基于OBE理念的材料成型及控制工程專業(yè)畢業(yè)要求及課程體系構(gòu)建

錢志平 馬瑞 金淼 趙石巖

[摘要]OBE是基于產(chǎn)出為導(dǎo)向的教育模式，為《華盛頓協(xié)議》組織本科工程教育專業(yè)認(rèn)證的核心理念。按照工程教育專業(yè)認(rèn)證OBE理念，面向區(qū)域經(jīng)濟(jì)和行業(yè)發(fā)展的需求，逆向設(shè)計制定了材料成型及控制工程專業(yè)（鍛壓和模具方向）的人才培養(yǎng)方案和畢業(yè)要求，構(gòu)建了支持畢業(yè)要求的課程體系。實(shí)踐證明，該體系有利于專業(yè)學(xué)生達(dá)成畢業(yè)要求，并為相關(guān)專業(yè)工程教育專業(yè)認(rèn)證提供借鑒。

[關(guān)鍵詞]OBE；工程教育專業(yè)認(rèn)證；畢業(yè)要求；課程體系

[中圖分類號]G642.4[文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A[文章編號]1005-4634（2017）06-0083-03

在全球經(jīng)濟(jì)一體化的浪潮下，中國制造業(yè)已實(shí)現(xiàn)國際化，合資及外資企業(yè)大量涌現(xiàn)，工程技術(shù)人員跨國流動性增強(qiáng)，中國工程教育面臨著制造業(yè)全球化和工程教育國際化的雙重挑戰(zhàn)[1]。目前，我國高校開設(shè)了169個工科專業(yè)，工程教育覆蓋了90%以上的本科學(xué)校，高校開設(shè)工科的專業(yè)數(shù)超過了整個本科專業(yè)數(shù)的1/3，工科專業(yè)的在校生人數(shù)超過了所有本科專業(yè)在校生數(shù)的1/3，工程教育質(zhì)量的提高對于整個高等教育質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用。2013年，我國加入了《華盛頓協(xié)議》組織，作為預(yù)備會員今年將按相關(guān)程序轉(zhuǎn)為正式會員國。積極參與國際互認(rèn)，這是迎接工程教育全球化和工程技術(shù)人才跨國流動的必然選擇[2，3]。

我國的工程教育認(rèn)證經(jīng)過十多年的發(fā)展，已逐步形成相對成熟、能與國際工程認(rèn)證實(shí)質(zhì)等效的認(rèn)證體系。本專業(yè)自2014年9月提出申請，于2016年3月正式通過了專業(yè)認(rèn)證。筆者按照工程教育專業(yè)認(rèn)證的要求，結(jié)合本專業(yè)建設(shè)現(xiàn)狀，探討基于OBE的材料成型及控制工程專業(yè)（鍛壓和模具方向）畢業(yè)要求的制定及課程體系構(gòu)建。

1專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的確定

OBE（outcome-based education，縮寫為OBE）認(rèn)為教學(xué)體系和教學(xué)內(nèi)容的實(shí)施應(yīng)以學(xué)生最后所取得的學(xué)習(xí)成效（learning outcomes）作為出發(fā)點(diǎn)。傳統(tǒng)教育學(xué)科針對性強(qiáng)，強(qiáng)調(diào)知識的掌握，在教學(xué)實(shí)施上對專業(yè)知識的應(yīng)用能力不夠重視，較難滿足社會企業(yè)的需求。這種以出口為導(dǎo)向的教育模式，按需求來設(shè)計，從社會和行業(yè)的需求開始，擬定專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，然后確定專業(yè)的畢業(yè)要求，制定課程體系，實(shí)施課程教學(xué)，需求既是起點(diǎn)又是終點(diǎn)，保證了教育目標(biāo)與結(jié)果的一致性[4]。

