工程教育專業認證視角下“現代紡織表征技術”課程教學改革探索

羅 磊，蔡光明，徐安長，陸 瑩，莊 燕，張如全，李建強

(武漢紡織大學 a.紡織科學與工程學院;b.紡織科學與工程學科名師工作室，湖北 武漢430200)

工程教育專業認證既是促進我國高校教育改革和教學質量體系建設的重要推手，也是我國高校人才培養與國際接軌的重要途徑。自2016年6月正式成為《華盛頓協議》會員后，我國加快推進工程教育專業認證進程，通過專業認證有效提升專業辦學水平和人才培養質量，提高工程教育水平[1-2]。我校(武漢紡織大學)紡織工程專業已于2017年通過國家工程教育專業認證。目前，所有相關專業課程都在按照專業認證標準積極進行教學改革與實踐，并取得了階段性成效，積累了一定的經驗。“現代紡織表征技術”是我校紡織工程專業新開的一門非常重要的專業課程，旨在通過介紹各種先進表征技術手段，使學生具有運用先進儀器設備開展科學實驗和了解紡織材料結構與性能的能力。為適應新時代對紡織工程專業畢業生的新要求，同時滿足專業認證要求，“現代紡織表征技術”課程需要在教學內容、教學方法和考核方式等方面做出相應調整。

一、 “現代紡織表征技術”課程新要求

對照《華盛頓協議》，國際上工程教育專業認證主要采用成果導向(outcome based education，OBE)教育理念。這就要求教學方式由以教師為中心向以學生為中心轉變，教學設計與實施要緊密圍繞促進學生達到學習成果(畢業要求)來進行，重視學生學習效果，并持續改進[3-5]。因此，基于OBE教育理念，更加注重培養學生解決復雜工程問題的能力。

“現代紡織表征技術”是一門理論與實踐緊密結合、實踐要求和綜合性都很強的課程。隨著科學技術的發展，紡織測試技術由簡單到復雜、由單一到綜合，“現代紡織表征技術”正是在當前紡織檢測技術快速發展的大背景下開設的一門專業課。該課程在培養學生掌握傳統紡織測試技術及方法的基礎上，進一步了解紡織材料性能與結構的測試技術及方法，使學生具有使用先進儀器設備分析紡織材料特點的能力，達到解決紡織工程領域復雜工程問題的目的，實現應用型復合人才培養目標。

按照工程教育專業認證的基本要求，結合“現代紡織表征技術”課程內容和性質，依據本專業人才培養定位和“新工科”理念，制定該課程目標如下:

課程目標1：掌握現代紡織表征儀器的基本工作原理、操作方法、注意事項以及應用范圍，具有能夠選擇合適的表征儀器對紡織工程領域復雜工程問題進行測試分析的能力。

課程目標2：掌握對測試結果進行處理的各種方法，具有能夠根據表征研究對象和表征目的選擇合適的數據處理方法并獲得合理有效結論的能力。

課程目標3：培養學生團隊合作意識，能夠以團隊形式解決給定的復雜紡織工程問題，并發揮個人在團隊中的積極作用。

我校紡織工程專業的培養目標是：使學生具有工程知識、紡織專業知識和工程實踐方法，能夠分析和解決紡織材料(制品)的設計、加工及應用中的技術難題。在工程教育專業認證畢業要求評價互認的背景下，結合“現代紡織表征技術”課程內容與性質，該課程主要對應畢業要求2問題分析、畢業要求4研究、畢業要求5使用現代工具以及畢業要求9個人與團隊。具體分解指標點與課程目標的關系如表1所示。

表1 畢業要求及分解指標點與課程目標的關系

二、 “現代紡織表征技術”課程教學改革

工程教育專業認證對“現代紡織表征技術”課程教學提出了新要求，在分析目前該課程教學存在問題的基礎上，如何回歸紡織工程專業課程面向工程應用的初心，培養學生理論聯系實際的能力，達到工程教育專業認證標準，是該課程教學改革的核心問題。因此，在教學過程中對照工程教育專業認證標準，優化教學內容，強化課程專業性；豐富教學手段，重視實踐環節；改革考核方式，強調過程性評價。該課程改革緊緊圍繞OBE教育理念，堅持教學組織以學生為中心，圍繞產出導向，并持續改進，加強學生解決復雜工程問題能力的培養，達到課程培養目標與畢業要求。

1. 教學內容改革

在工程教育專業認證和“新工科”建設背景下，圍繞OBE教育理念，結合畢業要求和培養目標調整“現代紡織表征技術”課程教學內容。

(1) 調整教學計劃，優化教學內容。隨著科學技術的快速發展，現代分析測試技術也不斷創新。目前用于材料結構性能表征的技術手段很多，可選擇的儀器設備品種繁多，現代紡織表征技術是其中的一個重要分支，我校該課程設置為24學時，遠遠不能滿足所講授內容的需要。任課教師往往為了趕進度完成教學任務，無法延伸拓展講解，故存在教師講不透、學生學不明的情況。因此，在課時有限的情況下，想要保質保量地完成教學任務，就必須優化教學內容，減少與紡織工程專業相關性不大的表征技術的介紹，增加紡織領域較常使用表征技術的介紹。例如對電子顯微、熱分析、紅外光譜分析和紫外-可見光譜分析等與紡織材料結構及性能有關的新技術適當增加授課時間，而對于要求高且紡織工程專業應用較少的色譜分析、質譜分析和核磁共振等技術則進行刪減。

