工程教育背景教学方法论文

2022-04-23

摘要:工程教育认证制度是国际通行的质量保证办法,是工程师制度改革的基础,是未来工程师能力水平的保证。IEET推动的工程教育认证是一项非政府的审查机制,主旨为“以学生学习成果为导向(outcome-based),确保专业的教育品质”。今天小编为大家推荐《工程教育背景教学方法论文(精选3篇)》,供大家参考借鉴,希望可以帮助到有需要的朋友。

工程教育背景教学方法论文 篇1:

工程教育背景下实践教学方法探索

【摘要】工程教育的背景下,实践教学对于培养学生的工程实践能力和创新精神有着重要作用。本文以工程教育的培养要求为出发点,分析现有实践教学内容、实践教学条件以及教师工程背景等方面存在的问题,提出实践教学改革的思路。

【关键词】工程教育 实践教学 教学改革

工程教育专业认证起源于20世纪末由美国8所高校提出并推行,为培养合格的工程师,美国工程与技术认证委员会对工科毕业生提出11项能力要求[1]:注重学生基础知识的学习;注重学科的交叉和融合,为学生提供多学科的综合知识背景;重视对学生实践能力的培养,加强教学实践环节;充分发挥学生的个性,培养学生的创造性和自主性[2]。我国已加入华盛顿协议组织,正在积极推进工程教育专业认证,重视学生工程实践能力的培养,达到创新型人才的培养目标。

实验室是开展实践教学,培养学生实践能力与综合素质的主要场所,要实现工程教育的培养目标,实践教学具有不可替代的作用。与课堂教学相比,实验教学具有直观性、实践性、综合性、启发性和探索性等特点,在培养学生创新能力、动手能力等方面具有重要意义[3]。

一、实践教学存在问题

1.实践教学内容问题

长期以来,实验教学作为理论课的辅助课程,配合专业课的进度,安排学生进行对应的实验操作,以增进对相关内容的理解。该种方式按照课程的内容将实践环节分隔成一个个独立的实验,实验与实验之间缺乏有机的联系。学生在进行实验操作时,往往专注于按照实验指导书的方法甚至完全按照其步骤将实验完成。实验过程中缺少主动积极的思考,甚至对于出现的结果都少有分析其合理与否。从时间上来看,每个实验根据课程安排需要在规定的时间内完成,学生可能只重复一次,出现预期的結果就结束实验,对于相关的原理及操作没有形成较深的印象。而且不同实验之间间隔较长,导致学生对于不同实验间的联系和区别没有形成清晰地认识,这种完全照章作业的实践教学模式难以达成工程教育的培养目标。

2.实践条件问题

实验室是实踐教学的必备的硬件支撑,实验室的面积大小、设备种类、开放方式对于实践教学的效果影响巨大。现在国内高校实验室一般是根据课程的实验教学需要而设置的,其特点是专业性强,功能单一。实验室设备购置后仅用作实验教学使用,实验设备台套数少,使用率低,而且设备更新速度慢,这些条件都制约了实践教学对学生实验技能和综合能力的培养。实践条件的改善需要依赖于教育经费的支持,保证设备台套数和实验环境的前提下,实践教学才能更好服务于学生工程技能的培养。

3.实践教师缺乏工程背景问题

近年来,高校具有博士、硕士学位的青年教师越来越多,但他们大多是毕业后直接到高校工作,接受的主要是理论知识和学术训练,缺乏广泛深入的工程实践经验,研究的课题也多偏于基础理论,习惯于用科学教育的方法从事工程教育[4]。实验系列教师也存在缺乏工程实践背景的问题,长期以来实验教师的地位在高校得不到重视,缺乏系统的工程培训交流,更缺少到企业实践的机会,使得上述问题长期存在。这些现象对工程教育的开展具有较大影响。

二、实践教学改革思路

1.创新实践教学内容

在保证基本教学目标的前提下压缩验证性实验的数量,增加综合性实验和设计性实验,鼓励学生在实验过程中主动思考,寻找可行的解决办法,锻炼其解决问题的能力。增加学科内最新研究成果相关的实验,拓展学生的知识面。对于综合性实验不限定每个实验的时间,在必要的课时之外采用预约开放的方式,允许学生进入实验室完成实验。除必须完成的实验外,提供给学生选做实验项目,需要学生通过熟练掌握基本技能后方能完成,提高学生的综合实践能力,激发学生的学习兴趣。

