基于成果導向的工程專業(yè)ESP課程改革與實踐

1、 基于成果導向的工程專業(yè)ESP課程改革與實踐 邢延 楊玲玲 汪新 李曉端 李明摘 要：工程專業(yè)ESP課程應該以培養(yǎng)跨文化的工程溝通與交流能力為導向，才能在課程體系中占有一席之地。文章遵循OBE理念，依據(jù)工程類專業(yè)的共性，設計出一種新的ESP課程框架。該框架以模擬解決特定專業(yè)領域的復雜工程問題為載體，以PBL為教學方法，在團隊環(huán)境下訓練專業(yè)英語綜合應用能力。多個工程類專業(yè)的教學改革實踐表明，該框架對于工程類專業(yè)ESP課程具有普遍適用性。Key：成果導向教育;專業(yè)英語;基于問題的學習;課程改革Abstract： Engineering ESP courses should aim to foste

2、ring cross-cultural engineering communication skills in order to have a place in the curriculum system. Following the OBE theory， this paper proposes a new ESP curriculum framework based on the commonalities of engineering programs. Simulating to solve complex engineering problems in specific profes

3、sional fields， it trains the Comprehensive English application skills in a team environment， with the means of problem-based learning. The practice of several engineering programs demonstrate that the proposed framework is feasible to the ESP courses of most engineering programs.中國工程教育質量報告（2016年度）1指

4、出，我國工程教育對工業(yè)發(fā)展的現(xiàn)代需求適應性存在不足，工科畢業(yè)生在前沿知識、外語交流能力、分析解決工程問題能力、競爭與合作能力等方面與工業(yè)界的期望差距較大。在工程專業(yè)的課程體系中，專業(yè)英語（English for Specific Purpose，簡稱ESP）原本應該在培養(yǎng)學生跟蹤學科前沿技術和跨文化的工程溝通能力方面起重要作用，但是現(xiàn)有的ESP課程由于教學目標偏重英語語言技能、教學內容側重學科基礎知識、教學方法以課堂講授為主導，因此難以肩負起相應的責任，并且在整個課程體系中陷入“雞肋式”的尷尬境界2。隨著新工科建設的開展和工程教專業(yè)認證的推廣，成果導向教育（Outcome-Based Educ

5、ation，簡稱OBE）已經成為我國高等工程教育改革的主流教育理念3。根據(jù)成果導向教育理論，一門課程的設置和教學設計必須滿足以下條件：課程目標支撐畢業(yè)要求指標點、教學內容支撐課程目標、教學方法匹配教學內容、考核內容覆蓋教學內容、考核方法匹配課程目標。只有遵循OBE的理念對ESP課程進行教學設計和改革，才能使其在工程專業(yè)課程體系中發(fā)揮出應有的作用。本文首先遵循OBE理念對工程專業(yè)ESP課程框架（Curriculum Framework）進行教學設計，設定課程目標、確定教學內容、選擇教學方法、制定考核內容和考核方法，以及建立課程評價方法;然后詳細介紹在這種課程框架下，自動化專業(yè)ESP課程改革的實踐

6、經驗和效果;最后分析和總結這種課程框架的特點和優(yōu)勢，并對改進方向提出建議。一、ESP課程框架的教學設計我國普通高等學校本科設有31個工學專業(yè)大類， 涵蓋近兩百種工程專業(yè)1。這些工程專業(yè)各有特點且千差萬別，即使是相同的專業(yè)，因地域經濟、行業(yè)背景、學校定位等因素的不同而設定不同的人才培養(yǎng)目標和專業(yè)畢業(yè)要求。盡管這些工程專業(yè)各不相同，但它們都屬于工程技術類專業(yè)，其人才培養(yǎng)目標必須完全覆蓋中國工程教育認證協(xié)會制定的工程教育認證標準（2017版）中有關畢業(yè)要求的十二項通用標準4。因此，工程專業(yè)ESP課程的框架式教學設計必須以這些通用標準為導向。（一）課程目標的制定在工程教育認證標準（2017版）有關畢業(yè)

