趙 帥,馬廷春,袁 明,梁麗麗

(蚌埠醫(yī)學院公共基礎學院,安徽 蚌埠 233000)

在新工科研究與實踐的背景下,制藥工程專業(yè)承擔著應用型工科人才的重要使命。制藥工程課程設計是培養(yǎng)學生工程設計能力和工程意識的一門專業(yè)課程,起到銜接專業(yè)綜合知識和實際工程設計的橋梁作用[1]。EIP-CDIO工程教學模式中的EIP是指講道德(Ethics)、講誠信(Integrity)和職業(yè)化(Professionalism),注重學生的職業(yè)道德與誠信教育,增強學生工程倫理意識。CDIO則代表項目實施過程中的構思(Conceive)、設計(Design)、實現(Implement)和運作(Operation)四個環(huán)節(jié)[2-3]。兩者有機結合,著力提升人才培養(yǎng)的綜合水平,是以培養(yǎng)應用型工程專業(yè)人才為目標的工程教育新模式。同時,該教育模式豐富了課程思政內容和形式,是強化課程思政內涵建設的重要抓手,真正做到了思政中有專業(yè)課程、課程中有思政元素,為貫徹落實立德樹人的根本任務和全面踐行三全育人的總體目標奠定堅實基礎[4-5]。

課程設計以培養(yǎng)學生的工程意識和工程設計能力為核心要義,是培養(yǎng)優(yōu)秀工科應用型人才的關鍵環(huán)節(jié)。EIP-CDIO教育模式要求在培養(yǎng)學生工程專業(yè)知識、個人能力、團隊協(xié)作能力三個層面達到預定目標[6-7]。它一改傳統(tǒng)的以學科理論為導向的課程教授方式,而以工程項目設計為載體構建教學模式,這樣課程設計的經緯就由過去單一的學科理論知識一個維度轉變?yōu)轫椖?、知識 、能力相結合的三維框架結構。工程項目設計是工業(yè)實踐重要的理論基礎,工業(yè)實踐中所要求達到的技術、功能、經濟、環(huán)境等都應在項目實施的過程中得到反饋。通過EIP-CDIO教學模式可以引導學生更全面地構思規(guī)劃設計項目,進一步達到專業(yè)知識、技術能力和工業(yè)實踐綜合發(fā)展人才培養(yǎng)需求[8-9]。

1 課程教學現狀

1.1 課程內容方面

教學中使用的設計題目案例一般是陳舊的比較成型的題目,學生根據網絡相關資源設計提示進行設計工作,無法發(fā)揮學習的主動性與創(chuàng)新性,設計成果漏洞百出,遑論設計出具有創(chuàng)新性的作品;而且容易形成不良學風,極大地挫傷了自主學習的積極性;未能充分挖掘課程內容中涉及的思政內容,僅僅局限于完成課程任務[10]。

1.2 課程形式方面

現有的課程設計教學形式基本上局限于課堂教學,指導教師對設計進度、設計質量和有無關鍵性錯誤無法準確、及時地掌握,會出現設計任務書不能按時完成或者關鍵環(huán)節(jié)出現差錯的現象,整個設計成果質量不高。授課形式單一,未能緊密結合EIP-CDIO的教學模式系統(tǒng)地設計教學環(huán)節(jié)。學生在學習過程中僅能接受零碎的知識點,未能達到大綱中要求的培養(yǎng)工程意識的真正目的。

以往的課程設計教師基本上由兩名專門教師授課,教師的專業(yè)領域覆蓋范圍相對較窄,授課思維比較固定,也較為單一,無法做到精準指導設計過程;并且該課程具有涉及知識面廣、授課難度大等特點,一定程度上無法滿足教學需求。

1.3 課程考核方面

該課程傳統(tǒng)的學業(yè)評價方式只重視終結性評價,僅從設計成果的角度評價該組學生的整體表現,卻忽視了學生在學習過程中的實際收獲,不能真實評價出組內每一位學生的實際情況。這與專業(yè)培養(yǎng)標準不符,也有悖于EIP-CDIO 的評價標準[11]。

