工程教育专业认证引领下的地方高校材料专业建设

陈国华 向定汉 龙雪梅

[摘 要]工程教育专业认证直指工程教育强国建设中的教育理念、标准、模式、评价等核心问题，是我国工程教育改革的主要着力点。学生中心、成果产出导向和持续改进这三大理念是工科专业建设的主要方向，对我国工程教育质量的提高起到了积极作用。自 2015 年起，桂林电子科技大学材料科学与工程专业以国际工程教育专业认证引领专业建设，在培养目标、毕业要求、课程体系、持续改进、实验室建设等方面进行了积极探索和实践，取得了明显成效。

[关键词]工程教育专业认证;材料专业;地方高校;专业建设

[中图分類号] G64 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2019）09-0001-06

一、引言

专业是高校联系社会、服务社会的纽带，是高校人才培养的最基本单元，是推进教学改革和提高教学质量的立足点和集合体。专业建设是高等教育与社会需求的结合点，是保证人才培养适销对路的首要和关键环节。专业建设涉及人才的培养目标、培养方案、课程体系、师资队伍、质量监控和改进、支持条件等方面，其成效对高等教育人才培养的质量起着举足轻重的作用[1]。

当前，世界范围内的新一轮科技革命和产业变革加速进行，以新技术、新业态、新产业、新模式为特点的新经济蓬勃发展，迫切需要培养造就一大批多样化、创新型的卓越工程科技人才。我国是工程教育的第一大国，数据显示，中国普通高校工科专业的招生数、在校生数、毕业生数都远远多于世界其他国家，稳居世界首位，其数量比紧随其后的俄罗斯、美国等国高出3至5倍。目前，我国高等教育培养出来的工程技术类人员数量位居世界前列，但从质量来说，我国合格的工程人才在世界的排名却不靠前。在现代科学技术中，材料科学与工程是航天、航空、信息、国防等高新技术进步的基础，在国家科学研究、国防建设与经济建设中占有重要地位，是国民经济发展的三大支柱之一。材料类专业人才培养是材料科学与技术发展的基础。一方面，我国企业目前正在进行大规模重组，其产业结构、产品结构、工艺技术和装备水平正在发生重大变革与调整，企业发展急需材料科学与工程相结合的国际化、工程化以及设计能力、动手能力和综合能力均强的复合型创新创业型人才，这对高校材料类人才培养提出了严峻的挑战。另一方面，由于我国高等教育已处于大众化的发展阶段，本科生的招生规模不断扩大，致使教育优势资源在一定时期内显得相对不足。同时，高校对新兴工程教育的探索不够，某些专业缺乏明确合理的专业培养标准，课程体系难以支撑培养目标的实现，工程教育理科化、同质化倾向较严重，专业与企业的结合不够紧密等。高校教育产出（毕业学生）与社会需求（就业岗位）符合度不高。学生的实践能力和工程能力薄弱，培养产出与社会需求相脱节等问题凸显，现有的人才培养模式难以支撑培养高素质应用型人才的实现。这些已经成为影响学校工科专业人才培养质量提升的瓶颈问题。因此，探索和构建一个全面、科学、合理、有效的专业建设模式，对于学校优化专业结构、保证专业特色以及促进人才培养模式创新具有重要意义。

美国等发达国家多年的工程教育实践证明[2-3]，工程教育专业认证是工程教育质量保障体系的重要组成部分，对于推动和提高工程教育质量具有积极作用，对于改变当下的教育产出与社会需求不符的现状具有突出的现实和指导意义。其做法是通过制定科学合理的认证标准，推动高校学科专业建设的内涵式发展，从而达到提升工程教育质量的目的。工程教育专业认证已成为国际通行的工程教育质量保障制度，是实现工程教育国际互认和工程师资格国际互认的重要基础。通过专业认证的毕业生在《华盛顿协议》相关国家和地区申请工程师执业资格或申请研究生学位时，享有与当地毕业生同等的待遇，这就为中国工科学生走向世界提供了国际统一的“通行证”[2]。其认证结果在行业及企业内有较高的权威性，在部分行业工程师资格考试或能力评价中享有不同程度的减免和优惠政策。通过工程认证将会提高专业声誉、生源质量与专业建设水平，推动人才国际化交流。因此，探讨材料类专业如何在工程教育专业认证的背景下根据自身特点来进行专业建设，显得尤为迫切和重要。

