本文摘要：摘要：工程教育認(rèn)證不僅是高等工程教育改革的重要舉措，也是促進(jìn)工程教育人才培養(yǎng)質(zhì)量提高的重要保證。基于工程教育認(rèn)證要求，以課程目標(biāo)達(dá)成為主線(xiàn)，介紹冶金傳輸原理課程的教學(xué)改革成果。明確滿(mǎn)足專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)要求的課程目標(biāo)，優(yōu)化三基本教學(xué)內(nèi)容，采用三
摘要：工程教育認(rèn)證不僅是高等工程教育改革的重要舉措，也是促進(jìn)工程教育人才培養(yǎng)質(zhì)量提高的重要保證。基于工程教育認(rèn)證要求，以課程目標(biāo)達(dá)成為主線(xiàn)，介紹冶金傳輸原理課程的教學(xué)改革成果。明確滿(mǎn)足專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)要求的課程目標(biāo)，優(yōu)化“三基本”教學(xué)內(nèi)容，采用“三融合”教學(xué)方法，實(shí)施“三結(jié)合”考核方法，以期對(duì)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程教學(xué)與改革提供借鑒。
關(guān)鍵詞：工程教育認(rèn)證,冶金傳輸原理,課程,教學(xué)改革
工程教育是高等教育的重要組成部分，在國(guó)家工業(yè)化、創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展進(jìn)程中發(fā)揮了重要作用。工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證是國(guó)際通行的工程教育質(zhì)量保障制度，是推進(jìn)中國(guó)工程教育改革，提高工程教育質(zhì)量的重要保證[1]。為適應(yīng)工程教育新形勢(shì)，滿(mǎn)足行業(yè)企業(yè)對(duì)人才的新要求，冶金工程專(zhuān)業(yè)于2017年提出申請(qǐng)，2018年通過(guò)工程教育認(rèn)證，獲得有條件6年的認(rèn)證結(jié)論[2]。
根據(jù)工程教育認(rèn)證要求，從學(xué)生、培養(yǎng)目標(biāo)、畢業(yè)要求、持續(xù)改進(jìn)、課程體系、師資隊(duì)伍、支持條件等方面，逐條對(duì)照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析[1]。通過(guò)認(rèn)證，對(duì)以學(xué)生為中心的教學(xué)理念、產(chǎn)出為導(dǎo)向教學(xué)設(shè)計(jì)、持續(xù)改進(jìn)質(zhì)量保障機(jī)制有了更深刻的認(rèn)識(shí)和理解，并將這些認(rèn)識(shí)和理解落實(shí)到教學(xué)環(huán)節(jié)。
一、緊扣專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，明確課程目標(biāo)
工程教育認(rèn)證對(duì)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求都有具體說(shuō)明。培養(yǎng)目標(biāo)是對(duì)該專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生在畢業(yè)后5年左右能夠達(dá)到的職業(yè)和專(zhuān)業(yè)成就的總體描述，畢業(yè)要求是對(duì)學(xué)生畢業(yè)時(shí)應(yīng)該掌握的知識(shí)和能力的具體描述，包括學(xué)生通過(guò)本專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)所掌握的知識(shí)、技能和素養(yǎng)[1]。
(一)冶金工程專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)及畢業(yè)要求
