應(yīng)用型本科專業(yè)工程教育認證探討

張東民+尚慧琳+鄭剛+張而耕

摘要： 工程教育專業(yè)認證是我國高等工程教育界面臨的機遇和挑戰(zhàn)。本文結(jié)合專業(yè)迎評建設(shè)，從領(lǐng)會工程教育專業(yè)認證理念、反向設(shè)計培養(yǎng)方案、解決復(fù)雜工程問題、課程與畢業(yè)要求達成度等方面探討了工程教育認證的關(guān)鍵問題，為實施工程教育專業(yè)認證打下基礎(chǔ)。

Abstract： The professional certification of engineering education is an opportunity and challenge for the higher engineering education in China. In this paper， combined with the professional certification practice， the key questions such as understanding the educational philosophy， the reverse design professional training program， solving complex engineering problems， and achieving degree of the curriculum and graduation requirement， are explored.

關(guān)鍵詞： 工程教育認證；應(yīng)用型本科；教育教學(xué)改革

Key words： Engineering Education Professional Certification；applied undergraduate；education reform

中圖分類號：0G643 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）32-0138-03

0 引言

隨著中國經(jīng)濟進入新常態(tài)，以及“一帶一路”戰(zhàn)略提出，工程教育改革發(fā)展面臨諸多問題。工程教育正面臨制造業(yè)全球化和工程教育全球化的雙重挑戰(zhàn)，國內(nèi)工程人才需求和國際工程教育形勢需要加快推進工程教育改革。解決上述問題的共同方法就是建立完善的質(zhì)量保障體系，通過制度化的手段保證并不斷提高工程教育的質(zhì)量。

工程教育認證是工程師注冊制度的基礎(chǔ)和重要組成部分，長期以來高等學(xué)校的人才培養(yǎng)理念與專業(yè)認證倡導(dǎo)的“產(chǎn)出導(dǎo)向”有一定的差別[1]。當(dāng)前，國際上對工程教育專業(yè)評估與認證的標準把產(chǎn)出導(dǎo)向、以學(xué)生為中心和持續(xù)改進等認證基本理念貫穿其中，已從“專業(yè)結(jié)果”（Program Outcome）向著“學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果”（Students Learning Outcome）轉(zhuǎn)變。以往的評估與鑒定，其所選擇的要素指標，往往是注重其投入，唯獨缺乏學(xué)生的培養(yǎng)成果。我國施行的“工程教育認證標準”（《華盛頓協(xié)議》等效）也是以基于“結(jié)果導(dǎo)向”的[2]。而這個結(jié)果導(dǎo)向是以“畢業(yè)生素質(zhì)”的展開為主要檢測對象的。它要求工程專業(yè)根據(jù)自身辦學(xué)的定位，制訂出本專業(yè)可度量、可測評的具體的畢業(yè)生素質(zhì)要求。本文從領(lǐng)會工程教育專業(yè)認證理念、反向設(shè)計培養(yǎng)方案、解決復(fù)雜工程問題、課程與畢業(yè)要求達成度等方面探討了工程教育認證的關(guān)鍵問題，為實施工程教育專業(yè)認證打下基礎(chǔ)。

1 領(lǐng)會工程教育專業(yè)認證核心理念

美國工程與技術(shù)認證委員會（ABET）已開展80多年的工程教育專業(yè)認證[3]，形成和發(fā)展了獨特的認證理念和認證標準，開展了大量的認證活動，為推動美國和其他一些國家工程教育的改革發(fā)揮了積極作用。ABET代表美國與英國等6國于1989年發(fā)起簽署《華盛頓協(xié)議》。2016年6月成為第18個《華盛頓協(xié)議》正式會員[4]。

OBE模式出現(xiàn)于上世紀80年代到90年代初期美國和澳大利亞的基礎(chǔ)教育改革，將OBE定義為“清晰地聚焦和組織教育系統(tǒng)，使之圍繞確保學(xué)生獲得在未來生活中獲得實質(zhì)性成功的經(jīng)驗”[5-6]。OBE 實現(xiàn)了教育范式的轉(zhuǎn)換，在OBE教育模式中，學(xué)生學(xué)到了什么和是否成功遠比怎樣學(xué)習(xí)和什么時候?qū)W習(xí)重要。OBE是以預(yù)期學(xué)習(xí)產(chǎn)出為中心來組織、實施和評價教育的結(jié)構(gòu)模式。實施OBE教育模式主要有四個步驟：定義學(xué)習(xí)產(chǎn)出（Defining）、實現(xiàn)學(xué)習(xí)產(chǎn)出（Realizing）、評估學(xué)習(xí)產(chǎn)出（Assessing）和使用學(xué)習(xí)產(chǎn)出（Using），涵蓋了戴明環(huán)（PDCA）各要素[7]。

