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摘要:工程教育专业认证制度是推动高等教育改革、提高教育教学质量的重要手段,其目的是提高学生的综合素质。本文以《传感器原理及应用》课程为例,探讨工程教育专业认证背景下,何种课程教学模式能够提高学生综合素质,以达到毕业要求。
关键词:工程教育专业认证;传感器原理及应用;课程教学改革
一、引言
1989年,美国、英国等6个国家发起并签署了工程教育专业认证标准,即《华盛顿协议》,主要针对国际上本科工程学历的资格互认[1]。工程教育专业认证的目的,是为相关工程技术人才进入工业界从业提供预备教育质量保证。工程教育专业认证的理念为“以人为本,以学生为中心”,持续改进学生培养体制,关注学生的学习产出,是基于学生学习结果的教育。国际方面,诸多发达国家的高校积极开展工程教育专业认证工作,在此以美国、英国和日本为例。美国的工程教育专业认证主要由美国工程与技术鉴定委员会(Ac-creditationBoardforEngineeringandTechnology)负责,该机构为独立的民间组织,主要工作是相关政策的制定与认证工作的开展[2]。在英国,专业认证工作由皇家特许的权力机构英国工程委员会(EngineeringCouncilofUnitedKingdom)负责,该机构的主要工作是为工程师、工艺师和技术员制定专业能力和职业道德的国际性标准[3]。日本的工程教育认证工作在2001年正式开展,由日本工程教育认证委员会(JapanAccreditationBoardforEngineeringEducation)主要负责。该机构同美国一样,是非政府机构。目前,该认证已经成为日本工程教育进行质量管理的重要评估手段。国内方面,自我国在2013年6月19日成为《华盛顿协议》预备成员以来,众多高校以此为契机,积极加大工程教育的改革发展,努力推动我国工程教育的发展[5]。目前,我国专业认证的通用标准共有七部分内容,即学生、培养目标、毕业要求、持续改进、课程体系、师资队伍、支持条件。其中,毕业要求覆盖12个方面的内容:工程知识、问题分析、设计/开发解决方案、研究、使用现代工具、工程与社会、环境和可持续发展、职业规范、个人和团队、沟通、项目管理、终身学习。由此可见,专业认证致力于对学生综合能力的提高,而并非传统的考试能力。然而,在现阶段,传统的“教师台上讲,学生台下听”、期末一纸试卷进行考核的课程形式,显然已经不能满足专业认证的要求。本文将基于教学实践,针对何种教学模式能够在专业认证背景下提高学生综合素质,以达到毕业要求展开讨论。
二、教学模式的讨论
《传感器原理及应用》涉及的学科范围广,包括机械工程学、物理学、自动控制学、电子技术等,主要上课内容有电阻应变式传感器、电感式传感器、电容式传感器、压电式传感器、电磁式传感器、光电式传感器等。由于各章节内容相对独立,知识点多且分散,学生上课经常感觉思维跟不上。很多学生认为,这门课的知识内容表面看来浅显易懂,但仔细琢磨又很难理解透彻,出现对知识认知程度不够深入等问题,尤其不知道如何学以致用。此外,目前的课程形式以教师讲解为主,很难达到工程教育专业认证中的“职业规范”、“个人和团队”、“沟通”、“项目管理”、“终身学习”等毕业要求。因此,只有对现有课程教学模式进行改革,才能更好地提高学生综合素质,达到工程教育专业认证的毕业要求。本文将以《传感器原理及应用》课程为例,在我校电气工程及其自动化专业正在进行工程教育专业认证的背景下,从课程形式、课程内容、评价体系三个方面进行教学模式讨论。
