美國(guó)工程教育認(rèn)證對(duì)工藝學(xué)類(lèi)課程教學(xué)改革的啟示

張玉娟　周張健

摘要：美國(guó)工程教育認(rèn)證制度對(duì)提高美國(guó)乃至世界的工程教育質(zhì)量發(fā)揮了極其重要的作用，隨著中國(guó)加入《華盛頓協(xié)議》，也必將對(duì)中國(guó)高等工程教育的發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。本文結(jié)合美國(guó)工程教育認(rèn)證的特點(diǎn)，以“無(wú)機(jī)非金屬材料工藝學(xué)”為例，闡述了工藝學(xué)類(lèi)課程的教學(xué)改革方向，包括：教學(xué)內(nèi)容層次化、激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、教學(xué)內(nèi)容要與時(shí)俱進(jìn)、理論與實(shí)踐相結(jié)合等四點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：工程教育認(rèn)證；無(wú)機(jī)非金屬材料工藝學(xué)；教學(xué)改革

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2018）27-0001-03

一、引言

工程教育是為國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)提供工程技術(shù)人才的重要渠道，而工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證作為保證工程教育質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)工程教育國(guó)際相互認(rèn)可的重要舉措而受到了世界各國(guó)的重視。其中，《華盛頓協(xié)議》是工程教育本科專(zhuān)業(yè)認(rèn)證的國(guó)際互認(rèn)協(xié)議，是簽署時(shí)間最早、締約方最多、影響最廣泛的工程教育國(guó)際認(rèn)證協(xié)議，旨在通過(guò)認(rèn)證保證工程教育質(zhì)量，為工程師資格國(guó)際互認(rèn)奠定基礎(chǔ)[1]。相對(duì)于開(kāi)展工程教育認(rèn)證較早的美國(guó)、德國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家，我國(guó)開(kāi)展工程教育認(rèn)證始于2005年，相對(duì)較晚。經(jīng)過(guò)各方努力，中國(guó)科協(xié)于2013年6月代表中國(guó)，成為《華盛頓協(xié)議》的預(yù)備成員[2]，并于2016年6月成為該協(xié)議的正式成員[3]，標(biāo)志著中國(guó)工程教育認(rèn)證工作得到了國(guó)際認(rèn)可。加入《華盛頓協(xié)議》是促進(jìn)我國(guó)工程師按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)、提高工程技術(shù)人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要舉措，對(duì)我國(guó)工程技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)對(duì)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)、走向世界具有重要意義。

美國(guó)是工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證最早的國(guó)家，認(rèn)證制度發(fā)展得比較完備和健全。美國(guó)認(rèn)證制度的建立對(duì)提高美國(guó)工程教育的質(zhì)量發(fā)揮了極其重要的作用，同時(shí)也對(duì)世界高等工程教育的發(fā)展產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響[4-6]。美國(guó)工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證由非官方的獨(dú)立機(jī)構(gòu)——工程技術(shù)認(rèn)證委員會(huì)（ABET）總體負(fù)責(zé)[7]。為加快中國(guó)工程教育的認(rèn)證體系的建立和完善，中國(guó)教育部于2015年10月成立了中國(guó)工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證協(xié)會(huì)。中國(guó)工程教育認(rèn)證目前正處于模仿和學(xué)習(xí)美國(guó)工程教育認(rèn)證模式的階段。目前美國(guó)工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行EC2000，其特點(diǎn)表現(xiàn)為由以往重教師教的評(píng)估轉(zhuǎn)向重學(xué)生學(xué)的評(píng)估，由以往重輸入性的要素評(píng)估轉(zhuǎn)向輸出性的結(jié)果評(píng)估。

