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        工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下機(jī)械類“機(jī)械控制工程基礎(chǔ)”課程教學(xué)改革研究

        2017-06-06 13:01:37周振華陳耿彪曹太山
        教書育人·高教論壇 2017年5期
        關(guān)鍵詞:工程教育專業(yè)認(rèn)證能力培養(yǎng)教學(xué)改革

        周振華 陳耿彪 曹太山

        [摘要]“機(jī)械控制工程基礎(chǔ)”作為機(jī)械專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,在構(gòu)成畢業(yè)生工程教育知識(shí)能力體系和工程能力培養(yǎng)中起著舉足輕重的作用。本文分析了該課程的特點(diǎn)和教學(xué)現(xiàn)狀,并分析了該課程教學(xué)現(xiàn)狀與工程教育專業(yè)認(rèn)證要求的差距,根據(jù)工程教育專業(yè)認(rèn)證以能力培養(yǎng)和成果產(chǎn)出為導(dǎo)向,反向設(shè)計(jì)和正向?qū)嵤┑囊?,為保證該課程對(duì)畢業(yè)要求的能力和素質(zhì)培養(yǎng)的支撐度,從多個(gè)方面提出了該課程教學(xué)改革的具體思路和方法,期望為該課程的教學(xué)改革提供一定的借鑒和思路。

        [關(guān)鍵詞]機(jī)械控制工程基礎(chǔ);教學(xué)改革;工程教育專業(yè)認(rèn)證;能力培養(yǎng)

        [中圖分類號(hào)]G642

        [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A

        [文章編號(hào)]1008-2549(2017)05-0082-02

        一、工程教育專業(yè)認(rèn)證與現(xiàn)狀

        工程教育專業(yè)認(rèn)證是實(shí)現(xiàn)工程教育國(guó)際互認(rèn)的重要途徑,為了促進(jìn)我國(guó)工程教育參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng),教育部自2006年起在全國(guó)實(shí)施工程教育專業(yè)認(rèn)證,并在試點(diǎn)過(guò)程中不斷修改和完善相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),其目標(biāo)定位為“構(gòu)建中國(guó)工程教育的質(zhì)量監(jiān)控體系,推進(jìn)中國(guó)工程教育改革,進(jìn)一步提高工程教育質(zhì)量;建立與工程師制度相銜接的工程教育認(rèn)證體系,增強(qiáng)工程教育人才培養(yǎng)對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的適應(yīng)性;促進(jìn)中國(guó)工程教育的國(guó)際互認(rèn),提升國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力”《工程教育認(rèn)證指南》。工程教育專業(yè)認(rèn)證要求以學(xué)生能力培養(yǎng)為導(dǎo)向,根據(jù)畢業(yè)要求中需要培養(yǎng)的學(xué)生能力和素質(zhì)為目標(biāo),通反向設(shè)計(jì)來(lái)對(duì)課程體系、課程、評(píng)價(jià)體系等進(jìn)行設(shè)計(jì),建立制度性的質(zhì)量管理體系,使得學(xué)生在課程的學(xué)習(xí)過(guò)程中,以反向設(shè)計(jì)時(shí)所確定的能力和素質(zhì)培養(yǎng)目標(biāo)為依據(jù),通過(guò)正向?qū)嵤┦沟脤W(xué)生在畢業(yè)時(shí)能獲得培養(yǎng)目標(biāo)所要求的能力,并且通過(guò)學(xué)生、用人單位、社會(huì)對(duì)培養(yǎng)質(zhì)量的評(píng)價(jià)反饋來(lái)對(duì)培養(yǎng)過(guò)程中的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行持續(xù)改進(jìn),進(jìn)一步提高培養(yǎng)質(zhì)量,滿足社會(huì)和企業(yè)對(duì)工程人才的需求。在工程教育的人才培養(yǎng)過(guò)程中,課程本身是培養(yǎng)學(xué)生能力的載體,學(xué)生的知識(shí)掌握、工程能力以及其他素質(zhì)的培養(yǎng)最終需要通過(guò)課程本身的教學(xué)活動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此,面向工程教育專業(yè)認(rèn)證人才培養(yǎng)的最終落腳點(diǎn)是在設(shè)計(jì)課程體系時(shí)所確定的課程,只有每門課程所承擔(dān)的能力和素質(zhì)培養(yǎng)能夠達(dá)到預(yù)定目標(biāo)值,學(xué)生畢業(yè)時(shí)才能達(dá)到畢業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

