工程教育专业认证背景下“颜色科学及计算机测配色”课程的教学改革

王怀芳，张晓莉，张 林，刘 杰

(1. 青岛大学 纺织服装学院，山东 青岛 266071； 2. 中原工学院 纺织学院，河南 郑州 451191)

一、 以工程教育专业认证理念指导教学改革的意义

工程教育专业认证是用来衡量所培养的毕业生是否达到该专业所制定的培养目标和毕业要求的一种合格性评价体系，是保障工科毕业生达到专业基本培养要求的质量保障制度，也是实现国际工程学位与工程师互认的基础和桥梁[1-2]。工程教育专业认证最早起源于美国，我国自1992年起开始试点工程教育专业认证工作，经过多年的实践和努力，于2016年6月成为《华盛顿协议》正式成员，逐步建立了国际实质等效的工程教育专业认证体系。工程教育专业认证的核心理念是“以学生为中心”“成果导向”“持续改进”，认证标准对学生毕业时应该掌握的知识和能力的具体描述，要求学生既具有扎实的理论基础和专业知识，又具有分析问题和解决问题的能力，并且还具有人际沟通、团队协作和项目管理能力。虽然轻化工程专业认证的补充标准尚在制订中，但是长时间的实践证明，工程教育专业认证的理念及标准对工科教学具有重要的指导意义。

计算机测色配色是一种集颜色科学理论、颜色测量技术、计算机信息技术和印染工艺技术为一体的高新技术成果，可以实现用数字描述颜色、比较颜色、评价颜色和配色[3]，是实现印染行业自动化和智能化的关键技术之一。“颜色科学及计算机测配色”是轻化工程本科专业(染整方向)的一门重要课程，通过该课程的学习，让学生学会利用计算机测配色技术进行测色及配色，从而提高生产效率，节约成本。但是工程领域的发展变化多端，本科生应该对各种技术和技能背后的科学基础有扎实的理解，以使其适应今后各种具体的环境[4]。通过该课程的学习，除了让学生掌握计算机测配色的技术以外，还要让学生掌握该技术背后相关的颜色视觉、颜色测量和配色等基本理论。因此该课程是一门理论性和实践性都很强的课程[5-6]。

本文以工程教育专业认证理念为指导，结合印染行业的发展现状和趋势，针对“颜色科学及计算机测配色”课程教学中存在的问题进行了一系列的改革和实践，以期提高课程的教学效果，同时也能契合未来轻化工程专业认证。

二、 “颜色科学及计算机测配色”课程教学中存在的问题

传统的教学存在五个局限[7]：教学局限于教书，教书局限于课程，课程局限于课堂，课堂局限于讲授，讲授局限于教材。在“颜色科学及计算机测配色”课程教学中也存在这些问题。

1. 教学内容局限于教材

目前，高校轻化工程本科专业(染整方向)一般采用的是薛朝华编著的《颜色科学与计算机测色配色实用技术》或董振礼主编的《测色与计算机配色》教材，这两本教材覆盖内容较广，对计算机测色与配色涉及的理论，如色度系统及测量颜色、评价颜色和配色的理论进行了详细介绍，但缺少对常用的测色仪器、测配色软件以及计算机配色应用实例的介绍。另外，教材具有一定的滞后性，而工程领域的发展日新月异。纺织行业是颜色数据化最前沿的行业，正从传统的“实物传递、目测评价”方式逐渐向“数字传递、仪器评价”，以及从设计师到最终产品的“所见即所得”过渡[8-10]，在这个过程中对色彩的管理和沟通以及图像测色尤为重要，而许多这样的新技术及其原理并不能很快地体现在教材中。

2. 教学目标重知识轻能力

教学目标是整个课堂教学的方向，决定着教师对教学方法的运用和教学资源的利用，其重要性不言而喻。传统教学目标注重对知识点的讲授，以教材内容为蓝本，确定知识的重点和难点，并作为教学重点，要求学生掌握这些知识，而对学生学完知识后应用所学知识分析问题和解决问题的能力较少强调。当今用人单位对人才的需求除了知识和技能外，对其是否具有良好的沟通能力、自学能力及团队协作能力等也非常重视，而这些能力在传统教学目标中较少体现。以“教”为中心的教学模式无法激发学生的学习积极性，不利于培养学生的创新创业能力。

