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成果导向教育理念在电工电子实验教学中的实践探索

百纳文秘网  发布于:2021-02-23 08:27:37  分类: 领导讲话 手机版

【摘 要】本文以工程教育专业认证为背景,将成果导向理念应用到实验教学当中,探索以学生为中心,将教学实施进程的过程化管理和对学生采用过程化考核的方式,结合有限时间的课堂教学和大量的课余开放实验,从而培养学生的工程意识,发展其解决实际问题并在跨领域开展研究的能力。

【关键词】成果导向教育;工程教育专业认证;电工电子实验教学;过程化管理和考核;分层化

中图分类号: G642.423 文献标识码: A 文章编号: 2095-2457(2018)20-0129-002

DOI:10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.20.056

【Abstract】In the background of the Higher Engineering Education Accreditation in our country, we propose to apply the OBE (Outcome Based Education) theory into the experimental teachings. The teaching process is taking the student as center, and carried out by using the process management of teaching and evaluation, accompanied with limited time in classroom teaching and quantity of opening labs. The mainly goal of above is to training the engineering consciousness of students, to obtain the solving engineering problem abilities and being capable of doing research in cross-fertilizations.

【Key words】Outcome Based Education; Higher Engineering Education Accreditation; Experimental Teaching of Electrotechnics and Electronics; Process management of teaching and evaluation; Stratification

0 前言

成果导向教育(Outcome Based Education,简称 OBE,亦称作能力导向教育、目标导向教育或需求导向教育)是一种先进的教育理念,于 1981 年由 Spady 等人提出,之后便很快得到了人们的重视与认可,并已成为美国、英国、加拿大等国家教育改革的主流理念。OBE理念强调,教师进行教学设计和实施教学的目标是学生通过教育过程最后所取得的学习成果(Learning outcomes),其关键在于树立以学生为中心的教育理念,并将其落实在专业培养方案的制定和实施、人才培养模式改革以及教育教学资源建设的全过程之中[1]。我国自2006年开始开展工程教育专业认证的试点工作以来,一贯秉承OBE理念为专业认证工作的核心理念。

电工电子技术实验课程是高等院校理工类专业学生重要的专业基础课,是大学教育阶段的主要工程性实践环节,其教学目的是给学生提供一个理论知识和工程实际相结合的平台,使学生能够更好地将理论知识转化为实践能力,培养学生一定的工程技能,从而能迎合工程教育专业认证的需求。然而,学生在平时的学习过程中,理论知识与实践结合的能力普遍比较薄弱,对知识点的掌握也是更多地停留在验证理论结论的层面上;对于简单的单元电路设计,学生基本能掌握,但是一旦设计到中等复杂难度的设计类题目,尤其是数模结合类的,则往往不能得到完整且准确的设计方案。此外,最终的考核形式,即便是以“操作+笔试”的形式来进行期末考核,仍然可看作是应试的一种升级形式,即学生在整个课程学习过程中,极少部分学生会刻意训练自己的工程意识。因此,在传统的电工电子实验教学的模式下培养的学生,在完成该门或该系列的课程后,学生并不能达到课程设置的教学目的。本文以工程教育专业认证为背景,将成果导向理念应用到实验教学当中,探索以学生为中心,将教学实施进程的过程化管理和对学生采用过程化考核的方式,结合有限时间的课堂教学和大量的课余开放实验,将工程意识贯穿整个课程的教学过程,从而使学生在掌握本学科领域内应学到的基础知识,同时发展解决实际问题并在跨领域开展研究的能力。

1 工程意识培养的重要性

专业认证指标特别强调专业应具有满足工程需要的、必备的实践教学体系[2],重视培养学生的工程实践能力与创新意识。因此,基于能力培养的实践教学理念必须贯穿于人才培养计划的全过程。而在实践教学的具体实施过程中,要明确培养学生的哪些能力,以及如何潜移默化地建立学生的工程意识,需要专业任课教师及其教研组进行大量的企业调研和进行高校之间的教学交流活动,进而针对性地设置相关专业的系统性教学内容。

