摘要:學(xué)習(xí)成果是ABET認(rèn)證中關(guān)注的焦點。本文基于ABET工程認(rèn)證中的十一條學(xué)習(xí)成果標(biāo)準(zhǔn),逐一分析了航空航天本科專業(yè)課程“推進(jìn)原理”與其映射關(guān)系并改進(jìn)課程,提高了課程的學(xué)習(xí)成果認(rèn)證貢獻(xiàn)度。
關(guān)鍵詞:ABET;工程教育;專業(yè)認(rèn)證;學(xué)習(xí)成果
中圖分類號:G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2018)17-0119-02
建設(shè)世界一流大學(xué)和一流學(xué)科是為了提升中國高等教育綜合實力和國際競爭力?!秶抑虚L期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010—2020年)》在擴(kuò)大教育開放方面要求借鑒國際上先進(jìn)的教育理念和教育經(jīng)驗。美國工程與技術(shù)認(rèn)證委員會(Accreditation Board for Engineering and Technology,簡稱ABET)[1,2]成立于1932年,專門從事應(yīng)用科學(xué)、計算科學(xué)、工程、工程技術(shù)四大領(lǐng)域的學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)工程及技術(shù)教育認(rèn)證,是國際上公認(rèn)的最具權(quán)威性和普遍性的認(rèn)證機(jī)構(gòu)之一,作為獨立于政府機(jī)構(gòu)與市場體系外的第三方組織,其參與高等教育評價的績效非常顯著。上海交通大學(xué)航空航天本科專業(yè)目前正在申請ABET認(rèn)證,本文將重點介紹在認(rèn)證過程中,基于工程認(rèn)證通用標(biāo)準(zhǔn)中的學(xué)習(xí)成果標(biāo)準(zhǔn)對“推進(jìn)原理”課程進(jìn)行的改進(jìn)。
一、ABET認(rèn)證的學(xué)習(xí)成果標(biāo)準(zhǔn)
ABET的認(rèn)證活動圍繞保障教育質(zhì)量、激勵教育創(chuàng)新展開,強(qiáng)調(diào)通過認(rèn)證改進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)成果。為了實現(xiàn)對質(zhì)量的終極追求,ABET的評估理念經(jīng)歷了從“以投入為基礎(chǔ)”(inputs-based)向“以產(chǎn)出為基礎(chǔ)”(outcomes-based)的轉(zhuǎn)變[3]。ABET認(rèn)證的學(xué)習(xí)成果標(biāo)準(zhǔn)包括產(chǎn)出a—產(chǎn)出k,共計十一項,分別是[3]:(a)應(yīng)用數(shù)學(xué)、科學(xué)和工程知識的能力;(b)設(shè)計、控制實驗以及分析、詮釋數(shù)據(jù)的能力;(c)設(shè)計一個能夠滿足政治、倫理、健康安全、可制造性和可持續(xù)性等諸多現(xiàn)實條件約束的系統(tǒng)、零件或程序的能力;(d)在跨學(xué)科團(tuán)隊中發(fā)揮作用的能力;(e)識別、建構(gòu)和解決工程問題的能力;(f)對專業(yè)精神和道德責(zé)任感的理解;(g)有效溝通的能力;(h)具有寬廣的知識儲備,能夠在全球性的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、社會背景中理解工程解決方案的影響;(i)對終身學(xué)習(xí)的重要性有明確認(rèn)識,并具備終身學(xué)習(xí)的能力;(j)對當(dāng)代重大問題的了解;(k)具備在工程實踐中運(yùn)用所需的各種技術(shù)、技巧和先進(jìn)設(shè)備的能力。除了這11項能力外,還可以加上專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的相關(guān)研究領(lǐng)域所需要的任何特殊技能。在ABET的認(rèn)證中,學(xué)習(xí)成果是關(guān)注的焦點。專業(yè)認(rèn)證的首要目標(biāo)是保證學(xué)生畢業(yè)時已經(jīng)為進(jìn)入專業(yè)領(lǐng)域作了充分的準(zhǔn)備。
