工程教育專業認證視角下的專業實踐教學標準研究

劉陽 田夏

[摘 要]《工程教育認證標準》對全國工科專業工程教育提出了規范性要求，以提高我國高校的工程教育質量。工程教育專業認證補充標準規定了各專業在課程體系、師資隊伍和支持條件方面的特殊要求。文章通過對比《工程教育認證標準》所列專業對實踐教學的要求，以及各專業在實驗教學、課程設計、實習、畢業設計、科研創新等環節的重視程度，將工程專業分為強實踐學科、中實踐學科和弱實踐學科三類，同時提出優勢專業輻射效應帶動專業建設、優化整合實踐資源提高服務效率、加強學科交叉與協同創新三大策略，以提升專業人才培養質量。

[關鍵詞]工程教育專業認證;專業實踐教學標準;人才培養

[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2021）03-0011-05

引言

《華盛頓協議》是目前世界知名度最高的工程教育學位互認協議，1989年由美國、英國、加拿大、愛爾蘭、澳大利亞、新西蘭這6個國家的民間工程專業團體共同發起和簽署。這個協議主要對本科工程教育學位（學制4年）進行資格互認，由各簽約成員確認已認證的工程教育學位[1]。其核心內容是經過各簽約成員組織認證的工程專業培養方案具有實質等效性，人才培養所采用的標準、政策、過程及結果都得到其他成員的認可。

我國的工程教育認證工作起步較晚。2006年，教育部成立了全國工程教育專業認證專家委員會，建立了工程教育認證體系，開始了工程教育領域的專業認證試點工作;2013年，我國成為《華盛頓協議》的預備會員;2016年成為《華盛頓協議》的正式會員，這標志著我國工程教育水準與工程教育認證體系得到了國際認可。工程教育認證將基于產出的教育（Outcomes-based Education，簡稱OBE）理念引入工程教育以及工程人才培養的改革中，引導工程教育由課程導向轉向產出導向，由以教師為中心轉向以學生為中心，由質量監控轉向持續改進，有效地促進了我國高校工程教育人才培養質量的逐步提升[2-4]。截至2017年底，教育部評估中心和中國工程教育專業認證協會共認證并通過了全國198所高校的846個工科專業，這標志著這些專業的質量實現了國際實質等效，進入了全球工程教育的第一方陣。近年來，我國以前所未有的規模拓展了工程教育專業認證工作范圍，專業認證已覆蓋21個專業類，預計近期實現所有專業大類全覆蓋。

在工程教育中，實踐教學是人才培養的重要環節。與理論教學相比，實踐教學給學生創造的是一個模擬環境，通過讓學生運用工具，采取操作方式，完成特定任務，從而將理論知識轉化為個體經驗[5-13]。實踐教學使學生獲得了操作技能、技術經驗和創新能力，強化了對專業理論知識的理解，提高了解決實際問題的能力。實踐教學在培養學生實踐能力和創新能力方面能發揮不可替代的作用。由于實踐教學種類之間差異大，其考核與評價方式多樣，投入巨大，因此，實驗資源建設與人才培養存在一定滯后性，各工程專業的實驗實踐課程標準化持續成為這些專業通過工程認證的制約因素。如何在工程教育專業認證標準的框架下，不斷改進并促進高校的實踐教學創新、完善實習基地建設、加強高校與企業聯動，切實提升工科專業實踐教學質量，是各高校工程教育專業面臨的重要問題。

一、《工程教育認證標準》與實踐教學

中國工程教育專業認證協會于2017年修訂了《工程教育認證標準》，這對高校的工程教育專業認證與建設起到了重要的指導作用。該標準由通用標準和17大類、56個專業補充標準[14]組成。這個《工程教育認證標準》對學生、培養目標、畢業要求、持續改進、課程體系、師資隊伍、支持條件這7個方面提出了要求。通用標準要求各專業設置課程體系達到以下要求：（1）數學和自然科學類課程學分至少占15%;（2）工程基礎類、專業基礎類與專業類課程學分至少占30%;（3）工程實踐與畢業設計（論文）學分至少占20%;（4）人文社會科學類通識教育課程至少占15%。《工程教育認證標準》明確要求各專業需建立完善的實踐教學體系，并與企業合作開展實習、實訓，培養學生的實踐能力和創新能力。

長期以來，我國工程教育專業更多的是關注理論知識體系構建，對學生實踐運用能力和學科交叉能力的培養不夠重視;傳統的課程體系設置中，理論課程占比過大，實踐環節占比不足;學業評價多數關注筆試或卷面成績，而使用實驗、設計等多種實踐考查方式不足[15]。工程專業實踐教學仍然存在可改進之處，工科學生的工程思維能力、知識綜合運用能力、實踐創新能力亟待提升。

