基于工程教育认证的工科专业综合改革与建设

杨德健，蒋学炼，张 娜，庄 茜

（天津城建大学 土木工程学院，天津 300384）

工程教育专业认证是国际通行的高等教育质量保障体系的重要组成部分，是推进工程师注册制度的前提，也是国际工程教育学历互认和工程师互认的重要基础.我国的工程教育认证评价及其实施，可追溯到20 世纪90 年代建设部启动的建筑学和土木工程专业的评估[1]，随后2006 年教育部正式启动工程教育专业认证试点工作，截止2020 年7 月，全国已有241所高校1 353 个专业通过认证，这对工科专业的规范化建设起到了积极促进作用.2016 年6 月，中国成为《华盛顿协议》的正式成员，标志着我国工程教育质量标准实现了国际实质等效，为我国的工程人才走向世界提供了“通行证”[2].

水运是国际贸易的主要载体，随着国家“一带一路”“国内国际双循环”等对外经济合作战略的深入推进，与水运行业相对应的港口航道与海岸工程专业迎来了新的发展格局.一方面，境内外水运工程基础设施的建设数量、规模、难度不断提高，行业对港口航道与海岸工程专业人才的工程能力和创新意识的要求越来越高；另一方面，用人单位普遍认为工科专业的学生存在“重知识轻技能”的倾向，缺乏综合运用多方面知识以领导、决策、管理现代工程的基本素质和解决工程问题的初步能力[3].

天津城建大学是天津市属院校中唯一开设港口航道与海岸工程专业的高校，该专业2005 年成立，2018 年获“天津市级教学团队”称号.在工程教育认证理念的指引下，本专业紧密结合国家发展战略、行业发展需求和学校区位优势，以培养“具有突出工程能力和创新意识的高素质应用型技术人才”为目标，开展了本科专业综合改革与实践探索，取得了面向行业发展需求的应用型工程专业人才培养质量保障体系、强化工程能力和创新意识培养的多元协同育人模式等一系列教学改革成果，使得专业教师真正成为促进学生全面发展的人生导师，将大学由单纯的教学场所转变为教育基地.

1 面向行业发展需求的应用型工程专业人才培养质量保障体系

工程教育认证的核心理念是以学生为首要服务对象，人才培养方案的制定必须坚持“一切从促进学生的未来发展”出发. 因此，“培养什么人才”“如何培养人才”是地方本科院校转型发展过程中人才培养目标定位的核心问题[4].

在专业建设初期，针对工程类本科人才培养与学科和社会发展不相协调的问题，本专业以促进人才培养质量持续提高为出发点，开展了“专业教育的框架体系与效果评价指标”等一系列课题研究.以港口航道与海岸工程专业五个连续年级为研究对象，从三个方面探索了应用型工程专业人才的培养需求和培养机制[5].一是准确、真实地评估了大学生的心理状态和个性特征，为专业教育的管理工作提供了科学依据；二是从专业建设角度构建了由专业认识教育、专业理论教育、专业实务教育、职业规划教育、毕业跟踪反馈五个子模块组成的专业教育框架；三是从成绩（包括成果和实践技能水平）、适应度（包括生活和学习方面）、个性发展状况等角度建立了综合性、定量化的专业教育效果评价指标.

在此基础上，以工程教育国际认证标准为依托，本专业建立并完善了基于“企业深度参与”的人才培养质量保障体系（见图1），在三个循环（内部、外部、成果）和三个改进（培养目标、毕业要求、教学活动）的各要素间构建了一个完善的持续改进和自我提升机制.人才培养质量保障体系由人才培养体系、质量监控和评价体系以及持续改进机制三部分组成.其中，人才培养体系的目标达成递进层次为：教学活动→毕业要求→培养目标，涵盖了“知识结构、能力结构、实践技能、综合素质”四个方面的培养要求，通过课内、课外教学活动的联合运转实现工程能力和创新意识的培养主线. 质量监控和评价体系是培养目标达成的保障，针对人才培养体系及其实施方式的有效性进行全流程监督和评价，校内（系部、学院、学校）和校外（用人单位、第三方咨询机构）各相关方均可充分参与.连通这两大部分的是持续改进机制，即定期分析培养质量监控和评价的结果，提出有效的人才培养改进方案，监督改进措施的落实，这是保证人才培养质量保障体系健康运行的关键.同时，人才培养全过程强调“企业深度参与”，尤其是课程体系的设置和工程能力的培养由“学校主导”改进为“学校主导、企业参与的校企协同模式”，以保证专业人才的行业适应性和可持续发展.