實施OBE模式的工程教育專業(yè)認證是我國高等工程教育界面臨的機遇和挑戰(zhàn)。工程教育認證下人才培養(yǎng)觀的核心理念是以產(chǎn)出作為導(dǎo)向（OBE），就是要從“教師能教什么”轉(zhuǎn)變成“學(xué)生應(yīng)達到什么”，大學(xué)階段受到的工程教育作為未來相關(guān)職業(yè)工作的準備，以社會需求和學(xué)科發(fā)展內(nèi)涵來確定合理的培養(yǎng)目標，明確支撐培養(yǎng)目標的畢業(yè)要求，以產(chǎn)出的產(chǎn)品“學(xué)生”為中心設(shè)計、實施教學(xué)活動，從工程技術(shù)知識傳授轉(zhuǎn)變到職業(yè)所需能力培養(yǎng)，是目前高等工程教育培養(yǎng)觀的重要轉(zhuǎn)變[8]。

教育思想轉(zhuǎn)變很大挑戰(zhàn)，認證強調(diào)專業(yè)人才培養(yǎng)結(jié)果導(dǎo)向，要求教師將畢業(yè)設(shè)計出口要求分解對應(yīng)到課程上去，并在課程教學(xué)中有效實施。而我國高等教育長期是學(xué)科導(dǎo)向、投入導(dǎo)向，這個觀點貫穿在專業(yè)課程設(shè)置、教學(xué)設(shè)施、考核評價等方方面面。理念轉(zhuǎn)變不可能一蹴而就。

2 “反向設(shè)計課程體系”、“正向組織教學(xué)活動”

做好培養(yǎng)方案的頂層設(shè)計，制定培養(yǎng)目標、畢業(yè)要求，并反向設(shè)計課程體系，以及正向組織相應(yīng)教學(xué)活動。符合學(xué)校定位和行業(yè)發(fā)展需求，結(jié)合工程教育專業(yè)認證要求（中國工程教育專業(yè)認證協(xié)會2015版的畢業(yè)要求有12條），明確專業(yè)培養(yǎng)目標和本專業(yè)畢業(yè)要求，制定畢業(yè)要求指標點，引導(dǎo)教師有針對性教學(xué)、學(xué)生有目的學(xué)習(xí)；制定課程（體系）與指標點的關(guān)聯(lián)矩陣，教師在教學(xué)中可考核、可評價，學(xué)生在考試等學(xué)習(xí)成果中可表達。制定體現(xiàn)指標點的理論和實踐課程教學(xué)大綱，教師在試卷、報告、論文及相應(yīng)評分標準中得以體現(xiàn)。

以機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)為例，培養(yǎng)目標：以裝備、工具、汽車零部件制造行業(yè)企業(yè)對人才的需求為導(dǎo)向，培養(yǎng)數(shù)字化、智能化設(shè)計制造方向的應(yīng)用型技術(shù)人才。畢業(yè)要求：①自然科學(xué)基礎(chǔ)、工程基礎(chǔ)與專業(yè)知識：系統(tǒng)運用數(shù)學(xué)、物理等自然科學(xué)基礎(chǔ)、工程基礎(chǔ)和專業(yè)知識解決裝備、工具、汽車零部件等復(fù)雜工程問題；②工程經(jīng)濟與管理：掌握一定的經(jīng)濟與管理知識，并能將經(jīng)濟管理方法用于解決裝備、工具、汽車零部件等復(fù)雜工程問題；③工程問題分析與表達：具備文獻檢索和應(yīng)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程科學(xué)的基本原理及知識對裝備、工具、汽車零部件等復(fù)雜工程問題進行系統(tǒng)分析、表達與論證的能力；④工程設(shè)計與開發(fā)：具備綜合運用機械設(shè)計制造專業(yè)知識進行裝備、工具、汽車零部件設(shè)計、工藝分析與制造的能力及創(chuàng)新意識；⑤實驗設(shè)計與分析：針對裝備、工具、汽車零部件復(fù)雜工程問題，具備實驗設(shè)計、方案實施、數(shù)據(jù)分析與處理能力；⑥現(xiàn)代工程方法與手段應(yīng)用：使用現(xiàn)代設(shè)計、測試、制造和仿真分析等軟硬件工具，解決裝備、工具、汽車零部件復(fù)雜工程問題；⑦團隊合作與協(xié)調(diào)：具備良好的團隊合作意識和協(xié)調(diào)能力，能夠在合作過程中根據(jù)需要承擔(dān)相應(yīng)的責(zé)任；⑧交流與表達：能夠結(jié)合裝備、工具、汽車零部件問題，進行書面與口頭的表達與交流，并具有一定的國際視野；⑨自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)：具有信息獲取、知識更新和終身學(xué)習(xí)的能力；⑩工程職業(yè)道德：熟悉法律法規(guī)、相關(guān)行業(yè)標準和職業(yè)規(guī)范，理解工程對社會的影響，具備工程職業(yè)道德，履行社會責(zé)任；{11}人文素養(yǎng)：具備正確的人生觀、價值觀和良好的人文素養(yǎng)；在解決裝備、工具、汽車零部件復(fù)雜工程問題時能夠考慮對社會、健康、安全等因素的影響；{12}環(huán)保與可持續(xù)發(fā)展意識：在解決裝備、工具、汽車零部件工程問題時具有環(huán)境保護意識，并考慮可持續(xù)發(fā)展因素。endprint

