工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下彈藥工程與爆炸技術(shù)專業(yè)課程品質(zhì)提升模式探索

馬 彬 黃正祥 賈 鑫

南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 江蘇 南京 210094

一、引言

工程教育的目標(biāo)是開展工程教育實(shí)踐活動(dòng)所預(yù)期達(dá)到的成果標(biāo)準(zhǔn)，是國家輸送工程技術(shù)與管理人才的主要渠道，在我國高等教育中占有極其重要的地位[1，2]。工程教育認(rèn)證是高質(zhì)量工程教育的保障，其核心理念是“強(qiáng)調(diào)教育過程要始終以學(xué)生為中心，以培養(yǎng)目標(biāo)為導(dǎo)向，重點(diǎn)關(guān)注教育產(chǎn)出和實(shí)際成效，并在持續(xù)改進(jìn)過程中促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量不斷提升”。隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的轉(zhuǎn)型升級(jí)以及創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略的深入實(shí)施，加快工程教育的改革和創(chuàng)新，提高工程技術(shù)人才的培養(yǎng)質(zhì)量是必然趨勢，且任務(wù)緊迫。國際工程聯(lián)盟目前包括六個(gè)協(xié)議，其中《華盛頓協(xié)議》是最具權(quán)威性、國際話程度較高、體系較為完整的工程教育專業(yè)認(rèn)證協(xié)議之一[3]。我國于2016年6月成為《華盛頓協(xié)議》正式成員，預(yù)示著我過工程教育改革逐漸標(biāo)準(zhǔn)化，同時(shí)也為我國工程教育改革的進(jìn)一步深化提供了良好的契機(jī)。

學(xué)科專業(yè)是高效與社會(huì)需求相結(jié)合的紐帶，專業(yè)水平的高低是衡量一所大學(xué)在國內(nèi)外排名和地位的主要標(biāo)志。人才培養(yǎng)是學(xué)科建設(shè)的出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)，專業(yè)建設(shè)的目的就是培養(yǎng)出高質(zhì)量的人才。社會(huì)對(duì)人才的需求是人才供給側(cè)——高校學(xué)科專業(yè)建設(shè)的重要指引。20世紀(jì)以來，大部分高校專注于基礎(chǔ)理論知識(shí)學(xué)習(xí)，而忽視了對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)，因此，當(dāng)今工程教育改革是高校工程教育認(rèn)證過程中重要的改革任務(wù)[4]。

在工程教育專業(yè)認(rèn)證形式下，在歷年來教學(xué)方法、教學(xué)手段、教學(xué)內(nèi)容改革等基礎(chǔ)上，對(duì)南京理工大學(xué)彈藥工程與爆炸專業(yè)建設(shè)和改革進(jìn)行了探索和實(shí)踐。本文重點(diǎn)圍繞課程目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式和教學(xué)評(píng)價(jià)4個(gè)方面介紹了我校工程教育認(rèn)證和人才培養(yǎng)背景下彈藥工程與爆炸技術(shù)專業(yè)課程的教育教學(xué)改革。

二、彈藥工程與爆炸技術(shù)專業(yè)課程品質(zhì)提升模式構(gòu)建

1.課程目標(biāo)的規(guī)劃。依據(jù)《工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)》(試行)的指導(dǎo)思想，本專業(yè)著力培養(yǎng)具有過硬的政治素養(yǎng)，良好的思想品質(zhì)與職業(yè)道德，掌握彈藥總體及其子系統(tǒng)技術(shù)以及相關(guān)民用工程技術(shù)等方面的基礎(chǔ)理論知識(shí)和工程實(shí)踐能力。按照專業(yè)課程目標(biāo)對(duì)畢業(yè)要求的支撐，在參考彈藥工程系諸多教師的意見下，對(duì)相關(guān)彈藥專業(yè)課程的教學(xué)大綱亦進(jìn)行了修訂，同時(shí)提煉設(shè)定了3個(gè)彈藥工程與爆炸技術(shù)專業(yè)課程目標(biāo)，具體見表1.

