孫玉梅 陳立宇馨 孫巧妍 王美春 陳祥光
摘要:“持續(xù)改進(jìn)”是工程教育認(rèn)證通用標(biāo)準(zhǔn)中的第4項(xiàng)指標(biāo),為了建立教學(xué)過(guò)程質(zhì)量監(jiān)控機(jī)制,本文基于反饋控制原理提出一種“持續(xù)改進(jìn)”的設(shè)計(jì)方案。首先理解7項(xiàng)通用標(biāo)準(zhǔn)之間的邏輯關(guān)系,接著設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)“持續(xù)改進(jìn)”的方案,最后基于控制原理設(shè)計(jì)畢業(yè)生跟蹤反饋機(jī)制及社會(huì)評(píng)價(jià)機(jī)制的整體結(jié)構(gòu)。這種基于控制原理的“持續(xù)改進(jìn)”設(shè)計(jì)方案對(duì)于本科專業(yè)工程教育認(rèn)證具有較好的參考價(jià)值。
關(guān)鍵詞:工程教育;專業(yè)認(rèn)證;本科專業(yè);持續(xù)改進(jìn);自動(dòng)控制原理
中圖分類號(hào):G642.41 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2019)06-0185-03
一、引言
《華盛頓協(xié)議》屬于一類國(guó)際工程聯(lián)盟的教育互認(rèn)協(xié)議,其實(shí)質(zhì)就是工程學(xué)士學(xué)位的互認(rèn)協(xié)議。2013年6月19日中國(guó)科協(xié)代表我國(guó)加入了《華盛頓協(xié)議》,成為預(yù)備成員國(guó)。為了加入“華盛頓協(xié)議”,從2006開(kāi)始,教育部就啟動(dòng)了工程教育認(rèn)證工作,在機(jī)械、電氣、計(jì)算機(jī)、化工4個(gè)本科專業(yè)開(kāi)展了試點(diǎn)工作。經(jīng)過(guò)了10年的努力奮斗,于2016年6月在馬來(lái)西亞吉隆坡舉行的國(guó)際工程聯(lián)盟大會(huì)上,全票通過(guò)了中國(guó)成為“華盛頓協(xié)議”的正式成員國(guó)。這是我國(guó)高等教育發(fā)展史上一個(gè)重要的里程碑。這將促進(jìn)我國(guó)工程教育的進(jìn)一步改革和改進(jìn),實(shí)現(xiàn)我國(guó)本科工程教育的國(guó)際化,提高我國(guó)高等教育的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。
周紅坊等人論述了成果導(dǎo)向教育的必要性與重要性,強(qiáng)調(diào)要明確工程教育目的、人才培養(yǎng)目標(biāo),要建立多維度的評(píng)價(jià)體系。林健提出工程教育認(rèn)證不僅要接受認(rèn)證專業(yè)的現(xiàn)狀,還要強(qiáng)調(diào)該專業(yè)必須具有持續(xù)改進(jìn)的機(jī)制,由此才能不斷提升教育教學(xué)質(zhì)量。同時(shí)指出從五個(gè)方面進(jìn)行工程教育認(rèn)證的持續(xù)改進(jìn)。柳勤等人結(jié)合機(jī)械工程專業(yè)調(diào)查了應(yīng)屆畢業(yè)生、往屆畢業(yè)生、用人單位以及第三方的調(diào)研情況,構(gòu)建了畢業(yè)生工作情況跟蹤反饋機(jī)制,并將其研究成果用于教學(xué)目標(biāo)達(dá)成評(píng)價(jià)以及專業(yè)工程教育的持續(xù)改進(jìn)。曹偉等人基于本科工程教育專業(yè)認(rèn)證,針對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的持續(xù)改進(jìn)過(guò)程進(jìn)行探討與實(shí)踐,構(gòu)建有效的教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控體系和評(píng)價(jià)體系,完善畢業(yè)生跟蹤反饋和社會(huì)評(píng)價(jià)機(jī)制,促進(jìn)該專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量的不斷提高。