工程认证背景下实践课程教学质量的提升——以工程软件训练课程为例论文

2024-12-16 16:04:44 来源: 作者:liziwei
摘要:根据当前工程教育专业认证标准框架要求,提高本科高校自动化专业实践课教学质量势在必行。自动化专业在当今我国高科技发展中发挥着重大作用,工程软件训练是自动化专业实践课程的重要组成部分,是学习后续自动化专业课程的重要基础。针对该课程的教学现状,从课程目标、基础教学、教师工程经验和实践能力、教学内容和评价方式方面给出改进方法,旨在提升自动化专业实践课程的教学质量,从而为如何在工程教育专业认证背景下培养一流的应用型人才提供问题解决思路。
摘要:根据当前工程教育专业认证标准框架要求,提高本科高校自动化专业实践课教学质量势在必行。自动化专业在当今我国高科技发展中发挥着重大作用,工程软件训练是自动化专业实践课程的重要组成部分,是学习后续自动化专业课程的重要基础。针对该课程的教学现状,从课程目标、基础教学、教师工程经验和实践能力、教学内容和评价方式方面给出改进方法,旨在提升自动化专业实践课程的教学质量,从而为如何在工程教育专业认证背景下培养一流的应用型人才提供问题解决思路。
关键词:工程认证;实践教育;教学质量
工程教育专业认证(下文简称“工程认证”)是工程专业教育质量评估与保障体系的重要组成部分。切实加强专业实践教学环节对工程专业的内涵式发展能起到良好的推动作用。OBE教育理念是一种以成果为目标导向,以学生为中心,采用逆向思维进行课程体系建设的理念,是一种先进的教育理念。无锡学院的自动化专业紧密结合OBE教育理念,积极建立起人才培养质量监控体系和相应的评价体系,目前正在集中学院优势力量积极准备教育部工程认证申报材料和认证工作。
无锡学院工程软件训练课程旨在加强对自动化专业教育的宏观指导和管理,保证和提高自动化专业的教育质量,培养具有国际竞争力的自动化专业特色应用型人才,使自动化专业毕业生更加符合自动控制工程师的国家级考核标准,同时提高我国自动化专业人才的国际竞争力。课堂教学质量评价是自动化专业工程认证中的重要环节。自动化专业认证强调了对课堂教学质量的考查,然而学生的课堂教学质量是由多个课堂教学因素决定的,不但包括教师的教学能力、学生的学习能力,同时还包括了教学资源、教学管理等因素。因此,对其的提升也并非一蹴而就。基于此,对工程认证背景下实践教学质量的提升进行探讨。
一、工程软件训练教学现状
(一)教学对象与教学内容
工程软件训练是无锡学院本科自动化专业2021级大三学生的专业实践课程。通过学习该门课程,学生可以更好地理解、掌握xx控制系统中的PLC技术、Portal软件技术、通信技术、信息处理技术、xx控制技术等方面的知识。该课程为培养、就业面宽、具有创新精神和实践能力的高质量应用型高级自动控制设计和制造专门人才提供保障,同时也是本科自动化专业教学中不可或缺的组成部分,不仅可以培养学生的实践动手能力,也可以提高其创新创造能力,在高校专业人才培养中发挥着积极的作用。PLC及其工程实践、微机原理与接口技术等是工程软件训练的先修课程。工程软件训练的授课方式是板书结合数字多媒体技术以及线性xx控制实验室的三轴xx控制实训系统。现有授课模式很少结合实际企业生产,后续如果融入产教融合特色元素,将真实产业生产融入大学课堂,则可以充分发挥无锡地方企业的优势,提高人才培养质量。
(二)教学条件
无锡学院自动化学院目前可以承担工程软件训练本科课堂教学的师资力量雄厚,教师队伍中高级职称占比达100%,青年教师占比达77%,具有博士学位的教师占比达xx%,实验实习教师占比为46%,具有高级职称的企业教授占比达34%,高级职称教师均为博士研究生或硕士研究生导师。教师梯队结构合理,可以胜任基本的本科教学工作需要,但仍然需要进一步加强对高学历、高职称人才的引进,侧重引进一些具有丰富一线实践教学经验的高层次、高水平人员。自动化学院建立了电气工程及自动化、控制与机器人、智能感知技术与仪器三个校内实践中心,其中的控制与机器人实践中心配备了自动控制原理应用技术实验室、过程控制系统化实验室、过程控制综合实验实训室、运控技术实验室、PLC应用技术实验室、自动控制原理实验室。
