基于工程教育認證的工科專業(yè)綜合改革與建設(shè)

楊德健，蔣學煉，張 娜，莊 茜

（天津城建大學 土木工程學院，天津 300384）

工程教育專業(yè)認證是國際通行的高等教育質(zhì)量保障體系的重要組成部分，是推進工程師注冊制度的前提，也是國際工程教育學歷互認和工程師互認的重要基礎(chǔ).我國的工程教育認證評價及其實施，可追溯到20 世紀90 年代建設(shè)部啟動的建筑學和土木工程專業(yè)的評估[1]，隨后2006 年教育部正式啟動工程教育專業(yè)認證試點工作，截止2020 年7 月，全國已有241所高校1 353 個專業(yè)通過認證，這對工科專業(yè)的規(guī)范化建設(shè)起到了積極促進作用.2016 年6 月，中國成為《華盛頓協(xié)議》的正式成員，標志著我國工程教育質(zhì)量標準實現(xiàn)了國際實質(zhì)等效，為我國的工程人才走向世界提供了“通行證”[2].

水運是國際貿(mào)易的主要載體，隨著國家“一帶一路”“國內(nèi)國際雙循環(huán)”等對外經(jīng)濟合作戰(zhàn)略的深入推進，與水運行業(yè)相對應(yīng)的港口航道與海岸工程專業(yè)迎來了新的發(fā)展格局.一方面，境內(nèi)外水運工程基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)數(shù)量、規(guī)模、難度不斷提高，行業(yè)對港口航道與海岸工程專業(yè)人才的工程能力和創(chuàng)新意識的要求越來越高；另一方面，用人單位普遍認為工科專業(yè)的學生存在“重知識輕技能”的傾向，缺乏綜合運用多方面知識以領(lǐng)導(dǎo)、決策、管理現(xiàn)代工程的基本素質(zhì)和解決工程問題的初步能力[3].

天津城建大學是天津市屬院校中唯一開設(shè)港口航道與海岸工程專業(yè)的高校，該專業(yè)2005 年成立，2018 年獲“天津市級教學團隊”稱號.在工程教育認證理念的指引下，本專業(yè)緊密結(jié)合國家發(fā)展戰(zhàn)略、行業(yè)發(fā)展需求和學校區(qū)位優(yōu)勢，以培養(yǎng)“具有突出工程能力和創(chuàng)新意識的高素質(zhì)應(yīng)用型技術(shù)人才”為目標，開展了本科專業(yè)綜合改革與實踐探索，取得了面向行業(yè)發(fā)展需求的應(yīng)用型工程專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量保障體系、強化工程能力和創(chuàng)新意識培養(yǎng)的多元協(xié)同育人模式等一系列教學改革成果，使得專業(yè)教師真正成為促進學生全面發(fā)展的人生導(dǎo)師，將大學由單純的教學場所轉(zhuǎn)變?yōu)榻逃?

1 面向行業(yè)發(fā)展需求的應(yīng)用型工程專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量保障體系

工程教育認證的核心理念是以學生為首要服務(wù)對象，人才培養(yǎng)方案的制定必須堅持“一切從促進學生的未來發(fā)展”出發(fā). 因此，“培養(yǎng)什么人才”“如何培養(yǎng)人才”是地方本科院校轉(zhuǎn)型發(fā)展過程中人才培養(yǎng)目標定位的核心問題[4].

在專業(yè)建設(shè)初期，針對工程類本科人才培養(yǎng)與學科和社會發(fā)展不相協(xié)調(diào)的問題，本專業(yè)以促進人才培養(yǎng)質(zhì)量持續(xù)提高為出發(fā)點，開展了“專業(yè)教育的框架體系與效果評價指標”等一系列課題研究.以港口航道與海岸工程專業(yè)五個連續(xù)年級為研究對象，從三個方面探索了應(yīng)用型工程專業(yè)人才的培養(yǎng)需求和培養(yǎng)機制[5].一是準確、真實地評估了大學生的心理狀態(tài)和個性特征，為專業(yè)教育的管理工作提供了科學依據(jù)；二是從專業(yè)建設(shè)角度構(gòu)建了由專業(yè)認識教育、專業(yè)理論教育、專業(yè)實務(wù)教育、職業(yè)規(guī)劃教育、畢業(yè)跟蹤反饋五個子模塊組成的專業(yè)教育框架；三是從成績（包括成果和實踐技能水平）、適應(yīng)度（包括生活和學習方面）、個性發(fā)展狀況等角度建立了綜合性、定量化的專業(yè)教育效果評價指標.

