工程教育認(rèn)證理念下的新工科專業(yè)課程體系的構(gòu)建

付華　任書(shū)霞　于剛　張志偉　楊治剛　王志

摘要：工程教育專業(yè)認(rèn)證以學(xué)生為中心、以產(chǎn)出為導(dǎo)向和持續(xù)改進(jìn)為三大基本理念，與新工科的創(chuàng)新人才、應(yīng)用型、復(fù)合型和技能型人才培養(yǎng)目標(biāo)和要求是一致的。文章從培養(yǎng)目標(biāo)的制定和畢業(yè)要求的分解入手，闡述如何構(gòu)建無(wú)機(jī)非金屬材料工程專業(yè)的課程體系，建立培養(yǎng)目標(biāo)、畢業(yè)要求和課程體系的設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)機(jī)制。我校無(wú)機(jī)非金屬材料工程專業(yè)2018年通過(guò)中國(guó)工程教育認(rèn)證。

關(guān)鍵詞：新工科;中國(guó)工程教育認(rèn)證;課程體系;培養(yǎng)目標(biāo);畢業(yè)要求

中圖分類號(hào)：G642.0? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ?文章編號(hào)：1674-9324（2020）16-0275-02

2017年，教育部推進(jìn)新工科建設(shè)，先后形成了“復(fù)旦共識(shí)”[1]“天大行動(dòng)”[2]和“北京指南”[3]共識(shí)和指導(dǎo)意見(jiàn)，要求工科高校要對(duì)工程科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)揮主體作用，培養(yǎng)多樣化、創(chuàng)新型卓越工程科技人才。從2005年起，中國(guó)開(kāi)始建設(shè)工程教育國(guó)際認(rèn)證體系;2013年，我國(guó)加入《華盛頓協(xié)議》;2016年我國(guó)成為《華盛頓協(xié)議》正式會(huì)員。截至2018年底，全國(guó)共有227所高等學(xué)校的1170個(gè)專業(yè)通過(guò)了工程教育認(rèn)證，分布于機(jī)械、化工與制藥等21個(gè)工科專業(yè)類[4]。工程教育專業(yè)認(rèn)證以學(xué)生為中心、以產(chǎn)出為導(dǎo)向和持續(xù)改進(jìn)為三大基本理念，對(duì)畢業(yè)生提出的12條畢業(yè)要求中，涵蓋專業(yè)能力（工程知識(shí)、問(wèn)題分析、設(shè)計(jì)/開(kāi)發(fā)解決方案和研究）、通用能力（使用現(xiàn)代工具、個(gè)人和團(tuán)隊(duì)、溝通、項(xiàng)目管理和終身學(xué)習(xí)）和工程態(tài)度（工程與社會(huì)、環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展、職業(yè)規(guī)范）三個(gè)方面的培養(yǎng)要求。因此，新工科與工程教育認(rèn)證在創(chuàng)新人才、應(yīng)用型、復(fù)合型和技能型人才培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)理念要求上是一致的。

培養(yǎng)目標(biāo)和課程體系的重構(gòu)與實(shí)踐，是進(jìn)行新工科建設(shè)和工程教育的核心和關(guān)鍵。依據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)確定畢業(yè)要求12條，依據(jù)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的分解確定支撐畢業(yè)要求的課程體系，落實(shí)到數(shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程基礎(chǔ)、專業(yè)基礎(chǔ)、專業(yè)課、集中實(shí)踐和人文社科類的每一門課程（見(jiàn)右圖）。

一、新工科工程教育目標(biāo)體系下，培養(yǎng)目標(biāo)的制定

首先制定符合學(xué)校定位、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求和新工科建設(shè)的培養(yǎng)目標(biāo)，并建立合理性評(píng)價(jià)和修訂制度。培養(yǎng)目標(biāo)是畢業(yè)生畢業(yè)5年左右能夠達(dá)到的職業(yè)或?qū)I(yè)成就總體描述。培養(yǎng)目標(biāo)定位與學(xué)校辦學(xué)定位階段目標(biāo)具有一致性。本校無(wú)機(jī)非金屬材料工程專業(yè)依托學(xué)?！胺?wù)國(guó)家及地方鐵路交通重大工程需要”的行業(yè)背景，發(fā)揮無(wú)機(jī)非金屬材料工程學(xué)科在鐵路、橋梁、隧道等建設(shè)中的優(yōu)勢(shì)，為中國(guó)鐵路交通工程發(fā)展和河北省地方建設(shè)培養(yǎng)了大批專業(yè)技術(shù)人才。本專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)以混凝土/陶瓷為特色，能在建筑材料、土木及交通工程等相關(guān)行業(yè)從事無(wú)機(jī)非金屬材料的質(zhì)量檢測(cè)、工程監(jiān)理，生產(chǎn)技術(shù)及項(xiàng)目管理，工藝設(shè)計(jì)、技術(shù)與產(chǎn)品研發(fā)等工作;適應(yīng)能力和實(shí)踐能力強(qiáng)、富有社會(huì)責(zé)任感、職業(yè)道德和創(chuàng)新精神的高素質(zhì)工程技術(shù)和管理人才。

