工程教育認證背景下土木工程專業人才培養體系構建

杜娟 王在成 路平 李占杰

摘要： 從海南大學土木工程專業認證工作入手，結合工程教育專業認證背景，針對培養目標、畢業要求、實踐教學體系、教學方法等多個環節進行深入研究與實踐。同時，比較分析了美國紐約州立大學理工學院（SUNY Poly）與海南大學土木工程專業本科教育在專業設置、目標等方面的異同，體現了SUNY Poly計劃的優點及其潛在優勢，吸收轉化其優良經驗，科學構建以產出為導向，適應市場需求，具有鮮明區域特色的土木工程專業人才培養體系。

關鍵詞：工程教育專業認證;產出導向;土木工程;人才培養

中圖分類號：G6420 ? 文獻標志碼：A ? 文章編號：10052909（2021）05002607

工程教育專業認證是國際通行的工程教育質量保證制度，也是實現工程教育國際互認和工程師資格國際互認的重要基礎，其三大核心理念是以學生為中心、以產出為導向（OBE）和持續改進。土木工程專業早在1994年開始實行認證制度，是我國工程專業中與國際專業認證接軌（professional programmatic accreditation）的首例[1]。截至2018年底，全國共有227所高等學校的1 170個專業通過工程教育專業認證，其中，通過土木工程專業認證的高校有97所。可見，專業認證是土木工程專業促進專業發展、提高人才培養質量、增強人才社會適應性的必然趨勢。以產出為導向的工程教育理念主要側重學習成果，以學生為主體，以學生的學習成果和目標達成度為核心，明確學生畢業時應具備的解決復雜工程問題的能力，反演達到這些能力需要學習的基礎理論、專業知識或技術措施。圍繞這些理論、知識和技術措施開展教學活動，反向設計課程體系，教師由原本講授知識的中心地位轉變為傳授和引導學生學習的主導地位，制定評價依據，判斷學生是否取得了預期的學習成果。最后，通過持續改進措施來保障和提高教學質量，從而形成一種高效、可持續改進的人才培養體系。

工程師注冊制度與高等工程教育評價密切相關，工程教育專業認證制度是注冊工程師制度的基礎[2]，工程師注冊制度是建立健全工程教育專業認證制度的外在動力[3]。在歐美國家，專業認證是土木工程專業畢業生報考注冊工程師的準入條件。每個學校的土木工程專業在設置時，都需要通過注冊工程師部門的評估和批準。以產出為導向，將學生培養成合格的注冊工程師是高校工程教育的主要目標，人才培養體系的構建是認證“達標”的重要評價依據。近年來，國內學者分別從不同出發點[4-6]、不同層面[7-9]對人才培養體系進行了研究與實踐，為土木工程專業的人才培養積累了經驗。

海南大學土木建筑工程學院自2007年成立至今，已成為海南省及華南地區土木建筑專業復合型人才的主要培養基地。為進一步加強、保證和提高土木工程專業的教育質量，使土木工程專業畢業生符合注冊工程師資格考試的要求，從培養目標、畢業要求、課程體系、實踐教學等多個環節進行研究與實踐，并與紐約州立大學理工學院的培養方案進行對比分析，基于工程教育專業認證標準的核心理念，科學構建以學生為主體，適應市場需求，具有鮮明地方特色的土木工程專業人才培養體系。

一、圍繞工程教育專業認證核心理念，提高人才培養質量

（一）結合土木工程專業定位，凝煉面向需求的培養目標

工程教育專業認證標準中培養目標的主要內容包括培養定位、專業領域、職業特征以及職業能力等方面，培養目標是否達成需要在學生就業5年之后進行評估，因此，應結合學校條件、師資力量和用人單位等多方面因素，在廣泛調研與討論的基礎上，形成有特色的土木工程專業人才培養目標。首先，依據高校的辦學定位，即辦學類型定位、辦學層次定位、服務面向定位、培養目標定位和人才培養總目標，根據行業和社會需求確定土木工程的專業定位;其次，針對不同的對象包括專業教師、行業專家、用人單位、校友、畢業生、在校生，采用座談、調研、問卷調查、網絡調查等多種方式進行溝通，對學生就業情況和畢業生5年后的發展情況進行統計分析;最后，凝煉土木工程專業公開的、符合學校定位的、適應社會經濟發展需要的培養目標，描述土木工程專業畢業生在畢業后5年左右達到的職業和專業成就。