图1 应用型工程专业人才培养质量保障体系

2 强化工程能力和创新意识培养的多元协同育人模式

工程教育认证要求人才培养以学生的学习产出为导向（outcome-based education，简称OBE）. 按照这一理念，本专业反向推演了人才培养模式，即结合内外部需求先确定培养目标和毕业要求，再根据“培养目标”的达成度和“毕业要求”的支撑点科学设置课程体系，进而明确教学方式、师资队伍、支持条件的改革和建设路径.为此，基于“面向行业发展需求的持续改进型土建类专业综合改革”的成果（获天津市教学成果一等奖），本专业设计并实践了面向工程的“三维度六环节”多元协同育人模式（见图2）.其本质是以工程能力和创新意识的形成为导向，贯穿理论、实践、工程三个维度，辐射专业导论课程、专业核心课程、专业实习、专业课程设计、毕业设计、创新创业活动六个环节，构建了立体化的人才培养体系[6].

在多元协同育人模式的建设中，秉持“厚基础、宽口径、强能力、高素质”的指导方针，本专业将专业教育模块与行业执业资格体系、未来水运工程建设需求对接；优化更新了课程体系和教学内容；增加了项目管理、工程经济、工程法规、专业软件等“软课程”；构建了符合行业发展需求和工程教育认知规律的港口航道与海岸工程专业核心课程体系.通过整合教学资源，搭建了“两个平台”，即“在线课程与课外拓展平台”和“工程实践与科技创新平台”.通过创新师资培养理念，实现了“两个结合”，即“理论教学与工程实践相结合”和“校内教师与工程技术人员相结合”.

图2 “三维度六环节”多元协同育人模式

基于“在线课程与课外拓展平台”，在专业核心课程中重点推广了“嵌入微课程的任务驱动型教学模式”（见图3）[7].将课程的教学过程分解为课前、课内、课外三个阶段，分别对应基础任务、进阶任务、创新任务的开展，促使学生在难度递进的任务驱动下实现知识技能的传递、内化、固化和拓展；体现了“分层次、交互式、重探索、实务性”的特征；实现了“知识课堂转向能力课堂、封闭课堂转向开放课堂、灌输课堂转向对话课堂、重学轻思转向学思结合”[8].

在“工程实践与科技创新平台”的建设中，重点打造了“三实”工程实践子平台（实验中心、实习基地、实训基地）和“一创”科技创新子平台.

（1）形成了“三层次三模块”的实验教学体系：三层次分别为演示型、综合设计型、创新应用型实验项目；三模块分别为基础实验、专业实验、创新实验.同时，强化实验室开放运行机制，实现实验时间、实验对象、实验内容和实验空间的全开放，目的是培养学生理论联系实际的基础实践能力.

（2）通过企业讲师团、就业意向生、定向培养生、三方考核等机制强化了实习基地和实训基地的产学研协同育人职能，目的是培养学生综合运用知识和技能的基本工程能力.

图3 嵌入微课程的任务驱动型教学模式

（3）将原本碎片式的各类科技创新活动整合到科技创新子平台中，形成了有组织、系列化的科技创新竞赛（基础学科竞赛、挑战杯等）、专业技能训练（大学生双创计划、专业创新设计大赛、科研立项等）、科技交流互动（教授论坛、博士讲坛、科技展示周等）三个子系统；并建立了创新创业项目双选制，目的是为创新实践活动提供有效的指导，培养学生创造性运用知识和技能解决复杂工程问题的意识.

