工程教育專業(yè)認(rèn)證視角下“現(xiàn)代紡織表征技術(shù)”課程教學(xué)改革探索

羅 磊，蔡光明，徐安長(zhǎng)，陸 瑩，莊 燕，張如全，李建強(qiáng)

(武漢紡織大學(xué) a.紡織科學(xué)與工程學(xué)院;b.紡織科學(xué)與工程學(xué)科名師工作室，湖北 武漢430200)

工程教育專業(yè)認(rèn)證既是促進(jìn)我國高校教育改革和教學(xué)質(zhì)量體系建設(shè)的重要推手，也是我國高校人才培養(yǎng)與國際接軌的重要途徑。自2016年6月正式成為《華盛頓協(xié)議》會(huì)員后，我國加快推進(jìn)工程教育專業(yè)認(rèn)證進(jìn)程，通過專業(yè)認(rèn)證有效提升專業(yè)辦學(xué)水平和人才培養(yǎng)質(zhì)量，提高工程教育水平[1-2]。我校(武漢紡織大學(xué))紡織工程專業(yè)已于2017年通過國家工程教育專業(yè)認(rèn)證。目前，所有相關(guān)專業(yè)課程都在按照專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)積極進(jìn)行教學(xué)改革與實(shí)踐，并取得了階段性成效，積累了一定的經(jīng)驗(yàn)?！艾F(xiàn)代紡織表征技術(shù)”是我校紡織工程專業(yè)新開的一門非常重要的專業(yè)課程，旨在通過介紹各種先進(jìn)表征技術(shù)手段，使學(xué)生具有運(yùn)用先進(jìn)儀器設(shè)備開展科學(xué)實(shí)驗(yàn)和了解紡織材料結(jié)構(gòu)與性能的能力。為適應(yīng)新時(shí)代對(duì)紡織工程專業(yè)畢業(yè)生的新要求，同時(shí)滿足專業(yè)認(rèn)證要求，“現(xiàn)代紡織表征技術(shù)”課程需要在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核方式等方面做出相應(yīng)調(diào)整。

一、 “現(xiàn)代紡織表征技術(shù)”課程新要求

對(duì)照《華盛頓協(xié)議》，國際上工程教育專業(yè)認(rèn)證主要采用成果導(dǎo)向(outcome based education，OBE)教育理念。這就要求教學(xué)方式由以教師為中心向以學(xué)生為中心轉(zhuǎn)變，教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施要緊密圍繞促進(jìn)學(xué)生達(dá)到學(xué)習(xí)成果(畢業(yè)要求)來進(jìn)行，重視學(xué)生學(xué)習(xí)效果，并持續(xù)改進(jìn)[3-5]。因此，基于OBE教育理念，更加注重培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力。

“現(xiàn)代紡織表征技術(shù)”是一門理論與實(shí)踐緊密結(jié)合、實(shí)踐要求和綜合性都很強(qiáng)的課程。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，紡織測(cè)試技術(shù)由簡(jiǎn)單到復(fù)雜、由單一到綜合，“現(xiàn)代紡織表征技術(shù)”正是在當(dāng)前紡織檢測(cè)技術(shù)快速發(fā)展的大背景下開設(shè)的一門專業(yè)課。該課程在培養(yǎng)學(xué)生掌握傳統(tǒng)紡織測(cè)試技術(shù)及方法的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步了解紡織材料性能與結(jié)構(gòu)的測(cè)試技術(shù)及方法，使學(xué)生具有使用先進(jìn)儀器設(shè)備分析紡織材料特點(diǎn)的能力，達(dá)到解決紡織工程領(lǐng)域復(fù)雜工程問題的目的，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用型復(fù)合人才培養(yǎng)目標(biāo)。

按照工程教育專業(yè)認(rèn)證的基本要求，結(jié)合“現(xiàn)代紡織表征技術(shù)”課程內(nèi)容和性質(zhì)，依據(jù)本專業(yè)人才培養(yǎng)定位和“新工科”理念，制定該課程目標(biāo)如下:

課程目標(biāo)1：掌握現(xiàn)代紡織表征儀器的基本工作原理、操作方法、注意事項(xiàng)以及應(yīng)用范圍，具有能夠選擇合適的表征儀器對(duì)紡織工程領(lǐng)域復(fù)雜工程問題進(jìn)行測(cè)試分析的能力。

課程目標(biāo)2：掌握對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行處理的各種方法，具有能夠根據(jù)表征研究對(duì)象和表征目的選擇合適的數(shù)據(jù)處理方法并獲得合理有效結(jié)論的能力。

課程目標(biāo)3：培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)，能夠以團(tuán)隊(duì)形式解決給定的復(fù)雜紡織工程問題，并發(fā)揮個(gè)人在團(tuán)隊(duì)中的積極作用。