（二）明確學生的學習成果，細化支撐培養目標的畢業要求

學生的學習成果是指應屆畢業生完成本科階段學習時獲得的核心能力 [10]，是工程教育專業認證的重點內容。將學習成果細化后得到的畢業要求應充分支撐培養目標的達成，能覆蓋工程教育專業認證標準規定的12條基本要求。學生通過學習達到畢業要求能力指標點，保證有相關手段和措施來判定，同時聚焦解決復雜工程問題的能力培養。首先，以學生為中心，將培養目標按照學生的專業知識、工程素養、發展能力3個板塊分解到學生畢業需要達到的12條基本要求中;其次，將畢業要求細化為可落實、可評價、有邏輯性和專業特點的能力指標點，引導教師根據能力指標點組織教學，采用傳統課堂教學、翻轉課堂教學、實驗與實踐教學、學術研討、創新創業大賽、專業設計比賽等多種培養手段促進學生核心能力的達成;最后，可以通過平時作業、試卷、設計（課程設計）、實驗、報告、論文、訪談、數據統計分析、問卷調查、專題小組討論等方式對核心能力達成度進行評價。

（三）引入新穎的教學方法，加強實踐教學體系建設，設計覆蓋畢業要求的課程體系

課程是高校培養學生的主要途徑，課程設置需要能支撐畢業要求的達成，課程體系應覆蓋全部畢業要求。以學生的學習成果為導向反向設計課程體系，首先基于“四個融通”“四個符合”“四個突出”原則，按照4個知識模塊組建覆蓋《高等學校土木工程本科指導性專業規范》要求的土木工程專業課程體系，建立課程體系支撐畢業要求的關聯矩陣;其次，設計課程教學大綱，明確課程教學目標，充分落實畢業要求;然后，設計教學內容，與課程教學目標對應，采取各種教學方法以利于教學目標的達成;最后，設計考核方法，驗證課程對畢業要求達成的實際貢獻。

引入新穎的教學方法，提高教學效果：（1）新生研討式教學。面向大一學生開設新生導學課，課程以講座加小組討論形式開展，并實施過程性考核，激發學生自主學習及思考;（2）研究性教學。開設高年級研討課、工程結構實驗與檢測兩門研究性課程;（3）雙語教學。開設雙語教學課程，增強國際視野，提高學生專業外語水平;（4）加強實踐教學。土木工程是一門實踐性很強的學科，工程實踐教育是課程體系中非常重要的一個環節。畢業設計是一門典型的Capstone課程，培養學生的工程意識、協作精神以及綜合應用所學知識解決實際問題的能力，作為本科階段最后且最重要的教學考核環節，是反映學生能力最直接的指標。結合畢業設計設置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;（5）其他新型教學。 例如，MOOC課程建設、翻轉課程教學、以過程性考核為主的教學模式。

（四）完善教學管理制度與管理模式，實施教學質量評價，建立持續改進機制

工程教育專業認證的過程是一個持續改進的過程。在以產出為導向的人才培養體系中建立有效的持續改進機制，先構建完善的培養目標合理性評價制度，明確畢業達成度的評價計算方法，定期對培養目標、畢業要求和課程目標進行量化并計算達成度，再根據達成度情況定期對培養目標、畢業要求和課程目標進行調整與修訂，從而形成一種長效機制。產出導向評價制度的核心是課程教學質量評價，實施過程中需要建立教學過程質量監控機制，形成有效的質量監控體系，明確各主要教學環節的質量標準，建立科學的評價體系，評價學生的學習成果。