表1 彈藥工程與爆炸技術(shù)專業(yè)課程目標(biāo)

工程教育認(rèn)證中對(duì)彈藥工程與爆炸技術(shù)專業(yè)課程所制定的課程目標(biāo)，結(jié)合本專業(yè)12條畢業(yè)要求，所制定的3條專業(yè)課程目標(biāo)能夠?qū)?2條畢業(yè)要求中的如下四4條起到不同程度的支撐作用，如表2所示。

表2 彈藥工程與爆炸技術(shù)專業(yè)課程目標(biāo)對(duì)專業(yè)工程教育認(rèn)證的支撐

說明:★★★表示有效支撐；★★表示一般支撐；★表示弱支撐。

2.教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化。南京理工大學(xué)是一所隸屬于工業(yè)和信息化部的全國重點(diǎn)大學(xué)，學(xué)校由創(chuàng)建于1953年的新中國軍工科技最高學(xué)府——中國人民解放軍軍事工程學(xué)院(簡稱“哈軍工”)分建而成，亦是一所有著悠久的軍工特色專業(yè)歷史背景、培養(yǎng)了大批兵工人才的高等學(xué)府。學(xué)校自創(chuàng)建以來，彈藥工程與爆炸技術(shù)專業(yè)一直是備受關(guān)注的重點(diǎn)專業(yè)。針對(duì)兵器行業(yè)對(duì)彈藥專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，針對(duì)彈藥專業(yè)分支的行業(yè)需求，在保證彈藥專業(yè)知識(shí)體系完整性的前提，針對(duì)彈藥工程與爆炸技術(shù)專業(yè)不同研究方向，教學(xué)過程中，采用專題的模式將教學(xué)內(nèi)容與學(xué)科前沿、先進(jìn)技術(shù)有機(jī)、適度融合在一起。所設(shè)置的小專題可為彈藥工程與爆炸專業(yè)通向相關(guān)分支方向搭建“橋梁”。重點(diǎn)、詳細(xì)講解內(nèi)容偏重于各彈種的毀傷機(jī)制、彈靶作用機(jī)理、工程實(shí)踐中的應(yīng)用以及武器系統(tǒng)中交叉學(xué)科問題。同時(shí)，作為創(chuàng)新拓展內(nèi)容，側(cè)重于介紹針對(duì)不同目標(biāo)，戰(zhàn)斗部的設(shè)計(jì)思想和方法，通過“偏重+專題”的教學(xué)內(nèi)容改革解決了彈藥工程與爆炸技術(shù)專業(yè)教學(xué)中整體知識(shí)框架與個(gè)體目標(biāo)需求之間的矛盾，對(duì)于更好的激發(fā)學(xué)生對(duì)整體知識(shí)構(gòu)架的學(xué)習(xí)興趣，了解自己所喜好的研究方向，拓展學(xué)生在未來項(xiàng)目研究以及領(lǐng)域創(chuàng)新中的視野，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)和創(chuàng)新意識(shí)等諸多方面都具有重要的意義。部分課程的教學(xué)內(nèi)容如表3所示。

表3 彈藥工程與爆炸技術(shù)專業(yè)課程的優(yōu)化

3.教學(xué)模式的轉(zhuǎn)變

(1)基于BOPPPS的彈藥工程與爆炸技術(shù)專業(yè)授課模式。BOPPPS教學(xué)模式源于加拿大的教師技能培訓(xùn)，是一種以教學(xué)目標(biāo)導(dǎo)向、以學(xué)生為中心的教學(xué)模式。它由導(dǎo)言(Bridge―in)、學(xué)習(xí)目標(biāo)(Objective/Outcome)、前測(Pre―assessment)、參與式學(xué)習(xí)(Participatory Learning)、后測(Post―assessment)和總結(jié)(Summary)六個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)構(gòu)成。BOPPPS名稱是由這六個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)的英文單詞的首字母構(gòu)成。BOPPPS是教師進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)及課堂組織教學(xué)的一種有效模式。在此次教學(xué)模式轉(zhuǎn)變過程中，嘗試將其引入到彈藥工程與爆炸技術(shù)專業(yè)課程課堂教學(xué)中。

