工程教育专业认证背景下基于OBE理念的专业方向课程改革探讨

王忠维 麻彦龙 郭非 沟引宁

摘   要： 在工程教育專业认证背景下，如何建设符合OBE（目标导向）理念的专业方向课程关乎到认证质量和人才培养质量。该文以重庆理工大学材料科学与工程专业《金属腐蚀与防护》专业课改革过程为例，探讨了在工程教育专业认证背景下并基于OBE理念建设专业方向课程体系改革过程。本文介绍了改门课程的改革流程，其中涵盖了课程改革原则、教学目标的改革、教学内容的改革、教学方式的改革及评价方式的改革，这些可以为其他高校的专业课程改革提供参考。

关键词：工程教育专业认证    OBE    材料科学与工程    专业课程    课程改革

中图分类号：G642

Discussion on the Reform of Specialty-Oriented Courses Based on OBE Concept under the Background of  Engineering Education Accreditation

—Taking the Course of Corrosion and Protection of Metals in Chongqing University of Technology As an Example

WANG Zhongwei*   MA Yanlong    GUO Fei    GOU Yinning

（College of Materials Science and Engineering， Chongqing University of Technology，  Chongqing， 400054 China）

Abstract： Under the background of engineering education accreditation， how to  build a specialty-oriented course which conforms to the OBE （Outcome-Based Education） concept is related to the quality of accreditation and the quality of talent training. This paper takes the reform process of the major course of Corrosion and Protection of Metals in the materials science and engineering major in Chongqing University of Technology as an example， discusses the reform process of building the specialty-oriented course system based on the OBE concept under the underground of engineering education accreditation. This paper introduces the reform process of this course， including the principle of curriculum reform， the reform of teaching objectives， the reform of teaching contents， the reform of teaching methods and the reform of evaluation methods， which can provide reference for the reform of professional courses in other universities.

Key Words： Engineering education accreditation; OBE; Materials science and engineering; Major course; Course reformation.

20世纪末，人类进入高度信息化时代，传统教育方式迎来挑战，为准确评估毕业生的能力与质量，世界主要国家和地区开始开展工程教育认证。其中在1989年由来自美国、英国、加拿大、爱尔兰、澳大利亚、新西兰6个国家的民间工程专业团体发起和签署的“华盛顿协议”影响力最大[1-2]。21世纪以来，我国工科毕业生迅速增加，其工程教育体量已稳居世界首位。我国作为工程教育大国，工程教育认证体系和认证标准的构建以及工程人才质量保障建设亟需提上日程[3]。为适应国家经济和社会发展需求，推动工程教育国际化，全面提升人才培养质量，我国开始推进专业认证制度的建立。2005年组建全国工程师制度协调改革小组，2015年正式成立中国工程教育专业认证协会，2016年正式成为“华盛顿协议”第18个成员国。这标志着我国专业制度已经逐步走向成熟，工程教育开始与世界接轨，人才培养方案和人才培养质量得到了世界的认可[4]。

国际工程教育认证有三大核心理念，分别是“学生中心”“成果导向教育（Outcome Based Education），OBE”和“持续改进”[5]。其中OBE理念作为一种新颖的教育理念，与传统的理念不同，给人才培养方案，特别是专业方向课程体系建设提出了全新的要求和更高的挑战。传统的教学原则是正向设计，通过课程导向教育，满足不了国家、社会、行业和用人单位的外部需求。然而OBE理念是反向设计，通过成果导向教育，从需求出发实现目标和结果的一致[6]。OBE理念的核心概念就是“学习成果”，即毕业要求，就是通过专业学习过程中所获得的知识、技能和价值观来反馈毕业时的表现[7]。“华盛顿协议”针对毕业要求提出了4个维度包括12个方面的标准，内容涉及工程知识，工程能力，通用技能，工程态度，所要求的毕业生要求与协议的范例有实质等效性[8]。我国2020版的《工程教育认证标准》的描述为“明确、公开、可衡量、支撑和覆盖”。相比于2017年的描述强调了对培养目标的支撑和广度上的完全覆盖[9]。

