基于專業認證的新工科專業課程體系構建
——以道路橋梁與渡河工程專業為例

翟國靜，王學民，王以明，孫永杰

（1.河北水利電力學院 交通工程系，河北 滄州 061001；2.河北水利電力學院 教務處，河北 滄州 061001；3.河北建設集團 卓誠路橋工程有限公司，河北 保定 071000）

對于高等學校，課程體系是專業人才培養方案的主要組成部分，是落實專業人才培養目標、踐行教育思想和教育理念的載體和橋梁。人才培養目標是對畢業生知識、能力和素質方面提出的預期，反映的是畢業生就業崗位的應然要求，而課程體系則決定了畢業生所能呈現的知識、能力和素質結構，決定了教育預期能否成為現實[1]，因此，課程體系的構建問題是高等教育的核心問題。當前，高等工程教育的改革發展要同時適應新工科建設和工程教育專業認證兩大背景[2-3]，為此，專業課程體系構建既要符合新工科的要求，又要體現工程教育專業認證的理念。

一 專業課程體系設計的原理與方法

（一）專業課程體系設計原理

專業教育是一個系統工程，該系統的功能就是實現專業人才培養目標。課程體系是專業教育系統的子系統。課程體系作為一個子系統其構建與設計應遵從系統論的基本原理，包括目的性、整體性、層次性、有序性、反饋性、開放性、穩定性、突變性、自組織性、相似性等原理[4-5]，其中主要的是目的性、整體性、層次性、有序性、反饋性原理。

目的性原理指的是系統在受到環境影響的同時，也會對環境進行識別、反應，系統中復雜的非線性相互作用會形成反饋作用，使系統發展方向能保持不變，最終趨向預定的狀態。系統的目的可以表現為效益或功能。對于課程體系這個系統而言，其目的就是功能，也就是課程體系實現專業人才培養目標的功能。

整體性原理是指系統各要素之間相互聯系形成整體結構。就系統的功能和效益而言，要素或局部功能和效益必須服從整體功能和效益，也就是說，在系統中并非是追求各個要素或局部的效益最大或功能最強，而是追求整體的效益最大或功能最強。對于課程體系設計而言，整體性原理實際上是著眼于專業人才培養目標，統籌考慮各門課程之間相互協調關系，使課程體系達到整體的最優化，最大程度實現專業人才培養目標的功能。

系統有序性原理是指系統要素的有序聯系，是系統要素的時空秩序。系統層次、系統結構、系統組織都是從不同側面反映系統有序性[5]。基于系統有序性原理，通過對系統要素的有序建構而實現系統整體功能有序和優化。在課程體系建構中，就是利用有序性原理處理好課程之間的時空關系，包括課程的銜接與進程以及課程實施的場所安排。

系統的層次性原理是指系統各要素或子系統因其屬性不同而在系統中的地位與作用、結構與功能不同，從而形成了層級秩序。任何系統都不是孤立的，總是處于系統階梯系列之中，也就是說，在一個大系統中存在著不同層次的小系統，而不同層次的系統往往發揮著不同層次的功能。課程體系的功能就是實現專業人才培養目標，而每門課程（或某課程模塊）的功能則是實現專業人才培養目標的某一部分，即分目標。課程體系建構就是運用系統目標和功能的層次性，根據專業人才培養目標的要求，確定不同的課程，按照一定的關聯關系構成課程模塊[6]，繼而構建課程體系。

系統的反饋原理是與系統控制相關聯的，是指一個系統輸出端的信息，一部分反送到輸入端，并對系統的輸出產生影響，起到控制作用，以達到預定目的。課程體系的輸出就是實現專業的人才培養目標或者是畢業要求，但所構建的課程體系在實施中能否真正實現專業的預期培養目標將在很大程度上取決于有關課程內容、課程關系，為此，在課程體系的實施中必須利用系統反饋原理，通過監測課程體系的實施效果與運行狀況，對課程體系的課程設置、課程內容以及課程關系等進行調整以實現課程體系的優化。

（二）專業課程體系設計方法

課程體系包括課程和體系兩個方面。課程是指某一門具體的課程，體系是指課程之間的關系。課程之間的關系也稱為課程體系結構，是課程體系設計的核心部分，它決定了每一門課程在專業教育中的地位，包括縱向時間上的序列和橫向的相關關系。為此，課程體系的設計包括課程體系結構設計和課程及其內容構建。