2 課程教學環(huán)節(jié)改革

2.1 修訂課程教學大綱

在教學大綱修訂過程中應充分挖掘其中的思政德育元素,制定詳實的思政育人目標。在明確修訂任務的基礎上,授課團隊開展了基于EIP-CDIO教學大綱的框架與內涵的深刻討論,按照其教育理念和相關標準制定了以設計為導向的專業(yè)培養(yǎng)計劃和課程教學大綱,并在制藥工程專業(yè)全面執(zhí)行EIP-CDIO培養(yǎng)計劃。經過研究和探討,參照 CDIO 大綱并結合專業(yè)培養(yǎng)方案的實際情況,教學團隊制定了基于EIP-CDIO工程教育模式的課程教學大綱,重點強調了對學生的誠信教育、職業(yè)道德、工程專業(yè)知識和個人職業(yè)技能綜合能力的培養(yǎng)。作為課程設計教學過程的原本性文件,課程教學大綱是構思課程計劃、課程實施的首要文件,也是驗收教學效果的根本性文件。 修改后的教學大綱較之前教學計劃相比,減少理論授課學時10%左右,讓學生有充分時間用于設計研討,改革以團隊為主體完成項目設計工作。

2.2 集體備課環(huán)節(jié)優(yōu)化

授課團隊教師對EIP-CDIO教學模式內涵的理解有差異。為了提升教師授課質量和思想政治素養(yǎng),鼓勵專業(yè)教師積極參與相關培訓、借鑒并學習已取得的優(yōu)秀教學成果。EIP-CDIO 教學模式要求授課教師凝練課程思政精髓,真正提升學生的綜合實力。組建包含專業(yè)教師、思政課教師和行業(yè)工程師在內的教學團隊,才能收到多學科互相支撐、課前課后良性互動的教學效果。在集體備課環(huán)節(jié),可視頻遠程邀請思政課教師和行業(yè)工程師參與其中,兼職課程顧問指導課程專業(yè)內容和思政內容的建設,將新理論、新技術、新工藝等及時引入教學中,使學生真正掌握學科前沿,真正達到育人效果[12]。

2.3 課程設計題目優(yōu)化

選題是CDIO 教育模式中需要構思的重要環(huán)節(jié),是將EIP-CDIO 教育理念更加合理地運用到課程設計過程中,在潛移默化中提升學生綜合素質的關鍵。在選題方面不要拘泥于課本和網絡資源,選擇較新穎的題目,盡可能與實際生產相結合,符合學生的能力范圍。為防止多數學生互相抄襲,每小組一個題目,通過相對獨立的課程設計過程,既保證了課程設計的教學效果,又在一定程度上增強了學生團結協(xié)作的能力[13]。設計題目內容可來自教師承擔或主持的工程設計或者研究項目的內容,使課程設計內容不再陳舊,而且可以緊密聯系工程實際。學生對較為新穎的題目也會興趣大增,激發(fā)學習積極性,增強責任感。設計題目內容一般要涉及多門課程知識的綜合應用,加強對學生工程設計能力的培養(yǎng),要求學生從眾多方案中挑選出最優(yōu)方案,強化學生的工程意識。

