基于工程教育認證的材料成型及控制工程專業課程體系建設

●董 海 夏春艷 于 丹 朱永長 孫鵬飛 榮守范

一、引言

為了提高我國高校人才的培養質量，更好地適應經濟全球化的需要，我國于2016年正式加入國際工程教育《華盛頓協議》組織，工程教育專業認證制度被引入了。其以“學生中心、產出導向、持續改進”為基本理念，其標準對人才培養目標、畢業要求、課程體系、師資隊伍等各個環節有明確的要求，經過系統設計與實施后，能大大提高學生解決復雜工程問題的能力。在這些環節當中，課程體系對專業建設是相當重要的，對人才培養具有導向和促進作用。佳木斯大學（以下簡稱本校）按照工程教育認證標準對材料成型及控制工程專業（以下簡稱本專業）課程體系進行了建設，優化了課程體系，提高了專業人才的綜合素質和市場競爭力。

二、課程體系建設

工程教育倡導成果導向，課程體系建設應遵循三大原則：一是反向設計。首先根據社會、行業、用人單位對人才職業能力的反饋確定培養目標，然后由培養目標確定畢業要求，最后由畢業要求確定課程體系。二是正向實施。教師根據培養方案，在教學過程質量監控機制下，師生完成整個課程體系的教學過程。三是持續改進。教師根據課程目標達成情況，改進課程計劃和授課方法；畢業要求達成情況經過專業認真分析后，培養目標及畢業要求被重新調整，然后，有些課程被淘汰，有些課程重新進入體系，這樣，新的課程體系就建成了。

三、課程體系建設的目標

本校該專業課程體系建設與專業培養的目標是一致的，具體表述為：培養理想信念堅定、社會責任感強、適應區域經濟建設和社會、行業發展需求的，具有良好的人文社科素養、創新精神、團隊合作與溝通、一定的國際視野和決策管理能力，具備運用機械工程、材料科學等相關學科的基礎理論和知識，研究并解決材料成型及控制工程復雜工程問題，可在金屬液態成型及質量控制領域，從事科學研究、技術開發、運營管理的高素質應用型人才。畢業生經過5年左右的工程實踐和學習，達到如下的預期：（1）道德修養：具有人文科學素養、社會責任感和良好的職業道德。（2）工程素養：系統掌握材料成型及控制工程及相關學科的基礎理論、專業知識和技能，能選擇恰當的工具、運用已掌握的知識解決復雜工程問題。（3）決策管理：能獨立從事與材料成型及控制工程領域相關的產品研發、工藝設計、設備制造的決策和管理。（4）團隊合作：能進行良好的團隊協作和跨文化背景的交流溝通。（5）學習創新：具有適應社會經濟發展的需要，進行知識拓展和更新自學能力；能持續跟蹤本專業前沿技術，具有工程創新意識和競爭能力。

四、課程體系建設的內容

本專業課程體系要能充分發揮培養人才的作用，必須要包含四類課程，見下文1-4。同時，課程體系建設要符合工程教育認證通用標準和專業補充標準，并能夠充分支撐畢業要求。

1.數學與自然科學類課程設置。與本專業畢業要求相適應的數學類課程除傳統數學課程外，還有與專業密切相關的課程《數值計算方法》，該類課程為18學分；自然科學類課程有：《大學物理B》《大學物理實驗》和《普通化學A》，為11學分。數學與自然科學類課程共29學分，占總學分的15.9%，滿足了“和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%）”通用標準的要求，同時滿足“材料成型及控制工程專業補充標準對課程設置”的要求。此類課程全部為必修課程，統一由教務處制定教學任務，保證學生修滿此類課程。學生在全面了解本專業培養方案要求的基礎上，按專業培養方案要求選課。本類課程中的必修課程，統一由教務處制定課表，保證學生修滿此類課程。

2.工程基礎類、專業基礎類與專業類課程設置。本專業工程基礎類課程有：《工程力學D》《工程圖學》《電工電子技術B》《C語言程序設計》《材料物理化學》《材料科學與工程導論》《材料加工冶金傳輸原理》《材料科學基礎》《液壓與氣壓傳動》《CAD基礎》《材料力學性能》《材料成型計算機模擬技術》等，為32.5學分；專業基礎類課程有：《互換性原理與技術測量》《機械設計基礎》《金屬工藝學》《材料成型原理》《金屬材料及熱處理》《材料測試技術及控制工程》《材料成型生產管理與環保技術》等，為16.5學分；專業課有：《鑄造工藝學》《鑄造合金及熔煉》《材料成型工藝及設備》《沖壓工藝及模具設計》《壓鑄模與鍛模》《特種鑄造》《耐磨材料》《鑄造缺陷分析與質量控制》等，為19學分。以上三類課程共68學分，占總學分的37.4%，滿足通用標準“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%）”的要求。其中《工程力學D》包含理論力學和材料力學兩部分內容；《材料加工冶金傳輸原理》包含熱流體知識相關內容；《機械設計基礎》包含機械設計及制造基礎知識相關內容。以上課程的設置同時能滿足“材料成型及控制工程專業補充標準對課程設置”的要求。另外，根據本校地處東北老工業基地和教育部金屬耐磨材料及表面技術工程中心建在本校的特點，專業課增設了《鑄件缺陷分析與質量控制》和《耐磨材料》的特色課程，深受企業歡迎。