在此基礎(chǔ)上，以工程教育國際認證標準為依托，本專業(yè)建立并完善了基于“企業(yè)深度參與”的人才培養(yǎng)質(zhì)量保障體系（見圖1），在三個循環(huán)（內(nèi)部、外部、成果）和三個改進（培養(yǎng)目標、畢業(yè)要求、教學活動）的各要素間構(gòu)建了一個完善的持續(xù)改進和自我提升機制.人才培養(yǎng)質(zhì)量保障體系由人才培養(yǎng)體系、質(zhì)量監(jiān)控和評價體系以及持續(xù)改進機制三部分組成.其中，人才培養(yǎng)體系的目標達成遞進層次為：教學活動→畢業(yè)要求→培養(yǎng)目標，涵蓋了“知識結(jié)構(gòu)、能力結(jié)構(gòu)、實踐技能、綜合素質(zhì)”四個方面的培養(yǎng)要求，通過課內(nèi)、課外教學活動的聯(lián)合運轉(zhuǎn)實現(xiàn)工程能力和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)主線. 質(zhì)量監(jiān)控和評價體系是培養(yǎng)目標達成的保障，針對人才培養(yǎng)體系及其實施方式的有效性進行全流程監(jiān)督和評價，校內(nèi)（系部、學院、學校）和校外（用人單位、第三方咨詢機構(gòu)）各相關(guān)方均可充分參與.連通這兩大部分的是持續(xù)改進機制，即定期分析培養(yǎng)質(zhì)量監(jiān)控和評價的結(jié)果，提出有效的人才培養(yǎng)改進方案，監(jiān)督改進措施的落實，這是保證人才培養(yǎng)質(zhì)量保障體系健康運行的關(guān)鍵.同時，人才培養(yǎng)全過程強調(diào)“企業(yè)深度參與”，尤其是課程體系的設(shè)置和工程能力的培養(yǎng)由“學校主導(dǎo)”改進為“學校主導(dǎo)、企業(yè)參與的校企協(xié)同模式”，以保證專業(yè)人才的行業(yè)適應(yīng)性和可持續(xù)發(fā)展.

圖1 應(yīng)用型工程專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量保障體系

2 強化工程能力和創(chuàng)新意識培養(yǎng)的多元協(xié)同育人模式

工程教育認證要求人才培養(yǎng)以學生的學習產(chǎn)出為導(dǎo)向（outcome-based education，簡稱OBE）. 按照這一理念，本專業(yè)反向推演了人才培養(yǎng)模式，即結(jié)合內(nèi)外部需求先確定培養(yǎng)目標和畢業(yè)要求，再根據(jù)“培養(yǎng)目標”的達成度和“畢業(yè)要求”的支撐點科學設(shè)置課程體系，進而明確教學方式、師資隊伍、支持條件的改革和建設(shè)路徑.為此，基于“面向行業(yè)發(fā)展需求的持續(xù)改進型土建類專業(yè)綜合改革”的成果（獲天津市教學成果一等獎），本專業(yè)設(shè)計并實踐了面向工程的“三維度六環(huán)節(jié)”多元協(xié)同育人模式（見圖2）.其本質(zhì)是以工程能力和創(chuàng)新意識的形成為導(dǎo)向，貫穿理論、實踐、工程三個維度，輻射專業(yè)導(dǎo)論課程、專業(yè)核心課程、專業(yè)實習、專業(yè)課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動六個環(huán)節(jié)，構(gòu)建了立體化的人才培養(yǎng)體系[6].

在多元協(xié)同育人模式的建設(shè)中，秉持“厚基礎(chǔ)、寬口徑、強能力、高素質(zhì)”的指導(dǎo)方針，本專業(yè)將專業(yè)教育模塊與行業(yè)執(zhí)業(yè)資格體系、未來水運工程建設(shè)需求對接；優(yōu)化更新了課程體系和教學內(nèi)容；增加了項目管理、工程經(jīng)濟、工程法規(guī)、專業(yè)軟件等“軟課程”；構(gòu)建了符合行業(yè)發(fā)展需求和工程教育認知規(guī)律的港口航道與海岸工程專業(yè)核心課程體系.通過整合教學資源，搭建了“兩個平臺”，即“在線課程與課外拓展平臺”和“工程實踐與科技創(chuàng)新平臺”.通過創(chuàng)新師資培養(yǎng)理念，實現(xiàn)了“兩個結(jié)合”，即“理論教學與工程實踐相結(jié)合”和“校內(nèi)教師與工程技術(shù)人員相結(jié)合”.

