面向工程教育認證的應用型本科專業人才培養方案制定

方貴盛　王紅梅

摘? 要：文章在深入理解工程教育認證思想、深入領會工程教育認證標準的基礎上，以我校新一輪面向工程教育認證的應用型本科專業人才培養方案修訂為契機，以機械設計制造及其自動化專業為例，對專業人才培養方案的整個制定過程進行分析和解讀。內容包括如何確定專業培養目標，如何根據專業培養目標確定畢業要求，如何根據畢業要求反向設計專業課程體系，如何構建課程與畢業要求的對應矩陣等。文章所提出的一些思想和做法可供專業負責人或教研室主任制定面向工程教育認證的專業人才培養方案時借鑒參考，避免走不必要的彎路。

關鍵詞：工程教育專業認證;人才培養方案;培養目標;畢業要求;課程體系;課程矩陣

中圖分類號：C961? ? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2096-000X（2020）02-0085-05

Abstract： On the basis of a thorough understanding of the idea of engineering education certification and a thorough understanding of the standards of engineering education certification， this paper takes the opportunity of revising a new round of training program for applied undergraduate specialty oriented to engineering education certification in our university， and takes mechanical design and manufacturing and automation specialty as an example to analyze and interpret the whole process of formulating the training program for professional talents. The contents include how to determine the professional training objectives， how to determine the graduation requirements according to the professional training objectives， how to reverse design the professional curriculum system according to the graduation requirements， and how to construct the corresponding matrix between the curriculum and the graduation requirements. Some ideas and practices put forward in this paper can be used for reference by professional leaders or directors of teaching and research departments in formulating professional personnel training programs for engineering education certification， so as to avoid unnecessary detours.

Keywords： Engineering Education Certification; talent training program; training objectives; graduation requirements; course system; Course Matrix

高等教育大眾化背景下，應用型人才培養已成為地方高校，特別是新建本科高校的首選。專業人才培養方案是人才培養的實施藍圖，對高質量人才培養起到關鍵性指導作用[1]。專業人才培養方案的制定和修訂是一個非常復雜的過程，它需要專業負責人或教研室主任對專業各方面情況有個全面的了解和深刻的認識，并經過反復研討和修改才能最終確定。傳統專業人才培養方案的制定過程，一般是先找幾個同類高校同專業人才培養方案的范本，然后結合自己學校的辦學定位和師資情況，對課程體系進行修改，最后再確定人才培養目標和培養規格等內容。這種專業人才培養方案的制定過程，制定者更多關注的是課程體系的設置，至于為什么開設這些課程，這些課程對培養目標能不能形成支撐，怎么支撐，則關注不多。整個方案制定的過程沒有體現出“以學生為中心”、“以結果為導向”、“不斷持續改進”的理念。所制定的人才培養方案大多大同小異，同質化現象比較嚴重。在人才培養方案后續實施過程中，也很少有人去關注人才培養方案中所設定的培養目標有沒有實現，實現得怎么樣，這嚴重制約了專業人才培養的質量。

針對傳統人才培養過程所存在的問題與不足，我國從2006年開始探索國外的工程教育專業認證制度，并于2016年被確定為《華盛頓協議》正式成員國。工程教育認證模式下人才培養的過程，追尋的是反向設計，正向實施。人才培養方案制定要求先從調研開始，通過用人單位調研、行業企業調研、校友調研、畢業生調研等，獲取社會需求信息，然后結合調研結果和學校定位，制定出專業人才培養目標，再根據人才培養目標和工程教育認證標準確定畢業要求，并根據畢業要求反向設計課程體系，制定課程與畢業要求的關聯矩陣。實施過程則圍繞學生能力達成目標，合理配置師資隊伍與支撐條件，并通過一門門課程和一個個培養環節加以貫徹落實。人才培養質量的好壞則通過課程教學目標的達成測評、畢業要求達成度測評來衡量，并能夠根據測量評價的結果找到持續改進的突破點不斷加以完善，最終實現高質量人才培養的目標。我校作為浙江省應用型本科建設示范院校，以培養出能夠適應社會發展的高素質創新型應用型人才為目標。學校從2017年開始率先在機械設計制造及其自動化專業開始試點工程教育專業認證工作。2019年，學校結合國家所提出的“雙萬”計劃，要求全校所有本科專業以工程教育認證標準為要求，對原有的人才培養方案進行全面修訂，從源頭上把控專業人才培養的質量。

