工程教育認證標準對《工程材料》課程教學的引領與改革思考

潘曉亮　謝世坤　曠虛波　楊元模　易榮喜

摘要：本文基于工程教育認證的先進教學理念，結合課堂教學過程中獲得的實踐體會，分析了我校《工程材料》課程傳統教學模式目前存在的不足，探討了該課程教學目標與支撐畢業要求相關指標點的匹配關系，明確了課程教學內容及相應考核的比重，最后對課程教學的持續改進提出改革思考措施。

關鍵詞：《工程材料》；工程教育認證；改革思考

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）51-0104-03

一、引言

2016年6月2日國際工程聯盟大會《華盛頓協議》全票通過了中國的轉正申請，中國正式成為第18個《華盛頓協議》成員，實現了我國工程教育專業認證與國際工程教育專業認證實質等效的跨越。工程教育認證先進的教育教學理念，是以學生為中心、以產出為導向、不斷持續改進。這就要求在實際教育教學中，應以學生能力培養為中心、以傳授學生知識為主線，圍繞學生本專業的畢業要求，來合理安排教學任務和優化配置教學資源，重視學生受教育后的學習效果，并不斷地持續改進[1，2]。

《工程材料》是材料成型及控制工程本科專業的一門專業必修基礎課程，通過該課程的學習使學生獲得有關工程材料成分、結構、性能及其改性處理的基礎理論、具備合理選用工程材料、制訂加工工藝路線及分析解決工程實踐問題的初步能力[3，4]。該課程具有概念術語多、內容系統性強、實踐應用性突出等特點。傳統“填鴨式”教學模式不能有效地調動學生學習的積極性，導致學習效果不佳[5]。具體表現在：課程內容廣泛，含力學、金屬學、熱處理及加工工藝等知識，有些課程內容陳舊，與現代生產實踐脫節，需要參照工程認證標準進一步規范該課程教學內容；在課程教學過程中，教師側重于對學生理論知識的傳授，而對學生應用能力的培養不夠，缺乏應用實踐案例，很難達到工程認證標準中所述的學生能夠解決復雜工程問題的要求；考試內容偏簡單，主要集中在某些知識點上，考核內容與應用實踐脫節，達不到企業對于應用型工程技術人才的能力要求。因此，傳統的《工程材料》課程教學模式與工程認證的教育教學理念還存在著一定的差距。為此，筆者在材料成型及控制工程專業班級的《工程材料》課程實際教學中緊扣工程認證標準，對該課程的教學改革提出自己的見解與思考，以期提高本專業人才的培養質量，提高學生解決復雜工程問題的實踐能力。

二、工程教育認證標準對《工程材料》課程教學的引領與支撐

（一）工程教育認證與課程體系的關系

以工程認證標準為引領，反向設計本專業課程的教學過程，使設計后的課程體系所構建的知識結構對學生能力培養形成支撐。首先對于每門課程都需要參照工程認證標準的畢業要求映射出本專業的畢業要求指標點；然后，將每門課程的教學目標依據本專業的畢業要求指標點進行關聯匹配；經過關聯匹配后的課程教學目標再與教學內容以及內容間的考核比重相對應起來，來檢驗證明對學生能力培養是否形成有力支撐。因此，在工程認證核心理念的引領下，通過課程體系的知識結構形成支撐、課程考核結果證明支撐，最終實現對學生能力培養的支撐，來滿足國家、行業、地方等多重的需求。所述的工程認證與課程體系的關系，具體如圖1所示。

（二）工程認證標準對《工程材料》課程教學的引領設計

在工程認證的大背景下，《工程材料》課程作為材料成型及控制工程專業必修基礎課程，課程教學目標、教學內容和內容間考核比重等需要做出相應的改變和更新，以適應工程認證的理念要求，來提高本專業的人才培養質量。

1.課程教學目標與本專業畢業要求指標點的關聯匹配。依據工程認證標準，我校材料成型及控制工程專業已在人才培養方案中明確了本專業學生畢業時應達到的12項畢業要求指標點。經過《工程材料》課程教學團隊的討論，得到了該課程教學目標與本專業畢業要求指標點之間的關聯匹配結果，具體如下。

教學目標1：掌握工程材料的常用術語、基本理論及基本知識，掌握常用力學性能的測試方法，如布氏、洛氏硬度計的使用，理解工程材料的成分、結構、加工、性能及應用的相互關系。

