美國工程教育認證對工藝學類課程教學改革的啟示

張玉娟　周張健

摘要：美國工程教育認證制度對提高美國乃至世界的工程教育質量發揮了極其重要的作用，隨著中國加入《華盛頓協議》，也必將對中國高等工程教育的發展產生深遠的影響。本文結合美國工程教育認證的特點，以“無機非金屬材料工藝學”為例，闡述了工藝學類課程的教學改革方向，包括：教學內容層次化、激發學生的學習興趣、教學內容要與時俱進、理論與實踐相結合等四點。

關鍵詞：工程教育認證；無機非金屬材料工藝學；教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）27-0001-03

一、引言

工程教育是為國家經濟建設提供工程技術人才的重要渠道，而工程教育專業認證作為保證工程教育質量、實現工程教育國際相互認可的重要舉措而受到了世界各國的重視。其中，《華盛頓協議》是工程教育本科專業認證的國際互認協議，是簽署時間最早、締約方最多、影響最廣泛的工程教育國際認證協議，旨在通過認證保證工程教育質量，為工程師資格國際互認奠定基礎[1]。相對于開展工程教育認證較早的美國、德國、日本等發達國家，我國開展工程教育認證始于2005年，相對較晚。經過各方努力，中國科協于2013年6月代表中國，成為《華盛頓協議》的預備成員[2]，并于2016年6月成為該協議的正式成員[3]，標志著中國工程教育認證工作得到了國際認可。加入《華盛頓協議》是促進我國工程師按照國際標準培養、提高工程技術人才培養質量的重要舉措，對我國工程技術領域應對國際競爭、走向世界具有重要意義。

美國是工程教育專業認證最早的國家，認證制度發展得比較完備和健全。美國認證制度的建立對提高美國工程教育的質量發揮了極其重要的作用，同時也對世界高等工程教育的發展產生了深遠的影響[4-6]。美國工程教育專業認證由非官方的獨立機構——工程技術認證委員會（ABET）總體負責[7]。為加快中國工程教育的認證體系的建立和完善，中國教育部于2015年10月成立了中國工程教育專業認證協會。中國工程教育認證目前正處于模仿和學習美國工程教育認證模式的階段。目前美國工程教育認證標準執行EC2000，其特點表現為由以往重教師教的評估轉向重學生學的評估，由以往重輸入性的要素評估轉向輸出性的結果評估。

工藝類課程是材料專業開設的一類重要課程，包括“無機非金屬材料工藝學”、“高分子材料成型工藝”等。工藝學類課程往往具有兩個特點。一是綜合性強，會涉及多個課程的相關內容，比如“無機非金屬材料工藝學”課程會涉及基礎物理學、材料學、分析化學、熱工學基礎等課程相關內容；二是實踐性強，教學的內容是實踐的總結，又要指導實踐。因此，開展好這類課程教學就要知識與實踐并重。在中國加入《華盛頓協議》的大背景下，探索如何高水平的開展工藝類課程的教學工作具有重要的價值。本文結合筆者之一多年“無機非金屬材料工藝學”課程[8]的講授經驗，闡述了美國工程專業認證制度對于工藝類課程的教學改革的啟示，希望能夠對國內該類課程的教學改革提供一定的思路。

二、美國工程教育認證的特點

仔細研究ABET工程認證相關內容[7]發現，美國ABET工程專業認證EC2000具備以下特點（尤其與中國工程教育認證體系相比）。

（一）認證體系完整

ABET認證不僅包括適用于本科生水平專業的通用標準，還包括適用于研究生水平專業的通用標準，體系完善，層次清晰。這為很多大學尤其是高水平大學開展較高水平的工程教育建立了規范，為開展相關工程專業的研究生教育提供了有效的依據。