劉孝保等人基于專業(yè)工程教育認(rèn)證內(nèi)容和管理模式,設(shè)計(jì)了基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)流程,由此構(gòu)建了數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)決策方法,即給出了一種基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的專業(yè)工程認(rèn)證持續(xù)改進(jìn)的模式。朱惠延等人結(jié)合校內(nèi)專業(yè)工程教育認(rèn)證的實(shí)際工作,構(gòu)建了以教學(xué)督導(dǎo)監(jiān)控為主導(dǎo),監(jiān)控教學(xué)運(yùn)行過(guò)程,監(jiān)控教師的教學(xué)信息,監(jiān)控學(xué)生的學(xué)習(xí)信息,實(shí)現(xiàn)多主體持續(xù)改進(jìn)的內(nèi)部質(zhì)量監(jiān)控體。靳遵龍等人分析了2015版本科專業(yè)工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn),針對(duì)工程教育過(guò)程中存在的問(wèn)題提出了若干解決措施。
二、“持續(xù)改進(jìn)”的設(shè)計(jì)方案
2015年發(fā)布的本科專業(yè)的工程教育認(rèn)通用標(biāo)準(zhǔn),其包含“學(xué)生、培養(yǎng)目標(biāo)、畢業(yè)要求、持續(xù)改進(jìn)、課程體系、師資隊(duì)伍、支持條件”七項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn),這七項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)之間的邏輯關(guān)系如圖1(本科專業(yè)工程教育認(rèn)證7項(xiàng)通用標(biāo)準(zhǔn)之間的邏輯關(guān)系)所示。圖1所示的七項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)既獨(dú)立又有關(guān)聯(lián)性,而這種關(guān)聯(lián)性具有明確的邏輯關(guān)系。各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)表述簡(jiǎn)捷、內(nèi)涵豐富,反映了以學(xué)生為中心的OBE(Outcome based education,簡(jiǎn)稱OBE)理念。
在此說(shuō)明的是:“工程教育認(rèn)證通用標(biāo)準(zhǔn)”也是在不斷的修訂過(guò)程中,“華盛頓協(xié)議”成員國(guó)的相關(guān)專業(yè)是依據(jù)該“通用標(biāo)準(zhǔn)”制定培養(yǎng)學(xué)生的“相關(guān)要求”,而這“相關(guān)要求”是要涵蓋這七項(xiàng)通用標(biāo)準(zhǔn)。為了易于表述,也將“相關(guān)要求”分解為七項(xiàng),即“S1.學(xué)生、S2.培養(yǎng)目標(biāo)、S3.畢業(yè)要求、S4.持續(xù)改進(jìn)、S5.課程體系、S6、師資隊(duì)伍、S7.支持條件”。當(dāng)基于“通用標(biāo)準(zhǔn)”認(rèn)證某一專業(yè)時(shí),除了考察七項(xiàng)通用標(biāo)準(zhǔn)的達(dá)成度,還要考察其“質(zhì)量監(jiān)控機(jī)制”、“定期評(píng)價(jià)機(jī)制”以及“持續(xù)改進(jìn)機(jī)制”。因此,基于7項(xiàng)通用標(biāo)準(zhǔn)本科專業(yè)實(shí)現(xiàn)“持續(xù)改進(jìn)”的關(guān)系圖如圖2(基于7項(xiàng)通用標(biāo)準(zhǔn)本科專業(yè)實(shí)現(xiàn)“持續(xù)改進(jìn)”的關(guān)系圖)所示。
在圖2中,七項(xiàng)通用標(biāo)準(zhǔn)有各自涵蓋的內(nèi)容(如,1.1—1.4,2.1—2.3,3.1—3.12,4.1—4.3,5.1—5.4,6.1—6.5,7.1—7.6)?;诟黜?xiàng)相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)建立教學(xué)過(guò)程質(zhì)量監(jiān)控機(jī)制,定期評(píng)價(jià)課程體系的設(shè)置和教學(xué)質(zhì)量,以及評(píng)價(jià)教學(xué)環(huán)節(jié)對(duì)畢業(yè)要求的達(dá)成狀況;基于多種形式建立畢業(yè)生跟蹤反饋機(jī)制和有關(guān)各方參與的社會(huì)評(píng)價(jià)機(jī)制,以評(píng)價(jià)培養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成狀況;通過(guò)案例證明該評(píng)價(jià)結(jié)果能夠用于本專業(yè)的持續(xù)改進(jìn)。
