工程教育專業認證背景下材料科學與工程專業人才培養模式改革與探索

趙毅 梅迎軍 黃維蓉

[摘 要]工程教育專業認證已成為提升中國工程教育質量的重要手段和推動建設一流本科專業的重要舉措。以以學生為中心、產出導向和持續改進作為核心理念的工程教育認證標準對工程專業人才培養提出了新要求。本研究以重慶交通大學材料科學與工程專業為例，對接工程教育認證標準，從人才培養目標、學生學習指導模式、畢業要求、課程體系建設、持續改進機制、師資隊伍建設等六個方面探索人才培養模式改革的路徑，對完善本專業人才培養模式和加強學科建設具有重要的意義。

[關鍵詞]工程教育專業認證;材料科學與工程專業;人才培養模式;教學改革

[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2020）11-0039-04

隨著中國特色社會主義進入新時代，高等教育正從大規模高速度擴張向高質量內涵式發展轉變。目前，工程教育專業認證已成為提升中國工程教育質量的重要手段和推動建設一流本科專業的重要舉措[1]。高等工程教育專業認證制度發端于美國，2006年中國教育部開始組織試點開展工程教育專業認證工作。經過10年的發展，2016年中國正式加入國際工程教育《華盛頓協議》組織，標志著中國高等工程教育質量認證體系實現了國際實質等效，標志著中國產出的工程師具有國際互認的競爭資格，相當于中國高等教育培養的畢業生拿到了進入國際就業市場的 “通行證”[2-3]。工程教育專業認證標準的核心理念主要包括以學生為中心的教育理念、產出導向的教育體系和持續改進的質量觀三個方面，以學生的培養目標和畢業要求的達成指導教師日常教學活動，學生的表現是工程教育成功與否的焦點[4]。

材料科學與工程是一個涉及材料學、工程學和化學等方面的較寬口徑專業，屬于工學學科門類之中的一級學科。截至2019年初，中國40余所高校材料科學與工程專業通過工程教育專業認證，大大提高了中國材料工程教育的國際影響力和競爭力。材料類專業是專業布點數最多的工科專業之一，材料類專業人才培養質量對于中國工程教育的整體質量具有決定性影響。材料科學與工程專業是重慶交通大學“十三五”期間重點建設學科，是學校“交通+材料”重點新興交叉培育學科和重點專業特色提升學科。重慶交通大學以材料科學與工程專業認證工作作為材料類專業發展的突破口，全面深化工程教育改革和專業內涵建設，構建科學合理的材料科學與工程專業新工科創新人才培養模式，適應國家重大發展戰略以及區域產業和經濟社會發展需要。鑒于此，課題組將結合重慶交通大學材料科學與工程專業人才培養現狀，圍繞工程教育專業認證標準，從培養目標、教學模式、畢業要求、課程體系、持續改進、師資隊伍等方面開展人才培養模式改革與探索研究，以期為相關高校材料類專業人才培養模式改革提供參考。

一、我校材料科學與工程專業介紹

重慶交通大學材料科學與工程專業發展歷史可追溯到1951年建校時成立的建材教研室，服務川藏公路建設;2000年，本專業獲批材料學碩士授權點;2001年，本專業開始招收本科學生;本專業是重慶市重點學科、重慶市特色專業建設點、重慶市“三特行動計劃”特色專業及特色學科專業群;2015年，材料科學與工程學院成立;2018年本專業獲得重慶市首批“一流專業”稱號。材料科學與工程專業緊密結合交通、土建基礎設施建設與維護的人才需求，“立足交通、服務西部、輻射全國”，是西南地區唯一以培養交通土建材料人才為主的專業。本專業已有60余年歷史，形成了學科基礎扎實、教學科研平臺優勢突出、產學研融合的“材料+交通”多學科交叉的人才培養特色。

目前，材料科學與工程專業在校生600余人。2016年，學校對材料類專業實行大類招生;2018年起，本專業生源地拓展到20個省市。本專業生源主要以重慶市為主，約占55%～66%，這與學校立足西南經濟發展需求的定位相符。2016～2018年畢業生一次就業率均達到95%以上，升學率達20%左右。

二、材料科學與工程專業人才培養模式改革思路

圍繞“材料+交通”的新工科學科專業，以工程技術人才培養為導向，將人才培養模式優化為“基礎培養+工程培養+綜合培養+創新培養+國際化培養”的五級基本架構，著重建立和完善以工程能力和創新能力培養為核心的實踐教學體系，著重建立和完善工程培養和綜合培養相結合的教學方式，既要培養學生專業業務能力和工程素養，還要培養學生具有一定的組織管理能力、表達能力和人際交往能力以及團隊合作能力，強調職業道德和安全與環保意識等綜合素質。

