韩一戈,于晓庆,富秀荣
(内蒙古工业大学 轻工与纺织学院,内蒙古 呼和浩特 010080)
得益于OBE理念的应用和推广,高校课程的教学改革获得了更加明确的评价机制和持续改进的驱动力[1-6]。作为理工科院校中的基础课程之一,化学通识课程通过讲解四大平衡、常用无机及有机材料、各类有机化合物的基本反应、高分子化合物等化学知识,指导学生理解纺织材料和染整工艺,掌握纺织工程所涉及的天然纤维、合成纤维的分类、成分和物化特性,以及其官能团与油剂、表面活性剂、染料、浆料、各种助剂之间的反应机理等。交叉学科和教学内容所涉及的反应理论、物质知识、实验技能较为庞杂,也给学习表现考查和教学审核评估带来了一定的困难。本文以“纺织化学”课程设计和实施的研学实践为依据,测算和分析了课程目标及其达成度情况,从而准确把握学生的个体情况,促进学生产生积极的认识倾向和求知心理。
课程目标1:利用文献检索和数据分析,对于纺织纤维的化学加工中洗毛、碳化、脱胶等过程的工艺、参数、流程等多种因素进行综合评价,考量以上因素对于环保、健康的影响(支撑毕业要求2.3:能运用文献研究方法,分析纺织工程等领域复杂工程问题的解决方法)。
课程目标2:运用相关知识及原理对表面活性剂、染料、印染相关助剂的配制方案进行设计,理解其对环境可持续发展的影响。能运用相关知识及原理,进行不同纤维的鉴别分析,评价其过程对环境和可持续发展的影响(支撑毕业要求7.1:理解纺织工程实践和环境保护与可持续发展的关系,以及7.2:能够评价纺织工程等领域复杂工程问题的工程实践及产品对环境、可持续发展的影响)。
课程目标3:基于纺织化学相关知识和原理,结合洗毛、碳化、脱胶等先进技术,进行方案设计,分析评价方案对社会、健康、安全、法律、文化等的影响(支撑毕业要求6.1:能够基于纺织工程等领域相关背景知识合理分析,评价工程实践和复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律、文化等的影响)。
课程目标4:增加学生知识储备,知晓适应产业发展所需要的能力结构,用于研究解决纺织复杂工程中的纤维加工问题,并且评析相关工程实践带来的环境、可持续发展方面的影响(支撑毕业要求3.4:能综合考虑社会、健康、安全、法律、文化及环境等因素对设计的影响,实现方案的比较与优化)。
采用课程考核成绩分析法,以课程考核为评价依据,运用多种考查方式,如试卷、实验报告、设计报告、作业、课堂表现等,最终体现为达成度的评估研究。并对课程目标和毕业要求达成情况评价机制的关联性进行分析。根据教学大纲将纺织化学的课程目标及其达成途径、评价依据和评价方式进行充分探讨和具体设定。
课程目标1的达成途径,讲授洗毛、碳化、脱胶相关知识和原理,通过文献研究进行方案的设计,采用数据分析等方法分析工程问题,综合评价其方案对进环保、健康、可持续发展的影响,培养学生解决复杂工程问题的能力。进行方案的设计,综合考虑其对环保健康的影响。
课程目标2的达成途径,介绍表面活性剂、染料、浆料、各种助剂的设计开发,理解其对环境可持续发展的影响。并且对不同纤维通过多方案进行鉴别分析,实现方案的优化比较,分析其对环境可持续发展的影响。
课程目标3的达成途径,启发学生独立思考和知识运用。通过模拟情景作业及专业实验训练,运用洗毛、碳化、脱胶的新技术进行方案的设计,分析评价复杂工程问题的解决方案,以及对社会、文化等的影响。
课程目标4的达成途径,通过学习化学技术在纺织工程中的应用,纺织化学的基本概念、原理和方法,知晓纤维加工技术应用于纺织工程中对人类社会、生产安全等影响,进行多方案的比较和优化,分析对环境可持续发展的影响。
基于以上面向产出的课程目标达成情况评价机制和毕业要求达成情况评价机制,计算2018级、2017 级和2016 级的试卷样本、作业记录、实验成绩记分册等,分别对课程支撑的其他毕业要求的达成度进行评价。本例中,评价周期为2年;班容量为2016级68人,2017级67人,2018级72人(重修学生6 人)。样本数量大致相同,取各年度最小值作为该门课程对某条毕业要求达成度评价结果。
达成情况评价相关的数据是基于上述三个年级的“纺织化学”课程作业、实验报告以及考试试卷进行评阅和分析而来。再对课程进行达成度评价,课程标准中已知“纺织化学”对毕业要求2、3、6、7各指标点的达成度目标值。对学生运用化学领域的原理与方法,设计开发针对纺织工程复杂问题的解决方案(即指标点6.1)的达成度进行评价,抽取了2个教学班的专业课程成绩作为样本。已知课程成绩总分为100分,其中作业比例占20%;实验占30%;期末考试占50%。已知学生各项成绩的得分并经过统计计算,目标分值为1.0分。课程标准中课程目标与考核方式对应的权重分配参见表1。
