契合工程教育专业认证提高纺织专业学生工程实践能力

契合工程教育专业认证提高纺织专业学生工程实践能力

杜启飞

天津工业大学  天津  300387

摘要：在分析纺织工程专业特点与电工电子技术课程现状基础上，将电工及电子技术及实践课程与纺织工程专业密切结合，紧密的服务专业的培养目标，利用网络平台丰富资源，加强过程管理，完善课程内容，丰富课堂教学形式，以纺织专业的典型生产设备为案例，重视过程管理与持续改进的课程体系。提高学生理论联系实际的能力，培养学生的工程能力与创新能力。

关键词：工程教育专业认证、纺织工程、学习通、模块化、虚拟仿真

资助项目：“纺织之光”中国纺织工业联合会高等教育教学改革项目（2021BKJGLX706）

工程教育专业认证是国际通行的工程教育质量保障制度，也是实现工程教育和工程师资格国际互认的重要基础。2016年6月在马来西举行的国际工程联盟大会上，我国的转正申请获得全票通过了，中国成为“华盛顿协议”第18个正式成员。加入华盛顿协议后，我国工程教育质量标准实现了国际实质等效，工程教育质量保障体系得到了国际认可，标志着我国高等教育与国际化接轨迈出了重要一步，同时对我国工程教育的改革提出更高的要求。

纺织行业是重要的民生产业，提高纺织的智能制造程度是建设制造强国的关键。随着人工智能技术的发展，“工业 4.0”、“中国制造 2025”等政策的提出为推进纺织业智能化提供了契机。纺织智能制造是一个系统工程，集成了设计与制造、智能装备、工业物联网、人工智能、大数据、智能运维管理等关键技术，涉及纺织工程、机械工程、控制工程、计算机科学和管理科学等多个学科，融合了各相关学科的最新发展技术。纺织行业将立足我国现代化发展新目标和以国内大循环为主体的“双循环”发展新格局，在坚持科技驱动、时尚引领、绿色导向的路径基础上，以科技自主创新和产业结构调整为核心引领，进一步推动高质量发展，强化产业基础，优化产业体系，以“十四五”为新起点，适应新形势，谋求新突破，跨入新征程，实现新发展。

1.理论课程充分利用网络资源和平台授课

为了保障学生能够真正掌握的知识，在教育信息化、大众化、全球化的趋势下，目前学习模式正在发生飞速的变化和发展，除了学校课堂学习之外，基于网络平台的开放课程、专业辅导、慕课、微课、翻转课堂等逐渐被学习者接受。本课题结合电类课程的特点，将多种学习方式和手段加以融合。将电工及电子技术课程的理论课教学模式由单一的课堂讲授改为课堂讲授、线上教学、现场教学、分组讨论等多种形式相结合。

目前，电工电子技术课程多以大班模式授课，每个授课班级人数在百人左右，同时受到学时的限制，教师难于对每次课都进行出勤统计，课堂提问及互动难于顾及到全体学生，课后作业批改、统计也成为教师的重负。引入超星公司的手机APP学习通进行课程管理，可以较好的提升教师对课程的管理，将教师点名，批改作业，统计平时成绩等工作中解放出来，可以有更多的精力经历投入到教学内容和教学方法的改革完善中，更有利于提升学生的学习效果。仅在每学期第一次课前，教师通过发起投屏，将班级的二维码投到教室的大屏上，学生可以通过学习通APP或者手机微信扫描进入班级。后续的课程中，教师就可以轻松的通过手机APP进行课程的管理。签到结果可以及时的反映在大屏幕上，也会被记录在手机的课程班级数据中，每个学生出勤情况都会被记录下来，班级的出勤情况和出勤率数据都会计算出来。签到方式及统计结果见图1所示。