依據(jù)“行業(yè)性、地方性、開(kāi)放性、應(yīng)用型”辦學(xué)定位和“立足重慶、背靠行業(yè)、面向世界、服務(wù)全國(guó)”辦學(xué)思路，按照“德育為先、加強(qiáng)基礎(chǔ)、突出應(yīng)用、注重素質(zhì)、面向基層”人才培養(yǎng)理念，以冶金行業(yè)和重慶地方產(chǎn)業(yè)對(duì)應(yīng)用型人才需求為導(dǎo)向，確定了冶金工程專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)：培養(yǎng)德、智、體、美、勞全面發(fā)展。
適應(yīng)冶金行業(yè)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要，具備扎實(shí)的工程基礎(chǔ)、冶金工程專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)、專(zhuān)業(yè)知識(shí)與應(yīng)用能力，能在冶金領(lǐng)域內(nèi)從事一線(xiàn)生產(chǎn)運(yùn)行及管理、冶金工藝及設(shè)備設(shè)計(jì)、冶金技術(shù)研發(fā)等工作，具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的應(yīng)用型高級(jí)工程技術(shù)專(zhuān)門(mén)人才。通過(guò)培養(yǎng)使本專(zhuān)業(yè)學(xué)生畢業(yè)后5年左右成為合格冶金工程師，具備獨(dú)立解決冶金工程復(fù)雜技術(shù)問(wèn)題能力，成為所在領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)骨干或管理骨干[2]。
為了保證冶金工程專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)達(dá)成，即學(xué)生畢業(yè)后5年左右發(fā)展為合格冶金工程師，冶金工程專(zhuān)業(yè)畢業(yè)要求共12條，與冶金傳輸原理課程直接相關(guān)的有3條。能夠運(yùn)用原理方程和工程知識(shí)，針對(duì)冶金生產(chǎn)過(guò)程中的單元進(jìn)行復(fù)雜工程問(wèn)題多方案抉擇;能夠運(yùn)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和工程科學(xué)知識(shí)分析冶金生產(chǎn)過(guò)程的復(fù)雜工況，闡明生產(chǎn)過(guò)程中相關(guān)問(wèn)題;在設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)中能夠運(yùn)用現(xiàn)代工具及所學(xué)知識(shí)對(duì)復(fù)雜工程問(wèn)題進(jìn)行預(yù)測(cè)、模擬、設(shè)計(jì)。間接相關(guān)的有3條，具有團(tuán)隊(duì)合作精神和意識(shí)，具有清晰的書(shū)面和口頭表達(dá)能力，具有自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)的意識(shí)。
(二)冶金傳輸原理課程目標(biāo)
工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)要求，課程設(shè)置能支持畢業(yè)要求達(dá)成，工程基礎(chǔ)類(lèi)課程和專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)類(lèi)課程能體現(xiàn)數(shù)學(xué)和自然科學(xué)在本專(zhuān)業(yè)應(yīng)用能力培養(yǎng)[1]。冶金傳輸原理課程是冶金工程專(zhuān)業(yè)核心專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程，在學(xué)完高等數(shù)學(xué)和大學(xué)物理課程后開(kāi)設(shè)，是冶金工程專(zhuān)業(yè)課的前期必修課程。
課程主要介紹動(dòng)量、熱量、質(zhì)量傳輸(亦稱(chēng)“三傳”)基本概念、基本定律及基本解析方法及其在冶金實(shí)際工程中的應(yīng)用。為達(dá)成專(zhuān)業(yè)畢業(yè)要求，冶金傳輸原理課程目標(biāo)具體細(xì)化為通過(guò)本課程教學(xué)，使學(xué)生掌握“三傳”基本概念、基本定律及基本解析方法，能夠解決冶金實(shí)際工程中涉及“三傳”的一般問(wèn)題，具備運(yùn)用計(jì)算機(jī)及“三傳”知識(shí)對(duì)復(fù)雜冶金工程問(wèn)題進(jìn)行模擬研究的初步能力，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)課奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