1.课程形式。传统的上课形式以教师讲解为主,学生参与度不高,综合能力得不到锻炼。因此,我们需要探索合适的课程形式,充分利用现代化教学设备和教学手段,扩展学生视野,提高学生参与度,提升学生综合能力,以达到毕业后适应社会发展与行业需求的目的。具体实施方法为:授课人员多元化,采用教师、学生、嘉宾结合的人员配备模式;淡化教师讲解作用,突出指导作用,提高学生参与度,培养学生自主学习的能力与意识;参考“翻转课堂”形式,提前给学生分组并布置讲解内容,课下给学生指导和答疑;每名学生讲解后,设置问答环节,学生根据自己的理解,提出问题,进行讨论。目前,翻转课堂已经得到广泛应用,本文参考了翻转课堂的形式。这种上课形式,可以将学习的决定权从教师转移给学生,提高学生的自主学习能力。此外,进行分组分工讲解,可以提高学生的团队意识,增强沟通能力。课堂增设问答、讨论环节,可以活跃课堂气氛,丰富学习内容。授课过程中,充分利用现代化工具,对学生的多方面能力进行提升。例如,利用多媒体工具,播放先进机器人视频,并讲解传感器在机器人领域的应用。此外,课程进行中,会针对教学内容邀请有工程经验的嘉宾给学生授课,突出知识的应用。嘉宾根据工程实践经验,讲述遇到问题、解决问题的思路。学生在此过程中,体会到课本知识的重要性,增加学习兴趣。
2.课程内容。传统的上课内容以教材和教师知识储备为主,内容有限,更新速度慢。而传感器的发展日新月异,知识点多且相对独立。因此,需要摸索合适的课程内容,符合工程教育专业认证与培养高水平应用型人才的要求,紧密联系实际,突出应用。具体实施方法为:以教材内容为基础,与实际相联系,增加前沿科技,突出知识的应用性。课上,教师讲述前沿科技,如高铁工程等,引导学生思考所学知识的实际应用性。讲解过程要图、文、影并茂,以问题为引导,让学生在观看过程中有所思考,有所体会。
3.评价体系。传统的评价体系以考试为主,不足以体现学生的综合素质,引导作用不足。以往的考核方式大多仅仅强调平时作业与期末试卷成绩,忽略了对学生综合能力的考查,很多学生在毕业设计时表现出缺乏团队合作、表达等能力。因此,需要探索合适的评价体系,引导学生培养自主学习意识,而不是期末考试时的死记硬背。重点考核学生的综合能力、问题分析与解决能力、系统设计能力。具体实施方法为:综合考查学生能力,淡化试卷影响。学生成绩分为两部分:课上成绩与期末成绩,各占50%。课上成绩主要由学生课堂表现决定,包括讲演、问题回答和讨论。其中,讲演能力为主要考核指标,每次问题回答或讨论观点优秀,可在课上成绩内增加适当分数。期末成绩由课程期末论文决定,论文题目在课程进行过半时给出,以便学生提前有针对性地准备,教师在接下来的课程中应持续进行期末论文的指导。论文题目注重提升学生发现问题,并利用所学知识解决问题的能力。在解决问题过程中,教师应教会学生收集资料等科研技能。
三、总结
本文提出的教学模式,在许昌学院2017—2018学年度的《传感器原理及应用》课程中进行了实施,通过学生反馈,该教学法一定程度上提升学生的综合能力,针对工程教育专业认证达到毕业要求,适应社会发展与行业需求。具体为以下四点:第一,增强了学生的工程知识,具备一定的问题分析、设计/开发解决方案的能力;第二,提高了学生研究、使用现代工具的能力;第三,使学生了解了工程与社会、环境的可持续发展及职业规范;第四,培养学生具备个人和团队的沟通、项目管理、终身学习的能力。工程教育专业认证是工程教育改革的必然趋势和内在要求,其提出的毕业要求强调毕业生的综合能力。
参考文献:
[1]陈益林,何小其,马修水.应用型大学特色工程教育专业认证体系的探索与实践[J].现代教育科学:高教研究,2011,(2):105-107.
[2]王贵成,蔡锦超,夏玉颜.我国高等工程教育的现状,问题及对策研究———基于国际高等工程教育专业认证的视角[J].内蒙古师范大学学报:教育科学版,2010,23(3):4-7.
[3]张晓琴.美,英,德工程教育认证的比较与借鉴[J].高教发展与评估,2007,23(1):84-90.
作者:于海龙 单位:许昌学院电气(机电)工程学院