基于成果导向的工程专业ESP课程改革与实践

1、 基于成果导向的工程专业ESP课程改革与实践 邢延 杨玲玲 汪新 李晓端 李明摘 要：工程专业ESP课程应该以培养跨文化的工程沟通与交流能力为导向，才能在课程体系中占有一席之地。文章遵循OBE理念，依据工程类专业的共性，设计出一种新的ESP课程框架。该框架以模拟解决特定专业领域的复杂工程问题为载体，以PBL为教学方法，在团队环境下训练专业英语综合应用能力。多个工程类专业的教学改革实践表明，该框架对于工程类专业ESP课程具有普遍适用性。Key：成果导向教育;专业英语;基于问题的学习;课程改革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.中国工程教育质量报告（2016年度）1指

4、出，我国工程教育对工业发展的现代需求适应性存在不足，工科毕业生在前沿知识、外语交流能力、分析解决工程问题能力、竞争与合作能力等方面与工业界的期望差距较大。在工程专业的课程体系中，专业英语（English for Specific Purpose，简称ESP）原本应该在培养学生跟踪学科前沿技术和跨文化的工程沟通能力方面起重要作用，但是现有的ESP课程由于教学目标偏重英语语言技能、教学内容侧重学科基础知识、教学方法以课堂讲授为主导，因此难以肩负起相应的责任，并且在整个课程体系中陷入“鸡肋式”的尴尬境界2。随着新工科建设的开展和工程教专业认证的推广，成果导向教育（Outcome-Based Educ

5、ation，简称OBE）已经成为我国高等工程教育改革的主流教育理念3。根据成果导向教育理论，一门课程的设置和教学设计必须满足以下条件：课程目标支撑毕业要求指标点、教学内容支撑课程目标、教学方法匹配教学内容、考核内容覆盖教学内容、考核方法匹配课程目标。只有遵循OBE的理念对ESP课程进行教学设计和改革，才能使其在工程专业课程体系中发挥出应有的作用。本文首先遵循OBE理念对工程专业ESP课程框架（Curriculum Framework）进行教学设计，设定课程目标、确定教学内容、选择教学方法、制定考核内容和考核方法，以及建立课程评价方法;然后详细介绍在这种课程框架下，自动化专业ESP课程改革的实践

6、经验和效果;最后分析和总结这种课程框架的特点和优势，并对改进方向提出建议。一、ESP课程框架的教学设计我国普通高等学校本科设有31个工学专业大类， 涵盖近两百种工程专业1。这些工程专业各有特点且千差万别，即使是相同的专业，因地域经济、行业背景、学校定位等因素的不同而设定不同的人才培养目标和专业毕业要求。尽管这些工程专业各不相同，但它们都属于工程技术类专业，其人才培养目标必须完全覆盖中国工程教育认证协会制定的工程教育认证标准（2017版）中有关毕业要求的十二项通用标准4。因此，工程专业ESP课程的框架式教学设计必须以这些通用标准为导向。（一）课程目标的制定在工程教育认证标准（2017版）有关毕业

7、要求的十二项通用标准中，第十项通用标准的具体内容是：“沟通：能够就复杂工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流，包括撰写报告和设计文稿、陈述发言、清晰表达或回应指令。并具备一定的国际视野，能够在跨文化背景下进行沟通和交流。”显然，在工程专业的课程体系中，ESP课程应该支撑这项培养目标。既然是沟通和交流，那么就存在交流的对象;要想沟通顺利有效，就需要人与人之间的良好协作，因此ESP课程也应该支撑培养目标的第九项通用标准，即“个人和团队：能够在多学科背景下的团队中承担个体、团队成员以及负责人的角色。”依据上述的分析，工程专业ESP课程的课程目标设定如下：1. 针对复杂工程问题及其解决方案，能

8、够以英语为工具，查阅专业领域近年来公开发表的英文科技文献，并能够跟踪专业领域的前沿技术。2. 能够通过撰写英文科技报告和陈述发言等方式就复杂工程问题的解决方案进行技术交流和有效沟通。3. 能够在团队环境下完成课程内容，包括要求独立完成的个人任务和要求协作完成的团队任务，能够胜任团队成员或团队负责人的角色与责任。上述的课程目标1和2支撑毕业要求通用标准第十项，课程目标3支撑第九项。（二）教学内容的确定课程目标1要求教学内容必须针对复杂工程问题。复杂工程问题是指现代工程问题普遍具有复杂性，且必须具有以下所述特征（1）和特征（2）到（7）的一些或全部5-6：（1）必须运用深入的工程原理，经过分析才可

