工程教育專業認證引領下的地方高校材料專業建設

陳國華 向定漢 龍雪梅

[摘 要]工程教育專業認證直指工程教育強國建設中的教育理念、標準、模式、評價等核心問題，是我國工程教育改革的主要著力點。學生中心、成果產出導向和持續改進這三大理念是工科專業建設的主要方向，對我國工程教育質量的提高起到了積極作用。自 2015 年起，桂林電子科技大學材料科學與工程專業以國際工程教育專業認證引領專業建設，在培養目標、畢業要求、課程體系、持續改進、實驗室建設等方面進行了積極探索和實踐，取得了明顯成效。

[關鍵詞]工程教育專業認證;材料專業;地方高校;專業建設

[中圖分類號] G64 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2019）09-0001-06

一、引言

專業是高校聯系社會、服務社會的紐帶，是高校人才培養的最基本單元，是推進教學改革和提高教學質量的立足點和集合體。專業建設是高等教育與社會需求的結合點，是保證人才培養適銷對路的首要和關鍵環節。專業建設涉及人才的培養目標、培養方案、課程體系、師資隊伍、質量監控和改進、支持條件等方面，其成效對高等教育人才培養的質量起著舉足輕重的作用[1]。

當前，世界范圍內的新一輪科技革命和產業變革加速進行，以新技術、新業態、新產業、新模式為特點的新經濟蓬勃發展，迫切需要培養造就一大批多樣化、創新型的卓越工程科技人才。我國是工程教育的第一大國，數據顯示，中國普通高校工科專業的招生數、在校生數、畢業生數都遠遠多于世界其他國家，穩居世界首位，其數量比緊隨其后的俄羅斯、美國等國高出3至5倍。目前，我國高等教育培養出來的工程技術類人員數量位居世界前列，但從質量來說，我國合格的工程人才在世界的排名卻不靠前。在現代科學技術中，材料科學與工程是航天、航空、信息、國防等高新技術進步的基礎，在國家科學研究、國防建設與經濟建設中占有重要地位，是國民經濟發展的三大支柱之一。材料類專業人才培養是材料科學與技術發展的基礎。一方面，我國企業目前正在進行大規模重組，其產業結構、產品結構、工藝技術和裝備水平正在發生重大變革與調整，企業發展急需材料科學與工程相結合的國際化、工程化以及設計能力、動手能力和綜合能力均強的復合型創新創業型人才，這對高校材料類人才培養提出了嚴峻的挑戰。另一方面，由于我國高等教育已處于大眾化的發展階段，本科生的招生規模不斷擴大，致使教育優勢資源在一定時期內顯得相對不足。同時，高校對新興工程教育的探索不夠，某些專業缺乏明確合理的專業培養標準，課程體系難以支撐培養目標的實現，工程教育理科化、同質化傾向較嚴重，專業與企業的結合不夠緊密等。高校教育產出（畢業學生）與社會需求（就業崗位）符合度不高。學生的實踐能力和工程能力薄弱，培養產出與社會需求相脫節等問題凸顯，現有的人才培養模式難以支撐培養高素質應用型人才的實現。這些已經成為影響學校工科專業人才培養質量提升的瓶頸問題。因此，探索和構建一個全面、科學、合理、有效的專業建設模式，對于學校優化專業結構、保證專業特色以及促進人才培養模式創新具有重要意義。

美國等發達國家多年的工程教育實踐證明[2-3]，工程教育專業認證是工程教育質量保障體系的重要組成部分，對于推動和提高工程教育質量具有積極作用，對于改變當下的教育產出與社會需求不符的現狀具有突出的現實和指導意義。其做法是通過制定科學合理的認證標準，推動高校學科專業建設的內涵式發展，從而達到提升工程教育質量的目的。工程教育專業認證已成為國際通行的工程教育質量保障制度，是實現工程教育國際互認和工程師資格國際互認的重要基礎。通過專業認證的畢業生在《華盛頓協議》相關國家和地區申請工程師執業資格或申請研究生學位時，享有與當地畢業生同等的待遇，這就為中國工科學生走向世界提供了國際統一的“通行證”[2]。其認證結果在行業及企業內有較高的權威性，在部分行業工程師資格考試或能力評價中享有不同程度的減免和優惠政策。通過工程認證將會提高專業聲譽、生源質量與專業建設水平，推動人才國際化交流。因此，探討材料類專業如何在工程教育專業認證的背景下根據自身特點來進行專業建設，顯得尤為迫切和重要。