图1 网络平台签到设置及结果统计

在课程过程中，可以发起随机选人，抢答等方式来与学生互动。选人的模式：教师可以针对某个问题可以发起选人，还可以根据授课内容面向全体学生发起测验，及时对学生掌握情况进行反馈，学生答题情况会获得相应的课堂积分，并保存在系统中。

在课程结束后，还可以根据内容课程内容设置主题讨论，可以进行课程内容的拓展。并可以定期向学生发放问卷，了解学生在学习过程中，所存在的问题，对课程的评价，便于教师根据调查结果进行调整课程进度，授课方法。

2.实践课程模块化教学解决方案

本课题依托双一流建设和纺织特色，建立一套符合新工科多专业协作的实训课程—纱线检测教学项目。纱线检测的过程及结果主要体现在纱线的长度和拉力测量上，具有模块包括：行程开关、应变片传感器、光电码盘及涡轮蜗杆等机械结构、信号滤波器模块、信号放大模块、AD采集模块、电机控制、主控系统及显示系统组成，将所有功能进行解耦，有利于教学实施。在实施过程中，教师需要定制切实可行的预习方案，保证整体的教学效果。例如教师可以运用思维导图对课程内容进行梳理，保证整体教学的有效性，以应用为出发点，结合多种教学手段与形式，将纺织专业所需的电气控制方面的知识与专业知识及工程实际相结合。

   图2 模块化纱线检测总线测试板

如图2所示为纱线检测教学项目的所有模块化后效果图，在项目教学实施中学生需要以小组形式进行不同模块的选择和设计。在同一时间上课的专业班级间，不同小组需要项目协作完成统一的完整电路连接，达到分析问题和解决问题的目的。实验项目还提供实验室开放策略，在实验室开放期间，学生可按照个人兴趣及能力进入实验室，进行创造与研究性实验。实践课程特点如下：  

2.1教学过程标准化，重点考察工程实践能力

    由于传统以工程实例为基础的教学过程，实践中多以以固定目标和方法为主，不能体现个体差异性。本实践项目课程依托我校纺织特色，以总线形式展开，各功能模块以单独电路板模块组成，各模块可以独立形成单一实践课程，也可以各模块统一组成整个检测系统，增加了课程设计的灵活性，在学生进行课程设计时可有相对机动的变化。

2.2 建立能力考核库，评价工程设计能力和工程素养

    发挥实习教学训练中心优势，结合电子类及机械类相关设计性竞赛等题目建立考核库，避免学生考核时题目雷同的问题。由具有工程背景的专家和教师进行标准评判，给出学生在系统设计思想和工程素养等方面的得分。体现学生在技术和社会、设计和系统、信息和通信技术等三方面的思考能力。

2.3 依托虚拟仿真验证设计有效性，建立综合评价模型

    上述题库考核中，解决方案的多样化是的教师很难准确的判定学生设计的有效性。依托虚拟仿真软件，可以将结果作为判定依据，完成系统设计的验证。

    综合上述考核内容，建立考核模型，得出最终学生得分。以各小项分数，分析学生的不足之处，针对共性问题进行教学方法的持续改进，符合工程认证的要求模式。

3．总结

本课题的创新之处在于将电工及电子技术及实践课程与纺织工程专业密切结合，紧密的服务专业的培养目标。以纺织专业的典型生产设备为案例，教学内容紧密围绕工程应用，将纺织装备，纺织工艺中所涉及到的实用的电学知识提取、凝练出来，使基础课教学紧密服务于纺织工程专业学生的毕业要求及培养目标。

参考文献：

[1]王瑞,王建坤,成玲等 纺织工程专业三级实践教学体系的探索与实践[J] 纺织教育，2009.6。

[2]王晓，吕丽华等，微课与项目导向结合的纺织科学与工程专业课程的教学模式改革[J].教育教学论坛，2017.1。

作者简介：杜启飞（1976.3-）男，汉族，山东省临沂市人，硕士研究生，天津工业大学，高级实验室师。研究方向：嵌入式系统、智能控制