工程教育专业认证背景下弹药工程与爆炸技术专业课程品质提升模式探索

马 彬 黄正祥 贾 鑫

南京理工大学机械工程学院 江苏 南京 210094

一、引言

工程教育的目标是开展工程教育实践活动所预期达到的成果标准，是国家输送工程技术与管理人才的主要渠道，在我国高等教育中占有极其重要的地位[1，2]。工程教育认证是高质量工程教育的保障，其核心理念是“强调教育过程要始终以学生为中心，以培养目标为导向，重点关注教育产出和实际成效，并在持续改进过程中促进教学质量不断提升”。随着我国经济发展的转型升级以及创新驱动发展战略的深入实施，加快工程教育的改革和创新，提高工程技术人才的培养质量是必然趋势，且任务紧迫。国际工程联盟目前包括六个协议，其中《华盛顿协议》是最具权威性、国际话程度较高、体系较为完整的工程教育专业认证协议之一[3]。我国于2016年6月成为《华盛顿协议》正式成员，预示着我过工程教育改革逐渐标准化，同时也为我国工程教育改革的进一步深化提供了良好的契机。

学科专业是高效与社会需求相结合的纽带，专业水平的高低是衡量一所大学在国内外排名和地位的主要标志。人才培养是学科建设的出发点和落脚点，专业建设的目的就是培养出高质量的人才。社会对人才的需求是人才供给侧——高校学科专业建设的重要指引。20世纪以来，大部分高校专注于基础理论知识学习，而忽视了对学生实践能力的培养，因此，当今工程教育改革是高校工程教育认证过程中重要的改革任务[4]。

在工程教育专业认证形式下，在历年来教学方法、教学手段、教学内容改革等基础上，对南京理工大学弹药工程与爆炸专业建设和改革进行了探索和实践。本文重点围绕课程目标、教学内容、教学模式和教学评价4个方面介绍了我校工程教育认证和人才培养背景下弹药工程与爆炸技术专业课程的教育教学改革。

二、弹药工程与爆炸技术专业课程品质提升模式构建

1.课程目标的规划。依据《工程教育专业认证标准》(试行)的指导思想，本专业着力培养具有过硬的政治素养，良好的思想品质与职业道德，掌握弹药总体及其子系统技术以及相关民用工程技术等方面的基础理论知识和工程实践能力。按照专业课程目标对毕业要求的支撑，在参考弹药工程系诸多教师的意见下，对相关弹药专业课程的教学大纲亦进行了修订，同时提炼设定了3个弹药工程与爆炸技术专业课程目标，具体见表1.

表1 弹药工程与爆炸技术专业课程目标

工程教育认证中对弹药工程与爆炸技术专业课程所制定的课程目标，结合本专业12条毕业要求，所制定的3条专业课程目标能够对12条毕业要求中的如下四4条起到不同程度的支撑作用，如表2所示。

表2 弹药工程与爆炸技术专业课程目标对专业工程教育认证的支撑

说明:★★★表示有效支撑；★★表示一般支撑；★表示弱支撑。

2.教学内容优化。南京理工大学是一所隶属于工业和信息化部的全国重点大学，学校由创建于1953年的新中国军工科技最高学府——中国人民解放军军事工程学院(简称“哈军工”)分建而成，亦是一所有着悠久的军工特色专业历史背景、培养了大批兵工人才的高等学府。学校自创建以来，弹药工程与爆炸技术专业一直是备受关注的重点专业。针对兵器行业对弹药专业人才培养目标，针对弹药专业分支的行业需求，在保证弹药专业知识体系完整性的前提，针对弹药工程与爆炸技术专业不同研究方向，教学过程中，采用专题的模式将教学内容与学科前沿、先进技术有机、适度融合在一起。所设置的小专题可为弹药工程与爆炸专业通向相关分支方向搭建“桥梁”。重点、详细讲解内容偏重于各弹种的毁伤机制、弹靶作用机理、工程实践中的应用以及武器系统中交叉学科问题。同时，作为创新拓展内容，侧重于介绍针对不同目标，战斗部的设计思想和方法，通过“偏重+专题”的教学内容改革解决了弹药工程与爆炸技术专业教学中整体知识框架与个体目标需求之间的矛盾，对于更好的激发学生对整体知识构架的学习兴趣，了解自己所喜好的研究方向，拓展学生在未来项目研究以及领域创新中的视野，培养学生的科学素质和创新意识等诸多方面都具有重要的意义。部分课程的教学内容如表3所示。

