基于成果導(dǎo)向的工程專業(yè)ESP課程改革與實踐

邢延 楊玲玲 汪新 李曉端 李明

摘? 要：工程專業(yè)ESP課程應(yīng)該以培養(yǎng)跨文化的工程溝通與交流能力為導(dǎo)向，才能在課程體系中占有一席之地。文章遵循OBE理念，依據(jù)工程類專業(yè)的共性，設(shè)計出一種新的ESP課程框架。該框架以模擬解決特定專業(yè)領(lǐng)域的復(fù)雜工程問題為載體，以PBL為教學(xué)方法，在團(tuán)隊環(huán)境下訓(xùn)練專業(yè)英語綜合應(yīng)用能力。多個工程類專業(yè)的教學(xué)改革實踐表明，該框架對于工程類專業(yè)ESP課程具有普遍適用性。

關(guān)鍵詞：成果導(dǎo)向教育;專業(yè)英語;基于問題的學(xué)習(xí);課程改革

Abstract： Engineering ESP courses should aim to fostering cross-cultural engineering communication skills in order to have a place in the curriculum system. Following the OBE theory， this paper proposes a new ESP curriculum framework based on the commonalities of engineering programs. Simulating to solve complex engineering problems in specific professional fields， it trains the Comprehensive English application skills in a team environment， with the means of problem-based learning. The practice of several engineering programs demonstrate that the proposed framework is feasible to the ESP courses of most engineering programs.

《中國工程教育質(zhì)量報告（2016年度）》[1]指出，我國工程教育對工業(yè)發(fā)展的現(xiàn)代需求適應(yīng)性存在不足，工科畢業(yè)生在前沿知識、外語交流能力、分析解決工程問題能力、競爭與合作能力等方面與工業(yè)界的期望差距較大。在工程專業(yè)的課程體系中，專業(yè)英語（English for Specific Purpose，簡稱ESP）原本應(yīng)該在培養(yǎng)學(xué)生跟蹤學(xué)科前沿技術(shù)和跨文化的工程溝通能力方面起重要作用，但是現(xiàn)有的ESP課程由于教學(xué)目標(biāo)偏重英語語言技能、教學(xué)內(nèi)容側(cè)重學(xué)科基礎(chǔ)知識、教學(xué)方法以課堂講授為主導(dǎo)，因此難以肩負(fù)起相應(yīng)的責(zé)任，并且在整個課程體系中陷入“雞肋式”的尷尬境界[2]。

隨著新工科建設(shè)的開展和工程教專業(yè)認(rèn)證的推廣，成果導(dǎo)向教育（Outcome-Based Education，簡稱OBE）已經(jīng)成為我國高等工程教育改革的主流教育理念[3]。根據(jù)成果導(dǎo)向教育理論，一門課程的設(shè)置和教學(xué)設(shè)計必須滿足以下條件：課程目標(biāo)支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)、教學(xué)內(nèi)容支撐課程目標(biāo)、教學(xué)方法匹配教學(xué)內(nèi)容、考核內(nèi)容覆蓋教學(xué)內(nèi)容、考核方法匹配課程目標(biāo)。只有遵循OBE的理念對ESP課程進(jìn)行教學(xué)設(shè)計和改革，才能使其在工程專業(yè)課程體系中發(fā)揮出應(yīng)有的作用。

本文首先遵循OBE理念對工程專業(yè)ESP課程框架（Curriculum Framework）進(jìn)行教學(xué)設(shè)計，設(shè)定課程目標(biāo)、確定教學(xué)內(nèi)容、選擇教學(xué)方法、制定考核內(nèi)容和考核方法，以及建立課程評價方法;然后詳細(xì)介紹在這種課程框架下，自動化專業(yè)ESP課程改革的實踐經(jīng)驗和效果;最后分析和總結(jié)這種課程框架的特點(diǎn)和優(yōu)勢，并對改進(jìn)方向提出建議。

