基于OBE理念的材料成型及控制工程專業畢業要求及課程體系構建

錢志平 馬瑞 金淼 趙石巖

[摘要]OBE是基于產出為導向的教育模式，為《華盛頓協議》組織本科工程教育專業認證的核心理念。按照工程教育專業認證OBE理念，面向區域經濟和行業發展的需求，逆向設計制定了材料成型及控制工程專業（鍛壓和模具方向）的人才培養方案和畢業要求，構建了支持畢業要求的課程體系。實踐證明，該體系有利于專業學生達成畢業要求，并為相關專業工程教育專業認證提供借鑒。

[關鍵詞]OBE；工程教育專業認證；畢業要求；課程體系

[中圖分類號]G642.4[文獻標識碼]A[文章編號]1005-4634（2017）06-0083-03

在全球經濟一體化的浪潮下，中國制造業已實現國際化，合資及外資企業大量涌現，工程技術人員跨國流動性增強，中國工程教育面臨著制造業全球化和工程教育國際化的雙重挑戰[1]。目前，我國高校開設了169個工科專業，工程教育覆蓋了90%以上的本科學校，高校開設工科的專業數超過了整個本科專業數的1/3，工科專業的在校生人數超過了所有本科專業在校生數的1/3，工程教育質量的提高對于整個高等教育質量起著至關重要的作用。2013年，我國加入了《華盛頓協議》組織，作為預備會員今年將按相關程序轉為正式會員國。積極參與國際互認，這是迎接工程教育全球化和工程技術人才跨國流動的必然選擇[2，3]。

我國的工程教育認證經過十多年的發展，已逐步形成相對成熟、能與國際工程認證實質等效的認證體系。本專業自2014年9月提出申請，于2016年3月正式通過了專業認證。筆者按照工程教育專業認證的要求，結合本專業建設現狀，探討基于OBE的材料成型及控制工程專業（鍛壓和模具方向）畢業要求的制定及課程體系構建。

1專業培養目標的確定

OBE（outcome-based education，縮寫為OBE）認為教學體系和教學內容的實施應以學生最后所取得的學習成效（learning outcomes）作為出發點。傳統教育學科針對性強，強調知識的掌握，在教學實施上對專業知識的應用能力不夠重視，較難滿足社會企業的需求。這種以出口為導向的教育模式，按需求來設計，從社會和行業的需求開始，擬定專業人才培養目標，然后確定專業的畢業要求，制定課程體系，實施課程教學，需求既是起點又是終點，保證了教育目標與結果的一致性[4]。

每個專業的培養目標是對學生畢業5年后在社會與專業領域取得的預期成就的展望，是專業人才培養的總體描述，也是設計專業的課程體系、開展課程教學活動的主要依據。自2012年本專業培養計劃修訂開始，通過企業征詢反饋、校友座談會、畢業生座談、校際交流、同行來訪、就業招聘座談等多種形式，摸清行業和相關企業對本專業學生各方面能力的要求，廣泛聽取社會對本專業學生培養目標的想法和建議。結合行業和區域經濟發展的需要、學校定位和專業特色，本專業的培養目標確定為：具有較寬厚的材料成形基礎理論和扎實的成形裝備及工藝設計制造基礎知識、專業知識與應用能力，具有團隊精神和一定的組織管理能力、不斷學習和適應專業技術發展的能力，具有創新精神和國際視野，能在工業企業，特別是在重型機械領域，從事材料成型及控制領域內的設計研發、加工制造、技術應用、項目管理等方面工作的高級工程技術人才。

2專業畢業要求的制定

畢業要求是畢業生應具備的知識和能力的總體要求，通過4年的學習訓練，學生應具備的技能、知識和能力。專業畢業要求依據培養目標制定，為支撐學生實現培養目標，本專業提出了9條畢業要求，覆蓋了專業認證標準和要求，并將其細化為30個能力要求分指標點?？傮w思路契合國家提高工程教育質量的改革方向，專業建設理念實現“以產出為導向，以學生能力達成為中心”[5]。要求學生不僅要掌握完整的數學自然科學、工程和專業知識體系并將其應有于解決實際復雜工程問題，而且要具備問題分析研究、現代工具使用、工程設計開發系統的能力，團隊合作和項目管理能力，具有人文社會科學素養和社會責任感，能夠在工程實踐中遵守職業道德、履行責任，具有國際視野、了解專業前沿發展，適應當代社會發展的自覺學習型創新技術人才。