首先，任課教師可用具有“震撼”效果的實(shí)踐照片抑或視頻來吸引學(xué)生的注意力—Bridge―in。每堂課開始環(huán)節(jié)，任課教師通過具有代表性的戰(zhàn)斗部工程試驗(yàn)或?qū)δ繕?biāo)打擊的動(dòng)態(tài)畫面入手，利用多媒體教學(xué)的特長，借用視頻、動(dòng)畫或圖片等引出本節(jié)課程的主要學(xué)習(xí)內(nèi)容，并設(shè)定與該節(jié)課程內(nèi)容相關(guān)的問題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣以及尋求答案的欲望，讓學(xué)生主動(dòng)思考，把學(xué)生快速引入到對(duì)該堂課程的學(xué)習(xí)情景中。例如在講授聚能效應(yīng)時(shí)，以極具神秘性的“陸戰(zhàn)之王”—坦克目標(biāo)遭遇破甲戰(zhàn)斗部毀滅性打擊的視頻引入課程教學(xué)內(nèi)容——“聚能裝藥通過炸藥爆炸，壓垮戰(zhàn)斗部中的聚能藥型罩，從而形成能夠穿透坦克防護(hù)裝甲的聚能射流。”聚能射流到底是什么?所具備的特性是什么?影響射流作用效能因素有哪些?以這樣的形式將學(xué)生帶進(jìn)課堂的學(xué)習(xí)中，不僅使學(xué)習(xí)內(nèi)容的應(yīng)用場景更加直觀，同時(shí)使學(xué)生看到彈靶作用的場面之壯觀、毀傷效能之巨大，為下一步的教學(xué)奠定了良好的基礎(chǔ)。

第二步，授課教師要簡明扼要、通俗易懂地表述通過本章節(jié)的學(xué)習(xí)預(yù)期索要達(dá)到的學(xué)習(xí)目標(biāo)，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中明確學(xué)習(xí)方向——Objective。針對(duì)具體教學(xué)內(nèi)容，采用“通過XXX內(nèi)容的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠利用XXX理論、XXX工具，從而解決XXX具體問題”的表述方式，讓學(xué)生能夠“知老師所云、明知識(shí)所用”，同時(shí)在這樣的教學(xué)中，予以強(qiáng)調(diào)相關(guān)概念、理論、設(shè)計(jì)方法、重難點(diǎn)內(nèi)容以及所能解決的具體問題等等。

第三步，及時(shí)、有效地以提問或討論的方式，及時(shí)了解學(xué)生對(duì)即將學(xué)習(xí)內(nèi)容所需用到的前期知識(shí)的掌握情況——Pre―assessment。該環(huán)節(jié)在學(xué)習(xí)過程中可起承前啟后作用，同時(shí)，可使學(xué)生明確、回顧前期所學(xué)的重難點(diǎn)知識(shí)，也可作為后續(xù)所學(xué)知識(shí)的預(yù)先學(xué)習(xí)，從而為達(dá)到學(xué)習(xí)目標(biāo)做好知識(shí)儲(chǔ)備。

第四步，在具體內(nèi)容講解時(shí)，采用靈活多變的教學(xué)方式，如分組進(jìn)行“學(xué)中講”、討論及辯解、提問及分析等，引導(dǎo)學(xué)生提出問題，并發(fā)揮主觀能動(dòng)性去分析和解決問題，提高學(xué)生在課堂上的參與度——Participation Learning。該環(huán)節(jié)是教學(xué)過程中的重點(diǎn)環(huán)節(jié)。在這一環(huán)節(jié)的處理上，可酌情考慮“分層次要求、分層次引導(dǎo)、逐層遞進(jìn)”的思想，從而使不同層次的學(xué)生能夠積極參與到課堂教學(xué)，通過對(duì)不同層次問題解答或解決，能夠體會(huì)到課堂學(xué)習(xí)所帶來的樂趣，實(shí)現(xiàn)“因材施教、整體提升”的教學(xué)目標(biāo)。

