基于CBE的工程教育专业认证课程专业能力培养改革

易灿南 胡鸿 刘美英 易玉枚 滕广平

摘  要 基于能力导向教育基本思想，提出安全工程专业工业通风课程能力培养指标体系，并分别以正确进行“排风罩选择”以及“净化装置选择”为目标设计能力训练题目。教学实践表明，以能力培养为前提的能力训练的实施，进一步促进学生全面和深入学习并理解工业通风课程体系，有利于毕业要求的达成。

关键词 安全工程;工业通风;工程教育专业认证;能力导向教育

中图分类号：G642.0    文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2020）18-0095-03

Ability-Cultivation Reform for Engineering Education Accredi-tation Courses based on CBE： Taking Industrial Ventilation of Safety Engineering as An Example//YI Cannan， HU Hong， LIU Meiying， YI Yumei， TENG Guangping

Abstract Based on the concept of competency-based education， abi-

lity index for Industrial ventilation of safety engineering was put for-ward and a lot of ability training items were designed to promote the ability of “selection of exhaust hood” and “selection of purification device”. Teaching method practice showed that the ability training was helpful for students to study industrial ventilation and to achieve

the graduation requirements.

Key words safety engineering; industrial ventilation; engineering edu-

cation accreditation; competency-based education

1 前言

工程教育認证是国际通行的工程教育质量保证制度，也是实现工程教育的国际互认和工程师资格国际互认的重要基础。我国自2006年正式启动工程教育专业认证试点工作以来，经过10年的努力，终于在2016年全票通过，成为“华盛顿协议”第18个正式成员，标志着我国工程教育专业认证体系实现国际实质等效，为深化工程教育改革提供了良好契机。

工程教育专业认证以学生为中心，以能力为导向，这就要求课程体系、每门课程的目标、授课内容以及方法都围绕学生、围绕能力培养来组织[1]。课程体系与专业认证的毕业能力紧密相关——课程体系设置必须对应支撑具体的毕业要求指标点，为达成专业培养目标提供保障。而课程在专业教学中处于核心地位，工程能力的提高需要各门课程的支撑。课程教学改革是指授课教师根据人才培养计划，对某门课程培养目标、授课内容、教学方法、教学手段以及考核方式进行改革，对其进行评价，并根据评价结论指导下一轮教学过程，是促进教学、思考教学组织合理性的有效途径。《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》指出要“改革教学内容、方法、手段”“把改革创新作为教育发展的强大动力”[2]。因此，基于现代化工程教育理念深化课程教学改革，是提高工程教学质量的基本保障。

工业通风是安全工程专业的一门非常重要的专业课程，讲述通风的基本原理、通风系统设计和计算方法，使学生掌握通风系统设计的专业知识，掌握系统运行管理的知识，为学生今后从事通风系统的合理工程及施工设计、通风设备的设计及测定等方面的工作，打下必要的理论基础[3-4]。

该课程具有很强的实践性，只有结合工程实际，才能达到工程训练的目的。本研究以基于能力导向教育（Competency-based Education，CBE）为基本思想，研究工业通风工程能力指标体系，设计提高学生工程能力水平的训练题目，并结合应用实践谈谈效果。

2 工业通风课程能力培养指标体系划分

CBE教育模式由美国麦克莱兰（McClelland）发起，他认为核心能力是学生成功就业和可持续发展的关键要素[5]。国际高等教育界也认为，大学教育应当传授知识与技能，着重培养和测评学生的能力。确定能力标准体系并与课程设置一一响应，是保证学生达到成为专业人士的基本能力要求的基本条件[6]。同样，确定课程的能力培养指标体系，是促成专业能力标准体系达成的前提。在对《中国工程教育认证标准》（2015版）以及《安全工程专业认证标准》进行系统学习的前提下，结合学校安全工程培养特色，确定工业通风课程能力培养要求：培养学生能够识别作业环境危险有害物来源，并能够根据工艺要求与污染物特征，设计简单的通风设计方案。具体划分如下。

工业有害物识别能力  能够依据生产场所工业有害物的类型、产生机理以及扩散方式，识别工业有害物的危害。

通风方案设计能力  包括通风方案确定能力（能够依据生产场所特征以及工业有害物危害机理，确定通风方案）、排风罩选择及设计能力（能够根据工业有害物扩散特征以及有害物物理化学特性，确定排风罩的类型并能进行设计计算）、正确选择净化装置的能力（能够根据有害物物理化学特性，确定净化装置）、通风管网设计能力（能够根据工艺要求、建筑特征以及通风管道设计的基本原则，确定通风管网形式）、通风系统计算能力（能够进行水力计算，并选择合适的风机类型及型号）。

