工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證背景下物理化學(xué)課程教學(xué)改革探索研究

朱政斌,吳芬,陳梁,李立軍,李安

(湖南理工學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院,湖南 岳陽(yáng) 414006)

工程教育是我國(guó)新世紀(jì)高等教育重要組成部分,工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證作為國(guó)際通用工程教育質(zhì)量保障機(jī)制,其核心是確保培養(yǎng)的工科畢業(yè)生可滿(mǎn)足行業(yè)認(rèn)可的既定質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求,構(gòu)建以培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)產(chǎn)出要求作為導(dǎo)向的合格性評(píng)價(jià)機(jī)制.面向產(chǎn)出的工程教育認(rèn)證評(píng)價(jià)機(jī)制如圖1所示.

圖1 面向產(chǎn)出的工程教育認(rèn)證評(píng)價(jià)機(jī)制

我國(guó)工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)參照《華盛頓協(xié)議》,制定能客觀(guān)、全面反映工程專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生知識(shí)、能力、素質(zhì)等方面畢業(yè)要求的相關(guān)內(nèi)容[1]. 物理化學(xué)不僅是自然科學(xué)組成中的一部分,也是高等教育化學(xué)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)學(xué)科之一. 物理化學(xué)課程在落實(shí)工程教育“學(xué)生中心、產(chǎn)出導(dǎo)向、持續(xù)改進(jìn)”理念時(shí),也啟發(fā)了我們對(duì)物理化學(xué)課堂教學(xué)改革的思考.

1 課程目標(biāo)與畢業(yè)要求、考核方式之間的關(guān)系

《中國(guó)工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)》的“12 條畢業(yè)要求”,常用作評(píng)價(jià)工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生在畢業(yè)時(shí)須達(dá)到的能力標(biāo)準(zhǔn). 12 條畢業(yè)要求中的每一項(xiàng)都要求通過(guò)多個(gè)課程及多個(gè)教學(xué)目標(biāo)給予支撐[2]. 本文從湖南理工學(xué)院制藥工程專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課物理化學(xué)入手,設(shè)立物理化學(xué)課程3個(gè)課程目標(biāo),并將其與3個(gè)畢業(yè)要求(包括工程知識(shí)、問(wèn)題分析、設(shè)計(jì)/開(kāi)發(fā)解決方案)的分解指標(biāo)點(diǎn)相關(guān)聯(lián). 課程目標(biāo)與畢業(yè)要求及其指標(biāo)點(diǎn)的具體關(guān)聯(lián)見(jiàn)表1,課程考核方式與課程目標(biāo)關(guān)系矩陣見(jiàn)表2.

表1 課程目標(biāo)與畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)對(duì)應(yīng)關(guān)系

表2 考核方式與課程目標(biāo)關(guān)系矩陣

2 課程目標(biāo)達(dá)成度情況

2.1 課程目標(biāo)達(dá)成度的計(jì)算方式

基于課程考核總結(jié)性評(píng)價(jià)法[3],以學(xué)生課程考核成績(jī)作為課程目標(biāo)達(dá)成度評(píng)價(jià)數(shù)據(jù),并進(jìn)一步強(qiáng)化和突出過(guò)程考核與形成性評(píng)價(jià).

以教學(xué)班級(jí)為樣本,課程考核包括平時(shí)作業(yè)、課堂互動(dòng)、期中考試和期末考試四部分,考核內(nèi)容為作業(yè)、考勤、課堂筆記、課堂互動(dòng)、期中考試、期末考試等. 其中,理論課程的考核評(píng)定為平時(shí)作業(yè)(10%)、課堂互動(dòng)(10%)、期中考試(10%)和期末考試(70%). 每個(gè)課程目標(biāo)都有支撐該課程目標(biāo)的教學(xué)內(nèi)容,假設(shè)某門(mén)課程有n個(gè)課程目標(biāo),支撐第i個(gè)課程目標(biāo)的教學(xué)內(nèi)容期末考核總分為Zi,抽取的樣本學(xué)生該部分的期末考核平均分?jǐn)?shù)為zi,支撐第i個(gè)課程目標(biāo)的教學(xué)內(nèi)容期中考核總分為Yi,抽取的樣本學(xué)生該部分的期中考核平均分?jǐn)?shù)為yi,支撐第i個(gè)課程目標(biāo)的平時(shí)作業(yè)考核總分為Xi,抽取的樣本學(xué)生該部分的平時(shí)作業(yè)考核平均分?jǐn)?shù)為xi,支撐第i個(gè)課程目標(biāo)的課堂互動(dòng)考核總分為Gi,抽取的樣本學(xué)生該部分的課堂互動(dòng)考核平均分?jǐn)?shù)為gi,那么第i個(gè)課程目標(biāo)的理論(實(shí)驗(yàn))達(dá)成度計(jì)算公式為:

任課教師完成課程教學(xué)所有環(huán)節(jié)后,根據(jù)學(xué)生平時(shí)和期中、期末成績(jī),分別計(jì)算該課程各個(gè)目標(biāo)的達(dá)成度,分析薄弱環(huán)節(jié),以便持續(xù)改進(jìn). 依據(jù)式(1)計(jì)算2021 級(jí)制藥工程專(zhuān)業(yè)物理化學(xué)課程目標(biāo)達(dá)成情況,結(jié)果見(jiàn)表3. 三個(gè)課程目標(biāo)的達(dá)成平均值分別為0.729,0.813,0.762.

