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摘要:“新工科”時代，適應國家發(fā)展新常態(tài)，加強專業(yè)人才教育，是鞏固和提高高校教育質量的重大課題。本文以功能材料專業(yè)實驗為例，結合工程教育認證要求，分析目前專業(yè)實驗教學存在的問題，通過融入工程內涵、模塊化實驗內容、引入新型教學方法以及建立綜合型評價方法等措施對實驗教學進行提升，落實“學生為中心”的教育理念，保障學生工程實踐、領域整合等相關綜合能力的培養(yǎng)質量。

關鍵詞:工程教育認證;學生為中心;課程改革;跨學科整合

近年來，工程教育學歷認證體系在國內外迅速發(fā)展，通過認證不僅可提高學生在世界范圍內的影響力和競爭力，也為我們建立國際水平的教育質量保障體系和教學改革機制提供更高起點［1］。工程教育認證重視專業(yè)的實驗實踐教學效果，要求學生具備應用各學科知識、實驗技能解決科研及工程實際問題的核心能力，籌備認證過程中，如何改進專業(yè)實驗教學、提高實驗教學質量，達成工程教育認證對學生的能力要求，成為工程教育認證背景下實驗教學急需解決的問題［2－3］。為此，本文分析了我校功能材料專業(yè)實驗教學中的問題，提出工程教育認證背景下專業(yè)實驗教學改革的思路，探索進一步保障人才培養(yǎng)質量的方法。

1原有實驗教學存在的問題

功能材料專業(yè)實驗作為我校功能材料專業(yè)開設的專業(yè)核心實驗課，課程計劃48學時，原教學內容包含9個實驗項目(表1)，以驗證實驗為主，僅鋰離子電池系列實驗為綜合設計型實驗。與工程教育認證要求相比對，顯示出不少薄弱之處。

1.1專業(yè)知識多，交叉學科及工程內容少

長期以來，實驗作為相應課堂理論教學的配套，內容上偏向專業(yè)知識多，而電學、工程等其他相關領域知識較少在專業(yè)實驗教學中被考評。課程間的融合度不高，學生的各種能力在整個培養(yǎng)體系中以孤島存在，跨學科解決綜合問題的能力無法保障。專業(yè)實驗若將高年級學生跨學科解決綜合問題的能力納入培養(yǎng)體系，更有利于加強學生跨學科的知識體系建設，深化其對高等教育的理解和掌握。

1.2實驗項目孤立，且多為驗證實驗

表1中列出的實驗中，只有鋰離子電池系列具有較為完整的體系，其它均為孤立項目各自分散進行，并且大多是驗證性實驗，知識點單一存在而聯(lián)動缺失，不利于學生綜合應用所學解決實際復雜問題能力的提高。

1.3教學方式落后，學生被動學習為主

傳統(tǒng)的教學方式為學生預習實驗講義并提交預習報告，課堂上教師介紹重要原理、實驗操作等，學生參考講義上詳細的實驗步驟機械地進行各項實驗。這種教學方法互動性不足，學生主動思考、深入探究的程度低，不利于學生真正鞏固所學知識，不利于學生創(chuàng)新思維的開發(fā)。

1.4評價方法單一，無法體現(xiàn)學生個性化發(fā)展水平

傳統(tǒng)實驗成績鑒定采用“實驗操作+實驗報告+期末閉卷考試”模式，不利于體現(xiàn)學生個性化發(fā)展水平，導致學生自我認同感下降，易挫傷其學習自信，也不利于教師充分了解學生的發(fā)展狀態(tài)。并且隨著改革的深入，先前的課程評價方法將不能有效指導學生進行實驗活動［4］。

2實驗教學改革及探索

針對以上問題，我院參照工程教育認證要求，并結合多年來的實驗教學經驗進行以下改革:

2.1調整課程重難點，注重跨學科連接及工程融入

作為前沿學科，教學中充分連接不同學科知識點助力學生建立更寬厚的知識體系，如半導體系列實驗中，學生要掌握半導體的性能，也要求學生學習儀器的原理和構造等，以充分掌握實驗背景知識，做到“又見森林又見木”，有利于其提高跨學科解決問題的能力。面對日益復雜的現(xiàn)代世界，工程內容融入專業(yè)實驗可以給學生更多工程實踐的機會，如鋰離子電池制作實驗貼近目前便攜電子、新能源汽車行業(yè)迅速發(fā)展的歷史階段，在實驗中增加產品設計、造價計算及行業(yè)規(guī)范等項目選擇，學生按項目進行分工合作，連接產業(yè)實際問題，最后以項目報告及ppt答辯的方式結題，讓學生真正把工程能力滲透于自己日常學習生活中，做到融會貫通、學以致用。

