工程教育專業認證導向下材料類專業實驗教學方法和評價方式的改革探索*

劉桂香 李延波 王軍霞 溫建武

（西南科技大學材料科學與工程學院，四川綿陽621010）

工程教育專業認證導向下材料類專業實驗教學方法和評價方式的改革探索*

劉桂香 李延波 王軍霞 溫建武

（西南科技大學材料科學與工程學院，四川綿陽621010）

文章在工程教育專業認證導向下，針對我院材料類專業實驗課程在教學方法和考核評價方式兩方面存在的主要問題進行了改革探索，目的在于強化學生在實驗過程中的主體作用，從而激發學生的主觀能動性，最終培養學生的工程實踐、創新能力以及學生的團隊合作精神。

工程教育；實驗教學；教學方法；評價方式

一、概述

工程教育專業認證是國際上通行的工程教育質量保障制度，也是實現工程教育的國際互認和工程師資格國際互認的重要基礎［1］?！度A盛頓協議》是國際上影響力最大的四年制本科教育學位（學歷）國際互認體系。2013年我國成為《華盛頓協議》的預備成員，標志著我國的工程教育開始與國際接軌，同時也標志著我國工程教育面臨著重大的改革?！度A盛頓協議》簽約組織的認證標準普遍采用“產出導向（outcomes-based education，OBE）”的基本原則，該原則重視“學生學到了什么和是否成功”，即將受教育者的素質和潛能表現作為衡量教學成果的依據，并以促進其持續改進作為認證的最終目標［2］。

專業實驗課程是材料類專業本科生進行實踐和創新能力培訓的最重要途徑之一。通過專業實驗可以加深學生對理論知識的理解和掌握，同時更能使學生熟練掌握實驗原理、方法、儀器使用、結果分析等科研工作知識和規律，從而有助于培養學生的實踐創新能力。但是，由于傳統的實驗教學方法與工程教育專業認證中“學生為主體”及“產出導向”等教育觀念嚴重脫節，此外還存在實驗教學考核評價方式單一、不能充分調動學生實驗主觀能動性等問題，導致學生實驗學習態度怠慢、動手能力不強、創新能力和獨立工作能力差的現象。因此，根據工程教育專業認證對學生實踐和創新能力培養的要求，迫切需要對我院材料類專業實驗課程的教學方法以及考核評價方式進行改革。

二、實驗教學方法的改革

我院材料類專業實驗課程按照學習的基本規律分為兩大模塊；一是主要由驗證性實驗組成的專業基本技能培訓模塊；二是由綜合設計性實驗組成的創新模塊。

以前對于驗證性實驗項目，學生上課時只要按部就班地模擬老師示范的操作過程并形成報告即可完成實驗任務，這種現象導致學生主觀能動性弱，不能充分理解“實驗操作”與“為什么要求這樣做”之間的聯系。即使是對于以前存在的綜合設計性實驗項目，也普遍是由授課老師設計，學生根據老師指點的步驟逐步完成實驗任務，并沒有帶著思考實際參與到實驗的設計環節。這種教學方法導致的結果與工程教育專業認證標準的要求背道而馳，不能有效培養出國際通認的工程類人才，因此改革實驗教學方法刻不容緩。

（一）專業基本技能培訓實驗模塊教學方法的改革

專業基本技能培訓實驗模塊主要組成為工具類實驗項目，注重的是對專業實驗設備規范性操作。為了避免以往上課學生純粹機械操作的弊端，授課教師應該對學生明確強調三點要求：一是課前充分預習和思考；二是課堂上必須獨立完成實驗操作并熟練掌握規范化操作技能；三是如實記錄實驗過程和數據并完成實驗報告。

心理學理論認為激勵人們的力量源于潛意識驅力。因此對于材料類專業基本技能培訓首先要重視學生的課前預習，讓學生在動手進行實驗操作之前就在思想上就植入了工程意識。課前預習可使學生對即將進行的實驗進行心理模擬并思考實驗過程中可能會出現問題，如果能夠在課前就查閱相關資料將這些問題解決掉，那么學生在課堂上就會思路清晰地、順暢地完成實驗操作；在實驗課堂上，授課教師對實驗內容講清要領后，要求學生進行實驗操作。實驗操作一般采取集中練習和分散練習相結合的辦法。集中練習時請同學互相指出對方操作中不規范之處，有利于雙方在設備操作方面的共同進步。分散練習時盡可能創造條件讓學生每人都有獨立完成實驗操作的機會。在這種共同糾錯和獨立實驗操作的實驗方式下，能充分調動學生的主動性，從而達到使學生掌握實驗規范性操作的目的和提高學生實踐動手能力；實驗操作完成后，要求學生寫出規范完整、簡潔明了、能夠真實反應實驗過程和實驗數據的實驗報告，從而培養學生嚴謹的科學態度。

（二）創新實驗模塊教學方法的改革

創新實驗模塊由綜合設計性實驗項目組成，它是實驗教學的最高層次，具有主動性、開放性、研究性等特點，有利于將學生變為實驗過程的主體，是培養學生動手能力、工程能力和創新能力的一種行之有效的教學模式［3］。