        二、機(jī)械類“機(jī)械控制工程控制”課程的現(xiàn)狀以及與工程教育認(rèn)證存在的差距“機(jī)械控制工程基礎(chǔ)”是機(jī)械專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,該課程主要介紹經(jīng)典控制理論的基本概念、基本原理、基本分析方法、工程設(shè)計(jì)方法及控制理論在機(jī)械工程領(lǐng)域中的應(yīng)用。通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)能使學(xué)生掌握機(jī)械控制工程的基礎(chǔ)理論,培養(yǎng)學(xué)生的控制系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)能力,提高學(xué)生理論水平和知識(shí)運(yùn)用能力,同時(shí)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的辨證思維能力,建立理論聯(lián)系實(shí)際的科學(xué)觀點(diǎn)和提高綜合分析問題的能力具有重要的作用;實(shí)際上,根據(jù)工程教育認(rèn)證的要求,通過(guò)本課程的學(xué)習(xí),應(yīng)達(dá)到以下教學(xué)目標(biāo),學(xué)生應(yīng)做到:能將數(shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程基礎(chǔ)和專業(yè)知識(shí)運(yùn)用到機(jī)械控制工程問題的恰當(dāng)表述中;能針對(duì)機(jī)械控制系統(tǒng)或過(guò)程建立合適的數(shù)學(xué)或仿真模型,進(jìn)行求解或分析;能識(shí)別和判斷機(jī)械控制工程問題的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和參數(shù);能正確表達(dá)一個(gè)機(jī)械控制工程問題的解決方案;能根據(jù)設(shè)計(jì)需求確定設(shè)計(jì)目標(biāo);能對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行數(shù)學(xué)建模或軟件仿真驗(yàn)證;能用科學(xué)方法深入分析機(jī)械控制工程問題,找出關(guān)鍵沖突;能使用現(xiàn)代工具描述機(jī)械控制工程問題開發(fā)、選擇與使用恰當(dāng)?shù)默F(xiàn)代工具對(duì)機(jī)械控制問題進(jìn)行預(yù)測(cè)與模擬,能針對(duì)預(yù)測(cè)與模擬結(jié)果修正解決方法。根據(jù)工程教育專業(yè)認(rèn)證的要求,該門課程實(shí)際上包括了學(xué)生對(duì)機(jī)械控制工程理論知識(shí)的掌握和相應(yīng)工程能力的培養(yǎng)。

        “機(jī)械控制工程基礎(chǔ)”作為具有一定理論深度以及與工程實(shí)際緊密結(jié)合的專業(yè)基礎(chǔ)課程有如下特點(diǎn):首先,課程內(nèi)容抽象、理論性強(qiáng)。其次,該課程章節(jié)間連貫而銜接緊密,前面章節(jié)的學(xué)習(xí)質(zhì)量對(duì)后續(xù)章節(jié)的學(xué)習(xí)有著十分重要的影響;再次,該課程對(duì)其他先修課程如:高等數(shù)學(xué)、復(fù)變函數(shù)、電路原理、模擬電路以及MATLAB等數(shù)學(xué)工具軟件的掌握程度要求較高。最后,該課程的研究對(duì)象為應(yīng)用于工程實(shí)際的自動(dòng)控制系統(tǒng),與工程實(shí)際結(jié)合十分緊密。以上特點(diǎn)使得該課程的教學(xué)存在一定的難度。目前課程依然處于以知識(shí)體系為導(dǎo)向的傳統(tǒng)教學(xué)階段,其存在的問題主要如下。

        課程現(xiàn)有的教學(xué)大綱與教學(xué)計(jì)劃大多是根據(jù)所選用的教材和課程知識(shí)體系所需要的知識(shí)點(diǎn)來(lái)確定,并沒有考慮教學(xué)內(nèi)容、授課順序?qū)W(xué)生能力培養(yǎng)的關(guān)聯(lián)度和支撐度。現(xiàn)有教學(xué)大綱沒有將學(xué)生能力培養(yǎng)在課程中細(xì)化和量化,不能滿足工程教育專業(yè)認(rèn)證的要求。