表3 弹药工程与爆炸技术专业课程的优化

3.教学模式的转变

(1)基于BOPPPS的弹药工程与爆炸技术专业授课模式。BOPPPS教学模式源于加拿大的教师技能培训，是一种以教学目标导向、以学生为中心的教学模式。它由导言(Bridge―in)、学习目标(Objective/Outcome)、前测(Pre―assessment)、参与式学习(Participatory Learning)、后测(Post―assessment)和总结(Summary)六个教学环节构成。BOPPPS名称是由这六个教学环节的英文单词的首字母构成。BOPPPS是教师进行教学设计及课堂组织教学的一种有效模式。在此次教学模式转变过程中，尝试将其引入到弹药工程与爆炸技术专业课程课堂教学中。

首先，任课教师可用具有“震撼”效果的实践照片抑或视频来吸引学生的注意力—Bridge―in。每堂课开始环节，任课教师通过具有代表性的战斗部工程试验或对目标打击的动态画面入手，利用多媒体教学的特长，借用视频、动画或图片等引出本节课程的主要学习内容，并设定与该节课程内容相关的问题，激发学生的学习兴趣以及寻求答案的欲望，让学生主动思考，把学生快速引入到对该堂课程的学习情景中。例如在讲授聚能效应时，以极具神秘性的“陆战之王”—坦克目标遭遇破甲战斗部毁灭性打击的视频引入课程教学内容——“聚能装药通过炸药爆炸，压垮战斗部中的聚能药型罩，从而形成能够穿透坦克防护装甲的聚能射流。”聚能射流到底是什么?所具备的特性是什么?影响射流作用效能因素有哪些?以这样的形式将学生带进课堂的学习中，不仅使学习内容的应用场景更加直观，同时使学生看到弹靶作用的场面之壮观、毁伤效能之巨大，为下一步的教学奠定了良好的基础。

第二步，授课教师要简明扼要、通俗易懂地表述通过本章节的学习预期索要达到的学习目标，使学生在学习过程中明确学习方向——Objective。针对具体教学内容，采用“通过XXX内容的学习，使学生能够利用XXX理论、XXX工具，从而解决XXX具体问题”的表述方式，让学生能够“知老师所云、明知识所用”，同时在这样的教学中，予以强调相关概念、理论、设计方法、重难点内容以及所能解决的具体问题等等。

第三步，及时、有效地以提问或讨论的方式，及时了解学生对即将学习内容所需用到的前期知识的掌握情况——Pre―assessment。该环节在学习过程中可起承前启后作用，同时，可使学生明确、回顾前期所学的重难点知识，也可作为后续所学知识的预先学习，从而为达到学习目标做好知识储备。

第四步，在具体内容讲解时，采用灵活多变的教学方式，如分组进行“学中讲”、讨论及辩解、提问及分析等，引导学生提出问题，并发挥主观能动性去分析和解决问题，提高学生在课堂上的参与度——Participation Learning。该环节是教学过程中的重点环节。在这一环节的处理上，可酌情考虑“分层次要求、分层次引导、逐层递进”的思想，从而使不同层次的学生能够积极参与到课堂教学，通过对不同层次问题解答或解决，能够体会到课堂学习所带来的乐趣，实现“因材施教、整体提升”的教学目标。

第五步，针对课程中的重难点内容，合理设计检测内容，对是否达到教学目标进行后测，例如在学习了杀爆战斗部的相关参数计算之后，可给学生提出指标要求，让学生依据算学知识进行相关参数的简要计算，从而了解学生对课堂知识的学习成效——Post―assessment。该项测试宜采用分组协作完成的形式进行。

