工程教育認證背景下材料科學(xué)與工程專業(yè)教學(xué)改革與實踐

賈延琳 崔素萍 席曉麗 高峰 郭福

摘? 要：該文簡要回顧我國工程教育專業(yè)認證的歷史發(fā)展，闡述認證的核心理念。綜合分析目前國內(nèi)高校材料科學(xué)與工程專業(yè)的工程教育認證現(xiàn)狀，并針對目前普遍存在的問題進行剖析?；诠こ探逃龑I(yè)認證理念和標(biāo)準(zhǔn)要求，北京工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程專業(yè)以兩輪認證考察為契機，推動人才培養(yǎng)模式改革，對培養(yǎng)目標(biāo)、畢業(yè)要求、課程體系進行重新梳理及修訂，完善畢業(yè)要求達成度、課程目標(biāo)達成度評價、學(xué)生能力達成的記錄形成性評價方法。改革措施取得顯著成效。

關(guān)鍵詞：工程教育專業(yè)認證；材料科學(xué)與工程；教學(xué)改革；北京工業(yè)大學(xué)；教學(xué)實踐

中圖分類號：G642? ? ? ? 文獻標(biāo)志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2023）21-0128-04

Abstract： This paper briefly reviews the historical development of engineering education professional certification and expounds its core concept. The current situation of engineering education certification of materials science and engineering specialty are summarized and the common problems at present analyzed. According to the core concept and standard requirements of engineering education certification， Beijing University of Technology has promoted the reform of talent training mode under the background of two rounds of certification. On the one hand， the training objectives， graduation requirements and curriculum system have been reorganized and revised. Besides， the completion degree evaluation of graduation requirements and curriculum objectives and the record forming evaluation method of students' ability are improved. During this process， remarkable effects have been achieved in the reform measures.

Keywords： engineering education certification; material science and engineering; educational reform; Beijing University of Technology; teaching practice

當(dāng)今形勢下，高等工程教育正在發(fā)生重大變化，不僅在于工程技術(shù)的新舊交替，更重要的是工程教育的理念、方法和內(nèi)涵。近年來，工程教育專業(yè)認證和“新工科”建設(shè)是工科高等教育改革領(lǐng)域曝光率最高的兩個關(guān)鍵詞。特別是工程教育專業(yè)認證，其三大核心理念“以學(xué)生為中心、基于產(chǎn)出的成果導(dǎo)向、持續(xù)改進”日漸深入人心，已成為推動工程教育人才培養(yǎng)模式改革、提高我國高等工程人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要舉措，受到了各方面的廣泛關(guān)注。

一? 我國工程教育專業(yè)認證的發(fā)展

工程教育專業(yè)認證源起于《華盛頓協(xié)議》，而《華盛頓協(xié)議》是一項工程教育本科專業(yè)認證的國際互認協(xié)議，主要是針對簽約成員在國際上本科學(xué)歷的資格互認。

為推動我國高等教育在國際上的認可度，我國從1992年著手進行試點，由教育部委托建筑部先后展開對建筑類、土木類等專業(yè)進行認證評估。此后多年間不斷探索、總結(jié)、積累經(jīng)驗。2006年，由教育部牽頭正式啟動了全國工程教育專業(yè)認證試點工作，同時制定了有關(guān)專業(yè)認證的辦法和章程。2013年6月19日，經(jīng)全體成員投票一致同意中國加入《華盛頓協(xié)議》，成為了預(yù)備成員，經(jīng)歷了3年考察期后，于2016年6月2日成功轉(zhuǎn)正，中國成為《華盛頓協(xié)議》的第18個正式會員。這意味著通過認證的中國大陸工程專業(yè)本科學(xué)位將得到該協(xié)議所有正式成員的承認，這將對于中國工程技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)對國際競爭、走向世界具有重要意義[1]。

