基于IEET 國際工程教育認(rèn)證的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探索＊

朱潔琪

（廣州大學(xué)，廣東 廣州 510006）

1 概述

工程教育專業(yè)認(rèn)證制度起源于西方，是對高校工程類人才培養(yǎng)質(zhì)量的一種合格認(rèn)可[1]。工程教育認(rèn)證可以認(rèn)為是衡量高校工程類專業(yè)建設(shè)發(fā)展成就的重要標(biāo)志，已經(jīng)成為人才培養(yǎng)、教育改革、專業(yè)建設(shè)的“指揮棒”[2]。工程教育認(rèn)證的三大核心理念是以學(xué)生為中心、目標(biāo)導(dǎo)向和持續(xù)改進(jìn)[3]。中華工程教育學(xué)會（IEET）成立于2003 年，于2007 年6 月成為《華盛頓協(xié)議》（Washington Accord，簡稱WA）正式成員[4],IEET 提出畢業(yè)生核心能力必須涵蓋8 種能力[5]，其中解決復(fù)雜工程問題這一點(diǎn)常在認(rèn)證過程中被重點(diǎn)考察。而實(shí)驗(yàn)教學(xué)是工程教育的重要組成部分，圍繞工程教育認(rèn)證這根“指揮棒”進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，更全面地契合三大核心理念，支撐解決復(fù)雜工程問題核心能力，就顯得尤為重要。

2 傳統(tǒng)工科實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題

傳統(tǒng)的工科實(shí)驗(yàn)教學(xué)較注重原理講解和步驟演示，但存在以下不足：

（1）忽略實(shí)驗(yàn)背景，缺乏目標(biāo)導(dǎo)向。由于課堂時間有限，教師上課的步驟一般為原理講解，實(shí)驗(yàn)演示，學(xué)生跟做，很少提到實(shí)驗(yàn)背景。而實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的內(nèi)容通常為實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器和實(shí)驗(yàn)步驟等，一般也不會交代實(shí)驗(yàn)背景。因此很多同學(xué)并不能真正理解設(shè)置此實(shí)驗(yàn)的意義，不明白此實(shí)驗(yàn)與實(shí)際工程應(yīng)用中的對應(yīng)關(guān)系，為什么要做這個實(shí)驗(yàn)，學(xué)會了將來有什么用處，難以對實(shí)驗(yàn)形成系統(tǒng)的認(rèn)識，在“目標(biāo)導(dǎo)向”上有所欠缺。

（2）內(nèi)容缺乏彈性，未能以學(xué)生為中心。為保證教學(xué)內(nèi)容的完成，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置偏基礎(chǔ)，雖能保證全員達(dá)成，但在解決復(fù)雜工程問題的能力培養(yǎng)上還有欠缺，能力強(qiáng)的學(xué)生沒有拓展知識的空間。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置未能以學(xué)生為中心，無法在面對不同能力的學(xué)生時展現(xiàn)一定的彈性。

（3）過度依賴教師，缺乏主動思考。以教師講解和演示為主，學(xué)生只是被動地模仿教師的步驟做實(shí)驗(yàn)，遇到問題不是自己想辦法，而是舉手讓教師解決，過度依賴教師的幫助和指導(dǎo)，不動腦筋，缺乏主動解決問題的意識和能力[6]。而這樣被動學(xué)過去的知識，通常只能應(yīng)付考試，學(xué)過即忘，很難將所學(xué)知識應(yīng)用到將來的實(shí)際工程應(yīng)用中去，離解決復(fù)雜工程問題的畢業(yè)要求相去甚遠(yuǎn)。

（4）缺乏有效反饋，影響持續(xù)改進(jìn)。實(shí)驗(yàn)報告體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)成績，能較大程度反映教學(xué)效果，教師可以根據(jù)教學(xué)效果持續(xù)改進(jìn)教學(xué)策略。但實(shí)驗(yàn)報告的格式相對固定，一般分為五個部分：實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、數(shù)據(jù)分析、心得體會。這樣寫出來的實(shí)驗(yàn)報告比較規(guī)范，但容易造成雷同的現(xiàn)象，有些學(xué)生甚至?xí)蠖握瓕?shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的內(nèi)容。其中最能體現(xiàn)學(xué)生思考過程的“心得體會”部分，也由于缺乏引導(dǎo)，很多學(xué)生寥寥幾筆就帶過了。導(dǎo)致原本可以用于教學(xué)效果反饋的實(shí)驗(yàn)報告，失去了其作為持續(xù)改進(jìn)課程的依據(jù)的價值。

以上問題總結(jié)起來就是傳統(tǒng)的工科實(shí)驗(yàn)不重視實(shí)驗(yàn)背景，缺乏目標(biāo)導(dǎo)向；內(nèi)容設(shè)置未能以學(xué)生為中心；學(xué)生過度依賴?yán)蠋煻狈鉀Q問題的能力；實(shí)驗(yàn)報告應(yīng)付了事，未能給持續(xù)改進(jìn)教學(xué)效果提供有效的反饋。與IEET 國際工程教育認(rèn)證的三大核心理念和畢業(yè)生八項(xiàng)核心能力中所提到的解決復(fù)雜工程問題等還有差距。

3 基于IEET 國際工程教育認(rèn)證的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革模式

廣州大學(xué)電子信息工程專業(yè)于2019-2020 年參加了IEET 國際工程教育認(rèn)證，在認(rèn)證工作中，以三大核心理念為準(zhǔn)則，特別強(qiáng)調(diào)實(shí)踐教學(xué)對學(xué)生能力的培養(yǎng)，注重培養(yǎng)學(xué)生以所學(xué)知識為工具分析問題、解決問題的能力。以此思想為指導(dǎo)，針對傳統(tǒng)工科實(shí)驗(yàn)教學(xué)的不足，以本專業(yè)聲像燈光方向的專業(yè)課《聲頻系統(tǒng)工程》中的實(shí)驗(yàn)“音響系統(tǒng)指標(biāo)測量”為例，提出實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革模式：

