工程教育專業(yè)認證背景下基于OBE理念的專業(yè)方向課程改革探討

王忠維 麻彥龍 郭非 溝引寧

摘???要：?在工程教育專業(yè)認證背景下，如何建設符合OBE（目標導向）理念的專業(yè)方向課程關(guān)乎到認證質(zhì)量和人才培養(yǎng)質(zhì)量。該文以重慶理工大學材料科學與工程專業(yè)《金屬腐蝕與防護》專業(yè)課改革過程為例，探討了在工程教育專業(yè)認證背景下并基于OBE理念建設專業(yè)方向課程體系改革過程。本文介紹了改門課程的改革流程，其中涵蓋了課程改革原則、教學目標的改革、教學內(nèi)容的改革、教學方式的改革及評價方式的改革，這些可以為其他高校的專業(yè)課程改革提供參考。

關(guān)鍵詞：工程教育專業(yè)認證????OBE????材料科學與工程????專業(yè)課程????課程改革

中圖分類號：G642

Discussion?on?the?Reform?of?Specialty-Oriented?Courses?Based?on?OBE?Concept?under?the?Background?of??Engineering?Education?Accreditation

—Taking?the?Course?of?Corrosion?and?Protection?of?Metals?in?Chongqing?University?of?Technology?As?an?Example

WANG?Zhongwei*???MA?Yanlong????GUO?Fei????GOU?Yinning

（College?of?Materials?Science?and?Engineering，?Chongqing?University?of?Technology，??Chongqing，?400054?China）

Abstract：?Under?the?background?of?engineering?education?accreditation，?how?to??build?a?specialty-oriented?course?which?conforms?to?the?OBE?（Outcome-Based?Education）?concept?is?related?to?the?quality?of?accreditation?and?the?quality?of?talent?training.?This?paper?takes?the?reform?process?of?the?major?course?of?Corrosion?and?Protection?of?Metals?in?the?materials?science?and?engineering?major?in?Chongqing?University?of?Technology?as?an?example，?discusses?the?reform?process?of?building?the?specialty-oriented?course?system?based?on?the?OBE?concept?under?the?underground?of?engineering?education?accreditation.?This?paper?introduces?the?reform?process?of?this?course，?including?the?principle?of?curriculum?reform，?the?reform?of?teaching?objectives，?the?reform?of?teaching?contents，?the?reform?of?teaching?methods?and?the?reform?of?evaluation?methods，?which?can?provide?reference?for?the?reform?of?professional?courses?in?other?universities.

Key?Words：?Engineering?education?accreditation;?OBE;?Materials?science?and?engineering;?Major?course;?Course?reformation.

20世紀末，人類進入高度信息化時代，傳統(tǒng)教育方式迎來挑戰(zhàn)，為準確評估畢業(yè)生的能力與質(zhì)量，世界主要國家和地區(qū)開始開展工程教育認證。其中在1989年由來自美國、英國、加拿大、愛爾蘭、澳大利亞、新西蘭6個國家的民間工程專業(yè)團體發(fā)起和簽署的“華盛頓協(xié)議”影響力最大[1-2]。21世紀以來，我國工科畢業(yè)生迅速增加，其工程教育體量已穩(wěn)居世界首位。我國作為工程教育大國，工程教育認證體系和認證標準的構(gòu)建以及工程人才質(zhì)量保障建設亟需提上日程[3]。為適應國家經(jīng)濟和社會發(fā)展需求，推動工程教育國際化，全面提升人才培養(yǎng)質(zhì)量，我國開始推進專業(yè)認證制度的建立。2005年組建全國工程師制度協(xié)調(diào)改革小組，2015年正式成立中國工程教育專業(yè)認證協(xié)會，2016年正式成為“華盛頓協(xié)議”第18個成員國。這標志著我國專業(yè)制度已經(jīng)逐步走向成熟，工程教育開始與世界接軌，人才培養(yǎng)方案和人才培養(yǎng)質(zhì)量得到了世界的認可[4]。

