工程教育專業(yè)認(rèn)證下“試驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)處理”教學(xué)思政改革研究

王敏杰 王莉 韓永軍 曹云麗 馮云曉

［摘 要］立德樹人是高校為國(guó)塑才的根本任務(wù)。把學(xué)生作為教育的中心，緊抓工程教育專業(yè)認(rèn)證的機(jī)會(huì)，基于OBE理念，通過化學(xué)工程與工藝專業(yè)基礎(chǔ)課“試驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)處理”教學(xué)設(shè)計(jì)與課堂模式的改革，融入德育案例，加強(qiáng)課程思政載體作用，促進(jìn)學(xué)生在知識(shí)、能力與德育等方面的全方位提升，提高學(xué)生解決問題的能力，實(shí)現(xiàn)課程育人目標(biāo)。

［關(guān)鍵詞］立德樹人；工程教育專業(yè)認(rèn)證；試驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)處理；課程思政；人才素質(zhì)

［中圖分類號(hào)］G41文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

在國(guó)際上，工程教育專業(yè)認(rèn)證是一種被普遍認(rèn)可的工程教育質(zhì)量保證制度，可以實(shí)現(xiàn)工程教育國(guó)際互認(rèn)和工程師資格國(guó)際互認(rèn)。在我國(guó)，由該領(lǐng)域的教育工作者、相關(guān)行業(yè)專家同專門職業(yè)、協(xié)會(huì)一起對(duì)工程教育專業(yè)進(jìn)行認(rèn)證，對(duì)高校工程類專業(yè)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化評(píng)估，能夠提高工程教育質(zhì)量。我國(guó)工程教育的發(fā)展離不開對(duì)工程教育專業(yè)的認(rèn)證，其是提高國(guó)際影響力、競(jìng)爭(zhēng)力與認(rèn)可度的必選途徑［1］。

1 工程教育專業(yè)認(rèn)證背景

《華盛頓協(xié)議》（Washington Accord）是一項(xiàng)針對(duì)本科工程教育的國(guó)際互認(rèn)協(xié)議，是在1989年發(fā)起并簽署的，發(fā)起人為美國(guó)、英國(guó)、加拿大、愛爾蘭、澳大利亞、新西蘭6個(gè)國(guó)家的民間工程專業(yè)團(tuán)體。這一協(xié)議的目的是針對(duì)一般四年制工程教育進(jìn)行學(xué)位資格互認(rèn)，由各簽約成員國(guó)確認(rèn)已認(rèn)證的工程教育學(xué)位，并提出從任何一個(gè)國(guó)家畢業(yè)的畢業(yè)生，在其他國(guó)家或地區(qū)，都應(yīng)該被認(rèn)為具有了從事工程工作的學(xué)歷。在2013年6月19日，我國(guó)成為《華盛頓協(xié)議》第21個(gè)預(yù)備成員國(guó)，并于2016年6月2日成為第18個(gè)正式協(xié)議成員國(guó)。這表明，我國(guó)的工程教育質(zhì)量已經(jīng)在世界范圍內(nèi)獲得了公認(rèn)；可以為工科專業(yè)的畢業(yè)生提供一張具有國(guó)際互認(rèn)水平的“通行證”，為他們未來走向世界奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。它標(biāo)志著我國(guó)的工程教育開始走向世界。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每年培養(yǎng)的工程人才總量巨大，但與畢業(yè)生總數(shù)相比，高等教育中的工程教育質(zhì)量仍然相對(duì)較低，尤其是在尖端創(chuàng)新人才的儲(chǔ)存和培養(yǎng)方面，創(chuàng)新工程技術(shù)人才的培養(yǎng)和儲(chǔ)備相對(duì)較差，難以適應(yīng)智能制造工業(yè)4.0時(shí)代的要求。這是由多種因素造成的：首先，高校專家的培養(yǎng)，如工程和技術(shù)技能，總是以“學(xué)術(shù)”為導(dǎo)向，重理論、輕實(shí)踐的教學(xué)模式弱化了工科學(xué)生解決工程實(shí)際問題的能力；其次，在評(píng)估機(jī)制方面，我國(guó)高校工程教育起步較晚，注冊(cè)工程師認(rèn)證體系的標(biāo)準(zhǔn)中缺乏國(guó)際公認(rèn)的認(rèn)證體系。

2022年7月15日，中國(guó)工程教育專業(yè)認(rèn)證協(xié)會(huì)發(fā)布的《工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)》成為中國(guó)高等教育人才培養(yǎng)質(zhì)量評(píng)估領(lǐng)域的最新標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)也是落實(shí)管理與評(píng)估分離、促進(jìn)第三方組織參與教育管理的重要舉措［2］。