自動(dòng)控制和反饋是自動(dòng)控制系統(tǒng)中的重要概念。自動(dòng)控制是在沒(méi)有人的干預(yù)下,通過(guò)檢測(cè)裝置和執(zhí)行裝置,使被控對(duì)象或生產(chǎn)過(guò)程按照預(yù)定的變化規(guī)律運(yùn)行;反饋是通過(guò)檢測(cè)裝置將系統(tǒng)的輸出量返回到系統(tǒng)的輸入端,與設(shè)定值(目標(biāo)值)進(jìn)行比較,產(chǎn)生的偏差信號(hào)作為控制器的輸入量。
在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中,基于偏差進(jìn)行控制的閉環(huán)系統(tǒng)種類很多,雖然它們所完成的控制任務(wù)不同,具體控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不同,但是,基于偏差信號(hào)對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制的原理是相同的,其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖3(自動(dòng)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖)所示。①測(cè)量裝置(傳感器或檢測(cè)元件):檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)的被控參數(shù)y(t),并將其轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量值c(t);②控制器:根據(jù)偏差值的正負(fù)、大小及變化情況,按某種預(yù)定的控制規(guī)律給出控制量u(t);③執(zhí)行器:用控制器輸出的u(t),相應(yīng)地去改變操縱量q(t);④被控對(duì)象:一般是指工業(yè)生產(chǎn)中需要進(jìn)行控制的設(shè)備、裝置或生產(chǎn)過(guò)程;⑤被控參數(shù):在控制對(duì)象中要求按預(yù)定規(guī)律變化的物理量,即被控制的物理量,也稱被控參數(shù)y(t);⑥擾動(dòng)(干擾):在自動(dòng)控制系統(tǒng)中,干擾又稱擾動(dòng)f(t)。除控制量以外引起被控參數(shù)變化的所有作用因素都可視為干擾;⑦設(shè)定(給定)值:指與被控參數(shù)工藝規(guī)定值相對(duì)應(yīng)的信號(hào)值,也稱控制目標(biāo)值,是控制系統(tǒng)的輸入變量;⑧偏差值:指設(shè)定值與被控參數(shù)測(cè)量值之差,在自動(dòng)控制系統(tǒng)中,一般規(guī)定偏差值e(t)=r(t)-c(t)。
“持續(xù)改進(jìn)”是通用標(biāo)準(zhǔn)中的七項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)之一,它也是本科專業(yè)工程教育認(rèn)證工作中需要常抓不懈的核心工作?!俺掷m(xù)改進(jìn)”不僅給出了該項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的若干指標(biāo)點(diǎn),同時(shí)也強(qiáng)調(diào)要利用評(píng)估結(jié)果對(duì)教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生培養(yǎng)工作進(jìn)行不斷的提高和改進(jìn)。持續(xù)改進(jìn)的核心是一種可持續(xù)性發(fā)展的以學(xué)生為中心的教學(xué)質(zhì)量改進(jìn)過(guò)程?!俺掷m(xù)改進(jìn)”的目標(biāo)是:對(duì)課程體系設(shè)置和教學(xué)質(zhì)量進(jìn)行定期評(píng)價(jià),對(duì)培養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成度進(jìn)行定期評(píng)價(jià),并建立能夠證明其評(píng)價(jià)結(jié)果被用于專業(yè)的持續(xù)改進(jìn)的有效機(jī)制。