2.4 課程實施過程改革

首先,設計任務書要提前下達,應給予學生充分的準備時間查閱資料、整理思路、思考創(chuàng)新。其次,課程開始后,指導教師針對課程設計的目的、設計中的注意事項和設計思路等一系列主要問題,向學生進行理論講解,充分挖掘課程思政元素,使學生明確設計的內容、程序、價值及意義。再次,學生自主設計,教師指導過程。理論講解完成后,設計過程分組進行,每組4～6人。每個小組設計題目不同,小組成員須責任到人、分工明確,務必確保全員參與到整個設計工作中。在分組之前,先了解學生的相關學習情況及有無專業(yè)特長,如圖紙設計、理論計算等。在分組時,注意搭配分組,讓學生的特長得以發(fā)揮。每個小組設組長一名,主要任務包括分配設計任務、監(jiān)督、協(xié)調和督促設計進程等。最后,階段性總結匯報。由于各組設計任務和學生基礎存在差異,在設計過程中難免會遇到不能夠解決的問題。鑒于此,可采用周匯報制度,小組成員輪流匯報交流進度及過程中遇到的疑問,指導教師在答疑時應采取啟發(fā)誘導的方式,盡量讓學生經過獨立思考自己解決問題。同時,可以全面掌握學生設計工作進度,對設計工作質量和設計內容的完整程度起到基礎的保障作用。

在課程教學實施過程中,強調設計小組的主動探究式學習,對“構思”和“設計”環(huán)節(jié)應更加側重。引導學生明確設計內容在專業(yè)學科知識體系中的重要性。 以設計團隊形式開展工程項目的設計工作,培養(yǎng)了學生的工程設計能力和協(xié)同工作能力,從根本上改變偏重專業(yè)理論知識傳授而輕視綜合素質能力、經濟效益和環(huán)境保護作用的傳統(tǒng)培養(yǎng)模式,全面樹立了“以學生為中心”的教學觀念,引導學生積極主動投入設計工作中。

2.5 注重設計軟件應用

制藥工程課程設計應充分與化工設計相關軟件相結合,提高學生設計的質量,培養(yǎng)學生的實際應用能力。第一,充分運用Aspen plus軟件,強化學生的工程意識[14-15]。Aspen plus軟件功能全面,對整個工廠、企業(yè)工程流程的實踐和優(yōu)化起到事先模擬實踐的作用,可自動地把設計的工藝流程模型與工程參數數據庫、投資分析、產品優(yōu)化等其他流程相結合。可以為制藥工程課程設計提供較準確的結果,加深對課程設計過程的認識,使設計結果更可靠、更貼近工程實際。第二,合理利用AutoCAD軟件。課程設計任務書要求設計結果用工程圖紙的形式表示[16-17]。使用AutoCAD軟件繪圖,既能夠清晰地表示設計結果,也符合化工設計制圖規(guī)范,從而提高整個設計成果的質量。師資建設課程設計工作的綜合性很強,設計過程需要綜合運用制藥工程原理、制藥設備基礎、化工制圖和計算機基礎知識等相關學科的基本知識。鑒于此,配置課程師資力量時應吸納課程所涉及學科專業(yè)的教師,組建教師隊伍,形成精準指導、綜合運用的精品師資隊伍。

3 課程效果評估體系改革

課程效果的評價方式由過程性評價和結果性評價構成。過程性評價包括案例比較分析和問卷調查,結果性評價由平時課堂匯報、設計完成情況和課程答辯考核三部分組成。這種綜合性課程效果評估體系不僅能直觀地了解每一位學生的學習態(tài)度,還能及時跟蹤多數學生的學習效果情況,從而發(fā)現教學過程中的問題,并及時加以改進,促進課程教學的良性發(fā)展。

3.1 平時課堂匯報

為充分調動學生學習的積極性,使每一位小組成員均切實參與到課程設計中,課程采用小組成員輪流匯報制度。每周課前匯報設計內容及進度,交流討論設計中遇到的問題。指導教師當場評價,指出不足之處,引導學生學會分析問題、解決問題,并進行歸納提高。教師依據學生匯報情況給出學生平時匯報表現成績,占綜合考核成績的20%。

3.2 設計成果考核

課程設計成果中應包含設計的目的及任務、時間安排、設計要求和設計內容。根據設計成果內容的完整程度,藥廠平面布置圖、工藝流程圖等圖表的規(guī)范程度,車間設備選型正確程度等環(huán)節(jié),綜合評定出設計成果考核成績,占綜合考核成績的60%。