一、工程教育專業認證基本概念的理解

我國的工程教育認證由各認證協會來執行，各協會根據各專業的特點，制定了相應的專業認證通用標準和補充標準。這些標準為面向工程教育認證的專業人才培養方案制定指明了方向，確定了目標。然而由于標準制定時考慮了各專業間的通用性，有些語句描述比較泛化，不同的專業可以有不同的理解。因此在制定具體某個專業的人才培養方案時，需要針對具體的情況，對工程教育認證標準中一些概念和要求進行理解和細化。只有在理解這些基本概念和基本要求的基礎上，才能深入理解工程教育認證思想的精髓，才能制定出符合認證標準與要求的專業人才培養方案。

（一）工程、工程教育與工程教育認證

大英百科全書將工程定義為“應用科學原理將自然資源，以優化的方式轉換成結構、機器、產品、系統及工藝，以造福人類的方法”[2]。常見的工程有水利工程、土木工程、機械工程、電氣工程等。如機械工程就是將物理學、材料學等應用到機械系統的分析、設計、制造及維護的工程學科，主要研究和解決機械產品的開發、設計、制造、安裝、運用和維修等問題。

工程教育是針對未來工程師人才培養的教育，主要培養具有工程執業能力的專業技術人才。工程教育強調數學、自然科學、人文科學和工程科學的融合，不僅需要傳授學生工程方面的基本知識和基本技能，更需要培養學生應用所學知識和技能解決實際工程問題的能力。

工程教育專業認證是指專業認證機構針對高等教育機構開設的工程類專業教育實施的專門性認證，由專門行業協會會同該領域的教育專家和相關行業企業專家一起進行，旨在為相關工程技術人才進入工業界從業提供預備教育質量保證。工程教育專業認證是保證工程人才培養質量的重要保障制度，也是工程師國際互認的重要基礎。

（二）工程問題與復雜工程問題

工程問題是利用科學原理解決自然界所面臨的問題時所形成的問題。如機械工程問題是利用物理學和材料科學原理解決機械系統的設計、分析、制造、控制、維護等問題。工程問題的解決一般需要具有一定的工程背景知識和專業技能。

復雜工程問題是相對簡單工程問題而言的。簡單的工程問題只需要通過單一的方法就可以解決的問題，如一根軸零件的測繪表達問題，就屬于簡單機械工程問題。它只需要掌握機械制圖的基本知識和基本技能就可以解決。工程教育認證標準中規定的復雜工程問題，其特征除了具備“必須運用深入的工程原理，經過分析才可能得到解決”，還需要同時具備以下部分或全部特征[3]：1.多因性：復雜工程問題涉及到多方面的技術、工程和其它因素，相互間可能存在一定沖突;2.抽象性：復雜工程問題需要通過建立合適的抽象模型才能解決;3.綜合性：復雜工程問題具有較高的綜合性，包含多個相互關聯的子問題。

對于機械工程領域來說，其復雜工程問題包括了機械設計問題、機械制造問題、機電控制問題、機電綜合問題等。常見的問題主要有：機電系統（產品）的綜合設計問題、機電系統（產品）的機械系統設計問題、機電系統（產品）的PLC（單片機）控制系統設計問題、機電系統（產品）的液壓或氣動傳動系統設計問題、復雜零件的制造加工工藝與夾具設計問題、機器的裝配工藝設計問題、機械傳動方案設計問題等。比如減速器上一根階梯軸的設計制造問題就屬于一個復雜機械工程問題，它需要考慮功能、材料、加工方式、安全、成本等多方面因素，綜合運用機械制圖與CAD、機械設計、工程力學、工程材料、公差配合與技術測量、機械制造技術等眾多專業知識才能解決。其中安全性與成本本身就存在一定的相互制約關系。這些問題都可以作為專業畢業設計、課程設計和工程實踐的題目，用于幫助學生提高“解決復雜機械工程問題”的能力。

