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工程教育专业认证背景下的专业课教学方法改革初探 —以“塑性成形原理”为例
2021-12-01 浏览量:840

 

工程教育专业认证背景下的专业课教学方法改革初探

“塑性成形原理”为例

张香云,袁子洲   

(兰州理工大学材料科学与工程学院,甘肃 兰州 730050)

 

[  为提高教育质量和国际一体化水平,工程教育专业认证已成为中国高校工程类专业新的风向标。本文以“塑性成形原理”为例,分析了本专业加入工程教育专业认证后在理论类专业课教学实施过程中存在的问题及开展的改革举措。实践表明,近年来针对新形势下采用的教学改革取得了一些成效,对本专业理论类课程的教学工作有一定的借鉴意义。

[关键词工程教育专业认证;教学改革;教学方法

[基金项目]兰州理工大学校级高等教育研究立项课题资助(GJ2019B-18);兰州理工大学红柳优秀青年人才支持计划。

[作者简介]张香云(1986—),女,河南平顶山人,博士,副教授,主要从事金属材料的成形与性能及其教学研究。

 

 

Teaching Reform and Practice of Specialized Course under the background of Engineering Education Professional Certification

The Case of “Mechanics of plastic deformation” 

ZHANG Xiang-yun, YUAN Zi-zhou

(School of Materials Science and Engineering, Lanzhou University of Technology, Lanzhou 730050, Gansu, China)

[Abstract] In order to improve the educational quality and the level of international integration, engineering education professional certification has become the new weathervane of engineering majors in Chinese universities. This article takes “Mechanics of plastic deformation” as an example, analyzed the problems and reform measures for the education of theoretical courses after we passed the Engineering Education Professional Certification. Results show that the series of teaching practices have achieved preliminary achievements under the new circumstances and have certain reference value in the teaching of theoretical courses.

[Key words] Engineering Education Professional Certification; Teaching Reform; Teaching Methodology

 


引言

工程教育专业认证是国际通行的工程教育质量保障制度,是实现工程教育国际互认和工程师资格国际互认的重要基础。工程教育认证理念(成果导向OBE理念)的核心是产出导向、以学生为中心和持续改进,强调以需求为人才培养的逻辑起点,关注学生学习效果的达成,通过持续改进教育教学,推动人才培养质量提升[1]。为此,本专业于2016年申请并通过了工程教育专业认证。然而,伴随着新的教学理念的引入,对本专业传统课程中教师的和学生的都提出了新的挑战。如何在新的教育背景下进行教学过程的实施是一个值得探讨的课题。

塑性成形原理是本专业压力加工方向本科生开设的主干专业必修课。该课程的数学基础要求高、内容抽象、理论性强,教学难度大,是工程教育认证新形势下OBE理念与教学实践严重脱节的典型课程。本文以该课程近三年来的课程教学实践为例,对传统的教学模式进行了改革初探,这不仅对于学生培养和产出效果的提升也大有裨益,对于工程认证背景下其他理论类专业课的教学实施也有一定的借鉴意义。

一、工程教育认证背景下专业课存在的主要问题

由于该课程的理论性较强,长期以来本课程的教学以传统的课堂讲授为主,但连续多年课堂教学的实施和达成度评价,暴露出采用传统教学方式的一些弊端或问题。而这些问题在本专业其他理论课程中也或多或少的会存在,很可能是目前新的教育理念下,工科教育中出现的共性问题。这些问题主要体现在以下几个方面:

1. 理论课程学时数大幅度缩减

根据专业认证对课程体系的要求[2],本专业对课程体系进行了优化,优化后本专业课程更加全面、实践环节学时大幅提升,因此,传统的理论专业课课时不得不进行压缩。如塑性成形原理由原来的64个学时压缩至48个学时,其中还包涵6个实验学时和4个项目式教学学时。授课难度大,课堂教学效果差。

2. 学生的接受能动性及效果差异大

受众积极参与的接受过程才是有效的[3]。然而,由于本课程学时有限、理论讲授过程乏味,是学生口中最难学的课程之一。因此,学生的学习积极性差异大,成绩出现两极分化现象,一小部分同学主观能动性强,对授课内容积极接受并课下查漏补缺,期末成绩几乎满分;然而近一半学生课堂上被动学习,考前临时抱佛脚,考卷甚至无法达到及格成绩。近年来,本课程考试成绩出现金字塔形结构,头小尾巴大,严重背离正态分布。