2.变革教学方法

在基本实验操作的基础上,增加相关行业知识介绍,通过多媒体等方式将实验的原理、应用背景、作用讲清楚,甚至可以增加生产一线工程师的工作录像,给学生以“身临其境”的代入感。对于生产现场可能出现的问题以及可以采取的解决办法都能够预先掌握,与企业生产一线实现无缝连接,既提高了教学效果又能让学生明白所学实验方法用之于何处。本科阶段有认识实习、生产实习、毕业实习等不同等级的实习实践机会,将校内实践教学内容与企业实习实践有机结合,让学生在实习过程中进一步了解所学技能作用,又能增加实习的目的性。

3.保证实验室建设

实验室是实践教学的最基本平台,实验室基础建设,实验设备的更新,最新实验技术的引入,这些都依赖于高校教育资金的扶持。在保证专业实验室的基础上,积极组建学科的专业实验教学综合开放平台,不仅在实验内容、实验项目的开放,更是实验设备、实验时间的开放,允许学生能够自主使用,培养学生的创新能力。

4.加强教师的工程培训

提供给青年教师尤其是实验教师交流培训的机会,派驻部分实验教师进入企业锻炼,完善自身工程技能的同时培养教师的工程素养。聘请企业有深厚行业经验的工程技术人员到学校任职交流,助推高校教师队伍的整体工程技术能力。

三、《海洋工程结构检测技术》实践教学尝试

《海洋工程结构检测技术》是一门实践性很强的课程,课程内容与船舶与海洋工程专业建造环节紧密结合,本课程的主要任务是使学生了解无损检测技术的方法与分类,其目标是使学生具有从事海洋工程结构及其它工程结构的检测与试验专业知识,并为深入学习和研究打下良好基础。该课程设置14个实践学时,包括超声探伤实验、磁粉探伤实验、涡流探伤实验、磁记忆实验、声发射实验、红外热像实验、超声测厚实验等7个实验,通过初步的改革试点,对于超声探伤实验除基本实验内容外,增加纵波探伤、实验仪器校正等选做实验,在预约时间内对学生开放,以完成选做实验。在原有声发射仪(1台)的基础上购置新型声发射仪器两台,将演示性实验变更为验证性实验。购置大量实际损伤试件供学生自主实习实践相关检测方法。从实践的效果来看,在实验过程中学生能够主动思考,对于实验的兴趣更为浓厚,较好的培养学生的实践能力。

四、结语

工程教育现已在我国推行,全面改革现有实践教学方法和教学手段,提高学生的实践能力和创新精神,从而实现工程教育的培养目标,实践教学必将处于更加重要的地位。

参考文献:

[1] 李志义.我国工程教育改革的若干思考[J].中国高等教育,2012,(20).

[2] 曹万林,李振泉,刘晓慧,李宗泳.大工程教育背景下提高本科教育质量的新措施[J].北京教育,2008,(01).

[3] 董西广,李会序.工程教育背景下的开放性实验教学[J].河南教育,2011,(4).

[4] 李培根,许晓东,陈国松.我国本科工程教育实践教学问题与原因探析[J].高等工程教育研究,2012,(3).

基金项目:2016年度中国海洋大学本科教育教学研究项目(项目编号:2016JY113)。

作者:陈常龙 唐珍 肖巍 王许洁 刘鹏

工程教育背景教学方法论文 篇2:

基于IEET工程教育认证背景下的土力学实验教学方法探索

摘要:工程教育认证制度是国际通行的质量保证办法,是工程师制度改革的基础,是未来工程师能力水平的保证。IEET推动的工程教育认证是一项非政府的审查机制,主旨为“以学生学习成果为导向(outcome-based),确保专业的教育品质”。那么结合现代信息化教学技术——微课的理念,本文主要探索土力学实验教学新模式,设计出符合创新人才培养目标要求的土力学实验课程教学内容,期待能为高等学校相关专业土力学实验课程任课教师准备实验教学内容提供参考,同时也为同行开展相关实验及学生设计创新实验提供借鉴。

关键词:IEET工程教育认证;土力学实验教学方法;微课

一、引言

对我国高校而言,工程教育认证在学生指导、学生的跟踪评估、专业人才培养目标、核心能力、课程实习实践等方面有明确合理的参照标准。IEET工程教育认证,在理念上以学生为中心,以培养结果为导向,在目标上强调与产业社会相结合,在行动上强调持续改进,在过程中注重对目标达成的支撑。那么这样的认证标准,对传统以教为中心的方式产生了很大的冲击。以土力学实验教学为例,传统教学方式是在学完土力学理论课后,进行实验教学,教师首先讲一遍操作流程,学生按照流程完成实验和实验报告,结果学生在考试中体现出对实验细节和原理的理解不深刻,不能够进一步深入思考与工程实践的关系。因此对土力学实验教学进行改革迫在眉睫。在现代信息化教学手段的基础上,采用微课的方式来进行课前预习、练习;课上进行分析讨论,达到以学生为中心,以学制教,符合工程认证的教育理念。