1 課程體系結構設計

有關課程體系結構設計方法的研究較多，其中成果導向的反向設計方法具有較強的可操作性[7-14]。成果導向的反向設計方法以需求作為出發點，由社會需求確定專業人才培養目標，由專業人才培養目標確定畢業要求，再以此設計課程體系結構。畢業要求可以用知識、能力、素質要求進行描述，因此，課程體系結構的設計就是以畢業生知識、能力、素質要求為基礎，根據系統的目的性、整體性、有序性、層次性原理，通過對知識、素質、能力進行分析、歸納與綜合，形成支撐知識、素質、能力培養的相關課程（或教學單元），并根據課程之間知識的相互聯系形成課程網絡圖[7]，最后根據課程體系設計的要求，形成課程體系結構圖（課程體系拓撲圖）。課程體系結構設計的過程如圖1所示。

在課程體系結構設計中通常基于系統的層次性原理將專業所有課程按照課程在人才培養中的功能和作用不同進行歸類形成具有不同功能作用的課程模塊。一般將課程劃分為通識教育模塊、專業基礎課程模塊、專業課程模塊和素質拓展模塊，如圖1所示。當然在實際的課程體系結構設計中，還可以將每一個模塊分為理論課程模塊和實踐課程模塊、必修課程模塊和選修課程模塊。

圖1 課程體系構建示意圖

2 課程內容的構建

各個專業畢業要求都是通過一定課程來實現的，因此課程的構建必須以實現專業畢業要求的知識、素質和能力結構為目標。知識、素質和能力都是比較復雜的概念，至今其內涵還沒有統一的界定，為此通過對各方學者研究成果進行分析歸納出知識、素質、能力定義：知識是人對事物的經驗和認知，包括直接知識、間接知識、感性知識和理性知識；素質是心理和生理綜合作用的系統狀態，就是基于人本天性的身心協調運行的質量；能力是指人對于自然探索、認知、改造水平的度量，是使活動順利完成的個性心理特征[15-18]。知識、能力、素質的關系是辯證的。知識是形成能力和素質的基礎，不以知識作為基礎的能力充其量是一種本能，沒有知識就無所謂素質，當然，能力和素質也直接影響著知識的獲取、積累和深化。能力是知識和素質的外在表現，通過實踐訓練，知識和素質便形成能力。素質是知識和能力的內化，長期不懈的知識積累和持續實踐使能力不斷提升，也必將逐步提高相應的素質。為此，課程及其內容的構建必須綜合考慮知識、能力、素質的關系。

知識可以直接構成課程，某些素質亦可以由知識內化而成，因此，畢業要求中的某一知識領域或若干相關知識點就可以直接構成一門課程。但是，能力或者某些由能力內化而成的素質必須通過實踐活動才能形成，因此，畢業要求中某一方面或幾方面的能力或由能力而形成的素質則不能直接構成一門課程。能力的形成必須以知識為基礎，同時還需要相應的實踐活動，因此，對于畢業要求中的能力或由能力內化而成的素質，必須設計成一系列相應的實踐活動或相應實踐活動的組合，由一系列實踐活動或實踐活動組合構成一系列課程。

按照系統的層次性原理，課程是課程體系中的一個子系統。無論是由某一知識領域形成的課程，還是由若干知識點或實踐活動組合構成的課程，其內容的構建都必須從系統理論出發，根據目的性、整體性、有序性、層次性原理將專業需要的具有某種內在聯系的知識點、形成能力和素質的實踐活動進行整合、序化。在課程的構建中，通常按照課程的內容不同分為不同性質的課程。以知識點為主的課程通常稱為理論課程，而以實踐活動為主的課程通常稱為實踐課程（或集中實踐課程）。如果課程的內容與其他院校相同專業的該課程相同或相近，通常稱為通用課程；如果課程的內容與其他院校相同專業該課程有很大不同，或者其他院校相同專業沒有開設的課程，通常稱為校本課程。如果說通用課程是不同院校相同專業培養目標的同一性要求，那么校本課程就是不同院校相同專業差別性的體現，是各個學校依據自身的辦學理念、辦學傳統、辦學優勢和專業培養目標要求而構建的課程，往往體現著辦學特色[19-20]。