2.1專業畢業要求

本專業的9條畢業要求歸納如下。

1） 能夠應用數學、物理化學等自然科學、工程基礎理論知識和專業知識，解決材料成型領域綜合性實際問題。

2） 具有文獻資料檢索及運用現代技術獲得所需信息的能力，具有對材料成型領域涉及多因素綜合作用的工程問題進行系統識別、建立模型、分析、模擬預測、求解論證的能力，并能夠理解其局限性。

3） 具有針對機械工程問題制定實驗方案，進行測試和實驗操作等能力，能夠分析和解釋實驗數據，并得出結論。

4） 具有使用現代工程工具和技術手段，開發材料成型工藝，設計成型設備和部件的能力，并能綜合考慮各種制約因素，并具有創新意識。

5） 經歷系統完整的工程實踐訓練，熟悉機械工程相關的行業法律法規；理解環保和可持續發展等方面的法津和政策，能評價機械工程對于自然和社會的影響。

6） 具有良好的人文社科素養，有社會責任感和職業精神。

7） 具有在多學科團隊中發揮作用的能力，能夠進行有效的分工合作；具備國際視野，能夠就工程問題與業界國內外同行及社會公眾進行有效溝通和交流。

8） 具有從事工程技術管理工作所需的專門知識，并能將管理原理與經濟決策方法應用于工程實際。

9） 了解本專業的前沿及技術發展趨勢，能適應社會高速發展，具有終身學習的意識。

2.2知識體系

1） 專業方向知識。掌握鍛壓和模具方向特色課程中的基本原理、工藝和設備方面的知識。

2） 專業發展和前沿知識。了解專業的發展現狀和發展趨勢，熟悉掌握本領域最新的理論和先進成形技術。

3） 工程基礎知識和專業理論知識。掌握力學類如理力材力、機械類如機原機設金工、控制類如電子電工及控制工程，以及傳熱學、工程流體力學、互換性與測量技術、材料成型導論、測試技術、金屬材料及熱處理等工程基礎知識和專業理論知識。

4） 自然科學知識。掌握系統的數學和自然科學基礎知識。

5） 人文社科知識。具有人文和社科知識，掌握一定的市場管理和項目管理原理。

2.3應用能力

1） 專業技能及應用能力。具有專業文獻資料檢索能力，具備裝備及工藝實驗設計和測試儀器的操作技能，具有較強的建模分析、計算機模擬仿真應用能力。

2） 工程設計和系統開發能力。具有專業所需的機械制圖、綜合運用所學各種知識和技術手段進行設備和系統設計的能力，設計時能夠綜合考慮多因素沖突，如環境、成本、法律、社會倫理和公眾安全等。

3） 項目管理和團隊合作能力。具有組織管理項目的能力，能夠和研發團隊很好合作交流。

4） 創新能力。具有創新精神、能自我學習以適應社會的發展。

2.4個人素質

1） 職業道德。了解與專業相關的行業標準、法規，掌握環保政策，了解專業生產安全知識，具備職業責任意識和服務意識。

2） 社會責任感。具有社會責任擔當、保護環境的意識，了解設備技術應用地區的文化、政策和法津、法規，能夠判斷技術發展所帶來的社會問題。

3） 人文素養。具有很好的人文社會科學素養、良好的語言文字表達能力。能夠就材料成型工程問題與國內外同行交流，并能和社會公眾進行溝通。

3專業課程體系構建

為了達成畢業要求的各指標，本專業討論并構建了課程體系，總體思路是：培養學生掌握較為扎實的數學和自然科學基礎、較好的人文社科基礎和外語綜合能力，逐步地掌握本專業領域必需的基礎理論和技術基礎知識，并不斷訓練學生的理論聯系實際的能力、創新意識和專業知識的綜合使用能力。

