基于专业认证的工程实践教学体系的设计实践

李涛 尹显明 孔清泉

[摘 要] 专业认证制度是一种有效的教育质量控制的方法。通过专业认证的工程类专业已成为国际教育质量互认的一种有效方式。以专业认证的思想为指导，结合学校专业实际，科学设计了层次性、模块化的教育教学体系，建立了老师为主导、学生为主体的教学过程，设计了以学生学习成果为导向的过程性评价模式，全方位保证工程实践训练的教育教学质量。

[关键词] 工程教育;实践训练;教学体系;评价模式

[基金项目] 2019年度成都大学教改项目“基于专业认证的工程训练实践教学体系的改革与实践”（cdjgb2019073）;2017年度西南科技大学教改项目“面向新工科的工程训练实践教学体系的改革与实践”（17xnzd03）;2020年度成都大学校级一流课程建设项目“材料成形原理”（20200019）

[作者简介] 李 涛（1974—），男，山东滕州人，工学博士，成都大学机械工程学院副教授，硕士生导师，主要从事材料成型与控制工程教改研究;尹显明（1962—），男，四川凉山人，工学硕士，西南科技大学工程训练中心教授，硕士生导师，主要从事机械设计与制造教改研究;孔清泉（1989—），男，四川南部人，工学博士，成都大学机械工程学院副教授，硕士生导师，主要从事材料成型与控制工程教改研究。

[中图分类号] G642.0     [文献标识码] A   [文章编号] 1674-9324（2021）07-0037-04     [收稿日期] 2020-10-26

高等学校作为专业技术人才的培养基地，其教育模式与教学体系是高等教育研究的重要课题。随着工程教育专业认证制度的成熟与推广，其逐渐成为一种教育行业教育质量控制的有效举措[1]。专业认证体系中包括通用标准与专业补充标准，通用标准主要包含学生、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[2]，是国际教育质量保障与提高的重要措施，专业补充标准主要是针对不同专业进行补充和完善。目前专业认证实施的对象多集中于机械、材料、信息、计算机等应用型学科专业。

专业认证体系中的成果导向教育（Outcome Based Education，简称OBE）理念是工程教育专业认证的核心内容[3]，主要指学生通过某阶段的学习所“应知道、理解和掌握”的方面[4]。成果导向教育促进大学以专业认证的视角去思考学生的能力发展，将关注点从“教师教什么，学生学什么”转变为“学生学会了什么，学生会做了什么”，反映在教学过程中则是工程能力和实践动手能力的训练和培养[5]，是推动工程实践教育改革的总体方向。2016年6月中国正式成为“华盛顿协议”的签约国，标志着我国工程教育专业认证体系实现了国际实质等效，使我国的工程教育走向了国际化[6]，大大促进了我国工程教育质量的提升。

哈佛、耶鲁等大学教育发展也表明，工程实践教育是大学回应社会的必然选择[7]，工科类专业就应该把工程实践教育提到优先发展的地位，培养的人才应能够建设性、分析性地解决社会技术问题[8]。成都大学材料成型与控制工程专业作为机械学科的重要专业，其工程实践类课程在专业培养方案中占有较大比重，是培养应用型高级专门人才的有效途径，其工程实践教育模式也要紧跟时代、创新发展、势在必行。因此，在深入分析工程实践教育教学规律的基础上，以回应社会的发展需求为目的，以专业认证的推行为契机，以教学模式改革为抓手，全面分析和科学设计工程实践教育的教学体系与模式，建立有效的运行机制和实施方法，对于推动成都大学材料成型与控制工程专业工程实践教学体系的优化和教学模式的改革具有较大的推動作用。

一、层次性、模块化实践教学体系构建

工程实践类教学课程是材料成型与控制工程专业的重要教学内容，其教学设计与运行以专业培养方案为依据，以专业认证体系标准为指导，按照“认识→基础→综合→创新”的认知规律来设计实践教学的课程体系、内容层次分类与运行流程。在教学设计中要依托学校教学资源，反向思考社会企业对人才实践能力的需要，结合行业的需求[9]，以工程实践能力的培养为导向[ 10 ]，来反思目前实践教学存在的问题，构建科学的教学体系，改进实践教学模式，做到有的放矢，实现学其所用，用其所学。教学设计中要突出以学生为主体，所有的实践训练模块和层次均围绕学生理论知识掌握和实践能力的培养来开展。同时结合行业需求，通过分类建设模块教学内容，多方位训练，形成由简单到综合再到创新的四年贯通、层次性、模块化的工程实践教学体系。