二、基于ABET學(xué)習(xí)成果標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行課程改進(jìn)
ABET認(rèn)證重點關(guān)注學(xué)習(xí)成果。學(xué)生的學(xué)習(xí)需要自我建構(gòu),是一個將外在的知識內(nèi)化為自身知識架構(gòu)的過程;教師需要為學(xué)生提供自我建構(gòu)的教學(xué)活動,讓學(xué)生得以成長與創(chuàng)造?!巴七M(jìn)原理”課程要求學(xué)生掌握航空燃?xì)廨啓C(jī)與火箭發(fā)動機(jī)的基本原理、結(jié)構(gòu)及其基本設(shè)計能力。課程教學(xué)體系采用模塊化設(shè)置,分為了基礎(chǔ)層、提高層和創(chuàng)新層三個層面?;A(chǔ)層包含課程的核心內(nèi)容,提高層包含三個實踐項目,創(chuàng)新層包含兩個模塊,分別為項目設(shè)計大作業(yè)與課堂專題講座[4]?;贏BET認(rèn)證的學(xué)習(xí)成果標(biāo)準(zhǔn),下面逐一分析“推進(jìn)原理”課程與學(xué)習(xí)成果的映射關(guān)系。
產(chǎn)出a。課程包含了比如采用微分方程計算發(fā)動機(jī)理想循環(huán)最佳增壓比等大量的氣動熱力學(xué)計算公式,以及采用復(fù)雜變量來對發(fā)動機(jī)的質(zhì)量、動量以及能量守恒動力學(xué)過程進(jìn)行建模與分析計算,非常便于衡量學(xué)生使用數(shù)學(xué)解決工程問題的能力,該條學(xué)習(xí)成果的認(rèn)證貢獻(xiàn)度為滿分5分。在認(rèn)證考核該產(chǎn)出時可以提供的數(shù)據(jù)為學(xué)生作業(yè)、小測驗以及采用學(xué)生問卷進(jìn)行調(diào)查。
產(chǎn)出b。課程重點包含了微型發(fā)動機(jī)性能測試實驗,實驗用的微型發(fā)動機(jī)是英國進(jìn)口燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī),在發(fā)動機(jī)的每級中配備有溫度和壓力傳感器。學(xué)生通過這個完整的發(fā)動機(jī)性能測試實驗,可以得到多方面的訓(xùn)練,從而達(dá)到全面掌握發(fā)動機(jī)工作原理和性能計算的目的[4]。通過撰寫實驗大綱、分組實驗、分析實驗數(shù)據(jù)以及撰寫實驗報告,可以全方位地考查學(xué)生在產(chǎn)出b方面的能力,該條學(xué)習(xí)成果的認(rèn)證貢獻(xiàn)度為5分。在認(rèn)證考核該產(chǎn)出時可以提供的數(shù)據(jù)為實驗大綱以及實驗報告。
產(chǎn)出c。在參加ABET認(rèn)證前,考慮到后續(xù)教學(xué)體系中有對應(yīng)的“發(fā)動機(jī)設(shè)計”課程且本課程是3學(xué)分,故課程設(shè)計的安排相對較少。在參加ABET認(rèn)證后,增加該課程為4學(xué)分,這樣可以對課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行改進(jìn),針對工科學(xué)生普遍存在的結(jié)構(gòu)設(shè)計薄弱環(huán)節(jié),增加盤、軸、葉片和機(jī)匣共計四種典型航空發(fā)動機(jī)零件結(jié)構(gòu)的課程設(shè)計大作業(yè)。學(xué)生分組完成不同的零件設(shè)計任務(wù),繪制三維實體圖,完成設(shè)計報告。經(jīng)過該改進(jìn)后非常易于用來評估學(xué)生的工程設(shè)計能力,該條學(xué)習(xí)成果的認(rèn)證貢獻(xiàn)度為5分。在提供證據(jù)來考核這一產(chǎn)出時,可以使用學(xué)生課程設(shè)計報告進(jìn)行考核。因為設(shè)計能力是核心課程對所有產(chǎn)出中支持最為薄弱的一項,所以本次課程的改進(jìn)可以很好地加強(qiáng)ABET認(rèn)證對該項能力的評估。
