工程教育認證與材料專業基礎課程教學思考

趙 杰 李佳艷 王 清 葉 飛大連理工大學材料科學與工程學院 遼寧大連 116024

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工程教育認證與材料專業基礎課程教學思考

趙 杰 李佳艷 王 清 葉 飛
大連理工大學材料科學與工程學院 遼寧大連 116024

摘 要：高等工程教育專業認證已經成為國際上實施工程師認證的前提和基礎，在我國高等理工科院校中也受到高度重視。介紹了工程教育認證及其對專業課程教學的影響，并以材料科學基礎課程為對象，介紹了在2015版《工程教育認證標準》背景下，對課程教學大綱、教學內容、教學方式、教學理念的理解。

關鍵詞：工程教育認證；專業課程教學

1 工程教育認證

由于高等工程教育專業認證已經成為國際上實施工程師認證的前提和基礎，近年來，我國也高度重視高校的工程教育專業認證工作，政府相關部門及非政府組織都開展了相關工作，以建立與走向國際化的高等工程教育專業相適應的認證制度[1]。

國際上，美國由美國工程及技術教育認證委員會(Accreditation Board for Engineering and Technology，簡稱ABET)基于高等工程教育認證體系開展認證工作，這是一個獨立于政府之外的民間團體，涉及領域幾乎涵蓋了工程與技術的所有門類。德國由工科專業認證機構(the Accreditation of Bachelor's and Master's Study Programs in Engineering，Informatics，Natural Sciences and Mathematics，簡稱ASIIN)實施，這是由各大學、重要的工商業組織、權威的科技協會以及專業教育和進修聯合會共同參與建立的非營利性機構，并獲得德國認證委員會的資格認可。英國由英國工程委員會(Engineering Council UK，簡稱ECUK)開展認證，這是一家皇家特許的權力機構，其職責是為工程師、工藝師和技術員確定并保持專業能力和職業道德的國際公認標準[2]。日本則由日本技術者教育認定機構(Japan Accreditation Board for Engineering Education，簡稱JABEE)認證評價，JABEE是日本唯一的專業認證評價機構，主要側重于教育方面，由外部機構對高等教育機構實施專業認證，主要評價教育課程是否真正滿足和達到社會、特別是工業企業的要求[3]。

教育部高等教育教學評估中心、中國工程教育專業認證協會是國內推動建立工程教育認證及相關評估制度的主要機構。工程教育認證是在教育部“學校自我評估基礎、院校評估、專業認證及評估、國際評估和教學基本狀態數據常態監控”為主的“五位一體”的中國特色評估制度中的重要一項。工程教育認證不是評優，而是合格性評價，是對工程教育能否達到所規定的最低標準進行檢查，通過認證只是表明專業達到了基本的質量要求[4]。工程教育認證的目的主要在于推進工程教育改革，提高工程教育質量，促進工程教育與行業企業的聯系，增強工程人才培養對經濟社會發展的適應性，促進工程教育的國際互認，提升工程教育的國際競爭力，對我國高等工程教育產生重要影響意義[1,5]。

2 工程認證對專業課程教學的作用

工程教育認證的理念有3個核心內容，一是基于產出導向的教育取向(Outcome-Based Education，簡稱OBE)，二是以學生為中心的教育理念，三是持續改進的質量文化。理念的認證工作的核心，在整個認證過程中都需要貫穿始終。這就需要專業在學校定位的基礎上，通過收集畢業生、教師、用人單位和行業專家等與專業相關的信息和市場調研情況，分析與專業相關的行業、區域在當前和未來一段時期對本專業人才的需求，制訂出與社會需要、學校使命及認證標準相一致的培養目標，在此基礎上依據工程認證標準的要求，制定專業學生的畢業要求和課程體系，并建立相關關系。目前國內一些院校已有較好的相關工作經驗[6-8]。