二、與紐約州立大學理工學院培養方案的對比分析

（一）培養目標

紐約州立大學理工學院是一所公立研究型大學，學校將獨特的跨學科研究、體驗式的學習與世界上領先技術公司和私人投資相結合，形成了基礎的先鋒學術模式，在紐約州設有多個技術創新基地，于2016年通過美國ABET專業認證。土木工程專業提供理論知識和工程設計的平衡，包括兩個領域的研究：一方面是文科、數學、科學和工程科學的基礎知識，另一方面是土木工程專業知識。其培養目標為：1）作為土木工程師、項目經理或團隊領導，熟練運用基礎理論分析和設計，服務于社會和行業需求;2）在成本效益、環境、道德、可持續發展和社會約束的背景下，為工程問題提供解決方案;3）通過專業證書、繼續專業教育和終身學習，在技術和管理技能方面獲得專業發展;4）通過與不同人員的有效溝通，在領導崗位上表現出色。

海南大學1985年成立工業與民用建筑專業， 1988年設土木工程系，2007年海南大學設立土木建筑工程學院，下設土木工程系。土木工程專業作為最早創辦的專業之一，其培養目標為：培養具有扎實的自然科學基礎和寬廣的人文社會知識，掌握土木工程學科的基本原理和基本知識，獲得土木工程師基本訓練，具有創新精神和實踐能力，有一定的國際視野和社會責任感，能成為在土木工程及其相關領域從事設計、施工、監理、檢測和管理等工作的高級技術人才和海南省土木工程建設領域的杰出人才。

通過對兩所學校的土木工程專業培養目標的對比分析，可以看出兩者既有相同或相近之處，也存在明顯的不同點。相同或相近之處在于兩者均注重人文社會、自然科學基礎知識和土木工程專業知識的學習，強調創新能力的培養。不同點在于紐約州立大學理工學院更注重全面的通識教育，強調培養學生適應技術變化及終身學習的能力，海南大學則注重培養學生解決復雜工程問題的能力，并強調專業的就業面。

（二）畢業要求

紐約州立大學理工學院和海南大學土木工程專業的畢業要求見表1。通過對比發現，兩者均要求畢業生扎實掌握土木工程專業知識，強調實踐能力和團隊合作能力的培養，具有終身學習的意識。與此同時，紐約州立大學理工學院強調批判性思維的培養，具有鮮明的自身特色。

（1）在數學、自然科學、人文科學和工程設計基礎方面有堅實的基礎

（2）具備土木工程專業實踐和攻讀高級學位所需的技術知識和批判性思維技能

（3）培養溝通技巧、團隊合作精神、終身學習能力，理解全球背景下的職業道德和社會責任 （1）掌握扎實的土木工程學科基本原理和基本知識，能勝任土木工程及其相關領域的技術工作

（2）能利用本專業的計算方法、實驗測試技術和軟件應用等技能以及相關的政策法規、技術規程等準則解決復雜工程問題，具有較好的工程實踐能力和創新能力

（3）具有一定的項目組織、溝通和團隊協作能力，能適應多學科背景下的團隊工作

（4）具有終身學習的意識、不斷學習和適應發展的能力，能勝任土木工程項目勘察、設計、施工、管理、教育、投資和開發等工作

（三）課程體系

紐約州立大學理工學院土木工程專業本科必須完成128學分，其中24學分的通識教育課程，36學分的專業基礎課程，45學分的專業核心技術課程，20學分的選修課和3學分的專業實踐。海南大學土木工程專業本科必須完成的課程共183學分，其中，38.5學分的公共課程，43學分的學科基礎課程，41.5學分的專業必修課程，30學分的選修課和30學分的實踐教學環節。兩所高校均按照數學與自然科學、工程基礎類、專業基礎類與專業類課程4個課程模塊設置核心課程，在一些課程的歸屬模塊上稍有差別，總體來說兩所學校的教育理念基本相同。在4年學習過程中，大學一年級和二年級屬于大類培養，土木工程專業學生所學的課程是相同的，可以學習數學基礎、科學基礎、土木工程的基本原理以及大學的通識教育課程;大學三年級學生選擇感興趣的土木工程專業方向進行深入學習;大學四年級的重點課程是畢業設計，紐約州立大學的Capstone設計是2個學期，可以將整個人文、工程、數學和科學課程聯系在一起，并將設計技能擴展到開發和設計一個大型土木工程項目。專業核心課程體系設置如表2所示。海南大學土木工程專業的總學分明顯高于紐約州立大學，從課程設置中可以看出，海南大學側重于專業課程和專業實踐教學的傳統模式，課程劃分更加細致。

