上,發(fā)展“無廢或少廢工藝”,根據(jù)可資源化的要求,采用過程集成技術(shù),優(yōu)化中藥廢棄物再利用工藝系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)中藥廢棄物資源化的循環(huán)利用經(jīng)濟(jì)模式,促進(jìn)中藥資源產(chǎn)業(yè)化過程中由傳統(tǒng)工藝向生態(tài)工藝轉(zhuǎn)化。
1膜科學(xué)技術(shù)用于中藥廢棄物資源化的意義
膜科學(xué)技術(shù)是材料科學(xué)與過程工程科學(xué)等諸多學(xué)科交叉結(jié)合、相互滲透而產(chǎn)生的新領(lǐng)域。其中利用壓力梯度場(chǎng)的膜分離技術(shù)主要指微濾(MF)和超濾(UF),系篩效應(yīng)的一種,即利用待分離混合物各組成成分在質(zhì)量、體積大小和幾何形態(tài)的差異,借助孔徑不同的膜而達(dá)到分離的目的;利用溫度場(chǎng)、化學(xué)勢(shì)梯度場(chǎng)及電位梯度場(chǎng)(電壓)的膜分離技術(shù),則包括膜蒸餾(MD)、反滲透(RO)、氣體膜分離(GS)以及電滲析(EDR)等,依賴的是膜擴(kuò)散機(jī)制,即利用待分離混合物各組分對(duì)膜親和性的差異,使膜親和性較大的組分能溶解于膜中,并從膜的一側(cè)擴(kuò)散到另一側(cè),從而實(shí)現(xiàn)與其他組分的分離[2]。
膜科學(xué)技術(shù)自20世紀(jì)60年代開始工業(yè)化應(yīng)用之后發(fā)展十分迅速,其品種和應(yīng)用領(lǐng)域不斷發(fā)展,目前已廣泛應(yīng)用于水處理、石油化工、制藥、食品等領(lǐng)域。日本自20世紀(jì)80年代起應(yīng)用膜分離技術(shù)生產(chǎn)漢方制劑[3],近年來,我國中藥制藥行業(yè)也開始采用膜分離技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)提取、分離技術(shù)進(jìn)行改良,并已取得了重要進(jìn)展[4-5]。中藥廢棄物為組成與性質(zhì)十分復(fù)雜的物質(zhì)體系,“分離”過程的科學(xué)、有效是其再利用領(lǐng)域的技術(shù)關(guān)鍵。膜科學(xué)技術(shù)所具有的節(jié)約、清潔、安全等優(yōu)勢(shì),符合建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì),以及循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展思路,當(dāng)然也是中藥廢棄物資源化的重要選擇之一。當(dāng)前高分子科學(xué)、分析技術(shù)的快速發(fā)展以及環(huán)境友好戰(zhàn)略的實(shí)施使膜科學(xué)技術(shù)步入了新的發(fā)展階段,從而為中藥廢棄物的提取、分離、濃縮、純化一體化工程集成技術(shù)的研究提供了機(jī)遇與保證。
2膜分離技術(shù)用于中藥廢棄物資源化的原理與方法
制藥工業(yè)的現(xiàn)代化進(jìn)程,特別是中藥制藥的產(chǎn)業(yè)升級(jí),使傳統(tǒng)的工業(yè)技術(shù)面臨著挑戰(zhàn)。以中藥藥效物質(zhì)回收或精制為目標(biāo)的中藥廢棄物資源化體系,其原料液濃度低、組分復(fù)雜,且回收率要求較高,現(xiàn)有的建立在既有化工分離技術(shù)基礎(chǔ)上的中藥分離技術(shù),往往難以滿足這類分離任務(wù)的要求。
2.1膜材料用于中藥廢棄物資源化的優(yōu)勢(shì)
與傳統(tǒng)的分離技術(shù)比較,膜分離技術(shù)具有以下特點(diǎn):①無相變,操作溫度低,適用于熱敏性物質(zhì);②以膜孔徑大小特征將物質(zhì)進(jìn)行分離,分離產(chǎn)物可以是單一成分,也可以是某一相對(duì)分子質(zhì)量區(qū)段的多種成分;③分離、分級(jí)、濃縮與富集可同時(shí)實(shí)現(xiàn),分離系數(shù)較大,適用范圍廣;④裝置和操作簡(jiǎn)單,工藝周期短,易放大;⑤可實(shí)現(xiàn)連續(xù)和自動(dòng)化操作,易與其他過程耦合。
其中,膜家族的重要成員無機(jī)陶瓷膜,因其構(gòu)成基質(zhì)為ZrO2或Al2O3等無機(jī)材料及其特殊的結(jié)構(gòu)特征,而具有如下的優(yōu)點(diǎn):①耐高溫,適用于處理高溫、高黏度流體;②機(jī)械強(qiáng)度高,具良好的耐磨、耐沖刷性能,可以高壓反沖使膜再生;③化學(xué)穩(wěn)定性好,耐酸堿、抗微生物降解;④使用壽命長(zhǎng),一般可達(dá)3~5年,甚至8~10年。這些優(yōu)點(diǎn),與有機(jī)高分子膜相比較,使它在許多方面有著潛在的應(yīng)用優(yōu)勢(shì),尤其適合于中藥物料的精制。因而無機(jī)陶瓷膜分離技術(shù)在我國中藥行業(yè)廢棄物資源化領(lǐng)域具有普遍的適用性。
2.2膜技術(shù)集成用于中藥廢棄物資源化的優(yōu)勢(shì)
從中藥廢棄物化學(xué)組成具有多元化的特點(diǎn)來看,采用過程集成,即將2個(gè)或2個(gè)以上的反應(yīng)過程或反應(yīng)-分離過程相互有機(jī)地結(jié)合在一起進(jìn)行聯(lián)合操作,有助于提高目標(biāo)產(chǎn)物的收率或提高分離過程產(chǎn)品的純度,可以解決許多傳統(tǒng)的分離技術(shù)難以完成的任務(wù)。過程集成通常采用2個(gè)獨(dú)立的設(shè)備,通過物流(可以是氣、液或固態(tài))在2個(gè)設(shè)備間流動(dòng)來完成,耦合過程可充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì),互補(bǔ)對(duì)方的不足。因此,集成分離技術(shù)可成為中藥廢棄物精制的一種基本方法。過程集成還具有簡(jiǎn)化流程、降低消耗等優(yōu)點(diǎn),符合現(xiàn)代制藥工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì),因而對(duì)于實(shí)現(xiàn)中藥廢棄物的資源化和產(chǎn)業(yè)化有著廣闊的應(yīng)用前景。
膜科學(xué)技術(shù)可為過程集成提供寬闊的平臺(tái)。為使整個(gè)生產(chǎn)過程達(dá)到優(yōu)化,可把各種不同的膜過程集成在一個(gè)生產(chǎn)循環(huán)中,組成一個(gè)膜分離系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以包括不同的膜過程,也可包括非膜過程,稱其為“集成膜過程”。進(jìn)入21世紀(jì)以來,膜集成工藝日益成為膜技術(shù)領(lǐng)域的新生長(zhǎng)點(diǎn),如由膜過程和液液萃取過程耦合所構(gòu)成的“膜萃取”技術(shù),可避免萃取劑的夾帶損失和二次污染,拓展萃取劑的選擇范圍,提高傳質(zhì)效率和過程的可操作性,該集成技術(shù)已用于麻黃水提液中萃取分離麻黃堿[6]。
3膜科學(xué)技術(shù)用于中藥廢棄物資源化的應(yīng)用實(shí)踐
3.1膜分離技術(shù)在分離、富集中藥廢棄物中有效組分的應(yīng)用
利用中藥的目標(biāo)成分和非目標(biāo)成分相對(duì)分子質(zhì)量的差異,可用截留相對(duì)分子質(zhì)量適宜的超濾膜將兩者分開;利用膜蒸餾技術(shù)對(duì)水分子的氣化作用,可由制藥廢水中精制藥效成分。吳庸烈等[7]采用膜蒸餾技術(shù)對(duì)洗參水進(jìn)行濃縮處理,成功的回收了其中90%以上的皂苷,而其中主要微量元素和氨基酸的含量也提高了近10倍。李博等[8]采用PVDF超濾膜自制藥廢水中富集青皮揮發(fā)油,精油的截留率可達(dá)到67.5%;通過GC-FID對(duì)膜過程前后樣品化學(xué)成分的比較發(fā)現(xiàn),超濾法富集的揮發(fā)油與原揮發(fā)油近乎一致。
3.2膜集成技術(shù)在分離、富集中藥廢棄物中有效組分的應(yīng)用