二、依照課程目標(biāo)，優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容
為達(dá)成冶金傳輸原理課程目標(biāo)，體現(xiàn)數(shù)學(xué)和自然科學(xué)在冶金工程專(zhuān)業(yè)的應(yīng)用能力培養(yǎng)，課程以“三傳”類(lèi)似為主線(xiàn)，在重點(diǎn)介紹“三傳”基本概念、基本定律及基本解析方法，即傳輸原理“三基本”內(nèi)容基礎(chǔ)上，注重教學(xué)內(nèi)容的針對(duì)性和實(shí)用性[3-4]。
這里所說(shuō)的注重針對(duì)性和實(shí)用性，并不是說(shuō)不注重基礎(chǔ)性，而是強(qiáng)調(diào)能應(yīng)用數(shù)學(xué)物理基礎(chǔ)知識(shí)研究解決冶金實(shí)際中的問(wèn)題。例如，在介紹動(dòng)量傳輸內(nèi)容時(shí)，首先介紹流體及流動(dòng)相關(guān)基本概念，其次介紹黏性流體、理想流體的質(zhì)量和動(dòng)量平衡方程，再介紹方程在管內(nèi)流動(dòng)、表面流動(dòng)、流體流出中的應(yīng)用，最后介紹冶金中的動(dòng)量傳輸現(xiàn)象。
傳熱的基本方式即導(dǎo)熱、對(duì)流和輻射，在介紹熱量傳輸時(shí)，首先介紹導(dǎo)熱、對(duì)流和輻射3種基本傳熱方式概念、定律和方程，再介紹方程在圍壁導(dǎo)熱、管內(nèi)對(duì)流、表面輻射計(jì)算中的應(yīng)用，最后介紹冶金過(guò)程中的熱量傳輸現(xiàn)象。質(zhì)量傳輸部分主要是從類(lèi)似性角度引出“三基本”內(nèi)容，其基本概念、基本定律特別是基本解析方法，完全可以借用動(dòng)量傳輸和熱量傳輸?shù)慕馕龇椒ǎ瑳r且冶金過(guò)程中質(zhì)量傳輸現(xiàn)象與冶金原理課程部分內(nèi)容重復(fù)。
因此，在課程學(xué)時(shí)安排上，本課程共計(jì)64學(xué)時(shí)，其中動(dòng)量傳輸34學(xué)時(shí)，熱量傳輸24學(xué)時(shí)，質(zhì)量傳輸6學(xué)時(shí)。課程教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)滿(mǎn)足了專(zhuān)業(yè)認(rèn)證對(duì)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程的總要求，也很好地支撐了冶金傳輸原理課程對(duì)冶金工程專(zhuān)業(yè)畢業(yè)要求和培養(yǎng)目標(biāo)達(dá)成。
三、效果為引領(lǐng)，改革課程教學(xué)方法
按工程教育認(rèn)證要求，優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容只是課程目標(biāo)達(dá)成的基礎(chǔ)，深化課程教學(xué)方法的改革是每門(mén)課程目標(biāo)達(dá)成的關(guān)鍵。課程教學(xué)主要體現(xiàn)在課堂，課程教學(xué)方法改革也主要體現(xiàn)在課堂教學(xué)方法的改革。傳統(tǒng)的課堂教學(xué)從空間上受限于教室，時(shí)間上受限于課內(nèi)，知識(shí)來(lái)源受限于教師講授，教師講授又依從于教材。所以，目前的課堂教學(xué)主要還是知識(shí)的傳授，能力培養(yǎng)沒(méi)有充分體現(xiàn)，更談不上工程思維的訓(xùn)練。
課堂教學(xué)的本質(zhì)應(yīng)當(dāng)是教會(huì)學(xué)生會(huì)學(xué)習(xí)、會(huì)思考、會(huì)運(yùn)用，而不僅僅是學(xué)知識(shí)、背知識(shí)、考知識(shí)。冶金傳輸原理課程具有“物理概念抽象、計(jì)算公式多、數(shù)學(xué)推導(dǎo)繁瑣、計(jì)算過(guò)程復(fù)雜”等特點(diǎn)，是冶金工程專(zhuān)業(yè)公認(rèn)的“教師難教、學(xué)生難學(xué)”的課程之一[5-7]。以學(xué)生為中心，從工程實(shí)際出發(fā)啟發(fā)學(xué)生思維，堅(jiān)持引導(dǎo)式、提問(wèn)式、討論式、案例式等教學(xué)方法交替貫穿于整個(gè)教學(xué)活動(dòng)。