最后，每节课结束前，应预留几分中的时间，任课教师带领学生一起对本节课程的相关学习内容进行总结、回顾，强化课堂的学习效果——Summary。该环节应采取“教师引导、学生为主、教师补充”的方式进行，引导学生自己形成总结各章节主要内容的学习习惯。

(2)拓展多样的教学实践活动。南京理工大学拥有针对弹药工程与爆炸技术等专业条件性开放的兵器博物馆，应注重带领学生对所展览的武器装备进行参观，同时结合所学知识，对不同的弹药作用机理以及弹靶作用机制进行现场讲解，让学生更加直观、形象的了解所学知识的用途，体会学有所用的乐趣。每学期督促学生对弹药工程与爆炸技术专业领域内的前沿技术以及新概念技术进行查询和总结，以报告的形式上交，并且制作PPT在课堂上进行报告、讲解。讲解完成后学生和任课教师进行质疑和点评，通过讨论、质疑的方式，使学生对所总结的内容进行更深层次的探索，增强学生自主探索的能力和动力，强化教学过程管理，逐步培养学生自主学习和探索、解决实际问题的能力。

除此之外，还应积极开展兵器科学竞赛、科研训练等形式多样、内容丰富的实践活动，鼓励学生根据所学知识，积极设计所感兴趣的战斗部，在结构方案合理的情况下，任课教师可选择方案较优进行加工，在确保安全的前提下进行小型的战斗部威力试验，实现学生的基础知识和实践能力全面提高的目标，让学生做到整体、个体的全面发展，为工程教育认证要求的创新型、复合型人才的培养奠定良好的基础。

4.教学评价体系的改革。构建科学、合理的教学评价体系，是提升弹药工程与爆炸技术专业课程品质、促进复合型人才培养质量持续提升的有效途径。弹药工程与爆炸技术专业课程在教学评价体系的重构过程中始终坚持“育人”为本，遵循全面、科学评价原则、纵向发展评价原则和提升教学的评价原则，建立了一套内容多维、方法多样、过程结果兼顾的教学评价体系。

(1)全面评价原则。基于评价影响因素的组成，从学生出勤、课堂测验、专题报告、期末考试以及课外实践环节的参与度等对学生进行全方位、多角度的评价，构建综合评价方式，调动学生对学习过程的参与积极性，促进学生的全面、综合发展。

(2)纵向发展评价原则。承认学生的个体差异，肯定每个学生个体在原有基础上的提高，充分认可学生个体的每一次进步，使学生保持学习积极性，构建强调发展与机理的学业评价体系。

(3)提升教学的评价原则。对于任课教师授课质量的考评中，采取专家听课、同行互评、学生评教等多种方式相结合的原则提升教学质量、摒弃教学过程中的不良习惯，激励教师积极调整和完善教学工作。

三、弹药专业课程品质提升模式实践与应用

在我校弹药工程与爆炸技术专业工程教育认证准备过程中，以专业精品课程平台及历年教改项目为依托，对弹药工程与爆炸技术专业课程从课程目标、教学内容、教学模式和教学评价体系等多方面进行了改革，且成效逐渐显现。

通过课堂调查，学生普遍认为改革后的教学模式更能引导其去积极、主动去学习和思考，课堂气氛更轻松，完成课堂所留任务更具方向性，教学、评价新体系兼顾了学科专业特点以及学生整体素质，有利于培养学生的工程实践能力，有利于学生的全面发展。

四、结论

工程教育认证和人才培养工程建设为我国高等工程教育改革提供了新思路，也对弹药工程与爆炸技术专业课程品质提出了新的要求。本文重点围绕课程目标、教学内容、教学模式和教学评价4个方面介绍了南京理工大学在工程教育认证工作中弹药工程与爆炸技术专业课程的教育教学改革。

经过初步调研结果证明，新模式能够有效提升弹药工程与爆炸技术专业的教学质量和教学效果，有益于培养学生整体知识框架和工程实践能力，激发学生自主学习的意识和创新能力，较好的体现了“厚基础，重实践，强素质，求创新”基本育人原则，是有效提升弹药工程与爆炸技术专业课程品质和工程技术人才培养质量的可行性途径。