工程教育專業認證下“試驗設計與數據處理”教學思政改革研究

王敏杰 王莉 韓永軍 曹云麗 馮云曉

［摘 要］立德樹人是高校為國塑才的根本任務。把學生作為教育的中心，緊抓工程教育專業認證的機會，基于OBE理念，通過化學工程與工藝專業基礎課“試驗設計與數據處理”教學設計與課堂模式的改革，融入德育案例，加強課程思政載體作用，促進學生在知識、能力與德育等方面的全方位提升，提高學生解決問題的能力，實現課程育人目標。

［關鍵詞］立德樹人；工程教育專業認證；試驗設計與數據處理；課程思政；人才素質

［中圖分類號］G41文獻標志碼：A

在國際上，工程教育專業認證是一種被普遍認可的工程教育質量保證制度，可以實現工程教育國際互認和工程師資格國際互認。在我國，由該領域的教育工作者、相關行業專家同專門職業、協會一起對工程教育專業進行認證，對高校工程類專業進行標準化評估，能夠提高工程教育質量。我國工程教育的發展離不開對工程教育專業的認證，其是提高國際影響力、競爭力與認可度的必選途徑［1］。

1 工程教育專業認證背景

《華盛頓協議》（Washington Accord）是一項針對本科工程教育的國際互認協議，是在1989年發起并簽署的，發起人為美國、英國、加拿大、愛爾蘭、澳大利亞、新西蘭6個國家的民間工程專業團體。這一協議的目的是針對一般四年制工程教育進行學位資格互認，由各簽約成員國確認已認證的工程教育學位，并提出從任何一個國家畢業的畢業生，在其他國家或地區，都應該被認為具有了從事工程工作的學歷。在2013年6月19日，我國成為《華盛頓協議》第21個預備成員國，并于2016年6月2日成為第18個正式協議成員國。這表明，我國的工程教育質量已經在世界范圍內獲得了公認；可以為工科專業的畢業生提供一張具有國際互認水平的“通行證”，為他們未來走向世界奠定了堅實的基礎。它標志著我國的工程教育開始走向世界。

據統計，我國每年培養的工程人才總量巨大，但與畢業生總數相比，高等教育中的工程教育質量仍然相對較低，尤其是在尖端創新人才的儲存和培養方面，創新工程技術人才的培養和儲備相對較差，難以適應智能制造工業4.0時代的要求。這是由多種因素造成的：首先，高校專家的培養，如工程和技術技能，總是以“學術”為導向，重理論、輕實踐的教學模式弱化了工科學生解決工程實際問題的能力；其次，在評估機制方面，我國高校工程教育起步較晚，注冊工程師認證體系的標準中缺乏國際公認的認證體系。

2022年7月15日，中國工程教育專業認證協會發布的《工程教育專業認證標準》成為中國高等教育人才培養質量評估領域的最新標準，同時也是落實管理與評估分離、促進第三方組織參與教育管理的重要舉措［2］。

2 “試驗設計與數據處理”在當前課程教學中存在的問題

2.1 傳統的講授型教學模式

目前，傳統教學模式在高校的課堂授課中仍然占有很大的比重，而且在各學科和各層次的學校中得到了廣泛運用［3］。教師給學生灌輸知識，但學生卻只能被動接受。這門課程理論多、難度大、枯燥乏味，讓學生缺乏學習的動力，難以產生良好的學習效果［4］。此外，教師的任務是完成課程教學和實現教材目標，課程內容過于理論化、機械化，不適合“試驗設計與數據處理”等實踐課程，弱化了學生將理論融入實踐的能力，使學生難以將所學知識與實際問題相結合。

2.2 課件與教案理論性過強、缺少試驗實例分析

現有課程中有許多理論、公示、計算和結論缺乏與試驗相關的實證分析。通常情況下，教師會在“試驗設計與數據處理”課程中，對大量理論知識、公式運用進行講解，然后介紹相應的模型和解決方法，但很少涉及相應的專業案例分析。由于該課程的數學性與科學性，目前的實例數量還遠遠不夠，無法將知識應用到實際問題中。即使學生上課認真聽講、記筆記，且在課堂教學前后都達到了學習目標和要求，但仍難以運用所學知識進行研究與實踐，相應的“實事求是”等課程思政元素更加匱乏［5］。因此，有必要強調理論和實踐應用與課程內容的聯系，在理論學習中增加案例分析。教師對專業的某些實際問題進行解釋和分析，可以幫助學生更好地了解課程中知識的主要內容，加強他們的記憶力，提高他們的主觀分析能力，從而判斷測試設計的合理性，鍛煉學生數據分析與試驗設計的實踐能力［6］。

