工程教育認證理念下的新工科專業課程體系的構建

付華　任書霞　于剛　張志偉　楊治剛　王志

摘要：工程教育專業認證以學生為中心、以產出為導向和持續改進為三大基本理念，與新工科的創新人才、應用型、復合型和技能型人才培養目標和要求是一致的。文章從培養目標的制定和畢業要求的分解入手，闡述如何構建無機非金屬材料工程專業的課程體系，建立培養目標、畢業要求和課程體系的設計和評價機制。我校無機非金屬材料工程專業2018年通過中國工程教育認證。

關鍵詞：新工科;中國工程教育認證;課程體系;培養目標;畢業要求

中圖分類號：G642.0? ? ?文獻標志碼：A? ? ?文章編號：1674-9324（2020）16-0275-02

2017年，教育部推進新工科建設，先后形成了“復旦共識”[1]“天大行動”[2]和“北京指南”[3]共識和指導意見，要求工科高校要對工程科技創新和產業創新發揮主體作用，培養多樣化、創新型卓越工程科技人才。從2005年起，中國開始建設工程教育國際認證體系;2013年，我國加入《華盛頓協議》;2016年我國成為《華盛頓協議》正式會員。截至2018年底，全國共有227所高等學校的1170個專業通過了工程教育認證，分布于機械、化工與制藥等21個工科專業類[4]。工程教育專業認證以學生為中心、以產出為導向和持續改進為三大基本理念，對畢業生提出的12條畢業要求中，涵蓋專業能力（工程知識、問題分析、設計/開發解決方案和研究）、通用能力（使用現代工具、個人和團隊、溝通、項目管理和終身學習）和工程態度（工程與社會、環境和可持續發展、職業規范）三個方面的培養要求。因此，新工科與工程教育認證在創新人才、應用型、復合型和技能型人才培養目標和培養理念要求上是一致的。

培養目標和課程體系的重構與實踐，是進行新工科建設和工程教育的核心和關鍵。依據專業培養目標確定畢業要求12條，依據畢業要求指標點的分解確定支撐畢業要求的課程體系，落實到數學、自然科學、工程基礎、專業基礎、專業課、集中實踐和人文社科類的每一門課程（見右圖）。

一、新工科工程教育目標體系下，培養目標的制定

首先制定符合學校定位、適應經濟社會經濟發展需求和新工科建設的培養目標，并建立合理性評價和修訂制度。培養目標是畢業生畢業5年左右能夠達到的職業或專業成就總體描述。培養目標定位與學校辦學定位階段目標具有一致性。本校無機非金屬材料工程專業依托學校“服務國家及地方鐵路交通重大工程需要”的行業背景，發揮無機非金屬材料工程學科在鐵路、橋梁、隧道等建設中的優勢，為中國鐵路交通工程發展和河北省地方建設培養了大批專業技術人才。本專業的培養目標是培養以混凝土/陶瓷為特色，能在建筑材料、土木及交通工程等相關行業從事無機非金屬材料的質量檢測、工程監理，生產技術及項目管理，工藝設計、技術與產品研發等工作;適應能力和實踐能力強、富有社會責任感、職業道德和創新精神的高素質工程技術和管理人才。

二、新工科工程教育目標體系下，畢業要求的制定

按照工程教育認證理念，圍繞培養目標，學校開設的專業必須有明確、公開、可衡量的畢業要求，且畢業要求應能支撐培養目標的達成。依據專業培養目標的定位和特色，經過專家、骨干教師的多次討論溝通，本校最終制定專業畢業要求12條，并分解指標點。畢業要求指標點的達成、衡量是基于教學活動（統稱“課程”）來實現的。選用能夠涵蓋畢業要求全部指標點的教學活動（包括理論課程、實驗、實習等）作為核心支撐，確保每項畢業要求指標點都有合適的教學活動支撐。

三、新工科工程教育目標體系下，專業課程體系的構建

依據新工科人才培養目標和畢業要求分解指標點，課程設置應能支持畢業要求的達成，課程體系設計有企業或行業專家參與。本專業課程體系中加強了機械制圖實訓、材料現代分析方法實驗、土木工程材料性能綜合實驗、材料制備與性能實驗、無機非金屬材料生產設備和工藝設計、科研實踐課程的學習和崗位實習等實踐教學環節，加強實踐教學對課程目標和畢業要求的支撐。