（一）第一层次：基础训练

工程实践基础训练的内容主要包含工程基础训练和各门课程的课内实验环节，主要从认知工程实践和验证理论知识的角度考虑。工程基础训练模块主要针对低年级学生开设，通过车削、钳工、铣削等基本的材料冷加工成型技术，以及铸造、焊接等基本的热加工成型技术的基础性训练，了解并掌握机械制造过程的基本技术工艺与操作规范，熟悉材料成型过程中的重要手段与控制方法，培养学生工程实践的安全意识与仪器设备的规范化操作能力;在课内实验模块中，主要是根据课程理论学习的需要，针对重要知识内容设计验证性实验，通过感性的认识与亲身的体会促进学生更好地理解与掌握本课程的理论知识。

（二）第二层次：综合训练

综合训练的内容主要包含机械设计综合实训、先进制造综合实训、材料成型工艺综合实训和项目驱动的方向课程设计，以及毕业实习等综合实训环节，针对中高年级学生，主要从学生应用能力培养的角度进行设计。该层次主要是让学生通过训练，运用所学的相关知识、动手技能及理解领域能力进行综合性设计与自主操作训练，达到知行合一，相互促进，有效提高大学生的实践动手能力与分析问题和解决问题的能力。

（三）第三层次：创新训练

创新训练这个层次主要以学校、省级和国家级相关大学生科技竞赛及毕业设计（论文）等项目为驱动，促进大学生综合运用所学的理论知识、专业知识、实践操作技能及理解问题和分析问题的能力，综合论证项目的可行性，创新性地提出解决项目问题的方案，制定实施流程并付诸实施。这一层次的创新训练将有效拓宽学生的专业视野，大大提高学生的专业思维水平、专业综合素养及分析问题和解决问题的层次。

在教学体系设计中要突出学生知识学习和实践技能培养的工作重点，将第一课堂和第二课堂紧密结合，涵盖课堂教学、实践教学、科技竞赛及毕业设计等环节的层次性、模块化的工程实践教学体系[ 11 ]，凸显“学、练、赛、创”一体化的能力培养方式[ 12 ]。

二、老师为主导、学生为主体的教学模式

（一）工程实践教学的特点

工程实践类课程与理论课程在“教与学”过程中有着很大的区别。传统理论课程重在理论知识的讲授与分析，学生通过对知识的理解与掌握，实现学生知识广度与深度的拓展性学习;而工程实践类课程重在项目的实践操作与训练的自主感受性学习，通过应用性设计与规范化训练，来检验所学理论的科学性与可行性。因此，实践课程不但需要老师对相应知识进行讲解说明，还要对相应仪器或机器的工作原理与操作规范进行规范化示范操作，并指导学生规范地完成相应的操作过程，达到实践训练的要求与目的。因此，实践类教学的内容相比理论性教学要丰富和宽泛得多。

（二）老师为主导、学生为主体的教学模式

专业认证体系中明确要求毕业生要能够运用自然科学知识来分析问题和解决问题，这类能力培养的最有效方式就是工程实践类课程的训练，因而，对工程实践教学的模式与过程提出了新的要求。要求通过转变教育教学观念，深刻理解专业认证体系中OBE的教学理念，对原有工程实践的教学体系与教学过程进行优化，建立老师为主导、学生为主体的工程实践教学实施模式，实施过程中实现个性化指导和师生深层次的交流。其教学过程的设计结构如图1所示。

在实践教学过程中老师的指导为主导。老师首先要明确每门实践课程和每个实践内容的目的、意义及它们在专业培养或课程知识学习中的支撑作用，做到教学指导目的明确。然后，再根据培养方案设计具体的层次性实践教学模块，做到有的放矢，使内容与能力培养相对应。在教学过程中要向学生简明扼要阐述实践课程或实践项目的训练目的，让学生有针对性地进行学习实践，明确所学知识之所用。示范操作环节要加强安全性和规范性教育，并与学生交流，了解学生的掌握情况。在学生自主操作训练环节，老师要时刻坚守岗位，巡视监督学生的操作规范性，对不规范的操作及时纠正，对出现的问题及时排除。

实践教学过程应以学生的训练为主体。学生首先要明白所学的内容是什么和为什么要学，增强学习目的性，减少盲目性，为学习奠定良好的思想基础。然后在老师的引导下思考实现实践项目目标的有效途径，需要什么样的技术，技术的关键是什么，等等。最后通过学习技术手段与规范性操作，深入理解实践训练的整个工艺流程与关键技术。通过增强学习的目的性，促进学习的积极性，进而提高实践训练的效果。

工程实践训练“教与学”的组织与运行可采用项目式或分组式的组织形式，可采用讨论式或问题式的运行方式，促进学生自主思考和讨论，针对问题提出自己的见解与想法，提高学生在思维上的参与度。

在老师为主导、以学生为主体的教学思想指导下，通过教师明确的指导和学生明白的学习，加大学生个性化的指导力度，从而促进学生与老师之间产生更深层次的交流，可有效提高实践教学效果。