9、能得到解决;（2）涉及多方面的技术、工程和其它因素，并可能相互有一定冲突;（3）需要通过建立合适的抽象模型才能解决，在建模过程中需要体现出创造性;（4）不是仅靠常用方法就可以完全解决的;（5）问题中涉及的因素可能没有完全包含在专业工程实践的标准和规范中;（6）问题相关各方利益不完全一致;（7）具有較高的综合性，包含多个相互关联的子问题。因此，ESP课程的教学内容必须针对特定专业领域的某个具体的工程问题及其解决方法，而不仅仅是专业基础知识的罗列。课程目标1要求查阅的专业领域的英文技术文献必须是近年来公开发表的。随着社会经济的发展和科学技术的进步，工程领域的技术迭代速度都在加快，这是产业结构升级的

10、结果，也是技术和资源积累到一定程度之后必然的发展趋势。要培养学生具有国际视野，并能够跟踪专业前沿技术的能力，就必须对相关科技文献的时效性有明确的规定。不同的工程专业应该依各自的专业特点和专业技术更新迭代的速度确定技术文献的具体时限。课程目标1要求能够查阅英文技术文献，而课程目标2要求能够撰写英文科技报告和陈述发言，即培养学生的专业英语综合应用能力，包括听力（Listening）、口语（Speaking）、阅读（Reading）和写作（Writing）等方面，这就要求ESP课程对这些专业英语的实际应用能力要有针对性的训练内容。课程目标3要求必须在团队的环境下完成课程内容，ESP课程必须安排相应的

11、团队协作环节，学生的独立工作能力和协作工作能力都应该得到训练。综上所述，工程专业ESP课程的教学内容应该以模拟解决特定专业领域的复杂工程问题为载体，以英语为工具，结合专业技术发展的国际趋势，在团队环境下训练学生查阅科技英文文献（阅读）、讨论和陈述发言（听力和口语）、撰写科技报告（写作）等专业英语综合应用能力。（三）教学方法的选取根据上述的教学内容，工程专业ESP课程的教学方法应该采用基于问题的项目学习方式（Problem-Based Learning，简称PBL）。确定问题是PBL教学的首要内容，优质的PBL问题具有如下特征7：（1）面向真实世界;（2）定义不良的复杂问题;（3）能产生多种假设

12、;（4）需要团队合作;（5）与学习目标对应;（6）基于先修的知识或经验;（7）促进高级认知技能形成。与前述复杂工程问题的特征相比较，PBL优质问题和复杂工程问题具有很多相同或者相似的特点，因此复杂工程问题适合做为PBL教学的问题。PBL教学模式是以项目为载体的，对于工程专业ESP课程，这个项目就是模拟解决特定专业领域的复杂工程问题。PBL课程模式属于合作学习模式（Cooperative Learning），强调团队参与、自主管理学习进程、发展人际交流和沟通能力，促进学生之间的相互提高，与前述的教学内容相匹配。图1列出了工程专业ESP课程的教学内容和教学方法，并标出了与课程目标的支撑关系、与专业

13、英语综合应用能力的对应关系。在图1所示的ESP课程的整个教学过程中，学生是中心，课程任务的完成主要依靠学生自主学习，教师承担引导和辅助的作用，而且学生的自主学习和教师的辅导均采用线上和线下相结合的方式。因此，教学方法是以PBL为主体的混合式教学模式。（四）考核内容与考核方法的制定依据教学内容和课程目标，ESP课程的考核内容包括小组任务和个人任务两部分，涵盖听力、口语、阅读多个方面，包含对复杂工程问题及其解决方案的文献阅读、阐述与表达（含书面和口语）、个人独立工作和团队协作等全方面。考核方式采用直接和间接两种，直接考核以课程报告（小组报告和个人报告）和小组PPT为依据，评价课程目标1和2的学生个

14、体实际得分;间接考核以组内互评、组间互评、结合教师评价的方式，给出课程目标3的学生个体实际得分。具体考核环节、分数占比、支撑的课程目标如表1所示，其中一、二级考核环节的分数占比可以依据专业的具体情况进行调整。（五）课程评价方法的建立课程评价是从课程的视角对学生的学习效果进行审核和评价，分析课程目标的达成情况，为课程教学的持续改进提供依据，同时为毕业要求达成评价提供数据基础8-9。课程评价指标：对于每项课程目标，评价指标包括达成值和达成率两个。其中，达成值等于支撑某项课程目标的平均得分与支撑该项课程目标的总分之比，而达成率则等于个人达成值大于等于目标达成值的人数与总人数之比。当达成值和达成率同时

15、分别大于等于目标达成值和目标达成率时，该项课程目标达成，否则未达成。目标达成值和目标达成率由课程团队根据以往学生考核情况、教学实施情况、课程目标等因素设定。课程评价方式：客观定量分析和主观定性分析相结合。客观定量分析的数据来源是课程考核的分数，主观定性分析的依据则是课程结束后学生对课程目标达成的匿名自我评价信息。课程评价结果分析：根据得到的主客观课程达成值和达成率数据，采用二维分析方法，可以得到各课程目标的达成评价，以及课程的总体达成评价，找出相对薄弱的环节实施课程教学质量的持续改进。二、ESP课程的教改实践广东工业大学多个工程专业已经在上述的ESP课程框架下实施了教学改革，取得了较好的效果，

