徐艷芳劉 瑜李 修黃 敏宋月紅

(北京印刷學(xué)院印刷與包裝工程學(xué)院,北京 102600)

2016年3月,中國正式加入華盛頓協(xié)議,成為國際工程聯(lián)盟的締約成員,標(biāo)志著我國工程教育認證體系和工程教育標(biāo)準(zhǔn)具備了國際實質(zhì)等效性。其后,工程教育認證成為高校深化教育教學(xué)改革,提高工程教育質(zhì)量,培養(yǎng)高素質(zhì)工程人才的一個發(fā)展契機,在助推新工科人才培養(yǎng)、產(chǎn)教融合及一流本科專業(yè)建設(shè)等方面均發(fā)揮了積極的作用[1-3]。

工程教育認證的三大核心理念是:成果導(dǎo)向、以學(xué)生為中心、持續(xù)改進。其基礎(chǔ)是課程體系,而課程體系中的實驗教學(xué)環(huán)節(jié)尤為重要,不僅是培養(yǎng)學(xué)生工程實踐能力和創(chuàng)新能力的重要途徑,也是與理論教學(xué)相輔相成的重要組成部分。工程教育專業(yè)認證標(biāo)準(zhǔn)要求通過實驗教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的實驗內(nèi)容設(shè)計、儀器設(shè)備選擇、結(jié)果分析等綜合實踐能力,以及解決復(fù)雜工程問題的能力,而這些能力的培養(yǎng)對實驗教學(xué)體系、實驗的設(shè)計及實驗教學(xué)的模式提出了新要求[4-5]。

現(xiàn)代教育正不斷完善著“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的模式。特別是新冠疫情的出現(xiàn),網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、在線教學(xué)得到迅猛發(fā)展[6]。即便是正常的在校教學(xué),借助于“網(wǎng)絡(luò)”也已蔚然成風(fēng)。此外,使用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺及APP中的教學(xué)監(jiān)測工具,簡化證據(jù)收集與報告,并開展基于信息技術(shù)的精細化教學(xué)管理與學(xué)生學(xué)業(yè)產(chǎn)出評估,被認為是解決當(dāng)前我國工程教育認證存在問題的一個有效對策[7]。因此,基于網(wǎng)絡(luò)平臺的教學(xué)正成為現(xiàn)代教育的一個有益手段和補充。

“色彩管理技術(shù)與應(yīng)用”是我校印刷工程專業(yè)的必修核心課程。既具有理論與技術(shù)結(jié)合緊密的特點,也具有綜合性、應(yīng)用性強的特點,實驗教學(xué)效果直接影響該課程的教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生解決色彩管理技術(shù)行業(yè)應(yīng)用復(fù)雜工程問題的能力培養(yǎng)作用。本文基于工程教育專業(yè)認證的三大核心理念,輔以網(wǎng)絡(luò)教學(xué)工具,探索滿足學(xué)生畢業(yè)要求目標(biāo)達成總體要求的色彩管理技術(shù)與應(yīng)用課程的實驗教學(xué)模式。

一、實驗教學(xué)目標(biāo)與內(nèi)容的設(shè)計

按照工程教育認證的要求,依據(jù)社會與行業(yè)需求、學(xué)校的辦學(xué)定位以及學(xué)生的發(fā)展期望設(shè)計了專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)、畢業(yè)要求及指標(biāo)點和課程體系?！吧使芾砑夹g(shù)與應(yīng)用”課程的實驗教學(xué)納入課程整體的教學(xué)設(shè)計之中。

(一)確立基于成果導(dǎo)向的教學(xué)目標(biāo)

實驗為課程的實踐環(huán)節(jié),是課程不可分割的組成部分,并為課程目標(biāo)服務(wù)。

根據(jù)分解到該課程的畢業(yè)要求指標(biāo)點,確定該課程實驗的教學(xué)大綱,并在其中明確教學(xué)目標(biāo)。該課程的總體目標(biāo)是:使學(xué)生獲得媒體設(shè)備色彩管理技術(shù)的基本理論和技術(shù)方法,具備解決印刷相關(guān)色彩管理實際工程問題的能力。具體為如下三個目標(biāo):

