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        基于IEET 國際工程教育認(rèn)證的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探索*

        2021-10-14 07:24:12朱潔琪
        甘肅科技 2021年17期
        關(guān)鍵詞:核心理念實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)教學(xué)

        朱潔琪

        (廣州大學(xué),廣東 廣州 510006)

        1 概述

        工程教育專業(yè)認(rèn)證制度起源于西方,是對高校工程類人才培養(yǎng)質(zhì)量的一種合格認(rèn)可[1]。工程教育認(rèn)證可以認(rèn)為是衡量高校工程類專業(yè)建設(shè)發(fā)展成就的重要標(biāo)志,已經(jīng)成為人才培養(yǎng)、教育改革、專業(yè)建設(shè)的“指揮棒”[2]。工程教育認(rèn)證的三大核心理念是以學(xué)生為中心、目標(biāo)導(dǎo)向和持續(xù)改進(jìn)[3]。中華工程教育學(xué)會(huì)(IEET)成立于2003 年,于2007 年6 月成為《華盛頓協(xié)議》(Washington Accord,簡稱WA)正式成員[4],IEET 提出畢業(yè)生核心能力必須涵蓋8 種能力[5],其中解決復(fù)雜工程問題這一點(diǎn)常在認(rèn)證過程中被重點(diǎn)考察。而實(shí)驗(yàn)教學(xué)是工程教育的重要組成部分,圍繞工程教育認(rèn)證這根“指揮棒”進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革,更全面地契合三大核心理念,支撐解決復(fù)雜工程問題核心能力,就顯得尤為重要。

        2 傳統(tǒng)工科實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題

        傳統(tǒng)的工科實(shí)驗(yàn)教學(xué)較注重原理講解和步驟演示,但存在以下不足:

        (1)忽略實(shí)驗(yàn)背景,缺乏目標(biāo)導(dǎo)向。由于課堂時(shí)間有限,教師上課的步驟一般為原理講解,實(shí)驗(yàn)演示,學(xué)生跟做,很少提到實(shí)驗(yàn)背景。而實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的內(nèi)容通常為實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器和實(shí)驗(yàn)步驟等,一般也不會(huì)交代實(shí)驗(yàn)背景。因此很多同學(xué)并不能真正理解設(shè)置此實(shí)驗(yàn)的意義,不明白此實(shí)驗(yàn)與實(shí)際工程應(yīng)用中的對應(yīng)關(guān)系,為什么要做這個(gè)實(shí)驗(yàn),學(xué)會(huì)了將來有什么用處,難以對實(shí)驗(yàn)形成系統(tǒng)的認(rèn)識(shí),在“目標(biāo)導(dǎo)向”上有所欠缺。

        (2)內(nèi)容缺乏彈性,未能以學(xué)生為中心。為保證教學(xué)內(nèi)容的完成,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置偏基礎(chǔ),雖能保證全員達(dá)成,但在解決復(fù)雜工程問題的能力培養(yǎng)上還有欠缺,能力強(qiáng)的學(xué)生沒有拓展知識(shí)的空間。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置未能以學(xué)生為中心,無法在面對不同能力的學(xué)生時(shí)展現(xiàn)一定的彈性。

        (3)過度依賴教師,缺乏主動(dòng)思考。以教師講解和演示為主,學(xué)生只是被動(dòng)地模仿教師的步驟做實(shí)驗(yàn),遇到問題不是自己想辦法,而是舉手讓教師解決,過度依賴教師的幫助和指導(dǎo),不動(dòng)腦筋,缺乏主動(dòng)解決問題的意識(shí)和能力[6]。而這樣被動(dòng)學(xué)過去的知識(shí),通常只能應(yīng)付考試,學(xué)過即忘,很難將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用到將來的實(shí)際工程應(yīng)用中去,離解決復(fù)雜工程問題的畢業(yè)要求相去甚遠(yuǎn)。