工藝類(lèi)課程是材料專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)的一類(lèi)重要課程，包括“無(wú)機(jī)非金屬材料工藝學(xué)”、“高分子材料成型工藝”等。工藝學(xué)類(lèi)課程往往具有兩個(gè)特點(diǎn)。一是綜合性強(qiáng)，會(huì)涉及多個(gè)課程的相關(guān)內(nèi)容，比如“無(wú)機(jī)非金屬材料工藝學(xué)”課程會(huì)涉及基礎(chǔ)物理學(xué)、材料學(xué)、分析化學(xué)、熱工學(xué)基礎(chǔ)等課程相關(guān)內(nèi)容；二是實(shí)踐性強(qiáng)，教學(xué)的內(nèi)容是實(shí)踐的總結(jié)，又要指導(dǎo)實(shí)踐。因此，開(kāi)展好這類(lèi)課程教學(xué)就要知識(shí)與實(shí)踐并重。在中國(guó)加入《華盛頓協(xié)議》的大背景下，探索如何高水平的開(kāi)展工藝類(lèi)課程的教學(xué)工作具有重要的價(jià)值。本文結(jié)合筆者之一多年“無(wú)機(jī)非金屬材料工藝學(xué)”課程[8]的講授經(jīng)驗(yàn)，闡述了美國(guó)工程專(zhuān)業(yè)認(rèn)證制度對(duì)于工藝類(lèi)課程的教學(xué)改革的啟示，希望能夠?qū)?guó)內(nèi)該類(lèi)課程的教學(xué)改革提供一定的思路。

二、美國(guó)工程教育認(rèn)證的特點(diǎn)

仔細(xì)研究ABET工程認(rèn)證相關(guān)內(nèi)容[7]發(fā)現(xiàn)，美國(guó)ABET工程專(zhuān)業(yè)認(rèn)證EC2000具備以下特點(diǎn)（尤其與中國(guó)工程教育認(rèn)證體系相比）。

（一）認(rèn)證體系完整

ABET認(rèn)證不僅包括適用于本科生水平專(zhuān)業(yè)的通用標(biāo)準(zhǔn)，還包括適用于研究生水平專(zhuān)業(yè)的通用標(biāo)準(zhǔn)，體系完善，層次清晰。這為很多大學(xué)尤其是高水平大學(xué)開(kāi)展較高水平的工程教育建立了規(guī)范，為開(kāi)展相關(guān)工程專(zhuān)業(yè)的研究生教育提供了有效的依據(jù)。

（二）以教育輸出為重點(diǎn)

隨著美國(guó)社會(huì)的發(fā)展和對(duì)工程教育認(rèn)知水平的提高，ABET認(rèn)證的重點(diǎn)逐漸由院校轉(zhuǎn)向了學(xué)生，由對(duì)教育投入的重視轉(zhuǎn)向?qū)逃敵龅闹匾?，即畢業(yè)生“學(xué)到了什么”，具備了什么樣的能力。這就要求教師加強(qiáng)與學(xué)生的互動(dòng)和交流，創(chuàng)造學(xué)生積極學(xué)習(xí)的環(huán)境，而不是一味“填鴨式”的教學(xué)。

（三）與社會(huì)發(fā)展同步

上世紀(jì)80年代以來(lái)，美國(guó)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和技術(shù)發(fā)展迅速，對(duì)專(zhuān)業(yè)技術(shù)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的重新審定勢(shì)在必行。因而，從1995年ABET全面性改革以來(lái)，專(zhuān)業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)和政策的具體實(shí)施細(xì)則每年都在更新和完善，來(lái)應(yīng)對(duì)美國(guó)社會(huì)對(duì)人才培養(yǎng)的需求變化。

（四）突出對(duì)工程實(shí)踐能力的要求

ABET的架構(gòu)決定了專(zhuān)業(yè)認(rèn)證與企業(yè)界聯(lián)系緊密的特點(diǎn)，因而在標(biāo)準(zhǔn)制訂和認(rèn)證程序上，會(huì)突出強(qiáng)調(diào)對(duì)工程實(shí)踐能力要求，即企業(yè)界對(duì)人才培養(yǎng)的實(shí)際需求標(biāo)準(zhǔn)。因而，高校更關(guān)注畢業(yè)生所具備的能力和素質(zhì)，而非純粹的知識(shí)儲(chǔ)備，這對(duì)于將來(lái)在工作崗位上解決工程問(wèn)題至關(guān)重要。中國(guó)負(fù)責(zé)工程教育認(rèn)證的中國(guó)工程教育認(rèn)證委員會(huì)由教育部主管[6]，社會(huì)中介組織參與度低，因而極易造成人才培養(yǎng)和社會(huì)需求的脫節(jié)。這就是為什么近年來(lái)大量畢業(yè)生找不到理想工作，而大量企業(yè)也招不到對(duì)口人才尤其是高技能人才的原因。