我国高等学校工科四年制本科教育的培养目标规定:“工科本科教育培养适应社会主义建设需要的、德智体全面发展的、获得工程师基本训练的高级工程技术人才。学生毕业后主要去工业生产部门,从事设计、制造、运行、施工、研究开发和管理等工作,也可以去科学研究部门、教育部门工作”。而工程意识是工程技术人员最重要、最基本的素質之一,是人对工程设计过程的特点及意义所形成的思维结论。现代工程往往涉及众多领域,工程技术人员在实施项目之初,要严格从工程的角度出发,对整个方案进行周密的思考,并具有一定的创新意识。此外,在项目实施过程中,工程技术人员要有遵章守纪的安全意识、严格把关的质量意识、“节能降耗,降低成本”的经济意识以及合力攻关的团队合作意识。因此,工程意识是一个整体概念,只具备其中某一方面或某一种意识而缺乏其他方面意识的工程技术人员,不能称其具备工程意识[3]。

电工电子实验教学是高等学校工科专业的重要基础课程,该课程的开设在工科专业的人才培养中具有十分重要的作用。通过学习这门课程,学生能够对许多理论概念获得更清晰、 更深入的了解,有利于激发其主动学习的兴趣,加强工程素质的培养,提高实践技能,并能够有所创新。现代管理重视过程管理,认为控制了过程就能控制结果。构建过程管理考评模式应从专业培养方案出发,综合考核课程全过程,综合评判学生各种能力,包括自学能力、资料收集整理能力、方案設计能力、仪器仪表使用能力、电路搭建调试能力、故障排查能力、优化能力、报告撰写能力、表达及协作能力等。除此之外,为配合专业认证需求,培养具有工程意识的本科生,还应在上述能力的培养和评判之外,注重引入创新意识、团队协作意识、安全意识和质量意识的培养。譬如在教学过程中,加强用电安全、仪器仪表的规范操作等来培养学生的安全意识;验证类实验可以和实际工程项目中的检测阶段工作结合,增加故障排查的实践内容,培养学生的质量意识;小型设计类实验鼓励学生采用多种设计方法,大型设计类实验则采用小组的形式完成,来培养学生的创新意识和团队合作意识。总之,整个教学过程始终以学生最终应具备什么样的工程素质和工程意识为导向,来设计和组织教学安排。

2 过程化管理培养学生的工程意识

电工电子实验课程的通常是配套理论教学的进度来安排教学计划。理论课的授课方式一般是逐个知识点的讲解,而本科阶段的课程大都包含了大量的知识点,因此学生在有限的课堂学习中,理解并掌握教师教授的多个知识点之后,需要花大量的时间进行内部消化,更谈不上对知识点进行有机融合了。实验课程则为学生提供了这样一种平台,能够使学生结合实际的电路特性来理解课堂上的知识点,并了解到理论情形和工程情形下的不同之处,促进了学生对知识点的理解和掌握程度。然而,对于一些设计类的实验,通常需要学生综合利用自己所学的知识来完成,这就需要学生对该门课程甚至该系列课程有较好的理解和掌握,能够了解知识点之间的联系,以及它们之间的有机融合,这就与实际的工程项目十分类似,即需要工程师具有一个完整的知识架构树,由点及面,或由粗到细,才能很好地去完成项目。因此,笔者提出在基础实验课程的教学实施中,也可以引入过程化的管理方式,这里所说的管理,并不单单是教师对学生的管理,而是以学生为中心,教师只是作为引导者,促使学生通过逐个知识点的学习和对应实验的完成,管理自己的知识和技能的积累过程,构建起自身的知识架构树。