二、材料专业认证的现状

2006年，教育部启动工程教育专业认证试点工作。十多年来，工程教育以申请加入《华盛顿协议》为契机，全面深化改革。2016年6月，国际工程联盟大会《华盛顿协议》全会全票通过中国的“转正”申请，标志着我国成为国际本科工程学位权威互认协议的正式成员，我国的工程教育质量认证体系实现国际实质等效。

按照中国工程教育专业认证协会的规定，材料类专业包括材料科学与工程、无机非金属材料工程、金属材料工程、高分子材料与工程、复合材料与工程、冶金工程和材料物理等专业。根据中国工程教育专业认证协会提供的最新数据，截至 2018 年，全国有50多所高校的 68个材料类专业通过了认证，加上 2018年正式进校考察的12个材料类专业，共有80个材料类专业已经通过或者即将通过工程认证。据统计，全国有400多所高校开设了1000多个材料类专业，可见，通过认证的专业所占的比例不足10%。2019年，申请工程教育专业认证的专业呈现快速增长的态势，这说明越来越多的高校认识到工程教育专业认证的重要意义，都希望以工程教育专业认证为契机来推进专业建设和教学改革。事实上，作为我国工程教育十多年来的一项重要改革举措，工程教育专业认证直指工程教育强国建设中的教育理念、标准、模式、评价等核心问题，是我国工程教育改革的主要着力点。在专业质量方面，《华盛顿协议》注重的学生中心、成果产出导向和持续改进这三大理念，对我国工程教育质量的提高起到了积极的促进作用。

工程教育专业认证是用来衡量所培养的毕业生是否达到该专业所制定的培养目标和毕业要求的一种评价体系，是保障工科毕业生达到专业基本培养要求的质量保障制度[4]。工程教育专业认证标准（2015年版）分为通用标准与补充标准[5-7]。通用标准是所有专业均应达到的基本要求，补充标准是针对各类专业的特点提出的具体要求。通用标准涉及学生、培养目标、毕业要求、持续改进、课程体系、师资队伍和支持条件七个方面的内容。其设置充分体现了学生中心、成果产出导向和持续改进的理念。中心为学生，是输出性项目。成果产出也是基于学生的产出，是目标导向。其他项目都是围绕着使学生达到毕业要求并进而实现培养目标而设置的。其中，课程体系、师资队伍和支持条件是 3 个输入性项目，持续改进是保障性项目。通用标准把学生放在首位，学生就像是制造的“产品”，“产品”的好坏直接影响到学校、学生、用人单位等各方的利益。换言之，人才培养质量是专业建设的生命线。

三、以工程教育专业认证为抓手推进材料专业建设的实践

桂林电子科技大学是一所以工为主、电子信息特色突出的多学科地方重点建设大学。2016年，学校召开本科教学工作会议，明确提出打造电子信息特色鲜明的一流本科教育的目标。2017年，学校第三次党代会明确提出要加强推进国际工程教育专业认证工作，以认证为契机，深化教育教学改革，强化学生能力的培养，建设一流本科教育。2015年，材料科学与工程专业就以工程教育专业认证体系为基础，大力加强专业内涵建设，旨在以专业认证理念引领学校材料类工科专业建设，推进学校工科专业内涵式发展，体现专业优势与特色，持续提高专业人才培养质量。

（一）聚焦专业特色，应答需求，制定合理的培养目标

培养目标是专业教育的终极成果，是对毕业生在毕业后 5 年左右能够达到的职业和专业成就的总体描述[8]。专业培养目标的确立以往基本上是正向设计，即依据学科知识结构、现有师资队伍等条件来确定学生毕业时达到的目标，不太考虑企业、社会、学生等外部需求，不太考虑毕业生毕业5年左右达到的职业能力。教研室基于工程教育专业认证的三大理念，组织全体教师经过充分的讨论，并征求行业专家、其他高校的同类专业专家、毕业生代表和认证专家的意见，制定出具有专业特色、符合学校办学定位、满足利益攸关方需求的专业培养目标。以下为桂林电子科技大学材料科学与工程专业2017级培养方案中的培养目标。

本专业立足广西，面向全国，培养适应社会经济发展需求，在电子材料与器件、新能源材料以及金属材料的研制与生产等相关行业一线从事设计、生产、检测、研发等技术或管理工作的应用型高级专门人才。