        課程的理論教學(xué)一般采用傳統(tǒng)的課堂面授方法,授課教師與學(xué)生通過(guò)課堂講授來(lái)完成理論知識(shí)的學(xué)習(xí),實(shí)踐教學(xué)一般是在理論課講授結(jié)束后,通過(guò)驗(yàn)證性的上機(jī)實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行,實(shí)踐教學(xué)滯后于理論教學(xué),理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐教學(xué)脫節(jié)。實(shí)踐教學(xué)雖然能為鞏固學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握起到一定的作用,但是對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)效果甚微。在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中,學(xué)生參與程度很低,還是傳統(tǒng)的“以教師為中心”在開展教學(xué)工作。

        課程的學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)主要是根據(jù)出勤率、實(shí)驗(yàn)成績(jī)與期末考核成績(jī)采用簡(jiǎn)單的加權(quán)求和來(lái)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)成果進(jìn)行評(píng)價(jià),這種評(píng)價(jià)方式不科學(xué),評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)來(lái)源單一(缺少學(xué)生、社會(huì)、企業(yè)的評(píng)價(jià))、沒有形成性的評(píng)價(jià),評(píng)價(jià)結(jié)果僅僅是學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)掌握程度的評(píng)價(jià),而不是培養(yǎng)目標(biāo)所要求的能力和素質(zhì)的評(píng)價(jià)。這種評(píng)價(jià)方法無(wú)法對(duì)課程本身能力培養(yǎng)的效果做出準(zhǔn)確的評(píng)價(jià),不能為教師教學(xué)提供準(zhǔn)確、可量化的反饋數(shù)據(jù)。同時(shí),現(xiàn)有的課程評(píng)估實(shí)際上依然處于“教的怎么樣”的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn),而不是國(guó)際工程教育認(rèn)證所要求的“學(xué)的怎樣”的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)。

        因此,根據(jù)工程教育專業(yè)認(rèn)證“以學(xué)生為中心,教師為輔助,以能力培養(yǎng)為主線,以素質(zhì)培養(yǎng)為目標(biāo)”的要求,必須對(duì)課程進(jìn)行教學(xué)改革。

        三、工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下課程改革的措施

        1.教學(xué)大綱和課程內(nèi)容

        根據(jù)工程教育認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn),課程的設(shè)計(jì)應(yīng)以成果產(chǎn)出和能力培養(yǎng)導(dǎo)為向。根據(jù)反向設(shè)計(jì)原則,在制定培養(yǎng)目標(biāo)后,可以確定畢業(yè)要求,進(jìn)一步根據(jù)畢業(yè)要求來(lái)設(shè)計(jì)課程體系,最后來(lái)確定“機(jī)械控制工程基礎(chǔ)”課程內(nèi)容,將基本素質(zhì)和專業(yè)能力的培養(yǎng)分解到課程單元與知識(shí)點(diǎn),從而確定課程的教學(xué)大綱中的理論教學(xué)活動(dòng)和實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)。通過(guò)正向?qū)嵤?,將基本素質(zhì)和能力的培養(yǎng)落實(shí)到相應(yīng)的教學(xué)活動(dòng)過(guò)程。

        2.教學(xué)方法

        教學(xué)可以采用項(xiàng)目式教學(xué)、案例式教學(xué)或與創(chuàng)新性研究課題相結(jié)合開展教學(xué)活動(dòng),使得理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)能相輔相成、相互支撐;如以某一控制工程應(yīng)用實(shí)例為導(dǎo)向,將學(xué)生分配成組導(dǎo)人項(xiàng)目開發(fā)的各個(gè)階段,充分將理論學(xué)習(xí)、實(shí)踐教學(xué)和能力培養(yǎng)相結(jié)合。學(xué)生在項(xiàng)目式教學(xué)過(guò)程中,為了完成項(xiàng)目設(shè)計(jì)的任務(wù),學(xué)生需要充分利用課外時(shí)間來(lái)完成項(xiàng)目設(shè)計(jì),強(qiáng)調(diào)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力,以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和參與程度,并將能力培養(yǎng)和項(xiàng)目開發(fā)過(guò)程融合在一起,充分提供學(xué)生彼此之間的交流和協(xié)助。在整個(gè)課程教學(xué)的實(shí)施過(guò)程中將傳統(tǒng)的以老師為中心的教學(xué)方式,轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為中心,教師為輔,以能力培養(yǎng)為主線的教學(xué)模式。

        3.課程評(píng)價(jià)

