工程教育认证理念下的新工科专业课程体系的构建
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作者:付华 任书霞 于刚 张志伟 杨治刚 王志
摘要：工程教育专业认证以学生为中心、以产出为导向和持续改进为三大基本理念，与新工科的创新人才、应用型、复合型和技能型人才培养目标和要求是一致的。文章从培养目标的制定和毕业要求的分解入手，阐述如何构建无机非金属材料工程专业的课程体系，建立培养目标、毕业要求和课程体系的设计和评价机制。我校无机非金属材料工程专业2018年通过中国工程教育认证。
关键词：新工科;中国工程教育认证;课程体系;培养目标;毕业要求
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2020）16-0275-02
2017年，教育部推进新工科建设，先后形成了“复旦共识”[1]“天大行动”[2]和“北京指南”[3]共识和指导意见，要求工科高校要对工程科技创新和产业创新发挥主体作用，培养多样化、创新型卓越工程科技人才。从2005年起，中国开始建设工程教育国际认证体系;2013年，我国加入《华盛顿协议》;2016年我国成为《华盛顿协议》正式会员。截至2018年底，全国共有227所高等学校的1170个专业通过了工程教育认证，分布于机械、化工与制药等21个工科专业类[4]。工程教育专业认证以学生为中心、以产出为导向和持续改进为三大基本理念，对毕业生提出的12条毕业要求中，涵盖专业能力（工程知识、问题分析、设计/开发解决方案和研究）、通用能力（使用现代工具、个人和团队、沟通、项目管理和终身学习）和工程态度（工程与社会、环境和可持續发展、职业规范）三个方面的培养要求。因此，新工科与工程教育认证在创新人才、应用型、复合型和技能型人才培养目标和培养理念要求上是一致的。
培养目标和课程体系的重构与实践，是进行新工科建设和工程教育的核心和关键。依据专业培养目标确定毕业要求12条，依据毕业要求指标点的分解确定支撑毕业要求的课程体系，落实到数学、自然科学、工程基础、专业基础、专业课、集中实践和人文社科类的每一门课程（见右图）。
一、新工科工程教育目标体系下，培养目标的制定
首先制定符合学校定位、适应经济社会经济发展需求和新工科建设的培养目标，并建立合理性评价和修订制度。培养目标是毕业生毕业5年左右能够达到的职业或专业成就总体描述。培养目标定位与学校办学定位阶段目标具有一致性。本校无机非金属材料工程专业依托学校“服务国家及地方铁路交通重大工程需要”的行业背景，发挥无机非金属材料工程学科在铁路、桥梁、隧道等建设中的优势，为中国铁路交通工程发展和河北省地方建设培养了大批专业技术人才。本专业的培养目标是培养以混凝土/陶瓷为特色，能在建筑材料、土木及交通工程等相关行业从事无机非金属材料的质量检测、工程监理，生产技术及项目管理，工艺设计、技术与产品研发等工作;适应能力和实践能力强、富有社会责任感、职业道德和创新精神的高素质工程技术和管理人才。
二、新工科工程教育目标体系下，毕业要求的制定
按照工程教育认证理念，围绕培养目标，学校开设的专业必须有明确、公开、可衡量的毕业要求，且毕业要求应能支撑培养目标的达成。依据专业培养目标的定位和特色，经过专家、骨干教师的多次讨论沟通，本校最终制定专业毕业要求12条，并分解指标点。毕业要求指标点的达成、衡量是基于教学活动（统称“课程”）来实现的。选用能够涵盖毕业要求全部指标点的教学活动（包括理论课程、实验、实习等）作为核心支撑，确保每项毕业要求指标点都有合适的教学活动支撑。
三、新工科工程教育目标体系下，专业课程体系的构建
依据新工科人才培养目标和毕业要求分解指标点，课程设置应能支持毕业要求的达成，课程体系设计有企业或行业专家参与。本专业课程体系中加强了机械制图实训、材料现代分析方法实验、土木工程材料性能综合实验、材料制备与性能实验、无机非金属材料生产设备和工艺设计、科研实践课程的学习和岗位实习等实践教学环节，加强实践教学对课程目标和毕业要求的支撑。
体系中的计算材料学课程增加了软件模块，包括Material Studio软件、Lammps软件和Ansys软件等，使模拟尺度从原子、分子尺度扩展到微观和宏观尺度。加强对毕业要求指标点5中使用现代工具对复杂工程问题进行预测与模拟的支撑。新增“材料与环境”课程，内容包括材料的生命周期/环境协调性评价/循环利用等。加强对毕业要求指标点6和7的支撑（内容包括工程与社会，环境和可持续发展。使学生能够理解和评价针对无机非金属材料工程专业复杂工程问题的解决方案对社会、健康、安全等的影响，工程实践对环境、社会可持续发展的影响）。新增陶瓷3D打印技术、超材料、陶瓷纤维、透明陶瓷等专业选修课程，加强学生对专业前沿发展技术的理解，加强专业特色建设。
本专业课程体系合理设计每一门课程的课程目标和教学内容，确定课程目标和对毕业要求指标点的支撑，构建课程结构及教学内容，从而实现课程体系对培养学生解决复杂工程问题能力的支撑和评价。以支撑毕业要求指标点2的一门课程“无机非金属材料工艺学”为例，解读该课程体系对“解决复杂工程问题能力”的培养。例如，某轨枕厂由于加快了模板周转效率，出现了轨枕开裂的现象，试分析原因。这个问题涉及多个相互关联的子问题，学生需要从混凝土的组成材料、成型过程和养护工艺等多个方面进行综合分析，还须运用大学四年学过的数学计算、物理、化学、力学以及专业知识，进行深入工程原理分析，才能解决。
四、新工科工程教育目标体系下，课程大纲的制定
新的课程教学大纲包含课程性质和目标、课程所支撑的毕业要求、达成课程目标的途径和措施、课程综合考核方法、课程评估方法以及课程目标达成评价与持续改进机制等。需要重点解决的问题包括：课程体系是否支撑毕业要求，课程目标分解是否合理，教学内容和环节的设置是否合理，教学方法能否体现OBE理念等。教师应在教学中推广创新教育教学方法，明确讨论式和参与式教学方法的应用，注重学习过程考核和学生能力评价。 五、总结
本文通过从培养目标的制定和毕业要求的分解入手，阐述如何构建无机非金属材料工程专业的课程体系，建立培养目标、毕业要求和课程体系的设计和评价机制，实现工程教育专业认证与新工科人才培养目标的一致性。我校无机非金属材料工程专业2018年通过中国工程教育认证。
参考文献：
[1]中华人民共和国教育部高等教育司.“新工科”建設复旦共识[Z].2017-2-18.
[2]中华人民共和国教育部高等教育司.“新工科”建设行动路线（“天大行动”）[Z].2017-4-8.
[3]中华人民共和国教育部.新工科研究与实践项目指南[Z].2017-6-12.
[4]中国工程教育专业认证协会网站[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
项目支持：河北省高等教育教学改革研究与实践重点支持项目（2019年度），石家庄铁道大学高等教育教学研究项目（Z201803）
作者简介：付华（1968-），女（汉族），陕西蒲城人，博士，教授，研究方向：复合材料/金属材料，教学管理;任书霞（1975-），女（汉族），河北邢台人，博士，副教授，研究方向：无机非金属材料，教学管理。
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