第五步，針對(duì)課程中的重難點(diǎn)內(nèi)容，合理設(shè)計(jì)檢測內(nèi)容，對(duì)是否達(dá)到教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行后測，例如在學(xué)習(xí)了殺爆戰(zhàn)斗部的相關(guān)參數(shù)計(jì)算之后，可給學(xué)生提出指標(biāo)要求，讓學(xué)生依據(jù)算學(xué)知識(shí)進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的簡要計(jì)算，從而了解學(xué)生對(duì)課堂知識(shí)的學(xué)習(xí)成效——Post―assessment。該項(xiàng)測試宜采用分組協(xié)作完成的形式進(jìn)行。

最后，每節(jié)課結(jié)束前，應(yīng)預(yù)留幾分中的時(shí)間，任課教師帶領(lǐng)學(xué)生一起對(duì)本節(jié)課程的相關(guān)學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)、回顧，強(qiáng)化課堂的學(xué)習(xí)效果——Summary。該環(huán)節(jié)應(yīng)采取“教師引導(dǎo)、學(xué)生為主、教師補(bǔ)充”的方式進(jìn)行，引導(dǎo)學(xué)生自己形成總結(jié)各章節(jié)主要內(nèi)容的學(xué)習(xí)習(xí)慣。

(2)拓展多樣的教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)。南京理工大學(xué)擁有針對(duì)彈藥工程與爆炸技術(shù)等專業(yè)條件性開放的兵器博物館，應(yīng)注重帶領(lǐng)學(xué)生對(duì)所展覽的武器裝備進(jìn)行參觀，同時(shí)結(jié)合所學(xué)知識(shí)，對(duì)不同的彈藥作用機(jī)理以及彈靶作用機(jī)制進(jìn)行現(xiàn)場講解，讓學(xué)生更加直觀、形象的了解所學(xué)知識(shí)的用途，體會(huì)學(xué)有所用的樂趣。每學(xué)期督促學(xué)生對(duì)彈藥工程與爆炸技術(shù)專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的前沿技術(shù)以及新概念技術(shù)進(jìn)行查詢和總結(jié)，以報(bào)告的形式上交，并且制作PPT在課堂上進(jìn)行報(bào)告、講解。講解完成后學(xué)生和任課教師進(jìn)行質(zhì)疑和點(diǎn)評(píng)，通過討論、質(zhì)疑的方式，使學(xué)生對(duì)所總結(jié)的內(nèi)容進(jìn)行更深層次的探索，增強(qiáng)學(xué)生自主探索的能力和動(dòng)力，強(qiáng)化教學(xué)過程管理，逐步培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和探索、解決實(shí)際問題的能力。

除此之外，還應(yīng)積極開展兵器科學(xué)競賽、科研訓(xùn)練等形式多樣、內(nèi)容豐富的實(shí)踐活動(dòng)，鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識(shí)，積極設(shè)計(jì)所感興趣的戰(zhàn)斗部，在結(jié)構(gòu)方案合理的情況下，任課教師可選擇方案較優(yōu)進(jìn)行加工，在確保安全的前提下進(jìn)行小型的戰(zhàn)斗部威力試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)和實(shí)踐能力全面提高的目標(biāo)，讓學(xué)生做到整體、個(gè)體的全面發(fā)展，為工程教育認(rèn)證要求的創(chuàng)新型、復(fù)合型人才的培養(yǎng)奠定良好的基礎(chǔ)。

4.教學(xué)評(píng)價(jià)體系的改革。構(gòu)建科學(xué)、合理的教學(xué)評(píng)價(jià)體系，是提升彈藥工程與爆炸技術(shù)專業(yè)課程品質(zhì)、促進(jìn)復(fù)合型人才培養(yǎng)質(zhì)量持續(xù)提升的有效途徑。彈藥工程與爆炸技術(shù)專業(yè)課程在教學(xué)評(píng)價(jià)體系的重構(gòu)過程中始終堅(jiān)持“育人”為本，遵循全面、科學(xué)評(píng)價(jià)原則、縱向發(fā)展評(píng)價(jià)原則和提升教學(xué)的評(píng)價(jià)原則，建立了一套內(nèi)容多維、方法多樣、過程結(jié)果兼顧的教學(xué)評(píng)價(jià)體系。

