工程教育专业认证下“试验设计与数据处理”教学思政改革研究

王敏杰 王莉 韩永军 曹云丽 冯云晓

［摘 要］立德树人是高校为国塑才的根本任务。把学生作为教育的中心，紧抓工程教育专业认证的机会，基于OBE理念，通过化学工程与工艺专业基础课“试验设计与数据处理”教学设计与课堂模式的改革，融入德育案例，加强课程思政载体作用，促进学生在知识、能力与德育等方面的全方位提升，提高学生解决问题的能力，实现课程育人目标。

［关键词］立德树人；工程教育专业认证；试验设计与数据处理；课程思政；人才素质

［中图分类号］G41文献标志码：A

在国际上，工程教育专业认证是一种被普遍认可的工程教育质量保证制度，可以实现工程教育国际互认和工程师资格国际互认。在我国，由该领域的教育工作者、相关行业专家同专门职业、协会一起对工程教育专业进行认证，对高校工程类专业进行标准化评估，能够提高工程教育质量。我国工程教育的发展离不开对工程教育专业的认证，其是提高国际影响力、竞争力与认可度的必选途径［1］。

1 工程教育专业认证背景

《华盛顿协议》（Washington Accord）是一项针对本科工程教育的国际互认协议，是在1989年发起并签署的，发起人为美国、英国、加拿大、爱尔兰、澳大利亚、新西兰6个国家的民间工程专业团体。这一协议的目的是针对一般四年制工程教育进行学位资格互认，由各签约成员国确认已认证的工程教育学位，并提出从任何一个国家毕业的毕业生，在其他国家或地区，都应该被认为具有了从事工程工作的学历。在2013年6月19日，我国成为《华盛顿协议》第21个预备成员国，并于2016年6月2日成为第18个正式协议成员国。这表明，我国的工程教育质量已经在世界范围内获得了公认；可以为工科专业的毕业生提供一张具有国际互认水平的“通行证”，为他们未来走向世界奠定了坚实的基础。它标志着我国的工程教育开始走向世界。

据统计，我国每年培养的工程人才总量巨大，但与毕业生总数相比，高等教育中的工程教育质量仍然相对较低，尤其是在尖端创新人才的储存和培养方面，创新工程技术人才的培养和储备相对较差，难以适应智能制造工业4.0时代的要求。这是由多种因素造成的：首先，高校专家的培养，如工程和技术技能，总是以“学术”为导向，重理论、轻实践的教学模式弱化了工科学生解决工程实际问题的能力；其次，在评估机制方面，我国高校工程教育起步较晚，注册工程师认证体系的标准中缺乏国际公认的认证体系。

2022年7月15日，中國工程教育专业认证协会发布的《工程教育专业认证标准》成为中国高等教育人才培养质量评估领域的最新标准，同时也是落实管理与评估分离、促进第三方组织参与教育管理的重要举措［2］。

2 “试验设计与数据处理”在当前课程教学中存在的问题

2.1 传统的讲授型教学模式

目前，传统教学模式在高校的课堂授课中仍然占有很大的比重，而且在各学科和各层次的学校中得到了广泛运用［3］。教师给学生灌输知识，但学生却只能被动接受。这门课程理论多、难度大、枯燥乏味，让学生缺乏学习的动力，难以产生良好的学习效果［4］。此外，教师的任务是完成课程教学和实现教材目标，课程内容过于理论化、机械化，不适合“试验设计与数据处理”等实践课程，弱化了学生将理论融入实践的能力，使学生难以将所学知识与实际问题相结合。

2.2 课件与教案理论性过强、缺少试验实例分析

现有课程中有许多理论、公示、计算和结论缺乏与试验相关的实证分析。通常情况下，教师会在“试验设计与数据处理”课程中，对大量理论知识、公式运用进行讲解，然后介绍相应的模型和解决方法，但很少涉及相应的专业案例分析。由于该课程的数学性与科学性，目前的实例数量还远远不够，无法将知识应用到实际问题中。即使学生上课认真听讲、记笔记，且在课堂教学前后都达到了学习目标和要求，但仍难以运用所学知识进行研究与实践，相应的“实事求是”等课程思政元素更加匮乏［5］。因此，有必要强调理论和实践应用与课程内容的联系，在理论学习中增加案例分析。教师对专业的某些实际问题进行解释和分析，可以帮助学生更好地了解课程中知识的主要内容，加强他们的记忆力，提高他们的主观分析能力，从而判断测试设计的合理性，锻炼学生数据分析与试验设计的实践能力［6］。