（一）人才培養目標要與社會經濟發展、學校定位緊密結合

從行業、社會經濟發展需求和學校“交通+”學科專業發展目標要求出發，確立了以交通與土木建筑材料研究與應用為特色的高素質應用型人才培養為目標，綜合考慮本專業畢業生在畢業后5年左右能夠達到的職業和專業成就，以工程教育專業認證標準引領設計人才培養方案的思路。一是對照《工程教育認證標準解讀及使用指南（2018版）》要求，修訂培養目標，重組課程體系，深化課堂改革，健全評價機制，完善條件保障，著力建立持續改進機制。二是根據專業定位，深入東南大學、同濟大學、長安大學、石家莊鐵道大學等國內知名院校廣泛調研，分析了在課程設置、辦學定位等方面的區別，更加清晰地明確了我校材料專業以交通土建材料為主的培養特色。同時，結合我校“以工為主、多學科協調發展，特色鮮明、優勢突出”的辦學定位，本專業針對交通土建材料復雜工程問題開展人才培養，是典型的工科專業，與土木工程、交通運輸工程、管理工程等優勢學科交叉融合發展，交通特色鮮明，辦學歷史長，資源充足。三是專業人才定位與我校人才定位一致。我校的人才定位是“培養基礎知識扎實，適應能力強，富有創新精神、實踐能力和社會責任感的高素質復合型人才”。本專業的人才培養定位為“適應能力、實踐能力和終身學習能力強，富有社會責任感、職業道德和創新精神的高素質工程技術人才”。專業人才培養定位與學校人才培養定位是一致的。四是根據畢業要求和服務面向，深入行業、企業調研，參照職業資格標準，分析行業、企業用人需求，確立了土木工程材料和材料工程檢測技術兩個培養方向。本專業學生畢業后能夠研究、分析和解決材料領域較復雜的工程問題，能夠勝任交通與土木建筑工程有關的材料設計與研發、工程應用、質量檢測、技術管理等工作，以更好地服務交通運輸行業和地方經濟社會發展。

（二）以學生為中心的全過程學習指導模式改革

傳統的傳授式學生培養是以教材為中心、教師為中心、教室為中心，導致學生學習積極性不高，學習主動性較差、學習質量評價欠科學。以學生為中心是工程教育專業認證的核心理念，強調以學生發展為中心、以學生學習為中心、以學生效果為中心，強調在整個人才培養過程中學生的主體性和全過程性，從關注生源、入校學習到就業發展全程跟蹤指導，貫穿學生從入口—出口的全過程[5]。以學生為中心，就要考慮學生作為個體“人”的發展需要，激發學生的個人潛能，進而貢獻社會。以學生為中心，要讓學生充分了解本專業的培養目標、課程體系和畢業要求等，要讓學生知曉畢業時應具備的知識、能力和素質，了解實現畢業要求的路徑，了解課程學習與實現畢業要求的關系，充分調動學生學習的主動性和自覺性。本專業建立了學生思想跟蹤機制、“2+2”學業與專業相結合的學習指導導師制、學業幫扶機制、學籍警示機制，專業教師在學生學習指導中發揮主力作用，開展學生學習指導、職業規劃、就業指導、心理輔導等，選拔學生盡早融入教師科研項目，培養學生的創新能力和工程素養。以學生為中心，就要實現以教師為中心的教學模式向以學生為中心的教學模式的轉變。以學生為中心的教學模式，強調學生是學習的主體，要充分發揮學生學習的自主性、能動性和創造性，教師在教學過程中貴在參與、貴在指引，強調學生的創新能力和工程能力的培養，從學生畢業適應社會發展需要和個人職業發展規劃出發，打牢知識基礎，發展創新能力，提升工程素養。以學生為中心的教學模式對教師無論在教學水平、業務素養，還是創新能力等方面均提出了更高的要求，更加強調知行合一，課堂與課外、理論與實踐相結合，要讓工程實際案例、科研項目進入課堂，以解決實際問題為目標，以學生能力培養為導向。以學生為中心的教學模式改革要充分利用現代信息化教學技術，充分調動學生學習的積極性。多媒體圖、文、音、像、影并茂的特點能夠創造出更好的教學環境，是當前一種有效的現代教學手段。雨課堂、超星智慧課堂等智慧輔助教學工具的運用，增強了師生互動交流，覆蓋了課前—課上—課后的每一個教學環節，提高了學生學習興趣。