二? 工程教育專業(yè)認證的核心理念

工程教育認證是國際通行的工程教育質(zhì)量保證制度，是工程教育的基本質(zhì)量要求。認證屬于一種合格評估，關(guān)鍵在于基本要求而不是專業(yè)的評比和排名。其核心理念有三：一是以學(xué)生為中心，圍繞培養(yǎng)目標(biāo)和全體學(xué)生畢業(yè)要求的達成進行資源配置和教學(xué)安排，注重激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性，創(chuàng)新教學(xué)形式、改革教學(xué)方法，將教學(xué)過程中的重點由“老師教”向“學(xué)生學(xué)”進行轉(zhuǎn)移；二是基于產(chǎn)出的教學(xué)過程和評價方法，強調(diào)專業(yè)教學(xué)設(shè)計和教學(xué)實施是以學(xué)生接受教育后所取得的學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向，由傳統(tǒng)的“課程導(dǎo)向”向“成果導(dǎo)向”進行轉(zhuǎn)移；三是持續(xù)改進的理念，強調(diào)專業(yè)必須建立有效的質(zhì)量監(jiān)控和持續(xù)改進機制，不斷提高專業(yè)人才的培養(yǎng)質(zhì)量[2]。

三? 國內(nèi)高校材料科學(xué)與工程專業(yè)工程教育認證現(xiàn)狀

材料類專業(yè)認證工作于2012年啟動試點工作，2015年成立材料類分委員會，目前已有80余個專業(yè)通過認證。隨著認證工作的不斷推進，越來越多的材料科學(xué)與工程專業(yè)加入到專業(yè)認證的行列[3-4]。

（一）? 辦學(xué)模式差異化

材料科學(xué)與工程專業(yè)作為一級學(xué)科專業(yè)，其內(nèi)涵與金屬材料工程、無機非金屬材料工程、高分子材料與工程等二級學(xué)科專業(yè)存在顯著的區(qū)別，其辦學(xué)模式面臨著特有的挑戰(zhàn)。筆者作為材料類分委會秘書處成員，參與了分委會的組織機構(gòu)建設(shè)及專業(yè)申請審核受理、自評審閱和進校考查等各階段的具體工作。筆者在工作中接觸過50余個不同類型的材料科學(xué)與工程專業(yè)，通過審閱材料和進?？疾椋l(fā)現(xiàn)現(xiàn)有材料科學(xué)與工程專業(yè)的辦學(xué)模式主要可以分為以下幾類（圖1）。

1）按材料科學(xué)與工程一級專業(yè)培養(yǎng)，以上海交通大學(xué)、北京工業(yè)大學(xué)和上海理工大學(xué)為代表。此類學(xué)校在培養(yǎng)目標(biāo)和課程體系設(shè)置方面突破了傳統(tǒng)二級專業(yè)（方向）的界限，按照“大材料”的概念培養(yǎng)學(xué)生[5]。

2）按某一二級專業(yè)為特色分方向培養(yǎng)，以中南大學(xué)、西安建筑科技大學(xué)為代表。此類學(xué)校課程體系設(shè)置以某一二級專業(yè)為依托，有明顯的行業(yè)特色。例如中南大學(xué)在金屬材料方面特色明顯，西安建筑科技大學(xué)在無機非金屬材料方面特別是水泥方向特色明顯[6-7]。

3）按一級專業(yè)大類招生，按二級專業(yè)培養(yǎng)，以鄭州大學(xué)為代表，其材料科學(xué)與工程專業(yè)涵蓋了4個二級專業(yè)方向，在課程體系設(shè)置方面四者有一定聯(lián)系，但相對獨立完整[8]。

上述3類材料科學(xué)與工程專業(yè)辦學(xué)模式的存在有一定的歷史原因，同時也和各專業(yè)的發(fā)展沿革有密切關(guān)系。從新中國成立至20世紀(jì)末，我國高校的專業(yè)辦學(xué)基本延續(xù)蘇聯(lián)模式，各專業(yè)具有明顯的行業(yè)特色，專業(yè)內(nèi)涵深而窄。1998年教育部公布了新的專業(yè)目錄，設(shè)立了一系列一級專業(yè)，鼓勵按照厚基礎(chǔ)、寬口徑辦學(xué)。在教育部的改革方向指引下，眾多學(xué)校開始探索材料科學(xué)與工程一級專業(yè)的辦學(xué)模式，常見做法是將原有多個二級專業(yè)（方向）進行整合，打通專業(yè)基礎(chǔ)課，在專業(yè)課中維持原有專業(yè)方向特色。在這一過程中，不同學(xué)校的整合水平和程度逐漸顯現(xiàn)出差異。此外，在2000年之后的高校合并潮中，有些學(xué)校的材料科學(xué)與工程專業(yè)并入了原屬不同行業(yè)的二級專業(yè)，以至于某些材料科學(xué)與工程專業(yè)包含了學(xué)科基礎(chǔ)差異巨大的若干二級專業(yè)。

