工程教育專業認證對中國民航大學材料物理專業建設的啟示

魏通+周青軍+劉文潑+李澤朋

摘要：專業建設是普通高校建設的重中之重，其出發點與歸宿點是人才培養。在工程教育專業認證背景下，本文以“預期學習產出（OBE）”的工程教育理念為指導，重新審視材料物理專業建設，深入分析了材料物理專業現狀，明確指出了現存問題，重點探討從專業定位、培養目標、師資隊伍與課程體系等方面提升材料物理專業建設水平的措施與途徑，旨在進一步提高材料物理專業學生的創新能力與實踐能力。

關鍵詞：工程教育專業認證；預期學習產出；材料物理

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）03-0221-03

一、引言

專業是普通高校與社會需求的關鍵結合點，其水平高低是衡量一所大學在國內外地位的主要標志。人才培養是專業建設的出發點與歸宿點，專業的目標就是出人才。社會對人才的需求是人才供給側，即普通高校專業建設的重要指引。20世紀以后的大部分高校專注科學理論知識，而忽視了對學生實踐能力的培養，目前，工程教育是普通高校改革的重要任務[1]。在工程教育專業認證背景下，本文重新審視了中國民航大學（中航大）材料物理專業建設，將“預期學習產出（OBE）”的工程教育理念植入專業改革中，探討了工程教育專業認證對專業建設水平提高的若干啟示。

二、工程教育專業認證簡介與內涵

國際工程聯盟目前包括六個協議，其中《華盛頓協議》是最具權威性、國際化程度較高、體系較為完整的工程教育專業認證協議之一[2]。我國2016年6月成為《華盛頓協議》正式成員。我國工程教育專業認證標準包含通用標準和補充標準兩部分。通用標準包含學生、培養目標、畢業要求、持續改進、課程體系、師資隊伍與支持條件7個指標。補充標準是根據各個專業特點而設定的，目前，我國共有16個專業認證補充標準。材料類專業補充標準屬于其中之一，其重點闡述課程體系、師資隊伍、支持條件三個指標，并對學生的能力培養提出了要求。

工程教育專業認證的核心理念是以學生為中心，強調教育過程要始終以學生培養目標為導向，重點關注教育產出和實際成效即學生預期學習產出（OBE），并堅持全體學生共同達標的準則，在持續改進過程中促使高等教育質量不斷提升。簡單來說，工程教育專業認證的要求就是學生經過幾年的專業教育后，能有足夠的能力從事專業相關領域的工作。工程教育專業認證理念對我校材料類材料物理專業學生的培養工作具有積極的借鑒意義。材料物理專業需要培養學生真正“產出”，而不僅是分數。將OBE理念用來改進專業建設，構建本專業畢業生與工業界的橋梁，對人才培養質量提升具有重要意義。

三、工程教育專業認證背景下如何進一步提升材料物理專業水平

（一）堅持差異化發展，構建中航大材料物理專業，提升學生的競爭力

材料物理專業全國很多高校均有設置，在此背景下要形成獨特競爭力，應堅持差異化發展。目前，本專業唯一能區別于其他高校同類專業的優勢就是我們依托于特色行業（民航）。在工程教育背景下，找準專業定位，進而明確培養目標，這是專業建設的首要任務。航空產業是國家重點扶持的朝陽產業，“十三五”規劃和“中國制造2025”為我國航空產業發展指明了方向，必將推動我國航空制造業實現快速發展。從校內環境來看，中航大多年來一直服務于民航系統，行業底蘊深厚。在有利的外部環境與良好的內部氛圍下，材料物理專業未來應堅定地定位于航空領域，特別是民航領域，發揮本專業在材料科學領域服務行業的能力，進而為航空材料領域輸出高級專業人才。然而，令人遺憾的是本專業學生目前行業服務水平不高，例如，近3年的合格畢業生就業率為：2014年88%，2015年86%，2016年87%；而行業內的就業率為：2014年51%，2015年47%，2016年48%。由此可以看出，本專業畢業生在民航領域內的就業形勢不樂觀，就業率較低。究其原因，目前培養目標不明確是其中之一。培養目標是專業建設的核心訴求，工程教育專業認證通用標準中對培養目標有明確要求，即專業培養目標應該是公開的、符合學校定位的、適應社會經濟發展需要的。當前，國家對航空材料領域十分重視，且該領域具有強大的市場需求，航空材料產業正面臨著前所未有的發展機遇和良好環境，航空材料領域未來對材料類學生的需求旺盛。因此，在此背景下，材料物理專業將以我國航空領域特別是民航領域需求為驅動，重點培養具有航空材料研究制備與應用能力、質量檢測與性能評估能力為專長的畢業生，旨在為航空材料領域輸送高級人才，形成對航空材料領域的有效支撐。有了明確的培養目標，下面就是完善輸入性因素，促使學生達到培養目標。

