鄭志敏，王計敏，劉典福，錢付平

(安徽工業(yè)大學(xué) 能源與環(huán)境學(xué)院，安徽 馬鞍山 243002)

一、引言

2016年，我國正式成為“華盛頓協(xié)議”會員中一員，這意味著，通過中國科協(xié)所屬中國工程教育專業(yè)認(rèn)證協(xié)會(CEEAA)認(rèn)證的工程專業(yè)本科學(xué)位將得到美、英、澳等所有該協(xié)議正式成員的承認(rèn)。加入該協(xié)議，有利于提高我國工程教育質(zhì)量，促進(jìn)高校按照國際標(biāo)準(zhǔn)來培養(yǎng)工程技術(shù)人員，是推進(jìn)我國工程師資格國際互認(rèn)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，增加我國在工程技術(shù)領(lǐng)域的國際競爭力[1]。由于我國工程教育認(rèn)證過程起步較晚，仍然有大量的專業(yè)需要改革，以期達(dá)到工程教育認(rèn)證的要求和標(biāo)準(zhǔn)。安徽工業(yè)大學(xué)能源與動力工程專業(yè)工程教育認(rèn)證工作正在積極準(zhǔn)備中，其中工業(yè)電爐課程作為熱能專業(yè)的主干課程，在工程教育認(rèn)證環(huán)節(jié)中起到重要的支撐作用。工程教育認(rèn)證基本理念是“以產(chǎn)出為導(dǎo)向”“以學(xué)生為中心”和“持續(xù)改進(jìn)”，強調(diào)教學(xué)活動的開展要以學(xué)生中心，并通過學(xué)習(xí)成果來評價教育的有效性，同時建立相應(yīng)的教育質(zhì)量監(jiān)控和持續(xù)改進(jìn)機制來持續(xù)完善專業(yè)教育質(zhì)量[2]。根據(jù)工程教育認(rèn)證的理念和要求，我們針對工業(yè)電爐課程的特點以及以往教學(xué)中遇到的一些問題，進(jìn)行了一系列教學(xué)改革。

二、課程教學(xué)改革的實踐探索

(一)教學(xué)觀念的轉(zhuǎn)變

教與學(xué)的關(guān)系是影響教學(xué)活動最重要的一對關(guān)系，在教學(xué)改革中，首先需要改變的是教學(xué)觀念[3]。傳統(tǒng)教育過于重視知識的傳授，而忽視學(xué)生的主體作用，即 “以教師為中心”，而工程教育認(rèn)證強調(diào)學(xué)生的主體作用，即“以學(xué)生為中心”。在整個教學(xué)過程中，教師充分肯定學(xué)生是教學(xué)中的主體，注重學(xué)生的個體差異，最大限度調(diào)動學(xué)生的積極性和主動性，鼓勵學(xué)生參與到教學(xué)活動的各個環(huán)節(jié)中。工程教育認(rèn)證對教師的教提出了更高的要求，教師在教學(xué)過程中應(yīng)根據(jù)課程的要求和學(xué)生的特點營造良好的學(xué)習(xí)氛圍，引導(dǎo)學(xué)生朝正確的方向發(fā)展，使其具備相應(yīng)的知識和能力。工程教育認(rèn)證明確指出專業(yè)畢業(yè)生應(yīng)具備人文素養(yǎng)、社會責(zé)任感、一定的組織能力等十項基本能力和素質(zhì)，課程教學(xué)需要達(dá)到其所支撐的指標(biāo)點所規(guī)定的畢業(yè)要求。教學(xué)組織的形式并不是一成不變，而是持續(xù)改進(jìn)的，對具體某一門課程，需要對課程的達(dá)成情況進(jìn)行分析，提出進(jìn)一步改進(jìn)的方法。另外，工程教育認(rèn)證并不是突出某些優(yōu)秀學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，而是評價所有學(xué)生的學(xué)習(xí)成果是否達(dá)到既定指標(biāo)，這就要求教師在教學(xué)過程中，需要考慮每個學(xué)生的發(fā)展需要。

(二)教學(xué)內(nèi)容的豐富

在傳統(tǒng)的教學(xué)過程中，教師過于依賴教材，而教材本身具有滯后性，它不能及時反映當(dāng)前技術(shù)的最新發(fā)展動態(tài)。同時，在教學(xué)過程中，教師需要考慮所有學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，而學(xué)生的基礎(chǔ)和學(xué)習(xí)能力參差不齊?；诖耍覀儗φn程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了調(diào)整。

1.修訂教學(xué)大綱。根據(jù)工程教育認(rèn)證的要求以及專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，修訂了課程的培養(yǎng)目標(biāo)，使之與工程教育認(rèn)證所要求支撐的指標(biāo)點一一對應(yīng)起來，重點加強對學(xué)生應(yīng)用能力的培養(yǎng)，而且融入了課程思政，并細(xì)化了實施方法和途徑，規(guī)定了課程考核和評價方式。