教學目標2：具備根據機械零件使用條件和性能要求，對機械零件進行合理選材的初步能力。

教學目標3：掌握鋼在熱處理過程中的組織轉變及轉變產物的性能，設計碳鋼金相實驗，并觀察、分析微觀形貌，確定金相組織，培養學生具備制定零件熱處理工藝的初步能力。

教學目標4：具備根據材料成分、結構及性能特點，制訂機械零件的機加工工藝路線的初步能力。

教學目標5：初步具備對常見金屬、高分子、陶瓷等材料進行失效分析，并將實際問題抽象為理論模型的能力，并運用理論分析提出預防措施或改善方法。

2.課程教學目標與課程內容及考核比重之間的相對應關系。目前，我校材料成型及控制工程專業《工程材料》課程的考核方式主要是閉卷考試。期末考試成績占60%，平時成績占40%。為實現該課程教學目標所述的要求，《工程材料》課程教學團隊重新對考核比重進行了細分與量化。具體地，講授課/考試（60%）、演示課/觀察（5%）討論課/表現（10%）、實驗/結果（25%），如表1所示。

根據本課程所關聯匹配的畢業要求指標點、教學目標及相應的考核比重，并結合應用實踐和地方社會發展需要，重組了本課程的教學內容，具體如表2所示。所述教學內容充分體現了《工程材料》課程的知識結構、領域發展前沿和新成果應用。

三、《工程材料》課程教學改革思考

該課程現有的教學模式與工程認證標準所需要的教學方式是不相匹配的。以學生為中心的教育教學理念也必然引領著《工程材料》課程教學模式的變革。為此，筆者優先思考了該課程的教學內容、實踐教學及課外實踐三個方面的改革措施。

（一）優化教學內容

《工程材料》課程的知識內容產生于實踐中又服務于實踐中，因此在該課程的教學過程中，除了要透徹地講清楚課本上的知識外，教師還應該根據應用實踐需要，了解跟蹤國內外工程材料應用的科技發展前沿，尤其是相關的最新研究成果和未來發展趨勢，及時對相應的教學內容進行補充和更新。這樣可以拓展學生工程材料的知識面，加深學生對相關理論知識的理解，激發他們對該課程的學習興趣。

（二）強化實踐教學

通過該課程的實驗教學，加強學生對常見工程材料表征儀器設備的認識與操作，加深學生對實踐教學內容的理解與應用，來培養學生的專業能力與素養。此外，還需借助校外有關工程材料的實訓實踐基地，深入到企業的生產現場，引入現場教學方法，來強調理論知識應服務于工程應用實踐。在扎實的理論知識基礎上，通過不斷增強對工程應用實踐的認識和體驗，來進一步強化學生的工程實踐能力和工程創新意識。

（三）開展課外實踐

積極參加各類各層次的學生競賽活動，如“挑戰杯”“金相制作大賽”等。通過參與相關競賽，既可以提高學生學習《工程材料》課程理論與實驗的興趣，又能夠增強學生實踐動手的能力，培養學生的創新意識和團隊協作精神。此外，還需結合課程內容，鼓勵學生積極申報大學生創新創業項目、“互聯網+”項目等，或者直接參與到老師們的科研課題中，調動學生參與科研的積極性，激發學生的科研熱情，鍛煉學生應用工程材料相關知識，來自主分析、設計解決復雜工程問題的技能，同時增強學生的創新意識和團結協作精神。

四、結論

以工程教育認證標準為引領，結合我校現階段《工程材料》課程的教學現狀，反向設計了該課程的教學目標、教學內容和內容間考核比重。在此基礎上，進一步思考了該課程的教學內容、實踐教學及課外實踐三個方面的具體改革措施。今后，《工程材料》課程教學團隊將繼續深化該課程的教學改革，以適應工程教育認證的理念要求，培養出更多能夠解決復雜工程問題的應用型人才。

參考文獻：

[1]吳藍迪，張煒.國際工程聯盟（IEA）工程人才質量標準比較及其經驗啟示[J].高等工程教育研究，2018，（2）：111-118.

[2]華爾天，計偉榮，吳向明.中國加入《華盛頓協議》背景下工程創新人才培養的探索與實踐[J].中國高教研究，2017，（1）：82-85.

[3]姜世杭.《工程材料及熱處理》課程教學改革與課件制作[J].教育教學論壇，2017，（31）：115-116.

[4]杜曉東，李合琴，張學斌.適應工程教育專業認證標準的工程材料課程教學改革思考[J].大學教育，2014，（2）：117-118.

[5]潘曉亮，高芝，易榮喜，謝世坤.《工程材料》課程教學改革的探索與思考[J].黑龍江科技信息，2011，（1）：114.