基于CBE的工程教育專業認證課程專業能力培養改革

易燦南 胡鴻 劉美英 易玉枚 滕廣平

摘 ?要 基于能力導向教育基本思想，提出安全工程專業工業通風課程能力培養指標體系，并分別以正確進行“排風罩選擇”以及“凈化裝置選擇”為目標設計能力訓練題目。教學實踐表明，以能力培養為前提的能力訓練的實施，進一步促進學生全面和深入學習并理解工業通風課程體系，有利于畢業要求的達成。

關鍵詞 安全工程;工業通風;工程教育專業認證;能力導向教育

中圖分類號：G642.0 ? ?文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2020）18-0095-03

Ability-Cultivation Reform for Engineering Education Accredi-tation Courses based on CBE： Taking Industrial Ventilation of Safety Engineering as An Example//YI Cannan， HU Hong， LIU Meiying， YI Yumei， TENG Guangping

Abstract Based on the concept of competency-based education， abi-

lity index for Industrial ventilation of safety engineering was put for-ward and a lot of ability training items were designed to promote the ability of “selection of exhaust hood” and “selection of purification device”. Teaching method practice showed that the ability training was helpful for students to study industrial ventilation and to achieve

the graduation requirements.

Key words safety engineering; industrial ventilation; engineering edu-

cation accreditation; competency-based education

1 前言

工程教育認證是國際通行的工程教育質量保證制度，也是實現工程教育的國際互認和工程師資格國際互認的重要基礎。我國自2006年正式啟動工程教育專業認證試點工作以來，經過10年的努力，終于在2016年全票通過，成為“華盛頓協議”第18個正式成員，標志著我國工程教育專業認證體系實現國際實質等效，為深化工程教育改革提供了良好契機。

工程教育專業認證以學生為中心，以能力為導向，這就要求課程體系、每門課程的目標、授課內容以及方法都圍繞學生、圍繞能力培養來組織[1]。課程體系與專業認證的畢業能力緊密相關——課程體系設置必須對應支撐具體的畢業要求指標點，為達成專業培養目標提供保障。而課程在專業教學中處于核心地位，工程能力的提高需要各門課程的支撐。課程教學改革是指授課教師根據人才培養計劃，對某門課程培養目標、授課內容、教學方法、教學手段以及考核方式進行改革，對其進行評價，并根據評價結論指導下一輪教學過程，是促進教學、思考教學組織合理性的有效途徑。《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010—2020年）》指出要“改革教學內容、方法、手段”“把改革創新作為教育發展的強大動力”[2]。因此，基于現代化工程教育理念深化課程教學改革，是提高工程教學質量的基本保障。

工業通風是安全工程專業的一門非常重要的專業課程，講述通風的基本原理、通風系統設計和計算方法，使學生掌握通風系統設計的專業知識，掌握系統運行管理的知識，為學生今后從事通風系統的合理工程及施工設計、通風設備的設計及測定等方面的工作，打下必要的理論基礎[3-4]。

該課程具有很強的實踐性，只有結合工程實際，才能達到工程訓練的目的。本研究以基于能力導向教育（Competency-based Education，CBE）為基本思想，研究工業通風工程能力指標體系，設計提高學生工程能力水平的訓練題目，并結合應用實踐談談效果。

2 工業通風課程能力培養指標體系劃分

CBE教育模式由美國麥克萊蘭（McClelland）發起，他認為核心能力是學生成功就業和可持續發展的關鍵要素[5]。國際高等教育界也認為，大學教育應當傳授知識與技能，著重培養和測評學生的能力。確定能力標準體系并與課程設置一一響應，是保證學生達到成為專業人士的基本能力要求的基本條件[6]。同樣，確定課程的能力培養指標體系，是促成專業能力標準體系達成的前提。在對《中國工程教育認證標準》（2015版）以及《安全工程專業認證標準》進行系統學習的前提下，結合學校安全工程培養特色，確定工業通風課程能力培養要求：培養學生能夠識別作業環境危險有害物來源，并能夠根據工藝要求與污染物特征，設計簡單的通風設計方案。具體劃分如下。

工業有害物識別能力 ?能夠依據生產場所工業有害物的類型、產生機理以及擴散方式，識別工業有害物的危害。

通風方案設計能力 ?包括通風方案確定能力（能夠依據生產場所特征以及工業有害物危害機理，確定通風方案）、排風罩選擇及設計能力（能夠根據工業有害物擴散特征以及有害物物理化學特性，確定排風罩的類型并能進行設計計算）、正確選擇凈化裝置的能力（能夠根據有害物物理化學特性，確定凈化裝置）、通風管網設計能力（能夠根據工藝要求、建筑特征以及通風管道設計的基本原則，確定通風管網形式）、通風系統計算能力（能夠進行水力計算，并選擇合適的風機類型及型號）。

