魏真真，李媛媛，張 巖，眭建華，潘志娟

(蘇州大學 紡織與服裝工程學院，江蘇 蘇州 215123)

工程教育專業(yè)認證是一種國際通行的工程教育質(zhì)量保障制度，是實現(xiàn)工程教育國際互認和工程師資格國際互認的重要基礎(chǔ)[1-2]。2016年我國正式成為《華盛頓協(xié)議》成員后，在我國掀起了工程教育專業(yè)認證熱潮，截至2018年底，全國共有227所高校的1 170個專業(yè)通過了工程教育專業(yè)認證。我校(蘇州大學)紡織工程專業(yè)是國家特色專業(yè)建設(shè)點、教育部“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”專業(yè)、江蘇高校品牌專業(yè)以及江蘇省紡織類重點專業(yè)的核心專業(yè)[3]。目前該專業(yè)正積極開展工程教育專業(yè)認證工作?！霸囼炘O(shè)計與優(yōu)化”是紡織工程專業(yè)的一門必修課程，通過介紹以正交試驗設(shè)計為主的各種試驗設(shè)計方法以及試驗數(shù)據(jù)處理與分析方法，使學生具有科學開展試驗與正確分析試驗數(shù)據(jù)并進行試驗優(yōu)化的能力，為今后在學習、科研或工作中靈活運用科學試驗方法打下基礎(chǔ)。因此為符合工程教育專業(yè)認證要求，“試驗設(shè)計與優(yōu)化”課程需要有新的定位，并在教學內(nèi)容、教學方法及考核方式等方面進行改革。

一、“試驗設(shè)計與優(yōu)化”課程的新定位

我校紡織工程專業(yè)的培養(yǎng)目標之一是使學生能夠綜合運用數(shù)學、自然科學、工程科學和專業(yè)知識，對復雜紡織工程問題提供系統(tǒng)性解決方案。畢業(yè)要求中工程知識、問題分析、設(shè)計/開發(fā)解決方案、研究以及使用現(xiàn)代工具等都可為達成這一目標起到支撐作用。結(jié)合“試驗設(shè)計與優(yōu)化”課程的內(nèi)容與性質(zhì)，該課程可以很好地對應畢業(yè)要求1工程知識以及畢業(yè)要求4研究，具體的對應關(guān)系見表1。按照工程教育專業(yè)認證的要求，培養(yǎng)目標和畢業(yè)要求的制定是面向全體學生的，即全體學生在畢業(yè)時應達到畢業(yè)要求，畢業(yè)五年后符合培養(yǎng)目標[4]。然而，“試驗設(shè)計與優(yōu)化”以往被設(shè)置為紡織工程專業(yè)的一門專業(yè)選修課，安排在大三階段，課程修讀時間偏晚，面向?qū)ο笥邢蓿荒茏龅矫嫦蛉w學生。因此在工程教育專業(yè)認證背景下，該課程應被納入紡織工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，且為專業(yè)必修課，達到對應的畢業(yè)要求及培養(yǎng)目標。該課程的教學目標分解為3個，與畢業(yè)要求的對應關(guān)系見表1。

表1 畢業(yè)要求及分解指標點與課程目標的對應關(guān)系

二、“試驗設(shè)計與優(yōu)化”課程教學改革

工程教育專業(yè)認證賦予“試驗設(shè)計與優(yōu)化”課程新的定位，在認清目前該課程存在問題的基礎(chǔ)上，為保證學生可以順利達成畢業(yè)要求以及培養(yǎng)目標，應在課程內(nèi)容、教學方法、考核方式等方面作出合理改革。

1.教學內(nèi)容改革

傳統(tǒng)教學模式下，“試驗設(shè)計與優(yōu)化”課程因涉及試驗設(shè)計方法以及試驗數(shù)據(jù)處理方法等，內(nèi)容多，概念多，知識點分散，具有一定的抽象性和邏輯性。該課程的基本原理涉及大量統(tǒng)計學和概率論知識，公式多且復雜，學生容易感覺枯燥乏味，難以掌握。課程偏重理論知識的講解以及公式的推導，雖講清了知識點的根源，但對學生應用幫助不大，學生的學習積極性和主觀能動性不高[5]。教學內(nèi)容沒有明顯結(jié)合專業(yè)特色，不能將試驗設(shè)計與專業(yè)課題研究相結(jié)合，不利于培養(yǎng)學生解決實際專業(yè)工程問題的能力。