國際工程教育認證有三大核心理念，分別是“學生中心”“成果導向教育（Outcome?Based?Education），OBE”和“持續(xù)改進”[5]。其中OBE理念作為一種新穎的教育理念，與傳統(tǒng)的理念不同，給人才培養(yǎng)方案，特別是專業(yè)方向課程體系建設提出了全新的要求和更高的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的教學原則是正向設計，通過課程導向教育，滿足不了國家、社會、行業(yè)和用人單位的外部需求。然而OBE理念是反向設計，通過成果導向教育，從需求出發(fā)實現(xiàn)目標和結(jié)果的一致[6]。OBE理念的核心概念就是“學習成果”，即畢業(yè)要求，就是通過專業(yè)學習過程中所獲得的知識、技能和價值觀來反饋畢業(yè)時的表現(xiàn)[7]?！叭A盛頓協(xié)議”針對畢業(yè)要求提出了4個維度包括12個方面的標準，內(nèi)容涉及工程知識，工程能力，通用技能，工程態(tài)度，所要求的畢業(yè)生要求與協(xié)議的范例有實質(zhì)等效性[8]。我國2020版的《工程教育認證標準》的描述為“明確、公開、可衡量、支撐和覆蓋”。相比于2017年的描述強調(diào)了對培養(yǎng)目標的支撐和廣度上的完全覆蓋[9]。

專業(yè)方向課程通常設置在學生完成通識課程和專業(yè)基礎課程學習之后，學生需要具備一定的知識儲備才能進入專業(yè)方向課程的學習，因此它們起著承上啟下的關(guān)鍵作用。專業(yè)方向課程在一定程度上決定了該專業(yè)培養(yǎng)的畢業(yè)生的專業(yè)特色和就業(yè)方向。重慶理工大學材料科學與工程專業(yè)是重慶市一流專業(yè)，重慶市“三特行動計劃”特色專業(yè)，所屬學科為重慶市一流學科，也是該校的傳統(tǒng)優(yōu)勢專業(yè)。但是在我國制造業(yè)升級轉(zhuǎn)型期間，材料專業(yè)的發(fā)展也面臨著嚴峻的挑戰(zhàn)，主要問題集中在專業(yè)方向課程教學內(nèi)容過于傳統(tǒng)和培養(yǎng)的專業(yè)技能不符合市場需求這兩方面，而OBE理念可以很好地解決這些問題，而傳統(tǒng)的專業(yè)課程無論是在課程目標設置，還是在教學內(nèi)容上都無法緊跟OBE理念，因此急迫需要對其進行改革。本文以重慶理工大學材料科學與工程專業(yè)的《金屬腐蝕與防護》專業(yè)課程改革過程為例，探討了如何在工程教育專業(yè)認證背景下并基于OBE理念建設專業(yè)方向課程。

1?課程改革原則

OBE理念強調(diào)學生在完成大學所設置的所有課程并通過考核后，可以獲得明確的能力，這就要在人才培養(yǎng)目標確定后，專業(yè)方向課程的教學目標必須可以支撐培養(yǎng)目標的達成，這也就要求對專業(yè)方向課程教學目標進行相應改革。針對專業(yè)方向課程教學目標的改革，總結(jié)了以下三個原則

1.1?必須支撐人才培養(yǎng)目標

人才培養(yǎng)方案的確定是基于“頂層宏觀設計”，是源于人才市場實際需求，因此在制定時時不會考慮具體的課程設計的，反過來則是對課程設計提出了要求：必須可以支撐人才培養(yǎng)方案。因此，現(xiàn)階段的課程目的設置不再是以課程本身為主，而是以培養(yǎng)方案為主，培養(yǎng)方案中提出的能力要求，特別是對專業(yè)方向的要求需要在專業(yè)方向課程目標中得到體現(xiàn)，這樣才能完整地保障培養(yǎng)目標的實現(xiàn)。

1.2?必須符合產(chǎn)出導向原則

專業(yè)方向課程與培養(yǎng)目標一樣，也須符合產(chǎn)出導向原則，不能遵循傳統(tǒng)的“教學導向”。而專業(yè)方向課程在這方面的負擔的責任相較其他課程更為重大，因為人才培養(yǎng)目標同樣也是目標導向，而且專業(yè)方向的培養(yǎng)目標需要專業(yè)方向課程的支撐才能實現(xiàn)。因此在設計課程目標時，必須遵循符合產(chǎn)出導向。