二、材料專業認證的現狀

2006年，教育部啟動工程教育專業認證試點工作。十多年來，工程教育以申請加入《華盛頓協議》為契機，全面深化改革。2016年6月，國際工程聯盟大會《華盛頓協議》全會全票通過中國的“轉正”申請，標志著我國成為國際本科工程學位權威互認協議的正式成員，我國的工程教育質量認證體系實現國際實質等效。

按照中國工程教育專業認證協會的規定，材料類專業包括材料科學與工程、無機非金屬材料工程、金屬材料工程、高分子材料與工程、復合材料與工程、冶金工程和材料物理等專業。根據中國工程教育專業認證協會提供的最新數據，截至 2018 年，全國有50多所高校的 68個材料類專業通過了認證，加上 2018年正式進校考察的12個材料類專業，共有80個材料類專業已經通過或者即將通過工程認證。據統計，全國有400多所高校開設了1000多個材料類專業，可見，通過認證的專業所占的比例不足10%。2019年，申請工程教育專業認證的專業呈現快速增長的態勢，這說明越來越多的高校認識到工程教育專業認證的重要意義，都希望以工程教育專業認證為契機來推進專業建設和教學改革。事實上，作為我國工程教育十多年來的一項重要改革舉措，工程教育專業認證直指工程教育強國建設中的教育理念、標準、模式、評價等核心問題，是我國工程教育改革的主要著力點。在專業質量方面，《華盛頓協議》注重的學生中心、成果產出導向和持續改進這三大理念，對我國工程教育質量的提高起到了積極的促進作用。

工程教育專業認證是用來衡量所培養的畢業生是否達到該專業所制定的培養目標和畢業要求的一種評價體系，是保障工科畢業生達到專業基本培養要求的質量保障制度[4]。工程教育專業認證標準（2015年版）分為通用標準與補充標準[5-7]。通用標準是所有專業均應達到的基本要求，補充標準是針對各類專業的特點提出的具體要求。通用標準涉及學生、培養目標、畢業要求、持續改進、課程體系、師資隊伍和支持條件七個方面的內容。其設置充分體現了學生中心、成果產出導向和持續改進的理念。中心為學生，是輸出性項目。成果產出也是基于學生的產出，是目標導向。其他項目都是圍繞著使學生達到畢業要求并進而實現培養目標而設置的。其中，課程體系、師資隊伍和支持條件是 3 個輸入性項目，持續改進是保障性項目。通用標準把學生放在首位，學生就像是制造的“產品”，“產品”的好壞直接影響到學校、學生、用人單位等各方的利益。換言之，人才培養質量是專業建設的生命線。

三、以工程教育專業認證為抓手推進材料專業建設的實踐

桂林電子科技大學是一所以工為主、電子信息特色突出的多學科地方重點建設大學。2016年，學校召開本科教學工作會議，明確提出打造電子信息特色鮮明的一流本科教育的目標。2017年，學校第三次黨代會明確提出要加強推進國際工程教育專業認證工作，以認證為契機，深化教育教學改革，強化學生能力的培養，建設一流本科教育。2015年，材料科學與工程專業就以工程教育專業認證體系為基礎，大力加強專業內涵建設，旨在以專業認證理念引領學校材料類工科專業建設，推進學校工科專業內涵式發展，體現專業優勢與特色，持續提高專業人才培養質量。

（一）聚焦專業特色，應答需求，制定合理的培養目標

培養目標是專業教育的終極成果，是對畢業生在畢業后 5 年左右能夠達到的職業和專業成就的總體描述[8]。專業培養目標的確立以往基本上是正向設計，即依據學科知識結構、現有師資隊伍等條件來確定學生畢業時達到的目標，不太考慮企業、社會、學生等外部需求，不太考慮畢業生畢業5年左右達到的職業能力。教研室基于工程教育專業認證的三大理念，組織全體教師經過充分的討論，并征求行業專家、其他高校的同類專業專家、畢業生代表和認證專家的意見，制定出具有專業特色、符合學校辦學定位、滿足利益攸關方需求的專業培養目標。以下為桂林電子科技大學材料科學與工程專業2017級培養方案中的培養目標。

本專業立足廣西，面向全國，培養適應社會經濟發展需求，在電子材料與器件、新能源材料以及金屬材料的研制與生產等相關行業一線從事設計、生產、檢測、研發等技術或管理工作的應用型高級專門人才。

