作者:张澎涛 张佳薇 谢永华 本文字数:2524
[摘 要] 结合东北林业大学自动化专业培养目标,基于“OBE”理念,按照工程教育专业认证的课程建设思想,以运动控制为例,详细分析传统教学大纲中存在的问题,构建毕业要求指标点与课程目标的对应关系,从课程内容、教学实施和考核方式等几个方面,对课程教学大纲进行质量持续改进,为自动化专业课程群的建设起到引领示范作用。
[关 键 词] 工程教育专业认证;运动控制;教学大纲
[中图分类号] G642 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603(2019)25-0102-03
一、引言
作为我国高等教育质量保障的重要组成部分,工程教育專业认证制度自2006年正式开始试点以来,工程教育专业认证工作取得重要进展,认同度不断提高,越来越受到各高校的重视。2013年我国加入《华盛顿协议》,2016年成为正式会员国,这是中国工程教育界的里程碑事件,意味着通过工程教育专业认证的学生可以在相关的国家或地区按照职业工程师的要求,取得工程师执业资格,将为我国工程类学生走向世界提供具有国际互认质量标准的通行证。该协议促进了我国工程教育人才培养质量标准与《华盛顿协议》的标准实质等效,推动教育界与企业界的紧密联系,对尽快提升我国工程教育水平和职业工程师能力水平,实现国家新型工业化的战略目标,提升我国工程制造业总体实力和国际竞争力具有重要意义。本文主要研究我校自动化专业工程教育专业认证背景下课程教学大纲的持续改进与具体实施。
二、传统课程教学大纲中存在的问题
由于缺乏对学习结果的有效评估手段,加上运动控制课程本身理论性较强,学生在学习过程中难以深入理解相关概念、原理和方法。这种传统教育模式中存在的知识传授与教学结果相背离的现象,往往导致课程目标难以顺利实现。传统的运动控制课程教学大纲主要存在以下几方面的问题。
1.传统的教学方式强调以教学进程为导向,要求学生按既定的教学计划、时间、进度等开展学习,忽视学生的“学习结果”这一根本目标。
2.在教学模式上强调以知识导向为主,忽视对学生能力的培养。传统的运动控制教学强调“知识导向”的教学模式,而忽视了“任务驱动”的教学方法,教师关注的是教学内容,学生关注的是对获得知识的总结和整理,缺乏对学生分析、研究、沟通、表达、合作等多方面能力的培养。
3.传统的教学方式强调以教师为中心,学生按照教师的要求完成学习任务。这种学习形式单一,需要引入“翻转课堂”的教学手段,活跃课堂的教学氛围,调动学生的学习积极性,从多角度提高学生学习的效率。
4.传统的运动控制课程教学以教学内容驱动教学过程,缺乏对学生学习结果的合理考核评估。
三、工程教育背景下课程教学大纲设计——以运动控制为例
(一)确定课程培养目标
运动控制是我校自动化专业的核心课程。课程主要内容包括运动控制的控制原理、系统组成、结构特点和分析设计方法等,分为直流调速、交流调速两大篇幅。任课教师在授课过程中引导学生对专业基础课程进行综合应用,以系统的控制规律为主线,由简入繁、由低及高地循序深入,通过本课程的学习,强化学生的工程意识,使学生掌握运动控制系统的分析与设计方法,培养学生解决复杂工程问题的能力和素养。基于“OBE”理念,对照毕业要求指标点与课程目标的支撑关系,本课程培养目标制定如下:
1.掌握各种运动控制系统的基本概念和参数计算方法,并对系统特性进行理解分析,能够运用物理、数学、工程基础知识,针对不同的运动控制系统选择恰当的数学模型,对模型的正确性进行推理,并能正确求解。
2.通过小型直流调速系统的设计,从工程基础和专业知识的角度对设计方案进行比较分析,优选设计方案。
3.通过实验训练、创新性课程设计和工程案例分析,将所学理论知识与工程运用有机结合,能够对实验操作平台、课程设计作品和工程案例进行分析研究,并通过撰写实验报告、课程设计报告和案例分析报告获得有效结论。
4.通过实验训练,将所学理论知识与工程运用有机结合,能够对调速系统典型特性、实验设备进行研究和实验验证;通过对小型直流调速系统的分析研究,具备构建小型直流调速系统的能力,采用科学合理的实验方法,完成系统的设计、安装和调试,并进行实物作品的现场演示。
5.通过对小型直流调速系统进行硬件电路设计及设计实物的焊接、装配和调试,,结合查阅资料、撰写设计报告和分组答辩等环节,培养学生的团队合作能力和沟通表达能力。
(二)明确课程对毕业要求的支撑关系
为了便于根据专业的毕业要求组织实施课程的教学活动,专业教学指导委员会将自动化专业的毕业要求分解成12条36个指标点,并体现在专业课程体系的各个教学环节中,明确每门课程对毕业要求的支撑情况,形成课程体系与毕业要求的对应关系矩阵,以此为依据,进行教学大纲设计和撰写。运动控制课程目标与毕业要求的对应关系如表1所示。
(三)构建以学生为中心的教学过程
运动控制课程综合学生先要学习自动控制原理、电力电子技术、电机与拖动、计算机控制系统等课程的知识与技能,直接面向工程应用,始终强调以学生为中心,以成果为导向。从提高系统性能的角度来分析、设计控制器,使学生从系统的角度培养学生综合应用知识进行系统分析与综合的能力,提高学生的工程创新能力。