采用膜法脫色取代傳統(tǒng)的活性碳脫色,再利用膜法濃縮取代傳統(tǒng)的苯提取或減壓蒸餾,從麻黃中提取麻黃素,經(jīng)一次處理就可得到麻黃堿98.1%,色素除去率達(dá)96.7%以上。與傳統(tǒng)工藝相比,收率高,質(zhì)量好,生產(chǎn)安全可靠,成本顯著降低,且也避免了對(duì)環(huán)境的污染。對(duì)一個(gè)年產(chǎn)30噸的麻黃堿廠來說,膜法可至少增加5噸麻黃堿產(chǎn)量,同時(shí)避免了污水排放[9]。徐萍等[10]采用超濾和反滲透串聯(lián)的膜集成技術(shù)富集中藥揮發(fā)油。實(shí)驗(yàn)體系選取當(dāng)歸、川芎、肉桂、麻黃、丹皮經(jīng)水蒸氣蒸餾法得到的含油水體,以5萬相對(duì)分子質(zhì)量PS超濾膜與復(fù)合反滲透膜集成后進(jìn)行分離、濃縮。結(jié)果表明,該集成技術(shù)在壓力1.2 MPa、溫度30 ℃條件下,當(dāng)歸、川芎、肉桂、麻黃、丹皮等含油水體超濾液中指標(biāo)性成分阿魏酸、川芎嗪、桂皮醛、鹽酸麻黃堿、丹皮酚的保留率分別為95.80%,96.01%,95.41%,96.89%,97.01%,實(shí)現(xiàn)了中藥揮發(fā)油的有效富集。
3.3膜與其他分離技術(shù)集成在分離、富集中藥廢棄物中有效組分的應(yīng)用
膜分離過程與其他分離技術(shù)的集成,如膜與吸附樹脂技術(shù)的集成、膜與萃取技術(shù)的集成、膜與蒸餾技術(shù)的集成等,均是以提高目的產(chǎn)物的分離選擇性系數(shù)并簡(jiǎn)化工藝流程為目標(biāo)。
3.3.1 膜與大孔吸附樹脂分離技術(shù)的集成 從中藥廢棄物的分離原理與單元操作角度來看,膜分離過程的篩效應(yīng)和擴(kuò)散效應(yīng)均需在中藥多元成分的水溶液狀態(tài)下進(jìn)行,即利用待分離混合物各組成成分在質(zhì)量、體積大小和幾何形態(tài)的差異,或者待分離混合物各組分對(duì)膜親和性的差異,借助壓力梯度場(chǎng)等外力作用實(shí)現(xiàn)分離,此分離過程選擇性較低。而大孔吸附樹脂是吸附性和分子篩原理相結(jié)合的分離吸附材料,大孔吸附樹脂技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用表明,它對(duì)中藥或復(fù)方定組分具有較強(qiáng)的選擇吸附性。膜分離與樹脂吸附技術(shù)的集成,可充分體現(xiàn)“平衡、速度差與反應(yīng)”、“場(chǎng)-流”等分離理論的技術(shù)優(yōu)勢(shì),促使中藥廢棄物中的多元組分在選擇性篩分效應(yīng)的作用下,實(shí)現(xiàn)水溶液狀態(tài)下的定向、有效分離。周昊等[11]采用陶瓷膜與大孔吸附樹脂集成技術(shù)分離油茶餅粕提取液中茶皂素,結(jié)果表明,茶皂素不僅純度高、顏色淡,且該技術(shù)生產(chǎn)成本低,污染小,可以成為工業(yè)上生產(chǎn)茶皂素產(chǎn)品的一種新技術(shù)。
3.3.2 膜與離子交換色譜分離技術(shù)的集成 離子交換色譜是以離子交換劑為基本載體的一類分離技術(shù)。離子交換的過程即是溶液中的可交換離子與交換劑上的抗衡離子發(fā)生交換的過程,該過程遵循“平衡、速度差與反應(yīng)”分離原理。離子交換法是分離和提純中藥及天然產(chǎn)物中化合物的有效手段之一,如采用陽離子交換樹脂富集季銨型生物堿。由于離子交換法省時(shí)省力,而且還可以節(jié)約大量的有機(jī)溶媒,適合于工業(yè)化生產(chǎn)。張育榮[12]利用膜與離子交換色譜分離技術(shù)集成從章魚下腳料中提取天然牛磺酸,其工藝流程見圖1。研究結(jié)果表明,采用膜與離子交換色譜分離集成技術(shù)處理中藥廢棄物,可以使中藥多元組分實(shí)現(xiàn)水溶液狀態(tài)下的定向分離。
3.3.3 膜與分子蒸餾分離技術(shù)的集成 分子蒸餾是一種在高真空度(0.133~1 Pa)條件下進(jìn)行的非平衡蒸餾。分子蒸餾適用于不同物質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量差異較大的液體混合物系的分離,特別是同系物的分離。近年來,分子蒸餾技術(shù)及其集成技術(shù)在中藥揮發(fā)性成分的分離中已突顯出其技術(shù)優(yōu)勢(shì),如已用于白術(shù)、香附等揮發(fā)油中有效成分的提取分離[13]。依據(jù)分子蒸餾基本原理,對(duì)于中藥廢棄物中高沸點(diǎn)、熱敏性組分的揮發(fā)性成分,采用分子蒸餾工藝,可以依據(jù)揮發(fā)性多組分中分子運(yùn)動(dòng)平均自由程的差異,使各組分在遠(yuǎn)低于其沸點(diǎn)的溫度下從混合物中一次性、迅速得到分離[14]。
由于分子蒸餾是在極高的真空度下進(jìn)行,該技術(shù)所用設(shè)備投資較大,適合于把粗產(chǎn)品中高附加值的成分進(jìn)行分離和提純[15]。對(duì)于中藥廢棄物中高沸點(diǎn)、熱敏性組分的揮發(fā)性成分,采用傳統(tǒng)的提取方法如水蒸氣蒸餾、浸提法等,不僅易引起分子的重排、聚合等反應(yīng),而且在后續(xù)的處理中還要加入溶劑萃取、離心分離、濃縮等工藝進(jìn)一步純化?;谀ぜ杉夹g(shù)的中藥揮發(fā)油高效收集成套技術(shù),可用于中藥含油水體中揮發(fā)油及其他小分子揮發(fā)性成分的富集[16];在分子蒸餾工藝流程后,采用膜分離技術(shù)進(jìn)行定向分離,可成為中藥廢棄物中揮發(fā)性成分定向分離的優(yōu)勢(shì)技術(shù)。
3.3.4 膜與超臨界流體萃取分離技術(shù)的集成 以超臨界液體為萃取劑的萃取操作稱為超臨界流體萃取。在超臨界流體萃取中,高的萃取能力和選擇性通常不能同時(shí)兼得。如果將超臨界溶劑的溶解度提高,能夠增加萃取量,但也會(huì)增加其他組分的溶解度,萃取選擇性反而會(huì)降低,導(dǎo)致分離的困難[17]。而超臨界流體與膜過程耦合,既可以降低膜分離阻力又可以選擇性的透過某些成分,在降低能耗和提高選擇性上多方面獲益。超臨界流體萃取與膜分離的技術(shù)集成,也可為復(fù)合型新工藝的開發(fā)和應(yīng)用提供廣闊空間,達(dá)到降低過程能耗、減小操作費(fèi)用、實(shí)現(xiàn)精細(xì)分離、利于環(huán)境保護(hù)等目的[18-19]。
鄭美瑜等[20]采用超臨界CO2萃取魚油得到三酸甘油脂,再采用納濾技術(shù)得到三酸甘油脂中最有價(jià)值的長(zhǎng)鏈不飽和脂肪酸。目前的研究報(bào)道[21],采用此種集成技術(shù)還可將蘿卜籽、胡蘿卜油中的β-胡蘿卜素進(jìn)行精制;將超臨界CO2應(yīng)用于黏性液體的超濾工藝,還可顯著降低錯(cuò)流過濾的阻力,提高滲透通量;與納濾技術(shù)集成使用,還可提高超臨界溶劑循環(huán)使用的效率,確保超臨界萃取過程的經(jīng)濟(jì)性。
4膜科學(xué)技術(shù)應(yīng)用于中藥廢棄物資源化過程的展望
近年來,膜分離與反應(yīng)過程集成技術(shù),如膜生物反應(yīng)器技術(shù)在制藥工業(yè)廢水回收方面的應(yīng)用已得到廣泛應(yīng)用[22],膜領(lǐng)域面臨的國家重大需求日益彰顯,歐洲和日本明確提出在21世紀(jì)的工業(yè)中,膜分離技術(shù)扮演著戰(zhàn)略角色[23]。而膜分離也被視為我國中藥制藥工業(yè)亟需推廣的高新技術(shù)之一[24-25]。
膜科學(xué)技術(shù)用于中藥廢棄物資源化過程具有廣闊的前景,但目前需要優(yōu)先解決的問題是:①以膜集成技術(shù)為重點(diǎn)的中藥膜技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化與工程化;②膜與大孔吸附樹脂等分離技術(shù)集成的系統(tǒng)優(yōu)化;③膜技術(shù)在中藥制藥工業(yè)節(jié)能減排方面的應(yīng)用推廣。上述3個(gè)問題既是膜科學(xué)技術(shù)全面進(jìn)入中藥廢棄物資源化領(lǐng)域的重要保障,也是膜科學(xué)技術(shù)在中藥廢棄物資源化領(lǐng)域的應(yīng)用模式,其研究成果具有普遍適用性,廣泛適用于中藥廢棄物加工利用各個(gè)單元操作,對(duì)實(shí)現(xiàn)中藥廢棄物資源化行業(yè)可持續(xù)發(fā)展,推動(dòng)中藥產(chǎn)業(yè)升級(jí)具有重要意義。
[參考文獻(xiàn)]
[1] 趙振坤,王淑玲,丁劉濤,等. 中藥藥渣再利用研究進(jìn)展[J]. 杭州師范大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2012,11(1):38.