（二）以學生為中心，以培養目標為導向，重點關注學生的預期學習產出（OBE）

1.師資建設。在工程教育背景下，師資隊伍是完成學生培養的基本輸入要素之一。基于OBE理念，師資建設要以學生為中心，緊密圍繞培養目標展開。本專業目前共有專任教師17人，其中具有教授、副教授資格的共計11人，碩士生導師9人。現有天津市“131”創新型第二層次人才1人（5.9%），第三層次人才2人（11.7%），中航大藍天青年學者2人（11.7%）。師資隊伍中有行業背景的教師僅4人，占比23.5%，比例較低。另外，師資隊伍中的3名天津市“131”創新型人才和2名藍天青年學者都是2016年6月人事調整從原來實驗物理教研室引入本專業的，這些教師專業均無行業背景。因此，師資隊伍方面存在以下問題：①專業教師結構不太合理，還需進一步完善。②教師專業水平有待提高，工程背景需要加強。③部分教師存在科研與教學不能有效結合的現象，指導學生方面的工作較少，還未真正形成以學生為中心。具體改進措施：①可以引入具有航空材料專業背景的新生力量，改善師資結構。具體可要求新入教師其本科、碩士和博士學歷中，應有其中之一屬于航空材料或檢測類專業。②組織現有專業教師利用教學空閑期到民航企事業單位進行行業培訓，加強與民航企事業單位的合作，培養專業教師航空材料與檢測方面的工程實踐能力。通過培訓與合作，加深教師對行業的認識，更好的理解學生的培養目標，增強教師專業教學能力與實踐能力，掌握民航企事業單位對畢業生的職業要求，推動專業培養更加完善。③改進教師評價制度，在OBE的理念下，應該積極評價教師培養學生方面的工作。endprint

2.課程體系。課程體系方面，本文重點關注專業實驗與實踐。

（1）專業實驗。目前，材料物理專業課類實驗包括工程材料（Ⅰ）（課內）實驗、功能材料（Ⅰ）（課內）實驗、表面工程技術（課內）實驗與無損檢測（課內）實驗等。課內實驗存在的問題是實驗學時太少，且實驗項目不豐富。另外，這些實驗大多為認知性與驗證性實驗，還不能達到有效培養學生實驗能力的目的，學生預期學習產出效果不好。專業課類實驗目前之所以出現這些問題，是因為這些實驗基本由相應課程教師自行開展，實驗內容開設隨意性高，缺乏內容的頂層化設計，缺少對學生實驗能力培養的整體化思考。為了加強專業實驗系統化教學，豐富實驗內容，有效培養學生的實驗能力，本專業應盡快組建專業實驗教學團隊，并加強專業實驗項目建設，圍繞培養目標，重點建設與航空材料研究與制備、檢測與評估直接相關的實驗項目，整體把控，形成專業實驗庫。然后，對專業實驗進行梳理，歸檔分類，建議可分A、B、C三個層次。驗證性實驗可歸A層次，主要培養學生的基本實驗操作、簡單數據處理技能，該類實驗原理、實驗操作、實驗結論都非常明確，主要是來驗證課堂所講的某一原理或結論。綜合性實驗可歸B層次，主要培養學生的知識綜合運用能力，該類實驗是學生運用一門或多門課程知識、原理和方法而開展的，實驗內容屬多項實驗內容的有機組合。設計性實驗可歸C層次，主要培養學生知識與技能的有效運用能力、邏輯思維能力、合作與溝通能力、創新實踐能力。該類實驗是學生自主設計實驗方案并實現的實驗，實驗形式非常靈活。按照本專業的培養目標要求，基于工程教育OBE理念，應重點關注學生的行業能力培養，所以需要增加B、C層次的實驗比例。