（二）以教育輸出為重點

隨著美國社會的發展和對工程教育認知水平的提高，ABET認證的重點逐漸由院校轉向了學生，由對教育投入的重視轉向對教育輸出的重視，即畢業生“學到了什么”，具備了什么樣的能力。這就要求教師加強與學生的互動和交流，創造學生積極學習的環境，而不是一味“填鴨式”的教學。

（三）與社會發展同步

上世紀80年代以來，美國社會、經濟和技術發展迅速，對專業技術認證標準的重新審定勢在必行。因而，從1995年ABET全面性改革以來，專業認證標準和政策的具體實施細則每年都在更新和完善，來應對美國社會對人才培養的需求變化。

（四）突出對工程實踐能力的要求

ABET的架構決定了專業認證與企業界聯系緊密的特點，因而在標準制訂和認證程序上，會突出強調對工程實踐能力要求，即企業界對人才培養的實際需求標準。因而，高校更關注畢業生所具備的能力和素質，而非純粹的知識儲備，這對于將來在工作崗位上解決工程問題至關重要。中國負責工程教育認證的中國工程教育認證委員會由教育部主管[6]，社會中介組織參與度低，因而極易造成人才培養和社會需求的脫節。這就是為什么近年來大量畢業生找不到理想工作，而大量企業也招不到對口人才尤其是高技能人才的原因。

有證據表明，美國高校實施EC2000認證標準對于畢業生的質量有著很大的提高，包括應用數學和科學的技能、實驗技能、工程技能、交際技能、再學習能力等所有考察的9項指標[9]。

三、美國工程教育認證對工藝學類課程教學改革的啟發

工藝類課程是作為材料專業的一類重要的基礎課，如何有效開展相關課程的教學具有重要的意義。結合上一小節中美國工程教育認證的特點，筆者認為這類課程的教學改革的方向可以包括如下幾個方面。

（一）教學內容層次化

上面提到，ABET認證不僅包括適用于本科生水平專業的通用標準，還包括適用于研究生水平專業的通用標準。筆者認為，隨著中國工程教育認證體系的成熟和完善，這也是中國工程教育認證的一個方向。以“無機非金屬材料工藝學”課程為例，教學內容的層次化可以表現為：必要且相對容易理解的內容作為普通本科生的學習和考核內容，相對難以理解的內容作為學有余力或有志于攻讀研究生學位的學生學習的內容。例如，超細粉體的合成與表征的章節[8]會涉及納米材料的量子效應，量子效應作為納米材料的基本性質，直接決定了材料的宏觀性質。但量子效應難以理解，除非學生掌握了物理專業的量子力學知識，而這是大多數材料學專業的學生不具備的。這部分內容可以作為較高層次的教學內容，有興趣或有需求的學生可以自學相關量子力學知識，加深這一章節內容的理解。這對于將來從事材料方面的科學研究的學生十分重要。

（二）激發學生學習的興趣

相對于“學校教了什么”，ABET認證更加看重“學生學到了什么”。而讓學生能夠學到東西的關鍵在于激發學生的學習興趣。激發學生學習興趣的方法很多，對于工藝類課程而言，筆者認為案例教學法是非常有效的一種，尤其是課程的第一節課。好的案例是實施案例教學的前提條件之一。還是以“無機非金屬材料工藝學”課程為例，該課程的主要研究對象是陶瓷、水泥、玻璃等，材料種類繁多。雖然根據無機非金屬材料種類的不同和性能要求的不一樣，各種無機非金屬材料的生產方法有很大差異。但從整個工藝過程來講，其制備過程大體都可以分為原料、成型、燒結幾個部分，有很多共性的地方。無機非金屬材料中，陶瓷具有悠久的發展歷史。因此，筆者在講第一堂課時，往往會特意加大中國陶瓷發展史的篇幅，突出介紹中國對世界陶瓷發展所做出的杰出貢獻。在進行愛國主義教育的同時，學生對于陶瓷工藝學中最重要的核心：“原料-工藝-顯微結構-性能”之間的關系便有一個初步的認識。這樣，通過第一次課的案例既吸引了同學們的興趣，又引出了這門課程的主線。

