基于IEET 國際工程教育認證的實驗教學改革探索＊

朱潔琪

（廣州大學，廣東 廣州 510006）

1 概述

工程教育專業認證制度起源于西方，是對高校工程類人才培養質量的一種合格認可[1]。工程教育認證可以認為是衡量高校工程類專業建設發展成就的重要標志，已經成為人才培養、教育改革、專業建設的“指揮棒”[2]。工程教育認證的三大核心理念是以學生為中心、目標導向和持續改進[3]。中華工程教育學會（IEET）成立于2003 年，于2007 年6 月成為《華盛頓協議》（Washington Accord，簡稱WA）正式成員[4],IEET 提出畢業生核心能力必須涵蓋8 種能力[5]，其中解決復雜工程問題這一點常在認證過程中被重點考察。而實驗教學是工程教育的重要組成部分，圍繞工程教育認證這根“指揮棒”進行實驗教學改革，更全面地契合三大核心理念，支撐解決復雜工程問題核心能力，就顯得尤為重要。

2 傳統工科實驗教學存在的問題

傳統的工科實驗教學較注重原理講解和步驟演示，但存在以下不足：

（1）忽略實驗背景，缺乏目標導向。由于課堂時間有限，教師上課的步驟一般為原理講解，實驗演示，學生跟做，很少提到實驗背景。而實驗指導書的內容通常為實驗目的、實驗原理、實驗儀器和實驗步驟等，一般也不會交代實驗背景。因此很多同學并不能真正理解設置此實驗的意義，不明白此實驗與實際工程應用中的對應關系，為什么要做這個實驗，學會了將來有什么用處，難以對實驗形成系統的認識，在“目標導向”上有所欠缺。

（2）內容缺乏彈性，未能以學生為中心。為保證教學內容的完成，實驗內容設置偏基礎，雖能保證全員達成，但在解決復雜工程問題的能力培養上還有欠缺，能力強的學生沒有拓展知識的空間。實驗內容設置未能以學生為中心，無法在面對不同能力的學生時展現一定的彈性。

（3）過度依賴教師，缺乏主動思考。以教師講解和演示為主，學生只是被動地模仿教師的步驟做實驗，遇到問題不是自己想辦法，而是舉手讓教師解決，過度依賴教師的幫助和指導，不動腦筋，缺乏主動解決問題的意識和能力[6]。而這樣被動學過去的知識，通常只能應付考試，學過即忘，很難將所學知識應用到將來的實際工程應用中去，離解決復雜工程問題的畢業要求相去甚遠。

（4）缺乏有效反饋，影響持續改進。實驗報告體現實驗成績，能較大程度反映教學效果，教師可以根據教學效果持續改進教學策略。但實驗報告的格式相對固定，一般分為五個部分：實驗目的、實驗儀器、實驗內容、數據分析、心得體會。這樣寫出來的實驗報告比較規范，但容易造成雷同的現象，有些學生甚至會大段摘抄實驗指導書的內容。其中最能體現學生思考過程的“心得體會”部分，也由于缺乏引導，很多學生寥寥幾筆就帶過了。導致原本可以用于教學效果反饋的實驗報告，失去了其作為持續改進課程的依據的價值。

以上問題總結起來就是傳統的工科實驗不重視實驗背景，缺乏目標導向；內容設置未能以學生為中心；學生過度依賴老師而缺乏解決問題的能力；實驗報告應付了事，未能給持續改進教學效果提供有效的反饋。與IEET 國際工程教育認證的三大核心理念和畢業生八項核心能力中所提到的解決復雜工程問題等還有差距。

3 基于IEET 國際工程教育認證的實驗教學改革模式

廣州大學電子信息工程專業于2019-2020 年參加了IEET 國際工程教育認證，在認證工作中，以三大核心理念為準則，特別強調實踐教學對學生能力的培養，注重培養學生以所學知識為工具分析問題、解決問題的能力。以此思想為指導，針對傳統工科實驗教學的不足，以本專業聲像燈光方向的專業課《聲頻系統工程》中的實驗“音響系統指標測量”為例，提出實驗教學改革模式：