有證據(jù)表明，美國(guó)高校實(shí)施EC2000認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于畢業(yè)生的質(zhì)量有著很大的提高，包括應(yīng)用數(shù)學(xué)和科學(xué)的技能、實(shí)驗(yàn)技能、工程技能、交際技能、再學(xué)習(xí)能力等所有考察的9項(xiàng)指標(biāo)[9]。

三、美國(guó)工程教育認(rèn)證對(duì)工藝學(xué)類(lèi)課程教學(xué)改革的啟發(fā)

工藝類(lèi)課程是作為材料專(zhuān)業(yè)的一類(lèi)重要的基礎(chǔ)課，如何有效開(kāi)展相關(guān)課程的教學(xué)具有重要的意義。結(jié)合上一小節(jié)中美國(guó)工程教育認(rèn)證的特點(diǎn)，筆者認(rèn)為這類(lèi)課程的教學(xué)改革的方向可以包括如下幾個(gè)方面。

（一）教學(xué)內(nèi)容層次化

上面提到，ABET認(rèn)證不僅包括適用于本科生水平專(zhuān)業(yè)的通用標(biāo)準(zhǔn)，還包括適用于研究生水平專(zhuān)業(yè)的通用標(biāo)準(zhǔn)。筆者認(rèn)為，隨著中國(guó)工程教育認(rèn)證體系的成熟和完善，這也是中國(guó)工程教育認(rèn)證的一個(gè)方向。以“無(wú)機(jī)非金屬材料工藝學(xué)”課程為例，教學(xué)內(nèi)容的層次化可以表現(xiàn)為：必要且相對(duì)容易理解的內(nèi)容作為普通本科生的學(xué)習(xí)和考核內(nèi)容，相對(duì)難以理解的內(nèi)容作為學(xué)有余力或有志于攻讀研究生學(xué)位的學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)容。例如，超細(xì)粉體的合成與表征的章節(jié)[8]會(huì)涉及納米材料的量子效應(yīng)，量子效應(yīng)作為納米材料的基本性質(zhì)，直接決定了材料的宏觀(guān)性質(zhì)。但量子效應(yīng)難以理解，除非學(xué)生掌握了物理專(zhuān)業(yè)的量子力學(xué)知識(shí)，而這是大多數(shù)材料學(xué)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生不具備的。這部分內(nèi)容可以作為較高層次的教學(xué)內(nèi)容，有興趣或有需求的學(xué)生可以自學(xué)相關(guān)量子力學(xué)知識(shí)，加深這一章節(jié)內(nèi)容的理解。這對(duì)于將來(lái)從事材料方面的科學(xué)研究的學(xué)生十分重要。

（二）激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣

相對(duì)于“學(xué)校教了什么”，ABET認(rèn)證更加看重“學(xué)生學(xué)到了什么”。而讓學(xué)生能夠?qū)W到東西的關(guān)鍵在于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的方法很多，對(duì)于工藝類(lèi)課程而言，筆者認(rèn)為案例教學(xué)法是非常有效的一種，尤其是課程的第一節(jié)課。好的案例是實(shí)施案例教學(xué)的前提條件之一。還是以“無(wú)機(jī)非金屬材料工藝學(xué)”課程為例，該課程的主要研究對(duì)象是陶瓷、水泥、玻璃等，材料種類(lèi)繁多。雖然根據(jù)無(wú)機(jī)非金屬材料種類(lèi)的不同和性能要求的不一樣，各種無(wú)機(jī)非金屬材料的生產(chǎn)方法有很大差異。但從整個(gè)工藝過(guò)程來(lái)講，其制備過(guò)程大體都可以分為原料、成型、燒結(jié)幾個(gè)部分，有很多共性的地方。無(wú)機(jī)非金屬材料中，陶瓷具有悠久的發(fā)展歷史。因此，筆者在講第一堂課時(shí)，往往會(huì)特意加大中國(guó)陶瓷發(fā)展史的篇幅，突出介紹中國(guó)對(duì)世界陶瓷發(fā)展所做出的杰出貢獻(xiàn)。在進(jìn)行愛(ài)國(guó)主義教育的同時(shí)，學(xué)生對(duì)于陶瓷工藝學(xué)中最重要的核心：“原料-工藝-顯微結(jié)構(gòu)-性能”之間的關(guān)系便有一個(gè)初步的認(rèn)識(shí)。這樣，通過(guò)第一次課的案例既吸引了同學(xué)們的興趣，又引出了這門(mén)課程的主線(xiàn)。

