工程教育认证背景下材料科学与工程专业教学改革与实践

贾延琳 崔素萍 席晓丽 高峰 郭福

摘  要：该文简要回顾我国工程教育专业认证的历史发展，阐述认证的核心理念。综合分析目前国内高校材料科学与工程专业的工程教育认证现状，并针对目前普遍存在的问题进行剖析。基于工程教育专业认证理念和标准要求，北京工业大学材料科学与工程专业以两轮认证考察为契机，推动人才培养模式改革，对培养目标、毕业要求、课程体系进行重新梳理及修订，完善毕业要求达成度、课程目标达成度评价、学生能力达成的记录形成性评价方法。改革措施取得显著成效。

关键词：工程教育专业认证；材料科学与工程；教学改革；北京工业大学；教学实践

中图分类号：G642        文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2023）21-0128-04

Abstract： This paper briefly reviews the historical development of engineering education professional certification and expounds its core concept. The current situation of engineering education certification of materials science and engineering specialty are summarized and the common problems at present analyzed. According to the core concept and standard requirements of engineering education certification， Beijing University of Technology has promoted the reform of talent training mode under the background of two rounds of certification. On the one hand， the training objectives， graduation requirements and curriculum system have been reorganized and revised. Besides， the completion degree evaluation of graduation requirements and curriculum objectives and the record forming evaluation method of students' ability are improved. During this process， remarkable effects have been achieved in the reform measures.

Keywords： engineering education certification; material science and engineering; educational reform; Beijing University of Technology; teaching practice

当今形势下，高等工程教育正在发生重大变化，不仅在于工程技术的新旧交替，更重要的是工程教育的理念、方法和内涵。近年来，工程教育专业认证和“新工科”建设是工科高等教育改革领域曝光率最高的两个关键词。特别是工程教育专业认证，其三大核心理念“以学生为中心、基于产出的成果导向、持续改进”日渐深入人心，已成为推动工程教育人才培养模式改革、提高我国高等工程人才培养质量的重要举措，受到了各方面的广泛关注。

一  我国工程教育专业认证的发展

工程教育专业认证源起于《华盛顿协议》，而《华盛顿协议》是一项工程教育本科专业认证的国际互认协议，主要是针对签约成员在国际上本科学历的资格互认。

为推动我国高等教育在国际上的认可度，我国从1992年着手进行试点，由教育部委托建筑部先后展开对建筑类、土木类等专业进行认证评估。此后多年间不断探索、总结、积累经验。2006年，由教育部牽头正式启动了全国工程教育专业认证试点工作，同时制定了有关专业认证的办法和章程。2013年6月19日，经全体成员投票一致同意中国加入《华盛顿协议》，成为了预备成员，经历了3年考察期后，于2016年6月2日成功转正，中国成为《华盛顿协议》的第18个正式会员。这意味着通过认证的中国大陆工程专业本科学位将得到该协议所有正式成员的承认，这将对于中国工程技术领域应对国际竞争、走向世界具有重要意义[1]。

二  工程教育专业认证的核心理念

工程教育认证是国际通行的工程教育质量保证制度，是工程教育的基本质量要求。认证属于一种合格评估，关键在于基本要求而不是专业的评比和排名。其核心理念有三：一是以学生为中心，围绕培养目标和全体学生毕业要求的达成进行资源配置和教学安排，注重激发学生学习的主观能动性，创新教学形式、改革教学方法，将教学过程中的重点由“老师教”向“学生学”进行转移；二是基于产出的教学过程和评价方法，强调专业教学设计和教学实施是以学生接受教育后所取得的学习成果为导向，由传统的“课程导向”向“成果导向”进行转移；三是持续改进的理念，强调专业必须建立有效的质量监控和持续改进机制，不断提高专业人才的培养质量[2]。

三  国内高校材料科学与工程专业工程教育认证现状

材料类专业认证工作于2012年启动试点工作，2015年成立材料类分委员会，目前已有80余个专业通过认证。随着认证工作的不断推进，越来越多的材料科学与工程专业加入到专业认证的行列[3-4]。

（一）  办学模式差异化

材料科学与工程专业作为一级学科专业，其内涵与金属材料工程、无机非金属材料工程、高分子材料与工程等二级学科专业存在显著的区别，其办学模式面临着特有的挑战。笔者作为材料类分委会秘书处成员，参与了分委会的组织机构建设及专业申请审核受理、自评审阅和进校考查等各阶段的具体工作。笔者在工作中接触过50余个不同类型的材料科学与工程专业，通过审阅材料和进校考查，发现现有材料科学与工程专业的办学模式主要可以分为以下几类（图1）。