“颜色科学及计算机测配色”课程的理论性和逻辑性都很强，涉及较多计算和推导，内容抽象枯燥，不容易引起学生的学习兴趣。传统的课堂教学大多采用“教—教师—知识传授”模式[11]，在这种以“教”为中心的模式下，教师讲、学生听，学生处于被动接受的学习状态，其思维沿着教师讲述的路线前进，学生上课的积极性和主动性不高，造成了大批“低头一族”，授课效果大打折扣；同时由于该课程内容抽象枯燥，逻辑性又强，所学内容一环扣一环，一旦有一环内容没有听懂，后面的内容就难以理解。在传统教学过程中，对于难点知识，教师也会要求预习和复习，但在以“教”为中心的模式下，学生往往做不到，导致上课时理解不透，听不明白，于是就更加不想听，最终跟不上教学进度。另外，在传统教学模式下强调“知识的传授”，主要表现在课堂上或课后教师很少引导学生积极思考问题、分析问题和解决问题。对学生而言，这样的学习是一种浅层学习，是低阶知识的学习，无法获得高阶能力，其表现就是“高分低能”。

3. 实践课时少，动手操作受限制

“颜色科学及计算机测配色”是一门理论性和实践性都很强的课程，传统教学中通常安排测色配色仪的认识和使用、色差的评定、配色系统的使用等实验。但由于实验教学依附于理论教学，在理论学时普遍压缩的情况下，实验课时更加捉襟见肘。而该课程的实验硬件要求较高，需要测色配色仪、标准光源箱、自动滴料系统等，很多高校往往只配备1台测色配色仪，远远不能满足需要，因此很多实验操作仅停留于教师演示。

实践教学是深化理论知识学习、培养学生分析问题和解决问题能力的重要环节。纺织品颜色仿制以及颜色测量、比较、评价等技术是纺织染整加工中的重要内容，由于实验课时及软硬件的限制，学生没有机会将学到的计算机测色配色理论及方法应用于真实的工程环境中，这非常不利于学生能力的提升。

4. 考核方式单一

传统教学中，“颜色科学及计算机测配色”课程考核主要是以期末考试为主、考勤和课后作业为辅的方式，其中期末考试通常占很大比例，以标准化的试题对该课程的主要内容和知识点进行考核。这种考核方式“一张考卷”判定学生的学习效果，强调学生对基础知识点的掌握，而忽略了运用所学知识分析问题、解决问题的能力，更谈不上促进学生人际沟通和团队协作能力的提升。

三、 工程教育专业认证理念指导下的教学改革实践

1. 以“成果导向”重组教学内容，以“颜色的数字化”为核心理清教学思路

传统的“颜色科学及计算机测配色”课程教学内容取决于教材，而工程教育专业认证坚持“成果导向”原则，要求学生的培养目标、毕业要求、课程体系、教学内容和教学方法等都要以“成果导向”原则进行“反向设计”，以“需求”为起点[10]。

“颜色科学及计算机测配色”课程教学应该以满足当前纺织品染整加工(来样→配色→化验室打样→车间大样染色)和印染行业发展(印染自动化以及从设计到产品的“所见即所得”)对颜色的需求为起点，确定“在今后的生产和研究工作中能够正确处理颜色的描述、比较、评价、配色以及纺织品生产链中涉及的颜色管理和沟通传递等各种问题”为学生通过该课程学习所能达到的最高成果，并据此反向设计课程的教学内容为“颜色的数字化及其应用”，将“颜色的数字化”作为课程的核心。具体设计过程为：要实现颜色的客观描述、沟通、比较、评价以及配色，必须能够客观地表示颜色，即用数字表示颜色，从而可以客观地比较颜色、评价颜色、配色和管理颜色(这部分内容为颜色数字化的应用)；要实现颜色的数字化，需要了解光与色的基本理论(从颜色产生的三要素入手，结合颜色的混合)。反向设计出教学内容后，再以“颜色的数字化”为核心进行正向教学，如图1所示。在教学过程中，教师要把教学内容的“反向设计”思路及“正向教学”思路展现给学生，教学内容不局限于一本教材，可结合多本教材和最新文献及技术资料。

图1 课程教学思路和教学内容

我们在以往的“颜色科学及计算机测配色”课程教学过程中发现，学生通常在学完某一章节甚至学完整门课程后还不能把学过的知识串联起来，学过的知识都是片段性的，没有形成知识系统，不能对该课程形成整体认识，这样不利于知识的掌握和应用，更谈不上知识的深化及能力的培养。而以“颜色的数字化”为核心，以“数字颜色的应用”为学习目标进行教学，更容易让学生对所学内容形成整体认识。