我校紡織工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是：使學(xué)生具有工程知識(shí)、紡織專業(yè)知識(shí)和工程實(shí)踐方法，能夠分析和解決紡織材料(制品)的設(shè)計(jì)、加工及應(yīng)用中的技術(shù)難題。在工程教育專業(yè)認(rèn)證畢業(yè)要求評(píng)價(jià)互認(rèn)的背景下，結(jié)合“現(xiàn)代紡織表征技術(shù)”課程內(nèi)容與性質(zhì)，該課程主要對(duì)應(yīng)畢業(yè)要求2問題分析、畢業(yè)要求4研究、畢業(yè)要求5使用現(xiàn)代工具以及畢業(yè)要求9個(gè)人與團(tuán)隊(duì)。具體分解指標(biāo)點(diǎn)與課程目標(biāo)的關(guān)系如表1所示。

表1 畢業(yè)要求及分解指標(biāo)點(diǎn)與課程目標(biāo)的關(guān)系

二、 “現(xiàn)代紡織表征技術(shù)”課程教學(xué)改革

工程教育專業(yè)認(rèn)證對(duì)“現(xiàn)代紡織表征技術(shù)”課程教學(xué)提出了新要求，在分析目前該課程教學(xué)存在問題的基礎(chǔ)上，如何回歸紡織工程專業(yè)課程面向工程應(yīng)用的初心，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力，達(dá)到工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，是該課程教學(xué)改革的核心問題。因此，在教學(xué)過程中對(duì)照工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，強(qiáng)化課程專業(yè)性；豐富教學(xué)手段，重視實(shí)踐環(huán)節(jié)；改革考核方式，強(qiáng)調(diào)過程性評(píng)價(jià)。該課程改革緊緊圍繞OBE教育理念，堅(jiān)持教學(xué)組織以學(xué)生為中心，圍繞產(chǎn)出導(dǎo)向，并持續(xù)改進(jìn)，加強(qiáng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題能力的培養(yǎng)，達(dá)到課程培養(yǎng)目標(biāo)與畢業(yè)要求。

1. 教學(xué)內(nèi)容改革

在工程教育專業(yè)認(rèn)證和“新工科”建設(shè)背景下，圍繞OBE教育理念，結(jié)合畢業(yè)要求和培養(yǎng)目標(biāo)調(diào)整“現(xiàn)代紡織表征技術(shù)”課程教學(xué)內(nèi)容。

(1) 調(diào)整教學(xué)計(jì)劃，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)也不斷創(chuàng)新。目前用于材料結(jié)構(gòu)性能表征的技術(shù)手段很多，可選擇的儀器設(shè)備品種繁多，現(xiàn)代紡織表征技術(shù)是其中的一個(gè)重要分支，我校該課程設(shè)置為24學(xué)時(shí)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足所講授內(nèi)容的需要。任課教師往往為了趕進(jìn)度完成教學(xué)任務(wù)，無法延伸拓展講解，故存在教師講不透、學(xué)生學(xué)不明的情況。因此，在課時(shí)有限的情況下，想要保質(zhì)保量地完成教學(xué)任務(wù)，就必須優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，減少與紡織工程專業(yè)相關(guān)性不大的表征技術(shù)的介紹，增加紡織領(lǐng)域較常使用表征技術(shù)的介紹。例如對(duì)電子顯微、熱分析、紅外光譜分析和紫外-可見光譜分析等與紡織材料結(jié)構(gòu)及性能有關(guān)的新技術(shù)適當(dāng)增加授課時(shí)間，而對(duì)于要求高且紡織工程專業(yè)應(yīng)用較少的色譜分析、質(zhì)譜分析和核磁共振等技術(shù)則進(jìn)行刪減。

(2) 引入工程及科研案例，強(qiáng)化課程專業(yè)性?；诠こ探逃龑I(yè)認(rèn)證，從OBE理念出發(fā)，教學(xué)內(nèi)容應(yīng)能夠滿足培養(yǎng)學(xué)生具有對(duì)復(fù)雜紡織工程問題提供系統(tǒng)性解決方案能力的要求。因此，在課程教學(xué)過程中應(yīng)積極引入紡織工程專業(yè)的具體案例，使教學(xué)內(nèi)容更加貼合紡織學(xué)科，更有針對(duì)性。例如，電子顯微鏡是一種觀察紡織材料形貌結(jié)構(gòu)的常用測(cè)試工具，在講授這部分內(nèi)容時(shí)，先講解基本知識(shí)點(diǎn)，然后介紹具體的應(yīng)用案例，幫助學(xué)生快速了解該表征技術(shù)的具體用途以及如何對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行表述。同時(shí)在教學(xué)過程中充分融入國內(nèi)外相關(guān)科學(xué)研究已取得的進(jìn)展和成果，以最新的科研成果和案例充實(shí)教學(xué)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)理論知識(shí)和實(shí)際應(yīng)用的有機(jī)結(jié)合。這樣既能夠?qū)⒄n程相關(guān)重難點(diǎn)講解透徹，使學(xué)生充分了解如何選擇合適的表征技術(shù)手段以及如何表述表征測(cè)試結(jié)果，又可以聯(lián)系研究熱點(diǎn)深化專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)。