2.對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了拓展和延伸。傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容較為單一，學(xué)生在上課過程中注意力不集中，教學(xué)效果不佳，因此有必要在教學(xué)環(huán)節(jié)中增加了一些課外知識。運用多媒體教學(xué)工具，以動畫的形式展現(xiàn)一些很難理解的生產(chǎn)工藝過程，或者是插入一小段教學(xué)名師的視頻來溫習(xí)一些重要的基礎(chǔ)知識，這樣有助于學(xué)生深化對專業(yè)知識的理解。在教學(xué)環(huán)節(jié)中，適當(dāng)引入一些課程思政的內(nèi)容，以便增強學(xué)生對工業(yè)電爐歷史發(fā)展的見識，培養(yǎng)學(xué)生的人文情懷和激發(fā)學(xué)生的求知欲望。

3.教學(xué)中加強理論推導(dǎo)和工程案例學(xué)習(xí)。本專業(yè)特別重視對基本理論的推導(dǎo)，工科的學(xué)習(xí)從來不是靠記憶樣的，而是通過推導(dǎo)獲得深入的理解。當(dāng)學(xué)生學(xué)習(xí)了一些專業(yè)知識后，教師布置課后作業(yè)，讓他們通過理論推導(dǎo)一些重要公式或者解釋一些現(xiàn)象，如作業(yè)題理論推導(dǎo)比較單股電線和多股電線的輸電性能的優(yōu)劣，這樣的案例有助于學(xué)生對專業(yè)知識的理解，提高應(yīng)用能力。

(三)教學(xué)方法的優(yōu)化

為激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，提高學(xué)生解決實際問題的能力，在課堂的教學(xué)方法上進(jìn)行了大膽的嘗試。

1.應(yīng)用問題導(dǎo)向進(jìn)行教學(xué)。通過一段時間的專業(yè)知識學(xué)習(xí)后，課程會給出相應(yīng)的問題案例，讓學(xué)生通過查找資料、理論推導(dǎo)和分析，最終將問題的解決過程以PPT的形式呈現(xiàn)在課堂上，而教師作為指導(dǎo)者對方案的解決給予點評。這種方式旨在提高學(xué)生主動解決問題的能力。

2.分組討論式教學(xué)。在實際教學(xué)過程中針對學(xué)生互動積極性不高這一問題，課程增加了討論環(huán)節(jié)。課堂上會預(yù)設(shè)一些開放性或探索性課題供學(xué)生探討解決。學(xué)生采用分組的形式，自主分工，群策群力，最后通過討論方式來確定最佳的解決方案。這種方式目的是促進(jìn)學(xué)生間的交流和合作。

3.融入課程思政。在本課程中積極吸納一些思政元素，在知識點的講解過程中，穿插引入工業(yè)電爐發(fā)展中的重要事件和歷史人物并進(jìn)行評述，如學(xué)習(xí)中國工業(yè)電爐發(fā)展歷程時，重點介紹新中國電爐工業(yè)見證人胡庭基；學(xué)習(xí)電阻爐時，講述三大定律的發(fā)現(xiàn)人歐姆、焦耳和庫侖等物理學(xué)家的生平事跡；學(xué)習(xí)電弧爐時，重點介紹世界第一臺電弧爐的誕生歷史等。課程思政元素有助于培養(yǎng)學(xué)生的人文素養(yǎng)和創(chuàng)新意識，與工程教育認(rèn)證的理念也是一致的。

4.科研創(chuàng)新案例式教學(xué)。學(xué)生的創(chuàng)新精神也是工程教育認(rèn)證工作中重要的指標(biāo)點，在課堂教學(xué)過程中，教師可以列舉一些典型的學(xué)生獲獎的科技成果或者相關(guān)的科研案例。對于學(xué)生的作品，重點分析其科技成果完成的過程。對于一些科研項目，重點向?qū)W生介紹科研思路和創(chuàng)新方法。同時鼓勵學(xué)生參加各類創(chuàng)新活動，在課堂上進(jìn)行參賽心得和科研創(chuàng)新方法的交流。

(四)考核方式的轉(zhuǎn)變

學(xué)生通過一門課程獲得的知識和能力，不能僅靠卷面成績來體現(xiàn)，學(xué)生平時的表現(xiàn)也應(yīng)該在考核的范疇之內(nèi)。所以在考核方式上添加了對學(xué)生平時成績的考核。相比于筆試成績，平時成績的考核項目更加多樣化，其中包括平時作業(yè)、課堂表現(xiàn)、創(chuàng)新能力、小測驗的成績以及考勤等。同時，課程確定了平時成績的各個項目的權(quán)重系數(shù)，權(quán)重系數(shù)的選擇也是依據(jù)其重要性和學(xué)習(xí)的難易程度來確定的。表1 列舉了本課程平時成績各個項目的權(quán)重系數(shù)。平時成績等于各個項目的成績等級乘以權(quán)重因子之后的累加值，其中成績等級分為A、B、C、D、E五個等級，分別對應(yīng)著優(yōu)秀、良好、中等、及格、不及格。平時成績占總成績的50%，這意味著學(xué)生要重視卷面考試成績，更不能忽視平時學(xué)習(xí)。平時成績的考核也是一種過程評價考核方式。這種方式一方面有助于教師掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)和學(xué)習(xí)效果，及時對教學(xué)方式作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，另外一方面可以促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展，滿足工程教育認(rèn)證的畢業(yè)要求。

