工程認(rèn)證背景下基于“兩性一度”的電氣綜合實踐課程教學(xué)改革研究

李靈至，郭倩，王穎，洪凱星，于江濤，蔡慧

（中國計量大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院，浙江杭州 310018）

現(xiàn)代工程科學(xué)技術(shù)學(xué)科的快速發(fā)展對電氣工程專業(yè)人才提出了更高的專業(yè)要求，即要同時具備電氣工程技術(shù)和靈活運(yùn)用專業(yè)知識的綜合實踐能力[1-2]。因此，教育部持續(xù)推行針對高等教育機(jī)構(gòu)的工程類專業(yè)教育認(rèn)證[3]，從而提高工程教育質(zhì)量，提升工程技術(shù)人才的競爭力[4]?！皟尚砸欢取弊鳛楦咝＝虒W(xué)的“金課”標(biāo)準(zhǔn)，即高階性、創(chuàng)新性、挑戰(zhàn)度[5-6]，對高校課程建設(shè)提出新要求。因此，新時期應(yīng)該著力面向工程教育專業(yè)認(rèn)證的要求，以“兩性一度”為教學(xué)改革標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)對電氣工程類技術(shù)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)，保證我國高等教育質(zhì)量在新時期持續(xù)提高。

電氣綜合實踐是中國計量大學(xué)電氣工程及其自動化專業(yè)本科階段的一項綜合性實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，要求學(xué)生通過真實的電氣類產(chǎn)品或者項目的設(shè)計、開發(fā)及生產(chǎn)調(diào)試，把本專業(yè)的基礎(chǔ)理論、基本技能應(yīng)用于項目實踐。這是連接基礎(chǔ)理論課、技術(shù)理論課以及專業(yè)實踐課和工程應(yīng)用研究的紐帶[7]，更是學(xué)生從理論知識學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)向技術(shù)應(yīng)用的一個重要過程[8]。本課程能夠培養(yǎng)學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新精神，提高學(xué)生從事本專業(yè)相關(guān)工作的熱情[9]，因此，在新時期的高等教育專業(yè)教學(xué)和高質(zhì)量工程技術(shù)人才培養(yǎng)中占有十分重要的地位[10]。

1 教學(xué)現(xiàn)狀和存在的問題

1.1 課題架構(gòu)方面

當(dāng)前的電氣綜合實踐課程內(nèi)容固定、結(jié)構(gòu)單一，課題架構(gòu)缺乏合理性。一方面，創(chuàng)新性及綜合性訓(xùn)練項目較少，大多數(shù)為傳統(tǒng)的課題，學(xué)生按既定的步驟進(jìn)行操作、測試，難以培養(yǎng)創(chuàng)新思維，也難以提升獨立實踐能力。另一方面，各個課題內(nèi)容之間聯(lián)系不緊密，相對獨立，系統(tǒng)性、綜合性不強(qiáng)，創(chuàng)新實踐空間受限。工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)要求學(xué)生具備解決復(fù)雜工程問題的能力，在當(dāng)前的課題架構(gòu)下，學(xué)生深入分析問題和解決綜合性問題的能力都無法得到很好的鍛煉。

1.2 實踐教學(xué)方面

實踐活動僅作為理論課的輔助性實驗進(jìn)行教學(xué)，即實踐教學(xué)有較大的局限。一方面，教學(xué)方式僅限于傳授實驗步驟，學(xué)生只能按部就班地完成實驗，未能深入理解實踐原理，也無法鍛煉分析和解決問題的能力，故而很難形成現(xiàn)代工程設(shè)計思想，無法做到理論聯(lián)系實際。另一方面，學(xué)生應(yīng)用專業(yè)知識能力不強(qiáng)，處理復(fù)雜問題和實際工程項目的能力不能有效提升，后續(xù)發(fā)展?jié)摿Σ蛔恪４送?，受到個體研究背景的影響，本專業(yè)只有部分教師擅長實踐教學(xué)，而其他專業(yè)的優(yōu)秀實踐類教師無法參與電氣專業(yè)的教學(xué)工作，較難實現(xiàn)電氣實踐教學(xué)的專業(yè)性和高階性。