2.2增設綜合設計型實驗，整合實驗項目成模塊

結合專業(yè)實際，原有項目調整成以下三個模塊(表2):以半導體材料系列實驗為例，新實驗體系將半導體性能分析與硅太陽能電池性能測試組合成綜合實驗，學生可熟悉半導體由材料到器件的相關知識，體現(xiàn)半導體材料的實際應用價值。另外，輔以視頻等多媒體、網(wǎng)絡資源，補充暫無實驗操作條件的單晶硅制備過程等，進一步完善從材料合成到器件構造再到器件性能分析的完整體系，聯(lián)合學生所學的各種知識，增強學生的專業(yè)素養(yǎng)和跨學科解決問題能力。

2.3引入新型教學方法，促進師生交互

由于實驗項目增加，部分實驗穿插進行，需要學生充分預習并且高效利用課堂時間。因此，實際教學中，引入翻轉課堂教學模式，通過提供豐富的課前學習資料、組織課前學習小組和在線輔導提高學生預習效率，同時，設置層層遞進的問題加以引導，鼓勵學生積極提出新問題并探索其解決方法，教學過程中以答疑解惑、啟發(fā)思想和動手探究為主要內容，課后進一步探討剩余問題并撰寫報告，部分實驗需準備項目答辯，調動學生學習主動性、積極性。這種“學生為中心”的教學模式，學生由被動學習轉變?yōu)橹鲃訉W習、互助學習，不僅能記憶、理解進而應用所學知識，且具有對所學知識進行分析、評價進而創(chuàng)新的能力，符合“新布盧姆教育目標金字塔模型”中認知過程的維度提升，保障專業(yè)培養(yǎng)質量［5－7］。

2.4改革評價體系，體現(xiàn)學生個性化發(fā)展水平

評價標準設立原則是緊緊圍繞教學大綱重難點，并以考察過程為主要內容。例如設計實驗中，學生可以根據(jù)自己的需求和愛好選擇實驗項目和任務分工。學生以團隊形式進行資料收集、方案設計、實驗操作和項目準備，實驗后進行團隊的項目匯報及獨立的實驗分析報告等系列過程，實現(xiàn)實踐能力、工程能力等綜合素質全面的提升。改進后的實驗評價標準針對學生的主要能力進行重點評價，表3是功能材料專業(yè)綜合設計型實驗評價詳細要點。這種考核形式可讓學生充分施展各方面能力，如在實驗和創(chuàng)新實踐部分，動手能力強的學生會占優(yōu)勢，而善總結、重細節(jié)的學生在實驗總結、匯報中更顯風騷，鼓勵學生了解自己的優(yōu)勢所在并取長補短，最大程度開發(fā)學生潛能，促進良性競爭，優(yōu)化學習氛圍［8］。此外，指導老師及時分析考核結果、對學生提出學習建議，分析應包含班級間的比較以及學生本人的縱向、橫向對比，如學習態(tài)度是否有進步及理論理解、跨學科解決問題等能力的對比，及時將結果以適當?shù)男问椒答伣o學生，促進其進一步提升發(fā)展。

3結語

人才培養(yǎng)質量體現(xiàn)了學校核心競爭力，以提高功能材料專業(yè)學生的綜合能力為核心、全面助力學生解決復雜問題能力發(fā)展的專業(yè)實驗改革是人才培養(yǎng)質量的重要保障。及時跟進行業(yè)進步及產業(yè)延伸或變化，適時對實踐教學平臺進行改造和提升，改進人才培養(yǎng)模式，不斷完善教學管理和評價體系，對學生工程實踐和創(chuàng)新能力的提高有著支撐作用，也是工程教育認證所倡導的“持續(xù)改進”之成效的具體落實［9－10］。

參考文獻

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作者：張海連 李東旭 單位：華僑大學材料科學與工程學院