每個專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是對學(xué)生畢業(yè)5年后在社會與專業(yè)領(lǐng)域取得的預(yù)期成就的展望，是專業(yè)人才培養(yǎng)的總體描述，也是設(shè)計專業(yè)的課程體系、開展課程教學(xué)活動的主要依據(jù)。自2012年本專業(yè)培養(yǎng)計劃修訂開始，通過企業(yè)征詢反饋、校友座談會、畢業(yè)生座談、校際交流、同行來訪、就業(yè)招聘座談等多種形式，摸清行業(yè)和相關(guān)企業(yè)對本專業(yè)學(xué)生各方面能力的要求，廣泛聽取社會對本專業(yè)學(xué)生培養(yǎng)目標(biāo)的想法和建議。結(jié)合行業(yè)和區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要、學(xué)校定位和專業(yè)特色，本專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)確定為：具有較寬厚的材料成形基礎(chǔ)理論和扎實(shí)的成形裝備及工藝設(shè)計制造基礎(chǔ)知識、專業(yè)知識與應(yīng)用能力，具有團(tuán)隊(duì)精神和一定的組織管理能力、不斷學(xué)習(xí)和適應(yīng)專業(yè)技術(shù)發(fā)展的能力，具有創(chuàng)新精神和國際視野，能在工業(yè)企業(yè)，特別是在重型機(jī)械領(lǐng)域，從事材料成型及控制領(lǐng)域內(nèi)的設(shè)計研發(fā)、加工制造、技術(shù)應(yīng)用、項(xiàng)目管理等方面工作的高級工程技術(shù)人才。

2專業(yè)畢業(yè)要求的制定

畢業(yè)要求是畢業(yè)生應(yīng)具備的知識和能力的總體要求，通過4年的學(xué)習(xí)訓(xùn)練，學(xué)生應(yīng)具備的技能、知識和能力。專業(yè)畢業(yè)要求依據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)制定，為支撐學(xué)生實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)，本專業(yè)提出了9條畢業(yè)要求，覆蓋了專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)和要求，并將其細(xì)化為30個能力要求分指標(biāo)點(diǎn)。總體思路契合國家提高工程教育質(zhì)量的改革方向，專業(yè)建設(shè)理念實(shí)現(xiàn)“以產(chǎn)出為導(dǎo)向，以學(xué)生能力達(dá)成為中心”[5]。要求學(xué)生不僅要掌握完整的數(shù)學(xué)自然科學(xué)、工程和專業(yè)知識體系并將其應(yīng)有于解決實(shí)際復(fù)雜工程問題，而且要具備問題分析研究、現(xiàn)代工具使用、工程設(shè)計開發(fā)系統(tǒng)的能力，團(tuán)隊(duì)合作和項(xiàng)目管理能力，具有人文社會科學(xué)素養(yǎng)和社會責(zé)任感，能夠在工程實(shí)踐中遵守職業(yè)道德、履行責(zé)任，具有國際視野、了解專業(yè)前沿發(fā)展，適應(yīng)當(dāng)代社會發(fā)展的自覺學(xué)習(xí)型創(chuàng)新技術(shù)人才。

2.1專業(yè)畢業(yè)要求

本專業(yè)的9條畢業(yè)要求歸納如下。

1） 能夠應(yīng)用數(shù)學(xué)、物理化學(xué)等自然科學(xué)、工程基礎(chǔ)理論知識和專業(yè)知識，解決材料成型領(lǐng)域綜合性實(shí)際問題。

2） 具有文獻(xiàn)資料檢索及運(yùn)用現(xiàn)代技術(shù)獲得所需信息的能力，具有對材料成型領(lǐng)域涉及多因素綜合作用的工程問題進(jìn)行系統(tǒng)識別、建立模型、分析、模擬預(yù)測、求解論證的能力，并能夠理解其局限性。

3） 具有針對機(jī)械工程問題制定實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行測試和實(shí)驗(yàn)操作等能力，能夠分析和解釋實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并得出結(jié)論。

4） 具有使用現(xiàn)代工程工具和技術(shù)手段，開發(fā)材料成型工藝，設(shè)計成型設(shè)備和部件的能力，并能綜合考慮各種制約因素，并具有創(chuàng)新意識。

5） 經(jīng)歷系統(tǒng)完整的工程實(shí)踐訓(xùn)練，熟悉機(jī)械工程相關(guān)的行業(yè)法律法規(guī)；理解環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展等方面的法津和政策，能評價機(jī)械工程對于自然和社會的影響。

6） 具有良好的人文社科素養(yǎng)，有社會責(zé)任感和職業(yè)精神。

7） 具有在多學(xué)科團(tuán)隊(duì)中發(fā)揮作用的能力，能夠進(jìn)行有效的分工合作；具備國際視野，能夠就工程問題與業(yè)界國內(nèi)外同行及社會公眾進(jìn)行有效溝通和交流。

8） 具有從事工程技術(shù)管理工作所需的專門知識，并能將管理原理與經(jīng)濟(jì)決策方法應(yīng)用于工程實(shí)際。

9） 了解本專業(yè)的前沿及技術(shù)發(fā)展趨勢，能適應(yīng)社會高速發(fā)展，具有終身學(xué)習(xí)的意識。

2.2知識體系

1） 專業(yè)方向知識。掌握鍛壓和模具方向特色課程中的基本原理、工藝和設(shè)備方面的知識。

2） 專業(yè)發(fā)展和前沿知識。了解專業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，熟悉掌握本領(lǐng)域最新的理論和先進(jìn)成形技術(shù)。