為了達到創新實驗模塊對學生所起的培養作用，在綜合設計性實驗教學過程中，授課教師應樹立“以學生為主體”的教育觀念，讓學生自行組隊（一般2-3個學生為一組），每組的學生根據實驗的要求，利用實驗室提供的試劑、設備等實驗條件自行設計實驗方案。不同組的學生就很有可能采用不同的原料、不同的工藝方法來實現實驗要求，從而激發學生的學習興趣和學習主動性，培養了學生的工程設計能力和工程創新能力。同時，學生在實驗過程中會遇到很多意想不到的問題，此時就要體現“教師的引導作用”。教師應該鼓勵學生自己先對問題進行分析，然后啟發學生利用已學知識去解決問題。這樣教學方法不僅可加深學生對實驗的理解，達到學生將理論知識和實踐經驗統一結合起來的目的，而且會激發學生求知的潛意識驅動力和提高學生發現問題、解決問題的能力。

此外，在學生培養目標及要求中，工程教育專業認證標準中還強調學生必須具備較強的表達能力和較強的人際交往能力。因此，在實驗教學過程中授課教師還應重視老師與學生及學生與學生之間的交流。綜合設計性實驗中學生分組的方式要求組內學生共同配合完成實驗任務，同時學生實驗過程中遇到問題可及時與同組學生或老師交流和討論，這樣的實驗教學方式有利于提高學生表達能力和團隊合作精神。

三、實驗教學考核評價方式的改革

實驗教學評價是檢驗學生知識掌握程度的一種重要方式，科學合理的評價方法能夠正確引導和激勵學生的積極性、監督和檢驗學生的學習效果［4］。但是以前多數實驗教學課程的考核內容單一，沒有嚴格的評價指標和考核標準，缺乏對教學質量監控的手段，使學生有蒙混過關的心理并采取應付的態度和消極的行動。因此在實驗教學中有必要重新建立科學可行、全面的考核評價體系，使學生在完成實驗教學的過程中有章可循，促使學生在實驗過程中處于積極的狀態，認真完成實踐教學的各項要求，掌握實踐技能、提高實踐創新能力。

專業實驗課程的開設目的是培養學生的工程實踐能力、工程創新能力和靈活運用所學知識分析、解決實際問題的能力。因此，其教學評價方式與一般課程有所不同，它是一種重在過程、重視評價對象主體性、促進評價對象發展為根本的教學評價，因此不能僅以傳統的實驗報告和實驗結果來對學生進行評價，而應該是一個綜合評定的過程，既要考查學生對知識的掌握程度，又要考核學生的動手操作能力，更應注重學生嚴謹的科學態度和創新精神。本次針對材料類專業實驗課程的考核評價改革探索重點是量化考核和模糊考核相結合的方式。

量化考核包括對筆試和實驗報告等可以客觀量化的內容進行考核。在實驗報告考核方面仍繼續沿用以前的評價方式，如考慮其完整性、規范性、實驗結果分析的正確性等。筆試考核設定在學生做實驗之前，其內容是針對實驗項目中支撐專業技能的重要知識、原理、關鍵操作點及方法的考核。筆試考核方式的設立一方面有利于督促學生對實踐課程的重視和預習，另一方面可避免學生在實驗過程中的失誤操作或實驗結果的失敗，有助于學生對實驗內容的理解和掌握。

模糊考核包括除了筆試、實驗報告等可以客觀量化結果之外的其它所有過程的考察和評價。該考核過程較復雜，可以在突出專業核心技能的基礎上，根據學生在實驗中的表現，如出勤與紀律、學習態度、實驗操作能力、學習主動性、同學間協作能力等方面，同時結合同學間的評價或同學自評的方式對實驗課程進行考核評價。

實驗教學的量化考核與模糊考核相結合的評價方式體現了客觀評價因素和主觀評價因素的互補性，能夠較為客觀地踐行知與行的統一，更能體現出實驗課程考核評價的公正性。該考核評價方式使學生在完成實驗任務過程中有章可循，使教師對學生實驗過程中的能力表現評價有章可依，并且它能有效調動學生對實踐課程的主觀能動性，有利于改善實踐教學效果、提高學生的實踐能力。

四、結束語

工程教育質量對于提高我國整個高等教育質量有著至關重要的作用，利于提高我國工科人才在世界的影響力和競爭力。文章在工程教育專業認證背景下，針對我院材料類專業實驗課程目前在實驗教學方法和教學考核評價方式兩方面存在的主要問題進行了改革探索，目的在于強化學生在實驗過程中的主體作用，從而激發學生的主觀能動性，最終培養學生的工程實踐、創新能力以及學生的團隊合作精神。

［1］雷環，湯威頤，Edward F，等.CDIO工程教育改革的人才理念和培養模式［J］.高等工程教育研究，2009（5）：29-35.

［2］顧佩華，胡文龍，林鵬，等.基于“學習產出”（OBE）的工程教育模式——汕頭大學的實踐與探索［J］.高等工程教育研究，2014（1）：27-37.

［3］邢紅宏，梁承紅，張紀磊.充分利用綜合性實驗培養學生的綜合素質［J］.實驗室研究與探索，2013（2）：165-167.

［4］榮瑞芬，閆文杰，李京霞，等.實踐教學課程考核評價模式探索［J］.實驗技術與管理，2011（3）：232-234.

Under the circumstances of engineering education accreditation，the deficiencies of teaching methods and assessing ways existed in experimental courses of the materials were pointed and then improved.The purpose of this study is to strengthen the main role of students in the experimental process，so as to stimulate the students'subjective initiative，ultimately to cultivate students'engineering practice ability，innovation ability and team cooperation spirit.

engineering education；experiment teaching；teaching methods；assessing ways

G642

A

2096-000X（2016）19-0129-02

西南科技大學教改研究項目資助（編號：15xn0017）。

劉桂香（1979-），女，漢族，陜西西安人，碩士研究生，講師，研究方向：功能材料，實驗教學管理。