目標1：身心健康，具備良好的敬業與創新精神、社會責任感和工程職業道德，關注當代社會發展與民生問題，具有質量意識、環境意識和安全意識。

目標2：具備從事材料科學與工程領域科學研究、工程設計和技術服務等工作所需的數學基礎知識、自然科學基礎知識、專業基礎知識與專業知識。

目標3：熟知所選材料科學與工程專業方向的前沿發展現狀和趨勢，具備所選專業方向材料制品的設計、制備、測試、分析和應用能力。

目標4：熟悉設計、制備、測試和分析材料制品的儀器設備和應用軟件，能夠運用所學知識并借助科學工具解決復雜材料科學與工程的問題。可在生產過程中利用新知識、新技術實施節能、節材和環保等措施。

目標5：有良好的口頭、書面表達和交流溝通能力，良好的團隊意識和合作精神，終身主動學習所需的基礎知識與能力，拓展知識面，開拓國際視野，能在實際工作中適應角色轉換，以滿足大工程對綜合能力的需求。

基于所具備的知識、能力和素質，經過畢業后5年左右的社會實踐和崗位實踐，需要達到以下事業與能力發展預期。

預期1：具有獨立和協作分析解決材料科學與工程相關領域實際工程問題的能力，能夠勝任工藝設計、產品生產及檢測等方面的工作。具備工程師的專業理論水平和實際工作能力，任職相應專業技術崗位，成為“材料加工與生產一線的合格工程師”。

預期2：具有一定的科學研究能力、創新精神以及拓寬滲透其他專業的能力，成長為能夠獨立承擔材料科學與工程領域復雜工程問題解決過程中的技術改造、技術研發或技術創新等工作的復合型工程技術人才。

預期3：具有良好的管理和決策能力，能夠作為部門負責人或業務主管從事生產管理、營銷管理、行政管理等工作。

此外還需要對本專業所制定的培養目標進行合理性評價。為了方便評價和量化，教研室將培養目標的5個資質能力內涵進一步分解為15個指標點，然后以發放調查問卷的方式讓畢業生、用人單位、專業教師等進行評價。表1是用人單位/畢業生/專業教師對培養目標合理性的評價表，以5分制測評打分。

圖1到圖3分別為用人單位、畢業5年的學生和專業教師對培養目標合理性評價結果的雷達圖。從圖中可以看出，每個分指標點的平均分均不低于4分。與此同時，我們還邀請行業專家來校座談，走訪用人單位，并與用人單位的領導以及人力資源、技術和營銷部門的負責人等進行座談，聽取他們對本專業培養目標合理性的評價和意見。他們認為本專業培養目標定位符合行業與社會需求，畢業5年左右的學生能夠達到中級職稱水平。

基于內部評價和外部評價的結果，可知本專業的培養目標聚焦了“電子材料與器件、新能源材料”專業特色。本專業的培養目標定位與學校的服務面向定位和目標定位是吻合的。本專業的培養目標合理，能反映社會經濟發展的需求。

（二）依據培養目標，確定明確、可衡量、公開的畢業要求

合理的培養目標確定后，還要對培養目標的指標點進行合理分解形成畢業要求。畢業要求須全部涵蓋中國工程教育專業認證協會秘書處發布的 12 條畢業要求。為了達到可衡量、可評價的目的，還要將每一條畢業要求分解為若干個子指標點，每個指標點要有相應的課程支撐，每門課程要達到每個畢業要求。畢業要求要對培養目標進行支撐。表2給出了畢業要求和培養目標的對應矩陣。

2015年版的工程教育專業認證標準突出了學生解決本專業領域復雜工程問題能力的培養。因此，教研室圍繞解決復雜工程問題的能力培養，從專業知識和專業能力、社會責任與價值取向等綜合素質與發展能力出發，構筑了材料科學與工程專業的12條畢業要求。按照認知、理解和實踐的學習規律，分解要具有邏輯性，各指標點在內容上要求能夠呈現遞進關系。每條畢業要求可分解為可衡量的2至5個分指標點，12條畢業要求共分解成38個分指標點。為了舉例說明，表3列出了畢業要求2至畢業要求4的分指標點和相關的教學環節。