(2) 引入工程及科研案例，強化課程專業性。基于工程教育專業認證，從OBE理念出發，教學內容應能夠滿足培養學生具有對復雜紡織工程問題提供系統性解決方案能力的要求。因此，在課程教學過程中應積極引入紡織工程專業的具體案例，使教學內容更加貼合紡織學科，更有針對性。例如，電子顯微鏡是一種觀察紡織材料形貌結構的常用測試工具，在講授這部分內容時，先講解基本知識點，然后介紹具體的應用案例，幫助學生快速了解該表征技術的具體用途以及如何對測試結果進行表述。同時在教學過程中充分融入國內外相關科學研究已取得的進展和成果，以最新的科研成果和案例充實教學內容，實現理論知識和實際應用的有機結合。這樣既能夠將課程相關重難點講解透徹，使學生充分了解如何選擇合適的表征技術手段以及如何表述表征測試結果，又可以聯系研究熱點深化專業知識的學習。

(3) 提高科研項目與學科競賽參與度。“現代紡織表征技術”是一門應用性與實踐性很強的課程，工程教育專業認證更重視學生分析和解決問題的能力。為了使學生達到課中有收獲、課后能應用的效果，鼓勵學生分小組加入教師的科研團隊，積極申報大學生創新創業訓練計劃項目，以及參加“挑戰杯”全國大學生課外學術科技作品競賽、“互聯網+”大學生創新創業大賽、“溢達杯”紡織品設計大賽等相關學科競賽，在課題研究中使所學知識得以應用，同時培養學生的創新意識和團結協作精神。

2. 教學方法改革

傳統教學主要采用教師講、學生聽的方式。由于該課程應用性強，按照傳統的教學方式，多數學生感到課本知識與實踐脫節，常常會困惑于如何學以致用，以致學習興趣不足、學習動力不夠，教學效果欠佳。此外，傳統教學方式也不符合工程教育專業認證要求，學生無法達成畢業要求和培養目標。為此，該課程采用靈活多樣的教學方式。

(1) 豐富教學手段，充分利用網絡資源。采用多媒體技術將晦澀難懂的表征原理用圖形和動畫表達出來，便于學生理解，激發學生的學習興趣。同時，通過QQ 群、微信、公眾號、在線開放課程平臺等多元途徑，建設立體化課程資源庫。利用在線論壇、學習社區、即時問答、開放性互評、互動教學和小組協同學習等環節，實現課前預習、課后演練、交流互動、課后考核，教師與學生之間的互動教學和學生與學生之間的協同學習相結合，打造新型師生學習共同體。

(2) 運用“四位一體”混合式教學模式。運用演繹式、案例式、項目式、自主式等多種教學模式，采用“從書本知識到工程應用”的課內、課外相結合的混合式教學。以OBE理念為指導，緊跟紡織表征前沿技術，以每一章節的主要知識點整合出一系列與課程相關、可執行性強的項目或教學案例，以學生為中心，完成整個項目的構思、設計、實現及運行，同步進行課程內容中相關知識點的教學，形成以演繹式(基本理論講解)、案例式(工程案例實施)、項目式(大學生創新創業計劃、學科競賽及科研項目)和自主式(專業發展前沿及文獻查詢)“四位一體”課程教學體系，全方位培養學生的工程創新能力和實踐動手能力(如圖1所示)。

圖1 “四位一體”課程教學體系

3. 考核方式改革

在傳統教學模式下，課程考核主要以期末考試為主。這種單一的評價方式不能公平客觀地反映學生的學習成效，顯然不符合OBE教育理念。從工程教育專業認證角度出發，課程考核應更重視全過程多元化評價。“現代紡織表征技術”課程考核主要包括平時考核(60%)和期末考核(40%)。其中，平時考核包含考勤、課后作業、課堂發言、項目完成情況等，將學習過程中不同模塊的表現都納入平時考核，并按相應比例給出成績。期末考核以卷面考試形式進行，但通過調整考試內容，加大對學生解決復雜工程問題能力的考核。

三、 結語

為提升“現代紡織表征技術”課程教學效果，在工程教育專業認證和“新工科”建設背景下，引入OBE教育理念，在教學內容、教學方法和考核方式等方面進行改革，建立“理論+案例+實驗”相結合的混合式教學體系，使學生逐步樹立工程觀，并能應用紡織工程專業基礎知識解決復雜紡織工程問題，全方位培養學生的工程創新能力，實現高級應用型專門人才的培養目標。