二、目前土力学实验课程的不足和改革的必要性

1.目前土力学实验课程的不足。土力学理论课程知识点较多,内容覆盖面广,而本科土力学实验课程大纲一般要求做5个实验,包括:密度、含水量、击实试验、固结试验、剪切实验。实验较零散,不能整合理论知识。

实验内容和流程固定并且单调,不容易引起学生的兴趣,同时由于缺乏较为感性的知识介绍,为学生掌握知识要点带来了一定困难。

实验中没有进行相应的实践应用拓展,仅仅是完成实验,而在过程中没有围绕实验研究这个基础来形成一个完整的应用分析体系,对于学生工程应用能力的培养来说是不利的。

在讲授实验课时,传统教学方式是实验老师在第一排讲授,学生们分组坐在相应的位置听讲,到实际操作时,比如固结试验和三轴试验,同学们围着老师观看操作步骤,往往造成只有少数同学能够清楚看到老师的操作。

2.土力学实验课程改革的必要性。我们的人才培养目标是培养懂技术、会经营、有创新能力、有特色、接地气的应用型人才,而土力学实验教材一般更新慢、知识体系老化、不能体现专业知识前沿等问题突出,现在使用的甚至是知识面较窄的自编教材,不利于培养学生发现问题和解决问题的能力,同时缺乏前瞻性和启迪性,不能激起学生对新知识探求的欲望,致使学生对就业缺乏自信心。

在实验结束后,学生对实验过程可能了解,但并不熟悉,因为只是照着步骤做了一遍,在实验考试时,略微出现能力拓展的题目,学生答题结果就不理想。比如击实试验的含水量是教师指定,那么如果学生自己摸索,怎么预先估计实验所需的5组含水量呢?进一步来说,在实际工程中,如何在没有工具和仪器的情况下,判断土的状态?考试时出现类似拓展类题目时,正确率很低,说明同学们并没有真正掌握实验原理和工程应用。因此实验教学的改革势在必行。

三、土力学实验课程教学改革方案

1.教学方式改革。传统教学方式的弊端已在上文中阐述,针对这种不足,采用拓展式土力学实验教学进行本课程的改革,首先充分利用PPT或者视频、动画来进行实验基础理论的讲解;其次是安排学生在进行实验之前自己进行预习,预习的时候采用现代信息技术——微课的手段进行,教师留下问题让学生自行思考,增加师生之间的互动交流;最后是在综合性实验以及设计性实验中,教师应该转变自身的身份,从指导者变为合作者,采用翻转课堂的概念,以学制教,以便更好地培养学生的能力。

采用微课和翻转课堂的方式,结合现代信息化教学方式,在课前、课中和课后分别跟踪学生的学习情况,根据学习情况的反馈来指定教学计划和及时修正课堂内容。这一理念与工程认证的“以学生为中心,以结果为导向”相符合,并且对教学效果的提高很有好处。

2.教材改革。实验教材承载着实验教学的主要内容和教学方法,是实验课程教学的最基本抓手之一,也是培养具有创新精神和实践能力人才的重要保证。在编写教材时,应做到与理论教学相配合、与新的教学实验设备相适应、与不同层次学生实验要求相吻合,且符合教学大纲的要求,具有创新性与综合性。

首先要根据实验的性质来确定指导书内容,一般来讲可以分为演示性实验、设计性实验、必做性试验和综合性选做实验四种,根据其种类的区别在内容上各有侧重,这样可以更为清晰地体现自身的培养目的,对于不同层次的学生也更符合其学习需求。指导书中应增设重点的知识点以及其应用情况,选用实际工程案例的资料来与实验相结合构成综合性选做实验,更好地培养学生的拓展能力。

3.考核方式改革。传统实验课程考核方式在目前高校本科教学中还不够完善,一般实验成绩占比较重,但因为实验过程都是分组进行,基本能完成实验的学生都会得到良好的成绩,这样的考核方式从不能完全考查到学生的学习效果。因此增加实验课程的期末笔试,主要考查学生对实验过程的熟悉度,在实验过程中遇到一些现象的思考,對实验原理的理解程度,对设计性实验和综合选做实验的探索程度等。平时成绩与期末考试成绩为50%和50%的比例。平时成绩主要包括前期微课的小测验成绩、实验过程的表现分、实验报告三部分。对于平时实验成绩,按照实验类型的不同进行层次化考核,比如演示性和必做实验,主要考查基本操作过程是否按照规范要求进行,报告内容是否完整,结果分析是否合理;对于设计性实验,主要考查设计方案的合理程度,不设标准答案;对于综合性选做实验,不做考核要求,综合性选做实验的参与同学应鼓励其积极申报实验室创新基金项目,进一步进行能力的拓展。

