工程教育專業認證背景下彈藥工程與爆炸技術專業課程品質提升模式探索

馬 彬 黃正祥 賈 鑫

南京理工大學機械工程學院 江蘇 南京 210094

一、引言

工程教育的目標是開展工程教育實踐活動所預期達到的成果標準，是國家輸送工程技術與管理人才的主要渠道，在我國高等教育中占有極其重要的地位[1，2]。工程教育認證是高質量工程教育的保障，其核心理念是“強調教育過程要始終以學生為中心，以培養目標為導向，重點關注教育產出和實際成效，并在持續改進過程中促進教學質量不斷提升”。隨著我國經濟發展的轉型升級以及創新驅動發展戰略的深入實施，加快工程教育的改革和創新，提高工程技術人才的培養質量是必然趨勢，且任務緊迫。國際工程聯盟目前包括六個協議，其中《華盛頓協議》是最具權威性、國際話程度較高、體系較為完整的工程教育專業認證協議之一[3]。我國于2016年6月成為《華盛頓協議》正式成員，預示著我過工程教育改革逐漸標準化，同時也為我國工程教育改革的進一步深化提供了良好的契機。

學科專業是高效與社會需求相結合的紐帶，專業水平的高低是衡量一所大學在國內外排名和地位的主要標志。人才培養是學科建設的出發點和落腳點，專業建設的目的就是培養出高質量的人才。社會對人才的需求是人才供給側——高校學科專業建設的重要指引。20世紀以來，大部分高校專注于基礎理論知識學習，而忽視了對學生實踐能力的培養，因此，當今工程教育改革是高校工程教育認證過程中重要的改革任務[4]。

在工程教育專業認證形式下，在歷年來教學方法、教學手段、教學內容改革等基礎上，對南京理工大學彈藥工程與爆炸專業建設和改革進行了探索和實踐。本文重點圍繞課程目標、教學內容、教學模式和教學評價4個方面介紹了我校工程教育認證和人才培養背景下彈藥工程與爆炸技術專業課程的教育教學改革。

二、彈藥工程與爆炸技術專業課程品質提升模式構建

1.課程目標的規劃。依據《工程教育專業認證標準》(試行)的指導思想，本專業著力培養具有過硬的政治素養，良好的思想品質與職業道德，掌握彈藥總體及其子系統技術以及相關民用工程技術等方面的基礎理論知識和工程實踐能力。按照專業課程目標對畢業要求的支撐，在參考彈藥工程系諸多教師的意見下，對相關彈藥專業課程的教學大綱亦進行了修訂，同時提煉設定了3個彈藥工程與爆炸技術專業課程目標，具體見表1.

表1 彈藥工程與爆炸技術專業課程目標

工程教育認證中對彈藥工程與爆炸技術專業課程所制定的課程目標，結合本專業12條畢業要求，所制定的3條專業課程目標能夠對12條畢業要求中的如下四4條起到不同程度的支撐作用，如表2所示。

表2 彈藥工程與爆炸技術專業課程目標對專業工程教育認證的支撐

說明:★★★表示有效支撐；★★表示一般支撐；★表示弱支撐。

2.教學內容優化。南京理工大學是一所隸屬于工業和信息化部的全國重點大學，學校由創建于1953年的新中國軍工科技最高學府——中國人民解放軍軍事工程學院(簡稱“哈軍工”)分建而成，亦是一所有著悠久的軍工特色專業歷史背景、培養了大批兵工人才的高等學府。學校自創建以來，彈藥工程與爆炸技術專業一直是備受關注的重點專業。針對兵器行業對彈藥專業人才培養目標，針對彈藥專業分支的行業需求，在保證彈藥專業知識體系完整性的前提，針對彈藥工程與爆炸技術專業不同研究方向，教學過程中，采用專題的模式將教學內容與學科前沿、先進技術有機、適度融合在一起。所設置的小專題可為彈藥工程與爆炸專業通向相關分支方向搭建“橋梁”。重點、詳細講解內容偏重于各彈種的毀傷機制、彈靶作用機理、工程實踐中的應用以及武器系統中交叉學科問題。同時，作為創新拓展內容，側重于介紹針對不同目標，戰斗部的設計思想和方法，通過“偏重+專題”的教學內容改革解決了彈藥工程與爆炸技術專業教學中整體知識框架與個體目標需求之間的矛盾，對于更好的激發學生對整體知識構架的學習興趣，了解自己所喜好的研究方向，拓展學生在未來項目研究以及領域創新中的視野，培養學生的科學素質和創新意識等諸多方面都具有重要的意義。部分課程的教學內容如表3所示。