二、新工科工程教育目標(biāo)體系下，畢業(yè)要求的制定

按照工程教育認(rèn)證理念，圍繞培養(yǎng)目標(biāo)，學(xué)校開(kāi)設(shè)的專業(yè)必須有明確、公開(kāi)、可衡量的畢業(yè)要求，且畢業(yè)要求應(yīng)能支撐培養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成。依據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的定位和特色，經(jīng)過(guò)專家、骨干教師的多次討論溝通，本校最終制定專業(yè)畢業(yè)要求12條，并分解指標(biāo)點(diǎn)。畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的達(dá)成、衡量是基于教學(xué)活動(dòng)（統(tǒng)稱“課程”）來(lái)實(shí)現(xiàn)的。選用能夠涵蓋畢業(yè)要求全部指標(biāo)點(diǎn)的教學(xué)活動(dòng)（包括理論課程、實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)等）作為核心支撐，確保每項(xiàng)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)都有合適的教學(xué)活動(dòng)支撐。

三、新工科工程教育目標(biāo)體系下，專業(yè)課程體系的構(gòu)建

依據(jù)新工科人才培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求分解指標(biāo)點(diǎn)，課程設(shè)置應(yīng)能支持畢業(yè)要求的達(dá)成，課程體系設(shè)計(jì)有企業(yè)或行業(yè)專家參與。本專業(yè)課程體系中加強(qiáng)了機(jī)械制圖實(shí)訓(xùn)、材料現(xiàn)代分析方法實(shí)驗(yàn)、土木工程材料性能綜合實(shí)驗(yàn)、材料制備與性能實(shí)驗(yàn)、無(wú)機(jī)非金屬材料生產(chǎn)設(shè)備和工藝設(shè)計(jì)、科研實(shí)踐課程的學(xué)習(xí)和崗位實(shí)習(xí)等實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)對(duì)課程目標(biāo)和畢業(yè)要求的支撐。

體系中的計(jì)算材料學(xué)課程增加了軟件模塊，包括Material Studio軟件、Lammps軟件和Ansys軟件等，使模擬尺度從原子、分子尺度擴(kuò)展到微觀和宏觀尺度。加強(qiáng)對(duì)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)5中使用現(xiàn)代工具對(duì)復(fù)雜工程問(wèn)題進(jìn)行預(yù)測(cè)與模擬的支撐。新增“材料與環(huán)境”課程，內(nèi)容包括材料的生命周期/環(huán)境協(xié)調(diào)性評(píng)價(jià)/循環(huán)利用等。加強(qiáng)對(duì)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)6和7的支撐（內(nèi)容包括工程與社會(huì)，環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展。使學(xué)生能夠理解和評(píng)價(jià)針對(duì)無(wú)機(jī)非金屬材料工程專業(yè)復(fù)雜工程問(wèn)題的解決方案對(duì)社會(huì)、健康、安全等的影響，工程實(shí)踐對(duì)環(huán)境、社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的影響）。新增陶瓷3D打印技術(shù)、超材料、陶瓷纖維、透明陶瓷等專業(yè)選修課程，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)專業(yè)前沿發(fā)展技術(shù)的理解，加強(qiáng)專業(yè)特色建設(shè)。