3.3 課程答辯考核

課程結束后,以舉辦專業(yè)課程設計大賽的形式,各設計小組進行課程設計競賽答辯,優(yōu)秀組別予以表彰。每組答辯時長約15 min,由各組長匯報整體設計內容,教師提出問題后,由小組成員對問題進行解答。教師根據各組答辯PPT制作精良程度、闡述及回答問題情況完成課程答辯考核,占綜合考核成績的20%。

建立和完善基于EIP-CDIO相關能力考核的評價系統(tǒng)促進了學習方式的多樣化,增加了項目報告、設計研討、組間評估等形式,使學生逐步掌握必要的工作技能, 也有利于設計團隊成員提前熟悉本行業(yè)的就業(yè)模式。

3.4 案例比較研究法

案例比較研究中使用一個案例縱向比較研究和多案例橫向比較的研究方法。把一個設計小組看成獨立的整體,進行全面的分析,比較其在前期和后期的表現,從而認識EIP-CDIO教育模式對課程影響的變化過程。多案例研究的特點在于橫向比較,可以對多個課程設計小組同時期的工作進展程度、各環(huán)節(jié)完成度以及工作態(tài)度等情況進行比較。

第一,開展學生訪談,實施學案記錄。訪談可以采用開放和聚焦的方式進行。開放式訪談是可在課前進行的集體式訪談,主要了解多數學生的收獲和遇到的問題。第二種類型的訪談是一種在特定的時間段針對某一個問題訪談某一個設計小組的方式,能更加細致入微地了解該組的設計進展。第二,進行課堂觀察,在授課和設計工作開展的過程中,教師在課堂上實地觀察各設計小組設計工作的開展情況,并加以評價記錄。教師作為參與者,有側重地參與到各設計小組的設計工作中,真正參與正在研究的事件之中,獲得更準確的信息資料。

3.5 學情分析問卷調查法

學情問卷調查分階段貫穿課程始終,最大的目的是搜集、積累學生對課程設計的各項屬性的基本資料,并加以分析比較。問卷內容包括:學生已有涉及EIP-CDIO的知識基礎、認知水平,學生尚未掌握的知識、需要提升的認知能力,學生通過自學能掌握的內容、需要教師引導講解學生才能掌握的內容等顯性學情;涉及EIP的學習動機、學習態(tài)度、設計方法、設計經驗和邏輯思維等隱性學情[18]。

通過組織開展師生教評學總結會,從評價體系考核結果反映的問題出發(fā),探討教學改革中取得的效果以及仍然存在的問題,進行教學反思并總結經驗,剖析以往課程設計教學模式較EIP-CDIO教學模式標準的差異,尋求問題解決途徑,將總結的改革經驗運用到新的教學循環(huán)中,從而優(yōu)化人才培養(yǎng)模式。

4 結語

課程思政背景下的 EIP-CDIO 培養(yǎng)模式是注重人文精神熏陶的培養(yǎng)高級工程專業(yè)人才為目標的高等工程教育新模式。通過在制藥工程專業(yè)實施課程設計教學改革, 在教學計劃和準備上下功夫,將學科前沿和價值引領融入到設計課程中。在教學實踐中,結合項目設計將相關軟件工具及關聯課程聯系起來,使學生在設計工作中得到應有的能力積累和鍛煉,改善傳統(tǒng)教學模式下知識與能力脫節(jié)的問題,從而使知識的學習和應用之間形成良性互動。另外,在EIP-CDIO模式下針對課程設計構建了完備的課程效果評估體系,使學生的綜合素質得到客觀、全面的評價。他們不僅在專業(yè)知識學習方面有收獲,團隊協(xié)作、溝通交流以及責任感、職業(yè)道德等方面的發(fā)展也得到加強。上述多模式、多維度的教學改革措施,能充分增強學生學習的原動力,強化創(chuàng)新能力、職業(yè)素養(yǎng)和工匠精神養(yǎng)成,增強學生發(fā)現問題、分析問題及解決問題的能力,一定程度上實現了制藥工程專業(yè)應用型人才培養(yǎng)的目標。