體系中的計算材料學課程增加了軟件模塊，包括Material Studio軟件、Lammps軟件和Ansys軟件等，使模擬尺度從原子、分子尺度擴展到微觀和宏觀尺度。加強對畢業要求指標點5中使用現代工具對復雜工程問題進行預測與模擬的支撐。新增“材料與環境”課程，內容包括材料的生命周期/環境協調性評價/循環利用等。加強對畢業要求指標點6和7的支撐（內容包括工程與社會，環境和可持續發展。使學生能夠理解和評價針對無機非金屬材料工程專業復雜工程問題的解決方案對社會、健康、安全等的影響，工程實踐對環境、社會可持續發展的影響）。新增陶瓷3D打印技術、超材料、陶瓷纖維、透明陶瓷等專業選修課程，加強學生對專業前沿發展技術的理解，加強專業特色建設。

本專業課程體系合理設計每一門課程的課程目標和教學內容，確定課程目標和對畢業要求指標點的支撐，構建課程結構及教學內容，從而實現課程體系對培養學生解決復雜工程問題能力的支撐和評價。以支撐畢業要求指標點2的一門課程“無機非金屬材料工藝學”為例，解讀該課程體系對“解決復雜工程問題能力”的培養。例如，某軌枕廠由于加快了模板周轉效率，出現了軌枕開裂的現象，試分析原因。這個問題涉及多個相互關聯的子問題，學生需要從混凝土的組成材料、成型過程和養護工藝等多個方面進行綜合分析，還須運用大學四年學過的數學計算、物理、化學、力學以及專業知識，進行深入工程原理分析，才能解決。

四、新工科工程教育目標體系下，課程大綱的制定

新的課程教學大綱包含課程性質和目標、課程所支撐的畢業要求、達成課程目標的途徑和措施、課程綜合考核方法、課程評估方法以及課程目標達成評價與持續改進機制等。需要重點解決的問題包括：課程體系是否支撐畢業要求，課程目標分解是否合理，教學內容和環節的設置是否合理，教學方法能否體現OBE理念等。教師應在教學中推廣創新教育教學方法，明確討論式和參與式教學方法的應用，注重學習過程考核和學生能力評價。

五、總結

本文通過從培養目標的制定和畢業要求的分解入手，闡述如何構建無機非金屬材料工程專業的課程體系，建立培養目標、畢業要求和課程體系的設計和評價機制，實現工程教育專業認證與新工科人才培養目標的一致性。我校無機非金屬材料工程專業2018年通過中國工程教育認證。

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部高等教育司.“新工科”建設復旦共識[Z].2017-2-18.

[2]中華人民共和國教育部高等教育司.“新工科”建設行動路線（“天大行動”）[Z].2017-4-8.

[3]中華人民共和國教育部.新工科研究與實踐項目指南[Z].2017-6-12.

[4]中國工程教育專業認證協會網站[EB/OL].http：//www.ceeaa.org.cn/main！mainPage.w.

Construction of New Engineering Course System under the Idea of Engineering Education Accreditation

FU Hua，REN Shu-xia，YU Gang，ZHANG Zhi-wei，YANG Zhi-gang，WANG Zhi

（School of Material Science and Engineering，Shijiazhuang Tiedao University，Shijiazhuang，Hebei 050043，China）

Abstract：The three basic concepts of engineering education certification are student-centered，output-oriented and continuous improvement，which are consistent with the training objectives and requirements of innovative，applied，compound and skilled talents in new engineering course.Starting from the formulation of training objectives and the decomposition of graduation requirements，the course system of inorganic non-metallic materials engineering specialty is constructed，and the design and evaluation mechanism of training objectives，graduation requirements and curriculum system are established.In 2018，the inorganic non-metallic materials engineering major of our university passed the certification of Engineering Education in China.

Key words：New Engineering Course;China Engineering Education Accreditation;Course System;Training Objectives;Graduation Requirements

收稿日期：2020-01-15

項目支持：河北省高等教育教學改革研究與實踐重點支持項目（2019年度），石家莊鐵道大學高等教育教學研究項目（Z201803）

作者簡介：付華（1968-），女（漢族），陜西蒲城人，博士，教授，研究方向：復合材料/金屬材料，教學管理;任書霞（1975-），女（漢族），河北邢臺人，博士，副教授，研究方向：無機非金屬材料，教學管理。