(3) 提高科研項(xiàng)目與學(xué)科競(jìng)賽參與度?！艾F(xiàn)代紡織表征技術(shù)”是一門應(yīng)用性與實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，工程教育專業(yè)認(rèn)證更重視學(xué)生分析和解決問題的能力。為了使學(xué)生達(dá)到課中有收獲、課后能應(yīng)用的效果，鼓勵(lì)學(xué)生分小組加入教師的科研團(tuán)隊(duì)，積極申報(bào)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目，以及參加“挑戰(zhàn)杯”全國大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽、“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、“溢達(dá)杯”紡織品設(shè)計(jì)大賽等相關(guān)學(xué)科競(jìng)賽，在課題研究中使所學(xué)知識(shí)得以應(yīng)用，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和團(tuán)結(jié)協(xié)作精神。

2. 教學(xué)方法改革

傳統(tǒng)教學(xué)主要采用教師講、學(xué)生聽的方式。由于該課程應(yīng)用性強(qiáng)，按照傳統(tǒng)的教學(xué)方式，多數(shù)學(xué)生感到課本知識(shí)與實(shí)踐脫節(jié)，常常會(huì)困惑于如何學(xué)以致用，以致學(xué)習(xí)興趣不足、學(xué)習(xí)動(dòng)力不夠，教學(xué)效果欠佳。此外，傳統(tǒng)教學(xué)方式也不符合工程教育專業(yè)認(rèn)證要求，學(xué)生無法達(dá)成畢業(yè)要求和培養(yǎng)目標(biāo)。為此，該課程采用靈活多樣的教學(xué)方式。

(1) 豐富教學(xué)手段，充分利用網(wǎng)絡(luò)資源。采用多媒體技術(shù)將晦澀難懂的表征原理用圖形和動(dòng)畫表達(dá)出來，便于學(xué)生理解，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。同時(shí)，通過QQ 群、微信、公眾號(hào)、在線開放課程平臺(tái)等多元途徑，建設(shè)立體化課程資源庫。利用在線論壇、學(xué)習(xí)社區(qū)、即時(shí)問答、開放性互評(píng)、互動(dòng)教學(xué)和小組協(xié)同學(xué)習(xí)等環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)課前預(yù)習(xí)、課后演練、交流互動(dòng)、課后考核，教師與學(xué)生之間的互動(dòng)教學(xué)和學(xué)生與學(xué)生之間的協(xié)同學(xué)習(xí)相結(jié)合，打造新型師生學(xué)習(xí)共同體。

(2) 運(yùn)用“四位一體”混合式教學(xué)模式。運(yùn)用演繹式、案例式、項(xiàng)目式、自主式等多種教學(xué)模式，采用“從書本知識(shí)到工程應(yīng)用”的課內(nèi)、課外相結(jié)合的混合式教學(xué)。以O(shè)BE理念為指導(dǎo)，緊跟紡織表征前沿技術(shù)，以每一章節(jié)的主要知識(shí)點(diǎn)整合出一系列與課程相關(guān)、可執(zhí)行性強(qiáng)的項(xiàng)目或教學(xué)案例，以學(xué)生為中心，完成整個(gè)項(xiàng)目的構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)及運(yùn)行，同步進(jìn)行課程內(nèi)容中相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)，形成以演繹式(基本理論講解)、案例式(工程案例實(shí)施)、項(xiàng)目式(大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計(jì)劃、學(xué)科競(jìng)賽及科研項(xiàng)目)和自主式(專業(yè)發(fā)展前沿及文獻(xiàn)查詢)“四位一體”課程教學(xué)體系，全方位培養(yǎng)學(xué)生的工程創(chuàng)新能力和實(shí)踐動(dòng)手能力(如圖1所示)。

圖1 “四位一體”課程教學(xué)體系

3. 考核方式改革

在傳統(tǒng)教學(xué)模式下，課程考核主要以期末考試為主。這種單一的評(píng)價(jià)方式不能公平客觀地反映學(xué)生的學(xué)習(xí)成效，顯然不符合OBE教育理念。從工程教育專業(yè)認(rèn)證角度出發(fā)，課程考核應(yīng)更重視全過程多元化評(píng)價(jià)?！艾F(xiàn)代紡織表征技術(shù)”課程考核主要包括平時(shí)考核(60%)和期末考核(40%)。其中，平時(shí)考核包含考勤、課后作業(yè)、課堂發(fā)言、項(xiàng)目完成情況等，將學(xué)習(xí)過程中不同模塊的表現(xiàn)都納入平時(shí)考核，并按相應(yīng)比例給出成績(jī)。期末考核以卷面考試形式進(jìn)行，但通過調(diào)整考試內(nèi)容，加大對(duì)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題能力的考核。

三、 結(jié)語

為提升“現(xiàn)代紡織表征技術(shù)”課程教學(xué)效果，在工程教育專業(yè)認(rèn)證和“新工科”建設(shè)背景下，引入OBE教育理念，在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核方式等方面進(jìn)行改革，建立“理論+案例+實(shí)驗(yàn)”相結(jié)合的混合式教學(xué)體系，使學(xué)生逐步樹立工程觀，并能應(yīng)用紡織工程專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)解決復(fù)雜紡織工程問題，全方位培養(yǎng)學(xué)生的工程創(chuàng)新能力，實(shí)現(xiàn)高級(jí)應(yīng)用型專門人才的培養(yǎng)目標(biāo)。