（三）以成果產出為導向反向設計課程體系，注重復雜工程能力的培養

課程及所有教學環節是專業教育的基本載體，專業教育目標主要是通過課程教學目標的達成而實現的[9]。課程體系必須根據分指標點確定，課程支撐指標點的達成，課程體系確定教學要求。每門課程要有教學大綱，其中教學大綱的課程目標必須支撐每個分指標點，教學大綱決定教學內容。通過從培養目標、畢業要求到課程體系進行反向設計、正向實施，使得培養目標（或需求）既是起點又是終點，從而最大限度地保證教育結果與需求的一致性。

根據本專業的培養目標和畢業要求，課程體系由學校、學院及專業三級教學管理機構共同設計和修訂[9]。其中，通識教育課程體系由學校和教務處負責制定，學科大類課程體系由學校教務處組織各學科大類相關院、系共同制定，學科專業課程體系由學院、系負責制定。課程體系的設計：①依據專業培養目標和畢業要求，設計課程體系框架和主要內容。②依據社會對人才的需求情況和學校發展規劃。③設置課程模塊和學分分布，建立課程體系與畢業要求的關聯度矩陣，見表3。④根據畢業要求并按規定格式編寫各門課程的教學大綱和簡介。

2015 年版的工程教育專業認證標準對知識結構提出了以下要求：①與本專業畢業要求相適應的數學與自然科學類課程的學分至少占總學分的 15%。②符合本專業畢業要求的工程基礎類課程、專業基礎類課程與專業類課程的學分至少占總學分的 30%。③工程實踐與畢業設計（論文）的學分至少占總學分的20%。④人文社會科學課程的學分至少占總學分的15%。本專業各類課程學分比例超過工程認證規定的要求。表4詳細列舉了部分重點專業課程對畢業要求的支撐理由，從而很好地說明了課程支撐畢業要求的關聯性、準確性和合理性。

為了循序漸進地培養學生解決復雜工程問題的能力，本專業從 2016 級開始，圍繞電子材料與器件、新能源材料以及金屬材料等專業方向，構建了從專業基礎到專業限選課以及從大一到大四的完整的課程體系，如表5所示。

（四）堅持持續改進，建立和完善教學質量監控機制

為了提高教學質量，確保畢業要求與培養目標能夠達成，本專業堅持“學生中心、成果產出導向與持續改進”的教學理念，并將這一理念貫穿教學全過程。利用內部循環與外部循環的評價體系，建立了閉環持續改進的機制，如圖4所示。力求做到每個教學環節要求明確，人人都是教學質量提升的主體。針對培養方案修訂與調整、課程教學大綱編制、理論教學、實驗教學、生產實習、畢業設計、教材選用、課程考核等主要教學環節，學校和學院確定了明確的質量要求及評價和持續改進措施，確保學生畢業時達到畢業要求，畢業后經過5年左右的工作經歷達到專業的培養目標。

本專業的教學過程質量監控由教學過程、教學評價和持續改進組成閉環系統。教學過程主要包括培養方案修訂（包括培養目標、畢業要求與課程體系）、教學大綱修訂、理論教學、實踐教學、創新創業教育、理論考核、實踐考核和創新創業能力考核。教學評價主要包括以下幾方面：教學過程中的學生評價、教師評價、督導評價、領導評價;教學過程結束后課程目標達成情況評價、畢業要求達成情況評價和培養目標達成情況評價，定期進行畢業生評價、用人單位評價和社會專業機構評價等。持續改進是將各種評價反饋結果用于教學過程各個相應環節的改進，以形成良性循環，切實提高教學質量。

為了對教學過程各個環節實行全面系統的管理、監督和控制，學校制定了完備的本科教學管理文件，學院也據此制定了有關的文件或措施，形成了一套健全的教學過程質量監控機制，采取多種評價方法，由校內外多方參與，對本科教學進行科學、合理、客觀、公正的評價，將評價結果用于推動持續改進，促進了畢業要求和培養目標的達成。

（五）對標工程教育專業認證標準，加強本科實驗室建設

本科實驗室是重要的支持條件。工程教育專業認證補充標準對實驗條件給出了定量的要求：專業課實驗開出率應至少達到 90%，綜合性、設計性和創新性實驗課程占實驗課程總數的比例應大于 60%;基礎實驗每組學生數不能超過 2 人，專業實驗每組學生數不能超過 3人，大型儀器實驗每組學生數不能超過 8 人。