7、要求的十二項通用標準中，第十項通用標準的具體內容是：“溝通：能夠就復雜工程問題與業(yè)界同行及社會公眾進行有效溝通和交流，包括撰寫報告和設計文稿、陳述發(fā)言、清晰表達或回應指令。并具備一定的國際視野，能夠在跨文化背景下進行溝通和交流?！憋@然，在工程專業(yè)的課程體系中，ESP課程應該支撐這項培養(yǎng)目標。既然是溝通和交流，那么就存在交流的對象;要想溝通順利有效，就需要人與人之間的良好協(xié)作，因此ESP課程也應該支撐培養(yǎng)目標的第九項通用標準，即“個人和團隊：能夠在多學科背景下的團隊中承擔個體、團隊成員以及負責人的角色?！币罁?jù)上述的分析，工程專業(yè)ESP課程的課程目標設定如下：1. 針對復雜工程問題及其解決方案，能

8、夠以英語為工具，查閱專業(yè)領域近年來公開發(fā)表的英文科技文獻，并能夠跟蹤專業(yè)領域的前沿技術。2. 能夠通過撰寫英文科技報告和陳述發(fā)言等方式就復雜工程問題的解決方案進行技術交流和有效溝通。3. 能夠在團隊環(huán)境下完成課程內容，包括要求獨立完成的個人任務和要求協(xié)作完成的團隊任務，能夠勝任團隊成員或團隊負責人的角色與責任。上述的課程目標1和2支撐畢業(yè)要求通用標準第十項，課程目標3支撐第九項。（二）教學內容的確定課程目標1要求教學內容必須針對復雜工程問題。復雜工程問題是指現(xiàn)代工程問題普遍具有復雜性，且必須具有以下所述特征（1）和特征（2）到（7）的一些或全部5-6：（1）必須運用深入的工程原理，經過分析才可

9、能得到解決;（2）涉及多方面的技術、工程和其它因素，并可能相互有一定沖突;（3）需要通過建立合適的抽象模型才能解決，在建模過程中需要體現(xiàn)出創(chuàng)造性;（4）不是僅靠常用方法就可以完全解決的;（5）問題中涉及的因素可能沒有完全包含在專業(yè)工程實踐的標準和規(guī)范中;（6）問題相關各方利益不完全一致;（7）具有較高的綜合性，包含多個相互關聯(lián)的子問題。因此，ESP課程的教學內容必須針對特定專業(yè)領域的某個具體的工程問題及其解決方法，而不僅僅是專業(yè)基礎知識的羅列。課程目標1要求查閱的專業(yè)領域的英文技術文獻必須是近年來公開發(fā)表的。隨著社會經濟的發(fā)展和科學技術的進步，工程領域的技術迭代速度都在加快，這是產業(yè)結構升級的

10、結果，也是技術和資源積累到一定程度之后必然的發(fā)展趨勢。要培養(yǎng)學生具有國際視野，并能夠跟蹤專業(yè)前沿技術的能力，就必須對相關科技文獻的時效性有明確的規(guī)定。不同的工程專業(yè)應該依各自的專業(yè)特點和專業(yè)技術更新迭代的速度確定技術文獻的具體時限。課程目標1要求能夠查閱英文技術文獻，而課程目標2要求能夠撰寫英文科技報告和陳述發(fā)言，即培養(yǎng)學生的專業(yè)英語綜合應用能力，包括聽力（Listening）、口語（Speaking）、閱讀（Reading）和寫作（Writing）等方面，這就要求ESP課程對這些專業(yè)英語的實際應用能力要有針對性的訓練內容。課程目標3要求必須在團隊的環(huán)境下完成課程內容，ESP課程必須安排相應的

11、團隊協(xié)作環(huán)節(jié)，學生的獨立工作能力和協(xié)作工作能力都應該得到訓練。綜上所述，工程專業(yè)ESP課程的教學內容應該以模擬解決特定專業(yè)領域的復雜工程問題為載體，以英語為工具，結合專業(yè)技術發(fā)展的國際趨勢，在團隊環(huán)境下訓練學生查閱科技英文文獻（閱讀）、討論和陳述發(fā)言（聽力和口語）、撰寫科技報告（寫作）等專業(yè)英語綜合應用能力。（三）教學方法的選取根據(jù)上述的教學內容，工程專業(yè)ESP課程的教學方法應該采用基于問題的項目學習方式（Problem-Based Learning，簡稱PBL）。確定問題是PBL教學的首要內容，優(yōu)質的PBL問題具有如下特征7：（1）面向真實世界;（2）定義不良的復雜問題;（3）能產生多種假設