[2] 大矢晴彥. 分離的科學(xué)與技術(shù)[M]. 張謹(jǐn)譯. 北京:中國輕工業(yè)出版社,1999:92.
[3] 孫嘉麟. 日本漢方制劑專利技術(shù)[J]. 中成藥研究,1982(8):44.
[4] 王紹,孫暉,王喜軍. 膜分離技術(shù)及其在中藥提取分離中的應(yīng)用[J]. 世界中西醫(yī)結(jié)合雜志,2011,6(12):1093.
[5] 蘇薇薇,王永剛,劉忠政,等. 膜分離技術(shù)及其裝備在中藥制藥過程中的應(yīng)用[J]. 中國制藥裝備,2013(8):14.
[6] 魯傳華,賈勇,張菊生,等. 麻黃堿的膜法萃取[J]. 安徽中醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào),2002,21(1):49.
[7] 吳庸烈,衛(wèi)永弟,劉靜芝,等. 膜蒸餾技術(shù)處理人參露和洗參水的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 科學(xué)通報(bào),1988(10):753.
[8] Li B,Han Z F,Cao G P,et al. Enrichment of Citrus reticulate Blanco essential oil from oily waste water by ultrafiltration membranes [J]. Desalin Water Treat,2013,51(19/21):3768.
[9] 劉萊娥,蔡邦肖,陳益棠. 膜技術(shù)在污水治理及回用中的應(yīng)用[M]. 北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2005:196.
[10] 徐萍. 基于膜集成技術(shù)的中藥揮發(fā)性小分子物質(zhì)的富集研究[D]. 南京:南京中醫(yī)藥大學(xué),2009.
[11] 周昊,王成章,陳虹霞,等. 油茶中茶皂素的膜分離-大孔樹脂聯(lián)用技術(shù)的研究[J]. 林產(chǎn)化學(xué)與工業(yè),2012(1):65.
[12] 張育榮. 利用膜分離技術(shù)從章魚下腳料中提取天然?;撬岬姆椒ǎ褐袊?,200610006591. 9[P]. 2006-07-26.
[13] 楊義芳. 中藥提取分離的組合與集成優(yōu)化技術(shù)[J]. 中藥材,2008,31(12):1915.
[14] 楊村,于宏奇,馮武文. 分子蒸餾技術(shù)[M]. 北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2003.
[15] 周晶,馮淑華. 中藥提取分離新技術(shù)[M]. 北京:科學(xué)出版社, 2010.
[16] 郭立瑋. 中藥分離原理與技術(shù)[M]. 北京:人民衛(wèi)生出版社,2010.
[17] 張鏡澄. 超臨界流體萃取[M]. 北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2001.
[18] 李志義,劉學(xué)武,張曉冬,等. 超臨界流體與膜過程的耦合技術(shù)[J]. 過濾與分離,2003,13(4):16.
[19] 張寶泉,劉麗麗,林躍生,等. 超臨界流體與膜過程耦合技術(shù)的研究進(jìn)展[J]. 現(xiàn)代化工,2003,23(5):9.
[20] 鄭美瑜,李國文. 超臨界CO2萃取魚油中EPA、DHA的研究進(jìn)展[J]. 江蘇大學(xué)學(xué)報(bào),2002,23(3):37.
[21] 姚明輝,徐琴琴,銀建中. 超臨界流體在多孔膜中滲透機(jī)理與模型研究進(jìn)展[J]. 當(dāng)代化工,2012,41(7):717.
[22] 顧遼萍. 膜法處理高濃度制藥發(fā)酵廢水技術(shù)[J]. 水處理技術(shù),2005,31(8):78.
[23] 徐南平,高從,時(shí)鈞. 我國膜領(lǐng)域的重大需求與關(guān)鍵問題[J]. 中國有色金屬學(xué)報(bào),2004,14(1):327.
[24] 王北嬰,王躍生,王煥魁. 我國中藥制藥工業(yè)中亟需推廣的高新技術(shù)[J]. 世界科學(xué)技術(shù)――中藥現(xiàn)代化,2000,2(2):18.
[25] 呂建國,何葆華. 膜分離技術(shù)在中藥研究中的新進(jìn)展[J]. 化學(xué)與生物制藥,2012,29(6):14.
Optimization theory and practical application of membrane science
technology based on resource of traditional Chinese medicine residue
ZHU Hua-xu1,2 , DUAN Jin-ao1*, GUO Li-wei1,2*, LI Bo2,
LU Jin2, TANG Yu-ping1, PAN Lin-mei2
(1.Jiangsu Collaborative Innovation Center of Chinese Medicinal Resources Industrialization,
Nanjing University of Chinese Medicine, Nanjing 210023, China;
2. Jiangsu Botanical Medicine Refinement Engineering Research Center, Nanjing University of
Chinese Medicine, Nanjing 210023, China)
[Abstract] Resource of traditional Chinese medicine residue is an inevitable choice to form new industries characterized of modern, environmental protection and intensive in the Chinese medicine industry. Based on the analysis of source and the main chemical composition of the herb residue, and for the advantages of membrane science and technology used in the pharmaceutical industry, especially membrane separation technology used in improvement technical reserves of traditional extraction and separation process in the pharmaceutical industry, it is proposed that membrane science and technology is one of the most important choices in technological design of traditional Chinese medicine resource industrialization. Traditional Chinese medicine residue is a very complex material system in composition and character, and scientific and effective "separation" process is the key areas of technology to re-use it. Integrated process can improve the productivity of the target product, enhance the purity of the product in the separation process, and solve many tasks which conventional separation is difficult to achieve. As integrated separation technology has the advantages of simplified process and reduced consumption, which are in line with the trend of the modern pharmaceutical industry, the membrane separation technology can provide a broad platform for integrated process, and membrane separation technology with its integrated technology have broad application prospects in achieving resource and industrialization process of traditional Chinese medicine residue. We discuss the principles, methods and applications practice of effective component resources in herb residue using membrane separation and integrated technology, describe the extraction, separation, concentration and purification application of membrane technology in traditional Chinese medicine residue, and systematically discourse suitability and feasibility of membrane technology in the process of traditional Chinese medicine resource industrialization in this paper.
篇7
關(guān)鍵詞:概率統(tǒng)計(jì);數(shù)學(xué)建模;應(yīng)用實(shí)例
中圖分類號(hào):G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1001-828X(2014)010-00-01
引言
隨著社會(huì)的發(fā)展,科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,在教學(xué)中,傳統(tǒng)的教學(xué)方法已經(jīng)不能適應(yīng)當(dāng)前的人才培養(yǎng)需求,概率統(tǒng)計(jì)在日常工作和生活中,應(yīng)用的范圍較廣,也越來越重要,為了更好的實(shí)現(xiàn)概率統(tǒng)計(jì)教學(xué),提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)能力,需要?jiǎng)?chuàng)新教學(xué)方法。在概率統(tǒng)計(jì)教學(xué)中,應(yīng)用數(shù)學(xué)建模思想,是教學(xué)方法的創(chuàng)新,在教學(xué)中引入新的教學(xué)元素,可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)生的動(dòng)手能力,加深學(xué)生對(duì)概率統(tǒng)計(jì)知識(shí)的理解和掌握,所以本次從數(shù)學(xué)建模思想在概率統(tǒng)計(jì)教學(xué)中的應(yīng)用實(shí)例進(jìn)行分析研究。
一、數(shù)學(xué)建模思想在概率統(tǒng)計(jì)教學(xué)中的應(yīng)用意義
概率統(tǒng)計(jì)是一門理論性、實(shí)踐性等較強(qiáng)的學(xué)科,在統(tǒng)計(jì)學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)等方面的應(yīng)用,越來越廣泛和深入,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,在概率統(tǒng)計(jì)教學(xué)中,傳統(tǒng)的教學(xué)方法和教學(xué)模式已經(jīng)無法使用時(shí)代的發(fā)展和社會(huì)對(duì)人才培養(yǎng)的需求,為此需要對(duì)概率統(tǒng)計(jì)教學(xué)的方法進(jìn)行創(chuàng)新改革。
數(shù)學(xué)建模思想在概率統(tǒng)計(jì)教學(xué)中的應(yīng)用,可以幫助學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)思想,將概率統(tǒng)計(jì)教學(xué)相關(guān)的內(nèi)容與實(shí)際問題結(jié)合,有助于培養(yǎng)學(xué)生的概率統(tǒng)計(jì)應(yīng)用能力。在概率統(tǒng)計(jì)教學(xué)中,應(yīng)用數(shù)學(xué)建模思想,可以加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解[1]。例如在指數(shù)分布教學(xué)中,以飛機(jī)的等待時(shí)間為例進(jìn)行分析,在某個(gè)機(jī)場(chǎng)的飛機(jī)跑道上來了一架飛機(jī)之后,跑道就在等待下一輛飛機(jī)的到來,設(shè)在(0,t)時(shí)間內(nèi),該跑道上飛機(jī)道路的架數(shù),為 ,求第二架飛機(jī)到來的等待時(shí)間h的分布函數(shù)?