1）按材料科學与工程一级专业培养，以上海交通大学、北京工业大学和上海理工大学为代表。此类学校在培养目标和课程体系设置方面突破了传统二级专业（方向）的界限，按照“大材料”的概念培养学生[5]。

2）按某一二级专业为特色分方向培养，以中南大学、西安建筑科技大学为代表。此类学校课程体系设置以某一二级专业为依托，有明显的行业特色。例如中南大学在金属材料方面特色明显，西安建筑科技大学在无机非金属材料方面特别是水泥方向特色明显[6-7]。

3）按一级专业大类招生，按二级专业培养，以郑州大学为代表，其材料科学与工程专业涵盖了4个二级专业方向，在课程体系设置方面四者有一定联系，但相对独立完整[8]。

上述3类材料科学与工程专业办学模式的存在有一定的历史原因，同时也和各专业的发展沿革有密切关系。从新中国成立至20世纪末，我国高校的专业办学基本延续苏联模式，各专业具有明显的行业特色，专业内涵深而窄。1998年教育部公布了新的专业目录，设立了一系列一级专业，鼓励按照厚基础、宽口径办学。在教育部的改革方向指引下，众多学校开始探索材料科学与工程一级专业的办学模式，常见做法是将原有多个二级专业（方向）进行整合，打通专业基础课，在专业课中维持原有专业方向特色。在这一过程中，不同学校的整合水平和程度逐渐显现出差异。此外，在2000年之后的高校合并潮中，有些学校的材料科学与工程专业并入了原属不同行业的二级专业，以至于某些材料科学与工程专业包含了学科基础差异巨大的若干二级专业。

（二）  存在的主要问题

除了办学模式存在差异，笔者在认证审核考察过程中还发现各材料科学与工程专业在“培养目标、毕业要求、课程体系、达成度评价（包括毕业要求和课程目标）以及记录形成性评价”几个方面存在不同程度的问题（图2）。具体表现为以下几方面。

1）制定培养目标时需要能够与学校、专业的特色和定位相契合，与社会需求相结合，能够充分考虑“社会需要怎样的人才，基于这种需求我们要培养出什么样的人才”。但目前材料类专业存在的普遍问题之一就是在对培养目标进定位时模糊不清且“放之四海而皆准”，同学校的办学定位脱节；在制定过程中仅是专业教师“闭门造车”，行业企业专业的参与度低，难以满足行业企业等的社会需求。

2）毕业要求是要对学生在毕业时具备的能力和素养提出的目标，不同学校的材料类专业有不同特色（见前文），因此对学生提出的能力素养标准应存在很大差异；但目前存在的现实情况是不同材料类专业制定的毕业要求呈现出同质化情况，无法体现培养目标的差异性，只是对通用标准解读中提出的毕业要求进行简单套用，没有体现出个性化和专业特色。

3）课程体系整合不到位，不同专业方向培养不平衡；课程体系对毕业要求指标点的支撑存在不合理的现象，体现为课程对指标点的支撑只是在矩阵中简单勾画，缺乏支撑依据，课程对指标点的强弱支撑设置也缺乏依据。

4）达成度评价是衡量人才培养情况的重要评估指标，应能反应出学生掌握能力水平的高低，但目前达成度评价多是流于形式，对传统以教师“教”为主体的教学模式向以学生“学”为主体的成果导向教育OBE转变的引导不足。

5）记录形成性评价体系不健全，评价方式仍过多依赖于结果性评价；对学生能力达成与否的判断标准仍为是否修满全部学分，缺乏系统的评价过程和科学方法等。

四  北京工业大学材料科学与工程专业的教学改革与实践

北京工业大学材料科学与工程专业（以下简称“本专业”）较早地按照专业认证理念进行教学模式改革，积极参与认证工作。在2014年认证申请受理之前，本专业已基于OBE理念开始推动人才培养模式改革，对培养目标、毕业要求、课程体系的相互关系进行了重新梳理和修订，主要做了如下工作：①结合学校办学定位和北京城市建设与产业发展的需要对培养目标进行了修订；②按照认证通用标准的12条毕业要求对本专业的毕业要求进行了修订；③对部分工程基础课程进行了调整，将机械设计基础课程设计整合到专业课程设计中，调整后的各类课程学分比例满足认证标准和国家质量标准要求；④重新修订教学大纲，建立专业课程的课程目标达成评价制度，并推动落实将其常规化；⑤探索多种评价方式和途径，对毕业要求达成度和学生能力达成进程进行多元评价和评估。于2015年成为全国第5个通过认证的材料科学与工程专业，是材料类分委员会成立后第一批通过认证的专业。