16、通过了中国工程教育专业认证。以自动化专业为例，已经对2015级和2016级本科生开设了这种新型的ESP课程，共计374人完成課程学习。（一）自动化领域的复杂工程问题在上述的课程框架下，依据自动化专业的培养目标，结合自动化领域的技术发展趋势，选取自主协作机器人（Autonomous and collaborative robots）、基于深度学习的机器视觉（Computer vision with deep learning）、灾难救援机器人（Disaster robots） 人脸表情识别（Facial recognition）、人机协作（Human computer cooperation）、

17、智能汽车（Intelligent cars）等六大应用领域作为自动化专业复杂工程问题的来源与背景。对于上述的每一个应用领域，提供一段来源于TED讲坛的英文视频10，要求学生在学习视频内容的基础上，依据小组成员的兴趣，协商设定本组要模拟解决的复杂工程问题;然后查阅相关的英文技术文献，分析和比较多种技术方案，形成自己的解决方案。教师提供视频的目的有两个：（1）帮助学生了解自动化前沿技术及其应用领域;（2）采用一个分析和解决复杂工程问题的实际案例供学生自主学习和参考。（二）课程实施进程以学生课外分散自主学习为主，教师课内集中指导为辅。课程历时8周，其中课内32学时，课内课外学时比为1：2至1：4，具

18、体如表2所示。教师每周检查小组学习计划的实施情况，保证课程教学能够正常有序地进行。（三）学生学习案例小组成员在教师的辅导下，采用组内协商方式确定要模拟解决的自动化复杂工程问题，将其分解成互相关联又各自独立的多个子问题，每个成员负责其中的一个。图2给出了一个学生小组（四人组）确定问题和分工的案例。课程要求每个学生根据子问题的内容，查阅至少两篇英文技术文献（学术期刊论文、学术会议论文、技术报告、技术说明书等），并对文献的时效性提出要求（2010年以后公开发表）。学生在阅读文献时，侧重理解子问题的多种解决方案。教师在文献查找方法、专业术语理解、解决方案理解上给予重点辅导。个人报告由每个学生独立完成，

19、根据子问题的内容，分析和比较多种解决方案的优劣，从中选取一种或者多种，形成合理可行的子方案。小组报告由小组成员协作完成，根据问题的内容，将子方案进行有效集成，合成总体解决方案。教师在英语技术报告的结构和写作规范上给予重点辅导。对于图2所示的案例，图3列出了英文报告（含小组报告和个人报告）的内容提要。口语表述的答辩的方式有三种：小组派代表讲解方案并回答提问，全体组员参与方案讲解和回答提问，派代表讲解方案、全体组员参与回答提问。在答辩现场，教师和学生都可以针对解决方案提出疑问，提问和回答要求全英文。（四）课程考核与评价课程按照表1所示的内容和方法进行考核，并对考核成绩进行统计，得到课程目标的成绩达

20、成值和成绩达成率;采用线上调查问卷的方式要求学生匿名自评，统计得到课程目标的自评达成值和自评达成率。将客观和主观评价值、目标值进行归一化处理，得到二维度课程目标达成情况，具体如图4所示。分析图4可以得出以下结论：（1）对于ESP课程的三项课程目标，成绩评价的达成值和学生自评的达成值均高于目标值，成绩评价的达成率和学生自评的达成率均高于目标率，因此可以确定本课程的课程目标全部达成。（2）对于课程目标达成的主观和客观评价，成绩评价和学生自评的评价结果的差值均小于15%，考虑到统计误差与主观认知的模糊性，可以认为两个维度的评价结果基本一致。（3）在三项课程目标中，课程目标2的达成值和达成率都相对比较

21、低，说明学生的专业英语书面写作和口语表述能力比较薄弱，因此，这方面讲师自动化专业ESP课程持续改进的重点。鉴于ESP课程教学改革的成效，广东工业大学自动化专业已经将该课程列为专业核心课程。三、结束语现代工业的快速发展要求工程专业ESP课程以培养学生跟踪学科前沿技术和跨文化的工程沟通能力为导向。现有的ESP课程必须进行教学改革，才能在工程专业的课程体系中占有一席之地。本文遵循成果导向教育的理念，依据工程类各专业所具有的共性，建立了一种新的ESP课程框架，并进行教学设计。该框架以模拟解决特定专业领域的复杂工程问题为载体，以英语为工具，采用以PBL为主体的混合式教学方法，结合专业技术发展的国际趋势，在团队环境下训练和培养学生的专业英语综合应用能力。这些能力涵盖听力、口语、阅读多个方面，包含对复杂工程问题及其解决方案