二、工程教育專業認證補充標準中的實驗實踐環節要求

工程教育專業認證補充標準針對不同專業的人才培養目標，在課程體系、師資隊伍、支持條件等方面提出了詳細的要求，涵蓋了各行各業對各類工程人才的要求，反映了各種層次和類型的工程人才在知識、能力和素質方面具備的競爭優勢和發展潛力，有利于不同類型和不同服務面向的學校發揮辦學優勢和人才培養特色。

在工程專業教育中，實踐教學環節的投入大、建設周期長，而且過程監控難度大，長期以來一直成為工程專業建設的難點所在。工程教育專業認證補充標準中與實踐教學相關的實驗、課程設計、實習、畢業設計、實驗條件和實踐基地等要素方面，對各專業提出了具體要求，詳見表1。依托工程教育專業認證對實踐環節建設要求的基本理念與導向，切實加強工程專業實踐教學環節建設，對工程專業建設的內涵式發展起到良好的推進作用。

補充標準中的實踐環節主要包括實驗課程、課程設計、實習、畢業設計（論文）這四個方面。

（一）實驗課程

實驗課程通常是根據特定的教學任務，把教學安排在實驗室或現場，結合有關實驗進行教學，主要是指培養計劃內的學科基礎課、專業基礎課、專業核心課和選修課內的實驗課程[16]。通過實驗課程使理論教學與實驗結合起來，可以提高學生的實踐能力和深入掌握知識技能的積極性。

多數專業均對實驗課程提出了明確的說明，例如：地質類專業提出實驗課程應包含巖土室內實驗、材料力學實驗、工程勘察技術與工藝實驗等與專業相關的實驗課程;機械類專業提出實驗類型包括認知性實驗、驗證性實驗、綜合性實驗和設計性實驗等;計算機類專業要求設置一定數量的軟硬件及系統實驗;環境工程專業要求設置環境工程基礎實驗和污染控制實驗等;測繪工程專業提出“課間實驗”的概念，要求結合理論課程，利用校內實驗平臺進行實驗、實習，幫助學生加深理解所學的理論知識，鍛煉學生儀器操作的能力，熟悉專業軟件使用方法。工程教育認證專業補充標準針對不同的專業，提出實驗類型、實驗內容等方面的具體要求。不同專業的人才培養目標不同，其實驗環節的要求存在顯著差異。

（二）課程設計

課程設計通常是在教學大綱要求下，由任課教師指導學生運用一門或幾門課的知識去解決一般性的實際問題，目的在于培養學生運用所學知識解決實際問題的能力，同時加深對理論內容的理解。在課程設計中，指導教師明確設計題目、設計目的和基本要求，介紹一般設計原則以及參考資料等，指導學生學習查閱資料的方法，組織學生獨立完成設計任務。表2詳細列出工程教育專業認證補充標準中的課程設計環節。

研究表明，部分專業例如測繪工程、遙感科學與技術、電子信息與電氣工程、交通運輸類、食品科學與工程、儀器類等專業，對課程設計環節沒有提出明確的要求;機械類、石油工程與油氣儲運工程類、水利類、紡織類等專業，對課程設計環節的要求比較宏觀，要求主干課或專業課等課程應設置相應的課程設計;其余專業根據專業特點對課程設計環節的內容提出了非常詳細、明確、具體的要求。

（三）實習

實習指的是學生經過一定的學習階段后，在教師的指導和組織下從事一段實際工作，將所學的理論知識運用到實際工作中，通過參與實際工作驗證所學知識，掌握和提高有關實際工作技能的教學過程[17]。實習主要包括專業認知實習、社會調查、生產實習和畢業實習等，通過參與現場具體的實踐活動，加深學生對理論知識的理解，培養學生的工程實踐能力。大部分專業對實習提出了綱領性要求，而部分專業，例如遙感科學與技術、材料類等專業特別指出實習需要有明確的教學大綱，規定實習地點、實習過程管理以及實習考核方式要求等。

（四）畢業設計（論文）

畢業設計（論文）通常是指在本科階段的最后一年，學生在教師指導下綜合運用所學的基本理論、專業知識和基本技能進行綜合實踐的基本訓練。畢業設計（論文）是重要的實踐性教學環節，主要任務是總結檢查學生的學習成果，指導學生綜合運用所學知識和技能，專門、深入、系統地研究某一生產和科研問題，培養學生從事專業工作的能力。畢業設計包括確定課題、提出設計方案、完成設計、答辯等環節。幾乎所有專業都會對畢業設計（論文）提出相關的要求，制定與畢業要求相適應的標準和檢查保障機制。比如要求選題應結合專業內容，以解決專業實際問題為主，有明確的應用背景，并要求指導老師引導學生完成調研、選題、資料搜集及綜述、問題分析、實踐或實驗、成果整理、畢業設計（論文）撰寫等環節，給學生有效的指導。