三、成果导向的过程性评价模式

（一）关注过程才能促进结果

工程实践类课程在“教与学”过程中，既要用专业的理论知识来指导实践工艺的可行性，又要用实践工艺来检验专业理论知识的科学合理性，因此工程实践类课程是一门理论紧密联系实践的综合性课程。工程实践类课程的评价方式也要在专业认证体系的框架下，按照成果导向的教育理念進行改革，改变传统的单一结果标准的评价方式，加强过程性的评价内容，形成以学习结果为导向的多元化的评价模式，促进每位学生都学有所得、学有所用。多元化评量既要有终结性的结果评量，也要有形成性的过程评量，通过关注“过程”而促进“结果”的提高，因此，工程实践的评量重心应在于“过程”[ 13 ]。

（二）多维度的评价方式，才能达到相应的评价目的

成果导向的过程性评价模式，可设计出多层次的评价内容，如：着装出勤、问题回答、实践操作、作品质量和实践报告等;采取多维度的评价方式，如主观评价与客观评价、书面评价与实践评价等;设计多元化的评价目的，如：态度与安全意识、动手能力、综合分析能力等。使层次性的内容通过多维度的评价方式，分别达到相应的评价目的。

在成果导向的过程性评价过程中，学生的出勤面貌和着装要求，以及对实践过程中要求的执行力，可清晰反映出学生对工程实践学习的态度与心理，从而对学生关于工程实践学习的态度和安全意识进行合理评价;通过学生对提出问题回答的准确性和拓展程度，可以评价学生的思维方向和分析思考能力;通过观察学生动手操作中的规范性和流畅性情况，可评价学生的实践动手能力;通过对学生在规定时间内完成实践项目进度情况的统计，可评价学生的时间掌控和事件发展的控制能力;通过对成果作品的形状、结构、尺寸、精度和性能等技术指标的客观考核，评价学生的专业技术能力;通过实验报告、课程设计报告和毕业设计（论文）等综合性纸质报告的规范性、条理性及理论分析的全面性、合理性等内容，评价学生的对专业知识的掌握能力与综合运用能力。

四、结语

工程教育专业认证的核心内容是成果导向理念，这得到了国际教育界的广泛认同，成为一种新的教育教学理念与教学模式。成都大学在发展过程中要及时与国内及国际知名高校接轨，深入研究工程教育专业认证体系，学习国内外知名院校的成功实践经验，结合本校的具体实际，按照工程实践教育教学体系，按照四年贯通的原则，从课程体系规划到课程建设再到纵横向的学程设计等方面入手，整合校内或院内的公共性实践教学资源，形成具有本校特色的工程实践教学整体框架，建立层次性、模块化的工程实践教育教学体系，在实践教学中切实落实以老师为主导、学生为主体的教学过程，采用成果导向的过程性评价形式，以促进成都大学工程实践教育教学的快速高质量发展。

參考文献

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[2]工程教育专业认证标准.中国工程教育认证协会[EB/OL].http：//www.ceeaa.org.cn/gcjyzyrzxh/rzcxjbz/gcjyrzbz/

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[3]Spady W G，Marshall K G.Beyond Traditional Outcome-based Education[J].Educational leadership，1991（2）：65-74.

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[5]戴红玲，胡锋平，彭小明，等.工程教育认证视阈下专业实践教学体系的构建与实践[J].实验技术与管理，2017，34（11）：225-228.

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[7]顾征，王沛民.综合性大学的工程教育振兴（上）：以哈佛、耶鲁和普林斯顿为例[J].高等工程教育研究，2010（4）：43-55.

[8]顾征，王沛民.综合性大学的工程教育振兴（下）：以哈佛、耶鲁和普林斯顿为例[J].高等工程教育研究，2010（5）：44-54.

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

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[11]张其亮，周瑜，卢冶.“三位一体”层次化实践教学体系构建与实施[J].实验技术与管理，2019，36（1）：33-36.

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[13]刘宁，王晓典.论成果导向教育理念的学生学习成效多元评量[J].黑龙江高教研究，2016（12）：37-40.

Design of Engineering Practice Teaching System Based on Professional Certification：

Taking the Major of Material Forming and Control Engineering as an Example

LI Tao1，2， YIN Xian-ming2， KONG Qing-quan1

（1. School of Mechanical Engineering， Chengdu University， Chengdu， Sichuan 610106， China;

2. Training Center of Engineering， Southwest University of Science and Technology， Mianyang， Sichuan 621010， China）

Abstract： Professional certification system is an effective method of education quality control. To passed the professional certification for engineering majors has become an effective way of getting international education quality recognition. Guided by the idea of professional certification and combining with the major situation of Chengdu University， this paper scientifically designs a hierarchical and modular education and teaching system， establishes a teacher-led and student-centered teaching process， designs a process evaluation model based on students learning achievements， and ensures the education and teaching quality of engineering practice training in an all-round way.

Key words： engineering education; practice training; teaching system; evaluation model