2 “試驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)處理”在當(dāng)前課程教學(xué)中存在的問題

2.1 傳統(tǒng)的講授型教學(xué)模式

目前，傳統(tǒng)教學(xué)模式在高校的課堂授課中仍然占有很大的比重，而且在各學(xué)科和各層次的學(xué)校中得到了廣泛運(yùn)用［3］。教師給學(xué)生灌輸知識(shí)，但學(xué)生卻只能被動(dòng)接受。這門課程理論多、難度大、枯燥乏味，讓學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)的動(dòng)力，難以產(chǎn)生良好的學(xué)習(xí)效果［4］。此外，教師的任務(wù)是完成課程教學(xué)和實(shí)現(xiàn)教材目標(biāo)，課程內(nèi)容過于理論化、機(jī)械化，不適合“試驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)處理”等實(shí)踐課程，弱化了學(xué)生將理論融入實(shí)踐的能力，使學(xué)生難以將所學(xué)知識(shí)與實(shí)際問題相結(jié)合。

2.2 課件與教案理論性過強(qiáng)、缺少試驗(yàn)實(shí)例分析

現(xiàn)有課程中有許多理論、公示、計(jì)算和結(jié)論缺乏與試驗(yàn)相關(guān)的實(shí)證分析。通常情況下，教師會(huì)在“試驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)處理”課程中，對(duì)大量理論知識(shí)、公式運(yùn)用進(jìn)行講解，然后介紹相應(yīng)的模型和解決方法，但很少涉及相應(yīng)的專業(yè)案例分析。由于該課程的數(shù)學(xué)性與科學(xué)性，目前的實(shí)例數(shù)量還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，無法將知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際問題中。即使學(xué)生上課認(rèn)真聽講、記筆記，且在課堂教學(xué)前后都達(dá)到了學(xué)習(xí)目標(biāo)和要求，但仍難以運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行研究與實(shí)踐，相應(yīng)的“實(shí)事求是”等課程思政元素更加匱乏［5］。因此，有必要強(qiáng)調(diào)理論和實(shí)踐應(yīng)用與課程內(nèi)容的聯(lián)系，在理論學(xué)習(xí)中增加案例分析。教師對(duì)專業(yè)的某些實(shí)際問題進(jìn)行解釋和分析，可以幫助學(xué)生更好地了解課程中知識(shí)的主要內(nèi)容，加強(qiáng)他們的記憶力，提高他們的主觀分析能力，從而判斷測(cè)試設(shè)計(jì)的合理性，鍛煉學(xué)生數(shù)據(jù)分析與試驗(yàn)設(shè)計(jì)的實(shí)踐能力［6］。

2.3 課堂教學(xué)缺乏師生互動(dòng)、反饋不足

在實(shí)際課堂教學(xué)中，學(xué)生課前預(yù)習(xí)不足或者教師缺乏課程導(dǎo)入，加之學(xué)生對(duì)該門課程的知識(shí)儲(chǔ)備有限，與教師之間交流較少，導(dǎo)致其課堂探討問題的主動(dòng)性與時(shí)間也相對(duì)較少，嚴(yán)重阻礙了學(xué)生參與課堂教學(xué)探討與互動(dòng)的主動(dòng)性。課堂上教師與學(xué)生的互動(dòng)很少，教師只關(guān)注講課，學(xué)生很難參與課堂互動(dòng)，這使得學(xué)生聽課時(shí)不專注，不能緊跟教師的講課節(jié)奏，甚至產(chǎn)生厭倦情緒。長(zhǎng)期以來，教師習(xí)慣于講授概念、方法與理論，導(dǎo)致機(jī)械的單程式傳授教學(xué)占據(jù)了學(xué)生大量課堂時(shí)間。使得學(xué)生對(duì)課堂討論缺乏興趣，進(jìn)一步降低了學(xué)生和教師之間的互動(dòng)頻率，不利于促進(jìn)學(xué)生在課堂上的積極性和獨(dú)立性，加劇了課堂缺乏師生互動(dòng)、反饋不足等問題［7］。