計算機類、交通運輸類、土木類專業對畢業設計提出了整體要求，要求學校應制定相關的標準及檢查保障機制。計算機類專業要求畢業設計用系統來完成。機械類專業要求畢業設計選題以工程設計為主，源于實際工程的問題應占一定的比例。交通運輸類專業要求選題內容應有明確的工程應用背景。化工與制藥類、生物工程、環境工程等專業對畢業設計的內容提出要求。例如化工與制藥類專業要求畢業設計的內容應包括收集信息、方案制訂、編程計算、圖紙繪制、工程技術經濟評價、設計計算書和設計說明書以及結題答辯等環節。機械類、交通運輸類專業要求配備具有豐富經驗的教師或企業工程技術人員作為指導老師，同時規定指導學生的數量、指導次數、指導時間等應符合要求。

三、以實踐教學為導向推進專業建設

研究發現，工程教育專業認證標準聚焦在不同專業的共通點，提出了工程人才培養質量的“底線”要求;各專業認證補充標準則從各專業的實際出發，結合行業的特點為各專業明確了具體的方向和目標。參考工程教育專業認證補充標準，各專業按照專業屬性與要求，系統培養學生解決復雜工程問題的能力，進而保證實施過程完善并能滿足社會需求。

實踐教學環節對比研究表明，部分專業對實踐教學環節要求較具體和復雜，對課程設計、實驗、實習、畢業設計、科研創新等關鍵環節的重視程度有所差異，具體詳見表3。

其中，重視程度在2項及2項以上的專業有地質工程、礦業類、土木類、測繪工程、材料類、儀器類、紡織類，屬于強實踐學科;重視程度在1項的專業有機械類、化工與制藥類、環境工程、食品科學與工程，屬于中實踐學科;部分專業對實踐教學環節的要求較粗略，如計算機類、水利類、安全工程類、電子信息與電氣工程類、交通運輸類、核工程類，屬于弱實踐學科。

可以看出，強實踐學科通常為實踐教學環境相對容易構建、需要實地動手操作的學科，而弱實踐學科的實踐環節，多數是針對高成本、高消耗的大型或綜合性實踐項目，涉及高危或極端環境、不可及或不可逆的實踐，可借助虛擬仿真實驗教學、綜合性實驗教學等信息化手段，為學生提供開放、高效、安全的虛擬實驗環境。

四、工程教育專業認證視角下的專業實驗實踐環節改革路徑

以工程教育專業認證為導向的高等教育改革的核心工作是培養和加強學生的工程能力。依據工程教育專業認證對實踐環節要求的分類，有利于相近學科的協調發展，充分利用實踐資源提升各專業實驗實踐類課程質量。

（一）優勢專業輻射效應帶動專業建設

傳統優勢專業在人才培養理念、師資隊伍建設、課程結構體系構建、實驗實習設施建設等諸多方面集中了大量資源。實踐要求同類的工程專業可以通過加強專業共建，充分發揮傳統優勢專業的輻射作用，帶動校內相關學科的集群發展，加強學科實踐平臺建設與校內實踐資源共享，著力促進相關專業群的發展，形成一批新的優質、特色專業方向。

（二）優化整合實踐資源提高服務效率

目前我國高校學科人才培養體系主要是以學科課程為基礎，實踐教學資源主要為課程服務，導致實踐環境、設備用途較單一，存在盲目建設、重復建設等現象，同時，實驗實踐資源建設周期長，利用率較低，造成一定的資源浪費。實驗實踐教學環節優化可以通過整合全校各專業的實驗實踐教學環節需求，在校級層面制定完整的、通用的實驗實踐教學規劃與實施思路，有效整合資源和提高實驗實踐教學資源利用率，為更多專業的實驗實踐教學環節提供支撐，開展更高效的服務。

（三）加強學科交叉與協同創新

工程教育專業認證的實踐教學強調學科交叉、整合與貫通。各專業可以對標《工程教育認證標準》，鼓勵專業之間合作開發專業交叉課程或者組建多學科背景的課程教學團隊，建設一批有層次、有深度的交叉課程，引導學生進行跨專業課程學習，作為專業人才培養的有效補充與提升，實現“基礎—專業—實踐”一脈相承的交叉創新人才培養體系，形成跨專業人才培養合力，拓寬學生的專業素質內容和知識體系，提高學生的創新能力。

五、結語

隨著工程教育專業認證的持續開展以及教育部三級認證體系標準的逐步推出，高校工程專業建設工作任重而道遠，實踐教學作為工程專業建設中的一個重要環節，其所發揮的作用將會被越來越重視。工程教育專業認證和新工科建設的新背景下，工程教育專業認證的標準對各工程專業的實驗實踐提出了目標和要求，比較工程教育專業認證對不同工程專業實踐教學的要求，按照弱實踐學科、中實踐學科、強實踐學科的分類，明確專業認證標準對于專業實踐教學的提升維度，補足各工程專業在實踐環節的短板，以提升工程專業實踐教學質量，將工程專業學生培養成為理論與實踐相結合、達到國際水平的創新型人才。

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[責任編輯：龐丹丹]