表3 物理化學(xué)課程目標(biāo)達(dá)成情況

2.2 課程目標(biāo)達(dá)成情況綜合評(píng)價(jià)

分析課程目標(biāo)的達(dá)成度數(shù)據(jù),能幫助教師對(duì)課程教學(xué)效果做出有效的評(píng)價(jià)與反思[4]. 以2021 級(jí)湖南理工學(xué)院制藥工程專(zhuān)業(yè)物理化學(xué)課程目標(biāo)達(dá)成情況為例,圖2 為物理化學(xué)課程目標(biāo)達(dá)成分布圖,圖3 為物理化學(xué)課程目標(biāo)達(dá)成分析圖. 不難看出,課程目標(biāo)1 的課程目標(biāo)達(dá)成度在各區(qū)域人數(shù)分布較均勻,說(shuō)明學(xué)生基本掌握了物理化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí); 課程目標(biāo)2 中有超過(guò)91.0%的學(xué)生達(dá)成度高于0.7,表明大部分學(xué)生形成了較好的知識(shí)應(yīng)用推演能力; 課程目標(biāo)3 中達(dá)成度大于0.6 的人數(shù)最多,說(shuō)明絕大部分學(xué)生達(dá)到了相應(yīng)的基本要求.

圖2 物理化學(xué)課程目標(biāo)達(dá)成分布

圖3 物理化學(xué)課程目標(biāo)達(dá)成分析

3 教學(xué)改革措施

(1)融入課程思政,做好思想價(jià)值觀(guān)引領(lǐng)

結(jié)合實(shí)際融入課程思政,如傳授晦澀難懂的熱力學(xué)理論知識(shí)時(shí),可以結(jié)合神舟十二號(hào)宇航員“吸氧排氮”,了解中國(guó)航天技術(shù)的飛速發(fā)展,增強(qiáng)學(xué)生的民族自豪感以及科技興國(guó)的理想. 融入思政元素后,課程在內(nèi)容、形式上更加生動(dòng)有趣,可真正做到在“潤(rùn)物細(xì)無(wú)聲”中讓學(xué)生接受思政熏陶,共同構(gòu)建全課程育人格局.

(2)適時(shí)更新教學(xué)觀(guān)念與理論

OBE 教育理念是以成果為目標(biāo)導(dǎo)向,并采用逆向思維的方式而推進(jìn)的課程體系建設(shè)理念[5]. 堅(jiān)持“學(xué)生中心、產(chǎn)出導(dǎo)向、持續(xù)改進(jìn)”的教育理念,實(shí)時(shí)更新教學(xué)觀(guān)念與理論; 為每個(gè)學(xué)生創(chuàng)造達(dá)成學(xué)習(xí)成果的機(jī)會(huì),準(zhǔn)確落實(shí)每個(gè)學(xué)生能達(dá)到的最終學(xué)習(xí)目標(biāo).

(3)教學(xué)注意創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境,引領(lǐng)真實(shí)問(wèn)題求解

教學(xué)中巧妙地創(chuàng)設(shè)真實(shí)教學(xué)情境,設(shè)置有價(jià)值的問(wèn)題,引導(dǎo)學(xué)生討論、探究、解決問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí). 借助生活現(xiàn)象創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境,如以常見(jiàn)的蓮花效應(yīng)為例,引導(dǎo)學(xué)生分析表面化學(xué)知識(shí). 運(yùn)用科學(xué)史創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境,鼓勵(lì)學(xué)生提出問(wèn)題,分析問(wèn)題解決思路.

(4)線(xiàn)上線(xiàn)下融合,拓展學(xué)習(xí)方式與資源

工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證背景下的物理化學(xué)課程教學(xué),教師可通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)終端、云計(jì)算等信息技術(shù)開(kāi)展線(xiàn)上教學(xué),線(xiàn)下教學(xué)有教師講授學(xué)生聽(tīng)講的傳統(tǒng)形式,也有師生、生生互動(dòng)完成項(xiàng)目任務(wù)、實(shí)驗(yàn)等充滿(mǎn)挑戰(zhàn)與創(chuàng)新的形式,通過(guò)融合線(xiàn)上線(xiàn)下教學(xué)優(yōu)勢(shì),給物理化學(xué)課程教學(xué)賦予了新活力[6].

(5)更新課堂模式,鼓勵(lì)翻轉(zhuǎn)課堂學(xué)生表現(xiàn)

工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證背景下的物理化學(xué)課堂需要適時(shí)更新課堂模式. 翻轉(zhuǎn)課堂采取線(xiàn)上提供多種學(xué)習(xí)資源讓學(xué)生自學(xué),線(xiàn)下個(gè)別補(bǔ)充輔導(dǎo)的模式; 提高指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)的針對(duì)性,細(xì)致、及時(shí)地對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行跟蹤反饋,更清楚地聚焦學(xué)生在學(xué)習(xí)后能達(dá)到的學(xué)習(xí)成果.

4 結(jié)束語(yǔ)

近年來(lái),湖南理工學(xué)院積極推動(dòng)工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證工作,促使教師結(jié)合畢業(yè)要求、學(xué)科自身特點(diǎn)和教學(xué)內(nèi)容的需要,積極嘗試與推進(jìn)各類(lèi)課程教育教學(xué)方法的改革,使學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)方式從常規(guī)的單一聽(tīng)課、交作業(yè)、考試,逐步向線(xiàn)上收集資料獲取信息、線(xiàn)下聽(tīng)課、討論、完成調(diào)研報(bào)告、線(xiàn)上總結(jié)交流的學(xué)習(xí)方式轉(zhuǎn)變,取得了良好的教學(xué)效果,持續(xù)提升了人才培養(yǎng)質(zhì)量.