1.正確認識媒體設(shè)備的類型和顏色特性,掌握媒體設(shè)備的顏色特性化技術(shù)。

2.能夠根據(jù)顏色傳遞目標(biāo)要求,合理設(shè)計色彩管理方案及實施流程。

3.能夠使用多種軟件工具,針對印刷工程問題的需要,完成色彩管理技術(shù)相關(guān)信息處理和操作過程仿真,并能對處理結(jié)果、仿真的印刷過程及現(xiàn)象進行分析和評價。

(二)設(shè)計基于課程目標(biāo)的實驗內(nèi)容

工程教育認證的通用標(biāo)準(zhǔn)指出,課程體系每門課程必須為畢業(yè)要求的能力結(jié)構(gòu)提供支撐,學(xué)生能力的形成要通過明確的課程內(nèi)容和教學(xué)活動來實現(xiàn)[8]。

設(shè)計了驗證型、綜合型和設(shè)計型在技術(shù)上層層遞進的實驗內(nèi)容,構(gòu)成了對該課程目標(biāo)支撐的內(nèi)容體系。具體如表1所示。其中,3個實驗隨課堂教學(xué)順序進行。實驗1、2和實驗3分別為驗證型和綜合型實驗。課程設(shè)計為單獨的實踐內(nèi)容,為期1周,課堂教學(xué)結(jié)束后進行。內(nèi)容包括三大部分,分別為對核心技術(shù)要素的深層認知,對常規(guī)技術(shù)應(yīng)用的流程實施和特征分析,以及較復(fù)雜的行業(yè)技術(shù)應(yīng)用和效果測評。該實踐是對色彩管理技術(shù)的深度認知和應(yīng)用,欲借助專門開發(fā)的教學(xué)軟件和專業(yè)應(yīng)用軟件虛擬仿真實施。

表1 教學(xué)內(nèi)容對課程目標(biāo)的支撐情況

二、“虛實結(jié)合”的實驗教學(xué)模式

根據(jù)實驗內(nèi)容和目標(biāo)建立“以學(xué)生為中心”并輔以網(wǎng)絡(luò)平臺工具的“虛實結(jié)合”的教學(xué)模式,將教學(xué)中心落在學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)資源自主學(xué)習(xí)上。

這里所謂的“虛”,指實驗前利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源和虛擬仿真軟件對實驗過程的體驗、自主學(xué)習(xí),以及實驗過程中和實驗后在教學(xué)軟件和專業(yè)應(yīng)用軟件中的分析、認知和行業(yè)應(yīng)用仿真等過程;所謂的“實”,則是指在實驗室由儀器設(shè)備完成的必要的實體操作內(nèi)容。此外,學(xué)生還需利用個人電腦及軟件工具,完成實驗數(shù)據(jù)的處理和分析。最后,學(xué)生撰寫實驗報告并上傳到教學(xué)平臺,教師進行批閱、成績報告和分析。借助于互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)資源平臺,這一“虛實結(jié)合”的學(xué)習(xí)過程,將實驗內(nèi)容、過程、結(jié)果及管理,由線下與線上交融的方式,形成一個完整的實驗循環(huán),為后續(xù)的教學(xué)效果評估和改進打下基礎(chǔ)。

(一)建設(shè)基于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的實驗教學(xué)資源

教學(xué)的質(zhì)量保證,是網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺學(xué)習(xí)的教學(xué)資源建設(shè)是首要工作。

疫情期間,學(xué)校啟用了“學(xué)習(xí)通”互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)平臺。該平臺除了通識課程的公共教學(xué)課件資源外,還可上傳教師自己開發(fā)的PPT課件、Word文檔、視頻等格式文件供學(xué)生線上學(xué)習(xí)。教師可針對班級或個人發(fā)布作業(yè)、線上考試、成績分析及學(xué)生管理等。對此,設(shè)計和建立了適于該教學(xué)平臺的實驗教學(xué)資源。包括實驗視頻、知識點解析等預(yù)習(xí)使用素材,相關(guān)軟件使用方法、報告撰寫等參考資料,多方位展示實驗相關(guān)的基礎(chǔ)知識和技術(shù)工具,為學(xué)生的自主學(xué)習(xí)提供有利條件。