反向設(shè)計課程體系（基于OBE）包括公共基礎(chǔ)課、學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)課、綜合實踐課，進一步可分類為：通識課程模塊、工程基礎(chǔ)模塊、設(shè)計模塊、工藝模塊、制造模塊、綜合實踐模塊等，培養(yǎng)解決產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計制造復(fù)雜工程問題能力。

教學(xué)大綱是達到認證畢業(yè)要求最根本、最基礎(chǔ)性的工作，是任課教師與管理者理解培養(yǎng)目標與畢業(yè)要求水平與程度的重要標志之一。課程教學(xué)大綱制定要求：①對畢業(yè)要求指標點形成支撐；②對畢業(yè)要求指標點達成的教學(xué)設(shè)計；③畢業(yè)要求達成度評估方法；④對教學(xué)管理要求；⑤專業(yè)負責(zé)人、責(zé)任教授、執(zhí)筆人、核準院長。

3 培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力

對復(fù)雜工程問題的理解：任務(wù)具備復(fù)雜工程問題的特征，學(xué)生需解決的問題包含有多種利益沖突要素在內(nèi)的機械工程問題。涵蓋任務(wù)表達、理論分析、求解等多個相互關(guān)聯(lián)的子問題，需要綜合應(yīng)用任務(wù)表達、理論分析、求解等多個相互關(guān)聯(lián)的子問題，需要綜合應(yīng)用任務(wù)表達、數(shù)學(xué)模型建立、多種現(xiàn)代建模及分析軟件、專業(yè)基礎(chǔ)知識、自主創(chuàng)新設(shè)計、參數(shù)性能優(yōu)化分析等環(huán)節(jié)來完成任務(wù)，具有較高的綜合性。在專業(yè)基礎(chǔ)課、實踐課程中培養(yǎng)解決復(fù)雜工程問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生撰寫報告、匯報，交流與表達能力。

4 課程與畢業(yè)要求達成度

畢業(yè)要求達成度分為課程目標達成度和專業(yè)畢業(yè)要求達成度評價。課程目標達成度評價指對支撐畢業(yè)要求相應(yīng)指標點的課程目標達成情況進行評價。要求對每學(xué)年開設(shè)的所有課程依據(jù)教學(xué)大綱進行達成性評價。畢業(yè)要求達成度評價指對每屆學(xué)生12個畢業(yè)要求的達成情況進行評價。要求對每屆4年的所有課程進行整體性達成評價。畢業(yè)要求達成度評價周期為4年。

畢業(yè)要求達成度評價辦法：①畢業(yè)要求分指標點的達成度根據(jù)每一屆學(xué)生畢業(yè)時所學(xué)課程達成度評價值及其所占權(quán)重進行計算。②由分指標點達成度確定對應(yīng)1-12項畢業(yè)要求的達成度。③由12項畢業(yè)要求達成度得出專業(yè)整體達成情況。④對達成結(jié)果進行分析并應(yīng)用于持續(xù)改進。

5 應(yīng)用型本科專業(yè)工程教育認證

應(yīng)用型人才培養(yǎng)過程要求學(xué)生掌握相關(guān)工程理論知識的同時具備相當(dāng)?shù)墓こ虒嵺`能力。應(yīng)用型專業(yè)工程教育認證在培養(yǎng)目標、畢業(yè)要求、課程體系、課程大綱、實踐環(huán)節(jié)、教學(xué)過程、解決復(fù)雜工程問題、課程與畢業(yè)要求達成度等方面圍繞應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標，體系應(yīng)用型人才培養(yǎng)特點，實現(xiàn)“本科水平、技術(shù)特長”人才培養(yǎng)目標，與研究型人才培養(yǎng)有差異，形成應(yīng)用型鮮明特色。

6 結(jié)束語

上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)等6個教育部卓越工程師培養(yǎng)計劃專業(yè)，以及電氣工程及其自動化等6個上海市應(yīng)用型本科試點專業(yè)建設(shè)，均提出通過工程教育國內(nèi)或國際專業(yè)認證，通過第三方科學(xué)評判專業(yè)辦學(xué)水平，促進人才培養(yǎng)質(zhì)量提高。

學(xué)校在參照中國工程教育認證協(xié)會制定的“工程教育認證標準”（《華盛頓協(xié)議》等效）的要求，研究基于OBE教育理念的工程教育認證，結(jié)合學(xué)校定位，明確畢業(yè)生要求，建立以學(xué)生“學(xué)習(xí)產(chǎn)出”為中心，并通過反向設(shè)計建立課程體系，以及以“學(xué)習(xí)產(chǎn)出”為目標課程改革，培養(yǎng)學(xué)生知識、能力與素質(zhì)，實現(xiàn)畢業(yè)要求，并進行“學(xué)習(xí)產(chǎn)出”評估，推進專業(yè)國際化水平。

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