(1)全面評(píng)價(jià)原則?；谠u(píng)價(jià)影響因素的組成，從學(xué)生出勤、課堂測驗(yàn)、專題報(bào)告、期末考試以及課外實(shí)踐環(huán)節(jié)的參與度等對(duì)學(xué)生進(jìn)行全方位、多角度的評(píng)價(jià)，構(gòu)建綜合評(píng)價(jià)方式，調(diào)動(dòng)學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)過程的參與積極性，促進(jìn)學(xué)生的全面、綜合發(fā)展。

(2)縱向發(fā)展評(píng)價(jià)原則。承認(rèn)學(xué)生的個(gè)體差異，肯定每個(gè)學(xué)生個(gè)體在原有基礎(chǔ)上的提高，充分認(rèn)可學(xué)生個(gè)體的每一次進(jìn)步，使學(xué)生保持學(xué)習(xí)積極性，構(gòu)建強(qiáng)調(diào)發(fā)展與機(jī)理的學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)體系。

(3)提升教學(xué)的評(píng)價(jià)原則。對(duì)于任課教師授課質(zhì)量的考評(píng)中，采取專家聽課、同行互評(píng)、學(xué)生評(píng)教等多種方式相結(jié)合的原則提升教學(xué)質(zhì)量、摒棄教學(xué)過程中的不良習(xí)慣，激勵(lì)教師積極調(diào)整和完善教學(xué)工作。

三、彈藥專業(yè)課程品質(zhì)提升模式實(shí)踐與應(yīng)用

在我校彈藥工程與爆炸技術(shù)專業(yè)工程教育認(rèn)證準(zhǔn)備過程中，以專業(yè)精品課程平臺(tái)及歷年教改項(xiàng)目為依托，對(duì)彈藥工程與爆炸技術(shù)專業(yè)課程從課程目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式和教學(xué)評(píng)價(jià)體系等多方面進(jìn)行了改革，且成效逐漸顯現(xiàn)。

通過課堂調(diào)查，學(xué)生普遍認(rèn)為改革后的教學(xué)模式更能引導(dǎo)其去積極、主動(dòng)去學(xué)習(xí)和思考，課堂氣氛更輕松，完成課堂所留任務(wù)更具方向性，教學(xué)、評(píng)價(jià)新體系兼顧了學(xué)科專業(yè)特點(diǎn)以及學(xué)生整體素質(zhì)，有利于培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力，有利于學(xué)生的全面發(fā)展。

四、結(jié)論

工程教育認(rèn)證和人才培養(yǎng)工程建設(shè)為我國高等工程教育改革提供了新思路，也對(duì)彈藥工程與爆炸技術(shù)專業(yè)課程品質(zhì)提出了新的要求。本文重點(diǎn)圍繞課程目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式和教學(xué)評(píng)價(jià)4個(gè)方面介紹了南京理工大學(xué)在工程教育認(rèn)證工作中彈藥工程與爆炸技術(shù)專業(yè)課程的教育教學(xué)改革。

經(jīng)過初步調(diào)研結(jié)果證明，新模式能夠有效提升彈藥工程與爆炸技術(shù)專業(yè)的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果，有益于培養(yǎng)學(xué)生整體知識(shí)框架和工程實(shí)踐能力，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的意識(shí)和創(chuàng)新能力，較好的體現(xiàn)了“厚基礎(chǔ)，重實(shí)踐，強(qiáng)素質(zhì)，求創(chuàng)新”基本育人原則，是有效提升彈藥工程與爆炸技術(shù)專業(yè)課程品質(zhì)和工程技術(shù)人才培養(yǎng)質(zhì)量的可行性途徑。