二 新工科的內涵特征與工程教育專業認證的理念

當今世界經濟的全球化、數字化發展，使科技領域和產業領域展開了革命性變革，特別是，隨著我國創新驅動發展戰略以及“中國制造2025”“互聯網+”等重大戰略的實施，促進了產業結構調整和轉型升級，以新技術、新業態、新產業為特點的新經濟蓬勃發展，對我國工程技術人才提出了更高要求，對高等工程教育提出了新期望。為了應對科技革命和產業變革所面臨的新機遇、新挑戰，培養造就一大批引領未來技術與產業發展的高素質工程科技人才，為我國產業發展和國際競爭提供智力支持和人才保障，2017年教育部分別在復旦大學和天津大學召開了綜合性高校和工科優勢高校新工科建設研討會，提出了新工科理念[21]。新工科的內涵特征包括樹立工程教育新理念，構建學科專業新結構，探索實施工程教育人才培養的新模式，打造工程教育新質量，建立完善工程教育的新體系[22-23]。實施新工科建設為促進我國從工程教育大國走向工程教育強國，在世界新一輪工程教育改革中發揮全球影響力提供了有力支撐。

工程教育專業認證是國際通行的工程教育質量保障制度，也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[24]。工程教育專業認證的核心就是要確認工科專業畢業生達到行業認可的既定質量標準要求，是一種以培養目標和畢業出口要求為導向的合格性評價[25]。工程教育專業認證理念包括以學生為中心的教育理念，成果導向的教育價值取向，持續改進的質量文化。我國工程教育專業認證標準包括7項通用標準和3項專業補充標準，不僅是工程專業既定質量要求的體現，也是現代工程教育及工程教育認證理念的集中體現。

新工科的內涵特征和工程教育理念從不同的角度揭示了工程專業建設的原則、方法和路徑，在專業人才培養方案的設計中，無論是培養目標及知識、素質、能力要求的確定，還是課程體系的構建，都要與新工科的內涵和工程教育專業認證的理念相符，與新工科的基本特征和工程教育專業認證標準一致。

三 新工科道路橋梁與渡河工程專業培養目標

（一）新工科視域下道路橋梁與渡河工程專業面臨的新要求

自新中國成立以來，特別是改革開放以來，我國交通工程基礎設施建設取得了飛速發展和舉世矚目的成就[26]，這些成就的取得不僅是一代代工程建設者艱苦奮斗、苦干實干、甘于奉獻的結果，更是廣大工程建設者積極引進、消化、吸收國外先進技術、管理理念與方法，博采眾長、自主創新的結果。交通工程建設領域的發展，對道路橋梁與渡河工程專業提出了新的要求。在道路的勘測方面，北斗導航系統、GPS、GIS、遙感、航測等先進技術已經逐步應用[27]；在工程設計層面，道路設計應用軟件有緯地設計軟件、鴻業軟件、Civil 3D等，橋梁設計應用軟件有MIDAS、橋梁博士、橋梁通、橋梁大師等；在道路橋梁工程預算方面，最常用的軟件有同望工程造價管理軟件等；在工程建設管理方面，BIM技術、AR與VR技術已經開始應用。特別是在道路橋梁進入“建養并重”時代，在道路橋梁的建設、檢測、養護中大量的新技術、新設備、新材料也被廣泛應用。此外，交通運輸部《關于推動交通運輸領域新型基礎設施建設的指導意見》《關于實施綠色公路建設的指導意見》也都從創新驅動、綠色發展、智慧管理等提出了要求。新技術、新材料、新設備的應用以及創新驅動、綠色發展、智慧管理對推動我國道路橋梁工程建設高質量發展提供了重要支撐，同時，也對道路橋梁與渡河工程這一傳統工科專業提出了新的更高要求。

（二）專業培養目標與畢業要求

1 專業培養目標

對于不同院校而言，由于辦學定位不同，相同專業的培養目標并不完全相同。河北水利電力學院位于京津冀城市群和環渤海經濟圈的核心地帶河北省滄州市，是一所由河北省教育廳主管的地方性應用型新建本科院校。根據學校的辦學定位，綜合考慮道路橋梁工程建設領域人才需求、交通工程發展對道路橋梁與渡河工程專業的新要求以及新工科的內涵特征，確定該專業人才培養目標為：堅持面向道路交通工程建設、管理、服務第一線，培養適應新時代發展要求，服務地方經濟發展，德智體美勞全面發展，具有良好道德品質及創新精神，具備扎實道路橋梁學科的基本理論知識，實踐能力突出，能在道路橋梁工程建設與相關領域從事工程設計、工程施工、項目管理及科研工作的高素質技術應用型人才。