虛擬仿真技術(shù)已在實驗和專業(yè)實習(xí)等教學(xué)中得到使用[9-10]。鑒于該課程實驗中除了創(chuàng)建設(shè)備的特性化文件需借助測色儀器完成外,其后的特性文件分析和應(yīng)用具有很強的可虛擬仿真特性。為此,特自主開發(fā)了色彩管理技術(shù)教學(xué)軟件[11],具有基本技術(shù)要素分析、色彩管理技術(shù)應(yīng)用過程仿真和應(yīng)用效果評價等多個功能模塊,能夠剖析設(shè)備顏色特性文件的技術(shù)要素,展示和說明設(shè)備的基本顏色性能;能夠仿真設(shè)備間色彩管理技術(shù)的流程步驟,給出每一環(huán)節(jié)的技術(shù)過程和結(jié)果數(shù)據(jù);能夠通過數(shù)據(jù)結(jié)果和視覺圖像測評復(fù)雜工程應(yīng)用的效果。這些功能豐富和深入了Indesign、Photoshop等行業(yè)專業(yè)應(yīng)用軟件中的色彩管理技術(shù),可起到深入理解課程知識和強化應(yīng)用能力培養(yǎng)的作用。學(xué)生可根據(jù)實踐目標(biāo)組合不同的功能模塊,完成技術(shù)要素的解析、過程仿真、數(shù)據(jù)采集和分析等。

(二)以學(xué)生為中心的網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)1.實驗前的預(yù)習(xí)

實驗開始前,在網(wǎng)絡(luò)平臺上發(fā)布實驗內(nèi)容要求、知識要點解析、實驗視頻等相關(guān)學(xué)習(xí)材料,引導(dǎo)學(xué)生開展自主和探索性學(xué)習(xí)。促使學(xué)生從實驗相關(guān)資源和素材中學(xué)習(xí)、思考和形成一定的認知,不僅鞏固了基礎(chǔ)知識、了解了實驗原理、明晰了實驗步驟和目的要求,還激發(fā)了學(xué)生探索科學(xué)問題的熱情,也起到了啟發(fā)學(xué)生科學(xué)思維及分析解決科學(xué)問題能力培養(yǎng)的作用。

2.虛實結(jié)合的實驗

實驗前的預(yù)習(xí),不僅使學(xué)生對實驗?zāi)康囊蠹斑^程有了一定認識,且在一定程度上激發(fā)了學(xué)生動手實踐的欲望和熱情。表現(xiàn)為學(xué)生均較為積極,且大多數(shù)能夠自主完成實驗。更重要的是,發(fā)布的網(wǎng)絡(luò)平臺實驗教學(xué)資源在實驗過程中仍發(fā)揮著巨大的作用。因手機的普及性及其已成為一個重要的網(wǎng)絡(luò)終端,學(xué)生在實驗過程中能夠結(jié)合實驗內(nèi)容要求,用自己的手機終端隨時參閱相關(guān)指導(dǎo)資料,一步步完成實驗。

網(wǎng)絡(luò)資源的內(nèi)容形式多樣,參閱方便靈活,能更有效地引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注和分析實驗過程的技術(shù)細節(jié),培養(yǎng)學(xué)生細致、縝密的科學(xué)思維習(xí)慣。

借助于所開發(fā)的色彩管理技術(shù)教學(xué)軟件,學(xué)生按照自己設(shè)計的目標(biāo)組合應(yīng)用軟件模塊資源,仿真實施工作過程,并進行必要的數(shù)據(jù)采集和效果分析。

該虛實結(jié)合的實驗過程,完全以學(xué)生為主體,充分體現(xiàn)了“以學(xué)生為中心”的工程教育理念。

3.實驗結(jié)果的分析和報告

實驗獲取的結(jié)果及相關(guān)數(shù)據(jù)用于實驗后的分析和報告撰寫。學(xué)生需利用相關(guān)的課程專業(yè)知識、數(shù)學(xué)知識及計算工具完成數(shù)據(jù)處理、結(jié)果分析和評價,以及問題回答等內(nèi)容,最后撰寫實驗報告并上傳到學(xué)習(xí)平臺。