圖2 “三維度六環(huán)節(jié)”多元協(xié)同育人模式

基于“在線課程與課外拓展平臺”，在專業(yè)核心課程中重點推廣了“嵌入微課程的任務(wù)驅(qū)動型教學模式”（見圖3）[7].將課程的教學過程分解為課前、課內(nèi)、課外三個階段，分別對應(yīng)基礎(chǔ)任務(wù)、進階任務(wù)、創(chuàng)新任務(wù)的開展，促使學生在難度遞進的任務(wù)驅(qū)動下實現(xiàn)知識技能的傳遞、內(nèi)化、固化和拓展；體現(xiàn)了“分層次、交互式、重探索、實務(wù)性”的特征；實現(xiàn)了“知識課堂轉(zhuǎn)向能力課堂、封閉課堂轉(zhuǎn)向開放課堂、灌輸課堂轉(zhuǎn)向?qū)υ捳n堂、重學輕思轉(zhuǎn)向?qū)W思結(jié)合”[8].

在“工程實踐與科技創(chuàng)新平臺”的建設(shè)中，重點打造了“三實”工程實踐子平臺（實驗中心、實習基地、實訓基地）和“一創(chuàng)”科技創(chuàng)新子平臺.

（1）形成了“三層次三模塊”的實驗教學體系：三層次分別為演示型、綜合設(shè)計型、創(chuàng)新應(yīng)用型實驗項目；三模塊分別為基礎(chǔ)實驗、專業(yè)實驗、創(chuàng)新實驗.同時，強化實驗室開放運行機制，實現(xiàn)實驗時間、實驗對象、實驗內(nèi)容和實驗空間的全開放，目的是培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際的基礎(chǔ)實踐能力.

（2）通過企業(yè)講師團、就業(yè)意向生、定向培養(yǎng)生、三方考核等機制強化了實習基地和實訓基地的產(chǎn)學研協(xié)同育人職能，目的是培養(yǎng)學生綜合運用知識和技能的基本工程能力.

圖3 嵌入微課程的任務(wù)驅(qū)動型教學模式

（3）將原本碎片式的各類科技創(chuàng)新活動整合到科技創(chuàng)新子平臺中，形成了有組織、系列化的科技創(chuàng)新競賽（基礎(chǔ)學科競賽、挑戰(zhàn)杯等）、專業(yè)技能訓練（大學生雙創(chuàng)計劃、專業(yè)創(chuàng)新設(shè)計大賽、科研立項等）、科技交流互動（教授論壇、博士講壇、科技展示周等）三個子系統(tǒng)；并建立了創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目雙選制，目的是為創(chuàng)新實踐活動提供有效的指導(dǎo)，培養(yǎng)學生創(chuàng)造性運用知識和技能解決復(fù)雜工程問題的意識.

配合“三維度六環(huán)節(jié)”多元協(xié)同育人模式的推進，除了聘請高級工程技術(shù)人員擔任企業(yè)兼職導(dǎo)師以外，專業(yè)師資隊伍的建設(shè)更加注重培養(yǎng)教師在教學、科研、工程三方面的融會貫通能力.

首先，專業(yè)內(nèi)部按照課程群和學科發(fā)展方向，組成了港口海岸及近海工程結(jié)構(gòu)、河口海岸軟土特性與工程環(huán)境、海岸帶災(zāi)害與防災(zāi)減災(zāi)三個專業(yè)方向梯隊，在此基礎(chǔ)上形成專業(yè)的獨有培養(yǎng)特色：加強海岸動力與結(jié)構(gòu)相互作用、濱海軟土工程特性與地基處理、施工技術(shù)與組織、工程環(huán)境監(jiān)測與檢測、工程防災(zāi)等方面的教學；側(cè)重運用專業(yè)知識解決工程問題能力的培養(yǎng).