3. OBE理念下师生角色互换难度大

根据OBE理念,课堂教学本应更加关注学生及其学习成果,然而由于大量缩减的专业课课时,使专业课教师很难找到以学生为中心填鸭式教育的平衡点。对于学生来说,大部分学生已经在十几年的学习中习惯了填鸭式教育的授课,即便教师在教学中设置互动环节,大部分学生也不愿参与,收效甚微,OBE理念实施难度大。

因此,针对以上工程教育认证背景下专业课教学中存在的问题,探讨并尝试新的教学方法和手段,对传统教学模式进行必要的改革,是践行OBE理念,提高教学效果的唯一途径。

二、工程教育认证背景下专业课的教学方法改革与实践

1. 通过丰富多样的教学手段解决课时紧张的问题

虽然大学课堂教学中多媒体教学已经基本取代板书演算的教学手段,多媒体教学的直观、快速、高效的特点已经帮助教师在有限的课堂上更高效的传道授业,并大大的降低学生的理解难度。但一味的追求高效,学生面对如此大的信息量,没有足够的反应时间,他们的理解只能停留在比较浅显的阶段,且容易遗忘。因此,进一步丰富教学手段,扩展课堂,使学生有足够的思考、接受信息的时间势在必行。

针对课时有限的问题,除了采用图、文、声、影像等方法帮助学生理解外,笔者在备课过程中搭建了相应网络教学平台,将知识点以模块化的方式在教学平台上展示,并辅以相应的习题巩固学生的学习效果。而在课堂上专注于知识框架的构建和对学生学习成果的检验与提升[4-5]如在课堂教学中,冗长的数学推导过程往往既费时又容易让学生在听课过程中迷失最初的听课思路。因此,可以在课堂教学中仅讲解计算思路及其应用方法,具体推导过程学生可以跟随网络教学平台上的相应微课视频自己推导,并通过相应习题巩固学习成果[6]

通过以上教学手段,学生无需在仅有的一节课时间内被灌输大量信息,使课程教学变得轻松愉快,减少了学生的厌学情绪。此外,学生通过必要的网络学习也锻炼了自己的自学能力,且可以随时针对自己的学习情况查漏补缺;对于教师来说,网络平台上的自动作业批改功能大大节省了教师的作业批改时间,加之不断提升的教学效果,均可大大减轻教师的教学压力。

2. 灵活采用多种先进教学方式,提高学生的学习积极性

教学方法是联系教师教与学生学的重要纽带,是实现教学目标、提高教学质量的必要条件。传统满堂灌输的教学方式,容易养成学生呆读死记的习惯,教师与学生互动率低,教学效果差。尽管目前课时大大缩减,但不应该牺牲课堂教学的表现力,精心的课题教学设计可以使学生专注于授课内容的掌握。

课时缩减后,笔者在备课过程中重新对教学内容进行梳理,确定哪些内容适合在模块化教学平台上自学,哪些内容适合课堂教学,并确定每一部分适合的教学方式,如讲授式、启发式、案例式、研讨式、专题式等。并结合项目式教学,将课堂讲授知识融会贯通,在学生头脑中构建清晰的知识应用思路,已达到提高学习效果的目的。如以与学生息息相关的日常生活中的各种金属制品为教学模型,采用启发式教学对其成形工艺进行探索,使学生带着问题进入课堂,以激发学生学习和求知的积极性;采用案例式和研讨式相结合的方法对具体的材料变形过程进行分析,开阔学生的思维,并让学生能够积极的参与到教与学的过程中,真正的做到“以学生为中心”,提高学生的积极性和参与度,最终达到提高教学质量的目标。

3. 改革答疑方式,因材施教

传统教学中虽然设置有答疑课,但大部分同学都不愿开口。针对集中答疑中学生积极性差的问题,利用当代学生手机不离手的习惯和文字沟通比当面交流心理压力更小的特点,建立班级qq群,每个学生都可在遇到问题的第一时间向教师提出问题,既避免了随时间对问题得过且过,轻易放弃现象的发生,又解决了学生开口难的问题。通过这一举措,既达到了教师因材施教的目的,又调动了学生的学习积极性。