實驗報告的上傳過程中,要求將報告的不同內(nèi)容模塊上傳到不同的區(qū)域,以便于對其對應(yīng)的目標(biāo)要求點的成績統(tǒng)計和分析,與基于信息技術(shù)的精細化教學(xué)管理及學(xué)生學(xué)業(yè)產(chǎn)出的評估相銜接。

三、基于工程教育理念的實踐教學(xué)質(zhì)量評價和改進

(一)利用網(wǎng)絡(luò)資源進行實驗教學(xué)質(zhì)量評價

網(wǎng)絡(luò)教學(xué)監(jiān)測工具可實現(xiàn)將教學(xué)、學(xué)習(xí)和評估融合一體的目標(biāo)[7]。因此,在學(xué)生將不同內(nèi)容模塊的實驗報告上傳到學(xué)習(xí)平臺后,教師可在平臺上完成評分、各模塊成績的分項記錄和下載,便于成績的統(tǒng)計、分析,以及實驗教學(xué)目標(biāo)的達成度等教學(xué)評估。這既是教學(xué)過程的一部分,也是基于成果導(dǎo)向的工程教育理念指導(dǎo)教學(xué)過程必不可少的工作。

課程實驗的基本內(nèi)容是使用專業(yè)軟硬件工具得到媒體設(shè)備的顏色特性描述文件。學(xué)生一般都能正確操作得到該特性文件,但需對其包含的技術(shù)要素有正確的認識及合理的應(yīng)用。因此,實驗報告中最后設(shè)立了技術(shù)原理或應(yīng)用類問題需要回答,其回答正確率在一定程度上體現(xiàn)了實驗教學(xué)目標(biāo)的達成度。如在2017級印刷工程專業(yè)121人的實驗教學(xué)情況,實驗報告綜合得分(滿分10分)及其中的問題回答正確率如表2所示。

表2 實驗報告成績及答題情況分析

表2數(shù)據(jù)為分析實驗教學(xué)質(zhì)量提供了直接的信息。實驗1和實驗2為利用軟硬件儀器完成設(shè)備顏色特性化的過程,實驗相關(guān)問題為基礎(chǔ),容易掌握;而實驗3為綜合型實驗,設(shè)置的問題側(cè)重于技術(shù)應(yīng)用及相關(guān)的理論知識。由表2中的實驗報告平均得分和其中問題回答的正確率數(shù)據(jù)均可看出,學(xué)生對操作性較強的專業(yè)技能掌握程度高于綜合應(yīng)用技能及理論知識的理解。這一結(jié)果表明:主要由操作軟硬件完成的驗證性實驗,達到了學(xué)生正確使用專業(yè)儀器設(shè)備完成特定專業(yè)任務(wù)及實踐操作能力培養(yǎng)的目的,但對專業(yè)技術(shù)理論知識的掌握需結(jié)合其他教學(xué)過程進一步強化。

(二)教學(xué)質(zhì)量的持續(xù)改進

持續(xù)改進是工程教育的三大核心理念之一。實驗教學(xué)是課程教學(xué)的一個重要環(huán)節(jié),實驗教學(xué)效果需及時反饋到課堂教學(xué)中,以持續(xù)改進和提高整體教學(xué)質(zhì)量。

該教學(xué)實踐中,已完成的實驗教學(xué)及質(zhì)量評估不僅為后續(xù)實驗教學(xué)的改進提高服務(wù),還及時為本次課程的教學(xué)質(zhì)量保證提供支持。如在表2數(shù)據(jù)分析后,及時在課堂教學(xué)中對實驗涉及的理論和應(yīng)用技術(shù)知識進行了再剖析、再學(xué)習(xí),并以再回答問題的方式進行效果檢驗。如經(jīng)同類技術(shù)問題的課堂測驗后,得到學(xué)生的掌握情況如表3所示。