在課程教學實踐中發現，如若學生能夠正確選擇排風罩與凈化裝置，設計合理通風系統的概率就會大大提高。因此，本課程改革主要關注此兩種能力的提高。

3 基于CBE的“排風罩選擇”能力訓練設計

工業生產過程中常用排風罩為密閉罩、柜式排風罩、接受罩、吸氣罩、吹吸式排風罩以及槽邊排風罩等。在工業生產中也常利用氣流來達到控制污染物散逸的目的。因此，“排風罩選擇”能力訓練重在訓練學生根據污染物散發特征、建筑結構要求以及工藝特征，確定合適排風罩的能力。經過多年的教學實踐，不斷完善，設計18道情境課題，如表1所示。表中課題僅為簡單文字描述，涉及的具體工藝過程以及設備特征需要學生自行查閱。

4 基于CBE的“凈化裝置選擇”能力訓練設計

凈化裝置一般分為兩類：一類為除塵器，通過重力、慣性碰撞、接觸阻留、凝聚等原理捕集含塵氣流中的固體顆粒物;一類為凈化器，通過物理吸收或化學反應凈化有害氣體。因此，“凈化裝置選擇”能力訓練設計的基本思路為：首先，根據污染物類型確定凈化裝置類型;其次，根據污染物特征確定滿足凈化要求的具體裝置;最后，聯系具體情境，如環境要求等，確定最佳凈化裝置或組合。

基于此，設計22道能力訓練題型，如表2所示。其中1～20題為基本題型，學生在掌握所有凈化裝置凈化原理、適應場合的基礎上，結合工藝特征即可作出正確選擇，重點訓練學生正確選擇一般工藝中凈化設備的能力;21～22題為綜合訓練題，需要學生充分了解工藝特征及需求，對比分析所有凈化裝置特征，確定多級凈化裝置，重點訓練學生處理流程工藝中選擇污染物凈化設備的能力。

5 能力訓練實施過程及效果

課題領取 ?課題領取是指學生自主選擇能力訓練題目并進行分析和解決。2012年開始在工業通風課程授課時采取上述能力訓練模式，實踐過幾種課題領取方式：一人一

題，二人二題，三人四題，等等。經過實踐后發現：對于工科背景（安全工程學生為文理兼招）且對工業通風比較感興趣的學生而言，能夠單獨思考并完成課題，但是對于大部分學生而言，需要與同學討論后才能決定;二人二題且每人負責一題的方式，既能保證高效地完成課題，又能加強學生之間的溝通和協作能力。

課題進行與匯報 ?由于表1、表2皆為情境課題，要求學生首先依據課題描述上網查詢相關工藝過程，再根據相關原則確定排風罩或凈化設備，最后形成小組匯報PPT，按照“場景簡介—設備選擇—選擇原因”的思路制作PPT，上臺介紹并接受提問。

實施效果 ?安全工程專業學生為文理兼招，文科背景學生對工業通風中涉及諸多計算的情況非常不適應，一些學生反映不知道如何開展通風設計。自從在教學過程中開始實施表1、表2中能力訓練題型以來，學生反映往往需要反復查閱，才能掌握所有排風罩和凈化設備的結構特征、原理以及適應場合，從而作出正確選擇，不僅無形之中大大弱化了計算帶來的恐懼感，而且能夠增加對通風系統設計的興趣。

通過能力訓練題目的實施，學生能夠正確選擇排風罩以及凈化設備，同時進一步促進了對工業通風系統設計的理解;在課程設計環節，學生能夠更快地確定并設計通風系統;在生產實習環節，學生能夠迅速認出通風設備的類型，并且能夠依據通風設計要素評價工廠通風系統的合理性;工業通風系統設計思路的形成，有利于火災與爆炸災害控制課程“防排煙系統”教學組織的開展，也為“自動噴淋/噴霧滅火系統設計”教學提供了基礎。

6 結論

工程能力培養是工程師教育的重要內容，也是工程教育專業認證的關鍵問題，基于CBE的課程改革以全面提升學生能力為目標組織教學，是達成工程認證畢業要求的關鍵。基于CBE進行工業通風課程教學改革，著重培養學生選擇正確排風罩和凈化裝置的能力，有利于學生全面深入了解通風系統，促進工程教育專業認證畢業要求的達成。

參考文獻

[1]聶仁仕，陳雄.論工程教育專業認證課程達成度評價體系之缺陷：以西南石油大學為例[J].西南石油大學學報（社會科學版），2017（1）：74-81.

[2]國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010—2020年）[ED/OL].[2010-07-29].http：//www.gov.cn/jrzg/2010-07/29/content_1667143.htm.

[3]王新泉，冷彬，張儉讓，等.安全工程專業主干課程“通風工程”內容體系的構建及其教材的編寫[J].安全與環境工程，2009（6）：72-77.

[4]吳杲，鄭慧凡，王方，等.通風工程課程教學改革探討[J].高等建筑教育，2011（4）：71-73.

[5]崔慶玲，劉善球.中國新工科建設與發展研究綜述[J].世界教育信息，2018（4）：19-26.

[6]嚴玲，戴安娜，閆金芹.應用型本科專業認證制度的實施模式研究：基于國內工程造價雙證書認證的試點工作分析[J].復旦教育論壇，2013（5）：63-68.