12、;（4）需要團隊合作;（5）與學習目標對應;（6）基于先修的知識或經驗;（7）促進高級認知技能形成。與前述復雜工程問題的特征相比較，PBL優(yōu)質問題和復雜工程問題具有很多相同或者相似的特點，因此復雜工程問題適合做為PBL教學的問題。PBL教學模式是以項目為載體的，對于工程專業(yè)ESP課程，這個項目就是模擬解決特定專業(yè)領域的復雜工程問題。PBL課程模式屬于合作學習模式（Cooperative Learning），強調團隊參與、自主管理學習進程、發(fā)展人際交流和溝通能力，促進學生之間的相互提高，與前述的教學內容相匹配。圖1列出了工程專業(yè)ESP課程的教學內容和教學方法，并標出了與課程目標的支撐關系、與專業(yè)

13、英語綜合應用能力的對應關系。在圖1所示的ESP課程的整個教學過程中，學生是中心，課程任務的完成主要依靠學生自主學習，教師承擔引導和輔助的作用，而且學生的自主學習和教師的輔導均采用線上和線下相結合的方式。因此，教學方法是以PBL為主體的混合式教學模式。（四）考核內容與考核方法的制定依據(jù)教學內容和課程目標，ESP課程的考核內容包括小組任務和個人任務兩部分，涵蓋聽力、口語、閱讀多個方面，包含對復雜工程問題及其解決方案的文獻閱讀、闡述與表達（含書面和口語）、個人獨立工作和團隊協(xié)作等全方面?？己朔绞讲捎弥苯雍烷g接兩種，直接考核以課程報告（小組報告和個人報告）和小組PPT為依據(jù)，評價課程目標1和2的學生個

14、體實際得分;間接考核以組內互評、組間互評、結合教師評價的方式，給出課程目標3的學生個體實際得分。具體考核環(huán)節(jié)、分數(shù)占比、支撐的課程目標如表1所示，其中一、二級考核環(huán)節(jié)的分數(shù)占比可以依據(jù)專業(yè)的具體情況進行調整。（五）課程評價方法的建立課程評價是從課程的視角對學生的學習效果進行審核和評價，分析課程目標的達成情況，為課程教學的持續(xù)改進提供依據(jù)，同時為畢業(yè)要求達成評價提供數(shù)據(jù)基礎8-9。課程評價指標：對于每項課程目標，評價指標包括達成值和達成率兩個。其中，達成值等于支撐某項課程目標的平均得分與支撐該項課程目標的總分之比，而達成率則等于個人達成值大于等于目標達成值的人數(shù)與總人數(shù)之比。當達成值和達成率同時

15、分別大于等于目標達成值和目標達成率時，該項課程目標達成，否則未達成。目標達成值和目標達成率由課程團隊根據(jù)以往學生考核情況、教學實施情況、課程目標等因素設定。課程評價方式：客觀定量分析和主觀定性分析相結合?？陀^定量分析的數(shù)據(jù)來源是課程考核的分數(shù)，主觀定性分析的依據(jù)則是課程結束后學生對課程目標達成的匿名自我評價信息。課程評價結果分析：根據(jù)得到的主客觀課程達成值和達成率數(shù)據(jù)，采用二維分析方法，可以得到各課程目標的達成評價，以及課程的總體達成評價，找出相對薄弱的環(huán)節(jié)實施課程教學質量的持續(xù)改進。二、ESP課程的教改實踐廣東工業(yè)大學多個工程專業(yè)已經在上述的ESP課程框架下實施了教學改革，取得了較好的效果，

16、通過了中國工程教育專業(yè)認證。以自動化專業(yè)為例，已經對2015級和2016級本科生開設了這種新型的ESP課程，共計374人完成課程學習。（一）自動化領域的復雜工程問題在上述的課程框架下，依據(jù)自動化專業(yè)的培養(yǎng)目標，結合自動化領域的技術發(fā)展趨勢，選取自主協(xié)作機器人（Autonomous and collaborative robots）、基于深度學習的機器視覺（Computer vision with deep learning）、災難救援機器人（Disaster robots） 人臉表情識別（Facial recognition）、人機協(xié)作（Human computer cooperation）、