在概率統(tǒng)計(jì)教學(xué)中,數(shù)學(xué)建模思想的應(yīng)用,可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,同時(shí)又將學(xué)生的知識(shí)面擴(kuò)展,實(shí)現(xiàn)了理論與實(shí)踐的結(jié)合,實(shí)現(xiàn)概率統(tǒng)計(jì)教學(xué)的目的。在教學(xué)中還有很多例子可以應(yīng)用,可以讓學(xué)生學(xué)會(huì)舉一反三,對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新能力、思維能力進(jìn)行培養(yǎng)和鍛煉。
在概率統(tǒng)計(jì)教學(xué)中,應(yīng)用數(shù)學(xué)建模思想,可以引用先進(jìn)的教學(xué)技術(shù)、開展教學(xué)實(shí)驗(yàn)課,增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力,例如運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)、統(tǒng)計(jì)軟件等,讓學(xué)生參與其中,動(dòng)手運(yùn)用,在增強(qiáng)學(xué)生概率統(tǒng)計(jì)的理論知識(shí)的同時(shí),也增強(qiáng)了學(xué)生的應(yīng)用實(shí)踐能力。
我國傳統(tǒng)的教學(xué)方法,已經(jīng)無法適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展和人才培養(yǎng)的需求,所以將數(shù)學(xué)建模思想融入在概率統(tǒng)計(jì)教學(xué)中,是概率統(tǒng)計(jì)教學(xué)方法的創(chuàng)新,在教學(xué)中引入性的教學(xué)元素,可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,進(jìn)而加深學(xué)生對(duì)教學(xué)知識(shí)的理解[2]。概率統(tǒng)計(jì)教學(xué)中,數(shù)學(xué)建模思想的引入,有重要的作用,適應(yīng)當(dāng)前人才培養(yǎng)計(jì)劃,適應(yīng)學(xué)生理論知識(shí)與實(shí)踐結(jié)合等。
二、數(shù)學(xué)建模思想在概率統(tǒng)計(jì)教學(xué)中的應(yīng)用實(shí)例
1.會(huì)面問題。在概率統(tǒng)計(jì)教學(xué)中,幾何模型的應(yīng)用,利用會(huì)面問題進(jìn)行實(shí)例分析。兩個(gè)人的約會(huì),在什么時(shí)候會(huì)出現(xiàn)永遠(yuǎn)不會(huì)相見?在學(xué)生產(chǎn)生疑問之后,可以開展討論研究,之后建立數(shù)學(xué)模型,確定約會(huì)對(duì)象、地點(diǎn)、時(shí)間、等待時(shí)間,架設(shè)A、B學(xué)生約定在公園長(zhǎng)椅處5~6點(diǎn)見面,先到者等待20分鐘,如果約會(huì)對(duì)象沒有到,即可離開,通過建立數(shù)學(xué)模型,計(jì)算兩個(gè)人見面的概率。
架設(shè)A同學(xué)為x,B同學(xué)為y,達(dá)到約會(huì)地點(diǎn)的時(shí)間以分鐘計(jì)算,想,找出x、y的取值范圍。兩個(gè)人可以會(huì)面的概率為P(A)= ,在數(shù)學(xué)模型的幫助下,計(jì)算得出A、B同學(xué)可以見面的概率為P(A)=0.56,反之兩位同學(xué)不會(huì)見面的概率則為P(B)=0.44。通過數(shù)學(xué)模型,加深學(xué)生對(duì)概率統(tǒng)計(jì)的認(rèn)識(shí),提高其學(xué)習(xí)興趣,積極主動(dòng)的進(jìn)行研究學(xué)習(xí),加強(qiáng)理論知識(shí)與實(shí)踐的結(jié)合。
2.中獎(jiǎng)概率。在日常生活中,彩票無疑是一個(gè)熱門的話題,如何統(tǒng)計(jì)出自己所買彩票的中獎(jiǎng)概率,就可以利用數(shù)學(xué)建模思想。在搖號(hào)的過程中,每一個(gè)號(hào)碼搖出的概率是相等的,利用不同的數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)、概率統(tǒng)計(jì)知識(shí),對(duì)不同類型彩票的中獎(jiǎng)概率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算[3]。
圖1 兩種樂透彩票的中獎(jiǎng)等級(jí)、說明
第一種,有特別號(hào)碼中獎(jiǎng)概率計(jì)算:
從圖1中的信息可以得出,在m個(gè)數(shù)字中選出n個(gè),其一、二、三、四、五、六、七等獎(jiǎng)的中獎(jiǎng)概率分布可以計(jì)算為:
一等獎(jiǎng)中獎(jiǎng)概率為:P(一)=;二等獎(jiǎng)的中獎(jiǎng)概率為:P(二)+;三等獎(jiǎng)的中獎(jiǎng)概率為:P(三)=;四等獎(jiǎng)的中獎(jiǎng)概率為:P(四)=;五等獎(jiǎng)的中獎(jiǎng)概率為:P(五)=;六等獎(jiǎng)的中獎(jiǎng)概率為:P(六)=;七等獎(jiǎng)的中獎(jiǎng)概率為:P(七)=。
第二種,無特別號(hào)碼中獎(jiǎng)概率計(jì)算:
同樣是從m和號(hào)碼中選出n個(gè)號(hào)碼,一、二、三、四、五等獎(jiǎng)的中獎(jiǎng)概率分別為:
一等獎(jiǎng)中獎(jiǎng)概率:P*(一)=;二等獎(jiǎng)的中獎(jiǎng)概率為P*(二)=;三等獎(jiǎng)的中獎(jiǎng)概率為:P*(三)=;四等獎(jiǎng)的中獎(jiǎng)概率為:P*(四)=;五等獎(jiǎng)的中獎(jiǎng)概率為:P*(五)=。
三、小結(jié)
在社會(huì)不斷發(fā)展,科技不斷進(jìn)步的影響下,學(xué)校的教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容也需要不斷難度創(chuàng)新,適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展,滿足社會(huì)對(duì)人才培養(yǎng)的需求。在概率統(tǒng)計(jì)教學(xué)中,教學(xué)內(nèi)容需要從課本擴(kuò)展到課本之外,加強(qiáng)學(xué)生理論知識(shí)與動(dòng)手實(shí)踐的結(jié)合,將學(xué)生的知識(shí)面擴(kuò)充。在概率統(tǒng)計(jì)教學(xué)中,應(yīng)用數(shù)學(xué)建模思想,有多種作用和重要的意義,本文以兩個(gè)數(shù)學(xué)建模思想在概率統(tǒng)計(jì)中的應(yīng)用實(shí)例,分析數(shù)學(xué)建模思想的作用,以及在概率統(tǒng)計(jì)教學(xué)中的重要性,由此證明數(shù)學(xué)建模思想的應(yīng)用,具有重要的意義,在概率統(tǒng)計(jì)教學(xué)中,要有效的利用數(shù)學(xué)建模思想,發(fā)揮其真正的作用,實(shí)現(xiàn)概率統(tǒng)計(jì)教學(xué)的目的。
參考文獻(xiàn):
[1]郭林濤.數(shù)學(xué)建模思想在概率統(tǒng)計(jì)教學(xué)中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2013(10):182.