本專業(yè)課程體系合理設(shè)計(jì)每一門課程的課程目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容，確定課程目標(biāo)和對(duì)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的支撐，構(gòu)建課程結(jié)構(gòu)及教學(xué)內(nèi)容，從而實(shí)現(xiàn)課程體系對(duì)培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題能力的支撐和評(píng)價(jià)。以支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)2的一門課程“無(wú)機(jī)非金屬材料工藝學(xué)”為例，解讀該課程體系對(duì)“解決復(fù)雜工程問(wèn)題能力”的培養(yǎng)。例如，某軌枕廠由于加快了模板周轉(zhuǎn)效率，出現(xiàn)了軌枕開(kāi)裂的現(xiàn)象，試分析原因。這個(gè)問(wèn)題涉及多個(gè)相互關(guān)聯(lián)的子問(wèn)題，學(xué)生需要從混凝土的組成材料、成型過(guò)程和養(yǎng)護(hù)工藝等多個(gè)方面進(jìn)行綜合分析，還須運(yùn)用大學(xué)四年學(xué)過(guò)的數(shù)學(xué)計(jì)算、物理、化學(xué)、力學(xué)以及專業(yè)知識(shí)，進(jìn)行深入工程原理分析，才能解決。

四、新工科工程教育目標(biāo)體系下，課程大綱的制定

新的課程教學(xué)大綱包含課程性質(zhì)和目標(biāo)、課程所支撐的畢業(yè)要求、達(dá)成課程目標(biāo)的途徑和措施、課程綜合考核方法、課程評(píng)估方法以及課程目標(biāo)達(dá)成評(píng)價(jià)與持續(xù)改進(jìn)機(jī)制等。需要重點(diǎn)解決的問(wèn)題包括：課程體系是否支撐畢業(yè)要求，課程目標(biāo)分解是否合理，教學(xué)內(nèi)容和環(huán)節(jié)的設(shè)置是否合理，教學(xué)方法能否體現(xiàn)OBE理念等。教師應(yīng)在教學(xué)中推廣創(chuàng)新教育教學(xué)方法，明確討論式和參與式教學(xué)方法的應(yīng)用，注重學(xué)習(xí)過(guò)程考核和學(xué)生能力評(píng)價(jià)。

五、總結(jié)

本文通過(guò)從培養(yǎng)目標(biāo)的制定和畢業(yè)要求的分解入手，闡述如何構(gòu)建無(wú)機(jī)非金屬材料工程專業(yè)的課程體系，建立培養(yǎng)目標(biāo)、畢業(yè)要求和課程體系的設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)工程教育專業(yè)認(rèn)證與新工科人才培養(yǎng)目標(biāo)的一致性。我校無(wú)機(jī)非金屬材料工程專業(yè)2018年通過(guò)中國(guó)工程教育認(rèn)證。

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民共和國(guó)教育部高等教育司.“新工科”建設(shè)復(fù)旦共識(shí)[Z].2017-2-18.

[2]中華人民共和國(guó)教育部高等教育司.“新工科”建設(shè)行動(dòng)路線（“天大行動(dòng)”）[Z].2017-4-8.

[3]中華人民共和國(guó)教育部.新工科研究與實(shí)踐項(xiàng)目指南[Z].2017-6-12.

[4]中國(guó)工程教育專業(yè)認(rèn)證協(xié)會(huì)網(wǎng)站[EB/OL].http：//www.ceeaa.org.cn/main！mainPage.w.

Construction of New Engineering Course System under the Idea of Engineering Education Accreditation

FU Hua，REN Shu-xia，YU Gang，ZHANG Zhi-wei，YANG Zhi-gang，WANG Zhi

（School of Material Science and Engineering，Shijiazhuang Tiedao University，Shijiazhuang，Hebei 050043，China）

Abstract：The three basic concepts of engineering education certification are student-centered，output-oriented and continuous improvement，which are consistent with the training objectives and requirements of innovative，applied，compound and skilled talents in new engineering course.Starting from the formulation of training objectives and the decomposition of graduation requirements，the course system of inorganic non-metallic materials engineering specialty is constructed，and the design and evaluation mechanism of training objectives，graduation requirements and curriculum system are established.In 2018，the inorganic non-metallic materials engineering major of our university passed the certification of Engineering Education in China.

Key words：New Engineering Course;China Engineering Education Accreditation;Course System;Training Objectives;Graduation Requirements

收稿日期：2020-01-15

項(xiàng)目支持：河北省高等教育教學(xué)改革研究與實(shí)踐重點(diǎn)支持項(xiàng)目（2019年度），石家莊鐵道大學(xué)高等教育教學(xué)研究項(xiàng)目（Z201803）

作者簡(jiǎn)介：付華（1968-），女（漢族），陜西蒲城人，博士，教授，研究方向：復(fù)合材料/金屬材料，教學(xué)管理;任書(shū)霞（1975-），女（漢族），河北邢臺(tái)人，博士，副教授，研究方向：無(wú)機(jī)非金屬材料，教學(xué)管理。