二、提升课堂教学质量的举措
(一)确定课程目标
根据工程认证的核心指导思想——以学生为中心,以成果为导向可知,应该让学生在实践教学中取得丰富的学习成果。因此,应该深入思考学习工程软件训练这门实践课程对学生今后就业的辅助作用,思考采取怎样的教学方法让学生达到课程目标,设计怎样的考核方法来衡量学生的学习成果,以及实验室采用哪些条件来保障实践教学达到教学目标等。根据最新的工程认证要求,结合课程教学现状,有针对性地开展工程软件训练教学质量改善工作,并且提出和制定相关的教学方法创新与改革方案。结合先进的以成果为导向的教育理念,依照教学目标和毕业要求指标点之间的支撑关系,制定新的教学大纲,明确新的教学目标和学习要求。部分毕业要求指标点如下。
毕业要求1:掌握数学、自然科学、工程基础和专业知识等基本理论,能够运用其解决自动化领域中相关复杂工程技术问题。
毕业要求2:掌握数学、自然科学和工程科学的基本原理,能够运用其识别、表达自动化领域中的复杂工程问题,并通过文献研究分析,获得有效结论。
根据毕业要求相关指标点,从本课程的实际需求出发,制定新的工程软件训练课程目标。
课程目标1:能够将数学、自然科学、工程科学的语言用于自动化控制工程领域,熟练掌握MAT⁃LAB的基础设计方法,能利用相关EDA软件实现电路到PCB板的设计实现。
课程目标2:通过课程实训,具备利用工程软件进行自动化控制工程领域的科学研究的能力,能在计算机软件辅助下解决自动化控制问题。
改进后的课程目标,更进一步地强调了学生在智能制造等工程领域解决问题的能力的培养,实现了毕业要求指标点的精准分解和教学目标的分层次设定,满足了工程认证下相应的人才培养要求。
(二)改进基础教学
第一,结合工程软件训练的课程特点,深入挖掘大国制造、工匠精神等思政元素,让学生在学习过程中认识到我国已经从制造大国向制造强国行列迈进,更加注重对学生精神层面进行熏陶,从而增强学生专业认同感和民族自豪感。与此同时,安全教育课程与思政课程相辅相成,共同关系到学生在学习实践过程中的生命安全和思想状态,同时也关系到学生的政治文化素养、严谨求实的科学态度、健全的人格修养和道德品性培养。
第二,以学生为中心,努力改进教学方式,激发学生学习的动力,从而提高学生学习效率,由浅入深逐步使学生由被动学习转化为主动学习。例如,翻转课堂就是一种以学生为中心的教学方法,其实施重点在于促使学生主动学习。它改变了传统教学中学生被动接受知识的情况,使得学生在学习过程中变被动为主动。翻转课堂模式下,学生在课前观看教学视频,在课中带着问题进行学习和思考。翻转课堂提高了学生的思考能力和兴趣,使教师能够将课堂时间更多地用于互动、讨论和实践。
第三,深入分析当前企业或科研机构的实际需求,以企业或科研机构的需求为导向,将学生专业理论学习和企业或科研机构实际需求相结合。为此,可以在原来的教学基础上增加案例教学。案例教学具有工程实践性和趣味性,能够使枯燥的理论知识具体化、形象化,便于学生理解和掌握。让学生对实验结果进行分析和科学推理,是工程软件训练教学中的重要环节。可以给学生一些训练案例,让学生自己进行学习和结果分析,并根据结果给出相应的解释和结论。通过这样的实践,学生能够更好地理解和应用所学的理论知识。与此同时,根据学院自动化与机器人系的实际情况,围绕工程认证新的人才培养方案,举办讨论会或教学沙龙,加强课程组人员之间的联系,培训和指导青年教师,充分调动教师的积极性,组建一支目标明确、教学水平先进的教学团队。
