工程教育專業認證背景下基于OBE理念的專業方向課程改革探討

王忠維 麻彥龍 郭非 溝引寧

摘???要：?在工程教育專業認證背景下，如何建設符合OBE（目標導向）理念的專業方向課程關乎到認證質量和人才培養質量。該文以重慶理工大學材料科學與工程專業《金屬腐蝕與防護》專業課改革過程為例，探討了在工程教育專業認證背景下并基于OBE理念建設專業方向課程體系改革過程。本文介紹了改門課程的改革流程，其中涵蓋了課程改革原則、教學目標的改革、教學內容的改革、教學方式的改革及評價方式的改革，這些可以為其他高校的專業課程改革提供參考。

關鍵詞：工程教育專業認證????OBE????材料科學與工程????專業課程????課程改革

中圖分類號：G642

Discussion?on?the?Reform?of?Specialty-Oriented?Courses?Based?on?OBE?Concept?under?the?Background?of??Engineering?Education?Accreditation

—Taking?the?Course?of?Corrosion?and?Protection?of?Metals?in?Chongqing?University?of?Technology?As?an?Example

WANG?Zhongwei*???MA?Yanlong????GUO?Fei????GOU?Yinning

（College?of?Materials?Science?and?Engineering，?Chongqing?University?of?Technology，??Chongqing，?400054?China）

Abstract：?Under?the?background?of?engineering?education?accreditation，?how?to??build?a?specialty-oriented?course?which?conforms?to?the?OBE?（Outcome-Based?Education）?concept?is?related?to?the?quality?of?accreditation?and?the?quality?of?talent?training.?This?paper?takes?the?reform?process?of?the?major?course?of?Corrosion?and?Protection?of?Metals?in?the?materials?science?and?engineering?major?in?Chongqing?University?of?Technology?as?an?example，?discusses?the?reform?process?of?building?the?specialty-oriented?course?system?based?on?the?OBE?concept?under?the?underground?of?engineering?education?accreditation.?This?paper?introduces?the?reform?process?of?this?course，?including?the?principle?of?curriculum?reform，?the?reform?of?teaching?objectives，?the?reform?of?teaching?contents，?the?reform?of?teaching?methods?and?the?reform?of?evaluation?methods，?which?can?provide?reference?for?the?reform?of?professional?courses?in?other?universities.

Key?Words：?Engineering?education?accreditation;?OBE;?Materials?science?and?engineering;?Major?course;?Course?reformation.

20世紀末，人類進入高度信息化時代，傳統教育方式迎來挑戰，為準確評估畢業生的能力與質量，世界主要國家和地區開始開展工程教育認證。其中在1989年由來自美國、英國、加拿大、愛爾蘭、澳大利亞、新西蘭6個國家的民間工程專業團體發起和簽署的“華盛頓協議”影響力最大[1-2]。21世紀以來，我國工科畢業生迅速增加，其工程教育體量已穩居世界首位。我國作為工程教育大國，工程教育認證體系和認證標準的構建以及工程人才質量保障建設亟需提上日程[3]。為適應國家經濟和社會發展需求，推動工程教育國際化，全面提升人才培養質量，我國開始推進專業認證制度的建立。2005年組建全國工程師制度協調改革小組，2015年正式成立中國工程教育專業認證協會，2016年正式成為“華盛頓協議”第18個成員國。這標志著我國專業制度已經逐步走向成熟，工程教育開始與世界接軌，人才培養方案和人才培養質量得到了世界的認可[4]。

國際工程教育認證有三大核心理念，分別是“學生中心”“成果導向教育（Outcome?Based?Education），OBE”和“持續改進”[5]。其中OBE理念作為一種新穎的教育理念，與傳統的理念不同，給人才培養方案，特別是專業方向課程體系建設提出了全新的要求和更高的挑戰。傳統的教學原則是正向設計，通過課程導向教育，滿足不了國家、社會、行業和用人單位的外部需求。然而OBE理念是反向設計，通過成果導向教育，從需求出發實現目標和結果的一致[6]。OBE理念的核心概念就是“學習成果”，即畢業要求，就是通過專業學習過程中所獲得的知識、技能和價值觀來反饋畢業時的表現[7]。“華盛頓協議”針對畢業要求提出了4個維度包括12個方面的標準，內容涉及工程知識，工程能力，通用技能，工程態度，所要求的畢業生要求與協議的范例有實質等效性[8]。我國2020版的《工程教育認證標準》的描述為“明確、公開、可衡量、支撐和覆蓋”。相比于2017年的描述強調了對培養目標的支撐和廣度上的完全覆蓋[9]。