篇8
關(guān)鍵詞:專業(yè)群;教學(xué)內(nèi)容;實(shí)踐能力;業(yè)務(wù)水平
中圖分類號(hào):G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-3044(2016)26-0161-02
技能競(jìng)賽是對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的一種檢驗(yàn),通過競(jìng)賽可以對(duì)學(xué)生的綜合能力以及素質(zhì)進(jìn)行全方位的考察,競(jìng)賽可以促進(jìn)教學(xué),教學(xué)成果也能夠通過競(jìng)賽成績(jī)體現(xiàn)出來。遼寧輕工職業(yè)學(xué)院計(jì)算機(jī)系的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)是東北地區(qū)開設(shè)較早并招生的高職院校,我校連續(xù)參加了兩屆全國職業(yè)技能大賽物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)賽項(xiàng)并取得了較好的成績(jī),該賽項(xiàng)參加人數(shù)為3人,是一個(gè)團(tuán)體賽項(xiàng),不僅在專業(yè)技術(shù)上要求較高,在團(tuán)隊(duì)合作上也要默契,因此要求參賽選手不僅在知識(shí)技能上要掌握熟練,同時(shí)也考察選手的綜合素質(zhì)。在組織和培訓(xùn)學(xué)生參加和訓(xùn)練的兩次經(jīng)歷中,探索出一些依托物聯(lián)網(wǎng)技能競(jìng)賽對(duì)促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)群建設(shè),以及以賽促教、以賽促學(xué)的心得,下面進(jìn)行詳細(xì)說明。
1 促進(jìn)專業(yè)群建設(shè)
物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)典型的交叉學(xué)科,涉及的技術(shù)比較雜,具體有網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、傳感技術(shù)、通信技術(shù)、RFID智能識(shí)別技術(shù)等核心技術(shù)。因此物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)群涵蓋計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、電子信息技術(shù)、通信技術(shù)、軟件技術(shù)等多個(gè)專業(yè)。課堂講解的內(nèi)容大多是所在學(xué)科的專業(yè)知識(shí),是單獨(dú)的,沒有和其他學(xué)科進(jìn)行交叉,要對(duì)這么多的學(xué)科和專業(yè)的知識(shí)進(jìn)行融合和貫通,最有效的方法就是讓學(xué)生參與到技能競(jìng)賽活動(dòng)中。
物聯(lián)網(wǎng)技能大賽考核的知識(shí)點(diǎn)比較多,該競(jìng)賽涉及工程部署;局域網(wǎng)的搭建和配置;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的配置;物聯(lián)網(wǎng)上層應(yīng)用軟件的開發(fā),其中包括利用C#語言或Android完成RFID設(shè)備的讀寫、一維及二維條碼的識(shí)度及生成;數(shù)據(jù)庫的操作;網(wǎng)站及建立;拓?fù)鋱D的繪制等諸多方面,總體來說,一次物聯(lián)網(wǎng)賽項(xiàng)的知識(shí)點(diǎn)涵蓋了不僅物聯(lián)網(wǎng),更包括電子、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、通信、軟件技術(shù)等物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)專業(yè)的各種方面,通常在競(jìng)賽中,對(duì)于知識(shí)點(diǎn)的考察大多是跨專業(yè)的知識(shí)運(yùn)用。 通過技能競(jìng)賽,不僅提升了物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)建設(shè),更是帶動(dòng)了關(guān)聯(lián)學(xué)科的專業(yè)群的建設(shè)和發(fā)展。
2 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容
由于是交叉學(xué)科,因此學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)容比較多,而各個(gè)領(lǐng)域的學(xué)科不是所有的知識(shí)點(diǎn)對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)都是有用處的,如何進(jìn)行區(qū)分就顯得比較重要。技能競(jìng)賽對(duì)于各個(gè)知識(shí)點(diǎn)的考察都有明確的要求,教師可以參照競(jìng)賽題目對(duì)于所講授的課程進(jìn)行二次重組,對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)關(guān)聯(lián)比較大的部分進(jìn)行詳細(xì)講解,對(duì)于關(guān)聯(lián)小的可以少講或者不講,這樣對(duì)課程做到重點(diǎn)突出,有的放矢,最大程度的優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容,賦予教學(xué)全新的生命力。
拿C#程序設(shè)計(jì)課程為例,技能競(jìng)賽中涉及對(duì)RFID設(shè)備的讀寫,那么在教學(xué)中就要著重講解如何引入動(dòng)態(tài)鏈接庫、如何調(diào)用類庫上,并且熟悉數(shù)據(jù)庫操作,熟悉硬件的基本知識(shí),熟悉軟件和硬件信息交互。
3 提高學(xué)生的實(shí)踐操作能力
對(duì)于高職學(xué)生而言,實(shí)踐操作能力是非常重要的。在課堂教學(xué)中融入實(shí)踐操作,可以提高學(xué)生解決問題的能力,學(xué)生也積極參與,如何設(shè)計(jì)實(shí)踐題目就顯得比較重要了。物聯(lián)網(wǎng)技能大賽以實(shí)踐操作為主,并且是多學(xué)科交叉運(yùn)用,因此把競(jìng)賽題目提煉出來,作為每門課程的實(shí)訓(xùn)題目,既可以鍛煉學(xué)生的綜合運(yùn)用知識(shí)的能力,同時(shí)也為競(jìng)賽選拔優(yōu)秀人才做鋪墊。具體可以采用分組的形式進(jìn)行,每組之間進(jìn)行比較,互相檢查,互相監(jiān)督,通過這種方式既提高了學(xué)習(xí),又加強(qiáng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)意識(shí)。課堂教學(xué)就在輕松愉快的氛圍中度過,學(xué)生也不會(huì)覺得枯燥和乏味。
4 提升教師業(yè)務(wù)水平
技能大賽不僅能考察學(xué)生的水平,同時(shí)對(duì)于教師也是一種考驗(yàn)。由于教師通常對(duì)于某個(gè)知識(shí)領(lǐng)域熟悉,但是對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)這樣的交叉學(xué)科而言,全面掌握才是關(guān)鍵,要想有效地指導(dǎo)學(xué)生參加比賽,必須要求教師提高自身業(yè)務(wù)水平,努力學(xué)習(xí)涉及的相關(guān)學(xué)科,同時(shí)在知識(shí)的掌握上要理解透徹,能夠進(jìn)行深入研究,否則是無法勝任的。因此,通過技能大賽不僅能考查學(xué)生運(yùn)用知識(shí)的能力,同時(shí)對(duì)于教師而言也是一種競(jìng)賽,要想取得好成績(jī),提升教師水平非常重要。
以上是這兩年的物聯(lián)網(wǎng)技能大賽總結(jié)的一些心得體會(huì),并且在教學(xué)內(nèi)容上已經(jīng)運(yùn)用,實(shí)踐證明,效果明顯,尤其是以競(jìng)賽題目講解理論知識(shí)部分和實(shí)踐操作部分更被學(xué)生歡迎,課堂教學(xué)效率顯著提高,因此值得推廣應(yīng)用。
參考文獻(xiàn):
[1] 肖海慧,等.“以賽促學(xué)、以賽促訓(xùn)、以賽促教”教學(xué)模式的應(yīng)用[J].中國成人教育,2013(6).
篇9
關(guān)鍵詞:CDIO;軟件技術(shù)專業(yè);高職
中圖分類號(hào):TP311文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1009-3044(2012)02-0406-02
Application of CDIO Mode in Teaching Reform of Software Technology Major in Vocational College
TANG Bao-yan,F(xiàn)ENG Na
(Weifang Engineering Vocational College,Weifang 262500,China)
Abstract: CDIO is a kind of advanced engineering education concept and personnel training mode,this article Explores the reform and practice of software technology Major course in vocational college based CDIO teaching ideas,proposes some concrete measures for teach? ing innovation, according to software technology course characteristics. This mode has made good effect in the training of the students’oc? cupational qualities of engineering and teamwork spirit and could acquire better teaching effect.