2.4 課程考核模式單一

當(dāng)前，無論對(duì)于學(xué)生還是教師，期末考試或課程大作業(yè)仍是本門課程評(píng)價(jià)的主要方式。這種評(píng)價(jià)模式注重知識(shí)點(diǎn)和理論的掌握以及方法的運(yùn)用，忽略了對(duì)學(xué)生實(shí)際水平和實(shí)踐能力的培養(yǎng)。這種單純的封閉式評(píng)價(jià)方式的弊端是“重知識(shí)輕能力”［8］。學(xué)生只會(huì)關(guān)注成績(jī)，在課堂上只注重理論知識(shí)的記憶，抄寫筆記，不會(huì)對(duì)知識(shí)進(jìn)行靈活運(yùn)用。此外，這種考核模式缺乏過程評(píng)價(jià)監(jiān)督與考核評(píng)價(jià)，只能在短時(shí)間內(nèi)評(píng)估該課程，背離了對(duì)學(xué)生創(chuàng)造力和動(dòng)手能力進(jìn)行全面考核的初衷。

3 工程教育專業(yè)認(rèn)證下“試驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)處理”課程思政改革策略

試驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)處理是化學(xué)工程與工藝專業(yè)的學(xué)科基礎(chǔ)課。該課程是一門介紹工程技術(shù)和科研試驗(yàn)中常用的試驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)處理方法的課程。通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以對(duì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)以及通過試驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，結(jié)合所學(xué)習(xí)的理論知識(shí)，對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行處理，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能以及對(duì)科學(xué)進(jìn)行分析的能力。教師在教學(xué)過程中，應(yīng)通過改革教學(xué)設(shè)計(jì)，挖掘“實(shí)事求是”“愛國(guó)主義”等思政元素，并將其有效融入課程，最終實(shí)現(xiàn)學(xué)生知識(shí)、能力與德育素養(yǎng)的全面發(fā)展。

3.1 產(chǎn)出導(dǎo)向進(jìn)入課堂

產(chǎn)出導(dǎo)向（Outcome-based Education，OBE）理念是指以學(xué)生的學(xué)習(xí)效果為中心，設(shè)計(jì)專業(yè)教學(xué)模式、實(shí)施教學(xué)方法，通過對(duì)比畢業(yè)生能力要求標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)學(xué)校教育的效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。產(chǎn)出導(dǎo)向的重點(diǎn)在于教育的成果，即“教育產(chǎn)出”，而不是教師教了什么，即“教育輸入”。這就要求教師在該課程中構(gòu)建“反向設(shè)計(jì)，正向施工”的教學(xué)設(shè)計(jì)基本思路，以學(xué)生在畢業(yè)時(shí)能夠達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)為出發(fā)點(diǎn)，設(shè)計(jì)相應(yīng)的培養(yǎng)方案與課程大綱，滿足家庭、學(xué)校與用人單位等利益相關(guān)者的需求與期待，構(gòu)建課程體系，匹配合適的教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法。構(gòu)建課程體系離不開學(xué)生、師資配置和教學(xué)資源的支持。與傳統(tǒng)的教學(xué)模式相比，由培養(yǎng)、畢業(yè)要求和課程體系形成的全過程教學(xué)鏈有利于更好地提高學(xué)生的綜合能力，而且能夠按照學(xué)生的終身學(xué)習(xí)需求，合理地安排和開展教學(xué)，為學(xué)生提供優(yōu)秀的文化素養(yǎng)、社會(huì)理想、工程倫理、法律理念等新觀念。拓展與課程專業(yè)相關(guān)的知識(shí)與技術(shù)，這需要借助課程教育來完成。因此，通識(shí)課、學(xué)科基礎(chǔ)課、專業(yè)核心課和實(shí)踐教學(xué)等課程體系中的每一門課程都應(yīng)該對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)成果發(fā)揮其應(yīng)有的作用［9］。

3.2 以學(xué)生為中心

把學(xué)生當(dāng)作中心點(diǎn)，以學(xué)生在畢業(yè)時(shí)能夠達(dá)到的水平為著力點(diǎn)，進(jìn)行教學(xué)安排以資源配置，通過對(duì)學(xué)生及工作單位進(jìn)行滿意度調(diào)查，對(duì)專業(yè)進(jìn)行評(píng)價(jià)。這就要求教師必須把學(xué)生看作課堂教育過程中最主要的實(shí)體。在傳統(tǒng)課堂中，教師通常是課堂的主體，在規(guī)定的時(shí)段和場(chǎng)所進(jìn)行相應(yīng)的課堂教學(xué)。在實(shí)施教學(xué)計(jì)劃時(shí)，教師往往以“灌輸”的方式進(jìn)行教學(xué)，這就會(huì)忽略了學(xué)生作為本體的創(chuàng)造性與主動(dòng)性。