專業方向課程通常設置在學生完成通識課程和專業基礎課程學習之后，學生需要具備一定的知識儲備才能進入專業方向課程的學習，因此它們起著承上啟下的關鍵作用。專業方向課程在一定程度上決定了該專業培養的畢業生的專業特色和就業方向。重慶理工大學材料科學與工程專業是重慶市一流專業，重慶市“三特行動計劃”特色專業，所屬學科為重慶市一流學科，也是該校的傳統優勢專業。但是在我國制造業升級轉型期間，材料專業的發展也面臨著嚴峻的挑戰，主要問題集中在專業方向課程教學內容過于傳統和培養的專業技能不符合市場需求這兩方面，而OBE理念可以很好地解決這些問題，而傳統的專業課程無論是在課程目標設置，還是在教學內容上都無法緊跟OBE理念，因此急迫需要對其進行改革。本文以重慶理工大學材料科學與工程專業的《金屬腐蝕與防護》專業課程改革過程為例，探討了如何在工程教育專業認證背景下并基于OBE理念建設專業方向課程。

1?課程改革原則

OBE理念強調學生在完成大學所設置的所有課程并通過考核后，可以獲得明確的能力，這就要在人才培養目標確定后，專業方向課程的教學目標必須可以支撐培養目標的達成，這也就要求對專業方向課程教學目標進行相應改革。針對專業方向課程教學目標的改革，總結了以下三個原則

1.1?必須支撐人才培養目標

人才培養方案的確定是基于“頂層宏觀設計”，是源于人才市場實際需求，因此在制定時時不會考慮具體的課程設計的，反過來則是對課程設計提出了要求：必須可以支撐人才培養方案。因此，現階段的課程目的設置不再是以課程本身為主，而是以培養方案為主，培養方案中提出的能力要求，特別是對專業方向的要求需要在專業方向課程目標中得到體現，這樣才能完整地保障培養目標的實現。

1.2?必須符合產出導向原則

專業方向課程與培養目標一樣，也須符合產出導向原則，不能遵循傳統的“教學導向”。而專業方向課程在這方面的負擔的責任相較其他課程更為重大，因為人才培養目標同樣也是目標導向，而且專業方向的培養目標需要專業方向課程的支撐才能實現。因此在設計課程目標時，必須遵循符合產出導向。

1.3?課程目標必須精準明確

工程認證對各畢業指標點有著明確且詳細的要求，而且每門課程所能支撐的畢業要求是嚴格限制的，因此對于專業方向課程的目標需要精準對接培養目標中的指標點，保證學生通過課程的學習，在達到課程考核要求條件后，應該獲得明確的能力，精準到達畢業要求。

2?教學目標改革

OBE理念強調學生在完成大學所設置的所有課程并通過考核后，可以獲得明確的能力，這就要求學校在制定人才培養大綱時，為達到工程認證專業認證標準，學校于2019年對教學大綱進行了重新編寫，在結合重慶目前的產業布局和學校定位，并結合工程教育認證要求，學校提出了材料科學與工程專業的培養目標：立足重慶，輻射全國，在金屬材料工程領域，培養德、智、體、美、勞全面發展，具有扎實的自然科學基礎知識儲備和良好的人文科學素養，掌握金屬材料領域的基礎理論知識、專業技能及科學研究方法，具備裝備制造、汽車零部件、電子器件、新材料領域知識背景及創新能力，能夠從事材料開發設計、生產、科學研究等工作，并具有繼續學習能力、創新能力和前沿視野的高素質應用型工程技術人才。該人才培養方案明確了畢業生的就業領域、培養能力和人才定位。

《金屬腐蝕與防護》是重慶理工大學材料科學與工程專業本科生的專業方向必修課程，也是一門應用性很強的技術科學。通過這門課程的學習，使學生掌握金屬及其合金材料腐蝕基本理論和規律，了解材料因素、環境因素、力學因素對材料腐蝕性能的影響，從而在從事相關裝備及零件的設計、制造、安裝與維修工作中，能從腐蝕與防護的角度，正確地選擇材料，進行合理的結構設計和采取必要的防護措施。