一、ESP課程框架的教學(xué)設(shè)計

我國普通高等學(xué)校本科設(shè)有31個工學(xué)專業(yè)大類， 涵蓋近兩百種工程專業(yè)[1]。這些工程專業(yè)各有特點(diǎn)且千差萬別，即使是相同的專業(yè)，因地域經(jīng)濟(jì)、行業(yè)背景、學(xué)校定位等因素的不同而設(shè)定不同的人才培養(yǎng)目標(biāo)和專業(yè)畢業(yè)要求。盡管這些工程專業(yè)各不相同，但它們都屬于工程技術(shù)類專業(yè)，其人才培養(yǎng)目標(biāo)必須完全覆蓋中國工程教育認(rèn)證協(xié)會制定的《工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)（2017版）》中有關(guān)畢業(yè)要求的十二項通用標(biāo)準(zhǔn)[4]。因此，工程專業(yè)ESP課程的框架式教學(xué)設(shè)計必須以這些通用標(biāo)準(zhǔn)為導(dǎo)向。

（一）課程目標(biāo)的制定

在《工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)（2017版）》有關(guān)畢業(yè)要求的十二項通用標(biāo)準(zhǔn)中，第十項通用標(biāo)準(zhǔn)的具體內(nèi)容是：“溝通：能夠就復(fù)雜工程問題與業(yè)界同行及社會公眾進(jìn)行有效溝通和交流，包括撰寫報告和設(shè)計文稿、陳述發(fā)言、清晰表達(dá)或回應(yīng)指令。并具備一定的國際視野，能夠在跨文化背景下進(jìn)行溝通和交流。”顯然，在工程專業(yè)的課程體系中，ESP課程應(yīng)該支撐這項培養(yǎng)目標(biāo)。既然是溝通和交流，那么就存在交流的對象;要想溝通順利有效，就需要人與人之間的良好協(xié)作，因此ESP課程也應(yīng)該支撐培養(yǎng)目標(biāo)的第九項通用標(biāo)準(zhǔn)，即“個人和團(tuán)隊：能夠在多學(xué)科背景下的團(tuán)隊中承擔(dān)個體、團(tuán)隊成員以及負(fù)責(zé)人的角色。”

依據(jù)上述的分析，工程專業(yè)ESP課程的課程目標(biāo)設(shè)定如下：

1. 針對復(fù)雜工程問題及其解決方案，能夠以英語為工具，查閱專業(yè)領(lǐng)域近年來公開發(fā)表的英文科技文獻(xiàn)，并能夠跟蹤專業(yè)領(lǐng)域的前沿技術(shù)。

2. 能夠通過撰寫英文科技報告和陳述發(fā)言等方式就復(fù)雜工程問題的解決方案進(jìn)行技術(shù)交流和有效溝通。

3. 能夠在團(tuán)隊環(huán)境下完成課程內(nèi)容，包括要求獨(dú)立完成的個人任務(wù)和要求協(xié)作完成的團(tuán)隊任務(wù)，能夠勝任團(tuán)隊成員或團(tuán)隊負(fù)責(zé)人的角色與責(zé)任。

上述的課程目標(biāo)1和2支撐畢業(yè)要求通用標(biāo)準(zhǔn)第十項，課程目標(biāo)3支撐第九項。

（二）教學(xué)內(nèi)容的確定

課程目標(biāo)1要求教學(xué)內(nèi)容必須針對復(fù)雜工程問題。復(fù)雜工程問題是指現(xiàn)代工程問題普遍具有復(fù)雜性，且必須具有以下所述特征（1）和特征（2）到（7）的一些或全部[5-6]：（1）必須運(yùn)用深入的工程原理，經(jīng)過分析才可能得到解決;（2）涉及多方面的技術(shù)、工程和其它因素，并可能相互有一定沖突;（3）需要通過建立合適的抽象模型才能解決，在建模過程中需要體現(xiàn)出創(chuàng)造性;（4）不是僅靠常用方法就可以完全解決的;（5）問題中涉及的因素可能沒有完全包含在專業(yè)工程實踐的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范中;（6）問題相關(guān)各方利益不完全一致;（7）具有較高的綜合性，包含多個相互關(guān)聯(lián)的子問題。因此，ESP課程的教學(xué)內(nèi)容必須針對特定專業(yè)領(lǐng)域的某個具體的工程問題及其解決方法，而不僅僅是專業(yè)基礎(chǔ)知識的羅列。