針對(duì)上述情況，教師在講授基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)，還要講解掌握知識(shí)點(diǎn)的方式和解題的技巧，做到授人以漁而不是授人以魚。師生之間的互動(dòng)交流以及知識(shí)的傳遞，能夠逐步打破傳統(tǒng)封閉課堂教學(xué)在時(shí)間、空間和內(nèi)容上的限制，逐步完成教學(xué)模式的轉(zhuǎn)換。在這一前提下，教師應(yīng)激發(fā)學(xué)生的主體意識(shí)，積極引導(dǎo)學(xué)生從被動(dòng)的理解轉(zhuǎn)向主動(dòng)地學(xué)習(xí)，從而激發(fā)他們的積極性和創(chuàng)造性。讓學(xué)生有機(jī)會(huì)在自身興趣和教師的指導(dǎo)下獲得知識(shí)，這不僅能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，也能夠培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)、調(diào)查和解決問題的能力。同時(shí)，教師應(yīng)將學(xué)生放在核心位置，認(rèn)真地聆聽學(xué)生的訴求，根據(jù)學(xué)生的身心發(fā)展需求調(diào)整教學(xué)模式和進(jìn)度。教師應(yīng)根據(jù)學(xué)生個(gè)體差異，通過對(duì)話式、案例式、啟發(fā)式、情景式、比較式、互動(dòng)式等多種教學(xué)方法，以全體學(xué)生的學(xué)習(xí)效果為著眼點(diǎn)，實(shí)行有針對(duì)性的差別教育，讓每一位學(xué)生都可以發(fā)揮自己的長(zhǎng)處，以期得到最好的發(fā)展［10］。

目前，多媒體是課堂教學(xué)中的一個(gè)重要角色，對(duì)于“試驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)處理”課程中不易理解的知識(shí)點(diǎn)，教師可以錄制相應(yīng)的微課視頻，便于學(xué)生在課前預(yù)習(xí)。并根據(jù)學(xué)生反饋情況進(jìn)行及時(shí)完善，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，從而獲取優(yōu)秀的學(xué)習(xí)成果。

3.3 互動(dòng)式教學(xué)提高學(xué)生課堂參與度的同時(shí)融入課程思政

在傳統(tǒng)的課堂中，學(xué)生對(duì)課堂教學(xué)的參與度很低，對(duì)此，教師可以采用以互動(dòng)教學(xué)為主的課堂模式。基于小組討論與案例分析，使學(xué)生積極參與課堂教學(xué)環(huán)節(jié)，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)的興趣，提高其德育素養(yǎng)。所謂分組討論，就是事先把學(xué)生分為若干個(gè)討論組，并指定一位組長(zhǎng)，在課堂教學(xué)環(huán)節(jié)匯報(bào)小組討論結(jié)果。案例分析，是教師在課堂上參與師生之間關(guān)于專業(yè)案例的互動(dòng)討論，并結(jié)合前期知識(shí)點(diǎn)，審查和驗(yàn)證該知識(shí)點(diǎn)在應(yīng)用方面的學(xué)習(xí)成果。例如，在學(xué)習(xí)緒論環(huán)節(jié)時(shí)，融入我國(guó)數(shù)學(xué)家對(duì)該課程統(tǒng)計(jì)分析的貢獻(xiàn)，增強(qiáng)學(xué)生的民族自豪感，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是、投身科學(xué)的信念和愛國(guó)主義情懷［11］。

4 結(jié)語

推進(jìn)工程教育專業(yè)認(rèn)證，以產(chǎn)出導(dǎo)向?yàn)槔砟?，?duì)“試驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)處理”課程進(jìn)行設(shè)計(jì)，以學(xué)生為中心，融入課程思政元素，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段和評(píng)價(jià)方式等方面進(jìn)行改革與完善，使學(xué)生在畢業(yè)時(shí)能夠達(dá)到化學(xué)工程與工藝專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)。強(qiáng)化以學(xué)生為本的主體性，將“句號(hào)”課堂轉(zhuǎn)變?yōu)椤皢柼?hào)”課堂，促使學(xué)生積極參與課堂教學(xué)，由傳統(tǒng)被動(dòng)接受轉(zhuǎn)變?yōu)榉e極主動(dòng)獲取。同時(shí)，通過建立有效的“評(píng)價(jià)—反饋—改進(jìn)”閉環(huán)機(jī)制，形成持續(xù)改進(jìn)的質(zhì)量保證機(jī)制，不斷提高高校的人才培養(yǎng)質(zhì)量與競(jìng)爭(zhēng)力。

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