工程教育专业认证视角下的专业实践教学标准研究

刘阳 田夏

[摘 要]《工程教育认证标准》对全国工科专业工程教育提出了规范性要求，以提高我国高校的工程教育质量。工程教育专业认证补充标准规定了各专业在课程体系、师资队伍和支持条件方面的特殊要求。文章通过对比《工程教育认证标准》所列专业对实践教学的要求，以及各专业在实验教学、课程设计、实习、毕业设计、科研创新等环节的重视程度，将工程专业分为强实践学科、中实践学科和弱实践学科三类，同时提出优势专业辐射效应带动专业建设、优化整合实践资源提高服务效率、加强学科交叉与协同创新三大策略，以提升专业人才培养质量。

[关键词]工程教育专业认证;专业实践教学标准;人才培养

[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2021）03-0011-05

引言

《华盛顿协议》是目前世界知名度最高的工程教育学位互认协议，1989年由美国、英国、加拿大、爱尔兰、澳大利亚、新西兰这6个国家的民间工程专业团体共同发起和签署。这个协议主要对本科工程教育学位（学制4年）进行资格互认，由各签约成员确认已认证的工程教育学位[1]。其核心内容是经过各签约成员组织认证的工程专业培养方案具有实质等效性，人才培养所采用的标准、政策、过程及结果都得到其他成员的认可。

我国的工程教育认证工作起步较晚。2006年，教育部成立了全國工程教育专业认证专家委员会，建立了工程教育认证体系，开始了工程教育领域的专业认证试点工作;2013年，我国成为《华盛顿协议》的预备会员;2016年成为《华盛顿协议》的正式会员，这标志着我国工程教育水准与工程教育认证体系得到了国际认可。工程教育认证将基于产出的教育（Outcomes-based Education，简称OBE）理念引入工程教育以及工程人才培养的改革中，引导工程教育由课程导向转向产出导向，由以教师为中心转向以学生为中心，由质量监控转向持续改进，有效地促进了我国高校工程教育人才培养质量的逐步提升[2-4]。截至2017年底，教育部评估中心和中国工程教育专业认证协会共认证并通过了全国198所高校的846个工科专业，这标志着这些专业的质量实现了国际实质等效，进入了全球工程教育的第一方阵。近年来，我国以前所未有的规模拓展了工程教育专业认证工作范围，专业认证已覆盖21个专业类，预计近期实现所有专业大类全覆盖。

在工程教育中，实践教学是人才培养的重要环节。与理论教学相比，实践教学给学生创造的是一个模拟环境，通过让学生运用工具，采取操作方式，完成特定任务，从而将理论知识转化为个体经验[5-13]。实践教学使学生获得了操作技能、技术经验和创新能力，强化了对专业理论知识的理解，提高了解决实际问题的能力。实践教学在培养学生实践能力和创新能力方面能发挥不可替代的作用。由于实践教学种类之间差异大，其考核与评价方式多样，投入巨大，因此，实验资源建设与人才培养存在一定滞后性，各工程专业的实验实践课程标准化持续成为这些专业通过工程认证的制约因素。如何在工程教育专业认证标准的框架下，不断改进并促进高校的实践教学创新、完善实习基地建设、加强高校与企业联动，切实提升工科专业实践教学质量，是各高校工程教育专业面临的重要问题。

一、《工程教育认证标准》与实践教学

中国工程教育专业认证协会于2017年修订了《工程教育认证标准》，这对高校的工程教育专业认证与建设起到了重要的指导作用。该标准由通用标准和17大类、56个专业补充标准[14]组成。这个《工程教育认证标准》对学生、培养目标、毕业要求、持续改进、课程体系、师资队伍、支持条件这7个方面提出了要求。通用标准要求各专业设置课程体系达到以下要求：（1）数学和自然科学类课程学分至少占15%;（2）工程基础类、专业基础类与专业类课程学分至少占30%;（3）工程实践与毕业设计（论文）学分至少占20%;（4）人文社会科学类通识教育课程至少占15%。《工程教育认证标准》明确要求各专业需建立完善的实践教学体系，并与企业合作开展实习、实训，培养学生的实践能力和创新能力。

长期以来，我国工程教育专业更多的是关注理论知识体系构建，对学生实践运用能力和学科交叉能力的培养不够重视;传统的课程体系设置中，理论课程占比过大，实践环节占比不足;学业评价多数关注笔试或卷面成绩，而使用实验、设计等多种实践考查方式不足[15]。工程专业实践教学仍然存在可改进之处，工科学生的工程思维能力、知识综合运用能力、实践创新能力亟待提升。