专业方向课程通常设置在学生完成通识课程和专业基础课程学习之后，学生需要具备一定的知识储备才能进入专业方向课程的学习，因此它们起着承上启下的关键作用。专业方向课程在一定程度上决定了该专业培养的毕业生的专业特色和就业方向。重庆理工大学材料科学与工程专业是重庆市一流专业，重庆市“三特行动计划”特色专业，所属学科为重庆市一流学科，也是该校的传统优势专业。但是在我国制造业升级转型期间，材料专业的发展也面临着严峻的挑战，主要问题集中在专业方向课程教学内容过于传统和培养的专业技能不符合市场需求这两方面，而OBE理念可以很好地解决这些问题，而传统的专业课程无论是在课程目标设置，还是在教学内容上都无法紧跟OBE理念，因此急迫需要对其进行改革。本文以重庆理工大学材料科学与工程专业的《金属腐蚀与防护》专业课程改革过程为例，探讨了如何在工程教育专业认证背景下并基于OBE理念建设专业方向课程。

1 课程改革原则

OBE理念强调学生在完成大学所设置的所有课程并通过考核后，可以获得明确的能力，这就要在人才培养目标确定后，专业方向课程的教学目标必须可以支撑培养目标的达成，这也就要求对专业方向课程教学目标进行相应改革。针对专业方向课程教学目标的改革，总结了以下三个原则

1.1 必须支撑人才培养目标

人才培养方案的确定是基于“顶层宏观设计”，是源于人才市场实际需求，因此在制定时时不会考虑具体的课程设计的，反过来则是对课程设计提出了要求：必须可以支撑人才培养方案。因此，现阶段的课程目的设置不再是以课程本身为主，而是以培养方案为主，培养方案中提出的能力要求，特别是对专业方向的要求需要在专业方向课程目标中得到体现，这样才能完整地保障培养目标的实现。

1.2 必须符合产出导向原则

专业方向课程与培养目标一样，也须符合产出导向原则，不能遵循传统的“教学导向”。而专业方向课程在这方面的负担的责任相较其他课程更为重大，因为人才培养目标同样也是目标导向，而且专业方向的培养目标需要专业方向课程的支撑才能实现。因此在设计课程目标时，必须遵循符合产出导向。

1.3 课程目标必须精准明确

工程认证对各毕业指标点有着明确且详细的要求，而且每门课程所能支撑的毕业要求是严格限制的，因此对于专业方向课程的目标需要精准对接培养目标中的指标点，保证学生通過课程的学习，在达到课程考核要求条件后，应该获得明确的能力，精准到达毕业要求。

2 教学目标改革

OBE理念强调学生在完成大学所设置的所有课程并通过考核后，可以获得明确的能力，这就要求学校在制定人才培养大纲时，为达到工程认证专业认证标准，学校于2019年对教学大纲进行了重新编写，在结合重庆目前的产业布局和学校定位，并结合工程教育认证要求，学校提出了材料科学与工程专业的培养目标：立足重庆，辐射全国，在金属材料工程领域，培养德、智、体、美、劳全面发展，具有扎实的自然科学基础知识储备和良好的人文科学素养，掌握金属材料领域的基础理论知识、专业技能及科学研究方法，具备装备制造、汽车零部件、电子器件、新材料领域知识背景及创新能力，能够从事材料开发设计、生产、科学研究等工作，并具有继续学习能力、创新能力和前沿视野的高素质应用型工程技术人才。该人才培养方案明确了毕业生的就业领域、培养能力和人才定位。

《金属腐蚀与防护》是重庆理工大学材料科学与工程专业本科生的专业方向必修课程，也是一门应用性很强的技术科学。通过这门课程的学习，使学生掌握金属及其合金材料腐蚀基本理论和规律，了解材料因素、环境因素、力学因素对材料腐蚀性能的影响，从而在从事相关装备及零件的设计、制造、安装与维修工作中，能从腐蚀与防护的角度，正确地选择材料，进行合理的结构设计和采取必要的防护措施。