原有的課程目標為：“使學生通過本課程學習，掌握金屬和非金屬材料腐蝕基本理論和規律，了解材料因素、環境因素、力學因素對材料腐蝕性能的影響，培養學生針對具體條件正確選擇材料及合理采取防腐措施的能力”。顯然，這樣的教學目標過于模糊，而且無法明確表明支持人才培養目標，因此對教學目標進行了修改，以使其符合工程教學認證標準（詳見表1）。新教學目標由四個細分的小目標組成，每一個目標有明確描述，并可以支撐某一點畢業要求（支撐力度有區別）。通過這樣的改革，不但更為明確了課程的教學目標，課程支撐人才培養目標的角度和程度也可以得以體現。

3?教學內容改革

教學內容是支撐教學目標的基石，只有設置合理的教學內容才有有效達到課程設計的教學目標，因此從以下兩方面對教學內容進行了改革。

3.1?緊盯目標，需求導向

OBE理念要求必須以產出為導向，而產出目標已經在人才培養方案中明確定位，因此課程的教學內容必須緊盯人才培養目標，并以實際需求作為導向。基于重慶市在裝備制造、汽車零部件、電子器件、新材料等領域的產業布局與實際需求，《金屬腐蝕與防護》課程的教學內容進行了相應的調整。例如在裝備制造和汽車生產中，會使用大量的鋼鐵材料，因此在教學內容中會針對這些行業常用到的腐蝕知識進行適當的拓展和加深，以方便學生進行這些領域就業。

3.2?刪繁去臃，突出特色

腐蝕與防護是一門綜合性的科學，它結合了材料、冶金、電化學等學科的知識，如果追求知識體系的完整度，則在有限的學時中難以做到特色鮮明。輕合金是重慶理工大學材料學科的特色及優勢研究方向，有大量的優秀教師從事相關科學研究，重慶也是全國的輕合金生產基地，部分畢業生會從事相關的工作。因此在課程中重點突出了“輕合金腐蝕與防護”這一特色，涉及到該方面的教學內容被適當增加，使學生有方向性地學習本門課程。如在介紹電動序知識點時，會對鎂較低的電動序及其與鎂合金較差的耐蝕性能間的關系進行教授，在腐蝕控制手段中也會對鎂合金表面處理技術進行講解。而對一些與培養目標距離較遠的教學內容則進行了適當的刪減，例如在高溫腐蝕章節，原有的教學內容占據4個學時，現在調整為2個學時，只介紹其中重要的基本概念和理論，不做過多的拓展講解。

4?教學方式改革

在改革教學內容后，就需要對教學方式進行相應調整，才能與之匹配。顯然，傳統的課堂教學已無法滿足需求，因此除常規的線下課堂教學外，還進行了以下方式的嘗試：

4.1?線上輔助教學

由于線下教學的形式和時間限制，學生可能無法完全在課堂教學中掌握所有知識，因此建設了《腐蝕與防護》在線課程，里面涵蓋了課件、習題、課程資料、案例等豐富的教學資源，學生可以通過手機、平板、筆記本電腦等終端隨時訪問獲取，大大提升了學習效率。圖1展示了該在線課程的封面。此外，作業的布置與提交也采用線上提交形式，這使得多媒體（圖片、視頻等）可以增添至作業中，豐富作業形式。

4.2?課外現場教學

金屬的腐蝕問題具有普遍性，它們廣泛發生在學生身邊，因此這提供了一個良好的機會，即走出課堂，在校園中尋找腐蝕現象，并在現場確認腐蝕機制、提出解決方案。這種現場教學不但讓學生直觀地發現身邊的腐蝕現象，更能通過獨特的課外模式調節學習心態，加深學習印象。

4.3?實際案例教學

腐蝕與防護是一門應用性極強的學科，因此將科研中接觸的實際腐蝕案例融入教學中，在課堂講授、課外作業，甚至是期末考試中均能發現實際案例。通過實際案例的訓練，學生不在是生硬地掌握知識，而是具象化地認識腐蝕，并能根據自己所學的知識提出解決方案，以到達目標導向的目的。

5?評價方式改革

課程的評價是教學中最重要的環節之一，成績的高低不但表現了學生的學習情況，也反映了教師的教學效果，但是傳統的評價方式無法滿足工程教育專業認證，也無法提供支持OBE效果的數據，因此對課程的評價方式進行改革迫在眉睫，并通過以下三方面對《金屬腐蝕與防護》課程進行了改革：

