工程教育專業認證背景下農業院校“材料力學”課程教學思考

肖亞濤 袁志華 田 輝 李世欣 李連豪

（河南農業大學機電工程學院，河南 鄭州450002）

0 引言

工程教育是以工程活動及其規律為內涵的專門教育，具有專業性和通識性，其目的是培養各種門類的工程專門人才，如工程師或工程科學家[1]。早在1932年美國成立了“工程師職業發展委員會”，建立了最早的工程教育認證制度，確立以提升工程從業人員和學生的教育、認證、規范和職業發展為宗旨[2]。我國的工程教育專業認證始于2006年，在2016年6月正式加入《華盛頓協議》，成為該協議簽約成員[3]，自此本科工程教育認證在全國的工科專業廣泛開展。2018年6月21日，教育部在四川成都召開會議，強調堅持“以本為本”，推進“四個回歸”，加快建設高水平本科教育、全面提高人才培養能力[4]，省級本科院校紛紛加入工程教育認證的隊伍。當前，我國工程教育規模已達到世界第一，但在人才培養的過程和質量上卻參差不齊。

我國在工程人才培養上仍存在重理論輕實踐、培養目標和質量標準不明確、缺乏改革動力與措施等問題[5]。傳統的教學模式已不能滿足對工程專業學生培養目標的支撐，本文以“材料力學”為例進行分析。

1 農業院校“材料力學”存在的問題

“材料力學”作為機械工程及相關工程專業的核心課程，主要研究桿件在各種外力作用下強度、剛度、穩定性問題。在傳統教學方案中，材料力學課程于第4學期開設，共48個學時，其中42個學時為講授時間，6個學時為試驗。教學過程中存在的主要問題如下：

（1）以課本知識為主，工程案例分析引入較少，缺乏趣味性。傳統教學過程中，知識內容講授主要依據教材內容進行，教材編撰多以圍繞材料的力學性能，按照桿件的強度、剛度、穩定性展開，涉及大量的公式推導和理論計算，缺乏趣味性。在多數農業院校中，學生工程基礎相對薄弱，導致對工程案例分析的重視程度不夠。部分知識點剖析不足，與工程實際問題脫節，學生對課程培養目標及應用不清楚，學習過程中缺乏主動性和積極性。

（2）考核形式單一，無閉環反饋機制，缺乏督促性。當前多數院校相關課程考核依舊以考試的形式對學習效果進行考核。“材料力學”課程成績多由期末考試成績（70%）、期中考試成績（15%）、平時成績（15%）三部分組成，仍以書面知識考核為主，對過程性考核較為缺乏，相關考核滯后，缺乏學習督促性。期末考試占比過大，學生大多考前突擊，更易忽略知識在多種工程實例中的綜合運用。

2 基于工程教育專業認證背景下的課程改革

以學生為中心，在教學過程中的資源配置和教學活動應以培養目標和畢業要求的達成度為準繩[5]。在教學內容設置上應突出以學生為中心的教學理念，摒棄以知識點為核心和以考點為核心的學習方式，轉而加強以學生自身為核心，構建學生自身知識體系，針對學習成效達成和問題持續改進，形成課程設計的閉環。

2.1 基于工程教育專業認證背景下的課程教學內容改革

2.1.1 確立課程培養目標

課程目標應是課程講授過程中的重要環節，明確課程要實現的具體目標和意圖有助于澄清課程編制邏輯體系。在“材料力學”課程學習前、學習中，教師要通過不斷強化該課程的培養目標，確立課程在本專業培養的支撐，明確課程與教育目的和培養目標的銜接關系，并在課程中得以體現，這將極大改善學生課程認知和提高學習積極性。

2.1.2 建立健全課程體系

“材料力學”課程具有數學和工程的雙重屬性，涉及理論和實踐教學環節。基于工程認證理念，應將以課本為中心轉變為以任務為中心，建立以任務為導向、企業參與、項目驅動的不斷更新的課程體系。將“材料力學”課程知識點的講解融入具體的項目中，以學生為中心，重視理論與實踐相結合，圍繞企業需求和工程實際問題開展教學活動，實現教學內容與行業需求一致，教學培養與行業需求相統一的課程體系。

2.2 基于工程教育專業認證背景下的教學方法與形式的創新

在開設課程時應以理論和實踐并重，明確課程培養目標和質量標準要求。改變灌輸式的教學模式，向任務式課堂轉變，向能力課堂轉變。在每節課前，利用線上觀看視頻進行預習，回答為預習設置的簡單問題；課前幾分鐘，先進行填空題和判斷題形式的知識點測試，當場進行答案匯總與掌握程度評估；課中教師講解新知識的重點和難點，穿插進行專題討論、翻轉課堂、師生互動，最后對當節的內容進行總結，布置作業；課后學生復習、練習，教師線上答疑解惑。在重點和難點講解中，應優選用工程案例引入，分析該案例中所涉及的材料力學相關知識，培養綜合運用材料力學知識解決實際問題的能力。

實驗課程的開展應以培養學生的應用能力和創新能力為目的。引入項目/任務教學模式，充分發揮學生的主體作用，增設符合工程需求的新式實驗。如拉伸實驗，在傳統的低碳鋼、鑄鐵試件實驗基礎上，可以增加新材料試件，讓學生參與新材料試件的制作，設計試驗，并進行性能測試。

2.3 基于工程教育專業認證背景下的考核方式優化

考核形式單一，無閉環反饋，將難以持續可靠的推動專業人才培養質量提升。持續改進作為工程認證核心理念之一，其教學成果評價、反饋應對標培養目標與畢業要求，及時調整以適應社會和行業發展的需求。基于工程認證理念的學習效果評價機制，應是以理論與實踐相結合、技能與應用相結合、筆試與實踐相結合的綜合評價反饋機制。在“材料力學”課程成績設置上應降低理論知識點的筆試考核占比，如期末考試成績（50%）、期中考試成績（15%），增加過程性、實踐性、應用型知識的考核，如平時成績（20%）、實驗成績（15%）組成，且各部分成績占比應基于年度培養效果達成度動態調整。在平時成績考核中，應摒棄傳統考核方式，如課堂出勤率、課堂表現等形式，轉而應以章節學習中項目驅動模式下學生的參與度、完成度、培養目標達成度等指標為依據，單個項目單次考核，形成閉環，以此督促學生們積極自主學習。

3 結語

“材料力學”課程理論性較強，同時又與工程實踐緊密結合，對提高學生工程概念和力學概念有著重要作用。本文基于工程專業教育認證背景下，深入分析了農業院校“材料力學”課程問題，并對標工程專業認證理念就課程改革進行了探討和思考，以期助力高水平本科教育的建設和人才培養能力的提高，為農業院校“材料力學”課程在工程認證背景下的教學改革提供參考和思路。