1.3?課程目標必須精準明確

工程認證對各畢業(yè)指標點有著明確且詳細的要求，而且每門課程所能支撐的畢業(yè)要求是嚴格限制的，因此對于專業(yè)方向課程的目標需要精準對接培養(yǎng)目標中的指標點，保證學生通過課程的學習，在達到課程考核要求條件后，應該獲得明確的能力，精準到達畢業(yè)要求。

2?教學目標改革

OBE理念強調(diào)學生在完成大學所設置的所有課程并通過考核后，可以獲得明確的能力，這就要求學校在制定人才培養(yǎng)大綱時，為達到工程認證專業(yè)認證標準，學校于2019年對教學大綱進行了重新編寫，在結(jié)合重慶目前的產(chǎn)業(yè)布局和學校定位，并結(jié)合工程教育認證要求，學校提出了材料科學與工程專業(yè)的培養(yǎng)目標：立足重慶，輻射全國，在金屬材料工程領域，培養(yǎng)德、智、體、美、勞全面發(fā)展，具有扎實的自然科學基礎知識儲備和良好的人文科學素養(yǎng)，掌握金屬材料領域的基礎理論知識、專業(yè)技能及科學研究方法，具備裝備制造、汽車零部件、電子器件、新材料領域知識背景及創(chuàng)新能力，能夠從事材料開發(fā)設計、生產(chǎn)、科學研究等工作，并具有繼續(xù)學習能力、創(chuàng)新能力和前沿視野的高素質(zhì)應用型工程技術(shù)人才。該人才培養(yǎng)方案明確了畢業(yè)生的就業(yè)領域、培養(yǎng)能力和人才定位。

《金屬腐蝕與防護》是重慶理工大學材料科學與工程專業(yè)本科生的專業(yè)方向必修課程，也是一門應用性很強的技術(shù)科學。通過這門課程的學習，使學生掌握金屬及其合金材料腐蝕基本理論和規(guī)律，了解材料因素、環(huán)境因素、力學因素對材料腐蝕性能的影響，從而在從事相關(guān)裝備及零件的設計、制造、安裝與維修工作中，能從腐蝕與防護的角度，正確地選擇材料，進行合理的結(jié)構(gòu)設計和采取必要的防護措施。

原有的課程目標為：“使學生通過本課程學習，掌握金屬和非金屬材料腐蝕基本理論和規(guī)律，了解材料因素、環(huán)境因素、力學因素對材料腐蝕性能的影響，培養(yǎng)學生針對具體條件正確選擇材料及合理采取防腐措施的能力”。顯然，這樣的教學目標過于模糊，而且無法明確表明支持人才培養(yǎng)目標，因此對教學目標進行了修改，以使其符合工程教學認證標準（詳見表1）。新教學目標由四個細分的小目標組成，每一個目標有明確描述，并可以支撐某一點畢業(yè)要求（支撐力度有區(qū)別）。通過這樣的改革，不但更為明確了課程的教學目標，課程支撐人才培養(yǎng)目標的角度和程度也可以得以體現(xiàn)。

3?教學內(nèi)容改革

教學內(nèi)容是支撐教學目標的基石，只有設置合理的教學內(nèi)容才有有效達到課程設計的教學目標，因此從以下兩方面對教學內(nèi)容進行了改革。

3.1?緊盯目標，需求導向

OBE理念要求必須以產(chǎn)出為導向，而產(chǎn)出目標已經(jīng)在人才培養(yǎng)方案中明確定位，因此課程的教學內(nèi)容必須緊盯人才培養(yǎng)目標，并以實際需求作為導向?；谥貞c市在裝備制造、汽車零部件、電子器件、新材料等領域的產(chǎn)業(yè)布局與實際需求，《金屬腐蝕與防護》課程的教學內(nèi)容進行了相應的調(diào)整。例如在裝備制造和汽車生產(chǎn)中，會使用大量的鋼鐵材料，因此在教學內(nèi)容中會針對這些行業(yè)常用到的腐蝕知識進行適當?shù)耐卣购图由?，以方便學生進行這些領域就業(yè)。