表3 彈藥工程與爆炸技術專業課程的優化

3.教學模式的轉變

(1)基于BOPPPS的彈藥工程與爆炸技術專業授課模式。BOPPPS教學模式源于加拿大的教師技能培訓，是一種以教學目標導向、以學生為中心的教學模式。它由導言(Bridge―in)、學習目標(Objective/Outcome)、前測(Pre―assessment)、參與式學習(Participatory Learning)、后測(Post―assessment)和總結(Summary)六個教學環節構成。BOPPPS名稱是由這六個教學環節的英文單詞的首字母構成。BOPPPS是教師進行教學設計及課堂組織教學的一種有效模式。在此次教學模式轉變過程中，嘗試將其引入到彈藥工程與爆炸技術專業課程課堂教學中。

首先，任課教師可用具有“震撼”效果的實踐照片抑或視頻來吸引學生的注意力—Bridge―in。每堂課開始環節，任課教師通過具有代表性的戰斗部工程試驗或對目標打擊的動態畫面入手，利用多媒體教學的特長，借用視頻、動畫或圖片等引出本節課程的主要學習內容，并設定與該節課程內容相關的問題，激發學生的學習興趣以及尋求答案的欲望，讓學生主動思考，把學生快速引入到對該堂課程的學習情景中。例如在講授聚能效應時，以極具神秘性的“陸戰之王”—坦克目標遭遇破甲戰斗部毀滅性打擊的視頻引入課程教學內容——“聚能裝藥通過炸藥爆炸，壓垮戰斗部中的聚能藥型罩，從而形成能夠穿透坦克防護裝甲的聚能射流?！本勰苌淞鞯降资鞘裁?所具備的特性是什么?影響射流作用效能因素有哪些?以這樣的形式將學生帶進課堂的學習中，不僅使學習內容的應用場景更加直觀，同時使學生看到彈靶作用的場面之壯觀、毀傷效能之巨大，為下一步的教學奠定了良好的基礎。

第二步，授課教師要簡明扼要、通俗易懂地表述通過本章節的學習預期索要達到的學習目標，使學生在學習過程中明確學習方向——Objective。針對具體教學內容，采用“通過XXX內容的學習，使學生能夠利用XXX理論、XXX工具，從而解決XXX具體問題”的表述方式，讓學生能夠“知老師所云、明知識所用”，同時在這樣的教學中，予以強調相關概念、理論、設計方法、重難點內容以及所能解決的具體問題等等。

第三步，及時、有效地以提問或討論的方式，及時了解學生對即將學習內容所需用到的前期知識的掌握情況——Pre―assessment。該環節在學習過程中可起承前啟后作用，同時，可使學生明確、回顧前期所學的重難點知識，也可作為后續所學知識的預先學習，從而為達到學習目標做好知識儲備。

第四步，在具體內容講解時，采用靈活多變的教學方式，如分組進行“學中講”、討論及辯解、提問及分析等，引導學生提出問題，并發揮主觀能動性去分析和解決問題，提高學生在課堂上的參與度——Participation Learning。該環節是教學過程中的重點環節。在這一環節的處理上，可酌情考慮“分層次要求、分層次引導、逐層遞進”的思想，從而使不同層次的學生能夠積極參與到課堂教學，通過對不同層次問題解答或解決，能夠體會到課堂學習所帶來的樂趣，實現“因材施教、整體提升”的教學目標。

第五步，針對課程中的重難點內容，合理設計檢測內容，對是否達到教學目標進行后測，例如在學習了殺爆戰斗部的相關參數計算之后，可給學生提出指標要求，讓學生依據算學知識進行相關參數的簡要計算，從而了解學生對課堂知識的學習成效——Post―assessment。該項測試宜采用分組協作完成的形式進行。