（三）培養目標與畢業要求

工程教育認證標準中規定，培養目標是學生畢業五年后所能達到的職業成就和專業成就的總稱。根據企業人員職稱晉升管理辦法，一般本科生畢業后從事專業技術五年，就可以參評工程師職稱。因此對專業培養目標的理解，也就是培養的人才五年后要達到相關行業工程師的任職資格。對于機械行業來說，就是要達到機械工程師的基本任職標準。

畢業要求則是學生在畢業時需要掌握的知識和能力的總稱，包括知識、能力、素質三個方面的內容。畢業要求是培養目標達成的基礎條件。工程教育認證標準中規定，畢業要求需要包括工程知識、問題分析、設計/開發解決方案、研究、使用現代工具、工程與社會、環境和可持續發展、職業規范、個人和團隊、溝通、項目管理、終身學習等十二個方面的內容[4]。其中工程知識屬于知識方面的范疇，問題分析、設計/開發解決方案、研究、使用現代工具屬于專業硬能力方面的范疇，個人和團隊、溝通、項目管理、終身學習屬于專業軟能力方面的范疇，而工程與社會、環境和可持續發展、職業規范屬于個人素質方面的范疇。

二、專業培養目標的制定

專業培養目標的制定，一般需要遵循以下四個原則：一是需要考慮國家和社會的發展需求;二是需要考慮學校的辦學定位和行業特色;三是需要考慮專業的辦學特點;四是需要考慮學生畢業后五年能夠達到的職業成就。機械工業是國家發展的基礎，在國民經濟中占主導地位。《中國制造2025》國家戰略的提出，為未來三十年內機械工業的發展制定了藍圖。機械設計制造及其自動化專業（以下簡稱機自專業）作為一個老牌的專業，分布范圍廣，社會需求量大，主要為企事業單位培養機電系統與產品的研究開發、設計制造、技術服務、運行管理、經營銷售等方面的工程技術人才。不同學校層次，對于機械專業人才培養的定位不一，如清華大學、浙江大學等一流大學培養的是創新型卓越人才和領軍人才;合肥工業大學、浙江工業大學等培養的是高級工程技術人才和復合型人才。我校作為浙江省應用型本科建設試點示范院校，主要為地方先進制造業和水利行業培養服務生產一線的高素質應用技術型人才。作為機自專業的學生，在畢業五年后，應能夠達到機械工程師的任職要求，具有良好的工程素質、職業道德和創新精神，具備較強的專業技術能力、組織管理能力、團隊協作能力等，能夠成為企業或單位的技術或業務骨干等。

專業培養目標的制定過程，需要先進行企業和高校調研、畢業生走訪調查等，了解企事業單位對人才的需求與要求，了解學生的就業狀況，以及對學校育人過程的意見和建議，了解其它高校專業人才培養經驗等，獲取第一手資料，并撰寫調研報告。接著對上一輪專業培養過程和第三方（如麥可思）畢業生就業質量報告進行分析，了解人才培養方案存在的不足與問題等。根據前面的調研報告和分析結果，以及學校的發展定位，制定新一輪專業人才培養目標，并提交教研室和外聘專家進行討論，最后再修改定稿。