本類課程為必修課程、專業選修或限選課程，統一由教務處和學院制定教學任務，保證學生修滿此類課程學分。學生在全面了解本專業培養方案要求的基礎上，按專業培養方案要求選課。本類課程中的必修課程，統一由教務處制定課表，保證學生修滿此類課程。本專業的工程基礎類課程和專業基礎類課程設置能夠體現數學和自然科學基礎在材料成型及控制工程專業中應用能力的培養，專業類課程主要側重于材料成型及控制工程專業的系統設計和實現能力的培養。

3.工程實踐和畢業設計（論文）課程設置。一套完整的實踐能力培養環節在本專業課程體系中被構建了，其中，工程訓練、認識實習、生產實習為學生提供了實習、實訓和參與工程實踐的機會，綜合實驗、科技創新活動、畢業設計等使學生在實驗技能、工程意識和創新能力等方面得到鍛煉和提高。該環節為45學分，占總學分比例的24.7%，符合“工程實踐與畢業設計（論文）（至少占總學分的20%）”通用標準的要求。

4.人文社會科學類通識教育課程設置。本專業人文社會科學類課程有：《公共體育》《思想道德修養與法律基礎》《形勢與政策》《大學外語》《中國近代史鋼要》《材料成型外語》《馬克思主義基本原理概論》《大學生健康教育》《毛澤東思想和中國特色社會主義理論體系概論》《國防軍事理論》等，為35學分，占總學分的比例為19.2%，符合“人文社會科學類通識教育課程（至少占總學分的15%）”的要求。通過人文社會科學類通識教育課程的培養，畢業時，學生身心健康，廣泛涉獵人文科學，做事踏實負責任，善于團隊合作，總是優先考慮經濟、環境、倫理等各種制約因素，然后再進行工程設計。

本專業的各類課程學分比例及達標情況，如表1所示。可見，課程體系中的各類課程均符合工程認證的要求。

表1本專業培養方案中各類課程學分比例及達標情況

5.課程體系支撐畢業要求。通過本專業的學習，很多專業和人文知識、各方面技能、能力和綜合素養被學生掌握了，這些在教學過程中的考核環節就是畢業要求，為適應今后的工作做好準備。課程體系應能夠充分支撐畢業要求。符合工程教育認證標準的每門課程都是必不可少的，都發揮著相應的支撐作用，也就是說，如果課程支撐不充分，將會影響畢業要求的達成。本專業將12條畢業要求認證標準濃縮為9條畢業要求，其中第6條畢業要求涵蓋標準中第6條和第7條畢業要求，第7條畢業要求涵蓋標準中第8條和第9條畢業要求，第8條畢業要求涵蓋標準中第9條和第10條畢業要求。工程教育認證標準要求課程體系支撐12條畢業要求。畢業要求的達成度由專業教學工作委員會進行評價。本專業各類課程和畢業要求的對應關系見表2。可見，課程體系支撐全部畢業要求。所有學生只要按培養方案要求修完全部課程，在畢業時就會達到畢業要求的標準。

表2 各類課程和畢業要求的對應關系

五、課程體系實施效果

該課程體系已在本校材料成型及控制成型專業實施，教學效果顯著。第一，本校本專業于2021年通過國家工程教育認證并獲批國家級一流本科專業建設點。第二，教學過程以學生為中心，采取線上線下相結合的教學方式。線上教學平臺存儲了教學課件、動畫、視頻、練習題等資料，學生可以方便地進行課前預習、課后復習。疫情期間線上教學，疫情后線下教學。學生經過系統的學習，提高了解決復雜工程問題的能力。第三，專業根據用人單位對就業學生工作情況的反饋和師生對教學情況的反饋，再結合業內專家的意見，修訂了培養方案，調整了培養目標和畢業要求，改進了課程體系，有效提升了學生的實踐能力和綜合素質。圖1所示為2020—2022年本專業畢業生的就業情況，可見，隨著學生培養質量的提高，其就業率不斷提高。

圖1 2020—2022年專業就業情況

六、結語

基于工程教育專業認證的課程體系建設對提升材料成型及控制工程專業建設質量是十分重要的。其建設要符合工程教育認證通用標準和專業補充標準，要充分支撐畢業要求。課程體系不是一成不變的，始終處在“反向設計—正向實施—持續改進”的循環完善過程中，進而促進專業人才質量的不斷提高。