隨著工程教育認證的推進，工程與認證標準也在不斷改進，在中國工程教育認證協會2015版的《工程教育認證標準》中，通用標準仍然包括學生、培養目標、畢業要求、持續改進、課程體系、師資隊伍以及支持條件七方面，專業補充標準規定了相應專業在課程體系、師資隊伍和支持條件方面的特殊要求。如在課程體系中，材料科學與工程專業應包含的知識領域有：材料科學基礎、材料工程基礎、材料性能表征、材料結構表征、材料制備技術、材料加工成型等相關教學內容。而金屬材料工程專業應包含的知識領域有：物理化學、材料科學基礎、材料工程基礎、材料性能表征、金屬材料及熱處理、材料結構表征、材料制備技術、材料加工成型等相關教學內容。

畢業要求是工程教育認證的重要組成部分，《工程教育認證標準》中提出：專業必須有明確、公開的畢業要求, 畢業要求應能支撐培養目標的達成。專業應通過評價證明畢業要求的達成。2015版的《工程教育認證標準》與之前的認證標準相比，強調畢業要求的重要性明顯增加，課程設計等許多重要環節都是針對畢業要求達成情況開展認證工作的。2015版《工程教育認證標準》中，提出了新的畢業要求，專業制定的畢業要求需要完全覆蓋以下12個方面，即：工程知識、問題分析、設計/開發解決方案、研究、使用現代工具、工程與社會、環境和可持續發展、職業規范、個人和團隊、溝通、項目管理、終身學習。

新版標準中反復重點強調了“分析解決復雜工程問題的能力”。例如在畢業要求1的“工程知識”中，明確提出“能夠將數學、自然科學、工程基礎和專業知識用于解決復雜工程問題”。而在畢業要求2“問題分析”中，提出“能夠應用數學、自然科學和工程科學的基本原理，識別、表達、并通過文獻研究分析復雜工程問題，以獲得有效結論”。這意味著專業的課程設置、教學大綱、教學內容都需要基于專業特點，圍繞專業要求分別設置。以金屬材料工程專業為例，針對認證標準對于畢業要求2“問題分析”，設置金屬材料工程專業的具體畢業要求為：(1)具有綜合運用所學的數學，自然科學和工程科學的基本原理分析解決復雜工程問題的能力；(2)掌握運用專業基礎知識分析金屬材料工程專業相關問題的能力；(3)具有通過文獻檢索分析，并結合金屬材料工程知識，研究金屬材料專業的復雜工程問題，能夠獲得有效結論的能力。相應的，各門課程也需要提出對具體的畢業要求的支撐，需要具體落實在課程教學大綱中。

3 工程教育認證背景下材料科學基礎課程教學

在工程教育認證的體系下，相關課程的教學內容、教學大綱、授課方式等都要有所變化，傳統教學大綱中主要敘述課程的性質與任務、課程內容、基本要求與學時分配等因素，重點強調知識傳授而非能力培養。而基于OBE理念的教學大綱要在能力培養上更加重視，同時還要準確設定課程支撐的畢業要求、課程擬達到的特定教學目標以及二者之間的關系，并且需要體現課程考核內容及方式對畢業要求達成度的支撐情況。

3.1 材料科學基礎課程畢業要求及特定教學目標的設定

在材料科學基礎課程中，重點承擔《工程教育認證標準》中的工程知識、問題分析、溝通、終身學習4項能力的培養，在教學大綱中分別提出了課程支撐的具體畢業要求。(1)掌握金屬材料工程專業的基礎理論知識，具有解決專業復雜工程問題的基本能力。(2)具有應用所學的數學，自然科學和工程科學的基本原理分析解決復雜工程問題的能力。(3)具有一定的國際視野和跨文化的交流、競爭與合作能力。能夠用外語進行信息交流及閱讀專業文獻資料。(4)具有自主學習和終身學習的意識，具有跟蹤本專業學科前沿發展、趨勢的能力。據此，結合材料科學基礎的具體授課能內容，制定了材料科學基礎課程擬達到的特定教學目標，一方面需要就材料科學基礎理論，如掌握晶體學、晶體缺陷、形變、材料強化、相圖、相變等基礎理論知識方面有闡述，還需要明確解決復雜工程問題的能力。例如，材料的性能是與其晶體結構、晶體缺陷、形變等因素相關。因此，教學大綱中需要提出分析解決與性能相關的晶體-晶體缺陷-形變-回復再結晶相關的復雜工程問題，并在教學工程中具體實現。