3） 工程基礎(chǔ)知識和專業(yè)理論知識。掌握力學(xué)類如理力材力、機(jī)械類如機(jī)原機(jī)設(shè)金工、控制類如電子電工及控制工程，以及傳熱學(xué)、工程流體力學(xué)、互換性與測量技術(shù)、材料成型導(dǎo)論、測試技術(shù)、金屬材料及熱處理等工程基礎(chǔ)知識和專業(yè)理論知識。

4） 自然科學(xué)知識。掌握系統(tǒng)的數(shù)學(xué)和自然科學(xué)基礎(chǔ)知識。

5） 人文社科知識。具有人文和社科知識，掌握一定的市場管理和項(xiàng)目管理原理。

2.3應(yīng)用能力

1） 專業(yè)技能及應(yīng)用能力。具有專業(yè)文獻(xiàn)資料檢索能力，具備裝備及工藝實(shí)驗(yàn)設(shè)計和測試儀器的操作技能，具有較強(qiáng)的建模分析、計算機(jī)模擬仿真應(yīng)用能力。

2） 工程設(shè)計和系統(tǒng)開發(fā)能力。具有專業(yè)所需的機(jī)械制圖、綜合運(yùn)用所學(xué)各種知識和技術(shù)手段進(jìn)行設(shè)備和系統(tǒng)設(shè)計的能力，設(shè)計時能夠綜合考慮多因素沖突，如環(huán)境、成本、法律、社會倫理和公眾安全等。

3） 項(xiàng)目管理和團(tuán)隊(duì)合作能力。具有組織管理項(xiàng)目的能力，能夠和研發(fā)團(tuán)隊(duì)很好合作交流。

4） 創(chuàng)新能力。具有創(chuàng)新精神、能自我學(xué)習(xí)以適應(yīng)社會的發(fā)展。

2.4個人素質(zhì)

1） 職業(yè)道德。了解與專業(yè)相關(guān)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī)，掌握環(huán)保政策，了解專業(yè)生產(chǎn)安全知識，具備職業(yè)責(zé)任意識和服務(wù)意識。

2） 社會責(zé)任感。具有社會責(zé)任擔(dān)當(dāng)、保護(hù)環(huán)境的意識，了解設(shè)備技術(shù)應(yīng)用地區(qū)的文化、政策和法津、法規(guī)，能夠判斷技術(shù)發(fā)展所帶來的社會問題。

3） 人文素養(yǎng)。具有很好的人文社會科學(xué)素養(yǎng)、良好的語言文字表達(dá)能力。能夠就材料成型工程問題與國內(nèi)外同行交流，并能和社會公眾進(jìn)行溝通。

3專業(yè)課程體系構(gòu)建

為了達(dá)成畢業(yè)要求的各指標(biāo)，本專業(yè)討論并構(gòu)建了課程體系，總體思路是：培養(yǎng)學(xué)生掌握較為扎實(shí)的數(shù)學(xué)和自然科學(xué)基礎(chǔ)、較好的人文社科基礎(chǔ)和外語綜合能力，逐步地掌握本專業(yè)領(lǐng)域必需的基礎(chǔ)理論和技術(shù)基礎(chǔ)知識，并不斷訓(xùn)練學(xué)生的理論聯(lián)系實(shí)際的能力、創(chuàng)新意識和專業(yè)知識的綜合使用能力。

課程設(shè)置主要分理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)2大類。本專業(yè)最低畢業(yè)要求學(xué)分為180分，培養(yǎng)計劃安排理論教學(xué)課總學(xué)時2 288學(xué)時，占總學(xué)時78.6%，主要由五類課程組成：公共基礎(chǔ)課30門，1 000學(xué)時，計61.5學(xué)分，占理論總學(xué)時43.7%；專業(yè)基礎(chǔ)課18門，776學(xué)時，計48.5學(xué)分，占理論總學(xué)時33.9%；專業(yè)特色限選課7門，240學(xué)時，計15學(xué)分，占理論總學(xué)時10.5%，為了彰顯行業(yè)特色和適應(yīng)社會對復(fù)合型人才的需求，加強(qiáng)對學(xué)生就業(yè)能力和社會適應(yīng)能力的培養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)“興趣導(dǎo)向、分類指導(dǎo)”的培養(yǎng)原則，開設(shè)了鍛壓和模具2個專業(yè)方向；公共選修課包括人文藝術(shù)類、社會科學(xué)類選修課程，學(xué)生應(yīng)至少修夠96學(xué)時，計6學(xué)分，占理論總學(xué)時4.2%；學(xué)科選修課，學(xué)生應(yīng)至少修夠176學(xué)時，計10學(xué)分，占理論總學(xué)時7.7%。設(shè)置了16門學(xué)位課，784學(xué)時，計49學(xué)分，占理論總學(xué)時34.3%。