1.3 考核評價方面

一方面，考核與評價方式缺乏過程、能力等指標(biāo)，即考核評價缺乏合理的標(biāo)準(zhǔn)和體系。不同于理論教學(xué)，實踐教學(xué)的考核應(yīng)該綜合考慮過程指標(biāo)和能力指標(biāo)，而當(dāng)前的考核僅側(cè)重結(jié)果指標(biāo)，不符合工程認(rèn)證以學(xué)生為中心的OBE 理念。另一方面，作為一門團(tuán)隊合作的實踐課程，目前學(xué)生成績的組內(nèi)區(qū)分度較低，未綜合考慮團(tuán)隊協(xié)作的指標(biāo)，既影響學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，也不利于學(xué)生溝通協(xié)調(diào)和團(tuán)隊協(xié)作能力的培養(yǎng)。

2 教學(xué)改革目標(biāo)

針對本專業(yè)電氣綜合實踐的教學(xué)現(xiàn)狀，本文提出以下教學(xué)改革目標(biāo)：以“兩性一度”的“金課”標(biāo)準(zhǔn)為目標(biāo)，面向工程教育專業(yè)認(rèn)證要求，探索并豐富綜合實踐項目，訓(xùn)練學(xué)生解決電氣工程問題的工程設(shè)計能力。

綜合實踐教學(xué)改革的第一步是構(gòu)建更為高階性和創(chuàng)新性的課題架構(gòu)。需要突破傳統(tǒng)課題的限制，將設(shè)題思路發(fā)散至實際的工程應(yīng)用，乃至教師的科研項目上，甚至可以嘗試更具挑戰(zhàn)度的研究內(nèi)容，將綜合性的課題進(jìn)行合理拆分，使得研究內(nèi)容形成一定的關(guān)聯(lián)，對應(yīng)的學(xué)生小組既有相對獨立的實踐環(huán)境，組間也要有暢通的討論空間。

考核體系與學(xué)生的實踐能動性具有關(guān)聯(lián)性，構(gòu)建合理的評價指標(biāo)，不僅可以客觀評價學(xué)生的能力，同時還可以保障學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。因此，需從工程教育專業(yè)認(rèn)證的角度，以學(xué)生為中心評價課程的目標(biāo)達(dá)成情況，還需要面向工程教育專業(yè)認(rèn)證，對照認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建相應(yīng)的考核體系，不僅可以提高考核的客觀性和可靠性，還能夠更好地提升學(xué)生的專業(yè)能力，對于持續(xù)改進(jìn)教學(xué)方法和專業(yè)建設(shè)都大有裨益。

3 教學(xué)改革方案

3.1 明確教學(xué)目標(biāo)，結(jié)合課程實踐內(nèi)涵，完善教學(xué)大綱

教學(xué)改革的第一步就是明確教學(xué)目標(biāo)。一方面，課程教學(xué)需要學(xué)生進(jìn)行電氣產(chǎn)品和電氣控制系統(tǒng)設(shè)計，對電氣工程領(lǐng)域的實驗結(jié)果和數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和解釋，從而解決復(fù)雜的電氣工程實際問題[11]。另一方面，學(xué)生能夠與其他學(xué)科的成員有效溝通，共同解決復(fù)雜的電氣工程問題。在語言表達(dá)方面，學(xué)生需要具備較強(qiáng)的書面表達(dá)能力，能以實踐報告的形式描述復(fù)雜電氣工程問題。

課程改革還需要深入挖掘?qū)I(yè)綜合實習(xí)課程的立德樹人和思想教育功能，充分結(jié)合專業(yè)課程的實踐內(nèi)涵和元素[12]，以實踐中接觸的先進(jìn)設(shè)備和技術(shù)為融入點，以實際工程案例為切入點，以學(xué)生的實踐和體驗為實施點，培養(yǎng)學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新精神，增強(qiáng)學(xué)生從事本專業(yè)相關(guān)工作的熱情，激發(fā)學(xué)生的競爭意識、責(zé)任意識和開拓意識。