        (4)缺乏有效反饋,影響持續(xù)改進(jìn)。實(shí)驗(yàn)報(bào)告體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)成績,能較大程度反映教學(xué)效果,教師可以根據(jù)教學(xué)效果持續(xù)改進(jìn)教學(xué)策略。但實(shí)驗(yàn)報(bào)告的格式相對固定,一般分為五個(gè)部分:實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、數(shù)據(jù)分析、心得體會(huì)。這樣寫出來的實(shí)驗(yàn)報(bào)告比較規(guī)范,但容易造成雷同的現(xiàn)象,有些學(xué)生甚至?xí)蠖握瓕?shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的內(nèi)容。其中最能體現(xiàn)學(xué)生思考過程的“心得體會(huì)”部分,也由于缺乏引導(dǎo),很多學(xué)生寥寥幾筆就帶過了。導(dǎo)致原本可以用于教學(xué)效果反饋的實(shí)驗(yàn)報(bào)告,失去了其作為持續(xù)改進(jìn)課程的依據(jù)的價(jià)值。

        以上問題總結(jié)起來就是傳統(tǒng)的工科實(shí)驗(yàn)不重視實(shí)驗(yàn)背景,缺乏目標(biāo)導(dǎo)向;內(nèi)容設(shè)置未能以學(xué)生為中心;學(xué)生過度依賴?yán)蠋煻狈鉀Q問題的能力;實(shí)驗(yàn)報(bào)告應(yīng)付了事,未能給持續(xù)改進(jìn)教學(xué)效果提供有效的反饋。與IEET 國際工程教育認(rèn)證的三大核心理念和畢業(yè)生八項(xiàng)核心能力中所提到的解決復(fù)雜工程問題等還有差距。

        3 基于IEET 國際工程教育認(rèn)證的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革模式

        廣州大學(xué)電子信息工程專業(yè)于2019-2020 年參加了IEET 國際工程教育認(rèn)證,在認(rèn)證工作中,以三大核心理念為準(zhǔn)則,特別強(qiáng)調(diào)實(shí)踐教學(xué)對學(xué)生能力的培養(yǎng),注重培養(yǎng)學(xué)生以所學(xué)知識(shí)為工具分析問題、解決問題的能力。以此思想為指導(dǎo),針對傳統(tǒng)工科實(shí)驗(yàn)教學(xué)的不足,以本專業(yè)聲像燈光方向的專業(yè)課《聲頻系統(tǒng)工程》中的實(shí)驗(yàn)“音響系統(tǒng)指標(biāo)測量”為例,提出實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革模式:

        實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是通過搭建完整的擴(kuò)聲系統(tǒng)和測量系統(tǒng),參考國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 4959-2011《廳堂擴(kuò)聲特性測量方法》,根據(jù)現(xiàn)場條件劃分測量區(qū)域、確定測量點(diǎn),使用電輸入法或聲輸入法測量最大聲壓級(jí)、傳聲增益、傳輸(幅度)頻率特性、聲場不均勻度、總噪聲級(jí)等指標(biāo)參數(shù)。參照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 28049-2011《廳堂、體育場館擴(kuò)聲系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》給出結(jié)論。改進(jìn)策略如圖1 所示。

        圖1 基于IEET 國際工程教育認(rèn)證的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革框圖

        (1)案例導(dǎo)入,目標(biāo)明確。老師從大家熟悉的場館工程案例入手,介紹實(shí)驗(yàn)背景,以直觀的聽覺感受反映各項(xiàng)聲學(xué)測量指標(biāo)的意義。從應(yīng)用的角度去講解實(shí)驗(yàn)原理,使同學(xué)們更好地理解實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,把理論和?shí)踐聯(lián)系起來,建立系統(tǒng)的知識(shí)框架,以便將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用到工程中去。而明確的目標(biāo)導(dǎo)向能引發(fā)學(xué)生探索知識(shí)的欲望,變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)。