實(shí)踐教學(xué)是訓(xùn)練學(xué)生應(yīng)用專業(yè)知識、提高分析和解決負(fù)責(zé)工程問題能力的有效途徑。另外，本專業(yè)還開設(shè)了創(chuàng)新與特長教育和社會實(shí)踐活動課程，全面提高了學(xué)生的綜合素質(zhì)，將社會實(shí)踐活動安排在每學(xué)年的暑期進(jìn)行。專業(yè)設(shè)置了集中實(shí)踐性環(huán)節(jié)39周10門，39學(xué)分，占總學(xué)時21.4%。

每門課程都要在教學(xué)大綱中明確培養(yǎng)的畢業(yè)要求指標(biāo)，教學(xué)內(nèi)容的實(shí)施要使這些目標(biāo)達(dá)成。從2007年開始，本專業(yè)在專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課程教學(xué)中，引入CDIO項(xiàng)目教學(xué)模式，即“構(gòu)思、設(shè)計、實(shí)施、運(yùn)行”，從本質(zhì)上來看，OBE是對CDIO的多閉環(huán)運(yùn)行，提倡學(xué)生做中學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐應(yīng)用能力[6-8]，這為本專業(yè)OBE理念的實(shí)現(xiàn)提供了良好的基礎(chǔ)。表1為材料成型及控制工程專業(yè)各類課程學(xué)分分布，滿足論證要求。表1專業(yè)各類課程學(xué)分分布

課程類別必修課學(xué)分選修課學(xué)分必修占總學(xué)分比選修占總學(xué)分比小計數(shù)學(xué)與自然科學(xué)類32417.7%2.2%20%工程基礎(chǔ)類21011.7%0%11.7%專業(yè)基礎(chǔ)類30.5016.9%0%16.9%專業(yè)課1236.7%1.7%8.4%工程實(shí)踐與設(shè)計38221.1%1.1%22.2%人文社會科學(xué)類30.5716.9%3.9%20.8%總計1641691.1%8.9%100%4結(jié)束語

OBE教育理念基于社會、行業(yè)對人才的需求，來設(shè)計教學(xué)體系和教學(xué)內(nèi)容。這是專業(yè)認(rèn)證的核心理念，也是提高本科工程教育質(zhì)量、應(yīng)對教育全球化趨勢的必然選擇。該教學(xué)設(shè)計要求明確4個對應(yīng)關(guān)系：（1）需求與培養(yǎng)目標(biāo)的關(guān)系；（2）培養(yǎng)目標(biāo)與畢業(yè)要求的關(guān)系；（3）畢業(yè)要求與課程體系的關(guān)系；（4）畢業(yè)要求與課程教學(xué)大綱的關(guān)系。

本專業(yè)在深刻理解OBE教育理念的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了探索和實(shí)踐。逆向設(shè)計并構(gòu)建材料成型及

控制工程專業(yè)（鍛壓和模具方向）的人才培養(yǎng)方案和畢業(yè)要求及課程體系，本專業(yè)在教改實(shí)踐中突出了工程教育回歸服務(wù)國家和社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求的本質(zhì)屬性。通過多年的教學(xué)實(shí)踐，學(xué)生的綜合素質(zhì)得到很大提高，培養(yǎng)的畢業(yè)生獲得用人單位的肯定，在2016年1月專業(yè)認(rèn)證現(xiàn)場考察中，獲得認(rèn)證專家組和《華盛頓協(xié)議》觀摩專家組的高度評價。

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AbstractOBE means outcome based education and is the core of the undergraduate engineering education accreditation under the Washington Agreement.According to needs of the profession and regional economic development，the objectives and graduate outcomes of material forming and control engineering program were reversely designed by OBE idea for engineering education accreditation，the curriculum system was constructed also.It has been proved that the system is beneficial to achieve the graduate outcomes of the students by practice，and it is valuable to other major for engineering education certification.

KeywordsOBE；engineering education certification；graduate outcomes；curriculum system