課程目標(biāo)1要求查閱的專業(yè)領(lǐng)域的英文技術(shù)文獻(xiàn)必須是近年來公開發(fā)表的。隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，工程領(lǐng)域的技術(shù)迭代速度都在加快，這是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級的結(jié)果，也是技術(shù)和資源積累到一定程度之后必然的發(fā)展趨勢。要培養(yǎng)學(xué)生具有國際視野，并能夠跟蹤專業(yè)前沿技術(shù)的能力，就必須對相關(guān)科技文獻(xiàn)的時效性有明確的規(guī)定。不同的工程專業(yè)應(yīng)該依各自的專業(yè)特點(diǎn)和專業(yè)技術(shù)更新迭代的速度確定技術(shù)文獻(xiàn)的具體時限。

課程目標(biāo)1要求能夠查閱英文技術(shù)文獻(xiàn)，而課程目標(biāo)2要求能夠撰寫英文科技報告和陳述發(fā)言，即培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)英語綜合應(yīng)用能力，包括聽力（Listening）、口語（Speaking）、閱讀（Reading）和寫作（Writing）等方面，這就要求ESP課程對這些專業(yè)英語的實際應(yīng)用能力要有針對性的訓(xùn)練內(nèi)容。

課程目標(biāo)3要求必須在團(tuán)隊的環(huán)境下完成課程內(nèi)容，ESP課程必須安排相應(yīng)的團(tuán)隊協(xié)作環(huán)節(jié)，學(xué)生的獨(dú)立工作能力和協(xié)作工作能力都應(yīng)該得到訓(xùn)練。

綜上所述，工程專業(yè)ESP課程的教學(xué)內(nèi)容應(yīng)該以模擬解決特定專業(yè)領(lǐng)域的復(fù)雜工程問題為載體，以英語為工具，結(jié)合專業(yè)技術(shù)發(fā)展的國際趨勢，在團(tuán)隊環(huán)境下訓(xùn)練學(xué)生查閱科技英文文獻(xiàn)（閱讀）、討論和陳述發(fā)言（聽力和口語）、撰寫科技報告（寫作）等專業(yè)英語綜合應(yīng)用能力。

（三）教學(xué)方法的選取

根據(jù)上述的教學(xué)內(nèi)容，工程專業(yè)ESP課程的教學(xué)方法應(yīng)該采用基于問題的項目學(xué)習(xí)方式（Problem-Based Learning，簡稱PBL）。

確定問題是PBL教學(xué)的首要內(nèi)容，優(yōu)質(zhì)的PBL問題具有如下特征[7]：（1）面向真實世界;（2）定義不良的復(fù)雜問題;（3）能產(chǎn)生多種假設(shè);（4）需要團(tuán)隊合作;（5）與學(xué)習(xí)目標(biāo)對應(yīng);（6）基于先修的知識或經(jīng)驗;（7）促進(jìn)高級認(rèn)知技能形成。與前述復(fù)雜工程問題的特征相比較，PBL優(yōu)質(zhì)問題和復(fù)雜工程問題具有很多相同或者相似的特點(diǎn)，因此復(fù)雜工程問題適合做為PBL教學(xué)的問題。PBL教學(xué)模式是以項目為載體的，對于工程專業(yè)ESP課程，這個項目就是模擬解決特定專業(yè)領(lǐng)域的復(fù)雜工程問題。PBL課程模式屬于合作學(xué)習(xí)模式（Cooperative Learning），強(qiáng)調(diào)團(tuán)隊參與、自主管理學(xué)習(xí)進(jìn)程、發(fā)展人際交流和溝通能力，促進(jìn)學(xué)生之間的相互提高，與前述的教學(xué)內(nèi)容相匹配。圖1列出了工程專業(yè)ESP課程的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法，并標(biāo)出了與課程目標(biāo)的支撐關(guān)系、與專業(yè)英語綜合應(yīng)用能力的對應(yīng)關(guān)系。

