工程教育認證進程式課程教學(xué)探索

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摘要：本文在理解工程教育認證內(nèi)涵的基礎(chǔ)上開展了進程式課程教學(xué)的探討。以水文學(xué)原理課程為例，分析了課堂教學(xué)存在的問題，建議從課堂教學(xué)、實踐教學(xué)、現(xiàn)代化技術(shù)的引入和達成度評價等方面開展進程式課程教學(xué)，及時反饋教學(xué)質(zhì)量持續(xù)改進，并提出了改進方向。

關(guān)鍵詞：工程教育認證；進程式課程教學(xué)；水文學(xué)原理

一、工程教育認證的重要性

工程教育認證源于國際本科工程學(xué)位互認協(xié)議———華盛頓協(xié)議，該協(xié)議對簽約成員國本科工程學(xué)歷資格互認，畢業(yè)生被其他簽約國視為獲得從事工程工作的學(xué)術(shù)資格，通過工程教育認證是該學(xué)術(shù)資格的基本要求[1]。工程教育認證的核心是以學(xué)生為中心，遵循成果導(dǎo)向（OutcomeBasedEducation，簡稱OBE）理念，通過系統(tǒng)的教學(xué)環(huán)節(jié)，使學(xué)生滿足畢業(yè)要求，并能夠針對教學(xué)過程中存在的問題有理有據(jù)的持續(xù)改進，使得專業(yè)教育能夠良性發(fā)展。

二、課程教學(xué)存在的問題

課程教學(xué)是現(xiàn)階段本科教育最重要的環(huán)節(jié)之一，每一門課程的達成度最終決定整個培養(yǎng)體系畢業(yè)要求的達成度。同時，持續(xù)改進也必須融會貫通到每門課程中，在課程教學(xué)中通過課堂教學(xué)、實踐教學(xué)、測試和作業(yè)等各個環(huán)節(jié)的持續(xù)改進，從而使課程教學(xué)滿足達成度要求。水文學(xué)原理是水文與水資源工程專業(yè)的核心課程之一，是眾多后續(xù)專業(yè)課程的先修基礎(chǔ)課。水文學(xué)原理主要分為兩大部分：（1）水文循環(huán)的概念及其環(huán)節(jié)，主要講述自然界水體的循環(huán)過程和流域水量平衡方程的構(gòu)建以及水循環(huán)各要素的基本理論與方法。（2）產(chǎn)匯流理論，分別講述單點產(chǎn)匯流機理、洪水演算和流域產(chǎn)匯流計算[2]。由此可見，水文學(xué)原理課程具有很強的基礎(chǔ)性和綜合性，是水文預(yù)報、水文分析與計算、流域水文模擬和水資源評價等課程的基礎(chǔ)。同時，該課程內(nèi)容寬泛，概念和理論繁多[3]，傳統(tǒng)的課堂教學(xué)過程中容易出現(xiàn)諸多問題，主要體現(xiàn)在以下方面。1.課程基礎(chǔ)理論多，課堂教學(xué)和學(xué)習(xí)過程易乏味，且部分概念抽象難于理解。如基質(zhì)勢是包氣帶中土水勢的重要組成部分，由于水的表面張力大，在土壤中具有毛管作用而產(chǎn)生。學(xué)生通過基礎(chǔ)知識的積累和課堂講述，能很快理解毛管力，但是對于基質(zhì)勢總為負值常難以理解。2.課程知識覆蓋面廣，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中容易抓不住重點。由于該課程涉及水文循環(huán)各要素的概念、產(chǎn)生條件和計算方法等，又包含產(chǎn)匯流理論和洪水演算等復(fù)雜過程的概化和計算，并且眾多的知識點是后續(xù)課程的基礎(chǔ)，造成該課程需要掌握的內(nèi)容多、綜合性強[4]。3.傳統(tǒng)的課堂教學(xué)以教師為主導(dǎo)，學(xué)生被動接受學(xué)習(xí)。隨著專業(yè)的發(fā)展，培養(yǎng)方案涉及的課程日益細化，水文學(xué)原理的內(nèi)容偏理論和基礎(chǔ)，課堂教學(xué)過程不同于水文測驗學(xué)、水環(huán)境保護等課程具有眾多的現(xiàn)場實習(xí)和動手操作，也不同于水文預(yù)報、水文分析與計算等課程具有統(tǒng)一的內(nèi)容體系和課程設(shè)計，更不同于水資源規(guī)劃與評價等特色課程具有很強的應(yīng)用性，使得水文學(xué)原理的教學(xué)過程更多的是內(nèi)容講述，進而使工科學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)動力。4.學(xué)科前沿引入不足，現(xiàn)代化教學(xué)方法急需成熟化。正如前文所述，水文學(xué)原理知識點眾多、覆蓋面廣且綜合性強，涉及的學(xué)科前沿比比皆是，雖在課堂教學(xué)中會盡量補充，但受于課時的限制僅能點到為止，缺少英文教材和文獻的引入。另一方面，現(xiàn)代化教學(xué)手段在本課程的教學(xué)中尤為重要，而目前的教學(xué)手段一般為多媒體教學(xué)結(jié)合板書，急需將GIS、網(wǎng)頁課堂、APP等現(xiàn)代化流行技術(shù)成熟系統(tǒng)應(yīng)用到課程教學(xué)中。

