工程教育認證背景下工科專業課改革與實踐

王新文，符帥

（洛陽理工學院 土木工程學院，河南洛陽 471023）

《華盛頓協議》是目前國際上最具權威性和影響力的工程教育本科學位互認協議之一，我國于2016年6 月成為該協議的正式成員[1]，截至2021 年，我國已有土木類等20 類專業領域接受認證[2]。目前，許多高校都以工程教育認證為契機，大力發展認證領域各專業。專業課是專業的核心，是實現專業培養目標的關鍵，專業課的教學是否符合工程教育認證標準是專業能否通過認證的主要因素。長期以來，我國的教育一直是“以教師為中心”[3]，近年來有所改變，但不少新的教學方式方法多是在競賽中展示，在實際教學中，課堂教學仍是以教師講解為主，導致大部分學生課堂活動積極性不高，另外，課程考核依然是以期末成績為主，同時不少企業發現學生工作后需要較長時間才能勝任崗位工作。《華盛頓協議》提倡的教學理念是“學生中心”“產出導向”“持續改進”[4-5]。我國開展工程教育專業認證應遵循上述基本理念，但是，目前的教學理念、教學方式方法難以符合工程教育專業認證要求，因此，申請認證的各專業需要進行專業課教學改革。

1 工程教育認證背景下工科專業課課程改革途徑

根據《高等教育詞典》的解釋，高校專業人才培養方案是高等學校根據各層次各專業的培養目標與培養對象特點制定的實施培養的具體計劃和方案，是學校指導、組織與管理教學工作的基本文件，包括課程結構、教學形式結構、學時分配等[6]。可見，人才培養方案是高校指導專業教學的基石。為了使專業課的教學滿足工程教育認證要求，應站在專業高度、依據工程教育認證基本理念，根據國家和社會的發展需要，貫徹落實習近平總書記關于教育的重要論述[7]和教育部發布的《高等學校課程思政建設指導綱要》，立足行業、企業對人才的需求，結合學校的辦學定位、學生和家長的期望[8]，修訂專業的培養方案，然后按照培養方案中制定的專業培養目標、畢業要求、課程體系、畢業標準等修訂課程大綱，確定課程目標，優化授課內容、選擇學生感興趣的教學方式方法，進行精心的教學設計，制定合適的考核方式，并根據考核結果進行課程評價，依據課程目標達成度進行持續改進，以確保課程質量不斷提升。課程改革途徑如圖1 所示。

圖1 工科專業課課程改革途徑

2 工程教育認證背景下工科專業課課程改革實踐

為了滿足工程教育認證標準的要求，解決目前教學中存在的以教師為主、學生平時學習積極性不高、畢業生難以較快適應崗位要求等問題，教師需要進行深入的教學研究與實踐，按照圖1 所示課程改革途徑實施。

2.1 基于工程教育認證修訂課程目標

課程目標是指課程本身要實現的具體目標，是確定課程內容、教學目標和教學方法的基礎，教育目的要以課程為中介才能實現，課程目標是指導整個課程編制過程最為關鍵的準則[9]。因此，依據修訂后的專業培養方案和課程大綱，確定課程目標，在課程目標中要體現工程教育認證基本理念，更要貫徹落實近平總書記關于教育的重要論述和全國教育大會精神[7]，以及教育部發布的《高等學校課程思政建設指導綱要》，符合專業指導委員會制定的專業規范要求。綜合考慮上述要求，將水質工程學（2）課程的課程目標修改如下。

課程目標1：掌握污水處理的基本概念、基本原理和基本方法，具備污水處理工藝選擇及方案比較的能力。

課程目標2：掌握污水處理構筑物的工作原理及計算方法，具備污水處理廠設計、施工及運行管理的基本能力。

課程目標3：掌握污水處理實驗的方法與技能，能夠根據實際需要設計實驗，并正確進行實驗操作、數據收集、處理以及總結歸納得到實驗結論。

通過典型污水處理工程事故案例分析、大國工匠人物介紹，增強學生的社會責任感和擔當意識，激發學生工程興國的愛國主義熱情。通過對《室外排水設計標準》等專業技術規范的學習和實踐，增強學生遵守行業規范和法律法規的意識。課程的思政元素有：創新精神、工匠精神、低碳環保、綠水青山就是金山銀山、生態安全與修復、資源循環利用等。

2.2 基于工程教育認證整合教學內容

近年來，寬基礎的要求使得專業課學時數不斷減少[10]，而教材的內容沒有改變，因此，需要專業課教師根據課程目標整合課程內容，對于一些敘述性、容易理解的內容，交給學生自學，教師可以通過答疑、作業和測試來檢驗學生的自主學習情況，并根據學情進行必要講解，把有限的課堂時間用于難點知識講解、重點知識分析討論、工程案例剖析和前沿知識、技術介紹，提高課堂的效率，使課堂內容具有一定的工程性、挑戰性、前瞻性和創新性，從而激發學生的學習興趣和動力。

2.3 基于工程教育認證落實“采用先進的教學方式、方法”