在工程教育專業(yè)認證背景下，針對上述問題，應以成果產(chǎn)出為導向，結(jié)合培養(yǎng)目標和畢業(yè)要求對教學內(nèi)容進行調(diào)整。

(1)明確課程內(nèi)容及知識點關(guān)系。根據(jù)課程新的定位制定詳細的課程教學大綱，將課程內(nèi)容梳理歸納總結(jié)，制定各知識點的關(guān)系圖(如圖1所示)，并在每個知識點講解前將此關(guān)系圖展示給學生，便于學生明確課程重點，了解各知識點之間的邏輯關(guān)系。

(2)弱化公式推導，強調(diào)學以致用。雖然一些公式的推導可以幫助學生暫時理解記憶，但學習這些公式的根本目的是會使用它們，所以在課程講授過程中適量刪減公式的推導過程，將課時用于講解公式如何用于解決實際問題以及具體的應用場所。

(3)引入專業(yè)案例，強化專業(yè)與課程的相關(guān)性。從工程教育專業(yè)認證的角度分析，教學內(nèi)容應滿足能夠培養(yǎng)具有對復雜紡織工程問題提供系統(tǒng)性解決方案的能力，在這種能力的培養(yǎng)過程中，講授內(nèi)容應積極將紡織工程專業(yè)的具體實例引入到“試驗設(shè)計與優(yōu)化”課程知識中。例如，正交試驗設(shè)計是該課程的重點內(nèi)容，在講解試驗設(shè)計方法時可以以優(yōu)化滌綸紗線斷裂強度工藝為例，分析需要考慮如紡絲速度、牽伸倍數(shù)等影響因素及其水平，設(shè)計試驗，開展試驗，進行數(shù)據(jù)收集與分析，最后得出結(jié)論。這樣引用專業(yè)特色實例，不僅便于將課程的知識點講解透徹，而且還可以深化專業(yè)知識的學習，使學生在知識學習中做到融會貫通。

2.教學方法改革

傳統(tǒng)教學模式下，“試驗設(shè)計與優(yōu)化”課程多是以教師講、學生聽的被動式和填鴨式方式教學。雖有部分專業(yè)為該課程開設(shè)實驗課，但實驗方式多是讓學生按部就班地根據(jù)實驗流程操作一遍，缺少學生主動思考的空間；雖也有課堂上的提問式交流互動，但由于課程內(nèi)容枯燥、難理解，互動往往以學生的應付式回答結(jié)束，難以激發(fā)學生的學習興趣，教學效果不理想。因此，傳統(tǒng)教學方法不符合工程教育專業(yè)認證要求中“以學生為中心”的理念[6]。同時，在此教學方法下的學習，學生也很難滿足工程教育專業(yè)認證提出的畢業(yè)要求和培養(yǎng)目標。在工程教育專業(yè)認證背景下，針對上述問題，應貫徹“以學生為中心”的理念，結(jié)合培養(yǎng)目標和畢業(yè)要求進行教學方法改革?！霸囼炘O(shè)計與優(yōu)化”課程應根據(jù)教學內(nèi)容靈活選用多樣的教學方法。

圖1 “試驗設(shè)計與優(yōu)化”課程知識點的關(guān)系

(1)充分利用多媒體與網(wǎng)絡(luò)資源。教師在講授基本概念、理論、公式時，可配合將相應的圖像、動畫以及聲音呈現(xiàn)給學生，節(jié)省板書時間。同時在講授過程中可以穿插相關(guān)歷史、典故、人物、事件等，這就需要教師充分利用網(wǎng)絡(luò)資源提前做足功課。這不僅可以激發(fā)學生學習興趣，促進學生理解記憶，還可以將思政教育融入課堂，提高教學效果。