Key words: CDIO; software technology; vocational college
CDIO工程教育模式是近年來國際工程教育改革的最新成果,是構(gòu)思(Conceive)、設(shè)計(jì)(Design)、實(shí)現(xiàn)(Implement)和運(yùn)作(Oper? ate)四個(gè)英文單詞的縮寫[1],它是“做中學(xué)”和“基于項(xiàng)目教育和學(xué)習(xí)”(Project based education and learning)理論的集中體現(xiàn)。它以工程項(xiàng)目從研發(fā)到運(yùn)行的生命周期為載體,讓學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程[3]。CDIO模式通過工程項(xiàng)目的團(tuán)隊(duì)開發(fā)過程,培養(yǎng)工程設(shè)計(jì)能力、協(xié)同工作能力和組織能力。
軟件技術(shù)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是為IT企業(yè)培養(yǎng)軟件開發(fā)人員?,F(xiàn)代IT企業(yè)需要具有較高專業(yè)技能、職業(yè)素質(zhì)和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力的實(shí)用性、復(fù)合型人才,但是,目前高職院校的軟件人才培養(yǎng)與企業(yè)需求之間存在很大的差距。高職教學(xué)中,往往只注重專業(yè)知識(shí)而忽略職業(yè)能力和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。高職學(xué)生普遍缺乏學(xué)習(xí)主動(dòng)性和團(tuán)隊(duì)合作意識(shí),存在重理論輕實(shí)踐、重視知識(shí)學(xué)習(xí)而輕視開拓創(chuàng)新能力等問題。
CDIO模式作為當(dāng)今國際高等工程教育的一種創(chuàng)新模式,注重培養(yǎng)既有過硬的專業(yè)技能,又有良好的職業(yè)能力和綜合素質(zhì)的工程人才。應(yīng)用CDIO工程教育模式,進(jìn)行高職工程院校的教學(xué)模式改革,將有助于培養(yǎng)現(xiàn)代企業(yè)所需要的高素質(zhì)技能型人才,真正做到與企業(yè)“零距離對(duì)接”。
1基于CDIO模式的課程改革嘗試
結(jié)合軟件技術(shù)專業(yè)課程的教學(xué)目標(biāo)和高職學(xué)生的具體情況,參照CDIO模式所提出的“系統(tǒng)的能力培養(yǎng)、全面的實(shí)施指導(dǎo)、實(shí)施過程和結(jié)果檢驗(yàn)的12條標(biāo)準(zhǔn)”[2],設(shè)計(jì)基于CDIO的軟件技術(shù)專業(yè)課程的教學(xué)模式,將CDIO模式的教學(xué)理念融入到教學(xué)活動(dòng)中,對(duì)教學(xué)進(jìn)行改革嘗試。
1.1設(shè)計(jì)集成化教學(xué)過程
CDIO模式讓學(xué)生在學(xué)習(xí)知識(shí)的同時(shí)又培養(yǎng)能力,這就需要把項(xiàng)目的前后關(guān)聯(lián)性和專業(yè)學(xué)科的系統(tǒng)性結(jié)合起來。采用靈活的課程架構(gòu),對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行精心組織,劃分模塊和項(xiàng)目,建立課程之間的關(guān)聯(lián),使多門課程共同支持專業(yè)目標(biāo),按照工程項(xiàng)目全生命周期來組織教學(xué)。把相關(guān)課程進(jìn)行關(guān)聯(lián),避免不必要的重復(fù),使學(xué)生掌握各門課程知識(shí)之間的聯(lián)系,用于解決綜合的問題。
CDIO模式下所有學(xué)習(xí)的知識(shí)和掌握的技能都圍繞“項(xiàng)目設(shè)計(jì)”這個(gè)核心,形成一個(gè)有機(jī)的整體。根據(jù)計(jì)算機(jī)軟件專業(yè)課程的特點(diǎn),把項(xiàng)目劃分為二級(jí):
一級(jí)項(xiàng)目以整個(gè)專業(yè)的相關(guān)核心課程(如包括數(shù)據(jù)庫技術(shù)、編程語言、軟件工程等)和相關(guān)能力要求為基礎(chǔ),通過若干個(gè)綜合性的項(xiàng)目,加強(qiáng)本專業(yè)核心課程的學(xué)習(xí)與應(yīng)用,掌握軟件技術(shù)專業(yè)的完整知識(shí)結(jié)構(gòu)。學(xué)生按照項(xiàng)目開發(fā)的完整規(guī)范流程來完成一個(gè)項(xiàng)目,親身感受軟件開發(fā)的全過程,了解軟件開發(fā)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn),獲得項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)。學(xué)會(huì)在工作中與其它人合作,養(yǎng)成良好的溝通、協(xié)調(diào)能力,培養(yǎng)良好的分析問題和解決問題的能力。
二級(jí)項(xiàng)目以單門課程為基礎(chǔ),根據(jù)課程教學(xué)需要設(shè)立小規(guī)模實(shí)踐項(xiàng)目,加深和強(qiáng)化學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容的理解與應(yīng)用。
1.2科學(xué)的設(shè)計(jì)和選取項(xiàng)目
項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和選取是教學(xué)的關(guān)鍵,選擇項(xiàng)目要符合以下要求:
1)項(xiàng)目要有典型性、實(shí)用性和先進(jìn)性的特點(diǎn),項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和選取要便于學(xué)生學(xué)習(xí)、掌握有關(guān)的知識(shí)和方法。項(xiàng)目所涉及的知識(shí)和技能、所涉及的內(nèi)容應(yīng)符合行業(yè)的最新技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn),應(yīng)從實(shí)際問題出發(fā),結(jié)合就業(yè)崗位的實(shí)際需求,精心選擇應(yīng)用廣泛的、現(xiàn)在比較流行的熱門問題的項(xiàng)目,最好是源于企業(yè)的真實(shí)工作項(xiàng)目。
2)設(shè)計(jì)的項(xiàng)目要具有可操作性。應(yīng)根據(jù)學(xué)生的現(xiàn)有知識(shí)水平、技能基礎(chǔ)等實(shí)際情況,教師指導(dǎo)學(xué)生選取難易程度適合的任務(wù)。避免由于任務(wù)的過于簡(jiǎn)單或復(fù)雜而影響學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。
3)項(xiàng)目設(shè)計(jì)要具有專業(yè)的復(fù)合性。在進(jìn)行項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí),要充分關(guān)注各門核心課程,加強(qiáng)課程之間的橫向聯(lián)系,實(shí)現(xiàn)課程整合。
1.3創(chuàng)建CDIO工程環(huán)境
建立學(xué)生網(wǎng)絡(luò)化的工作空間,便利合作學(xué)習(xí)和交互。工作空間包括學(xué)生學(xué)習(xí)的情景與環(huán)境,課堂情景與環(huán)境是工作空間的一部分,我們以極限編程等手法,來幫助學(xué)生改變其工作空間,進(jìn)而影響學(xué)習(xí)習(xí)慣。把課堂發(fā)展為學(xué)習(xí)的互動(dòng)空間。CDIO模式的第一準(zhǔn)則就是要將對(duì)產(chǎn)品、流程、系統(tǒng)的構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)施和操作過程作為工程教育的環(huán)境,即在工程職業(yè)實(shí)踐環(huán)境的基礎(chǔ)上建立工程教育的環(huán)境。在學(xué)習(xí)的過程中營造工程的氛圍,使思考、工作、教學(xué)都是在其所熟知的工程研究環(huán)境中。
1.4采用小組協(xié)作方式
CDIO模式要求通過集成化教學(xué)過程使學(xué)生獲得專業(yè)知識(shí),同時(shí)培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作精神,而軟件項(xiàng)目的開發(fā)必須通過團(tuán)隊(duì)合作完成。讓學(xué)生以小組協(xié)作、主動(dòng)學(xué)習(xí)的方式開發(fā)項(xiàng)目,每個(gè)小組承擔(dān)一個(gè)項(xiàng)目。教師負(fù)責(zé)指導(dǎo)和監(jiān)督,指定項(xiàng)目崗位、指導(dǎo)學(xué)生制定軟件開發(fā)計(jì)劃、對(duì)項(xiàng)目進(jìn)度和質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)督和控制,以保證項(xiàng)目按期完成。
每個(gè)小組選出一名組織能力較強(qiáng)的同學(xué)做組長(zhǎng),組織和帶動(dòng)本小組的同學(xué)完成任務(wù)。小組成員經(jīng)過協(xié)商討論,根據(jù)小組成員的個(gè)人技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行合理分工,使得每個(gè)學(xué)生各盡所長(zhǎng),技術(shù)和能力互補(bǔ),每個(gè)成員必須至少擔(dān)任一種角色。
1.5建立基于過程的評(píng)價(jià)方式
CDIO能力評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)要求對(duì)學(xué)生在CDIO模式的教學(xué)中獲得的成效進(jìn)行評(píng)估驗(yàn)收[2],由于CDIO是一種產(chǎn)品導(dǎo)向的探究式教學(xué)模式,強(qiáng)調(diào)工程類學(xué)生要關(guān)注“課題”而并非“課程”,學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)方法也該與時(shí)俱進(jìn)[3],對(duì)學(xué)生在項(xiàng)目進(jìn)行過程中進(jìn)行評(píng)價(jià)。
在項(xiàng)目開發(fā)過程中,分階段按項(xiàng)目任務(wù)、完成的進(jìn)度進(jìn)行評(píng)價(jià),每一個(gè)評(píng)價(jià)階段教師應(yīng)對(duì)學(xué)生的完成情況及時(shí)作出評(píng)價(jià),讓學(xué)生在得到教師的肯定及指導(dǎo)后,興趣更濃,學(xué)習(xí)的勁頭更足,或者分析不足的方面、制定改進(jìn)的方案等
在每個(gè)項(xiàng)目完成后,邀請(qǐng)本專業(yè)的教師和每個(gè)項(xiàng)目小組的代表組成評(píng)審小組,組織項(xiàng)目答辯,公平評(píng)價(jià)學(xué)生的項(xiàng)目成果,教師進(jìn)行針對(duì)性的點(diǎn)評(píng),幫助學(xué)生找出不足,整理思路和總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。另外,通過交流,讓大家互相學(xué)習(xí),對(duì)其他同學(xué)做的項(xiàng)目和方法也有所了解。
2結(jié)束語
通過課程改革實(shí)踐我們發(fā)現(xiàn),基于CDIO模式下的課程體系明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的教學(xué)模式,CDIO模式不但重視知識(shí)和技能的學(xué)習(xí),更為重視從具體工程實(shí)踐中抽象出來的能力和方法,突出知識(shí)、素質(zhì)、能力的全面發(fā)展。CDIO模式提出了系統(tǒng)的能力培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)、教學(xué)大綱及評(píng)估標(biāo)準(zhǔn),更具系統(tǒng)性和可操作性,因此CDIO工程人才培養(yǎng)模式的實(shí)踐必將帶來不同于以往教學(xué)改革的實(shí)質(zhì)性成效。
基于CDIO模式下的軟件技術(shù)專業(yè)課程教學(xué),激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)了軟件開發(fā)能力,提高了職業(yè)技能、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力等綜合素質(zhì)??梢奀DIO模式可以適用于高職學(xué)校的工科學(xué)生培養(yǎng),相信CDIO模式在軟件專業(yè)中的成功應(yīng)用可以給其它專業(yè)提供一些思路。
參考文獻(xiàn):
[1]徐兵.試論高職教學(xué)中基于CDIO的“軟技能”訓(xùn)練[J].教育與職業(yè),2008(12):191-192.