4. 教学成果评价方法的探索

课程考试是检验教学质量和教学目标实现与否的重要手段。“塑性成形原理”历年成绩分布出现金字塔形结构,这一方面与教师的“教”和学生的“学”有关,另一方面也可能是由于传统的教学评价方式不合理,考题命题难易程度把握不准造成的。而采用试题库的考核方式,教考分离,可以促进教师对教学法的研究,具有督促教师提升教学质量的作用是近年来各高校积极推行的考核方式[7-10],有些院校的一些专业甚至规定所有专业必修课必须采用试题库组卷考核方式[11]

近年来,笔者所在教师团队认真研究教学大纲,参阅大量参考书,思考、验算各种类型的题目,建立标准化试题库,并对每道题目设置合理的难度系数和关键词,每学期的组卷工作由网络教学平台根据关键词和难度系数随机抽取完成。一般抽取10%难度较大的题目容易、中等题约占 70%左右,很容易的题目占 20%左右,以保证该试卷可以对一般学生的掌握情况进行客观科学的评价。此外,以目前本专业的工程认证为契机,对该课程的考核标准进行持续改进,不断对试题库进行完善,如增加试题库容量、考核后根据学生得分情况核验最初主观确定的试题难易程度等[12]

因此,为解决目前课时短、学生学习信息量大、试题难易程度不好把握的问题,本课程的授课教师组建团队,探究适合本校学生水平的试题,为本专业建设海量高质量的标准试题库,对学生的学习效果进行科学合理的评价。

三、结语

为了满足工程认证对课程体系的要求,专业课程涵盖更加全面、实践学时有所增加,理论课时不得不进行压缩,这是目前工程认证专业教育中理论课面临的共性问题。同时,OBE理念的引入颠覆了我国高等教育长期以来形成的以教师、课本、课堂为中心的传统教学范式。这些新形势、新的教育背景决定了我们不可能再默守陈规,对传统教学方式进行改革迫在眉睫。本文以“塑性成形原理”为例,提出了对新课堂的教学方法和教学手段、答疑方式、评价方式进行改革的一些措施。通过这些改革举措,教师的授课压力大幅下降,丰富而有趣的课堂教学使学生的厌学情绪大大减小,学生的学习参与度和自学能力有所增加。从考核结果来看,该课程近年来的及格率不断提升。但是,目前的实际教学中仍存在很多欠缺,如课题内容不够丰富、微课素材的数量和质量有待提高、试题库资源仍然很有限等,目前该课程教学方法的提升仍然还有很大空间,还需要未来几年在教学中不断完善和优化。

参考文

[1] 程浩,王保华,王斌,等. 基于OBE理念的生长军官教学体系评价研究[J]. 高等教育研究学报, 2019, 42(4): 24-28.

[2] 陈月芳,林海,张玲玲,董颖博. 基于工程教育认证要求的专业课程体系设置[J]. 中国冶金教育, 2016(4): 75-79.

[3] 江昌勇尹飞鸿常睿新工科背景下基于受众侧的课程教学范式探析[J]. 应用型高等教育研究, 2019, 4(3): 29-34.

[4] Emmanuel N. Ekwonwune, Dominic C. Edebatu. Design and Implementation of an Online Course Management System[J]. Journal of Software Engineering and Applications, 2019, 12(2): 21-33.

[5] Kontos, George1. Designing and Implementing a Unique Website Design Project in an Undergraduate Course[J]. TechTrends, 2016, 60(2): 154-159.

[6] 王虎挺, 张立新, 胡蓉论教学方法与教学手段的改革[J]. 现代经济信息, 2016 (7): 398.

[7] 热娜古丽·木沙,周建中,艾乃吐拉·马合木提.试题库建设对教学方法改革的促进作用[J]. 教育教学论坛, 2017(32): 78-79.

[8] 魏丹, 杨爽.《工程力学》试题库建设工作的实施与预期效果[J]. 电子测试, 2015, 15: 159-16.

[9] 李颖李海湛林琳迟秀文基于BLACKBOARD的无纸化多媒体试题库的建设及应用[J]. 中国教育信息化, 2015(24): 76-78.

[10] 肖池周心如王珏钱令波艾恒生理学本科试题库建设与思考[J]. 教育教学论坛, 2018(31): 246-247.

[11] 李新伟杨杰白小嘉陈录庭米裕. 我院试题库建设现状分析及改进策略[J]. 白求恩军医学院学报, 2011, 9(2): 134-135.

[12] 毛学志, 崔瑜, 高瑞平. 大学数学试题库建设的相对难度[J]. 数学学习与研究, 2016, 5: 2426.



 

 

 

 

 

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