目标1：身心健康，具备良好的敬业与创新精神、社会责任感和工程职业道德，关注当代社會发展与民生问题，具有质量意识、环境意识和安全意识。

目标2：具备从事材料科学与工程领域科学研究、工程设计和技术服务等工作所需的数学基础知识、自然科学基础知识、专业基础知识与专业知识。

目标3：熟知所选材料科学与工程专业方向的前沿发展现状和趋势，具备所选专业方向材料制品的设计、制备、测试、分析和应用能力。

目标4：熟悉设计、制备、测试和分析材料制品的仪器设备和应用软件，能够运用所学知识并借助科学工具解决复杂材料科学与工程的问题。可在生产过程中利用新知识、新技术实施节能、节材和环保等措施。

目标5：有良好的口头、书面表达和交流沟通能力，良好的团队意识和合作精神，终身主动学习所需的基础知识与能力，拓展知识面，开拓国际视野，能在实际工作中适应角色转换，以满足大工程对综合能力的需求。

基于所具备的知识、能力和素质，经过毕业后5年左右的社会实践和岗位实践，需要达到以下事业与能力发展预期。

预期1：具有独立和协作分析解决材料科学与工程相关领域实际工程问题的能力，能够胜任工艺设计、产品生产及检测等方面的工作。具备工程师的专业理论水平和实际工作能力，任职相应专业技术岗位，成为“材料加工与生产一线的合格工程师”。

预期2：具有一定的科学研究能力、创新精神以及拓宽渗透其他专业的能力，成长为能够独立承担材料科学与工程领域复杂工程问题解决过程中的技术改造、技术研发或技术创新等工作的复合型工程技术人才。

预期3：具有良好的管理和决策能力，能够作为部门负责人或业务主管从事生产管理、营销管理、行政管理等工作。

此外还需要对本专业所制定的培养目标进行合理性评价。为了方便评价和量化，教研室将培养目标的5个资质能力内涵进一步分解为15个指标点，然后以发放调查问卷的方式让毕业生、用人单位、专业教师等进行评价。表1是用人单位/毕业生/专业教师对培养目标合理性的评价表，以5分制测评打分。

图1到图3分别为用人单位、毕业5年的学生和专业教师对培养目标合理性评价结果的雷达图。从图中可以看出，每个分指标点的平均分均不低于4分。与此同时，我们还邀请行业专家来校座谈，走访用人单位，并与用人单位的领导以及人力资源、技术和营销部门的负责人等进行座谈，听取他们对本专业培养目标合理性的评价和意见。他们认为本专业培养目标定位符合行业与社会需求，毕业5年左右的学生能够达到中级职称水平。

基于内部评价和外部评价的结果，可知本专业的培养目标聚焦了“电子材料与器件、新能源材料”专业特色。本专业的培养目标定位与学校的服务面向定位和目标定位是吻合的。本专业的培养目标合理，能反映社会经济发展的需求。

（二）依据培养目标，确定明确、可衡量、公开的毕业要求

合理的培养目标确定后，还要对培养目标的指标点进行合理分解形成毕业要求。毕业要求须全部涵盖中国工程教育专业认证协会秘书处发布的 12 条毕业要求。为了达到可衡量、可评价的目的，还要将每一条毕业要求分解为若干个子指标点，每个指标点要有相应的课程支撑，每门课程要达到每个毕业要求。毕业要求要对培养目标进行支撑。表2给出了毕业要求和培养目标的对应矩阵。

2015年版的工程教育专业认证标准突出了学生解决本专业领域复杂工程问题能力的培养。因此，教研室围绕解决复杂工程问题的能力培养，从专业知识和专业能力、社会责任与价值取向等综合素质与发展能力出发，构筑了材料科学与工程专业的12条毕业要求。按照认知、理解和实践的学习规律，分解要具有逻辑性，各指标点在内容上要求能够呈现递进关系。每条毕业要求可分解为可衡量的2至5个分指标点，12条毕业要求共分解成38个分指标点。为了举例说明，表3列出了毕业要求2至毕业要求4的分指标点和相关的教学环节。

（三）以成果产出为导向反向设计课程体系，注重复杂工程能力的培养

课程及所有教学环节是专业教育的基本载体，专业教育目标主要是通过课程教学目标的达成而实现的[9]。课程体系必须根据分指标点确定，课程支撑指标点的达成，课程体系确定教学要求。每门课程要有教学大纲，其中教学大纲的课程目标必须支撑每个分指标点，教学大纲决定教学内容。通过从培养目标、毕业要求到课程体系进行反向设计、正向实施，使得培养目标（或需求）既是起点又是终点，从而最大限度地保证教育结果与需求的一致性。