通过第一轮专业认证后，在积极准备第二轮认证考察的过程中依旧存在一些问题，必须承认本专业或多或少存在与其他同类专业相似的问题。作为北京市属唯一“211”高校，本专业的人才培养目标要紧紧围绕“人文北京、科技北京、绿色北京”这一北京发展战略定位[9]。在这一人才培养定位的指引下开展教育模式研究、改革与实践，对培养目标、毕业要求、课程体系、达成度评价（包括毕业要求和课程目标）以及学生能力达成的记录形成性评价等方面进行梳理、修订和探索[10]。具体内容如下（图3）。

1）修订培养目标。充分考虑“人文北京、科技北京、绿色北京”的北京发展战略定位，分析挖掘北京城市建设和行业发展对材料科学与工程人才的需求特点和趋势，以人才产出为目的，进一步明确本专业人才培养定位和能力要求，优化毕业5年后的成就预期，提出符合学校办学定位、适应北京城市建设和行业需求、具备自身专业特色的人才培养目标。

2）修订毕业要求。基于修订后的培养目标，制定了明确的毕业要求，完全覆盖工程教育认证标准，并依据培养目标和专业特色将12条毕业要求分解为可衡量的指标点，强化毕业要求的个性化和可衡量性。

3）修订课程体系。明确各门课程在学生达成毕业要求过程中所起的作用，分析对应的课程目标对毕业要求的支撑能力，聚焦学生各项能力达成过程中的关键环节，充分挖掘分析学生能力形成的基本规律，以提升学生能力培养效果为目的，进一步整合理论课程、实验课程和实践课程，完善课程体系设置。

4）完善评价方法。为建立系统化的记录形成性评价体系。对学生在整个学习过程中的表现进行跟踪与评估，运用信息化手段联合社会力量，开展多种形式的问卷调查和开发学习痕迹及成果管理系统，探索多渠道多维学生能力达成评价方法。

以上改革措施取得显著成效：在新修订的毕业要求及其指标点分解基础上，分析了各项能力形成的过程，制定了能力达成路线图，并对现有课程体系进行了重新整合，针对其中关键节点进行实践环节设计，实现了能力达成各环节的可衡量与可考核。经不断改进，本专业于2019年3月的材料类专业认证委员会召开结论审议会上，通过了第二轮工程教育认证，审议会对本专业的持续改进效果表示认可。

五  结束语

工程教育认证并非是一劳永逸，正如专业认证的核心理念——“持续改进”，教育教学改革是持续不断推进的，改进一直在路上，我们不能满足于“形似”，更要努力做到“神似”“魂似”，前行之路不易，需不断努力。

参考文献：

[1] 孙娜.我国高等工程教育专业认证发展现状分析及其展望[J]. 创新与创业教育，2016（1）：29-34.

[2] 谭春娇，陈微，赵亮，等.工程教育认证理念指导下的教学改革[J].计算机教育，2019（2）：123-126.

[3] 邓慧宇，陈庆春，金天翔，等.工程教育认证背景下材料科学与工程专业实践教学模式改革[J].教育教学论坛，2020（37）：142-143.

[4] 赵毅，梅迎军，黄维蓉.工程教育专业认证背景下材料科学与工程专业人才培养模式改革与探索[J].大学教育，2020，125（11）：47-50.

[5] 尚飞，许积文，熊健，等.面向工程教育认证的新能源材料与器件专业人才培养模式与课程体系建设探索[J].高教学刊，2021，7（29）：160-162，166.

[6] 陈志永，林高用，李周，等.基于“大工程观”的材料科学与工程专业人才培养模式——以中南大学材料科学与工程专业为例[J].创新与创业教育，2016，7（5）：78-81.

[7] 杨志红，徐建梅，周炜.工程教育认证背景下材料类专业的教学发展和管理——以中国地质大学（武汉）为例[J].学园，2020，341（24）：67-68.

[8] 周颖，张宗涛，姬海鹏，等.工程教育专业认证模式下材料专业本科生培养方案的建立与实践[J].河南教育学院学报（自然科学版），2020，29（2）：61-65.

[9] 张孝梅.北京市技能人才队伍培养和建设透视[J].北京市工會干部学院学报，２０１６，３１（４）：１９－21.

[10] 蔡述庭，李卫军，张学习，等.专业认证背景下的工程教育教学改革研究与实践[J].高教学刊，2018（13）：72-75.