（二）? 存在的主要問題

除了辦學(xué)模式存在差異，筆者在認證審核考察過程中還發(fā)現(xiàn)各材料科學(xué)與工程專業(yè)在“培養(yǎng)目標(biāo)、畢業(yè)要求、課程體系、達成度評價（包括畢業(yè)要求和課程目標(biāo)）以及記錄形成性評價”幾個方面存在不同程度的問題（圖2）。具體表現(xiàn)為以下幾方面。

1）制定培養(yǎng)目標(biāo)時需要能夠與學(xué)校、專業(yè)的特色和定位相契合，與社會需求相結(jié)合，能夠充分考慮“社會需要怎樣的人才，基于這種需求我們要培養(yǎng)出什么樣的人才”。但目前材料類專業(yè)存在的普遍問題之一就是在對培養(yǎng)目標(biāo)進定位時模糊不清且“放之四海而皆準(zhǔn)”，同學(xué)校的辦學(xué)定位脫節(jié)；在制定過程中僅是專業(yè)教師“閉門造車”，行業(yè)企業(yè)專業(yè)的參與度低，難以滿足行業(yè)企業(yè)等的社會需求。

2）畢業(yè)要求是要對學(xué)生在畢業(yè)時具備的能力和素養(yǎng)提出的目標(biāo)，不同學(xué)校的材料類專業(yè)有不同特色（見前文），因此對學(xué)生提出的能力素養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)存在很大差異；但目前存在的現(xiàn)實情況是不同材料類專業(yè)制定的畢業(yè)要求呈現(xiàn)出同質(zhì)化情況，無法體現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)的差異性，只是對通用標(biāo)準(zhǔn)解讀中提出的畢業(yè)要求進行簡單套用，沒有體現(xiàn)出個性化和專業(yè)特色。

3）課程體系整合不到位，不同專業(yè)方向培養(yǎng)不平衡；課程體系對畢業(yè)要求指標(biāo)點的支撐存在不合理的現(xiàn)象，體現(xiàn)為課程對指標(biāo)點的支撐只是在矩陣中簡單勾畫，缺乏支撐依據(jù)，課程對指標(biāo)點的強弱支撐設(shè)置也缺乏依據(jù)。

4）達成度評價是衡量人才培養(yǎng)情況的重要評估指標(biāo)，應(yīng)能反應(yīng)出學(xué)生掌握能力水平的高低，但目前達成度評價多是流于形式，對傳統(tǒng)以教師“教”為主體的教學(xué)模式向以學(xué)生“學(xué)”為主體的成果導(dǎo)向教育OBE轉(zhuǎn)變的引導(dǎo)不足。

5）記錄形成性評價體系不健全，評價方式仍過多依賴于結(jié)果性評價；對學(xué)生能力達成與否的判斷標(biāo)準(zhǔn)仍為是否修滿全部學(xué)分，缺乏系統(tǒng)的評價過程和科學(xué)方法等。

四? 北京工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程專業(yè)的教學(xué)改革與實踐

北京工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程專業(yè)（以下簡稱“本專業(yè)”）較早地按照專業(yè)認證理念進行教學(xué)模式改革，積極參與認證工作。在2014年認證申請受理之前，本專業(yè)已基于OBE理念開始推動人才培養(yǎng)模式改革，對培養(yǎng)目標(biāo)、畢業(yè)要求、課程體系的相互關(guān)系進行了重新梳理和修訂，主要做了如下工作：①結(jié)合學(xué)校辦學(xué)定位和北京城市建設(shè)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要對培養(yǎng)目標(biāo)進行了修訂；②按照認證通用標(biāo)準(zhǔn)的12條畢業(yè)要求對本專業(yè)的畢業(yè)要求進行了修訂；③對部分工程基礎(chǔ)課程進行了調(diào)整，將機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計整合到專業(yè)課程設(shè)計中，調(diào)整后的各類課程學(xué)分比例滿足認證標(biāo)準(zhǔn)和國家質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求；④重新修訂教學(xué)大綱，建立專業(yè)課程的課程目標(biāo)達成評價制度，并推動落實將其常規(guī)化；⑤探索多種評價方式和途徑，對畢業(yè)要求達成度和學(xué)生能力達成進程進行多元評價和評估。于2015年成為全國第5個通過認證的材料科學(xué)與工程專業(yè)，是材料類分委員會成立后第一批通過認證的專業(yè)。