篇10
關(guān)鍵詞:工學(xué)結(jié)合;移動(dòng)互聯(lián)應(yīng)用技術(shù)專業(yè);實(shí)訓(xùn)基地;建設(shè);探索與實(shí)踐
中圖分類號(hào):G712 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2015)31-0144-02
一、移動(dòng)互聯(lián)應(yīng)用專業(yè)實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)的背景
2014年12月,在全國職業(yè)教育工作會(huì)議上明確指出:職業(yè)教育是國民教育體系和人力資源開發(fā)的重要組成部分,要堅(jiān)持產(chǎn)教融合、校企合作,堅(jiān)持工學(xué)結(jié)合、知行合一。所以為響應(yīng)號(hào)召,加強(qiáng)“校企合作、工學(xué)結(jié)合”已然成為職業(yè)教育人才培養(yǎng)的主要模式,其目的就是要培養(yǎng)面向生產(chǎn)、建設(shè)、服務(wù)、管理等第一線所需的高技能人才。
作為人才培養(yǎng)模式改革的基礎(chǔ),實(shí)訓(xùn)基地的建設(shè)對(duì)人才培養(yǎng)質(zhì)量水平的提高有著直接有效的作用。而且越來越多的高職院校開始重視起對(duì)實(shí)訓(xùn)基地的建設(shè),因此如何建設(shè)實(shí)訓(xùn)基地、如何有效地利用實(shí)訓(xùn)基地有針對(duì)性地培養(yǎng)專業(yè)高技能人才已成了各高職院校亟待解決的問題。
以常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院的移動(dòng)互聯(lián)應(yīng)用專業(yè)為例,該專業(yè)自建設(shè)以來,一直緊跟移動(dòng)互聯(lián)行業(yè)發(fā)展的趨勢(shì),在校企合作、工學(xué)結(jié)合實(shí)踐教學(xué)等方面積極探索,逐步形成了擁有自己特色的模式。在專業(yè)實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)方面,移動(dòng)互聯(lián)專業(yè)與行業(yè)企業(yè)合作,分別建設(shè)了Android、IOS兩個(gè)實(shí)訓(xùn)基地,為學(xué)生的專業(yè)技能培養(yǎng)提供了平臺(tái)。
二、移動(dòng)互聯(lián)應(yīng)用專業(yè)實(shí)訓(xùn)基地的建設(shè)目標(biāo)
實(shí)訓(xùn)基地的基本任務(wù)是服務(wù)于專業(yè)課程教學(xué)、實(shí)訓(xùn)實(shí)踐教學(xué),移動(dòng)互聯(lián)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)實(shí)訓(xùn)基地適用于本專業(yè)的各門課程,包括移動(dòng)軟件開發(fā)基礎(chǔ)、移動(dòng)應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)、移動(dòng)軟件UI設(shè)計(jì)、移動(dòng)游戲開發(fā)、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)通信編程、智能手機(jī)維護(hù)、移動(dòng)開發(fā)綜合項(xiàng)目實(shí)踐等實(shí)訓(xùn)課程,以及軟件技術(shù)專業(yè)的相關(guān)Android、IOS開發(fā)專業(yè)課程和實(shí)訓(xùn)等較多方面。
1.實(shí)訓(xùn)環(huán)境真實(shí)化。在工學(xué)結(jié)合模式中,人才培養(yǎng)方案的制定、課程標(biāo)準(zhǔn)的建設(shè)以及實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的建設(shè)等方面都需要行業(yè)企業(yè)與校方的共同參與建設(shè),但是作為承載著為學(xué)生提供職業(yè)素質(zhì)培訓(xùn)和專業(yè)技能訓(xùn)練的重要場(chǎng)地,實(shí)訓(xùn)基地需要讓學(xué)生處于真實(shí)的工作環(huán)境中,完成實(shí)際工作任務(wù)。實(shí)訓(xùn)基地需要讓學(xué)生無時(shí)無刻地都可以感受到企業(yè)文化氛圍,只有這樣才能更加有利于學(xué)生綜合素質(zhì)的提高,為學(xué)生將來的發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)。
2.服務(wù)對(duì)象多元化。實(shí)訓(xùn)基地在人才培養(yǎng)方面同樣也有著不可比擬的優(yōu)勢(shì)。其不僅可以用于專業(yè)課程的講授,同時(shí)還可以應(yīng)用于與興趣小組、競(jìng)賽等相結(jié)合,充分利用基地的移動(dòng)互聯(lián)設(shè)備、移動(dòng)終端設(shè)備等進(jìn)行移動(dòng)應(yīng)用服務(wù)器和客戶端程序的開發(fā),從而達(dá)到充分培養(yǎng)學(xué)生興趣、鍛煉學(xué)生動(dòng)手能力、激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)等一系列目的。
另外實(shí)訓(xùn)基地還將服務(wù)于師資培訓(xùn)等項(xiàng)目,通過企業(yè)共同申報(bào)移動(dòng)軟件開發(fā)等國培項(xiàng)目,能更好地發(fā)揮實(shí)訓(xùn)基地在移動(dòng)應(yīng)用開發(fā)方面的優(yōu)勢(shì),實(shí)現(xiàn)資源的充分有效利用。
3.師資高素質(zhì)化。通過常州市信息產(chǎn)業(yè)園、常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院軟件學(xué)院的工程中心等,在實(shí)訓(xùn)基地的建設(shè)過程中,將培育出一支專兼結(jié)合的高素質(zhì)師資隊(duì)伍。教師作為實(shí)訓(xùn)基地的軟硬件建設(shè)主體,在整個(gè)建設(shè)過程中需要從實(shí)訓(xùn)室設(shè)計(jì)、移動(dòng)互聯(lián)課程體系開發(fā)、需要與實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目開發(fā)與企業(yè)的工程師進(jìn)行深度合作,同時(shí)了解目前企業(yè)中對(duì)于一線人才的需求、開發(fā)流程、規(guī)章制度等,建設(shè)符合企業(yè)要求的人才培養(yǎng)方案,開發(fā)適應(yīng)企業(yè)需要的課程體系和實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。在整個(gè)建設(shè)過程中普通教師將與企業(yè)工程師進(jìn)行深入合作,使得整個(gè)師資隊(duì)伍既能滿足專業(yè)發(fā)展、課程開發(fā)的要求,也能適應(yīng)企業(yè)的移動(dòng)軟件開發(fā)的要求。
三、移動(dòng)互聯(lián)應(yīng)用專業(yè)實(shí)訓(xùn)基地的建設(shè)思想
移動(dòng)互聯(lián)應(yīng)用專業(yè)的實(shí)訓(xùn)基地作為學(xué)校在移動(dòng)互聯(lián)應(yīng)用開發(fā)領(lǐng)域方向搭建的一個(gè)重要實(shí)踐平臺(tái),只有從教學(xué)實(shí)訓(xùn)、產(chǎn)品展示、項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)、科研等多方面綜合考量進(jìn)行建設(shè),才能達(dá)到保證實(shí)訓(xùn)基地的高效運(yùn)轉(zhuǎn)的目的。
1.結(jié)合國家級(jí)教學(xué)資源庫的建設(shè)。2011年,常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院軟件學(xué)院參與并主持了軟件技術(shù)專業(yè)國家級(jí)教學(xué)資源庫的建設(shè)工作。截至目前,該資源庫已經(jīng)基本完成建設(shè)環(huán)節(jié)。但是仍需要持續(xù)的完善工作,比如資源信息的及時(shí)更新,同時(shí)保證每年完善或更新率達(dá)到資源總量的百分之二十。作為新興的移動(dòng)互聯(lián)應(yīng)用開發(fā)技術(shù),移動(dòng)互聯(lián)應(yīng)用已經(jīng)成為資源庫的相關(guān)的十二門課程之一,同時(shí)也被列為拓展課程之一。因此移動(dòng)互聯(lián)應(yīng)用專業(yè)的實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)既滿足了專業(yè)的需要,同時(shí)也符合國家級(jí)資源庫的后期建設(shè)方向。