表3 實驗相關(guān)知識再學(xué)習(xí)后答題情況分析

與表2數(shù)據(jù)對比,表3結(jié)果表明,學(xué)生對實驗相關(guān)的理論知識及技術(shù)應(yīng)用掌握程度均有了明顯提高。

在其后的課程設(shè)計實踐環(huán)節(jié),根據(jù)其三部分內(nèi)容的特點和對課程目標(biāo)的支撐作用,設(shè)置了相應(yīng)的內(nèi)容和分值占比,分別為25分、25分和50分,側(cè)重了利用各種信息技術(shù)完成較復(fù)雜行業(yè)應(yīng)用的實踐能力培養(yǎng)。如2017級課程設(shè)計的情況,121人的成績分析如表4所示。

表4 課程設(shè)計成績統(tǒng)計

從表4數(shù)據(jù)看到,在課堂教學(xué)、實驗教學(xué)和及時分析、改進后,學(xué)生對色彩管理技術(shù)的深入認知、常規(guī)技術(shù)應(yīng)用及較復(fù)雜的行業(yè)應(yīng)用得到了較為均衡的習(xí)得效果,總的平均成績達80.9分。

教學(xué)的持續(xù)改進,不僅有助于本次該課程的教學(xué)質(zhì)量保證,同時也會對教師不斷積累教學(xué)經(jīng)驗,在后續(xù)的教學(xué)中精準(zhǔn)施力,以及課程整體教學(xué)的持續(xù)改進打下基礎(chǔ)。

(三)課程目標(biāo)達成度評價

所謂課程目標(biāo)達成度是學(xué)生通過本課程學(xué)習(xí)所獲能力達到課程目標(biāo)的程度[12]。包括三個課程實驗和課程設(shè)計對該課程目標(biāo)的達成度,體現(xiàn)出實驗對課程教學(xué)的支撐作用。

參考趙偉華等人的教學(xué)工作[12],達成度評價設(shè)計思路如下:(1)使用所有學(xué)生(含不及格)的平均成績計算。(2)每個課程目標(biāo)由兩個及以上的考核項目支撐。(3)各考核項目對某個課程目標(biāo)的支撐權(quán)重,由課程組及教師根據(jù)授課情況靈活設(shè)計。按此思路,設(shè)計該課程目標(biāo)達成度的計算方法如表5所示。

表5 教學(xué)目標(biāo)達成度計算方法

以歸一化成績由表5公式計算,得到歸一化達成度表征數(shù)值如表6所示,代表實驗教學(xué)對課程教學(xué)目標(biāo)的達成度。從該達成度數(shù)據(jù)可看出,實驗教學(xué)對課程目標(biāo)1、2的達成度均接近0.9,較好地支撐了該課程對基礎(chǔ)理論和技術(shù)應(yīng)用的目標(biāo)要求;對目標(biāo)3綜合利用色彩管理相關(guān)技術(shù)解決行業(yè)復(fù)雜工程應(yīng)用問題能力的要求,達成度表明也基本達到良好水平。

表6 教學(xué)目標(biāo)達成度

分析該達成度的實現(xiàn)過程,教與學(xué)相互交融,以學(xué)生為中心,抓住核心技術(shù)點,層層遞進。每個實驗中發(fā)現(xiàn)的問題都及時反饋到下一次教學(xué)設(shè)計和實施中,并在后續(xù)實驗教學(xué)中加以檢驗,持續(xù)改進,使課程教學(xué)質(zhì)量螺旋式提高。

四、結(jié)語

基于工程教育認證的理念,提出了“虛實結(jié)合”的色彩管理技術(shù)與應(yīng)用實驗教學(xué)模式。通過明確教學(xué)目標(biāo),使成果導(dǎo)向成為課程教學(xué)的方向和進程的引領(lǐng);通過完善網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源,引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和實踐,踐行以學(xué)生為中心的教學(xué)理念;采用“虛實結(jié)合”的教學(xué)模式,提升課程教學(xué)效率,并通過實驗與課堂教學(xué)交融促進,持續(xù)改進教學(xué),提升教學(xué)質(zhì)量;建立了以畢業(yè)要求指標(biāo)點達成度為指標(biāo)的考評機制。教學(xué)實踐的結(jié)果表明,該實驗教學(xué)探索能夠充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性,提高學(xué)生分析、解決復(fù)雜工程問題的能力。該教學(xué)模式可通過逐年的持續(xù)改進,不斷促進專業(yè)培養(yǎng)能力的提高。