3.2?刪繁去臃，突出特色

腐蝕與防護是一門綜合性的科學，它結(jié)合了材料、冶金、電化學等學科的知識，如果追求知識體系的完整度，則在有限的學時中難以做到特色鮮明。輕合金是重慶理工大學材料學科的特色及優(yōu)勢研究方向，有大量的優(yōu)秀教師從事相關(guān)科學研究，重慶也是全國的輕合金生產(chǎn)基地，部分畢業(yè)生會從事相關(guān)的工作。因此在課程中重點突出了“輕合金腐蝕與防護”這一特色，涉及到該方面的教學內(nèi)容被適當增加，使學生有方向性地學習本門課程。如在介紹電動序知識點時，會對鎂較低的電動序及其與鎂合金較差的耐蝕性能間的關(guān)系進行教授，在腐蝕控制手段中也會對鎂合金表面處理技術(shù)進行講解。而對一些與培養(yǎng)目標距離較遠的教學內(nèi)容則進行了適當?shù)膭h減，例如在高溫腐蝕章節(jié)，原有的教學內(nèi)容占據(jù)4個學時，現(xiàn)在調(diào)整為2個學時，只介紹其中重要的基本概念和理論，不做過多的拓展講解。

4?教學方式改革

在改革教學內(nèi)容后，就需要對教學方式進行相應調(diào)整，才能與之匹配。顯然，傳統(tǒng)的課堂教學已無法滿足需求，因此除常規(guī)的線下課堂教學外，還進行了以下方式的嘗試：

4.1?線上輔助教學

由于線下教學的形式和時間限制，學生可能無法完全在課堂教學中掌握所有知識，因此建設了《腐蝕與防護》在線課程，里面涵蓋了課件、習題、課程資料、案例等豐富的教學資源，學生可以通過手機、平板、筆記本電腦等終端隨時訪問獲取，大大提升了學習效率。圖1展示了該在線課程的封面。此外，作業(yè)的布置與提交也采用線上提交形式，這使得多媒體（圖片、視頻等）可以增添至作業(yè)中，豐富作業(yè)形式。

4.2?課外現(xiàn)場教學

金屬的腐蝕問題具有普遍性，它們廣泛發(fā)生在學生身邊，因此這提供了一個良好的機會，即走出課堂，在校園中尋找腐蝕現(xiàn)象，并在現(xiàn)場確認腐蝕機制、提出解決方案。這種現(xiàn)場教學不但讓學生直觀地發(fā)現(xiàn)身邊的腐蝕現(xiàn)象，更能通過獨特的課外模式調(diào)節(jié)學習心態(tài)，加深學習印象。

4.3?實際案例教學

腐蝕與防護是一門應用性極強的學科，因此將科研中接觸的實際腐蝕案例融入教學中，在課堂講授、課外作業(yè)，甚至是期末考試中均能發(fā)現(xiàn)實際案例。通過實際案例的訓練，學生不在是生硬地掌握知識，而是具象化地認識腐蝕，并能根據(jù)自己所學的知識提出解決方案，以到達目標導向的目的。

5?評價方式改革

課程的評價是教學中最重要的環(huán)節(jié)之一，成績的高低不但表現(xiàn)了學生的學習情況，也反映了教師的教學效果，但是傳統(tǒng)的評價方式無法滿足工程教育專業(yè)認證，也無法提供支持OBE效果的數(shù)據(jù)，因此對課程的評價方式進行改革迫在眉睫，并通過以下三方面對《金屬腐蝕與防護》課程進行了改革：

5.1?提高平時考核比例

目前，絕大多數(shù)的課程考核成績均由最終的期末考試成績決定。以《金屬腐蝕與防護》為例，在改革前期末考試成績比例高達80%。過高的期末成績占比會帶來以下幾個弊端：首先是考核方式過于單一，限于期末考試的形式限制，只能通過傳統(tǒng)試題考核學生的學習效果；二是學生平常學生態(tài)度不夠認真，往往依靠考試前“突擊”，導致雖然最終可以通過考核，但是短期記憶很快會被遺忘，而且囫圇吞棗并沒有深刻理解知識，導致工作時無法應用；最后是學習過程無法良好評判和監(jiān)督，限于較少的平時成績占比，學生在平時的學習表現(xiàn)并不會顯示較大的差距，因此也無法很好地評定平時學習效果。