表1 课程目标与考核方式对应的权重分配 %
依据已知条件计算公式如下:
最终得到学生运用化学领域的原理与方法,设计开发针对纺织工程复杂问题的解决方案(即指标点6.1)的实际达成度评价结果为:
在纺织化学课程评价环节,以课程直接评价为基础,运用学生自评与教师评学的间接评价方法。学生学习自评主要包括学生信息、教学进度匹配情况、学习效果自评、个人学习难点、作业内容评价、实验课题评价、分项及整体满意度、对课程的意见和建议。其中课程结束后发布的学生调查问卷从以下四个方面对进行调查,根据对自我评价满意度(五分制)进行打分,从高到低依次是:5分(得到极佳训练),4分(得到良好训练),3分(得到应有训练),2分(得到基本训练),1分(得到少许训练),0分(没有效果)。
调查项目1:能够运用纺织化学的背景知识,包括纺织纤维的种类和特点及其官能团与特征反应,以此应对并且解决纺织工业中的工程问题。凭借化学专业背景对不同纤维原料和织物选取适当的处理工艺,提出实践问题的解决方案,并对方案在社会、健康、安全等方面造成的影响进行客观分析和理性评价。
调查项目2:能评价和区分纺织工程中使用的油剂、表面活性剂、染料、浆料、前处理助剂、印染助剂等纺织化学品的配制、分类、特性和用途。增加学生知识储备,知晓适应产业发展所需要的能力结构,用于研究解决纺织复杂工程中的纤维加工问题,并且评析相关工程实践带来的环境、可持续发展方面的影响。
调查项目3:能够辨别和认识各种仪器分析和化学方法在纺织原料和产品的定性与定量方面的应用。基于相关背景知识,理解鉴别常见纤维成分和种类,对于工程实践问题方案中的纺织品性能和质量进行分析评价,反思其对社会、健康等的影响。
调查项目4:利用文献检索和数据分析,对于纺织纤维的化学加工中洗毛、碳化、脱胶等过程的工艺、参数、流程等多种因素进行综合评价,考量以上因素对于环保、健康、可持续发展的影响。通过比较对照传统和新型加工方法的优缺点和差异性,制订优化的设计方案。
教师形成性评价则是对于学风纪律、课堂表现、作业/实验/考试平均成绩等多个方面,进行优良中差的分段评分,总结学生问卷反馈和授课经验,对下一周期的教学方案进行改进。
根据2016级、2017级、2018级三个年度的课程教学,通过对比课程目标的实现情况及学生学习效果,以及对学习该课程的全体学生通过问卷调查的方式完成学生学习自评,表明满意本门课程的学生比例逐年上升(见表2),具体可以归纳为以下几个方面。
教学内容方面,大多数人认为通过学习纺织化学,初步形成了运用化学知识及理论应对并处理复杂工程问题的能力,基本具备了常见工艺流程中所需的计算知识;一半以上的学生认为课程在工程教育方面具有实际意义,特别是实例分析的教学方法有效地促进了学生辨析推理的水平,对解决工程问题起到了积极的作用。可以归结为课程内容以及实验的实用性和充实度不够,需要根据生产科研实际需求加以改进。
教学方法方面,结合学生学习效果和评学反馈,大多数学生认真地参与了课堂讨论,在专业问题的分析上,表述个人观点,小组讨论中有效地沟通与交换意见,有序地进行文献及相关资料的查阅,按时提交作业,进而增强了分析和解决问题的能力。闭卷考试基于课程大纲,命题方向以生产实践的理论需求为主导,综合体现了学生的知识基础和实际应用。在掌握纺织化学概念原理的基础上,能够在一定程度上分析评价生产加工流程中的处理环节对于纤维特性和产品质量的影响,然而分析和解决具体工程课题的能力还有待提高。在今后的专业课程中应当加强这些方面的培养,导入项目设计的教学。
考核形式方面,综合分析以上教学效果及改进措施,适用于过程性评价和最终考核,并且用于今后课程教学方案的持续改进。以评促改,结合课程质量直接/间接评价,充分考量学生学习自评和教师评学结果及课程实施情况,进一步研究分析以便重点认证知识教学和能力提高的关联性,运用评价结果完善现行教学大纲,培养满足纺织工程具体需求的技术人才。
课程教学的规划设计应以解决学生在科研工作中可能出现的复杂工程问题为着力点,针对不同纤维和织物选取适当的处理工艺提出可行的解决方案,并对方案在社会、健康、安全等方面造成的影响进行客观分析和理性评价,建立符合毕业要求的综合能力评价体系。利用达成度的统计和评估结果,持续地调整和优化教学设计,帮助学生搭建起纺织和化学的学科交叉融合体系,有效实现预期学习产出,满足产业和社会的现代化发展对于专业人才的新需求。