2. 以小组任务模式改进课堂教学方法

工程教育专业认证要求学生不仅掌握工程所需要的理论知识和实践方法，而且具有工程创新意识、使用现代工具的能力、沟通和团队协作以及自我学习的能力。针对“颜色科学及计算机测配色”课程传统教学中存在的问题，尝试在教学中融入工程教育专业认证的理念，将过去以教师和教为中心改变为以学生和学为中心，结合“颜色的数字化”思路和小班制教学，将难学难懂的教学内容设计成若干个任务，按教学进度以“问题导入”的方式布置给学生。例如，在学完颜色的基础知识后将任务“怎样将颜色数字化？”布置给学生；在学完CIEXYZ表色系统后，学生心中已建立“一个颜色就是色度图中的一个点”的概念，这时将“在CIEXYZ表色系统中，能否用两个点间的距离表示两个颜色之间的差异？”作为任务布置给学生。学生以小组为单位接受任务，利用课下时间完成，最终将完成的任务制成PPT，上课时进行答辩和讨论。在整个教学过程中，学生成为学习的主体，接到任务后，小组成员查阅资料、确定分工、完成任务并制作PPT、汇报预演；课堂上，教师像主持人一样主导讨论过程，引导学生就汇报内容进行讨论和质疑，教师成为一个“发现矛盾而不是拿出真理的人”[11]。

在这种教学模式中，任务布置给学生小组。接到任务后小组成员要一起分析任务，讨论如何完成任务；要查阅资料，将任务的完成过程制作成PPT在课堂上进行答辩和汇报，然后全班集体讨论。在这个过程中，学生不再只是等待教师给出答案，而是要自主学习，还要学会沟通协调、团队合作。对教师而言，不再只是把教材内容吃透并把知识传递给学生，而是要在课程开始之前确定合适的任务，既不能太大也不能太小，任务太大，学生完不成，课堂讨论没法激起学生兴趣，任务太小，课堂讨论时又起不到深化知识的作用，要在合适的时候把任务布置给学生。讨论时教师要做好主持人，引导学生参与讨论，适度质疑，逐渐深入，最后将讨论结果形成理论要点。

3. 加强与相关课程之间的联系与沟通

工程教育专业认证强调培养学生分析问题和解决问题的能力，尤其是解决复杂工程问题的能力。“颜色科学及计算机测配色”课程的教学目标是培养学生描述颜色、比较颜色、评价颜色和配色等能力，是实践性很强的课程，但现实中实践往往不足。为了解决这个问题，为学生创造“复杂工程环境”，通过加强该课程与“染整工艺原理课程设计”的联系，在仿色过程中充分利用测配色软件和硬件进行工艺调整，使学生既能快速完成仿色过程，将学到的原理用于工艺分析和设计，熟悉测色配色软硬件的操作，同时也使其将学到的颜色相关理论用于解决颜色描述、颜色比较、配色等实际问题。

4. 结合小组任务模式，增加过程考核

传统的“颜色科学及计算机测配色”课程考核采用以期末考试为主、考勤为辅的方式，期末考试内容多集中于一些重要的知识点。而该课程的特点是，重要的内容如表色系统、测色及配色理论等中的知识点和概念并不多，但内容抽象，逻辑性强，试卷考核难以确定学生是否真正掌握了课程内容。

我们结合小组任务教学模式，增加过程考核，将任务的完成情况纳入学生的课程考核作为过程评价成绩，并加大过程评价成绩比例。任务考核内容包括：任务是否完成、任务分解及小组成员分工是否合理、态度和责任感、PPT制作和汇报情况(沟通和表达)、对理论理解是否深入等。学生小组可按学号随机组合，3～5人一组，任务完成后由教师随机指定小组某一成员进行汇报，汇报成绩作为小组成员的该次任务成绩。小组作为一个集体，为了集体荣誉，每个学生都要参与并认真完成作业。通过这种团队合作、协同学习方式，可以使学习能力较强者变得更强，使学习能力较弱者得到提升。因此，采用这样的考核方式不但能够考查学生对工程基础知识的掌握，还能考查学生分析问题和解决问题的能力，培养学生的沟通和团队合作能力。

基于过程的考核方式对教师和学生的要求较传统教学更高。对教师而言，不但要求教师扎实掌握教学内容，还要在教学过程开始前设计好合适的任务，任务要围绕教学目标，能够锻炼学生各方面的能力，在教学过程中还要针对学生学习情况对任务进行调整，在任务实施过程中要观察学生的言行及任务分解、进展情况，并详细记录和评价。对学生而言，不仅有教师的考核，还有小组成员的督促，因此必须打消投机取巧的念头，认真完成作业，掌握课程教学内容，而不能临时抱佛脚。

四、 结语

近三年来，我们以工程教育专业认证理念和标准(通用)为指导，对“颜色科学及计算机测配色”课程进行了教学内容调整，以“颜色数字化”为核心理清教学思路。在教学过程中采用小组任务模式，增加过程考核，并加强与“染整工艺原理课程设计”的联系，加强实践教学。该课程的教学改革和探索取得了较好的效果，学生的学习兴趣和积极性得到提高，对课程知识的理解更加深入，分析问题、解决问题、自主学习、沟通协调及语言表达等能力都得到锻炼和提高。