三、專業畢業要求的制定

專業畢業要求的確定，一是要能夠對專業培養目標形成支撐，二是要求涵蓋工程教育認證的十二條標準，三是需要對畢業要求的十二條通用標準進行細化分解，以體現學校的辦學定位和辦學特色，四是設計的畢業要求要具備可衡量性和可操作性。畢業要求的分解，可以采用橫向分解，也可以采用縱向分解方式。橫向分解是一種語句并列式的分解，縱向分解是一種語句遞進式的分解。我校機自專業從2017版人才培養方案開始，基于工程教育認證標準，制定了18條畢業要求，分知識、能力、素質三個模塊進行闡述。其中素質模塊包括了思想品德素質、文化素質、專業素質、身心素質四個方面內容;知識方面包括了數學和自然科學知識、機械工程基礎理論、機械工程專業知識及學科前沿知識、人文社會科學知識、經濟管理與法律法規知識五個方面內容;能力方面包括了專業基本技能、專業綜合技能、實驗與工程實踐能力、團隊合作能力、表達溝通與交流能力、分析與解決問題能力、現代工程技術工具應用能力、自主學習與終身學習能力、創新創業能力等九個方面內容。這18條畢業要求涵蓋了工程教育認證標準中的12條畢業要求。如專業素質對應工程教育認證中的畢業要求6（工程與社會）與畢業要求7（環境與可持續發展）;數學和自然科學知識、機械工程基礎理論知識、機械工程專業知識及學科前沿知識對應畢業要求1（工程知識）等。但在具體實施過程中，發現對于課程畢業要求達成度測評計算內容過于繁瑣，影響了任課教師的積極性。因此在2019版的人才培養修訂過程中，就嚴格按照工程教育認證的12條畢業要求設置機自專業的畢業要求，并根據機械專業的特點進行具體化和細化，總共設置了31個二級指標點。如畢業要求1（工程知識）方面，設置了數學和自然科學知識、機械工程基礎知識、專業知識、知識綜合應用4個二級指標點;畢業要求3（設計/開發解決方案）方面，設置了總體功能分析、方案設計與比較、方案詳細設計3個二級指標點。這樣做的好處是，畢業要求設置符合工程教育認證規范，達成度測評比較明確，同時設置二級指標點，可避免畢業要求與課程之間的對應矩陣過于復雜，具有良好的可操作性。

畢業要求的制定過程：專業負責人根據前期調研情況，參考其它高校同專業的畢業要求設計方法，并結合自己學校的辦學定位和培養目標，依據工程教育專業認證標準制定畢業要求及其二級指標點。畢業要求初稿確定后，提交專業教研室和外聘專家進行討論。根據討論結果，由專業負責人對畢業要求進行修改。這中間可能需要幾個輪回，才能確定畢業要求最終版。

四、專業課程體系的設置

專業畢業要求的達成需要依靠一門門課程和一個個培養環節來支撐。課程體系是在一定的教育理念指導下，按照一定的順序和一定的規則構建的課程組合。專業課程體系的設置也是一個復雜的教育學問題，它不僅需要考慮專業培養目標和畢業要求的實現，還需要考慮工程教育專業認證的要求，考慮教育主管部門和學校的一些文件規定與要求，考慮學校的辦學特色等多方面因素。

我校機械設計制造及其自動化專業課程體系的設置，綜合考慮了以下幾個方面的因素。

（一）課程體系設置必須符合專業的辦學規范

每個專業應該開設哪些課，應該先開哪些課程，需要遵循每個專業的辦學規范和規律。如對于工科專業，它必須開設通識教育課、學科基礎課、專業課、實踐課等課程教學模塊。具體到機自專業來說，則必須開設高等數學、大學物理、工程圖學、工程力學、機械原理、機械設計、機械制造技術、電工電子技術、機電傳動控制等專業核心課程，且專業課程的開設時間需要遵循一定的順序要求，不能顛倒。

（二）課程體系設置必須對全部畢業要求形成支撐

每條畢業要求，都需要有一定的課程和教學環節做支撐。有些畢業要求，能夠支撐的課程比較多，如畢業要求指標點1“工程知識”，涉及到大多數學科基礎課、專業課;而有些畢業要求，能夠支撐的課程比較少，如畢業要求指標點11“工程管理”，此時就需要增設專門的課程或教學環節，以保證該項指標點教學目標能夠達成。