（三）教學(xué)內(nèi)容要與時(shí)俱進(jìn)

ABET專(zhuān)業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)和政策每年都在更新和完善，來(lái)應(yīng)對(duì)社會(huì)對(duì)人才培養(yǎng)的需求變化。同樣，隨著近些年來(lái)材料工藝和技術(shù)劇烈的革新變化，工藝學(xué)類(lèi)課程的教學(xué)內(nèi)容也應(yīng)該與時(shí)俱進(jìn)，體現(xiàn)技術(shù)的最新變化。素質(zhì)教育的核心理念之一是研究性教學(xué)。這就要求教師提供研究的素材，鼓勵(lì)學(xué)生積極主動(dòng)研究。因此，最好要有大量的參考信息貫穿于課程教學(xué)中。同時(shí)，教師還要有意識(shí)地引導(dǎo)學(xué)生查閱文獻(xiàn)，跟蹤本專(zhuān)業(yè)的最新研究動(dòng)態(tài)和研究成果。例如，對(duì)于“無(wú)機(jī)非金屬材料工藝學(xué)”而言，近年來(lái)材料學(xué)領(lǐng)域新興的仿生復(fù)合材料的內(nèi)容可以適當(dāng)補(bǔ)充進(jìn)入講授內(nèi)容，可以鼓勵(lì)學(xué)生撰寫(xiě)這一領(lǐng)域的調(diào)研報(bào)告，甚至可以跟隨相關(guān)研究方向的導(dǎo)師從事小的課題研究。這樣，一方面可以加深本課程內(nèi)容的理解，另一方面可以進(jìn)一步激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣，為將來(lái)從事相關(guān)研究奠定一個(gè)好的基礎(chǔ)。

（四）理論與實(shí)踐結(jié)合

ABET工程教育認(rèn)證突出強(qiáng)調(diào)對(duì)工程實(shí)踐能力的要求，因而美國(guó)工程院校特別注重培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力。而正如前所述，實(shí)踐性本身又是工藝學(xué)類(lèi)課程的重要特征。因此，教師在實(shí)踐教學(xué)中，應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)。例如，在“無(wú)機(jī)非金屬材料工藝學(xué)”的教學(xué)中，學(xué)生自己動(dòng)手驗(yàn)證陶瓷工藝的生產(chǎn)全過(guò)程，體驗(yàn)坯料制備、成型、施釉、燒結(jié)的整個(gè)工藝過(guò)程，進(jìn)而加深理解陶瓷的原料與生產(chǎn)工藝制品性能之間的相互關(guān)系。美國(guó)的工科課程特別注重實(shí)踐的重要性。例如，密歇根大學(xué)工學(xué)院開(kāi)設(shè)的“設(shè)計(jì)與制造”課程期末總成績(jī)中有45%是由與實(shí)踐密切相關(guān)的“實(shí)驗(yàn)作業(yè)”和“課程設(shè)計(jì)”決定[10]。有條件的學(xué)校，還可以建立深化校企合作關(guān)系，讓學(xué)生深入生產(chǎn)制造車(chē)間實(shí)習(xí)一段時(shí)間，了解生產(chǎn)工藝。只有在生產(chǎn)制造一線(xiàn)，才能真正理解課堂知識(shí)的價(jià)值，真正做到理論結(jié)合實(shí)際。甚至有研究報(bào)道，通過(guò)企業(yè)實(shí)踐，許多學(xué)生直接實(shí)現(xiàn)了就業(yè)，避免了上面提到的“畢業(yè)生找不到理想工作，企業(yè)也招不到對(duì)口人才”的尷尬局面。

四、總結(jié)

隨著工程教育認(rèn)證在中國(guó)的深入實(shí)施，美國(guó)工程教育的內(nèi)涵和實(shí)質(zhì)會(huì)越來(lái)越深刻地浸入中國(guó)工程教育的教學(xué)中。工藝類(lèi)課程的要求和工程教育認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)是本質(zhì)上相符的。筆者相信，以工程教育認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)探討和指導(dǎo)對(duì)工藝類(lèi)課程的教學(xué)是大有裨益的。

致謝：感謝北京科技大學(xué)2016年度教育學(xué)改革與研究項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：JG2016M13）的資助。

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