此外，課程也可以拓展實現除了材料知識與原理之外的其他能力。例如：針對“溝通”能力，提出通過雙語教學，培養學生的專業英語能力及國際化視野，能夠閱讀英語專業短文；針對“終身學習”能力，通過介紹材料科學發展歷史和動向，培養學生自主學習和終身學習的意識。針對上述所提出的特定教學目標，教學大綱中要求教師在教學方式上也需要改革，改變傳統的單純講授方式，結合課堂討論，學生報告等多種方式，重視并加強學生非知識能力的培養。

3.2 材料科學基礎課程課程考核環節的改革

除此之外，針對《工程教育認證標準》，材料科學基礎課程還在課程考核環節進行了改革，堅決避免“一考定成績”的情況發生，結合平時課堂成績，作業成績，期中期末成績等多個環節，確定學生最終課程達到的畢業能力情況，綜合衡量學生的知識及個人素質能力，以保證對畢業達成度支撐情況的準確判定。并將考核方式準確總結，固定寫入教學大綱中，督促教師認真執行。3.3 材料科學基礎課程畢業要求達成度分析方式

對于材料科學基礎課程畢業要求課程達成度的情況，我們也設定了多個環節全方位的評估。除了教學過程中的緊密跟蹤外，還在教學考核結束后，要求授課教師對課程完成特定教學目標和畢業能力進行評估，評估落實到每位聽課學生上。同時，對選課學生進行問卷調查，請學生自評課程畢業能力達成情況。長期來說，我們還會對畢業生進行跟蹤調查，請畢業生結合工作后的情況，對材料科學基礎課程的授課內容、授課方式、特定教學目標及畢業要求等相關信息提出反饋意見。并結合多方面的反饋意見，請授課教師對課程教學進行改革。

4 結束語

工程教育認證正在成為高等工程教育的大趨勢，正如教育部高等教育教學評估中心主任吳巖所言，工程教育占中國高等教育專業設置、畢業生總量的三分之一，認證將為工程類學生走向世界打下了基礎，也意味著中國高等教育將真正走向世界。

參考文獻

[1] 林健.工程教育認證與工程教育改革和發展[J]. 高等工程教育研究,2015(2):10-19.

[2] 倪凱,金尚忠,孫彩霞.發達國家高等工程教育認證體系及其啟示[J].高等理科教育,2011(5):51-55.

[3] 張海英.日本的工程教育認證[ J ] .高等工程教育研究,2011(5):46-50.

[4] 支希哲,韓阿偉.高等工程教育專業認證的問題及對策[J].中國高校科技,2015(4):44-47.

[5] 沈巖,康妮,劉惠琴.工程教育認證的實踐與思考[J].學位與研究生教育,2009(3):52-55.

[6] 高小鵬,呂衛鋒,馬殿富.工程教育認證提升專業建設水平[J].計算機教育,2013,20(10):18-23.

[7] 邵輝,葛秀坤,畢海普.工程教育認證在專業建設中的引領與改革思考[ J ] .常州大學學報:社會科學版,2014,15(1):104-107.

[8] 張學洪,張軍,曾鴻鵠.工程教育認證制度背景下的環境工程專業本科教學改革啟示[J].中國大學教學,2011(6):37-39.

The Supportability of Fundamentals of Materials Science Course on the Engineering Education Accreditation

Zhao Jie, Li Jiayan, Wang Qing, Ye Fei
School of Materials Science and Engineering, Dalian University of Technology, Dalian, 116024, China

Abstract:The accreditation of engineering education has received a great deal of attention in universities/ colleges of science and technology in China, which is a prerequisite and foundation for the international recognition of engineers’ licensing. The present work investigates the influences of the accreditation of engineering education on the teaching of specialized courses. Based on the accreditation criteria of 2015, the teaching syllabus and content, as well as the teaching method and philosophy of the Fundamentals of Materials Science course would be improved further.

Key words:accreditation of engineering education; specialized course teaching

基金項目：高等學校本科教學改革與教學質量工程建設項目-金屬材料工程專業綜合改革及建設。

作者簡介：趙杰，博士，教授。李佳艷，博士，副教授。王清，博士，副教授。葉飛，博士，教授。

收稿日期：2015-07-02