課程設置主要分理論教學和實踐教學環節2大類。本專業最低畢業要求學分為180分，培養計劃安排理論教學課總學時2 288學時，占總學時78.6%，主要由五類課程組成：公共基礎課30門，1 000學時，計61.5學分，占理論總學時43.7%；專業基礎課18門，776學時，計48.5學分，占理論總學時33.9%；專業特色限選課7門，240學時，計15學分，占理論總學時10.5%，為了彰顯行業特色和適應社會對復合型人才的需求，加強對學生就業能力和社會適應能力的培養，實現“興趣導向、分類指導”的培養原則，開設了鍛壓和模具2個專業方向；公共選修課包括人文藝術類、社會科學類選修課程，學生應至少修夠96學時，計6學分，占理論總學時4.2%；學科選修課，學生應至少修夠176學時，計10學分，占理論總學時7.7%。設置了16門學位課，784學時，計49學分，占理論總學時34.3%。

實踐教學是訓練學生應用專業知識、提高分析和解決負責工程問題能力的有效途徑。另外，本專業還開設了創新與特長教育和社會實踐活動課程，全面提高了學生的綜合素質，將社會實踐活動安排在每學年的暑期進行。專業設置了集中實踐性環節39周10門，39學分，占總學時21.4%。

每門課程都要在教學大綱中明確培養的畢業要求指標，教學內容的實施要使這些目標達成。從2007年開始，本專業在專業基礎課和專業課程教學中，引入CDIO項目教學模式，即“構思、設計、實施、運行”，從本質上來看，OBE是對CDIO的多閉環運行，提倡學生做中學，培養學生實踐應用能力[6-8]，這為本專業OBE理念的實現提供了良好的基礎。表1為材料成型及控制工程專業各類課程學分分布，滿足論證要求。表1專業各類課程學分分布

課程類別必修課學分選修課學分必修占總學分比選修占總學分比小計數學與自然科學類32417.7%2.2%20%工程基礎類21011.7%0%11.7%專業基礎類30.5016.9%0%16.9%專業課1236.7%1.7%8.4%工程實踐與設計38221.1%1.1%22.2%人文社會科學類30.5716.9%3.9%20.8%總計1641691.1%8.9%100%4結束語

OBE教育理念基于社會、行業對人才的需求，來設計教學體系和教學內容。這是專業認證的核心理念，也是提高本科工程教育質量、應對教育全球化趨勢的必然選擇。該教學設計要求明確4個對應關系：（1）需求與培養目標的關系；（2）培養目標與畢業要求的關系；（3）畢業要求與課程體系的關系；（4）畢業要求與課程教學大綱的關系。

本專業在深刻理解OBE教育理念的基礎上，進行了探索和實踐。逆向設計并構建材料成型及

控制工程專業（鍛壓和模具方向）的人才培養方案和畢業要求及課程體系，本專業在教改實踐中突出了工程教育回歸服務國家和社會經濟發展需求的本質屬性。通過多年的教學實踐，學生的綜合素質得到很大提高，培養的畢業生獲得用人單位的肯定，在2016年1月專業認證現場考察中，獲得認證專家組和《華盛頓協議》觀摩專家組的高度評價。

參考文獻

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[3] 王孫禺，趙自強，雷環.中國工程教育認證制度的構建與完善[J].高等工程教育研究，2014（5）：23-34.

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[6] 呂知清，傅萬堂，金淼，等.鍛壓工藝及模具設計實踐性教學改革[J].中國冶金教育，2010（5）：51-53.

[7] 呂知清，秦泗吉，傅萬堂.材料成型及控制工程專業畢業設計改革[J].中國冶金教育，2011（3）：50-53.

[8] 何致遠，鄭玉珍，周克寧.基于OBE理念與FH模式的電氣工程人才培養探索[J].浙江科技學院學報，2015，27（5）：355-359.

AbstractOBE means outcome based education and is the core of the undergraduate engineering education accreditation under the Washington Agreement.According to needs of the profession and regional economic development，the objectives and graduate outcomes of material forming and control engineering program were reversely designed by OBE idea for engineering education accreditation，the curriculum system was constructed also.It has been proved that the system is beneficial to achieve the graduate outcomes of the students by practice，and it is valuable to other major for engineering education certification.

KeywordsOBE；engineering education certification；graduate outcomes；curriculum system