二、工程教育专业认证补充标准中的实验实践环节要求

工程教育专业认证补充标准针对不同专业的人才培养目标，在课程体系、师资队伍、支持条件等方面提出了详细的要求，涵盖了各行各业对各类工程人才的要求，反映了各种层次和类型的工程人才在知识、能力和素质方面具备的竞争优势和发展潜力，有利于不同类型和不同服务面向的学校发挥办学优势和人才培养特色。

在工程专业教育中，实践教学环节的投入大、建设周期长，而且过程监控难度大，长期以来一直成为工程专业建设的难点所在。工程教育专业认证补充标准中与实践教学相关的实验、课程设计、实习、毕业设计、实验条件和实践基地等要素方面，对各专业提出了具体要求，详见表1。依托工程教育专业认证对实践环节建设要求的基本理念与导向，切实加强工程专业实践教学环节建设，对工程专业建设的内涵式发展起到良好的推进作用。

补充标准中的实践环节主要包括实验课程、课程设计、实习、毕业设计（论文）这四个方面。

（一）实验课程

实验课程通常是根据特定的教学任务，把教学安排在实验室或现场，结合有关实验进行教学，主要是指培养计划内的学科基础课、专业基础课、专业核心课和选修课内的实验课程[16]。通过实验课程使理论教学与实验结合起来，可以提高学生的实践能力和深入掌握知识技能的积极性。

多数专业均对实验课程提出了明确的说明，例如：地质类专业提出实验课程应包含岩土室内实验、材料力学实验、工程勘察技术与工艺实验等与专业相关的实验课程;机械类专业提出实验类型包括认知性实验、验证性实验、综合性实验和设计性实验等;计算機类专业要求设置一定数量的软硬件及系统实验;环境工程专业要求设置环境工程基础实验和污染控制实验等;测绘工程专业提出“课间实验”的概念，要求结合理论课程，利用校内实验平台进行实验、实习，帮助学生加深理解所学的理论知识，锻炼学生仪器操作的能力，熟悉专业软件使用方法。工程教育认证专业补充标准针对不同的专业，提出实验类型、实验内容等方面的具体要求。不同专业的人才培养目标不同，其实验环节的要求存在显著差异。

（二）课程设计

课程设计通常是在教学大纲要求下，由任课教师指导学生运用一门或几门课的知识去解决一般性的实际问题，目的在于培养学生运用所学知识解决实际问题的能力，同时加深对理论内容的理解。在课程设计中，指导教师明确设计题目、设计目的和基本要求，介绍一般设计原则以及参考资料等，指导学生学习查阅资料的方法，组织学生独立完成设计任务。表2详细列出工程教育专业认证补充标准中的课程设计环节。

研究表明，部分专业例如测绘工程、遥感科学与技术、电子信息与电气工程、交通运输类、食品科学与工程、仪器类等专业，对课程设计环节没有提出明确的要求;机械类、石油工程与油气储运工程类、水利类、纺织类等专业，对课程设计环节的要求比较宏观，要求主干课或专业课等课程应设置相应的课程设计;其余专业根据专业特点对课程设计环节的内容提出了非常详细、明确、具体的要求。

（三）实习

实习指的是学生经过一定的学习阶段后，在教师的指导和组织下从事一段实际工作，将所学的理论知识运用到实际工作中，通过参与实际工作验证所学知识，掌握和提高有关实际工作技能的教学过程[17]。实习主要包括专业认知实习、社会调查、生产实习和毕业实习等，通过参与现场具体的实践活动，加深学生对理论知识的理解，培养学生的工程实践能力。大部分专业对实习提出了纲领性要求，而部分专业，例如遥感科学与技术、材料类等专业特别指出实习需要有明确的教学大纲，规定实习地点、实习过程管理以及实习考核方式要求等。

（四）毕业设计（论文）

毕业设计（论文）通常是指在本科阶段的最后一年，学生在教师指导下综合运用所学的基本理论、专业知识和基本技能进行综合实践的基本训练。毕业设计（论文）是重要的实践性教学环节，主要任务是总结检查学生的学习成果，指导学生综合运用所学知识和技能，专门、深入、系统地研究某一生产和科研问题，培养学生从事专业工作的能力。毕业设计包括确定课题、提出设计方案、完成设计、答辩等环节。几乎所有专业都会对毕业设计（论文）提出相关的要求，制定与毕业要求相适应的标准和检查保障机制。比如要求选题应结合专业内容，以解决专业实际问题为主，有明确的应用背景，并要求指导老师引导学生完成调研、选题、资料搜集及综述、问题分析、实践或实验、成果整理、毕业设计（论文）撰写等环节，给学生有效的指导。