最后，每節課結束前，應預留幾分中的時間，任課教師帶領學生一起對本節課程的相關學習內容進行總結、回顧，強化課堂的學習效果——Summary。該環節應采取“教師引導、學生為主、教師補充”的方式進行，引導學生自己形成總結各章節主要內容的學習習慣。

(2)拓展多樣的教學實踐活動。南京理工大學擁有針對彈藥工程與爆炸技術等專業條件性開放的兵器博物館，應注重帶領學生對所展覽的武器裝備進行參觀，同時結合所學知識，對不同的彈藥作用機理以及彈靶作用機制進行現場講解，讓學生更加直觀、形象的了解所學知識的用途，體會學有所用的樂趣。每學期督促學生對彈藥工程與爆炸技術專業領域內的前沿技術以及新概念技術進行查詢和總結，以報告的形式上交，并且制作PPT在課堂上進行報告、講解。講解完成后學生和任課教師進行質疑和點評，通過討論、質疑的方式，使學生對所總結的內容進行更深層次的探索，增強學生自主探索的能力和動力，強化教學過程管理，逐步培養學生自主學習和探索、解決實際問題的能力。

除此之外，還應積極開展兵器科學競賽、科研訓練等形式多樣、內容豐富的實踐活動，鼓勵學生根據所學知識，積極設計所感興趣的戰斗部，在結構方案合理的情況下，任課教師可選擇方案較優進行加工，在確保安全的前提下進行小型的戰斗部威力試驗，實現學生的基礎知識和實踐能力全面提高的目標，讓學生做到整體、個體的全面發展，為工程教育認證要求的創新型、復合型人才的培養奠定良好的基礎。

4.教學評價體系的改革。構建科學、合理的教學評價體系，是提升彈藥工程與爆炸技術專業課程品質、促進復合型人才培養質量持續提升的有效途徑。彈藥工程與爆炸技術專業課程在教學評價體系的重構過程中始終堅持“育人”為本，遵循全面、科學評價原則、縱向發展評價原則和提升教學的評價原則，建立了一套內容多維、方法多樣、過程結果兼顧的教學評價體系。

(1)全面評價原則?；谠u價影響因素的組成，從學生出勤、課堂測驗、專題報告、期末考試以及課外實踐環節的參與度等對學生進行全方位、多角度的評價，構建綜合評價方式，調動學生對學習過程的參與積極性，促進學生的全面、綜合發展。

(2)縱向發展評價原則。承認學生的個體差異，肯定每個學生個體在原有基礎上的提高，充分認可學生個體的每一次進步，使學生保持學習積極性，構建強調發展與機理的學業評價體系。

(3)提升教學的評價原則。對于任課教師授課質量的考評中，采取專家聽課、同行互評、學生評教等多種方式相結合的原則提升教學質量、摒棄教學過程中的不良習慣，激勵教師積極調整和完善教學工作。

三、彈藥專業課程品質提升模式實踐與應用

在我校彈藥工程與爆炸技術專業工程教育認證準備過程中，以專業精品課程平臺及歷年教改項目為依托，對彈藥工程與爆炸技術專業課程從課程目標、教學內容、教學模式和教學評價體系等多方面進行了改革，且成效逐漸顯現。

通過課堂調查，學生普遍認為改革后的教學模式更能引導其去積極、主動去學習和思考，課堂氣氛更輕松，完成課堂所留任務更具方向性，教學、評價新體系兼顧了學科專業特點以及學生整體素質，有利于培養學生的工程實踐能力，有利于學生的全面發展。

四、結論

工程教育認證和人才培養工程建設為我國高等工程教育改革提供了新思路，也對彈藥工程與爆炸技術專業課程品質提出了新的要求。本文重點圍繞課程目標、教學內容、教學模式和教學評價4個方面介紹了南京理工大學在工程教育認證工作中彈藥工程與爆炸技術專業課程的教育教學改革。

經過初步調研結果證明，新模式能夠有效提升彈藥工程與爆炸技術專業的教學質量和教學效果，有益于培養學生整體知識框架和工程實踐能力，激發學生自主學習的意識和創新能力，較好的體現了“厚基礎，重實踐，強素質，求創新”基本育人原則，是有效提升彈藥工程與爆炸技術專業課程品質和工程技術人才培養質量的可行性途徑。