        把課程成果的部分評(píng)價(jià)置于學(xué)習(xí)成果的階段性考核上,根據(jù)學(xué)生能力要求的階段達(dá)成要求,分階段考核階段的學(xué)習(xí)成果,獲得形成性評(píng)價(jià)。如通過(guò)階段性的學(xué)習(xí),將學(xué)生按組針對(duì)所學(xué)的理論知識(shí)和實(shí)踐能力寫出學(xué)習(xí)成果分析、交流體會(huì)與教學(xué)建議,并設(shè)定的相應(yīng)的考核分?jǐn)?shù)和評(píng)價(jià)基準(zhǔn),獲得形成性評(píng)價(jià),盡可能客觀將學(xué)生充分融入到評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)并對(duì)學(xué)習(xí)過(guò)程中的教學(xué)方法、教學(xué)方式做出不記名的評(píng)論。對(duì)學(xué)生提出的問題和建議進(jìn)行分析,并加以改進(jìn)。在教學(xué)過(guò)程中積累評(píng)估數(shù)據(jù),為課程改革提供診斷和導(dǎo)向功能。同時(shí),每年定期開展畢業(yè)座談會(huì),對(duì)畢業(yè)學(xué)生按10%的比例抽取部分畢業(yè)生分專業(yè)開展座談會(huì),主要針對(duì)教師教學(xué)、課程體系以及本課程對(duì)學(xué)習(xí)本專業(yè)其他課程的支持度等各個(gè)方面開展座談,為教師和相關(guān)部門持續(xù)改進(jìn)提供可靠、準(zhǔn)確的反饋信息。同時(shí)應(yīng)對(duì)通過(guò)該課程學(xué)習(xí)和考核的學(xué)生,在畢業(yè)后從事本專業(yè)的工作時(shí),該課程是否對(duì)其相應(yīng)的能力起到了支撐作用進(jìn)行跟蹤與反饋。學(xué)校招生就業(yè)處和院學(xué)生工作辦公室可以通過(guò)用人單位反饋、校企座談、校友會(huì)等各種途徑來(lái)收集用人單位對(duì)畢業(yè)生的評(píng)價(jià),并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行整理、歸納和統(tǒng)計(jì),對(duì)本課程所培養(yǎng)能力的達(dá)成度進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)。

        4.持續(xù)改進(jìn)

        通過(guò)課程評(píng)價(jià)體系獲得的學(xué)生在校時(shí)提供的階段性評(píng)價(jià)、成績(jī)考核等評(píng)價(jià)作為內(nèi)部反饋信息和通過(guò)企業(yè)和用人單位以及往屆畢業(yè)生的評(píng)價(jià)作為外部反饋信息,根據(jù)獲得的評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)和分析結(jié)果來(lái)對(duì)教學(xué)大綱,教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等進(jìn)行修正和改進(jìn),形成PDCA閉環(huán),促使課程本身的不斷完善,使得本課程對(duì)能力和素質(zhì)培養(yǎng)的達(dá)成度不斷提高。同時(shí)評(píng)估與反向設(shè)計(jì)時(shí)設(shè)定的目標(biāo)差距,發(fā)現(xiàn)問題并改進(jìn),完善工程教育認(rèn)證對(duì)該課程的要求,達(dá)到工程教育認(rèn)證所要求的持續(xù)改進(jìn)。

        總之,“機(jī)械控制工程基礎(chǔ)”作為機(jī)械專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,在構(gòu)成畢業(yè)生工程教育知識(shí)能力體系和畢業(yè)要求能力培養(yǎng)中起著舉足輕重的作用。本文結(jié)合工程教育專業(yè)認(rèn)證的基本理念分析了機(jī)械類“機(jī)械控制工程基礎(chǔ)”課程的特點(diǎn)、教學(xué)現(xiàn)狀和存在的問題。根據(jù)工程教育專業(yè)認(rèn)證以能力培養(yǎng)和成果產(chǎn)出為導(dǎo)向、反向設(shè)計(jì)和正向?qū)嵤┑囊?,為保證該課程對(duì)畢業(yè)要求的能力和素質(zhì)培養(yǎng)的支撐度,從多個(gè)方面提出了該課程的教學(xué)改革的具體思路和方法。該課程的改革需不斷推進(jìn),這需要任課勇于實(shí)踐,探索出一條適合機(jī)械專業(yè)工程教育專業(yè)認(rèn)證、符合“機(jī)械控制工程基礎(chǔ)”課程教學(xué)規(guī)律和發(fā)展趨勢(shì)的教學(xué)改革之路。

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