在圖1所示的ESP課程的整個教學(xué)過程中，學(xué)生是中心，課程任務(wù)的完成主要依靠學(xué)生自主學(xué)習(xí)，教師承擔(dān)引導(dǎo)和輔助的作用，而且學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和教師的輔導(dǎo)均采用線上和線下相結(jié)合的方式。因此，教學(xué)方法是以PBL為主體的混合式教學(xué)模式。

（四）考核內(nèi)容與考核方法的制定

依據(jù)教學(xué)內(nèi)容和課程目標(biāo)，ESP課程的考核內(nèi)容包括小組任務(wù)和個人任務(wù)兩部分，涵蓋聽力、口語、閱讀多個方面，包含對復(fù)雜工程問題及其解決方案的文獻(xiàn)閱讀、闡述與表達(dá)（含書面和口語）、個人獨(dú)立工作和團(tuán)隊協(xié)作等全方面。考核方式采用直接和間接兩種，直接考核以課程報告（小組報告和個人報告）和小組PPT為依據(jù)，評價課程目標(biāo)1和2的學(xué)生個體實際得分;間接考核以組內(nèi)互評、組間互評、結(jié)合教師評價的方式，給出課程目標(biāo)3的學(xué)生個體實際得分。具體考核環(huán)節(jié)、分?jǐn)?shù)占比、支撐的課程目標(biāo)如表1所示，其中一、二級考核環(huán)節(jié)的分?jǐn)?shù)占比可以依據(jù)專業(yè)的具體情況進(jìn)行調(diào)整。

（五）課程評價方法的建立

課程評價是從課程的視角對學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行審核和評價，分析課程目標(biāo)的達(dá)成情況，為課程教學(xué)的持續(xù)改進(jìn)提供依據(jù)，同時為畢業(yè)要求達(dá)成評價提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)[8-9]。

課程評價指標(biāo)：對于每項課程目標(biāo)，評價指標(biāo)包括達(dá)成值和達(dá)成率兩個。其中，達(dá)成值等于支撐某項課程目標(biāo)的平均得分與支撐該項課程目標(biāo)的總分之比，而達(dá)成率則等于個人達(dá)成值大于等于目標(biāo)達(dá)成值的人數(shù)與總?cè)藬?shù)之比。當(dāng)達(dá)成值和達(dá)成率同時分別大于等于目標(biāo)達(dá)成值和目標(biāo)達(dá)成率時，該項課程目標(biāo)達(dá)成，否則未達(dá)成。目標(biāo)達(dá)成值和目標(biāo)達(dá)成率由課程團(tuán)隊根據(jù)以往學(xué)生考核情況、教學(xué)實施情況、課程目標(biāo)等因素設(shè)定。

課程評價方式：客觀定量分析和主觀定性分析相結(jié)合。客觀定量分析的數(shù)據(jù)來源是課程考核的分?jǐn)?shù)，主觀定性分析的依據(jù)則是課程結(jié)束后學(xué)生對課程目標(biāo)達(dá)成的匿名自我評價信息。

課程評價結(jié)果分析：根據(jù)得到的主客觀課程達(dá)成值和達(dá)成率數(shù)據(jù)，采用二維分析方法，可以得到各課程目標(biāo)的達(dá)成評價，以及課程的總體達(dá)成評價，找出相對薄弱的環(huán)節(jié)實施課程教學(xué)質(zhì)量的持續(xù)改進(jìn)。