（三）教學內容要與時俱進

ABET專業認證標準和政策每年都在更新和完善，來應對社會對人才培養的需求變化。同樣，隨著近些年來材料工藝和技術劇烈的革新變化，工藝學類課程的教學內容也應該與時俱進，體現技術的最新變化。素質教育的核心理念之一是研究性教學。這就要求教師提供研究的素材，鼓勵學生積極主動研究。因此，最好要有大量的參考信息貫穿于課程教學中。同時，教師還要有意識地引導學生查閱文獻，跟蹤本專業的最新研究動態和研究成果。例如，對于“無機非金屬材料工藝學”而言，近年來材料學領域新興的仿生復合材料的內容可以適當補充進入講授內容，可以鼓勵學生撰寫這一領域的調研報告，甚至可以跟隨相關研究方向的導師從事小的課題研究。這樣，一方面可以加深本課程內容的理解，另一方面可以進一步激發學習的興趣，為將來從事相關研究奠定一個好的基礎。

（四）理論與實踐結合

ABET工程教育認證突出強調對工程實踐能力的要求，因而美國工程院校特別注重培養學生的動手操作能力。而正如前所述，實踐性本身又是工藝學類課程的重要特征。因此，教師在實踐教學中，應鼓勵學生動手實驗。例如，在“無機非金屬材料工藝學”的教學中，學生自己動手驗證陶瓷工藝的生產全過程，體驗坯料制備、成型、施釉、燒結的整個工藝過程，進而加深理解陶瓷的原料與生產工藝制品性能之間的相互關系。美國的工科課程特別注重實踐的重要性。例如，密歇根大學工學院開設的“設計與制造”課程期末總成績中有45%是由與實踐密切相關的“實驗作業”和“課程設計”決定[10]。有條件的學校，還可以建立深化校企合作關系，讓學生深入生產制造車間實習一段時間，了解生產工藝。只有在生產制造一線，才能真正理解課堂知識的價值，真正做到理論結合實際。甚至有研究報道，通過企業實踐，許多學生直接實現了就業，避免了上面提到的“畢業生找不到理想工作，企業也招不到對口人才”的尷尬局面。

四、總結

隨著工程教育認證在中國的深入實施，美國工程教育的內涵和實質會越來越深刻地浸入中國工程教育的教學中。工藝類課程的要求和工程教育認證的標準是本質上相符的。筆者相信，以工程教育認證的標準探討和指導對工藝類課程的教學是大有裨益的。

致謝：感謝北京科技大學2016年度教育學改革與研究項目（項目編號：JG2016M13）的資助。

參考文獻：

[1]王亮.美國工程教育專業認證現狀及對我國的啟示[J].現代企業教育，2014，（12）：256.

[2]http：//learning.sohu.com/20130820/n384638521.shtml

[3]http：//edu.china.com/new/edunews/jy/11076178/20160602/22796206.html

[4]邵輝，葛秀坤，畢海普，趙慶賢，郝永梅，邢志祥.工程教育認證在專業建設中的引領與改革思考[J].常州大學學報社會科學版，2014，（15）：104；

[5]駱健，王海艷，羅衛蘭.美國工程教育專業認證現狀及啟示[J].國際教育視窗，2012，（251）：9.

[6]羅堯，馬立紅.美國工程教育專業認證發展趨勢、特色及啟示[J].繼續教育，2011，（12）：32.

[7]http：//www.abet.org/about-abet/

[8]周張健，趙海雷，連芳.無機非金屬材料工藝學[M]北京：中國輕工業出版社，2009.

[9]http：//www.abet.org/wp-content/uploads/2015/04/EngineeringChange-executive-summary.pdf

[10]楊培中.美國高校“設計與制造”課程教學特色[J].2004全國機械設計教學研討會，2004：122.