通過第一輪專業(yè)認證后，在積極準(zhǔn)備第二輪認證考察的過程中依舊存在一些問題，必須承認本專業(yè)或多或少存在與其他同類專業(yè)相似的問題。作為北京市屬唯一“211”高校，本專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)要緊緊圍繞“人文北京、科技北京、綠色北京”這一北京發(fā)展戰(zhàn)略定位[9]。在這一人才培養(yǎng)定位的指引下開展教育模式研究、改革與實踐，對培養(yǎng)目標(biāo)、畢業(yè)要求、課程體系、達成度評價（包括畢業(yè)要求和課程目標(biāo)）以及學(xué)生能力達成的記錄形成性評價等方面進行梳理、修訂和探索[10]。具體內(nèi)容如下（圖3）。

1）修訂培養(yǎng)目標(biāo)。充分考慮“人文北京、科技北京、綠色北京”的北京發(fā)展戰(zhàn)略定位，分析挖掘北京城市建設(shè)和行業(yè)發(fā)展對材料科學(xué)與工程人才的需求特點和趨勢，以人才產(chǎn)出為目的，進一步明確本專業(yè)人才培養(yǎng)定位和能力要求，優(yōu)化畢業(yè)5年后的成就預(yù)期，提出符合學(xué)校辦學(xué)定位、適應(yīng)北京城市建設(shè)和行業(yè)需求、具備自身專業(yè)特色的人才培養(yǎng)目標(biāo)。

2）修訂畢業(yè)要求。基于修訂后的培養(yǎng)目標(biāo)，制定了明確的畢業(yè)要求，完全覆蓋工程教育認證標(biāo)準(zhǔn)，并依據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)和專業(yè)特色將12條畢業(yè)要求分解為可衡量的指標(biāo)點，強化畢業(yè)要求的個性化和可衡量性。

3）修訂課程體系。明確各門課程在學(xué)生達成畢業(yè)要求過程中所起的作用，分析對應(yīng)的課程目標(biāo)對畢業(yè)要求的支撐能力，聚焦學(xué)生各項能力達成過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，充分挖掘分析學(xué)生能力形成的基本規(guī)律，以提升學(xué)生能力培養(yǎng)效果為目的，進一步整合理論課程、實驗課程和實踐課程，完善課程體系設(shè)置。

4）完善評價方法。為建立系統(tǒng)化的記錄形成性評價體系。對學(xué)生在整個學(xué)習(xí)過程中的表現(xiàn)進行跟蹤與評估，運用信息化手段聯(lián)合社會力量，開展多種形式的問卷調(diào)查和開發(fā)學(xué)習(xí)痕跡及成果管理系統(tǒng)，探索多渠道多維學(xué)生能力達成評價方法。

以上改革措施取得顯著成效：在新修訂的畢業(yè)要求及其指標(biāo)點分解基礎(chǔ)上，分析了各項能力形成的過程，制定了能力達成路線圖，并對現(xiàn)有課程體系進行了重新整合，針對其中關(guān)鍵節(jié)點進行實踐環(huán)節(jié)設(shè)計，實現(xiàn)了能力達成各環(huán)節(jié)的可衡量與可考核。經(jīng)不斷改進，本專業(yè)于2019年3月的材料類專業(yè)認證委員會召開結(jié)論審議會上，通過了第二輪工程教育認證，審議會對本專業(yè)的持續(xù)改進效果表示認可。

五? 結(jié)束語

工程教育認證并非是一勞永逸，正如專業(yè)認證的核心理念——“持續(xù)改進”，教育教學(xué)改革是持續(xù)不斷推進的，改進一直在路上，我們不能滿足于“形似”，更要努力做到“神似”“魂似”，前行之路不易，需不斷努力。

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