过程化管理的具体实施过程,可以通过以下几个方面来安排教学计划和教学方法:(1)教师介绍课程的重要性、教学目的和知识架构,对学生在修完这门课程后应该“会什么”有一定的了解;(2)在课程接近尾声时,安排1~2个小型综合设计类实验,该实验可以在课程开始时公布,通过教师简单介绍完成该项目,让学生了解需要提前掌握哪些知识点和技能,目的是让学生在整个课程学习过程中,思考自身是否准备好去完成该项目;(3)在教学实施中,教师引导学生如何通过验证类实验和设计类实验里掌握某一类知识点,并督促学生进行自我总结和归纳;此外,还应鼓励学生去有机的融合已掌握的知识点;(4)过程化管理中,教师只是引导者,每位学生都应建立起自己的知识架构树,并非千篇一律;(5)整个教学过程中,要始终强调安全意识、质量意识和行业标准化意识的培养。

3 过程化/分层化考核激励学生的创新意识

在基于过程化管理的实验教学模式下,学生时刻了解自身知识和技能掌握的动态。在该模式下,教师对学生的考核也会更加准确和公平,不仅可以在教学过程中实时掌握学生的学习动态,还可以针对性对不同学习进度的学生制定个性化的指导方案。并且,在学生完成每个实验项目时,可从实验准备、实验完成质量等方面来考核其对知识点的掌握情况,以及通过监督其在实验完成过程的规范操作等方面来加强其安全意识和质量意识。所以,采用过程化的考核方式,是让学生由被动变主动,半数以上的成绩交由学生自己决定,而这部分成绩的考核是根据其平时的各种表现来进行量化考核,从而可以达到激发学生学习积极性的目的,只要学生在学习过程中能够按照教师制定的评定标准去认真完成相应的指标,那么他就能够达到课程合格要求的水平;同时结合期末考核来检验学生主动学习阶段性效果,从而促使学生主动地全程参与到课程的学习过程中。

另一方面,鉴于学生的理解和掌握知识的速度不尽相同,为最大发挥学生的潜力,从学校层面上,可针对不同专业开设难度不同的电工电子实验,譬如我校针对计算机类专业开设的是《电工电子基础实验B》,对自动化专业开设的为《电工电子基础实验A》,而对电子技术类和通信类专业则开设的是《电工电子实验课程》,上述三门课程的难度成递增的趋势,这也主要是根据专业对学生的能力要求而设定的。此外,学校还鼓励学生参与科研活动和创新实验活动。在开放实验创新项目中,遵循“注重过程、兴趣驱动、自主实践、鼓励创新”的原则,重点引入教师科研与技术开发课题中的子项目,开放实验室中的综合性、设计性、创新性实验项目,以及工程实习基地中的创新性子项目。

对于每一门课程,教师在安排教学内容和教学计划时,可根据知识点的难易程度,安排分层化的验收标准,在满足基本指标的情况下,鼓励学生去完成扩展指标;也可以按照项目的难易程度分为三个层次:基础项目、综合性设计题目、以及创新实验项目,从而激励起学生的创新意识,调动学生主动学习的兴趣、旺盛的求知欲、积极的探索精神,促进学生对整个课程的融会贯通[4],不断鼓励学生在广度和深度上不断学习,努力丰富自身的知识架构。

4 结语

电工电子技术课程是高等院校工科专业的一门必修课,直接为后续专业课程服务;加上现在专业渗透较深较广,使得电工电子技术在各专业中显得越来越重要。为适应工程教育专业认证的要求,采用其倡导的核心理念—成果导向教育理念,设计和安排电工电子实验课程,使学生在过程化的学习模式和分层次的考核模式下,通过大量进行实验思路、实验设计、实验技术的全面训练,完成工程实践的锻炼,进一步培养其工程思维和创新意识,从而培养其分析问题、解决问题的能力,满足社会的需要。

【参考文献】

[1]中国工程教育专业认证协会.工程教育认证标准(2015版)[S].2015.

[2]吴爱华,郑秀英.稳步推进工程教育专业认证工作[J].中国高等教育,2008:18.

[3]刘万锋.高等工程教育学生创新和实践能力的培养途径与措施[J].广东工业大学学报:社会科学版,2005(2):22.

[4]刘艳,孙科学,张昀,丁可柯.基于CDIO的电工电子实验教学信息化建设研究与实践[J].科技视界,2016(10):67.

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