實驗內容是通過搭建完整的擴聲系統和測量系統，參考國家標準GB/T 4959-2011《廳堂擴聲特性測量方法》，根據現場條件劃分測量區域、確定測量點，使用電輸入法或聲輸入法測量最大聲壓級、傳聲增益、傳輸（幅度）頻率特性、聲場不均勻度、總噪聲級等指標參數。參照國家標準GB/T 28049-2011《廳堂、體育場館擴聲系統設計規范》給出結論。改進策略如圖1 所示。

圖1 基于IEET 國際工程教育認證的實驗教學改革框圖

（1）案例導入，目標明確。老師從大家熟悉的場館工程案例入手，介紹實驗背景，以直觀的聽覺感受反映各項聲學測量指標的意義。從應用的角度去講解實驗原理，使同學們更好地理解實驗目的，把理論和實踐聯系起來，建立系統的知識框架，以便將所學知識應用到工程中去。而明確的目標導向能引發學生探索知識的欲望，變被動學習為主動學習。

（2）以學生為中心，分層次教學。充分考慮學生由于學習能力不同、愛好不同等原因造成的差距，在保證達成實驗教學目標的前提下，設置不同層次的實驗內容。學生可自主選擇“基礎版”和“提升版”的內容進行實驗。“基礎版”覆蓋實驗的教學目標，“提升版”則在原有要求上增加難度，如在測量結果的基礎上，利用《建筑聲學》等相關知識，思考如何改善聲學質量等。聲學測量是一個發現問題的過程，而如何根據現場條件改善聲學環境才是最終目的。對本實驗進行深挖，引導學生主動學習拓展知識，有助于提高他們解決復雜工程問題的能力。不同層次的實驗內容將對應不同的考核標準。

（3）反問引導，培養能力。教師對學生提出的疑問不要直接解答，而是思維引導式反問，如學生提問為什么自己的聲級計上顯示的數據跟測量同樣位置的其他同學相差很大？可以反問他聲壓級相差這么大的話，聲功率相差會有多大，在相同的測量位置會發生這種情況嗎？如果不會，說明儀器可能有問題，根據測量儀器的使用流程，第一步是什么？這個步驟做了嗎？如果做了，參數設置是否正確？引導學生將理論知識用于解決實際問題，鍛煉學生在實驗過程中的觀察能力，培養分析問題的思維、解決問題的能力。

（4）心得體會，有效反饋。在實驗報告的心得體會部分設置一些開放性問題，如“你們組的結論與其他組是否一致？如果不一致，請分析原因”“實驗過程中遇到了怎樣的問題，是如何解決的”“你在小組中擔任怎樣的角色？你們是怎么進行團隊協作的”，引導學生寫出一些過程性的內容，以展現他們的思考過程，團隊協作能力等，避免了實驗報告雷同現象，為教師持續改進課程提供有效依據。

經過改進后，實驗教學與工程實際結合更緊密，學生能自主選擇不同等級的實驗內容，跟隨教師的引導式提問培養解決問題的能力，改進后的實驗報告能為持續改進提供有效反饋。體現了目標導向、以學生為中心、持續改進的工程認證三大核心理念。同時注重培養學生分析問題解決問題的能力，更好地支撐畢業生核心能力中解決復雜工程問題的能力。

4 結束語

實驗教學是IEET 國際工程教育認證的重要考察環節之一。本文分析了目前工科實驗教學中存在的不足，以IEET 國際工程教育認證的三大核心理念為指導提出了一種實驗教學改革模式，改進后的實驗教學能更全面地契合三大核心理念，支撐畢業生核心能力中解決復雜工程問題的能力。接下來將實踐此實驗教學改革設想，在教學過程中不斷總結與分析，持續改進教學方法，以工程教育認證為促進手段，為社會輸出更為優秀的工程技術人才。