（三）以產出導向為目標進行人才培養模式改革

《工程教育認證標準解讀及使用指南（2018版）》規定了“12條能力要素”，圍繞“學生能做什么？學生該做什么？學生會做什么？”展開，體現解決“復雜工程問題”的能力，支撐專業培養目標，體現本專業特色[6]。深化工程教育認證理念，必須牢固堅持立德樹人這一人才培養的根本要求。立德樹人是中國高等教育改革發展的本質要求。立德樹人的重點是以德為先、能力為重，要將思想政治工作貫穿教育教學全過程，實現全程育人、全方位育人，要將課程思政全覆蓋，真正做到各類各門課程與思政課程相結合協同育人[7]。將“兩路”精神融入思政課程，推進課程思政和專業思政，建立 “三全”育人體系。培養學生解決復雜工程問題的能力是工程教育專業認證畢業要求的重要標準，也是高校培養高素質工程技術人才的關鍵內容。為了支撐畢業要求的達成，本專業開展了產學研融合的人才培養模式改革，制訂了“1.5+2+0.5”的大類招生、專業模塊、校企聯合人才培養方案，構建了“通識教育、學科教育、專業教育、第二課堂”課程體系，模塊化設置了素質拓展、專業拓展、前沿微型、創新創業課程。加強國家級、省部級和校外實踐教學平臺建設，創新實踐教學模式，支持本科生參與科研活動，早進課題、早進實驗室、早進團隊，將企業技術需求引入畢業論文（設計）。結合行業發展、區域需求、專業特色，依托交通土建工程材料國家地方聯合工程實驗室、道路與橋梁國家級實驗教學示范中心、國家級校外實習基地國家山區公路工程技術研究中心、重慶市智翔鋪道技術工程有限公司等校企資源，構建產學研一體化的工程實踐平臺，著力以畢業要求為準繩綜合提升人才培養質量。

（四）對支撐畢業要求的課程體系進行建設

課程體系是支撐畢業要求的達成的靈魂，合理與否直接影響人才培養的質量[8]。結合企業、行業、教學反饋意見，依據專業培養目標及培養要求，以工程教育認證標準規定的12條畢業要求為準則，建立支撐畢業要求的課程體系，形成課程體系與畢業要求的關聯度矩陣。本專業課程體系包括通識教育課程、學科教育課程、專業教育課程和第二課堂等環節，各環節按照逐步、關聯、推進的方式進行。本專業課程體系設置中，強調數學與物理、化學等自然科學類課程的重要性，確保學生能夠應用數學與自然科學的基本原理，解決材料科學與工程領域的復雜工程問題;強化工程基礎類和材料專業類課程的教學，通過工程基礎類課程、材料專業基礎類課程以及土木工程材料、材料與工程檢測技術模塊專業課程綜合培養學生解決復雜工程問題的專業能力;通過實習、實訓、畢業設計（論文）、參與工程項目等方式培養學生的動手、創新能力，鍛煉理論知識工程應用能力;通過人文與社會科學類通識教育課程的開設，培養學生在從事材料科學研究領域及工程實踐時擁有所需的理想信念、語言、經濟、環境、法律、倫理等基本知識，服務于社會。本專業以材料科學基礎、膠凝材料及制備工藝、水泥混凝土及制備技術、瀝青及瀝青混合料、材料檢測技術作為專業核心課程。專業課程按方向劃分為兩個課程模塊：土木工程材料模塊和材料與工程檢測技術模塊，學生可根據自身的興趣和特點選擇一個專業方向進行學習。專業通過細化課程目標，建立課程學習目標與畢業要求指標點的對應關系。課程體系的每門課程對畢業能力的達成要有明確的貢獻。教師要明確教學策略，強調學生的學習成果，而不是教師的教學內容，要改變傳統的填鴨式教學方法，建立開放的、啟發的、研究的課堂教學模式。圍繞課程目標，設計學習任務，通過作業、案例分析、課程設計、實驗＼調研報告、期末考試等多種考核方式，開展課程達成度評價，反映課程目標要求的達成情況。聚合優質資源，實施全員參與，打造線上“金課”、線下“金課”、線上線下混合式“金課”和社會實踐“金課”，推動“智慧課堂”變革，提高人才培養能力，合理運用現代信息技術手段，做好虛擬仿真實驗實訓項目建設，開辟“智能+教育”新途徑。