根据本专业的培养目标和毕业要求，课程体系由学校、学院及专业三级教学管理机构共同设计和修订[9]。其中，通识教育课程体系由学校和教务处负责制定，学科大类课程体系由学校教务处组织各学科大类相关院、系共同制定，学科专业课程体系由学院、系负责制定。课程体系的设计：①依据专业培养目标和毕业要求，设计课程体系框架和主要内容。②依据社会对人才的需求情况和学校发展规划。③设置课程模块和学分分布，建立课程体系与毕业要求的关联度矩阵，见表3。④根据毕业要求并按规定格式编写各门课程的教学大纲和简介。

2015 年版的工程教育专业认证标准对知识结构提出了以下要求：①与本专业毕业要求相适应的数学与自然科学类课程的学分至少占总学分的 15%。②符合本专业毕业要求的工程基础类课程、专业基础类课程与专业类课程的学分至少占总学分的 30%。③工程实践与毕业设计（论文）的学分至少占总学分的20%。④人文社会科学课程的学分至少占总学分的15%。本专业各类课程学分比例超过工程认证规定的要求。表4详细列举了部分重点专业课程对毕业要求的支撑理由，从而很好地说明了课程支撑毕业要求的关联性、准确性和合理性。

为了循序渐进地培养学生解决复杂工程问题的能力，本专业从 2016 级开始，围绕电子材料与器件、新能源材料以及金属材料等专业方向，构建了从专业基础到专业限选课以及从大一到大四的完整的课程体系，如表5所示。

（四）坚持持续改进，建立和完善教学质量监控机制

为了提高教学质量，确保毕业要求与培养目标能够达成，本专业坚持“学生中心、成果产出导向与持续改进”的教学理念，并将这一理念贯穿教学全过程。利用内部循环与外部循环的评价体系，建立了闭环持续改进的机制，如图4所示。力求做到每个教学环节要求明确，人人都是教學质量提升的主体。针对培养方案修订与调整、课程教学大纲编制、理论教学、实验教学、生产实习、毕业设计、教材选用、课程考核等主要教学环节，学校和学院确定了明确的质量要求及评价和持续改进措施，确保学生毕业时达到毕业要求，毕业后经过5年左右的工作经历达到专业的培养目标。

本专业的教学过程质量监控由教学过程、教学评价和持续改进组成闭环系统。教学过程主要包括培养方案修订（包括培养目标、毕业要求与课程体系）、教学大纲修订、理论教学、实践教学、创新创业教育、理论考核、实践考核和创新创业能力考核。教学评价主要包括以下几方面：教学过程中的学生评价、教师评价、督导评价、领导评价;教学过程结束后课程目标达成情况评价、毕业要求达成情况评价和培养目标达成情况评价，定期进行毕业生评价、用人单位评价和社会专业机构评价等。持续改进是将各种评价反馈结果用于教学过程各个相应环节的改进，以形成良性循环，切实提高教学质量。

为了对教学过程各个环节实行全面系统的管理、监督和控制，学校制定了完备的本科教学管理文件，学院也据此制定了有关的文件或措施，形成了一套健全的教学过程质量监控机制，采取多种评价方法，由校内外多方参与，对本科教学进行科学、合理、客观、公正的评价，将评价结果用于推动持续改进，促进了毕业要求和培养目标的达成。

（五）对标工程教育专业认证标准，加强本科实验室建设

本科实验室是重要的支持条件。工程教育专业认证补充标准对实验条件给出了定量的要求：专业课实验开出率应至少达到 90%，综合性、设计性和创新性实验课程占实验课程总数的比例应大于 60%;基础实验每组学生数不能超过 2 人，专业实验每组学生数不能超过 3人，大型仪器实验每组学生数不能超过 8 人。