(2)以學生為中心，引入翻轉(zhuǎn)課堂、任務驅(qū)動、問題引導等教學方式。讓學生變成課程教學的主體，需要進行合適的布置安排與引導。將簡單基本的知識點翻轉(zhuǎn)到學生課下學習，并布置相應課下與課上任務，讓學生帶著問題來上課，不僅可以調(diào)動學生學習的主動性和積極性，還可以使學生在課上溫故而知新。值得注意的是，在課堂討論過程中教師要發(fā)揮引導員和裁判員的作用，不僅要適時給予引導，激發(fā)學生發(fā)散思維，還要對學生課堂發(fā)言、提問、總體表現(xiàn)給予公正、公平、公開的評價，促進學生積極表現(xiàn)。例如，利用方差分析檢驗回歸方程的顯著性問題，可以在上一節(jié)課時給出下節(jié)課的討論問題(如何檢驗回歸方程的顯著性)，上課時分組討論并派代表發(fā)言，教師作出評價；同時針對不同情況(一元或多元，線性或非線性)，教師給予引導性提問(如重復性試驗的目的等)，以提高學習質(zhì)量及課堂教學效果。

(3)強化實踐環(huán)節(jié)，促進能力培養(yǎng)?！霸囼炘O(shè)計與優(yōu)化”是一門實踐性與應用性強的課程，工程教育專業(yè)認證背景下更重視實踐教學環(huán)節(jié)。我校紡織與服裝工程學院擁有現(xiàn)代絲綢國家工程實驗室、虛擬仿真實驗教學中心等國家級科研平臺，該課程在設(shè)置實踐環(huán)節(jié)時需緊密結(jié)合專業(yè)優(yōu)勢和這些科研平臺開展。例如，開展正交試驗設(shè)計與數(shù)據(jù)處理，可以分組設(shè)置試驗環(huán)節(jié)，讓學生自己確定與紡織工程專業(yè)相關(guān)的考察指標以及影響因素及水平，在實驗室開展試驗，獲得結(jié)果，對結(jié)果進行分析，并得出結(jié)論。這樣不僅可以充分利用學院現(xiàn)有資源，而且可以調(diào)動學生學習的積極性，培養(yǎng)設(shè)計與動手能力，同時還可以使學生總體把握該課程的主要內(nèi)容，邏輯思路上更為清晰。

3.考核方式改革

傳統(tǒng)教學模式下，“試驗設(shè)計與優(yōu)化”課程的考核方式主要為閉卷考試，雖也計入平時成績，但所占比例低，且沒有明確的量化標準。這種考核方式一方面不能公平客觀地反映學生的學習成果，另一方面也不利于對課程進行合理有效的評價以及持續(xù)改進。

在工程教育專業(yè)認證背景下，針對上述問題，應重視教學過程中的考核與評價。根據(jù)“試驗設(shè)計與優(yōu)化”課程的教學內(nèi)容和教學方法，在教學過程中設(shè)計不同環(huán)節(jié)，如課堂發(fā)言及表現(xiàn)、課后練習作業(yè)、小組互動表現(xiàn)、實踐環(huán)節(jié)等，將學習過程中學生在不同環(huán)節(jié)的表現(xiàn)都納入考核范圍并按比例給予成績；同時調(diào)整卷面考試內(nèi)容，不僅有基礎(chǔ)知識，而且注重對解決實際問題能力的考核；最終成績由過程考核成績和卷面考試成績構(gòu)成。教師在實施每個需要考核的過程時，需制定并提前公開此過程的考核標準，便于課程考核與評價。過程考核不僅有利于教師及時了解各環(huán)節(jié)中學生的學習效果，及時調(diào)整課程教學進度，還有利于發(fā)揮學生的積極性，培養(yǎng)學生團隊合作精神與解決問題能力；同時也將改善學生只在期末考試前死記硬背的突擊式應考心態(tài)，促進學生加強平時學習。

三、結(jié)語

開展工程教育專業(yè)認證是提升工程人才培養(yǎng)質(zhì)量以及促進工科專業(yè)建設(shè)的契機，也是工程教育改革的內(nèi)在發(fā)展要求和必然趨勢。在工程教育專業(yè)認證背景下，我校紡織與服裝工程學院針對“試驗設(shè)計與優(yōu)化”課程教學存在的問題，將專業(yè)認證的基本理念引入到教學內(nèi)容、教學方法和考核方式中，采取內(nèi)容上強化專業(yè)與課程的相關(guān)性，方法上注重實踐能力的培養(yǎng)，考核上重視過程化評價等一系列改革措施。堅持以學生為中心，以學生成果產(chǎn)出為導向，以持續(xù)改進為手段，培養(yǎng)紡織工程專業(yè)學生解決復雜紡織工程問題的能力，達到工程教育專業(yè)認證下的培養(yǎng)目標與畢業(yè)要求。