2.3 课堂教学缺乏师生互动、反馈不足

在实际课堂教学中，学生课前预习不足或者教师缺乏课程导入，加之学生对该门课程的知识储备有限，与教师之间交流较少，导致其课堂探讨问题的主动性与时间也相对较少，严重阻碍了学生参与课堂教学探讨与互动的主动性。课堂上教师与学生的互动很少，教师只关注讲课，学生很难参与课堂互动，这使得学生听课时不专注，不能紧跟教师的讲课节奏，甚至产生厌倦情绪。长期以来，教师习惯于讲授概念、方法与理论，导致机械的单程式传授教学占据了学生大量课堂时间。使得学生对课堂讨论缺乏兴趣，进一步降低了学生和教师之间的互动频率，不利于促进学生在课堂上的积极性和独立性，加剧了课堂缺乏师生互动、反馈不足等问题［7］。

2.4 课程考核模式单一

当前，无论对于学生还是教师，期末考试或课程大作业仍是本门课程评价的主要方式。这种评价模式注重知识点和理论的掌握以及方法的运用，忽略了对学生实际水平和实践能力的培养。这种单纯的封闭式评价方式的弊端是“重知识轻能力”［8］。学生只会关注成绩，在课堂上只注重理论知识的记忆，抄写笔记，不会对知识进行灵活运用。此外，这种考核模式缺乏过程评价监督与考核评价，只能在短时间内评估该课程，背离了对学生创造力和动手能力进行全面考核的初衷。

3 工程教育专业认证下“试验设计与数据处理”课程思政改革策略

试验设计与数据处理是化学工程与工艺专业的学科基础课。该课程是一门介绍工程技术和科研试验中常用的试验设计与数据处理方法的课程。通过本课程的学习，学生可以对科学实验的实验方案设计以及通过试验得到的数据进行分析，结合所学习的理论知识，对实验进行处理，培养学生的实验操作技能以及对科学进行分析的能力。教师在教学过程中，应通过改革教学设计，挖掘“实事求是”“爱国主义”等思政元素，并将其有效融入课程，最终实现学生知识、能力与德育素养的全面发展。

3.1 产出导向进入课堂

产出导向（Outcome-based Education，OBE）理念是指以学生的学习效果为中心，设计专业教学模式、实施教学方法，通过对比毕业生能力要求标准，对学校教育的效果进行评价。产出导向的重点在于教育的成果，即“教育产出”，而不是教师教了什么，即“教育输入”。这就要求教师在该课程中构建“反向设计，正向施工”的教学设计基本思路，以学生在毕业时能够达到的标准为出发点，设计相应的培养方案与课程大纲，满足家庭、学校与用人单位等利益相关者的需求与期待，构建课程体系，匹配合适的教学内容与教学方法。构建课程体系离不开学生、师资配置和教学资源的支持。与传统的教学模式相比，由培养、毕业要求和课程体系形成的全过程教学链有利于更好地提高学生的综合能力，而且能够按照学生的终身学习需求，合理地安排和开展教学，为学生提供优秀的文化素养、社会理想、工程伦理、法律理念等新观念。拓展与课程专业相关的知识与技术，这需要借助课程教育来完成。因此，通识课、学科基础课、专业核心课和实践教学等课程体系中的每一门课程都应该对学生的学习成果发挥其应有的作用［9］。

3.2 以学生为中心

把学生当作中心点，以学生在毕业时能夠达到的水平为着力点，进行教学安排以资源配置，通过对学生及工作单位进行满意度调查，对专业进行评价。这就要求教师必须把学生看作课堂教育过程中最主要的实体。在传统课堂中，教师通常是课堂的主体，在规定的时段和场所进行相应的课堂教学。在实施教学计划时，教师往往以“灌输”的方式进行教学，这就会忽略了学生作为本体的创造性与主动性。