通用標(biāo)準(zhǔn)“持續(xù)改進(jìn)”主要包含以下3個(gè)方面,即(1)建立教學(xué)過(guò)程質(zhì)量監(jiān)控機(jī)制;(2)建立畢業(yè)生跟蹤反饋機(jī)制以及社會(huì)評(píng)價(jià)機(jī)制,對(duì)培養(yǎng)目標(biāo)是否達(dá)成進(jìn)行定期評(píng)價(jià);(3)能證明評(píng)價(jià)的結(jié)果被用于專業(yè)的持續(xù)改進(jìn)。
限于篇幅,本文只論述基于控制原理如何設(shè)計(jì)畢業(yè)生跟蹤反饋機(jī)制以及社會(huì)評(píng)價(jià)機(jī)制的方案,以實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)達(dá)成度的閉環(huán)控制,其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖4(基于控制原理的畢業(yè)生跟蹤反饋機(jī)制及社會(huì)評(píng)價(jià)機(jī)制結(jié)構(gòu)圖)所示。
根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求專業(yè)應(yīng)構(gòu)建畢業(yè)生跟蹤反饋和社會(huì)評(píng)價(jià)機(jī)制??赏ㄟ^(guò)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)、校友會(huì)以及社會(huì)等方式跟蹤畢業(yè)生的發(fā)展?fàn)顩r,以校友座談?dòng)萌藛挝蛔劇⑿袠I(yè)/企業(yè)代表座談、等方式收集畢業(yè)生對(duì)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)、課程體系、支撐條件的意見(jiàn)和修改建議,通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查、第三方評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)等方式獲取相關(guān)數(shù)據(jù),作為評(píng)價(jià)培養(yǎng)目標(biāo)是否達(dá)成的依據(jù)。
三、結(jié)論
在本科專業(yè)工程教育認(rèn)證通用標(biāo)準(zhǔn)中,“持續(xù)改進(jìn)”為第4項(xiàng)指標(biāo),同時(shí)也是促進(jìn)其他指標(biāo)不斷完善的一個(gè)指標(biāo)。持續(xù)改進(jìn)(continuous improvement)是一個(gè)循環(huán)過(guò)程,它要求建立教學(xué)過(guò)程質(zhì)量監(jiān)控機(jī)制,建立畢業(yè)生跟蹤反饋機(jī)制以及有高等教育系統(tǒng)以外有關(guān)各方參與的社會(huì)評(píng)價(jià)機(jī)制,并能證明評(píng)價(jià)的結(jié)果被用于專業(yè)的持續(xù)改進(jìn)。本文描述了本科專業(yè)工程教育認(rèn)證7項(xiàng)通用標(biāo)準(zhǔn)之間的邏輯關(guān)系,構(gòu)建了基于7項(xiàng)通用標(biāo)準(zhǔn)本科專業(yè)實(shí)現(xiàn)“持續(xù)改進(jìn)”的基本關(guān)系圖,運(yùn)用自動(dòng)控制的基本原理,設(shè)計(jì)了畢業(yè)生跟蹤反饋機(jī)制及社會(huì)評(píng)價(jià)機(jī)制結(jié)構(gòu)圖,并論述了自動(dòng)控制系統(tǒng)的4個(gè)環(huán)節(jié)(即,檢測(cè)裝置、監(jiān)控器、執(zhí)行裝置、被控對(duì)象)所對(duì)應(yīng)的認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)、跟蹤反饋機(jī)制及社會(huì)評(píng)價(jià)機(jī)制。這種基于“持續(xù)改進(jìn)”的畢業(yè)生跟蹤反饋及社會(huì)評(píng)價(jià)機(jī)制設(shè)計(jì)方案對(duì)于本科專業(yè)工程教育認(rèn)證具有較好的參考價(jià)值。
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