二、ESP課程的教改實踐

廣東工業(yè)大學(xué)多個工程專業(yè)已經(jīng)在上述的ESP課程框架下實施了教學(xué)改革，取得了較好的效果，通過了中國工程教育專業(yè)認(rèn)證。以自動化專業(yè)為例，已經(jīng)對2015級和2016級本科生開設(shè)了這種新型的ESP課程，共計374人完成課程學(xué)習(xí)。

（一）自動化領(lǐng)域的復(fù)雜工程問題

在上述的課程框架下，依據(jù)自動化專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)，結(jié)合自動化領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展趨勢，選取自主協(xié)作機(jī)器人（Autonomous and collaborative robots）、基于深度學(xué)習(xí)的機(jī)器視覺（Computer vision with deep learning）、災(zāi)難救援機(jī)器人（Disaster robots） 人臉表情識別（Facial recognition）、人機(jī)協(xié)作（Human computer cooperation）、智能汽車（Intelligent cars）等六大應(yīng)用領(lǐng)域作為自動化專業(yè)復(fù)雜工程問題的來源與背景。

對于上述的每一個應(yīng)用領(lǐng)域，提供一段來源于TED講壇的英文視頻[10]，要求學(xué)生在學(xué)習(xí)視頻內(nèi)容的基礎(chǔ)上，依據(jù)小組成員的興趣，協(xié)商設(shè)定本組要模擬解決的復(fù)雜工程問題;然后查閱相關(guān)的英文技術(shù)文獻(xiàn)，分析和比較多種技術(shù)方案，形成自己的解決方案。教師提供視頻的目的有兩個：（1）幫助學(xué)生了解自動化前沿技術(shù)及其應(yīng)用領(lǐng)域;（2）采用一個分析和解決復(fù)雜工程問題的實際案例供學(xué)生自主學(xué)習(xí)和參考。

（二）課程實施進(jìn)程

以學(xué)生課外分散自主學(xué)習(xí)為主，教師課內(nèi)集中指導(dǎo)為輔。課程歷時8周，其中課內(nèi)32學(xué)時，課內(nèi)課外學(xué)時比為1：2至1：4，具體如表2所示。教師每周檢查小組學(xué)習(xí)計劃的實施情況，保證課程教學(xué)能夠正常有序地進(jìn)行。

（三）學(xué)生學(xué)習(xí)案例

小組成員在教師的輔導(dǎo)下，采用組內(nèi)協(xié)商方式確定要模擬解決的自動化復(fù)雜工程問題，將其分解成互相關(guān)聯(lián)又各自獨(dú)立的多個子問題，每個成員負(fù)責(zé)其中的一個。圖2給出了一個學(xué)生小組（四人組）確定問題和分工的案例。

課程要求每個學(xué)生根據(jù)子問題的內(nèi)容，查閱至少兩篇英文技術(shù)文獻(xiàn)（學(xué)術(shù)期刊論文、學(xué)術(shù)會議論文、技術(shù)報告、技術(shù)說明書等），并對文獻(xiàn)的時效性提出要求（2010年以后公開發(fā)表）。學(xué)生在閱讀文獻(xiàn)時，側(cè)重理解子問題的多種解決方案。教師在文獻(xiàn)查找方法、專業(yè)術(shù)語理解、解決方案理解上給予重點(diǎn)輔導(dǎo)。個人報告由每個學(xué)生獨(dú)立完成，根據(jù)子問題的內(nèi)容，分析和比較多種解決方案的優(yōu)劣，從中選取一種或者多種，形成合理可行的子方案。小組報告由小組成員協(xié)作完成，根據(jù)問題的內(nèi)容，將子方案進(jìn)行有效集成，合成總體解決方案。教師在英語技術(shù)報告的結(jié)構(gòu)和寫作規(guī)范上給予重點(diǎn)輔導(dǎo)。對于圖2所示的案例，圖3列出了英文報告（含小組報告和個人報告）的內(nèi)容提要。