其次，支持教師通過脫產(chǎn)鍛煉、科技特派、執(zhí)業(yè)資格等制度或培訓提升工程實踐和科技變現(xiàn)能力，目前專業(yè)內(nèi)雙師型比例已超50%.

第三，大力推動“科研五進本科教學”，即科研信息進課堂、科研成果進教材、科研項目進實驗教學、科研選題進畢業(yè)設(shè)計、科研活動進課外拓展.鼓勵教師將所承擔的科研和社會服務(wù)項目進行合理分解，作為學生參與綜合試驗、畢業(yè)設(shè)計、科技競賽、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)等項目的選題，增強學生運用所學知識進行實務(wù)操作、創(chuàng)新解決問題和組織協(xié)調(diào)的能力.經(jīng)歷初建、提升、革新三個階段的建設(shè)和磨合，專業(yè)已經(jīng)形成一支兼具科學研究與工程實踐能力、學歷和職稱結(jié)構(gòu)合理、老中青和諧互助合作的優(yōu)秀團隊.教師綜合素質(zhì)的提升不但豐富了教學內(nèi)容和教學手段，促進了教學效果和教學質(zhì)量的提高，而且有利于培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、思考問題、解決問題的良好思維習慣，提升學生的創(chuàng)新精神和工程能力.

3 以工程教育認證理念引領(lǐng)專業(yè)建設(shè)持續(xù)良性發(fā)展

工程教育認證的“以學生為中心”“成果導(dǎo)向”“持續(xù)改進”三大核心理念為工程學科專業(yè)的建設(shè)指明了方向和框架[9].在未來的建設(shè)中，本專業(yè)將始終堅持以知識訓練為先導(dǎo)、能力提升為過程、素質(zhì)形成為目標，積極探索新工科背景下強化工程能力和創(chuàng)新意識培養(yǎng)的教學模式.

（1）優(yōu)化和完善專業(yè)核心課程體系，形成學科基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)核心課與專業(yè)選修課協(xié)調(diào)發(fā)展的層級式教學體系，借助教學改革實現(xiàn)校內(nèi)課程互選，強化學科交叉，嘗試學分制自主修課體系.

（2）提升專業(yè)核心課程的建設(shè)質(zhì)量和建設(shè)層次，打造金課，淘汰水課，建立具有約束力的多角度課程評價體系和持續(xù)改進機制.將現(xiàn)有的校級一流課程力爭建設(shè)成為市級一流課程，同時積極培育后備一流課程.同時，加強課程團隊建設(shè)，形成專業(yè)基礎(chǔ)類、專業(yè)技術(shù)類、專業(yè)管理類、專業(yè)實踐類、職業(yè)素養(yǎng)類五個課程組.

（3）加強專業(yè)實驗室建設(shè)，推進現(xiàn)代信息技術(shù)與實驗教學項目的深度融合，以“水運工程虛擬仿真實驗平臺”為橋梁貫通虛擬仿真實驗項目和實體模型實驗項目，串聯(lián)不同學習階段各專業(yè)核心課程的知識點主線，使學生在系統(tǒng)化的工程訓練中構(gòu)建更為全面的理論認知和實操能力.

（4）大力拓展工程實踐資源，為學生創(chuàng)造多渠道工程實務(wù)機會，在學校和學院的支持下嘗試企業(yè)定向訂單式人才培養(yǎng)模式，優(yōu)化校企合作育人機制和評價考核體系，實現(xiàn)產(chǎn)教研有機融合.

4 結(jié) 語

基于工程教育專業(yè)認證的持續(xù)建設(shè)和改革，促進本專業(yè)形成了適應(yīng)現(xiàn)代工程教育的人才培養(yǎng)質(zhì)量保障體系，增強了專業(yè)教育對行業(yè)發(fā)展的適應(yīng)度，成為特色鮮明、教學質(zhì)量在區(qū)域內(nèi)位居前列的港口航道與海岸工程人才培養(yǎng)基地.成果的推廣應(yīng)用提升了專業(yè)學生的職業(yè)素養(yǎng)和綜合素質(zhì).近五年學生承擔各級創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目11 項，科技競賽獲獎36 項，發(fā)表科技論文7 篇，申請知識產(chǎn)權(quán)7 項，畢業(yè)生就業(yè)率穩(wěn)步提升至91%以上，研究生錄取率穩(wěn)定在15%以上，職業(yè)去向日趨多元化.