三、進程式課程教學(xué)的探索

工程教育認證需要課程教學(xué)有明確的質(zhì)量要求，通過教學(xué)環(huán)節(jié)、過程監(jiān)控和質(zhì)量評價促進畢業(yè)要求的達成，同時要定期進行教學(xué)質(zhì)量的評價。為此，課程教學(xué)必須融入實習(xí)實踐、平時測試、團隊研討等教學(xué)環(huán)節(jié)，并將測試成績、信息反饋等過程監(jiān)控通過現(xiàn)代化方式及時反饋，開展進程式教學(xué)才能更好的滿足認證要求。水文學(xué)原理作為水文與水資源工程專業(yè)的核心理論課程，承擔(dān)著工程知識、研究、溝通、終身學(xué)習(xí)等畢業(yè)要求的達成度評價任務(wù)，針對以上分析的課程教學(xué)存在的問題，提出以下探索性措施。1.豐富課堂教學(xué)內(nèi)容，增加進程式教學(xué)效果測驗。針對水文學(xué)原理理論基礎(chǔ)多、知識覆蓋面廣的特點，采用學(xué)生自主學(xué)習(xí)和教師重點講解并行的方式開展課堂教學(xué)。學(xué)生自主學(xué)習(xí)采用課堂研討的形式，針對水文循環(huán)要素的各環(huán)節(jié)，分組查閱資料，形成不同方向研究進展的綜述，開展課堂宣講和提問，既增強了學(xué)生的文獻查閱能力，拓寬了專業(yè)知識面，又鍛煉了表達能力、組織能力和團隊協(xié)作能力，同時培養(yǎng)了學(xué)生利用各類工具解決實際問題的能力。教師重點講解抽象理論、公式推導(dǎo)等難點，結(jié)合我校智能巡課回放系統(tǒng)，使學(xué)生能夠有效針對自己的不足進行學(xué)習(xí)。另外，增加教學(xué)影像和儀器展示，鞏固基礎(chǔ)教學(xué)內(nèi)容的認識和應(yīng)用。2.構(gòu)建實踐教學(xué)體系，鞏固進程式教學(xué)效果。在課堂教學(xué)扎實理論學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，結(jié)合水文與水資源工程專業(yè)的特點，構(gòu)建完整的實踐教學(xué)體系，充分利用校園內(nèi)河流等水體進行認識實習(xí)，鼓勵學(xué)生主動開展水文要素的探索性實驗，以此為基礎(chǔ)組織學(xué)生全面申請參與大學(xué)生科研訓(xùn)練計劃，培養(yǎng)學(xué)生撰寫學(xué)術(shù)論文和申請專利的能力；結(jié)合學(xué)院整體工作計劃，實施個性化、全覆蓋的本科生導(dǎo)師制，在完成課程學(xué)習(xí)的同時為本科畢業(yè)論文階段的學(xué)習(xí)夯實基礎(chǔ)，結(jié)合花園口水文站生產(chǎn)實習(xí)，將理論基礎(chǔ)綜合運用到生產(chǎn)實際中，鞏固課程教學(xué)成果。3.加強先進工具和現(xiàn)代技術(shù)的應(yīng)用，實現(xiàn)進程式教學(xué)成果的應(yīng)用。工程教育的著力點是培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用基礎(chǔ)理論解決復(fù)雜工程問題的能力，使其能夠迅速適應(yīng)工程類工作的需要，并在五年內(nèi)拓展上升空間。為此，課堂教學(xué)需避免純書本講述，切實增加工程案例和軟件操作等教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生掌握先進的工具和技術(shù)方法。如利用ArcGIS軟件讓學(xué)生掌握空間數(shù)據(jù)的展示、插值等方法，進一步將水文循環(huán)要素的處理和產(chǎn)匯流過程的模擬在SWAT流域水文模型中實現(xiàn)，在增強學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時，培養(yǎng)應(yīng)用先進軟件工具解決實際復(fù)雜問題的動手能力和科研能力。4.推進多樣化課程考核和達成度評價，反饋進程式教學(xué)質(zhì)量。課程達成度評價是工程教育認證畢業(yè)要求達成度評價的基礎(chǔ)，多樣化的考核方式也是學(xué)生學(xué)習(xí)效果檢驗的重要方法。需要用知識、能力和協(xié)作并重的綜合評價方式取代傳統(tǒng)的、單一的課程結(jié)課考試，采用靈活多樣的開放性的定性和定量相結(jié)合的評價方法，增加平時成績、隨堂測驗、專題研討和答辯、團隊協(xié)作等考核內(nèi)容，同時鼓勵課堂提問加分。課程教學(xué)的持續(xù)改進是提升教學(xué)質(zhì)量的保證，教學(xué)過程要及時反饋教學(xué)效果和學(xué)生建議，采用實時操作工具，如校園教學(xué)評價APP、教學(xué)網(wǎng)頁調(diào)查和智能巡課回放系統(tǒng)等，結(jié)合結(jié)課問卷調(diào)查和QQ投票等方式，鼓勵學(xué)生和同行教師參與課堂教學(xué)效果反饋，增進交流與溝通，從而有效的進行針對性的持續(xù)改進。

四、結(jié)語

隨著工程教育理念的發(fā)展，培養(yǎng)學(xué)生處理復(fù)雜工程問題的綜合能力是教學(xué)的目標，需要以工程教育認證為契機，開展進程式課程教學(xué)。針對我校水文學(xué)原理課程教學(xué)存在的問題，需要增加校內(nèi)水文實踐場地建設(shè)以加強課程教學(xué)的實踐條件，同時建設(shè)理論習(xí)題庫和實踐數(shù)據(jù)庫，使學(xué)生在具備扎實理論的基礎(chǔ)上，開展科研訓(xùn)練，提高應(yīng)用能力和科研能力的要求，以滿足工程教育認證的要求。

參考文獻：

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作者：朱奎 宋曉猛 孔凡哲 齊躍明 董貴明 單位：中國礦業(yè)大學(xué)資源與地球科學(xué)學(xué)院