        (2)以學(xué)生為中心,分層次教學(xué)。充分考慮學(xué)生由于學(xué)習(xí)能力不同、愛好不同等原因造成的差距,在保證達(dá)成實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)的前提下,設(shè)置不同層次的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。學(xué)生可自主選擇“基礎(chǔ)版”和“提升版”的內(nèi)容進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?!盎A(chǔ)版”覆蓋實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目標(biāo),“提升版”則在原有要求上增加難度,如在測量結(jié)果的基礎(chǔ)上,利用《建筑聲學(xué)》等相關(guān)知識(shí),思考如何改善聲學(xué)質(zhì)量等。聲學(xué)測量是一個(gè)發(fā)現(xiàn)問題的過程,而如何根據(jù)現(xiàn)場條件改善聲學(xué)環(huán)境才是最終目的。對本實(shí)驗(yàn)進(jìn)行深挖,引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)拓展知識(shí),有助于提高他們解決復(fù)雜工程問題的能力。不同層次的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容將對應(yīng)不同的考核標(biāo)準(zhǔn)。

        (3)反問引導(dǎo),培養(yǎng)能力。教師對學(xué)生提出的疑問不要直接解答,而是思維引導(dǎo)式反問,如學(xué)生提問為什么自己的聲級(jí)計(jì)上顯示的數(shù)據(jù)跟測量同樣位置的其他同學(xué)相差很大?可以反問他聲壓級(jí)相差這么大的話,聲功率相差會(huì)有多大,在相同的測量位置會(huì)發(fā)生這種情況嗎?如果不會(huì),說明儀器可能有問題,根據(jù)測量儀器的使用流程,第一步是什么?這個(gè)步驟做了嗎?如果做了,參數(shù)設(shè)置是否正確?引導(dǎo)學(xué)生將理論知識(shí)用于解決實(shí)際問題,鍛煉學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中的觀察能力,培養(yǎng)分析問題的思維、解決問題的能力。

        (4)心得體會(huì),有效反饋。在實(shí)驗(yàn)報(bào)告的心得體會(huì)部分設(shè)置一些開放性問題,如“你們組的結(jié)論與其他組是否一致?如果不一致,請分析原因”“實(shí)驗(yàn)過程中遇到了怎樣的問題,是如何解決的”“你在小組中擔(dān)任怎樣的角色?你們是怎么進(jìn)行團(tuán)隊(duì)協(xié)作的”,引導(dǎo)學(xué)生寫出一些過程性的內(nèi)容,以展現(xiàn)他們的思考過程,團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力等,避免了實(shí)驗(yàn)報(bào)告雷同現(xiàn)象,為教師持續(xù)改進(jìn)課程提供有效依據(jù)。

        經(jīng)過改進(jìn)后,實(shí)驗(yàn)教學(xué)與工程實(shí)際結(jié)合更緊密,學(xué)生能自主選擇不同等級(jí)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,跟隨教師的引導(dǎo)式提問培養(yǎng)解決問題的能力,改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)報(bào)告能為持續(xù)改進(jìn)提供有效反饋。體現(xiàn)了目標(biāo)導(dǎo)向、以學(xué)生為中心、持續(xù)改進(jìn)的工程認(rèn)證三大核心理念。同時(shí)注重培養(yǎng)學(xué)生分析問題解決問題的能力,更好地支撐畢業(yè)生核心能力中解決復(fù)雜工程問題的能力。

        4 結(jié)束語

        實(shí)驗(yàn)教學(xué)是IEET 國際工程教育認(rèn)證的重要考察環(huán)節(jié)之一。本文分析了目前工科實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的不足,以IEET 國際工程教育認(rèn)證的三大核心理念為指導(dǎo)提出了一種實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革模式,改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)教學(xué)能更全面地契合三大核心理念,支撐畢業(yè)生核心能力中解決復(fù)雜工程問題的能力。接下來將實(shí)踐此實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革設(shè)想,在教學(xué)過程中不斷總結(jié)與分析,持續(xù)改進(jìn)教學(xué)方法,以工程教育認(rèn)證為促進(jìn)手段,為社會(huì)輸出更為優(yōu)秀的工程技術(shù)人才。

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