17、智能汽車（Intelligent cars）等六大應用領域作為自動化專業(yè)復雜工程問題的來源與背景。對于上述的每一個應用領域，提供一段來源于TED講壇的英文視頻10，要求學生在學習視頻內容的基礎上，依據(jù)小組成員的興趣，協(xié)商設定本組要模擬解決的復雜工程問題;然后查閱相關的英文技術文獻，分析和比較多種技術方案，形成自己的解決方案。教師提供視頻的目的有兩個：（1）幫助學生了解自動化前沿技術及其應用領域;（2）采用一個分析和解決復雜工程問題的實際案例供學生自主學習和參考。（二）課程實施進程以學生課外分散自主學習為主，教師課內集中指導為輔。課程歷時8周，其中課內32學時，課內課外學時比為1：2至1：4，具

18、體如表2所示。教師每周檢查小組學習計劃的實施情況，保證課程教學能夠正常有序地進行。（三）學生學習案例小組成員在教師的輔導下，采用組內協(xié)商方式確定要模擬解決的自動化復雜工程問題，將其分解成互相關聯(lián)又各自獨立的多個子問題，每個成員負責其中的一個。圖2給出了一個學生小組（四人組）確定問題和分工的案例。課程要求每個學生根據(jù)子問題的內容，查閱至少兩篇英文技術文獻（學術期刊論文、學術會議論文、技術報告、技術說明書等），并對文獻的時效性提出要求（2010年以后公開發(fā)表）。學生在閱讀文獻時，側重理解子問題的多種解決方案。教師在文獻查找方法、專業(yè)術語理解、解決方案理解上給予重點輔導。個人報告由每個學生獨立完成，

19、根據(jù)子問題的內容，分析和比較多種解決方案的優(yōu)劣，從中選取一種或者多種，形成合理可行的子方案。小組報告由小組成員協(xié)作完成，根據(jù)問題的內容，將子方案進行有效集成，合成總體解決方案。教師在英語技術報告的結構和寫作規(guī)范上給予重點輔導。對于圖2所示的案例，圖3列出了英文報告（含小組報告和個人報告）的內容提要。口語表述的答辯的方式有三種：小組派代表講解方案并回答提問，全體組員參與方案講解和回答提問，派代表講解方案、全體組員參與回答提問。在答辯現(xiàn)場，教師和學生都可以針對解決方案提出疑問，提問和回答要求全英文。（四）課程考核與評價課程按照表1所示的內容和方法進行考核，并對考核成績進行統(tǒng)計，得到課程目標的成績達

20、成值和成績達成率;采用線上調查問卷的方式要求學生匿名自評，統(tǒng)計得到課程目標的自評達成值和自評達成率。將客觀和主觀評價值、目標值進行歸一化處理，得到二維度課程目標達成情況，具體如圖4所示。分析圖4可以得出以下結論：（1）對于ESP課程的三項課程目標，成績評價的達成值和學生自評的達成值均高于目標值，成績評價的達成率和學生自評的達成率均高于目標率，因此可以確定本課程的課程目標全部達成。（2）對于課程目標達成的主觀和客觀評價，成績評價和學生自評的評價結果的差值均小于15%，考慮到統(tǒng)計誤差與主觀認知的模糊性，可以認為兩個維度的評價結果基本一致。（3）在三項課程目標中，課程目標2的達成值和達成率都相對比較

21、低，說明學生的專業(yè)英語書面寫作和口語表述能力比較薄弱，因此，這方面講師自動化專業(yè)ESP課程持續(xù)改進的重點。鑒于ESP課程教學改革的成效，廣東工業(yè)大學自動化專業(yè)已經將該課程列為專業(yè)核心課程。三、結束語現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展要求工程專業(yè)ESP課程以培養(yǎng)學生跟蹤學科前沿技術和跨文化的工程溝通能力為導向?，F(xiàn)有的ESP課程必須進行教學改革，才能在工程專業(yè)的課程體系中占有一席之地。本文遵循成果導向教育的理念，依據(jù)工程類各專業(yè)所具有的共性，建立了一種新的ESP課程框架，并進行教學設計。該框架以模擬解決特定專業(yè)領域的復雜工程問題為載體，以英語為工具，采用以PBL為主體的混合式教學方法，結合專業(yè)技術發(fā)展的國際趨勢，在團隊環(huán)境下訓練和培養(yǎng)學生的專業(yè)英語綜合應用能力。這些能力涵蓋聽力、口語、閱讀多個方面，包含對復雜工程問題及其解決方案