（三）課程體系設置必須符合國家和省教育主管部門政策的規定

為了培養德智體美勞全面發展的社會主義建設者和接班人，國家規定了每個專業必須開設思政課和軍事體育課內容，且必須達到一定的學分要求。比如，教育部下發了關于印發《新時代高校思想政治理論課教學工作基本要求》的通知（教社科〔2018〕2號），要求思政課教學達到16個學分，其中“馬克思主義基本原理概論”課3學分、“毛澤東思想和中國特色社會主義理論體系概論”課5學分、“中國近現代史綱要”課3學分、“思想道德修養與法律基礎”課3學分、“形勢與政策”課2學分。“形式與政策”嚴格按照《教育部關于加強新時代高校“形勢與政策”課建設的若干意見》執行，每學期安排不低于8學時。軍事課按教育部中央軍委國防動員部關于印發《普通高等學校軍事課教學大綱》的通知（教體藝〔2019〕1號）要求，由《軍事理論》和《軍事技能》組成，《軍事理論》為2學分;《軍事技能》為2學分。我校作為浙江省應用型本科試點建設高校，各理工類專業人才培養指標體系必須按照浙江省教育廳的文件要求（浙教辦高教[2017]70號），實踐教學學分占比不低于30%，選修課學分必須達到40%等。

（四）課程體系設置需要遵守學校相關文件規定

在專業人才培養方案制定或修訂之前，每所學校都會根據各自學校的辦學定位和辦學條件出臺相關指導性意見，對專業辦學的指導思想、辦學思路、學分、學時、課程設置等做明確的規定。如我校規定理工類專業總學分不超過165學分，理論課程學時不超過2200學時。同時需要考慮學校的辦學特色，開設《中華水文化通論》、《大學生核心素養導論》等通識類課程，以及需要考慮創新創業教育的融入，要求設置不少于2周的科技創新訓練環節，設置不少于2門專創融合課程和創新創業類課程等。

（五）課程體系設置需要符合工程教育專業認證標準的相關規定

工程教育認證標準中對專業所開設的各類課程和學分比例做了明確的規定，參加工程教育認證的專業必須嚴格按照要求設置課程。如與本專業畢業要求相適應的數學與自然科學類課程至少占總學分的15%;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至少占總學分的30%;工程實踐與畢業設計（論文）至少占總學分的20%;人文社會科學類通識教育課程至少占總學分的15%。另外機械類專業補充標準中還對所開設的課程和實踐環節進行了規定，如機械設計制造及其自動化專業必須開設機械設計原理與方法、機械制造工程原理與技術、機械系統中的傳動與控制、計算機應用技術等課程，以及必須開設機械制造過程認知實習、基本制造技術訓練、先進制造技術訓練、機電綜合技術訓練、生產實習、科技創新活動等實踐環節。

（六）課程體系設置需要考慮專業辦學特色問題

機械設計制造及其自動化專業是一個通用型專業，全國覆蓋面廣，就業面廣。如何能夠辦出特色，辦出水平，使培養出的學生具有較強的競爭力？這就要求在課程體系設置上下功夫，在人才培養模式上下功夫。我校機自專業在多年的辦學過程中，逐步凝練了兩大專業特色：一是結合學校的水利行業背景，設置了流體與水利機械特色專業方向課程，主要為水利行業培養機械工程技術人才，以適應水利行業泵、閥、閘機械設備發展的需要;二是采用CDIO工程教育模式，在課程體系上設置了一二級項目，其中一級項目為綜合類實踐項目，包括了專業認知實踐、科研創新訓練、專業綜合實踐、畢業設計等內容;二級項目為專業課程模塊類實踐項目，包括了工程訓練、機械原理課程設計、機械設計課程設計、機械制造技術課程設計、電工電子實習、PLC與單片機實訓等。