在课程教学实践中发现，如若学生能够正确选择排风罩与净化装置，设计合理通风系统的概率就会大大提高。因此，本课程改革主要关注此两种能力的提高。

3 基于CBE的“排风罩选择”能力训练设计

工业生产过程中常用排风罩为密闭罩、柜式排风罩、接受罩、吸气罩、吹吸式排风罩以及槽边排风罩等。在工业生产中也常利用气流来达到控制污染物散逸的目的。因此，“排风罩选择”能力训练重在训练学生根据污染物散发特征、建筑结构要求以及工艺特征，确定合适排风罩的能力。经过多年的教学实践，不断完善，设计18道情境课题，如表1所示。表中课题仅为简单文字描述，涉及的具体工艺过程以及设备特征需要学生自行查阅。

4 基于CBE的“净化装置选择”能力训练设计

净化装置一般分为两类：一类为除尘器，通过重力、惯性碰撞、接触阻留、凝聚等原理捕集含尘气流中的固体颗粒物;一类为净化器，通过物理吸收或化学反应净化有害气体。因此，“净化装置选择”能力训练设计的基本思路为：首先，根据污染物类型确定净化装置类型;其次，根据污染物特征确定满足净化要求的具体装置;最后，联系具体情境，如环境要求等，确定最佳净化装置或组合。

基于此，设计22道能力训练题型，如表2所示。其中1～20题为基本题型，学生在掌握所有净化装置净化原理、适应场合的基础上，结合工艺特征即可作出正确选择，重点训练学生正确选择一般工艺中净化设备的能力;21～22题为综合训练题，需要学生充分了解工艺特征及需求，对比分析所有净化装置特征，确定多级净化装置，重点训练学生处理流程工艺中选择污染物净化设备的能力。

5 能力训练实施过程及效果

课题领取  课题领取是指学生自主选择能力训练题目并进行分析和解决。2012年开始在工业通风课程授课时采取上述能力训练模式，实践过几种课题领取方式：一人一

题，二人二题，三人四题，等等。经过实践后发现：对于工科背景（安全工程学生为文理兼招）且对工业通风比较感兴趣的学生而言，能够单独思考并完成课题，但是对于大部分学生而言，需要与同学讨论后才能决定;二人二题且每人负责一题的方式，既能保证高效地完成课题，又能加强学生之间的沟通和协作能力。

课题进行与汇报  由于表1、表2皆为情境课题，要求学生首先依据课题描述上网查询相关工艺过程，再根据相关原则确定排风罩或净化设备，最后形成小组汇报PPT，按照“场景简介—设备选择—选择原因”的思路制作PPT，上台介绍并接受提问。

实施效果  安全工程专业学生为文理兼招，文科背景学生对工业通风中涉及诸多计算的情况非常不适应，一些学生反映不知道如何开展通风设计。自从在教学过程中开始实施表1、表2中能力训练题型以来，学生反映往往需要反复查阅，才能掌握所有排风罩和净化设备的结构特征、原理以及适应场合，从而作出正确选择，不仅无形之中大大弱化了计算带来的恐惧感，而且能够增加对通风系统设计的兴趣。

通过能力训练题目的实施，学生能够正确选择排风罩以及净化设备，同时进一步促进了对工业通风系统设计的理解;在课程设计环节，学生能够更快地确定并设计通风系统;在生产实习环节，学生能够迅速认出通风设备的类型，并且能够依据通风设计要素评价工厂通风系统的合理性;工业通风系统设计思路的形成，有利于火灾与爆炸灾害控制课程“防排烟系统”教学组织的开展，也为“自动喷淋/喷雾灭火系统设计”教学提供了基础。

6 结论

工程能力培养是工程师教育的重要内容，也是工程教育专业认证的关键问题，基于CBE的课程改革以全面提升学生能力为目标组织教学，是达成工程认证毕业要求的关键。基于CBE进行工业通风课程教学改革，着重培养学生选择正确排风罩和净化装置的能力，有利于学生全面深入了解通风系统，促进工程教育专业认证毕业要求的达成。

参考文献

[1]聂仁仕，陈雄.论工程教育专业认证课程达成度评价体系之缺陷：以西南石油大学为例[J].西南石油大学学报（社会科学版），2017（1）：74-81.

[2]国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）[ED/OL].[2010-07-29].http：//www.gov.cn/jrzg/2010-07/29/content_1667143.htm.

[3]王新泉，冷彬，张俭让，等.安全工程专业主干课程“通风工程”内容体系的构建及其教材的编写[J].安全与环境工程，2009（6）：72-77.

[4]吴杲，郑慧凡，王方，等.通风工程课程教学改革探讨[J].高等建筑教育，2011（4）：71-73.

[5]崔慶玲，刘善球.中国新工科建设与发展研究综述[J].世界教育信息，2018（4）：19-26.

[6]严玲，戴安娜，闫金芹.应用型本科专业认证制度的实施模式研究：基于国内工程造价双证书认证的试点工作分析[J].复旦教育论坛，2013（5）：63-68.