近2年，根據工程教育專業認證的要求，材料科學與工程專業新投入設備經費達400多萬元，新增實驗室面積450平方米。目前，本科教學儀器設備總值達2000多萬元，實驗室面積超過1200平方米。建成了無機與分析化學實驗室、物理化學實驗室、金相制樣實驗室、金相顯微鏡教學實驗室、電子材料與器件制備加工實驗室、電子材料與器件性能測試實驗室、金屬材料熔煉與熱處理實驗室、金屬表面改性實驗室、材料力學性能實驗室、材料物理與電化學性能測試實驗室、材料熱性能實驗室等10多間本科實驗室和1個本科生電子功能材料與器件創新創業基地。這些實驗室承擔了本科生的專業基礎實驗和專業實驗。國家級機電綜合工程訓練中心、國家級電子電路實驗教學中心、國家級計算機實驗教學中心和校級大學物理實驗教學中心承擔了本專業學生的公共基礎實驗。廣西電子信息材料重點實驗室也承擔了本專業的部分課程實驗、畢業設計、科教協同育人和創新創業訓練。進口的先進大型精密儀器設備如X射線衍射儀、透射電鏡、掃描電鏡、電子探針、原子力顯微鏡、拉曼光譜儀、X射線光電子能譜、核磁共振、DSC熱分析儀、精密阻抗譜等都面向本科生開放，不收取測試費用。

2018年6月，工程認證進校專家組對實驗室給予了很高評價，認為實驗室管理規范，環境整潔，有國內一流的材料表征儀器與檢測設備以及各類專業實驗設備，能很好地滿足實驗教學的需求。2018年7月，建成的金相制樣實驗室和金相顯微鏡教學實驗室還作為“蔡司杯”第五屆全國大學生金相技能大賽的賽場，受到有關領導、參賽帶隊教師和學生的一致好評。

四、材料專業建設成效

桂林電子科技大學材料科學與工程專業自2015年啟動工程教育認證以來，專業培養目標更加合理，電子信息材料特色突出，畢業要求更加細化、合理和準確及可衡量，課程體系很好地支撐了畢業要求的達成，進而保證了培養目標的達成。2018年6月，工程認證進校專家組認為本專業已全部達到工程教育專業認證標準。

近3年，本專業新生一本錄取率明顯提升，沒有學生轉出本專業，學生的學位授予率提高到96%以上，學生的考研錄取率由不足10%提高到21%。學生主持國家級和省級大學生創新創業項目26項，獲得全國“挑戰杯”、“金相技能大賽”、“互聯網+” 和“創青春”全國大學生創業大賽等國家級和省部級獎勵100多項，發表SCI、EI等學術論文20多篇，申請發明專利10多項。用人單位對本專業畢業生的總體評價如下：踏實肯干，動手能力強，具有較強的工程實踐能力和職業素養;具有高度的社會責任感，強烈的進取心，表現出較強的發展后勁;能主動適應廣西和區域經濟社會發展需求，在廣西和珠三角材料工業技術進步等方面做出了積極的貢獻。

本專業在已成為廣西優質專業、廣西急需專業、廣西優勢特色專業和廣西創新創業教育改革示范專業的基礎上，2018年7月又獲批廣西一流特色專業立項建設，這標志著本專業建設又上了一個新臺階。

五、結束語

國際工程教育專業認證作為一種國際通行的評價體系，對于改變傳統的教育理念、傳統的考核與評價方法、質量監控、保障和提升工程教育質量等方面的作用是有目共睹的。專業建設應堅持“學生中心、成果產出導向和持續改進”三大理念，專業教師應該把這三大理念內化于心、外化于形，持續不斷地推動專業建設邁上新的高度，培養出更多更好的人才。

[ 參 考 文 獻 ]

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[3] 孫桓五，張琤.基于工程教育專業認證理念的地方高校工科專業建設實踐[J]. 中國大學教學，2017（11）：39-42+53.

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[6] 中國工程教育認證協會（籌）秘書處.中國工程教育認證通用標準（2015 版）[EB/OL].[2018-11-03].http：/ /ceeaa.heec.edu.cn/column.php？ cid=17.

[7] 中國工程教育認證協會（籌）秘書處.中國工程教育認證材料類專業補充標準（2015 版）[EB/OL].[2018-11-03]http：//ceeaa.heec.edu.cn/column.php？ cid=18&ccid =37.

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[責任編輯：龐丹丹]