近2年，根据工程教育专业认证的要求，材料科学与工程专业新投入设备经费达400多万元，新增实验室面积450平方米。目前，本科教学仪器设备总值达2000多万元，实验室面积超过1200平方米。建成了无机与分析化学实验室、物理化学实验室、金相制样实验室、金相显微镜教学实验室、电子材料与器件制备加工实验室、电子材料与器件性能测试实验室、金属材料熔炼与热处理实验室、金属表面改性实验室、材料力学性能实验室、材料物理与电化学性能测试实验室、材料热性能实验室等10多间本科实验室和1个本科生电子功能材料与器件创新创业基地。这些实验室承担了本科生的专业基础实验和专业实验。国家级机电综合工程训练中心、国家级电子电路实验教学中心、国家级计算机实验教学中心和校级大学物理实验教学中心承担了本专业学生的公共基础实验。广西电子信息材料重点实验室也承担了本专业的部分课程实验、毕业设计、科教协同育人和创新创业训练。进口的先进大型精密仪器设备如X射线衍射仪、透射电镜、扫描电镜、电子探针、原子力显微镜、拉曼光谱仪、X射线光电子能谱、核磁共振、DSC热分析仪、精密阻抗谱等都面向本科生开放，不收取测试费用。

2018年6月，工程认证进校专家组对实验室给予了很高评价，认为实验室管理规范，环境整洁，有国内一流的材料表征仪器与检测设备以及各类专业实验设备，能很好地满足实验教学的需求。2018年7月，建成的金相制样实验室和金相显微镜教学实验室还作为“蔡司杯”第五届全国大学生金相技能大赛的赛场，受到有关领导、参赛带队教师和学生的一致好评。

四、材料专业建设成效

桂林电子科技大学材料科学与工程专业自2015年启动工程教育认证以来，专业培养目标更加合理，电子信息材料特色突出，毕业要求更加细化、合理和准确及可衡量，课程体系很好地支撑了毕业要求的达成，进而保证了培养目标的达成。2018年6月，工程认证进校专家组认为本专业已全部达到工程教育专业认证标准。

近3年，本专业新生一本录取率明显提升，没有学生转出本专业，学生的学位授予率提高到96%以上，学生的考研录取率由不足10%提高到21%。学生主持国家级和省级大学生创新创业项目26项，获得全国“挑战杯”、“金相技能大赛”、“互联网+” 和“创青春”全国大学生创业大赛等国家级和省部级奖励100多项，发表SCI、EI等学术论文20多篇，申请发明专利10多项。用人单位对本专业毕业生的总体评价如下：踏实肯干，动手能力强，具有较强的工程实践能力和职业素养;具有高度的社会责任感，强烈的进取心，表现出较强的发展后劲;能主动适应广西和区域经济社会发展需求，在广西和珠三角材料工业技术进步等方面做出了积极的贡献。

本专业在已成为广西优质专业、广西急需专业、广西优势特色专业和广西创新创业教育改革示范专业的基础上，2018年7月又获批广西一流特色专业立项建设，这标志着本专业建设又上了一个新台阶。

五、结束语

国际工程教育专业认证作为一种国际通行的评价体系，对于改变传统的教育理念、传统的考核与评价方法、质量监控、保障和提升工程教育质量等方面的作用是有目共睹的。专业建设应坚持“学生中心、成果产出导向和持续改进”三大理念，专业教师应该把这三大理念内化于心、外化于形，持续不断地推动专业建设迈上新的高度，培养出更多更好的人才。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 陈平.专业认证理念推进工科专业建设内涵式发展 [J]. 中国大学教学，2014（1）：42-47.

[2] 李志义.对我国工程教育专业认证十年的回顾与反思之一：我们应该坚持和强化什么 [J]. 中国大学教学，2016（11）：10-16.

[3] 孙桓五，张琤.基于工程教育专业认证理念的地方高校工科专业建设实践[J]. 中国大学教学，2017（11）：39-42+53.

[4] 潘懋元，陈春梅. 高等教育质量建设的理论设计[J].高等教育研究，2016（3）：1-5.

[5] 李志义. 成果导向的教学设计[J].中国大学教学，2015（3）：32-39.

[6] 中国工程教育认证协会（筹）秘书处.中国工程教育认证通用标准（2015 版）[EB/OL].[2018-11-03].http：/ /ceeaa.heec.edu.cn/column.php？ cid=17.

[7] 中國工程教育认证协会（筹）秘书处.中国工程教育认证材料类专业补充标准（2015 版）[EB/OL].[2018-11-03]http：//ceeaa.heec.edu.cn/column.php？ cid=18&ccid =37.

[8] 冯婧微，张学军，邵红，等. 基于工程认证及成果导向教育的环境工程专业体系构建：以沈阳化工大学为例[J].教育教学论坛，2017（26）：159-160.

[9] 张猛.以工程教育专业认证为导向的材料类专业教学改革[J].教育观察，2016（9）：76-77+80.

[责任编辑：庞丹丹]