2 畢業要求

根據專業人才培養目標、新工科的內涵要求和《中國工程教育專業認證標準》（2015版）中畢業生必須達到12項要求，歸納出道路橋梁與渡河工程專業畢業生的知識、能力和素質要求。

知識要求內容如下：

1）人文科學知識。掌握馬克思主義、毛澤東思想和中國特色社會主義理論知識、習近平新時代中國特色社會主義思想，了解哲學、方法論、法律等方面的知識，了解文學與寫作以及中國共產黨史、新中國史、改革開放史、社會主義發展史等歷史方面的知識，了解社會發展規律和可持續發展戰略的知識。

2）數學與自然科學知識。掌握高等數學、工程數學、大學物理等基本知識，了解現代科學技術發展趨勢和應用前景的有關知識。

3）工具性知識。掌握計算機基本原理和高級編程語言的相關知識，至少掌握一門外語（英語）知識；掌握文獻檢索方法的知識。

4）管理知識。了解企業管理的基本知識，掌握工程項目管理的基本知識。

5）專業基礎知識。掌握理論力學、材料力學、結構力學的基本原理和分析方法的知識，掌握工程地質和土力學基本原理和分析方法的知識；掌握水力學與橋涵水文的基本原理和分析方法的知識；掌握道路建筑材料的基本性能和試驗方法的知識；掌握結構設計原理的知識；掌握工程測量和工程制圖的基本原理和方法的知識。

6）專業知識。掌握道路路線勘測技術與基本方法的知識；掌握路基路面工程與橋梁工程的設計原理、施工技術的相關知識；掌握公路工程施工組織及概預算的編制方法的基本知識；掌握道路橋梁工程檢測與養護管理技術的相關知識；掌握隧道工程設計原理與施工技術的相關知識；了解與道橋工程建設相關的法規及其他知識。

素質要求內容如下：

1）思想品德素質。熱愛祖國，擁護中國共產黨的領導，堅持中國特色社會主義道路；具有崇高的理想和社會責任感，具備正確的世界觀、人生觀與價值觀，踐行社會主義核心價值觀，養成良好的道德情操；具有良好的誠信品質、敬業精神及遵紀守法意識。

2）文化素質。具備較高的傳統文化修養，具有良好的藝術文化修養和審美情趣；具有較高的科學文化素養，具有一定的社交文化素養，語言舉止文明，為人自律謙讓。

3）專業素質。具備扎實的自然科學基礎知識和本專業所需的技術基礎知識和專業知識，掌握分析問題、解決問題的科學方法，具有嚴謹科學的工作態度和現代社會的競爭意識、環境意識、價值效益意識、求實創新意識；獲得工程師基本訓練，能從事本專業領域的技術管理等工作。

4）身心素質。具備健全的心理和健康的體魄，達到國家大學生體育合格標準和軍事訓練合格標準；養成良好的鍛煉習慣、衛生習慣和生活習慣，具有吃苦耐勞和團結共事的精神，具有樂觀進取、積極向上的人生態度；具有堅韌不拔的精神和一定的抗挫折能力。

能力要求內容如下：

1）基本能力。具備運用辯證唯物主義的基本觀點和方法分析及解決復雜問題的能力；具備較強的語言及文字表達能力；能夠閱讀本專業英文期刊，并具有一定的聽、說、讀、寫、譯能力；具備利用計算機常用軟件進行文字和信息處理的能力；具有資料查閱、文獻檢索、獲取信息、拓展知識領域的能力。

2）專業能力。具有道路橋梁工程制圖的基本能力，具有應用計算機進行輔助設計和管理的能力；具有熟練使用各種工程規范、標準、圖集、手冊等資料的能力；具有道路與橋梁等復雜工程的勘察、設計能力；具有道路橋梁工程施工組織設計及工程經濟分析的初步能力；具有道路橋梁及隧道等復雜工程現場施工管理的初步能力；具有進行常規材料試驗和工程質量檢測的能力；具有一定的道路橋梁工程養護管理能力；具有在本工程領域從事科學研究及技術革新的初步能力。

3）綜合能力。具有自尊、自愛、自律、自強的優良品格和人際交往能力；具備良好的心理素質和應變能力；具有較強的組織協調和團隊協作能力；具有較強的自學能力和可持續發展能力；富有創新精神，具備一定的科研開發能力。

4）創新能力。具有開放性思維能力，善于從不同角度看問題；勤于思考，善于質疑，具備良好的判斷能力和批判精神以及獨立思考能力和理性思辨能力；具有創新意識和想象力，以及較強的動手實踐能力和百折不撓的精神。