基于以上，將課程的平時成績提升至40%（詳見表2），由一次小作業(yè)（占比15%）和一次大作業(yè)（占比25%）組成，分別在課程進行至二分之一和四分之三時發(fā)放。由于平時成績的增加，學生對于作業(yè)的積極性和認真程度顯著提高，而教師也可以通過平時成績情況，及時調(diào)整教學策略和教學計劃，以實現(xiàn)過程監(jiān)控，動態(tài)調(diào)整的效果。

表2.?課程目標達成考核與評價方式及成績評定對照表

課程目標

考核與評價方式及成績比例（%）

成績比例（%）

小作業(yè)

大作業(yè)

課程考試

目標1

5

5

20

30

目標2

0

5

15

20

目標3

10

10

20

40

目標4

0

5

5

10

合計

15

25

60

100

5.2?學生參與考核評價

在傳統(tǒng)的教學模式中，對學生學習效果的評價權(quán)往往只在教師單方面，這雖然保證了一定的權(quán)威性和公平性，但是評價過程是學生無法參與進來的，往往只是獲得最終的分數(shù)。也有部分教師嘗試學生互評，但是會出現(xiàn)學生“互相幫助”或敷衍了事的情況，導致最終效果不好。

在《金屬腐蝕與防護》課程改革過程中，設置了一個學生參與批改作業(yè)的環(huán)節(jié)，以占總成績15%的小作業(yè)為載體，在課堂上由學生集中討論并集體打分。這不但使全部學生都可以參與進來，而且避免了因個別學生導致的評價混亂。在實際中取得了較好的效果。首先是學生顯示了較強的參與度，他們對這種新型評價方式顯示了很強的好奇心，整個班級的積極性被調(diào)動得很高；其次是作業(yè)知識點被學生牢牢掌握，因為學生會首先深刻理解作業(yè)背后的知識點后，才能打出相對合理的分數(shù)（需要老師引導）；最后是學生的作業(yè)完成質(zhì)量明顯升高，特別是成績相對較差的學生，因為是在課堂上實名打分，關(guān)乎到“個人榮譽”，因此學生對作業(yè)的認真程度較高。

5.3?考核結(jié)果達成度處理

以往的課程考核結(jié)果主要以分數(shù)評定教學效果，并沒有對分數(shù)進行精細化處理。在工程教學認證中，對學習效果有著明確的量化考核形式，也就是達成度，即針對課程設置的每一個教學目標的達到效果如何。這不僅需要提前精確定義學習目標并進行相應的考核方式設置，還需要對考核結(jié)果進行精細化數(shù)據(jù)處理。由于本文的篇幅所限，這里不再闡述達成度的具體計算方式，僅列出2021年重慶理工大學材料科學與工程專業(yè)76名本科生的課程達成度最終情況（表3）。可以看到，通過統(tǒng)計分類計算，可以精確獲得每一個教學目標的達成度，根據(jù)達成度的結(jié)果，即可明確計算出該課程對畢業(yè)要求的貢獻程度如何，以及為后續(xù)持續(xù)改進課程提供量化參考數(shù)據(jù)。

表3.?2021年《金屬腐蝕與防護》課程目標達成度情況

目標1

目標2

目標3

目標4

平均分

23.86

15.70

32.07

7.26

達成度

0.7955

0.7849

0.8017

0.7263

6?結(jié)語

本文以重慶理工大學材料科學與工程專業(yè)的《金屬腐蝕防護》專業(yè)課改革過程為案例，探討了如何在工程教育專業(yè)認證背景下并基于OBE理念下改革專業(yè)方向課程。在專業(yè)課程改革中首先需要根據(jù)專業(yè)現(xiàn)狀、特色和優(yōu)勢，確定合理的人才培養(yǎng)目標，之后再確定專業(yè)方向課程的教學目標，并可以支撐人才培養(yǎng)目標的實現(xiàn)，并根據(jù)教學目標調(diào)整教學內(nèi)容，始終以產(chǎn)出目標為導向。同時對教學方式和評價模式進行合理創(chuàng)新和改革，增強學習成效并提供量化數(shù)據(jù)供課程后續(xù)改進參考。這樣，才能建設一門符合OBE理念并適用于工程教育專業(yè)認證的專業(yè)課程。

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