计算机类、交通运输类、土木类专业对毕业设计提出了整体要求，要求学校应制定相关的标准及检查保障机制。计算机类专业要求毕业设计用系统来完成。机械类专业要求毕业设计选题以工程设计为主，源于实际工程的问题应占一定的比例。交通运输类专业要求选题内容应有明确的工程应用背景。化工与制药类、生物工程、环境工程等专业对毕业设计的内容提出要求。例如化工与制药类专业要求毕业设计的内容应包括收集信息、方案制订、编程计算、图纸绘制、工程技术经济评价、设计计算书和设计说明书以及结题答辩等环节。机械类、交通运输类专业要求配备具有丰富经验的教师或企业工程技术人员作为指导老师，同时规定指导学生的数量、指导次数、指导时间等应符合要求。

三、以实践教学为导向推进专业建设

研究发现，工程教育专业认证标准聚焦在不同专业的共通点，提出了工程人才培养质量的“底线”要求;各专业认证补充标准则从各专业的实际出发，结合行业的特点为各专业明确了具体的方向和目标。参考工程教育专业认证补充标准，各专业按照专业属性与要求，系统培养学生解决复杂工程问题的能力，进而保证实施过程完善并能满足社会需求。

实践教学环节对比研究表明，部分专业对实践教学环节要求较具体和复杂，对课程设计、实验、实习、毕业设计、科研创新等关键环节的重视程度有所差异，具体详见表3。

其中，重视程度在2项及2项以上的专业有地质工程、矿业类、土木类、测绘工程、材料类、仪器类、纺织类，属于强实践学科;重视程度在1项的专业有机械类、化工与制药类、环境工程、食品科学与工程，属于中实践学科;部分专业对实践教学环节的要求较粗略，如计算机类、水利类、安全工程类、电子信息与电气工程类、交通运输类、核工程类，属于弱实践学科。

可以看出，强实践学科通常为实践教学环境相对容易构建、需要实地动手操作的学科，而弱实践学科的实践环节，多数是针对高成本、高消耗的大型或综合性实践项目，涉及高危或极端环境、不可及或不可逆的实践，可借助虚拟仿真实验教学、综合性实验教学等信息化手段，为学生提供开放、高效、安全的虚拟实验环境。

四、工程教育专业认证视角下的专业实验实践环节改革路径

以工程教育专业认证为导向的高等教育改革的核心工作是培养和加强学生的工程能力。依据工程教育专业认证对实践环节要求的分类，有利于相近学科的协调发展，充分利用实践资源提升各专业实验实践类课程质量。

（一）优势专业辐射效应带动专业建设

传统优势专业在人才培养理念、师资队伍建设、课程结构体系构建、实验实习设施建设等诸多方面集中了大量资源。实践要求同类的工程专业可以通过加强专业共建，充分发挥传统优势专业的辐射作用，带动校内相关学科的集群发展，加强学科实践平台建设与校内实践资源共享，着力促进相关专业群的发展，形成一批新的优质、特色专业方向。

（二）优化整合实践资源提高服务效率

目前我国高校学科人才培养体系主要是以学科课程为基础，实践教学资源主要为课程服务，导致实践环境、设备用途较单一，存在盲目建设、重复建设等现象，同时，实验实践资源建设周期长，利用率较低，造成一定的资源浪费。实验实践教学环节优化可以通过整合全校各专业的实验实践教学环节需求，在校级层面制定完整的、通用的实验实践教学规划与实施思路，有效整合资源和提高实验实践教学资源利用率，为更多专业的实验实践教学环节提供支撑，开展更高效的服务。

（三）加强学科交叉与协同创新

工程教育专业认证的实践教学强调学科交叉、整合与贯通。各专业可以对标《工程教育认证标准》，鼓励专业之间合作开发专业交叉课程或者组建多学科背景的课程教学团队，建设一批有层次、有深度的交叉课程，引导学生进行跨专业课程学习，作为专业人才培养的有效补充与提升，实现“基础—专业—实践”一脉相承的交叉创新人才培养体系，形成跨专业人才培養合力，拓宽学生的专业素质内容和知识体系，提高学生的创新能力。

五、结语

随着工程教育专业认证的持续开展以及教育部三级认证体系标准的逐步推出，高校工程专业建设工作任重而道远，实践教学作为工程专业建设中的一个重要环节，其所发挥的作用将会被越来越重视。工程教育专业认证和新工科建设的新背景下，工程教育专业认证的标准对各工程专业的实验实践提出了目标和要求，比较工程教育专业认证对不同工程专业实践教学的要求，按照弱实践学科、中实践学科、强实践学科的分类，明确专业认证标准对于专业实践教学的提升维度，补足各工程专业在实践环节的短板，以提升工程专业实践教学质量，将工程专业学生培养成为理论与实践相结合、达到国际水平的创新型人才。

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[责任编辑：庞丹丹]