（五）以持續改進理念推進教育質量文化建設

持續改進是工程教育專業認證的核心理念之一，貫穿學生學習過程、培養方案制訂、師資隊伍建設、支持條件保障等方面[9-10]。一是建立健全教學過程質量監控機制。重慶交通大學高度重視教學管理機制的建設，現已形成較為完善的校—院—系三級教學管理機制，各級教學管理的機構職能明確，相互補充。學校圍繞畢業要求建立了詳細的教學質量評價標準，針對課程教學大綱的編制與修訂、課程設計教學、畢業設計（論文）等重要的教學環節，制訂了相關文件。主要依據學生座談記錄、學生考核結果、畢業設計（論文）等反映學生學習效果的材料，并結合聽課記錄、學生評教結果等內容，對主要教學環節的質量進行評價考核和持續改進。教學過程質量監控機制包括校內和校外監控。校內監控建立了以“七評七導”為主線、面向教學過程的質量監控體系，對學校的教學質量進行系統化評估。其中“七評”包括專業評估、畢業實習評估、畢業設計評估、試卷評估、教材評估、實驗室評估和教學單位評估;“七導”包括教學方法、教師成長、學生學習、課程建設、專業建設、教學管理和教學改革督導。“七評七導”既相對獨立，又相互聯系，相輔相成。校外教學效果評價主要包括畢業生本人、用人單位、第三方機構等。課程教學質量評價是教學質量評價的核心和重點，學校、學院和課程教學團隊都把課程教學質量評價放在重中之重的位置，建立了完整的課程教學質量評價體系，包括學生評價、校紀教風學風督導、專家隨堂聽課、教學研討、試卷分析、課程建設、年終考評等。實踐教學主要包括實驗教學和實習兩個環節。實驗教學按課程教學任務進行安排，對教學過程和環節的質量反饋按課程教學質量反饋機制進行，包括學生網評、成績分析等。一是建立了畢業要求達成情況評價機制，對本專業本科畢業生的各門課程考試、考核材料，包括考試、測驗、作業、實驗（實習、設計）報告、讀書報告、論文以及校內外問卷調查及跟蹤反饋資料等，根據畢業要求達成度評價原理開展評價。二是建立了畢業生跟蹤和社會評價機制。畢業生跟蹤和社會評價機制是材料科學與工程專業持續改進之校外循環的主要手段，包括畢業生跟蹤、用人單位評價和第三方機構評價。本專業持續改進機制如圖1所示。

（六）以工程教育認證標準加強師資隊伍建設

工程教育專業認證標準對師資隊伍的數量與結構、師資水平、教學投入和教學責任提出了明確要求[11]。教師數量和師資結構滿足各類教學活動需求，企業兼職教師實質性參與教學活動。專任教師的專業背景和工程背景需滿足教學需要，指導投入需滿足學生培養要求。這就需要建立一支教育觀念新、師德高、教學水平高、業務能力強、具有開拓創新精神、結構合理、專兼職結合、有豐富實際工作能力的“雙師型”教師隊伍和教學骨干。師資隊伍建設的主要舉措有：（1）堅持立德樹人，落實“以本為本、四個回歸”，引領教師發展。師德為先，學校實施師德一票否決和同行專家評議制度，執行德、能、勤、績的綜合評價標準;切實鞏固人才培養中心地位，引導學生求真學問、練真本領;促進專業知識教育與思想政治教育相結合，做到課程門門有思政，教師人人講育人。人才培養的質量和效果是檢驗高校一切工作的根本標準。（2）引培并舉，提升師資水平。引進海內外優秀博士、知名教授和領軍人才，聘請工程技術專家進課堂;通過校內培訓與“傳幫帶”、境內外訪學、企事業掛職等方式，提升教師教育教學能力;通過“引進+培養+聘用”的方式，以引進高層次領軍人才、促進青年骨干教師成長、聘用企業優秀工程技術專家為重點任務，建立一支教學科研能力強、結構合理、工程實踐經驗豐富的高素質一流師資。（3）以本為本，健全基層教學組織。設立土木工程材料、材料與工程檢測技術課程組和實驗室，形成系—課程組—課程負責人分級負責的基層教學組織，圍繞專業核心課程，以優秀教師為帶頭人，打造教學團隊，全面落實“教授給本科生上課”制度。

三、結束語

依托學科專業優勢，以工程教育專業認證“以學生為中心、產出導向、持續改進”三大核心理念推進材料科學與工程專業人才培養模式改革，不斷提高人才培養質量，打造具有“材料+交通”特色的國內一流本科專業。材料科學與工程專業培養目標明確合理，畢業要求導向清晰，課程體系基于學習產出的教育模式（OBE）設置，教學活動以學生能力達成為目標，考核評價以課程考核、社會評價和畢業生評價三方為主，并有針對性地推進與持續改進。工程教育專業認證是學校創建一流本科教育的切入點，通過專業認證將實現該專業所培養的學生達到“華盛頓協議”的學歷國際互認資格，進一步助推人才培養的工程能力和國際視野。

[ 參 考 文 獻 ]

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[責任編輯：鐘 嵐]