3.2 基于項目教學(xué)法，聯(lián)合資深的工程型教師，豐富教學(xué)資源，改革實踐教學(xué)模式

改革傳統(tǒng)電氣綜合實踐課程教學(xué)方案，實施課程“設(shè)計+實現(xiàn)”一體化教學(xué)模式[13]。以學(xué)生能力培養(yǎng)為導(dǎo)向，設(shè)計實踐項目和內(nèi)容，實行項目式實踐教學(xué)，持續(xù)進(jìn)行教學(xué)方法改進(jìn)，進(jìn)一步提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力和工程實踐能力，培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力。

課程組與相關(guān)專業(yè)的教師進(jìn)行合作，邀請實踐能力強(qiáng)的教師加入導(dǎo)師團(tuán)隊，利用教師在各專業(yè)方向的研究優(yōu)勢，豐富學(xué)生的選題種類和訓(xùn)練內(nèi)容。采用理論剖析、課題分析和理論拓展的模式，著力促進(jìn)學(xué)生知識積累、課題實踐以及知識拓展，讓學(xué)生在思考與學(xué)習(xí)的教學(xué)互動中自主接受實踐性鍛煉。

3.3 以工程教育為引領(lǐng)，優(yōu)化選題設(shè)計，創(chuàng)新合作方式

為了突破傳統(tǒng)實踐類題目的局限，可以將教師按照研究和出題方向分為若干組，每組設(shè)定一個大課題，下設(shè)若干子課題，學(xué)生三人一組，對應(yīng)一個子課題，最后對大課題統(tǒng)一撰寫報告和進(jìn)行驗收。子課題之間具有研究上的連續(xù)性，并且其難度能夠有效地控制在合理范圍內(nèi)，同時保證整個課題的復(fù)雜度。

實物驗收與設(shè)計報告是電氣綜合實踐的重要反饋環(huán)節(jié)，教師以組別形式驗收各個子課題的實物完成情況，學(xué)生以團(tuán)隊的形式進(jìn)行答辯和撰寫報告。在這一過程中，學(xué)生要重新回顧、整理自身課題的研究思路，并且子團(tuán)隊之間要進(jìn)行討論與總結(jié)，才能形成最終的課程實踐報告，這能夠鍛煉學(xué)生的組間溝通和論文撰寫能力。課題答辯能夠促使學(xué)生在實踐的基礎(chǔ)上掌握專業(yè)理論知識，形成理論—實踐的閉環(huán)反饋。

3.4 基于工程教育專業(yè)認(rèn)證的OBE 理念，調(diào)整評價體系，優(yōu)化考核方式

實踐教學(xué)的考核是提高教學(xué)實施效果的有效手段，考核是方法而非目的，應(yīng)本著客觀、公平、公正的原則[14]，真實地反映教學(xué)效果，將教學(xué)考查、課程考核和達(dá)成度評價從單純的專業(yè)角度，拓展至應(yīng)用能力、思辨能力、團(tuán)隊協(xié)作能力等多重角度，同時綜合考慮專業(yè)認(rèn)證的要求和專業(yè)培養(yǎng)方案的設(shè)定，為此，將考核方式設(shè)定為考查，成績評定包括實物驗收與設(shè)計報告（占總成績的50%）以及答辯成績（占總成績的50%），最終的成績登記方式為五級制或百分制。

4 結(jié)語

本文從提升學(xué)生工程實踐能力和創(chuàng)新意識的角度出發(fā)，結(jié)合當(dāng)前的工程教育專業(yè)認(rèn)證背景，以“兩性一度”的“金課”標(biāo)準(zhǔn)為目標(biāo)，充分考慮了時代背景、發(fā)展現(xiàn)狀和人才培養(yǎng)需求，緊密結(jié)合了專業(yè)特色，形成了翔實可行的電氣綜合實踐課程教學(xué)改革方案。該教學(xué)改革方案將應(yīng)用于電氣工程類專業(yè)的綜合實踐類教學(xué)中，以期提高學(xué)生的工程技術(shù)能力和實踐能力，培養(yǎng)出符合現(xiàn)代社會發(fā)展需求的電氣類綜合型技術(shù)人才。