四 新工科道路橋梁與渡河工程專業課程體系構建

（一）課程及課程內容的構建

在道路橋梁與渡河工程專業課程體系構建中，根據新工科內涵特別是立德樹人教育理念和創新型工程教育理念的要求，堅持“理論與實踐并重，知識、能力、素質結合”的原則，將以社會主義核心價值觀為主的課程思政融入各門非思政課程，將創新創業教育與專業教育有機結合，圍繞專業人才培養目標和畢業要求，綜合分析本專業畢業要求中的知識、能力、素質關系，對于知識要求以及能力、素質要求中所隱含的知識進行歸納組合，同時，對于能力、素質要求中所必須的實踐活動進行分析歸納，按照課程內容設計的系統性原理，科學處理課程的整體性、有序性、層次性進行課程構建，形成了67門必修課及12門專業選修課和若干門通識選修課。

在具體的課程內容構建中，除了要從系統論的角度出發按照目的性、整體性、層次性、有序性科學處理課程內容的邏輯關系外，還要按照新工科和專業認證的要求恰當處理傳統專業的改造、提升問題。首先，為適應行業的發展開設了新課程，如隨著BIM技術和道路橋梁設計軟件的推廣和應用開設了交通BIM技術、路橋軟件應用課程，與“大工程觀”理念相適應開設交通環境概論、橋梁美學課程；隨著軌道交通發展開設軌道交通課程，為實現創新性人才培養開設創新創業指導課程和開展創新創業實踐活動，等等。其次，在課程內容的構建中，充分考慮新理論、新技術、新材料、新工藝、新設備的應用，不斷從課程內容方面升級和改造傳統專業，如在工程測量課程中加入GPS，在瀝青與瀝青混合料課程中加入再生瀝青混合料、瀝青混合料溫拌技術，在畢業設計中要求學生必須采用設計軟件和預算軟件，等等。再次，根據每一門課程的性質和特點，深入分析課程內容與世界觀、人生觀、價值觀教育特別是社會主義核心價值觀教育的聯系，挖掘課程思政元素和教育資源，將世界觀、人生觀、價值觀教育特別是社會主義核心價值觀教育納入課程教學目標，貫穿于課程教學全過程。

（二）課程模塊劃分及課程體系結構設計

按照課程體系模塊化設計思想構建了“一個目標、兩條主線、三相結合、四個模塊”的應用技術型人才培養課程體系（見圖2），逐步實現專業與產業對接、課程內容與職業標準對接、教學過程與生產過程對接。“一個目標”就是以培養基礎理論知識扎實、實踐能力突出的高素質應用技術型人才為目標，“兩條主線”就是以理論教學為主的綜合素質培養主線和以實踐教學為主的綜合能力培養主線，“三項結合”就是理論教學與實踐教學相結合、必修課與選修課相結合、課內教學與課外教學相結合，“四個模塊”就是通識教育必修課模塊、學科專業教學必修課模塊、選修課模塊、素質拓展課模塊（第二課堂）。根據課程體系的總體架構，按照課程之間知識的相互聯系構建課程網絡圖，然后考慮學期課時限制和各學期學分相對均衡的要求，將所有課程安排在8個學期，最終形成道路橋梁與渡河工程專業的課程體系拓撲關系，專業選修課確定后的課程體系拓撲關系如圖3所示。

圖2 道路橋梁與渡河工程專業課程體系結構

圖3 道路橋梁與渡河工程專業課程體系拓撲關系

（三）課程體系優化

事實上，專業課程體系的構建并非一勞永逸，一個專業的課程體系也不能一成不變，而是要隨著社會人才需求和辦學環境的變化不斷變化，為此在專業課程體系的實施中要對其實施效果進行檢測，并運用系統反饋原理對課程體現進行調整和完善，使其不斷優化。

五 結束語

課程體系的構建是高等院校專業建設的基礎性工作。在工程教育專業認證背景下新工科專業的課程體系構建，應基于工程教育專業認證理念和新工科的內涵特征并結合學校的辦學定位確定專業人才培養目標和畢業生知識、能力、素質要求，將知識、能力、素質轉化為課程，以系統觀點，按照整體性原理、有序性原理、層次性原理對課程進行序化，構建課程體系，同時還應運用系統反饋原理對專業課程體系進行調整，使課程體系不斷優化。