原有的课程目标为：“使学生通过本课程学习，掌握金属和非金属材料腐蚀基本理论和规律，了解材料因素、环境因素、力学因素对材料腐蚀性能的影响，培养学生针对具体条件正确选择材料及合理采取防腐措施的能力”。显然，这样的教学目标过于模糊，而且无法明确表明支持人才培养目标，因此对教学目标进行了修改，以使其符合工程教学认证标准（详见表1）。新教学目标由四个细分的小目标组成，每一个目标有明确描述，并可以支撑某一点毕业要求（支撑力度有区别）。通过这样的改革，不但更为明确了课程的教学目标，课程支撑人才培养目标的角度和程度也可以得以体现。

3 教学内容改革

教学内容是支撑教学目标的基石，只有设置合理的教学内容才有有效达到课程设计的教学目标，因此从以下两方面对教学内容进行了改革。

3.1 紧盯目标，需求导向

OBE理念要求必须以产出为导向，而产出目标已经在人才培养方案中明确定位，因此课程的教学内容必须紧盯人才培养目标，并以实际需求作为导向。基于重庆市在装备制造、汽车零部件、电子器件、新材料等领域的产业布局与实际需求，《金属腐蚀与防护》课程的教学内容进行了相应的调整。例如在装备制造和汽车生产中，会使用大量的钢铁材料，因此在教学内容中会针对这些行业常用到的腐蚀知识进行适当的拓展和加深，以方便学生进行这些领域就业。

3.2 删繁去臃，突出特色

腐蚀与防护是一门综合性的科学，它结合了材料、冶金、电化学等学科的知识，如果追求知识体系的完整度，则在有限的学时中难以做到特色鲜明。轻合金是重庆理工大学材料学科的特色及优势研究方向，有大量的优秀教师从事相关科学研究，重庆也是全国的轻合金生产基地，部分毕业生会从事相关的工作。因此在课程中重点突出了“轻合金腐蚀与防护”这一特色，涉及到该方面的教学内容被适当增加，使学生有方向性地学习本门课程。如在介绍电动序知识点时，会对镁较低的电动序及其与镁合金较差的耐蚀性能间的关系进行教授，在腐蚀控制手段中也会对镁合金表面处理技术进行讲解。而对一些与培养目标距离较远的教学内容则进行了适当的删减，例如在高温腐蚀章节，原有的教学内容占据4个学时，现在调整为2个学时，只介绍其中重要的基本概念和理论，不做过多的拓展讲解。

4 教学方式改革

在改革教学内容后，就需要对教学方式进行相应调整，才能与之匹配。显然，传统的课堂教学已无法满足需求，因此除常规的线下课堂教学外，还进行了以下方式的尝试：

4.1 线上辅助教学

由于线下教学的形式和时间限制，学生可能无法完全在课堂教学中掌握所有知识，因此建设了《腐蚀与防护》在线课程，里面涵盖了课件、习题、课程资料、案例等丰富的教学资源，学生可以通过手机、平板、笔记本电脑等终端随时访问获取，大大提升了学习效率。图1展示了该在线课程的封面。此外，作业的布置与提交也采用线上提交形式，这使得多媒体（图片、视频等）可以增添至作业中，丰富作业形式。

4.2 课外现场教学

金属的腐蚀问题具有普遍性，它们广泛发生在学生身边，因此这提供了一个良好的机会，即走出课堂，在校园中寻找腐蚀现象，并在现场确认腐蚀机制、提出解决方案。这种现场教学不但让学生直观地发现身边的腐蚀现象，更能通过独特的课外模式调节学习心态，加深学习印象。

4.3 实际案例教学

腐蚀与防护是一门应用性极强的学科，因此将科研中接触的实际腐蚀案例融入教学中，在课堂讲授、课外作业，甚至是期末考试中均能发现实际案例。通过实际案例的训练，学生不在是生硬地掌握知识，而是具象化地认识腐蚀，并能根据自己所学的知识提出解决方案，以到达目标导向的目的。

5 评价方式改革

课程的评价是教学中最重要的环节之一，成绩的高低不但表现了学生的学习情况，也反映了教师的教学效果，但是传统的评价方式无法满足工程教育专业认证，也无法提供支持OBE效果的数据，因此对课程的评价方式进行改革迫在眉睫，并通过以下三方面对《金属腐蚀与防护》课程进行了改革：