配合“三维度六环节”多元协同育人模式的推进，除了聘请高级工程技术人员担任企业兼职导师以外，专业师资队伍的建设更加注重培养教师在教学、科研、工程三方面的融会贯通能力.

首先，专业内部按照课程群和学科发展方向，组成了港口海岸及近海工程结构、河口海岸软土特性与工程环境、海岸带灾害与防灾减灾三个专业方向梯队，在此基础上形成专业的独有培养特色：加强海岸动力与结构相互作用、滨海软土工程特性与地基处理、施工技术与组织、工程环境监测与检测、工程防灾等方面的教学；侧重运用专业知识解决工程问题能力的培养.

其次，支持教师通过脱产锻炼、科技特派、执业资格等制度或培训提升工程实践和科技变现能力，目前专业内双师型比例已超50%.

第三，大力推动“科研五进本科教学”，即科研信息进课堂、科研成果进教材、科研项目进实验教学、科研选题进毕业设计、科研活动进课外拓展.鼓励教师将所承担的科研和社会服务项目进行合理分解，作为学生参与综合试验、毕业设计、科技竞赛、创新创业等项目的选题，增强学生运用所学知识进行实务操作、创新解决问题和组织协调的能力.经历初建、提升、革新三个阶段的建设和磨合，专业已经形成一支兼具科学研究与工程实践能力、学历和职称结构合理、老中青和谐互助合作的优秀团队.教师综合素质的提升不但丰富了教学内容和教学手段，促进了教学效果和教学质量的提高，而且有利于培养学生发现问题、思考问题、解决问题的良好思维习惯，提升学生的创新精神和工程能力.

3 以工程教育认证理念引领专业建设持续良性发展

工程教育认证的“以学生为中心”“成果导向”“持续改进”三大核心理念为工程学科专业的建设指明了方向和框架[9].在未来的建设中，本专业将始终坚持以知识训练为先导、能力提升为过程、素质形成为目标，积极探索新工科背景下强化工程能力和创新意识培养的教学模式.

（1）优化和完善专业核心课程体系，形成学科基础课、专业基础课、专业核心课与专业选修课协调发展的层级式教学体系，借助教学改革实现校内课程互选，强化学科交叉，尝试学分制自主修课体系.

（2）提升专业核心课程的建设质量和建设层次，打造金课，淘汰水课，建立具有约束力的多角度课程评价体系和持续改进机制.将现有的校级一流课程力争建设成为市级一流课程，同时积极培育后备一流课程.同时，加强课程团队建设，形成专业基础类、专业技术类、专业管理类、专业实践类、职业素养类五个课程组.

（3）加强专业实验室建设，推进现代信息技术与实验教学项目的深度融合，以“水运工程虚拟仿真实验平台”为桥梁贯通虚拟仿真实验项目和实体模型实验项目，串联不同学习阶段各专业核心课程的知识点主线，使学生在系统化的工程训练中构建更为全面的理论认知和实操能力.

（4）大力拓展工程实践资源，为学生创造多渠道工程实务机会，在学校和学院的支持下尝试企业定向订单式人才培养模式，优化校企合作育人机制和评价考核体系，实现产教研有机融合.

4 结 语

基于工程教育专业认证的持续建设和改革，促进本专业形成了适应现代工程教育的人才培养质量保障体系，增强了专业教育对行业发展的适应度，成为特色鲜明、教学质量在区域内位居前列的港口航道与海岸工程人才培养基地.成果的推广应用提升了专业学生的职业素养和综合素质.近五年学生承担各级创新创业项目11 项，科技竞赛获奖36 项，发表科技论文7 篇，申请知识产权7 项，毕业生就业率稳步提升至91%以上，研究生录取率稳定在15%以上，职业去向日趋多元化.