表1 學(xué)生平時成績各個項目的權(quán)重系數(shù)

(五)評價機制的完善

課程的評價機制為課程教學(xué)質(zhì)量的持續(xù)改進(jìn)提供了依據(jù)和方向，所以課程評價機制的完善對課程的教學(xué)改革至關(guān)重要。對應(yīng)工程教育認(rèn)證的要求，需要對課程所支撐指標(biāo)點的達(dá)成度進(jìn)行計算，并且選定某個值作為基準(zhǔn)值，如果實際計算的達(dá)成度大于該值，則表示該課程的教學(xué)效果已達(dá)到該指標(biāo)點所規(guī)定的畢業(yè)要求。值得注意的是，基準(zhǔn)值的選取對課程的達(dá)成度的影響比較大，但目前沒有唯一的標(biāo)準(zhǔn)，需要根據(jù)實際情況來確定[4-5]。在評價過程中發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)的課程評價只是對課程的結(jié)果進(jìn)行分析，而缺乏對教學(xué)過程的評價，同時忽略了學(xué)生對教學(xué)過程的感受[6-7]。而這些恰恰是影響課程的教學(xué)是否達(dá)到畢業(yè)要求的關(guān)鍵因素所在,所以在本課程的評教機制中引入了這一模塊。階段性課程目標(biāo)模塊是在教學(xué)過程中對學(xué)生進(jìn)行階段性考核，以此評價教學(xué)過程是否達(dá)到課程的階段性目標(biāo)。考核方式主要依據(jù)學(xué)生的平時表現(xiàn)以及小測驗等結(jié)果來衡量。如果教學(xué)結(jié)果不理想，需要及時分析原因，對教學(xué)過程進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。當(dāng)課程結(jié)束后，除了對課程進(jìn)行指標(biāo)達(dá)成度分析外，也會調(diào)查學(xué)生對課程教學(xué)質(zhì)量的滿意程度。這種評價機制其實存在兩個循環(huán)迭代過程，即內(nèi)循環(huán)迭代過程和外循環(huán)迭代過程。在整個評價機制中強調(diào)了對教學(xué)質(zhì)量的反饋，同時體現(xiàn)了持續(xù)的改進(jìn)特性，類似程序中的計算迭代過程，需要不斷試錯，最終找到合適的答案，所以這里稱之為雙循環(huán)迭代反饋評價機制，如圖1所示。從圖1中可以看出，兩個循環(huán)迭代過程對教學(xué)結(jié)果的影響都至關(guān)重要，兩者相輔相成，互為補充。這種評價機制克服了以往教學(xué)只重視教學(xué)結(jié)果、不重視過程的弊端，是進(jìn)行教學(xué)持續(xù)改進(jìn)的一種保證。

三、教學(xué)改革的實際效果

對2021第2學(xué)期的工業(yè)電爐這門課程所支撐指標(biāo)點的達(dá)成情況進(jìn)行了計算，計算結(jié)果如表2所示。從表中可以看出，工業(yè)電爐這門課支撐四個指標(biāo)點，對應(yīng)指標(biāo)點1-4，指標(biāo)點2-1，指標(biāo)點2-2和指標(biāo)點7-1。指標(biāo)點達(dá)成度的計算公式[4]：指標(biāo)點達(dá)成度=[(支撐該指標(biāo)點的實際支撐分?jǐn)?shù)/支撐該指標(biāo)點的理論支撐分?jǐn)?shù))×期末考試構(gòu)成系數(shù)+(全班平時成績的平均分/100)×平時成績構(gòu)成系數(shù)]×達(dá)成度目標(biāo)值。其中本課程的期末構(gòu)成系數(shù)和平時成績構(gòu)成系數(shù)均為0.5，指標(biāo)點合格標(biāo)準(zhǔn)取課程達(dá)成度目標(biāo)值70%。從計算結(jié)果來看，各個指標(biāo)點達(dá)成度均大于指標(biāo)點的合格標(biāo)準(zhǔn),表明該課程滿足指標(biāo)點所規(guī)定的畢業(yè)要求。

圖1 課程雙循環(huán)迭代反饋評價機制示意圖

從學(xué)生的平時表現(xiàn)來看，自從新的教學(xué)方式實施以來，學(xué)生的學(xué)習(xí)成績明顯提高。課程結(jié)束后，對教學(xué)質(zhì)量滿意度進(jìn)行了匿名調(diào)查，學(xué)生對教學(xué)質(zhì)量的滿意度高。

表2 工業(yè)電爐課程支撐指標(biāo)點達(dá)成情況

四、結(jié)語

工程教育認(rèn)證背景下對工業(yè)電爐課程在教育理念、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考核方式和評價機制等方面進(jìn)行了改革，從教學(xué)效果來看，教學(xué)質(zhì)量基本達(dá)到工程認(rèn)證教育的要求。