針對(duì)不同教學(xué)內(nèi)容采用引導(dǎo)式、提問(wèn)式和討論式教學(xué)方法，實(shí)現(xiàn)了由教師為中心的“教”向以學(xué)生為中心的“學(xué)”的轉(zhuǎn)變，充分發(fā)揮了學(xué)生的積極性、主動(dòng)性和創(chuàng)造性。例如，通過(guò)“人為什么能行走”引入流體黏性及黏性力;從“汽車(chē)外型設(shè)計(jì)”提問(wèn)，讓學(xué)生理解流線(xiàn)概念;從減少阻力損失，討論噴咀設(shè)計(jì)問(wèn)題;從強(qiáng)化對(duì)流換熱措施，引導(dǎo)學(xué)生思考哪種措施最經(jīng)濟(jì)且可行;從防曬服或保暖服設(shè)計(jì)，引導(dǎo)學(xué)生討論增強(qiáng)或減弱導(dǎo)熱、對(duì)流和輻射換熱途徑。
課程每一章設(shè)置一個(gè)或兩個(gè)案例，如動(dòng)量傳輸中有冶金熔體流動(dòng)性、供水(氣)管網(wǎng)設(shè)計(jì)、轉(zhuǎn)爐氧槍設(shè)計(jì)、高爐煉鐵強(qiáng)化冶煉、金屬熔體流動(dòng)模擬等，熱量傳輸中有冶金熔體導(dǎo)熱性、冶金固體散狀料導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)定、冶金設(shè)備圍壁導(dǎo)熱、金屬材料加熱或冷卻、鋼包內(nèi)鋼水的降等[8]。基于這些實(shí)際工程案例，組織實(shí)施案例教學(xué)，有利于培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決實(shí)際工程問(wèn)題能力。
在教學(xué)過(guò)程中充分運(yùn)用現(xiàn)代教育技術(shù)，課內(nèi)與課外、線(xiàn)上與線(xiàn)下、課件與板書(shū)的“三融合”混合教學(xué)方式，對(duì)部分教學(xué)重點(diǎn)內(nèi)容采用課內(nèi)講授+課外習(xí)題+課內(nèi)習(xí)題方式講解，對(duì)部分教學(xué)難點(diǎn)內(nèi)容采用線(xiàn)上預(yù)習(xí)+線(xiàn)下思考+線(xiàn)上討論，且將多媒體課件與傳統(tǒng)板書(shū)教學(xué)協(xié)調(diào)應(yīng)用，以充分挖掘?qū)W生自主思考、自發(fā)學(xué)習(xí)潛能，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性和自主性，使學(xué)生更容易掌握重點(diǎn)，理解難點(diǎn)。
同時(shí)，要求學(xué)生掌握學(xué)習(xí)方法，勤于思考、重在實(shí)踐、網(wǎng)絡(luò)輔助、互動(dòng)交流。目前，冶金傳輸原理課程已在學(xué)校課程中心建立了在線(xiàn)課程，教學(xué)大綱、授課計(jì)劃、授課教案、PPT課件、電子講義、授課視頻、自測(cè)題庫(kù)等教學(xué)資源全面開(kāi)放。學(xué)生可根據(jù)自己的實(shí)際情況，不受授課地點(diǎn)和時(shí)間限制，隨時(shí)隨地隨需利用線(xiàn)上資源，開(kāi)展富有個(gè)性地自主學(xué)習(xí)[9-10]。
四、以能力為核心，改革課程考核方法
工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)中提出，學(xué)生必須具備解決復(fù)雜工程問(wèn)題能力。課程考核應(yīng)以檢驗(yàn)和考查學(xué)生對(duì)重要知識(shí)點(diǎn)的掌握程度和應(yīng)用能力為重點(diǎn)。課程成績(jī)?cè)u(píng)定包括期末考試成績(jī)(閉卷，占50%)、大作業(yè)成績(jī)(3～5人一組，提交論文、PPT匯報(bào)，占30%)和平時(shí)成績(jī)(課程作業(yè)、隨機(jī)測(cè)試、提問(wèn)討論、在線(xiàn)交流，占20%)3部分，即課程考核方法“三結(jié)合”。期末考試考核學(xué)生應(yīng)用“三傳”知識(shí)解決實(shí)際工程問(wèn)題能力;大作業(yè)屬于開(kāi)放式題目，需要學(xué)生自己提出問(wèn)題并尋求解決問(wèn)題的辦法;學(xué)生利用在線(xiàn)課程學(xué)習(xí)和參與討論的情況也會(huì)記入平時(shí)成績(jī)。