第四,深入理解工程认证对工程软件训练课程大纲的最新要求,注重教学内容与学生能力、基础相匹配。例如,无锡学院自动化学院课程设置目前存在一些不合理现象:工程软件训练课程教学需要信息控制类必修课的专业知识及相关电气方向的知识作为基础,但该门课程通常设置在第二学年下半学期或第三学年上半学期,增加了学生学习的难度。因此,本文创新性地提出了将该课程设置在第三学年下半学期或第四学年的上半学期,并取得良好的教学效果。
(三)提升教师工程经验和实践能力
教师工程经验和实践能力是工程认证的必要前提条件,因此对任课教师应该提出更高的标准和要求,只有这样才能保证工程认证的顺利开展。此外,大力引进人才,向企业科研智库借力。教师的教和学生的学是教育的中心内容。教师只有适应新时代下教育强国理念的要求不断更新教育理念、优化教育范式、转变教育角色,不断学习新的理论与实践知识,才能更好地提高自身的教学能力。另外,要体现以学生为中心,从关注教师的“教”转为关注学生的“学”。课堂上要注意交流和互动,而不是满堂灌,要逐步引导学生学会独立思考,成为终身学习者。
为有效提高教师的工程实践能力,为实践教学提供师资保障,提出以下五点要求:第一,有组织地参加相关培训,结合当地企业的生产实际,将有智能制造丰富实践经验的人员请到学院举办讲座,与教师和学生进行充分交流,提高教师的实践能力;第二,为进一步提升自动化专业实验教师团队素质,组织课题组教师到企业参加科研培训合作、挂职锻炼;第三,出台倾斜具有工程实践经验的技术人员的引进政策,或聘请企业人员担任兼职实验指导教师;第四,鼓励青年教师充分利用业余时间自学工程软件,丰富学习资源,如在线课程、教学视频、电子书籍等,并建立教师工程软件国、省、校三级竞赛体系,将教师竞赛成绩纳入学院考核指标;第五,学院各系设置工程软件课程小组,由资深教授担任课程组组长,建立科学合理的考核评估机制,对教师的工程软件应用能力进行定期考核和评估,并设置统一的教学任务和教学评价考核指标,作为教师职称评审、岗位聘任等的重要依据,激励教师不断提升自身能力。
(四)改革教学内容和评价方式
第一,工程软件训练课程的教学内容中除了自动化专业的传统主干课程电气控制与PID设计,增加了人工智能相关知识,加强了与人工智能的联系,并引入了模糊控制算法或自适应控制算法,能够使人工智能系统更加适应某些环境。实行科研资源不仅向研究生开放同时也向本科生开放的制度。根据学科实验室情况和特点,规定实验室开放的时间、形式和范围,最大限度地向全体学生开放,大力营造有利于创新教育的环境。
第二,注重过程性评价,结合修订后的课程目标和毕业要求指标点,从理论学习、实践学习、自主学习、考试成绩等多方面展开评价。理论学习评价以提问、讨论和课堂出勤的形式开展,侧重于考查学生对理论知识的掌握,评分占总分的10%。实践学习评价通过让学生动手实操、分析和设计实现,侧重于考查学生对知识点的掌握和实操能力,评分占总分的20%。自主学习方面,通过超星平台让学生课前预习,并在课中展示学习内容,考查学生团队协作和职业素养,评分占总分的30%。通过期中、期末的理论考试与实验技能考试,考查学生知识掌握情况实现分阶段测验,评分占总分40%。这种强化过程性评价的评价方式,可以从知识运用、创新能力、团队合作等方面对学生能力进行考查。
综上所述,围绕工程认证的要求及学院自动化专业特点,指导学生参与相关科研机构的研发工作,成为研发团队的重要力量,为其应用技能和就业竞争力的提升打下坚实的基础。未来,学生能够将自己所学的知识应用于自己所在的工作岗位,为社会主义建设添砖加瓦。
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