口語表述的答辯的方式有三種：小組派代表講解方案并回答提問，全體組員參與方案講解和回答提問，派代表講解方案、全體組員參與回答提問。在答辯現(xiàn)場，教師和學(xué)生都可以針對解決方案提出疑問，提問和回答要求全英文。

（四）課程考核與評價

課程按照表1所示的內(nèi)容和方法進(jìn)行考核，并對考核成績進(jìn)行統(tǒng)計，得到課程目標(biāo)的成績達(dá)成值和成績達(dá)成率;采用線上調(diào)查問卷的方式要求學(xué)生匿名自評，統(tǒng)計得到課程目標(biāo)的自評達(dá)成值和自評達(dá)成率。將客觀和主觀評價值、目標(biāo)值進(jìn)行歸一化處理，得到二維度課程目標(biāo)達(dá)成情況，具體如圖4所示。

分析圖4可以得出以下結(jié)論：（1）對于ESP課程的三項課程目標(biāo)，成績評價的達(dá)成值和學(xué)生自評的達(dá)成值均高于目標(biāo)值，成績評價的達(dá)成率和學(xué)生自評的達(dá)成率均高于目標(biāo)率，因此可以確定本課程的課程目標(biāo)全部達(dá)成。（2）對于課程目標(biāo)達(dá)成的主觀和客觀評價，成績評價和學(xué)生自評的評價結(jié)果的差值均小于15%，考慮到統(tǒng)計誤差與主觀認(rèn)知的模糊性，可以認(rèn)為兩個維度的評價結(jié)果基本一致。（3）在三項課程目標(biāo)中，課程目標(biāo)2的達(dá)成值和達(dá)成率都相對比較低，說明學(xué)生的專業(yè)英語書面寫作和口語表述能力比較薄弱，因此，這方面講師自動化專業(yè)ESP課程持續(xù)改進(jìn)的重點(diǎn)。鑒于ESP課程教學(xué)改革的成效，廣東工業(yè)大學(xué)自動化專業(yè)已經(jīng)將該課程列為專業(yè)核心課程。

三、結(jié)束語

現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展要求工程專業(yè)ESP課程以培養(yǎng)學(xué)生跟蹤學(xué)科前沿技術(shù)和跨文化的工程溝通能力為導(dǎo)向。現(xiàn)有的ESP課程必須進(jìn)行教學(xué)改革，才能在工程專業(yè)的課程體系中占有一席之地。

本文遵循成果導(dǎo)向教育的理念，依據(jù)工程類各專業(yè)所具有的共性，建立了一種新的ESP課程框架，并進(jìn)行教學(xué)設(shè)計。該框架以模擬解決特定專業(yè)領(lǐng)域的復(fù)雜工程問題為載體，以英語為工具，采用以PBL為主體的混合式教學(xué)方法，結(jié)合專業(yè)技術(shù)發(fā)展的國際趨勢，在團(tuán)隊環(huán)境下訓(xùn)練和培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)英語綜合應(yīng)用能力。這些能力涵蓋聽力、口語、閱讀多個方面，包含對復(fù)雜工程問題及其解決方案的文獻(xiàn)閱讀、書面與口語的闡述和交流、個人獨(dú)立工作和團(tuán)隊協(xié)作等全方面。廣東工業(yè)大學(xué)多個工程專業(yè)在這個框架下對ESP課程進(jìn)行教學(xué)改革，取得了較好的成效。

本文提出的ESP課程框架目前僅限于模擬解決復(fù)雜工程問題，如果能夠和其它專業(yè)課程聯(lián)動，實現(xiàn)復(fù)雜工程問題的真實解決，課程效果會更好。

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