针对上述情况，教师在讲授基础知识的同时，还要讲解掌握知识点的方式和解题的技巧，做到授人以渔而不是授人以鱼。师生之间的互动交流以及知识的传递，能够逐步打破传统封闭课堂教学在时间、空间和内容上的限制，逐步完成教学模式的转换。在这一前提下，教师应激发学生的主体意识，积极引导学生从被动的理解转向主动地学习，从而激发他们的积极性和创造性。让学生有机会在自身兴趣和教师的指导下获得知识，这不仅能够提高学生的学习效率，也能够培养学生发现、调查和解决问题的能力。同时，教师应将学生放在核心位置，认真地聆听学生的诉求，根据学生的身心发展需求调整教学模式和进度。教师应根据学生个体差异，通过对话式、案例式、启发式、情景式、比较式、互动式等多种教学方法，以全体学生的学习效果为着眼点，实行有针对性的差别教育，让每一位学生都可以发挥自己的长处，以期得到最好的发展［10］。

目前，多媒体是课堂教学中的一个重要角色，对于“试验设计与数据处理”课程中不易理解的知识点，教师可以录制相应的微课视频，便于学生在课前预习。并根据学生反馈情况进行及时完善，激发学生的学习热情，从而获取优秀的学习成果。

3.3 互动式教学提高学生课堂参与度的同时融入课程思政

在传统的课堂中，学生对课堂教学的参与度很低，对此，教师可以采用以互动教学为主的课堂模式。基于小组讨论与案例分析，使学生积极参与课堂教学环节，增强学生学习知识的兴趣，提高其德育素养。所谓分组讨论，就是事先把学生分为若干个讨论组，并指定一位组长，在课堂教学环节汇报小组讨论结果。案例分析，是教师在课堂上参与师生之间关于专业案例的互动讨论，并结合前期知识点，审查和验证该知识点在应用方面的学习成果。例如，在学习绪论环节时，融入我国数学家对该课程统计分析的贡献，增强学生的民族自豪感，培养学生实事求是、投身科学的信念和爱国主义情怀［11］。

4 结语

推进工程教育专业认证，以产出导向为理念，对“试验设计与数据处理”课程进行设计，以学生为中心，融入课程思政元素，从教学内容、教学方法、教学手段和评价方式等方面进行改革与完善，使学生在毕业时能够达到化学工程与工艺专业的培养目标。强化以学生为本的主体性，将“句号”课堂转变为“问号”课堂，促使学生积极参与课堂教学，由传统被动接受转变为积极主动获取。同时，通过建立有效的“评价—反馈—改进”闭环机制，形成持续改进的质量保证机制，不断提高高校的人才培养质量与竞争力。

参考文献

［1］中国工程教育专业认证协会. 关于印发《工程教育认证通用标准解读及使用指南（2022版）》的通告［EB/OL］. （2022-11-08）. https：//www.ceeaa.org.cn/gcjyzyrzxh/xwdt/tzgg56/631560/index.html.

［2］范峥，卢素红，黄风林，等. 基于工程教育专业认证的实验设计与数据处理课程教学研究［J］. 大学教育，2018（6）：28-30.

［3］朱美庆，万杰，杨晓凡，等. 《试验设计与数据处理》研究生课程的创新实践与思考——以安徽工程大学为例［J］. 中国科技期刊数据库 科研，2022（11）：3.

［4］王文彬，盘赛昆. 基于OBE理念的生物工程专业《试验设计与数据处理》教学改革探索［J］. 教育现代化，2019，6（65）：33，58.

［5］蒋变玲，赵亮，甘守伟，等. 《试验设计与统计》课程思政教学探索与实践［J］. 广东化工，2021，48（9）：320，317.

［6］李玮，李德远. “试验设计与数据处理”课程教学改革与研究［J］. 农产品加工，2018（11）：89-91.

［7］廖寅飞. 新工科背景下《试验设计与数据处理》研究生课程的教学改革与实践［J］. 教育教学论坛，2019（32）：118-120.

［8］许彬，谢胜旺，李斌，等. 工程教育认证背景下的“实验设计法”课程思政教学改革探索［J］. 农产品加工，2019（19）：119-120.

［9］杨艳会，周广舟，伊艳杰. 生物工程类专业《试验设计与数据处理》课程教学改革之思考［J］. 教育教学论坛，2014（49）：226-227.

［10］刘叶凤，李延芬，丁杰，等. 《实验设计与数据处理》课程教学实践与探索——应用型本科院校化工类［J］. 广东化工，2021，48（17）：225-226，217.

［11］吴子平，肖健. 工程教育认证背景下课程思政教学探索与实践——以粉末冶金技术课程为例［J］. 高教学刊，2022，8（35）：106-109.