2.3 課堂教學缺乏師生互動、反饋不足

在實際課堂教學中，學生課前預習不足或者教師缺乏課程導入，加之學生對該門課程的知識儲備有限，與教師之間交流較少，導致其課堂探討問題的主動性與時間也相對較少，嚴重阻礙了學生參與課堂教學探討與互動的主動性。課堂上教師與學生的互動很少，教師只關注講課，學生很難參與課堂互動，這使得學生聽課時不專注，不能緊跟教師的講課節奏，甚至產生厭倦情緒。長期以來，教師習慣于講授概念、方法與理論，導致機械的單程式傳授教學占據了學生大量課堂時間。使得學生對課堂討論缺乏興趣，進一步降低了學生和教師之間的互動頻率，不利于促進學生在課堂上的積極性和獨立性，加劇了課堂缺乏師生互動、反饋不足等問題［7］。

2.4 課程考核模式單一

當前，無論對于學生還是教師，期末考試或課程大作業仍是本門課程評價的主要方式。這種評價模式注重知識點和理論的掌握以及方法的運用，忽略了對學生實際水平和實踐能力的培養。這種單純的封閉式評價方式的弊端是“重知識輕能力”［8］。學生只會關注成績，在課堂上只注重理論知識的記憶，抄寫筆記，不會對知識進行靈活運用。此外，這種考核模式缺乏過程評價監督與考核評價，只能在短時間內評估該課程，背離了對學生創造力和動手能力進行全面考核的初衷。

3 工程教育專業認證下“試驗設計與數據處理”課程思政改革策略

試驗設計與數據處理是化學工程與工藝專業的學科基礎課。該課程是一門介紹工程技術和科研試驗中常用的試驗設計與數據處理方法的課程。通過本課程的學習，學生可以對科學實驗的實驗方案設計以及通過試驗得到的數據進行分析，結合所學習的理論知識，對實驗進行處理，培養學生的實驗操作技能以及對科學進行分析的能力。教師在教學過程中，應通過改革教學設計，挖掘“實事求是”“愛國主義”等思政元素，并將其有效融入課程，最終實現學生知識、能力與德育素養的全面發展。

3.1 產出導向進入課堂

產出導向（Outcome-based Education，OBE）理念是指以學生的學習效果為中心，設計專業教學模式、實施教學方法，通過對比畢業生能力要求標準，對學校教育的效果進行評價。產出導向的重點在于教育的成果，即“教育產出”，而不是教師教了什么，即“教育輸入”。這就要求教師在該課程中構建“反向設計，正向施工”的教學設計基本思路，以學生在畢業時能夠達到的標準為出發點，設計相應的培養方案與課程大綱，滿足家庭、學校與用人單位等利益相關者的需求與期待，構建課程體系，匹配合適的教學內容與教學方法。構建課程體系離不開學生、師資配置和教學資源的支持。與傳統的教學模式相比，由培養、畢業要求和課程體系形成的全過程教學鏈有利于更好地提高學生的綜合能力，而且能夠按照學生的終身學習需求，合理地安排和開展教學，為學生提供優秀的文化素養、社會理想、工程倫理、法律理念等新觀念。拓展與課程專業相關的知識與技術，這需要借助課程教育來完成。因此，通識課、學科基礎課、專業核心課和實踐教學等課程體系中的每一門課程都應該對學生的學習成果發揮其應有的作用［9］。

3.2 以學生為中心

把學生當作中心點，以學生在畢業時能夠達到的水平為著力點，進行教學安排以資源配置，通過對學生及工作單位進行滿意度調查，對專業進行評價。這就要求教師必須把學生看作課堂教育過程中最主要的實體。在傳統課堂中，教師通常是課堂的主體，在規定的時段和場所進行相應的課堂教學。在實施教學計劃時，教師往往以“灌輸”的方式進行教學，這就會忽略了學生作為本體的創造性與主動性。