(一)期末考試
期末考試教考分離，抽題2套(1套正考、1套補(bǔ)考)。試題包括名詞解釋、問(wèn)答題、計(jì)算題和綜合應(yīng)用題。名詞解釋和問(wèn)答題主要考核學(xué)生對(duì)“三傳”基本概念、基本定律的掌握程度，占45%;計(jì)算題主要考核學(xué)生對(duì)“三傳”基本計(jì)算方法的掌握程度，占40%;綜合應(yīng)用題主要考核學(xué)生應(yīng)用“三傳”知識(shí)解決冶金工程實(shí)際問(wèn)題能力，占15%。
(二)大作業(yè)
大作業(yè)題目為試以冶金生產(chǎn)過(guò)程中某一實(shí)際裝置或日常生活中某一現(xiàn)象分析說(shuō)明涉及“三傳”知識(shí)點(diǎn)及其應(yīng)用。學(xué)生3～5人一組，自由組合，在組內(nèi)推薦一名組長(zhǎng)。要求每一組完成一個(gè)題目，每一個(gè)成員按各自分工獨(dú)立完成某一部分，且按正式論文格式提交所做的工作。題目完成后，以小組為單位，制作PPT匯報(bào)，組長(zhǎng)介紹選題、分工、完成總體情況，各個(gè)成員介紹各自完成部分。
大作業(yè)成績(jī)由論文成績(jī)和匯報(bào)成績(jī)兩部分組成，論文成績(jī)根據(jù)選題符合度、論文層次結(jié)構(gòu)、語(yǔ)句通順程度、論文格式規(guī)范性給定等級(jí)，占50%(每個(gè)成員不同);匯報(bào)成績(jī)根據(jù)PPT制作質(zhì)量、語(yǔ)言表達(dá)流暢程度、回答問(wèn)題準(zhǔn)確性、成員分工合理性給定等級(jí)，占50%(組內(nèi)每個(gè)成員相同)。
(三)平時(shí)成績(jī)
幾乎每次課后都留作業(yè)，要求學(xué)生獨(dú)立完成，一旦發(fā)現(xiàn)抄襲，均以零分計(jì)。作業(yè)成績(jī)根據(jù)作業(yè)完成及時(shí)性、結(jié)果正確性、書(shū)寫(xiě)規(guī)范性給定等級(jí)。在課程教學(xué)過(guò)程中，根據(jù)教學(xué)進(jìn)度和教學(xué)內(nèi)容，組織課堂隨機(jī)測(cè)驗(yàn)2次(每次時(shí)間約30分鐘)，開(kāi)卷，可以翻看教材，也可以上網(wǎng)查詢(xún)，成績(jī)以一次課程作業(yè)計(jì)。
另外，布置了一定量課外上機(jī)作業(yè)，通過(guò)計(jì)算機(jī)編程來(lái)解決“三傳”實(shí)際問(wèn)題。通過(guò)課程考核方法改革，學(xué)生不僅掌握了解決復(fù)雜冶金工程問(wèn)題必需的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，還具備了應(yīng)用專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)解決復(fù)雜冶金工程問(wèn)題的初步能力，培養(yǎng)了團(tuán)隊(duì)合作精神和意識(shí)、書(shū)面和口頭表達(dá)能力及自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)意識(shí)。通過(guò)對(duì)近兩屆學(xué)生課程考核成績(jī)分析，冶金傳輸原理的課程目標(biāo)全部達(dá)成，有效支撐了冶金工程專(zhuān)業(yè)畢業(yè)要求達(dá)成度分析。
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教育方向論文投稿刊物：《教育與職業(yè)》(EducationandVocation)雜志是我國(guó)著名教育家黃炎培先生創(chuàng)刊于1917年，由中華職業(yè)教育社主辦，中共中央統(tǒng)戰(zhàn)部主管的全國(guó)教育中文核心期刊，在目前中國(guó)近萬(wàn)種期刊中創(chuàng)辦較早、刊史較長(zhǎng)，覆蓋全國(guó)各省市及港澳臺(tái)、東南亞等地區(qū)，至今已有90年的歷史。
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