四、结语

本文主要基于IEET工程教育认证背景下进行土力学实验教学方法探索,主要从教学方式、教材和考核三方面进行以学生为中心,以学制教的改革,通过改革,能够更加体现对学生创新能力、工程应用能力、应用已有的理论知识进行实践研究能力的培养。教学方式由传统的讲授式改为多元化教学,包括课前预习的微课形式、课中讨论形式、课后持续跟踪讨论形式。

参考文献:

[1]左明汉,李利,张伟.本科院校土木工程专业土力学实验教学改革探索[J].实验室科学,2012,(01):20-22.

[2]唐碧秋,陈怡.拓展式土力学实验课程教学改革探讨[J].大众科技,2012,(11):145-146.

作者:程马遥 饶德军 曾卫

工程教育背景教学方法论文 篇3:

基于工程教育认证背景下煤矿地质学课程建设及教学方法探讨

[摘 要] 煤矿地质学是一门与煤矿密切相关,基础理论与实践应用并重的实用性课程。为了实现工程教育认证背景下的课程达成度,切实提高学生解决实际问题的能力,通过分析当前课程设置情况,从教学方法、教学内容及考核方式三方面对煤矿地质学教学进行改进,以利于提高学生专业能力和综合素养。

[关键词] 工程教育认证;煤矿地质学;安全工程;课程设置;教学方法

[作者简介] 郑禄林(1983—),男,博士,硕导,主要从事基础地质研究及教学工作。

一、引言

工程教育专业认证作为国际通行的工程教育质量保障制度,在我国高等教育体系中“三分天下有其一”[1]。开展工程教育专业认证有利于促进工程教育改革[2],为此,贵州大学安全工程专业积极申请认证,制定的培养目标如下:培养适应社会经济发展需要,具备扎实的数学、自然科学等基础知识,掌握现代矿山生产过程中安全科学、安全技术和安全管理的基础理论和专业知识,具有人文社会科学素养、社会责任感、职业道德、团队合作和管理协调能力,具有创新意识和一定的国际视野,具备分析和解决矿山安全领域复杂工程问题能力。煤矿地质学作为安全工程专业基础课,是一门集理论性、科学性、实用性于一体,生产实践和地质研究紧密结合的地质学课程,是为学生了解与煤矿生产建设有关的基础地质理论和煤矿应用地质工程技术而设置的课程[3],其目的是通过学习具备分析和解决矿山安全领域有关煤矿地质的复杂工程问题的能力。基于此,笔者根据实际教学及工程认证要求,对煤矿地质学的课程设置及教学方法进行探讨。

二、课程目标

煤矿地质学作为我校安全工程专业基礎课,其核心目标是培养学生具备矿山地质的基本理论知识,以及解决矿山灾害问题的能力,从而实现安全生产。通过本课程的学习,具备分析矿山生产建设过程中出现的各种地质问题,并能运用地质学的基础理论和勘查方法提出相应的处理方案和措施。

三、课程特点

(一)教材选用及学时设置

近年来,我校安全工程、采矿工程专业所采用教材为李增学主编的《煤矿地质学》。该教材内容丰富、齐全,设计课时数为60~80学时。但我校安全工程和采矿工程两个专业的实际课时数为48学时(课堂教学40学时,实验教学8学时),因此,在实际的教学过程中,任课教师需进行大量的取舍。另外,对于教材中的一些知识点需及时更新,尤其是一些规程规范。

(二)教学方法及教学内容

煤矿地质学的授课方式以教师课堂集中教学为主。考虑到课程教学内容多、授课对象及学时限制等因素,实际教学内容以地质作用、矿物岩石、地层及地质构造为主线,让学生对基础地质知识有一定的了解和掌握,重点讲解煤的形成及其形成过程、影响煤矿开采安全的地质条件、矿井水文地质与水害防治工作及矿井基础图件的制作。授课内容重点培养学生在实际工作中运用地质理论知识解决煤矿开采中各种地质问题的能力。

(三)学习效果及考核方式

煤矿地质学学习效果主要体现在学生平时的课堂表现、课后作业、课堂实践及考试成绩几个方面。本课程的考核方式为平时成绩占30%,期末闭卷考试成绩占70%。这样的考核方式,导致部分学生经常“临时抱佛脚”,不能真正体现学生对本门课程的实际掌握情况,尤其是分析和解决实际工程问题的能力。