（四）持續改進

紐約州立大學理工學院的課程教學質量評價流程為： 1）在學期開始前，任課教師制定學生在特定課程上的表現標準;2）在學期中將表現標準與具體的作業或考試相關聯，并確定如何評估/衡量表現標準和成績; 3）在學期結束時，分析成績符合標準的結果，并確定學生符合標準的百分比; 4）在學期末進行課程討論會，與其他教師及工業顧問委員會（Industrial Advisory Board）分享結果，征求改進建議; 5）在學期之間實施改進建議。

海南大學的課程教學質量評價流程為： 1）課程開始前確定每門課程的課程目標; 2）課程結束前一個月，任課教師完成試卷審核表，由教研室主任或系主任審核考題對課程目標的支持程度、考核形式及內容;3）課程結束后對學生的學習成果進行分析，撰寫課程總結報告，提出改進建議; 4）新學期課程中實施改進建議。

通過對比發現，兩所高校的任課教師在課程教學質量評價中發揮著主要作用，承擔課程目標的制定、考核方法的選取和學生核心能力達成的評價等任務。紐約州立大學理工學院更重視過程考核，注重學生的學習過程、學習效果和學習進度，多角度評定學生的課程成績，更全面科學地評定學生的學習成果，并且有完善的工業顧問委員會來進行建議和監督。

三、改進與建議

（一）加強通識教育

人才培養是高校的基本任務，現代工程教育要求高校培養創新性、應用型、復合型人才，以適應社會對人才的需求。人才不僅要有精湛的專業知識，還要具備良好的綜合素質。重視通識教育在人才培養體系中的作用，加強素質教育，拓寬知識視野，注重人文素養培育，訓練多重思維方式，培養全面發展的人才。

（二）重視過程考核與評價

學生的學習效果直接決定了畢業要求的達成度，加強過程考核有利于及時檢驗學生的學習效果，有利于知識傳授的持續改進，有利于獲得準確的課程評價。根據具體課程或實踐教學環節的特點，由任課教師、課程負責人或專家組制定階段考核、中期考核和課程考核方法與標準，完成課程和實踐教學環節的過程考核。

（三）突出專業區域特色

在構建基于工程教育認證的人才培養體系過程中，根據學校的軟硬件條件，制定培養計劃并組織實施，培育鮮明的海南大學特色。緊跟建筑行業新發展、新趨勢和新技術，培養掌握行業新技能的專業人才，設置建筑信息模型（BIM）技術應用等課程，使學生了解現代工具及信息技術應用，認識結構智能設計與智能建造新技術。培養面向地方市場需求的專業人才，依托海南特殊的地域資源優勢，與海洋工程專業有機融合，開設工程防腐蝕等課程，建設熱帶海洋特色土木工程專業;響應國家提出的綠色建筑、裝配式建筑的指導性建議，培養適應國家需求的專業人才，結合海南大學冬季小學期開展裝配式建筑與管理課程教學。

四、結語

在“新工科”建設背景下，結合工程教育專業認證工作，圍繞產出導向教育理念，針對培養目標、畢業要求、課程體系、教學方法、專業特色等進行深入研究與實踐。以學生為中心，凝練培養目標，細化畢業要求，設計課程體系，制定評價制度，建立持續改進機制。同時，與美國紐約州立大學理工學院土木工程專業本科生的培養方案進行對比分析，吸收轉化優良經驗，加強通識基礎教育，注重批判性思維能力的培養，重視過程考核與評價，科學構建以產出為導向，適應市場需求，具有鮮明區域特色的土木工程專業人才培養體系。

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