課堂教學方法的改進是工科專業課教學改革的關鍵環節。教師應采用先進的教學方法，激發學生的學習興趣。翻轉課堂、線上線下混合式教學、融合式教學等互動式、創新性教學方式方法是目前比較先進的教學方式方法，在實際教學中應用受限的原因在于這些教學模式需要教師付出很多精力建設豐富的線上線下課程資源。為了落實“采用先進的教學方式、方法”，學校可通過對建課教師予以資金支持，并計入一定的工作量，定期舉行課程資源建設質量評比、獎勵等方式調動其積極性；同時要進行專業硬件設施建設，尤其是實驗室和實習基地建設，工程模擬設備、虛擬仿真軟件和實習基地現場授課可以使理論知識直觀、生動地呈現。

2.4 基于工程教育認證落實“以學生為中心”

教師要將“以學生為中心”落實到課程教學的整個設計中。在教學過程中，課前教師要發布預習任務，讓學生在線觀看課件和視頻進行預習并自我測試；課中教師可根據學生課前預習中存在的問題進行釋疑解惑，并組織學生對重點內容進行討論，利用工程案例說明理論知識的工程應用；課后學生除了完成作業，還應該完成課程相關拓展資料的閱讀和學習[11]。對于實驗、課程設計等實踐環節，教師可以提前發放實驗指導書、下達設計任務等，實踐環節開始時可通過“選人”等方式讓學生講解實驗步驟、設計方案等，然后教師對學生的講解進行點評，對不足之處做相應補充；課程考核也讓學生參與其中，每章或者是一單元學習結束后將學生分組，讓每組學生根據課程大綱出一份試卷進行互測互評，出試卷和答試卷的分數均計入平時成績中，使學生充分了解課程的重點，同時期末考試題從學生所出的互測試卷中選取一部分，讓學生不僅成為學習的主體，也成為考核的主體。

2.5 基于工程教育認證落實“加強過程考核”

為了調動學生平時學習的積極性，應提升課程過程考核的比重及全面性。教師應充分利用網絡平臺等現代信息技術，全面考慮學生的所有課堂活動、線上線下學習情況，按照一定權重計入平時成績，并進行實時跟蹤及提醒，從而激發學生學習積極性，引導學生養成良好的學習習慣，增強其學習自律性；在課后作業、討論和考核中還要設置職業道德、價值引領等課程思政內容。

2.6 基于工程教育認證打破理論教學和實踐教學環節之間的界限

對于專業課的實驗、課程設計等實踐環節，以往的教學計劃往往是先進行理論知識學習，然后安排實驗、課程設計，這樣的教學計劃有利于安排和組織教學等，但在實際教學中發現學生在做實驗、課程設計時已經遺忘了相關理論知識，指導教師還需要重新講解，同時由于很多專業課的原理、設計計算和運行管理較復雜，學生在進行理論知識學習時難以理解。為了更好地實現課程目標，可以打通理論和實踐教學環節，這里的打通包括時間、地點和授課教師。所以，教師在實驗相關的知識點講解結束后及時組織學生進行實驗，這樣一方面學生剛剛學完理論知識，基本可以自行完成實驗；另一方面對于相關理論知識，學生經過實際操作后理解得更透徹、印象更深，不易遺忘。對于一些實踐性很強的專業課，教師可把課堂移至實驗室或者是工程現場，利用實驗室的工藝模型裝置進行授課，或者到工程現場由企業教師進行現場授課，便于學生理解相關理論知識、將理論聯系實際。有課程設計的專業課可以課程設計為抓手組織教學，第一次課即布置課程設計任務，讓學生一邊進行理論知識學習，一邊完成相應課程設計任務，有問題及時和教師溝通交流，這樣課程結束時學生的課程設計基本完成，也保證了課程設計的質量。

2.7 基于工程教育認證組建一支教學水平高、工程技術強的課程團隊

師資隊伍建設和教學質量評價體系是工科專業課教學改革的重要保障。高校需加強教師隊伍建設，提高教師的教學能力和科研能力，建立健全教學質量評價體系，為教學改革提供支持。“教育者先受教育”[12]，專業課教師可通過參加教學培訓、研討和競賽等方式，不斷提高教學水平，定期深入到行業、企業中實踐，甚至是脫產掛職鍛煉，以提高工程技術和科研水平；高校引進新教師時不僅限于高學歷，還應考慮要具有豐富工程實踐經驗，注重教師的學科交叉和團隊合作；專業課教師要與思想政治理論課教師進行交流學習，以便更好地進行課程思政內容的篩選，掌握課程思政的融入方式、方法，提高課程的思想性。學校應該建立科學的教學質量評價體系，包括學生評價、教師評價和同行評價等多種評價方式，評價指標應該具有科學性和客觀性，能夠全面評價教學質量，激發教師不斷提高教學水平。教學水平高且具備實際工程能力的專業課教師能夠為實現課程目標奠定堅實基礎。

3 結束語

加入《華盛頓協議》組織是我國工程教育改革的一次巨大的成功和歷史性的飛躍，也為我國工程教育新一輪改革和創新發展提供新的機遇和契機[13]。各高校的工科專業都應以工程教育專業認證為抓手，修訂培養方案，改革課程教學模式，不斷推動專業的發展，以培養出適應和引領新一輪科技革命和產業變革的卓越工程科技人才，打造世界工程創新中心和人才高地[14]。