四、教学方法探讨

(一)改进教学方法

现阶段的教学容易导致以教师为中心,忽略了学生的主体作用,虽有教学互动,但学生的参与度和前期学习投入明显不足。今后的教学中,应多增加教学方法,形成有机统一,一方面继续发挥专业教师的专业优势,另一方面让学生发挥其主体作用和主观能动性。今后,拟采取以下教学方法:①讲授式教学。由于煤矿地质学专业基础知识涵盖广且专业性强,需同时结合当前煤炭工业发展、现行规程规范、矿井实例来进行学习,因此,需要发挥教师的专业优势和综合素养,从而高效的把知识富有逻辑地传授给学生。②研讨法教学。通过师生间的对话和讨论来共同思考、探究和解决问题。③混合式教学。基于信息化的高速发展,利用雨课堂在课前预习与课堂教学之间建立有效的沟通桥梁[4]。雨课堂的应用不仅能充分发挥学生的主观能性,提高学生的参与程度,还能改变当前学生上课过程中存在的“低头族”现象,进而可有效改进教学效果。综上所述,通过教学方法的改进和多种教学形式有效组合,有利于教师淘汰水课,打造金课,并能够有效提升学生解决问题的能力和综合素养。

(二)优化教学内容

由于实际教学的课时数与教材设计的课时数出入较大,不足以讲授教材全部内容,因此,教学内容一定要紧密结合授课对象,契合专业,联系实践,突出重点,有所取舍。基础理论方面重点在于地质作用、岩石、地层、构造及煤的形成,让学生对岩石性质、分类、地层系统及构造格架有系统的认识,掌握成煤作用及其形成过程;同时,上课过程中,紧密结合地域特点。另外,煤矿地质学是一门与煤炭生产实践和矿井地质研究紧密相结合的实用课程[5,6],工程技术应用部分重点在于影响煤矿安全生产的地质因素、矿井水害防治、地质编录及矿井地质图件制作。讲授过程中,紧密结合国家煤炭工业发展形势及贵州煤矿实际情况,及时更新相关的规程规范,穿插、剖析矿井实例。课堂实践部分,重点在于常见矿物的识别、地质图件识图及制图(图切地质剖面、煤层底板等高线制作),这有助于加强学生动手能力,进一步巩固基础理论知识和提高学生的实际工作能力。

(三)完善考核方式

前文已述,现阶段的考核方式不能有效体现学生对本课程学习过程及综合学习效果。为此,建议考核方式应侧重于平时的表现,让学生时刻保持课程学习中的参与感、紧迫感、成效感;同时,继续保留期末的闭卷考试,这样有利于学生不松懈学习,并利用期末系统梳理本课程所学知识点,从而使其得到巩固和加强,深化记忆。结合当前的考核方式,以及改进后的教学方法、教学内容,煤矿地质学今后的考核方式建议改为平时成绩占70%,(上课考勤20%、课堂表现20%、课后作业10%、课程论文10%、实践成绩10%),期末考试成绩占30%。通过学习效果评价体系的改变,从而全面提高学生学科专业素养,很好地将学生的课程成绩与解决实际问题的能力达成评价紧密联系起来,最终达成课程目标。

五、結束语

通过剖析当前煤矿地质学的课程设置及教学情况,结合安全工程专业工程教育认证要求,从教学方法、教学内容及考核方式等三方面对煤矿地质学教学进行探索和改进,以期达到工程教育认证背景下的课程达成度,摸索出一套能切实提高学生解决工作问题和提升综合素养的课程体系和教学方法。

参考文献

[1]孙渝.专业认证背景下高校教学管理工作新要求[J].企业导报,2015,(17):33-34.

[2]姜理英,陈浚.工程教育专业认证背景下环境工程专业教学改革探析[J].浙江工业大学学报(社会科学版),2014,(3):256-260.

[3]李增学.煤矿地质学[M].北京:煤炭工业出版社,2013.

[4]李艳如.雨课堂在大学信息技术基础课程中的应用研究[J].中国教育技术装备,2017,(22):12-15.

[5]王文峰,曾勇,郭英海,朱炎铭,李壮福.实用型“煤矿地质学”课程建设[J].中国地质教育,2007,(4):135-137.

[6]徐宏杰,胡宝林,杨景芬,刘会虎.“煤矿地质学”课程教学存在问题与解决方法探索[J].大学教育,2014,(4):119-120.

Key words:engineering education certification;Coal Mining Geology;safety engineering;curriculum setting;teaching method

作者:郑禄林 江泽标

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