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是通過搭建完整的擴(kuò)聲系統(tǒng)和測量系統(tǒng)，參考國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 4959-2011《廳堂擴(kuò)聲特性測量方法》，根據(jù)現(xiàn)場條件劃分測量區(qū)域、確定測量點(diǎn)，使用電輸入法或聲輸入法測量最大聲壓級、傳聲增益、傳輸（幅度）頻率特性、聲場不均勻度、總噪聲級等指標(biāo)參數(shù)。參照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 28049-2011《廳堂、體育場館擴(kuò)聲系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》給出結(jié)論。改進(jìn)策略如圖1 所示。

圖1 基于IEET 國際工程教育認(rèn)證的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革框圖

（1）案例導(dǎo)入，目標(biāo)明確。老師從大家熟悉的場館工程案例入手，介紹實(shí)驗(yàn)背景，以直觀的聽覺感受反映各項(xiàng)聲學(xué)測量指標(biāo)的意義。從應(yīng)用的角度去講解實(shí)驗(yàn)原理，使同學(xué)們更好地理解實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，把理論和?shí)踐聯(lián)系起來，建立系統(tǒng)的知識框架，以便將所學(xué)知識應(yīng)用到工程中去。而明確的目標(biāo)導(dǎo)向能引發(fā)學(xué)生探索知識的欲望，變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)。

（2）以學(xué)生為中心，分層次教學(xué)。充分考慮學(xué)生由于學(xué)習(xí)能力不同、愛好不同等原因造成的差距，在保證達(dá)成實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)的前提下，設(shè)置不同層次的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。學(xué)生可自主選擇“基礎(chǔ)版”和“提升版”的內(nèi)容進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?！盎A(chǔ)版”覆蓋實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目標(biāo)，“提升版”則在原有要求上增加難度，如在測量結(jié)果的基礎(chǔ)上，利用《建筑聲學(xué)》等相關(guān)知識，思考如何改善聲學(xué)質(zhì)量等。聲學(xué)測量是一個發(fā)現(xiàn)問題的過程，而如何根據(jù)現(xiàn)場條件改善聲學(xué)環(huán)境才是最終目的。對本實(shí)驗(yàn)進(jìn)行深挖，引導(dǎo)學(xué)生主動學(xué)習(xí)拓展知識，有助于提高他們解決復(fù)雜工程問題的能力。不同層次的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容將對應(yīng)不同的考核標(biāo)準(zhǔn)。

（3）反問引導(dǎo)，培養(yǎng)能力。教師對學(xué)生提出的疑問不要直接解答，而是思維引導(dǎo)式反問，如學(xué)生提問為什么自己的聲級計(jì)上顯示的數(shù)據(jù)跟測量同樣位置的其他同學(xué)相差很大？可以反問他聲壓級相差這么大的話，聲功率相差會有多大，在相同的測量位置會發(fā)生這種情況嗎？如果不會，說明儀器可能有問題，根據(jù)測量儀器的使用流程，第一步是什么？這個步驟做了嗎？如果做了，參數(shù)設(shè)置是否正確？引導(dǎo)學(xué)生將理論知識用于解決實(shí)際問題，鍛煉學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中的觀察能力，培養(yǎng)分析問題的思維、解決問題的能力。

（4）心得體會，有效反饋。在實(shí)驗(yàn)報告的心得體會部分設(shè)置一些開放性問題，如“你們組的結(jié)論與其他組是否一致？如果不一致，請分析原因”“實(shí)驗(yàn)過程中遇到了怎樣的問題，是如何解決的”“你在小組中擔(dān)任怎樣的角色？你們是怎么進(jìn)行團(tuán)隊(duì)協(xié)作的”，引導(dǎo)學(xué)生寫出一些過程性的內(nèi)容，以展現(xiàn)他們的思考過程，團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力等，避免了實(shí)驗(yàn)報告雷同現(xiàn)象，為教師持續(xù)改進(jìn)課程提供有效依據(jù)。

經(jīng)過改進(jìn)后，實(shí)驗(yàn)教學(xué)與工程實(shí)際結(jié)合更緊密，學(xué)生能自主選擇不同等級的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，跟隨教師的引導(dǎo)式提問培養(yǎng)解決問題的能力，改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)報告能為持續(xù)改進(jìn)提供有效反饋。體現(xiàn)了目標(biāo)導(dǎo)向、以學(xué)生為中心、持續(xù)改進(jìn)的工程認(rèn)證三大核心理念。同時注重培養(yǎng)學(xué)生分析問題解決問題的能力，更好地支撐畢業(yè)生核心能力中解決復(fù)雜工程問題的能力。

4 結(jié)束語

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是IEET 國際工程教育認(rèn)證的重要考察環(huán)節(jié)之一。本文分析了目前工科實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的不足，以IEET 國際工程教育認(rèn)證的三大核心理念為指導(dǎo)提出了一種實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革模式，改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)教學(xué)能更全面地契合三大核心理念，支撐畢業(yè)生核心能力中解決復(fù)雜工程問題的能力。接下來將實(shí)踐此實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革設(shè)想，在教學(xué)過程中不斷總結(jié)與分析，持續(xù)改進(jìn)教學(xué)方法，以工程教育認(rèn)證為促進(jìn)手段，為社會輸出更為優(yōu)秀的工程技術(shù)人才。