2.校企共建,取長(zhǎng)補(bǔ)短。實(shí)訓(xùn)基地的建設(shè)是由學(xué)校與常州信息產(chǎn)業(yè)園內(nèi)多個(gè)相關(guān)行業(yè)企業(yè)共同研討建設(shè)而成的,這些行業(yè)企業(yè)內(nèi)均有十分專業(yè)的移動(dòng)互聯(lián)應(yīng)用開發(fā)團(tuán)隊(duì),分別從事政府、教育、銀行、通訊等行業(yè)的應(yīng)用開發(fā),培養(yǎng)了大量的開發(fā)工程師,也在實(shí)際應(yīng)用項(xiàng)目中積累了豐富的開發(fā)經(jīng)驗(yàn)。學(xué)校通過與信息產(chǎn)業(yè)園的合作共建項(xiàng)目,既可以得到行業(yè)對(duì)一線人才的需求信息,同時(shí)也可以在科研、培訓(xùn)、實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的建設(shè)等方面的實(shí)現(xiàn)過程中充分利用企業(yè)的資源,實(shí)現(xiàn)真正的校企共建,從而達(dá)到真正意義上校企取長(zhǎng)補(bǔ)短的效果。
在學(xué)生實(shí)訓(xùn)實(shí)踐環(huán)節(jié)中,合作企業(yè)將安排一批具有豐富開發(fā)經(jīng)驗(yàn)的企業(yè)工程師作為兼職教師。教師將通過實(shí)訓(xùn)基地的實(shí)際建設(shè)活動(dòng),帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行真實(shí)的移動(dòng)應(yīng)用項(xiàng)目的開發(fā)實(shí)戰(zhàn),讓學(xué)生在真切全面地了解完整的移動(dòng)設(shè)備的基礎(chǔ)上,參與軟件的開發(fā)過程,進(jìn)而使學(xué)生學(xué)會(huì)根據(jù)軟件開發(fā)文檔編寫符合工程規(guī)范的程序,以期實(shí)現(xiàn)提高學(xué)生軟件開發(fā)能力,培養(yǎng)其團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神,逐步積累移動(dòng)互聯(lián)應(yīng)用技術(shù)開發(fā)經(jīng)驗(yàn)的效果,同時(shí)為學(xué)生今后從事移動(dòng)互聯(lián)相關(guān)工作打下夯實(shí)的實(shí)踐基礎(chǔ)。
另外作為移動(dòng)互聯(lián)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)實(shí)訓(xùn)基地的一部分,常州信息產(chǎn)業(yè)園也承擔(dān)了綜合項(xiàng)目的部分實(shí)踐環(huán)節(jié),這樣,學(xué)生能進(jìn)一步與企業(yè)一線開發(fā)環(huán)境接觸,了解企業(yè)開發(fā)規(guī)范、企業(yè)開發(fā)氛圍、團(tuán)隊(duì)合作的重要性。另外特長(zhǎng)生、興趣小組學(xué)生,也可利用周末、暑期等閑暇時(shí)間在企業(yè)中進(jìn)行鍛煉實(shí)踐,讓有潛力的學(xué)生能夠得到更快、更大的進(jìn)步。
四、移動(dòng)互聯(lián)應(yīng)用專業(yè)實(shí)訓(xùn)基地的建設(shè)成效與特色
1.校內(nèi)配備齊全的硬件設(shè)施,校企共享。目前學(xué)院內(nèi)已投入建設(shè)了江蘇省嵌入式工程中心、Android移動(dòng)應(yīng)用開發(fā)實(shí)訓(xùn)室、蘋果移動(dòng)應(yīng)用開發(fā)實(shí)訓(xùn)室,其中,蘋果移動(dòng)開發(fā)實(shí)訓(xùn)室是集iMAC、蘋果服務(wù)器、蘋果路由器、Apple TV、蘋果終端于一體的專業(yè)實(shí)訓(xùn)環(huán)境。Android移動(dòng)應(yīng)用開發(fā)實(shí)訓(xùn)室可以支持40人同時(shí)進(jìn)行Android移動(dòng)應(yīng)用開發(fā)的教學(xué)實(shí)施,配備了Android開發(fā)的軟硬件環(huán)境,并配備了智能家居設(shè)備,能與Android終端配套實(shí)現(xiàn)智能家居實(shí)訓(xùn)環(huán)境,同時(shí)還構(gòu)建了Windows Phone的特有智能終端。這些實(shí)訓(xùn)室不僅可以滿足移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)專業(yè)學(xué)生開展各種Android、IOS相關(guān)課程的實(shí)訓(xùn),也充分地考慮了興趣小組、特長(zhǎng)生工作室的需要,也可以承擔(dān)對(duì)外培訓(xùn)的工作。例如蘋果實(shí)訓(xùn)室的硬件條件完全能滿足對(duì)外培訓(xùn)的需要,同時(shí)實(shí)訓(xùn)基地通過與江蘇點(diǎn)逸網(wǎng)絡(luò)等企業(yè)合作,在人員、項(xiàng)目等多方面進(jìn)行資源共享。
2.校外拓展實(shí)訓(xùn)合作基地,培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)技能和綜合素質(zhì)。校外實(shí)訓(xùn)基地除了對(duì)教師工作有著較大的積極影響外,還是學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐能力訓(xùn)練,培養(yǎng)學(xué)生職業(yè)技能和綜合素質(zhì)的重要場(chǎng)所。目前移動(dòng)互聯(lián)應(yīng)用專業(yè)校外實(shí)訓(xùn)基地與常州科教城、常州信息產(chǎn)業(yè)園開展合作,這些校外實(shí)訓(xùn)基地都安排了一些具有相關(guān)豐富經(jīng)驗(yàn)的企業(yè)指導(dǎo)教師,并為其提供規(guī)范的教學(xué)場(chǎng)地,同時(shí)讓學(xué)生在校外的生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)和頂崗實(shí)習(xí)階段中能夠充分了解企業(yè)的文化、企業(yè)中的項(xiàng)目管理與開發(fā)流程,進(jìn)一步培養(yǎng)開發(fā)能力、團(tuán)隊(duì)合作能力和語言表達(dá)能力。
這些校外的實(shí)訓(xùn)基地的管理采取兩級(jí)管理辦法,由合作單位負(fù)責(zé)實(shí)訓(xùn)基地的建設(shè)維護(hù)、日常管理和實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)的組織實(shí)施,而學(xué)院指定學(xué)生校外實(shí)踐實(shí)訓(xùn)的管理辦法,與合作單位簽訂協(xié)議,明確學(xué)生實(shí)訓(xùn)實(shí)習(xí)的任務(wù)、管理流程、校企雙方指導(dǎo)老師、考核評(píng)價(jià)等具體合作細(xì)則。
3.建立行之有效的基地管理制度。目前,為有效促進(jìn)學(xué)生職業(yè)素養(yǎng)的培養(yǎng)以及實(shí)訓(xùn)基地的維護(hù),移動(dòng)互聯(lián)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)實(shí)訓(xùn)基地的管理均采用6s管理模式,在很大程度上提高了教師在實(shí)訓(xùn)準(zhǔn)備環(huán)節(jié)和指導(dǎo)過程的工作效率以及學(xué)生的訓(xùn)練效率,同時(shí)也能對(duì)學(xué)生的職業(yè)習(xí)慣起到潛移默化的影響。這樣既有利于學(xué)生職業(yè)意識(shí)的提高,也有利于其職業(yè)道德的培養(yǎng),為學(xué)生日后就業(yè)創(chuàng)造一個(gè)良好的開端。
參考文獻(xiàn):
[1]韓太東,王振國,朱健.工學(xué)結(jié)合模式下的實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)研究與實(shí)踐[J].遼寧高職學(xué)報(bào),2009,(8).
熱門標(biāo)簽
數(shù)學(xué)論文 數(shù)學(xué)建模論文 數(shù)學(xué)論文 數(shù)學(xué)畢業(yè)論文 數(shù)學(xué)教學(xué)論文 數(shù)學(xué)教學(xué)案例 數(shù)學(xué)教育論文 數(shù)學(xué)文化論文 數(shù)學(xué)初二論文 數(shù)學(xué)教案 心理培訓(xùn) 人文科學(xué)概論
相關(guān)文章
2初中數(shù)學(xué)導(dǎo)學(xué)互動(dòng)教學(xué)模式探討
3初中數(shù)學(xué)導(dǎo)學(xué)案教學(xué)研究