針對上述情況，教師在講授基礎知識的同時，還要講解掌握知識點的方式和解題的技巧，做到授人以漁而不是授人以魚。師生之間的互動交流以及知識的傳遞，能夠逐步打破傳統封閉課堂教學在時間、空間和內容上的限制，逐步完成教學模式的轉換。在這一前提下，教師應激發學生的主體意識，積極引導學生從被動的理解轉向主動地學習，從而激發他們的積極性和創造性。讓學生有機會在自身興趣和教師的指導下獲得知識，這不僅能夠提高學生的學習效率，也能夠培養學生發現、調查和解決問題的能力。同時，教師應將學生放在核心位置，認真地聆聽學生的訴求，根據學生的身心發展需求調整教學模式和進度。教師應根據學生個體差異，通過對話式、案例式、啟發式、情景式、比較式、互動式等多種教學方法，以全體學生的學習效果為著眼點，實行有針對性的差別教育，讓每一位學生都可以發揮自己的長處，以期得到最好的發展［10］。

目前，多媒體是課堂教學中的一個重要角色，對于“試驗設計與數據處理”課程中不易理解的知識點，教師可以錄制相應的微課視頻，便于學生在課前預習。并根據學生反饋情況進行及時完善，激發學生的學習熱情，從而獲取優秀的學習成果。

3.3 互動式教學提高學生課堂參與度的同時融入課程思政

在傳統的課堂中，學生對課堂教學的參與度很低，對此，教師可以采用以互動教學為主的課堂模式。基于小組討論與案例分析，使學生積極參與課堂教學環節，增強學生學習知識的興趣，提高其德育素養。所謂分組討論，就是事先把學生分為若干個討論組，并指定一位組長，在課堂教學環節匯報小組討論結果。案例分析，是教師在課堂上參與師生之間關于專業案例的互動討論，并結合前期知識點，審查和驗證該知識點在應用方面的學習成果。例如，在學習緒論環節時，融入我國數學家對該課程統計分析的貢獻，增強學生的民族自豪感，培養學生實事求是、投身科學的信念和愛國主義情懷［11］。

4 結語

推進工程教育專業認證，以產出導向為理念，對“試驗設計與數據處理”課程進行設計，以學生為中心，融入課程思政元素，從教學內容、教學方法、教學手段和評價方式等方面進行改革與完善，使學生在畢業時能夠達到化學工程與工藝專業的培養目標。強化以學生為本的主體性，將“句號”課堂轉變為“問號”課堂，促使學生積極參與課堂教學，由傳統被動接受轉變為積極主動獲取。同時，通過建立有效的“評價—反饋—改進”閉環機制，形成持續改進的質量保證機制，不斷提高高校的人才培養質量與競爭力。

參考文獻

［1］中國工程教育專業認證協會. 關于印發《工程教育認證通用標準解讀及使用指南（2022版）》的通告［EB/OL］. （2022-11-08）. https：//www.ceeaa.org.cn/gcjyzyrzxh/xwdt/tzgg56/631560/index.html.

［2］范崢，盧素紅，黃風林，等. 基于工程教育專業認證的實驗設計與數據處理課程教學研究［J］. 大學教育，2018（6）：28-30.

［3］朱美慶，萬杰，楊曉凡，等. 《試驗設計與數據處理》研究生課程的創新實踐與思考——以安徽工程大學為例［J］. 中國科技期刊數據庫 科研，2022（11）：3.

［4］王文彬，盤賽昆. 基于OBE理念的生物工程專業《試驗設計與數據處理》教學改革探索［J］. 教育現代化，2019，6（65）：33，58.

［5］蔣變玲，趙亮，甘守偉，等. 《試驗設計與統計》課程思政教學探索與實踐［J］. 廣東化工，2021，48（9）：320，317.

［6］李瑋，李德遠. “試驗設計與數據處理”課程教學改革與研究［J］. 農產品加工，2018（11）：89-91.

［7］廖寅飛. 新工科背景下《試驗設計與數據處理》研究生課程的教學改革與實踐［J］. 教育教學論壇，2019（32）：118-120.

［8］許彬，謝勝旺，李斌，等. 工程教育認證背景下的“實驗設計法”課程思政教學改革探索［J］. 農產品加工，2019（19）：119-120.

［9］楊艷會，周廣舟，伊艷杰. 生物工程類專業《試驗設計與數據處理》課程教學改革之思考［J］. 教育教學論壇，2014（49）：226-227.

［10］劉葉鳳，李延芬，丁杰，等. 《實驗設計與數據處理》課程教學實踐與探索——應用型本科院校化工類［J］. 廣東化工，2021，48（17）：225-226，217.

［11］吳子平，肖健. 工程教育認證背景下課程思政教學探索與實踐——以粉末冶金技術課程為例［J］. 高教學刊，2022，8（35）：106-109.