課程體系的設置方法與步驟：專業教研室主任根據機械類專業國家質量標準、工程教育認證標準、學校和教育行政主管部門的規定，以及專業的辦學特點，初步排出專業的課程體系。專業負責人組織教研室老師、高年級學生，及外聘專家進行集中研討，確定課程的學分、學時、設置順序是否符合規范，是否涵蓋所有畢業要求指標點等。教研室主任根據研討結果進行課程體系修改定稿。

五、課程與畢業要求達成映射矩陣表的設置

課程是教學目標落實的載體。畢業要求的達成，最終需要靠一門門課程來支撐。每門課程如何支撐畢業要求，支撐幾個畢業要求指標點，對每個指標點的支撐權重如何，每個指標點由哪幾門課程來支撐，這些問題，需要專業負責人、教研室主任和各位任課教師對畢業要求指標點內涵和課程教學內容有個全面的認識和理解，并經過多番討論后才能確定。課程教學目標與畢業要求指標點間的對應關系稱為課程矩陣[5]。課程矩陣設置需要考慮以下幾個方面的因素：一是每個畢業要求指標點至少需要有3-6門課程支撐;二是每門課程至少要支撐2-3個指標點;三是要確定課程支撐指標點的強弱程度。支撐強弱程度可以用符號H（支撐度高）、M（支撐度中）、L（支撐度低）來表示，也可以采用具體的數字權重來表示。如果采用權重來表示，則該指標點的所有支撐課程的權重總和應為1。對于某課程學時或學分多，對指標點影響力大的課程，其支撐強弱程度宜設置為支撐度高或大的權重值。

課程矩陣的設置方法與步驟：專業負責人解讀畢業要求設計思路及指標點內涵。各課程責任教師根據指標點，以及對課程性質與課程內容的理解，初步確定出該課程所能夠支撐的畢業要求指標點，并進行課程組討論。專業教研室主任對所有課程支撐的指標點進行匯總。專業負責人、教研室主任、及外聘專家對匯總后的指標點進行優化調整，并提交專業教研室討論確定修改定稿。

六、結束語

工程教育專業認證是國際上通行的工程教育質量保障制度，也是工程師資格國際互認的基礎。高校推行工程教育專業認證，對提高學生的培養質量，提升學校的知名度和影響力，具有很好的促進作用。按照工程教育認證標準制定或完善專業人才培養方案，是實施工程教育認證的首要條件，也是專家進校考察必看的關鍵性文件之一。本文在借鑒兄弟院校專業人才培養方案制定經驗的基礎上，按照工程教育認證“反向設計、正向實施”的人才培養思路，根據學校定位和辦學思想，確定專業的培養目標，根據培養目標確定畢業要求，根據畢業要求構建課程體系，并設置課程與畢業要求之間的關系矩陣等。在專業整個人才培養方案制定過程中，充分體現了“以結果為導向、以學生為中心、不斷持續改進”的思想，中間經過了前期調研、交流研討、專家評審等多個環節，并經過多次循環改進，最后才得以定稿，確保了專業人才培養方案能夠落實落地，符合工程教育認證的標準和規范。

參考文獻：

[1]蔡忠兵，羅蘭桂，郭碧乃. 地方高校應用型人才培養方案制定的路徑選擇[J].中國大學教學，2013（10）：65-67.

[2]邵華.工程學導論[M].北京：機械工業出版社，2016.

[3]中國工程教育專業認證協會秘書處.工程教育認證通用標準解讀及使用指南[EB/OL].https：//www.ccf.org.cn/c/2018-11-05/654410.shtml，2018-12-05.

[4]中國工程教育專業認證協會秘書處.工程教育認證通用標準[EB/OL].https：//www.ccf.org.cn/c/2018-11-05/654409.shtml，2018-12-05.

[5]鞏建閩，蕭蓓蕾，董文娜.課程矩陣：一個課程體系設計分析框架探析[J].高等工程教育研究，2014（6）：178-184.