（2）專業實踐。本專業在校內建立了與工程訓練中心的合作。在校外，建立了與一些航空公司的合作關系，安排學生開展實踐。然而需要指出的是學生校外實踐訓練深度不夠，目前僅停留在參觀層次，且實踐時間較短，無法形成對行業的整體認識。為此，本文提出以下改進措施：①明確實踐目標。根據培養目標，實踐目標應圍繞航空材料開展，通過實踐使學生對航空領域主要材料的合成、制備、分析、應用以及材料與器件的主要檢測技術有一個系統的理解，并通過實踐過程對航空材料產業布局、新材料的開發與應用、材料生產標準等行業的發展趨勢有全局性的認識。②模塊化實踐，關注學生預期學習產出（OBE）。航空材料種類繁多，檢測手段也多種多樣，為使學生形成對航空材料與檢測的宏觀認識，利于學生能力的培養，建議實踐內容采用模塊化設計，實踐內容可分以下6個模塊。模塊1是非金屬材料與制備工藝，要求學生認識密封材料、減振材料、導熱材料、工程塑料等，并對材料制備工藝及制品環境適應性與可靠性試驗技術有深入理解，完成相應的實踐報告。模塊2是金屬材料與特種加工，要求學生認識鋁合金、鈦合金、鎳基高溫合金、新型高強韌鋼，并對相應金屬材料特種加工工藝，如旋壓、電鑄、鍛造成形等工藝有深入理解，并完成相應的實踐報告。模塊3是功能復合材料，要求學生認識陶瓷基、碳—碳基、樹脂基復合材料，并對材料合成、制備、分析、檢測與應用有深入理解，完成相應的內容實踐報告。模塊4是表面技術與工藝，要求學生認識隔熱涂層材料、環境防護涂層材料、熱噴涂材料等表面材料，并對材料制備工藝與應用有深入理解，完成相應的實踐報告。模塊5是材料無損檢測，要求學生認識航空工業中超聲、射線、磁粉、滲透、渦流、聲發射、檢漏、目視檢測等無損檢測技術，有能夠對各類金屬、非金屬、復合材料制品等進行無損檢測的能力。模塊6是器件無損檢測，要求學生認識工業CT、工業內窺鏡、數字超聲掃描檢測系統等無損檢測技術，培養學生能夠對電子器件進行無損檢測能力。以上專業實踐6個模塊，前4個模塊使學生先掌握航空材料并形成深入理解，后2個模塊關注學生材料與器件的檢測能力培養，從而6個模塊有機統一形成對學生從材料到材料與器件檢測的一體化實踐培養體系。③分階段實踐，增加實踐周期，強化學生的實踐能力。專業實踐過程對提升學生的系統能力、邏輯能力、協作能力與創新能力具有重要作用[3]。目前學生實踐時間總共為3周，且集中在大三。從專業現實情況來看，實踐時間太少，沒有達到實踐的最初目標。因此，建議以上6個模塊實踐內容完成周期為6—8周，而且最好將6個模塊按順序分散安排在大二到大四期間，真正落實好實踐教學內容，提升學生綜合實踐能力，培養學生對行業的整體認知。

四、結語

專業認證是衡量一個專業水平高低的重要標尺，工程教育專業認證對本專業建設具有重要的指導意義。本文首先對工程教育專業認證進行了簡單介紹，并進一步探討了其內涵；然后深入分析了本專業的發展情況和存在問題；最后重點探討了專業認證背景下本專業水平提高所需要的措施與途徑，為本專業應用型高級人才培養提供了參考性建議。

參考文獻：

[1]董健康.工程教育背景下多元化人才培養模式研究[J].中國民航大學學報，2012，30（4）：29-32.

[2]樊一陽，易靜怡.《華盛頓協議》對我國高等工程教育的啟示[J].中國高教研究，2014，（8）：45-49.

[3]林華，李慶，陳志謙.材料物理專業創新型人才培養實踐教學體系的構建與實踐[J].西南師范大學學報，2013，38（3）：161-164.endprint