5.1 提高平时考核比例

目前，绝大多数的课程考核成绩均由最终的期末考试成绩决定。以《金属腐蚀与防护》为例，在改革前期末考试成绩比例高达80%。过高的期末成绩占比会带来以下几个弊端：首先是考核方式过于单一，限于期末考试的形式限制，只能通过传统试题考核学生的学习效果；二是学生平常学生态度不够认真，往往依靠考试前“突击”，导致虽然最终可以通过考核，但是短期记忆很快会被遗忘，而且囫囵吞枣并没有深刻理解知识，导致工作时无法应用；最后是学习过程无法良好评判和监督，限于较少的平时成绩占比，学生在平时的学习表现并不会显示较大的差距，因此也无法很好地评定平时学习效果。

基于以上，将课程的平时成绩提升至40%（详见表2），由一次小作业（占比15%）和一次大作业（占比25%）组成，分别在课程进行至二分之一和四分之三时发放。由于平时成绩的增加，学生对于作业的积极性和认真程度显著提高，而教师也可以通过平时成绩情况，及时调整教学策略和教学计划，以实现过程监控，动态调整的效果。

表2. 课程目标达成考核与评价方式及成绩评定对照表

课程目标

考核与评价方式及成績比例（%）

成績比例（%）

小作业

大作业

课程考试

目标1

5

5

20

30

目标2

0

5

15

20

目标3

10

10

20

40

目标4

0

5

5

10

合计

15

25

60

100

5.2 学生参与考核评价

在传统的教学模式中，对学生学习效果的评价权往往只在教师单方面，这虽然保证了一定的权威性和公平性，但是评价过程是学生无法参与进来的，往往只是获得最终的分数。也有部分教师尝试学生互评，但是会出现学生“互相帮助”或敷衍了事的情况，导致最终效果不好。

在《金属腐蚀与防护》课程改革过程中，设置了一个学生参与批改作业的环节，以占总成绩15%的小作业为载体，在课堂上由学生集中讨论并集体打分。这不但使全部学生都可以参与进来，而且避免了因个别学生导致的评价混乱。在实际中取得了较好的效果。首先是学生显示了较强的参与度，他们对这种新型评价方式显示了很强的好奇心，整个班级的积极性被调动得很高；其次是作业知识点被学生牢牢掌握，因为学生会首先深刻理解作业背后的知识点后，才能打出相对合理的分数（需要老师引导）；最后是学生的作业完成质量明显升高，特别是成绩相对较差的学生，因为是在课堂上实名打分，关乎到“个人荣誉”，因此学生对作业的认真程度较高。

5.3 考核结果达成度处理

以往的课程考核结果主要以分数评定教学效果，并没有对分数进行精细化处理。在工程教学认证中，对学习效果有着明确的量化考核形式，也就是达成度，即针对课程设置的每一个教学目标的达到效果如何。这不仅需要提前精确定义学习目标并进行相应的考核方式设置，还需要对考核结果进行精细化数据处理。由于本文的篇幅所限，这里不再阐述达成度的具体计算方式，仅列出2021年重庆理工大学材料科学与工程专业76名本科生的课程达成度最终情况（表3）。可以看到，通过统计分类计算，可以精确获得每一个教学目标的达成度，根据达成度的结果，即可明确计算出该课程对毕业要求的贡献程度如何，以及为后续持续改进课程提供量化参考数据。

表3. 2021年《金属腐蚀与防护》课程目标达成度情况

目标1

目标2

目标3

目标4

平均分

23.86

15.70

32.07

7.26

达成度

0.7955

0.7849

0.8017

0.7263

6 结语

本文以重庆理工大学材料科学与工程专业的《金属腐蚀防护》专业课改革过程为案例，探讨了如何在工程教育专业认证背景下并基于OBE理念下改革专业方向课程。在专业课程改革中首先需要根据专业现状、特色和优势，确定合理的人才培养目标，之后再确定专业方向课程的教学目标，并可以支撑人才培养目标的实现，并根据教学目标调整教学内容，始终以产出目标为导向。同时对教学方式和评价模式进行合理创新和改革，增强学习成效并提供量化数据供课程后续改进参考。这样，才能建设一门符合OBE理念并适用于工程教育专业认证的专业课程。

参考文献

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