產(chǎn)出d。在參加ABET認(rèn)證前并沒有做更多考慮。在參加ABET認(rèn)證后,對課程教學(xué)內(nèi)容有針對性地進(jìn)行改進(jìn),“推進(jìn)原理”課程本身就涉及多部件多學(xué)科,因此將課堂專題講座模塊重新設(shè)計,由發(fā)動機(jī)新技術(shù)與新進(jìn)展主題改為包含新技術(shù)與新進(jìn)展的新型航空發(fā)動機(jī)多學(xué)科集成分析。學(xué)生分組選取感興趣的新型航空發(fā)動機(jī),查閱中英文文獻(xiàn),在課堂進(jìn)行專題匯報,鍛煉檢索文獻(xiàn)、演講報告、努力發(fā)現(xiàn)與思考問題以及在跨學(xué)科團(tuán)隊中發(fā)揮作用的能力。經(jīng)過該改進(jìn)后非常易于用來評估學(xué)生的協(xié)作能力,該條學(xué)習(xí)成果的認(rèn)證貢獻(xiàn)度為5分。在提供證據(jù)來考核這一產(chǎn)出時,可以使用學(xué)生的匯報報告。
除了對上述四條學(xué)習(xí)成果重點分析與改進(jìn)外,后續(xù)七條學(xué)習(xí)成果會貫穿于課程教學(xué)全過程中,并予以強(qiáng)化。產(chǎn)出e重點在實驗和課程設(shè)計環(huán)節(jié)強(qiáng)化。產(chǎn)出f重點在航空發(fā)動機(jī)和火箭發(fā)動機(jī)的綜述環(huán)節(jié)強(qiáng)化。產(chǎn)出g重點在實驗、課程設(shè)計以及課堂專題講座環(huán)節(jié)強(qiáng)化。產(chǎn)出h在參加ABET認(rèn)證前考慮較少,在參加ABET認(rèn)證后對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行改進(jìn),增加英文原版教材的閱讀和作業(yè)要求,在課件中增加英文內(nèi)容,組織翻譯了一本英文本科教材名著《噴氣推進(jìn)》,以使學(xué)生能夠高效率地進(jìn)行“推進(jìn)原理”中英對照學(xué)習(xí),快速獲得國際化視野與專業(yè)英語能力。產(chǎn)出i重點在綜述、課程設(shè)計以及課堂專題講座環(huán)節(jié)強(qiáng)化,掌握文獻(xiàn)檢索方法是終身學(xué)習(xí)能力之一。產(chǎn)出j重點在綜述、課程設(shè)計以及課堂專題講座環(huán)節(jié)強(qiáng)化,并且改進(jìn)教學(xué)內(nèi)容,積極跟蹤最新學(xué)術(shù)領(lǐng)域和工業(yè)界動態(tài),將最新的學(xué)術(shù)成果合理地應(yīng)用到教學(xué)活動中,保證課程教學(xué)內(nèi)容20%以上的更新度。在授課時向?qū)W生提供最新文獻(xiàn)作為課后閱讀資料,開闊學(xué)生視野,加強(qiáng)學(xué)生所掌握知識的前沿性。產(chǎn)出k重點在實驗和課程設(shè)計環(huán)節(jié)強(qiáng)化。
綜上所述,基于ABET認(rèn)證中的學(xué)習(xí)成果標(biāo)準(zhǔn),對“推進(jìn)原理”課程進(jìn)行了細(xì)致的映射分析,對ABET認(rèn)證前沒有重點考慮的學(xué)習(xí)成果進(jìn)行了有針對性地改進(jìn),在制定課程教學(xué)目標(biāo)時注意了各條目標(biāo)的可度量性,以便學(xué)期結(jié)束后考核數(shù)據(jù)的收集。最終絕大部分條目的學(xué)習(xí)成果認(rèn)證貢獻(xiàn)度都為5分,極大地增強(qiáng)了課程的認(rèn)證考核水平。
三、啟示與思考
高質(zhì)量的人才培養(yǎng)是高等教育的第一要務(wù)。教育作為一種產(chǎn)業(yè),人們更加關(guān)心投入產(chǎn)出比。本文基于ABET學(xué)習(xí)成果標(biāo)準(zhǔn),聚焦于課程改進(jìn),所述內(nèi)容對高等工程教育專業(yè)在考慮ABET認(rèn)證以及國際化時提供實用參考,進(jìn)而促進(jìn)“雙一流”建設(shè)。
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