5.1?提高平時考核比例

目前，絕大多數的課程考核成績均由最終的期末考試成績決定。以《金屬腐蝕與防護》為例，在改革前期末考試成績比例高達80%。過高的期末成績占比會帶來以下幾個弊端：首先是考核方式過于單一，限于期末考試的形式限制，只能通過傳統試題考核學生的學習效果；二是學生平常學生態度不夠認真，往往依靠考試前“突擊”，導致雖然最終可以通過考核，但是短期記憶很快會被遺忘，而且囫圇吞棗并沒有深刻理解知識，導致工作時無法應用；最后是學習過程無法良好評判和監督，限于較少的平時成績占比，學生在平時的學習表現并不會顯示較大的差距，因此也無法很好地評定平時學習效果。

基于以上，將課程的平時成績提升至40%（詳見表2），由一次小作業（占比15%）和一次大作業（占比25%）組成，分別在課程進行至二分之一和四分之三時發放。由于平時成績的增加，學生對于作業的積極性和認真程度顯著提高，而教師也可以通過平時成績情況，及時調整教學策略和教學計劃，以實現過程監控，動態調整的效果。

表2.?課程目標達成考核與評價方式及成績評定對照表

課程目標

考核與評價方式及成績比例（%）

成績比例（%）

小作業

大作業

課程考試

目標1

5

5

20

30

目標2

0

5

15

20

目標3

10

10

20

40

目標4

0

5

5

10

合計

15

25

60

100

5.2?學生參與考核評價

在傳統的教學模式中，對學生學習效果的評價權往往只在教師單方面，這雖然保證了一定的權威性和公平性，但是評價過程是學生無法參與進來的，往往只是獲得最終的分數。也有部分教師嘗試學生互評，但是會出現學生“互相幫助”或敷衍了事的情況，導致最終效果不好。

在《金屬腐蝕與防護》課程改革過程中，設置了一個學生參與批改作業的環節，以占總成績15%的小作業為載體，在課堂上由學生集中討論并集體打分。這不但使全部學生都可以參與進來，而且避免了因個別學生導致的評價混亂。在實際中取得了較好的效果。首先是學生顯示了較強的參與度，他們對這種新型評價方式顯示了很強的好奇心，整個班級的積極性被調動得很高；其次是作業知識點被學生牢牢掌握，因為學生會首先深刻理解作業背后的知識點后，才能打出相對合理的分數（需要老師引導）；最后是學生的作業完成質量明顯升高，特別是成績相對較差的學生，因為是在課堂上實名打分，關乎到“個人榮譽”，因此學生對作業的認真程度較高。

5.3?考核結果達成度處理

以往的課程考核結果主要以分數評定教學效果，并沒有對分數進行精細化處理。在工程教學認證中，對學習效果有著明確的量化考核形式，也就是達成度，即針對課程設置的每一個教學目標的達到效果如何。這不僅需要提前精確定義學習目標并進行相應的考核方式設置，還需要對考核結果進行精細化數據處理。由于本文的篇幅所限，這里不再闡述達成度的具體計算方式，僅列出2021年重慶理工大學材料科學與工程專業76名本科生的課程達成度最終情況（表3）。可以看到，通過統計分類計算，可以精確獲得每一個教學目標的達成度，根據達成度的結果，即可明確計算出該課程對畢業要求的貢獻程度如何，以及為后續持續改進課程提供量化參考數據。

表3.?2021年《金屬腐蝕與防護》課程目標達成度情況

目標1

目標2

目標3

目標4

平均分

23.86

15.70

32.07

7.26

達成度

0.7955

0.7849

0.8017

0.7263

6?結語

本文以重慶理工大學材料科學與工程專業的《金屬腐蝕防護》專業課改革過程為案例，探討了如何在工程教育專業認證背景下并基于OBE理念下改革專業方向課程。在專業課程改革中首先需要根據專業現狀、特色和優勢，確定合理的人才培養目標，之后再確定專業方向課程的教學目標，并可以支撐人才培養目標的實現，并根據教學目標調整教學內容，始終以產出目標為導向。同時對教學方式和評價模式進行合理創新和改革，增強學習成效并提供量化數據供課程后續改進參考。這樣，才能建設一門符合OBE理念并適用于工程教育專業認證的專業課程。

參考文獻

• 楊永斌，李佩琳，劉曼君.世界工程教育認證的發展趨勢[J].高等工程教育研究，2019（5）：5-10.
• 陳濤，邵云飛.理念與現實：我國高等工程教育加入《華盛頓協議》后的發展趨向探析[J].高校教育管理.2018（12）：54-60.
• 胡德鑫.新工業革命背景下工程教育專業認證制度國家改革的比較與借鑒[J].高校教育管理，2019（13）：72-81.
• 白艷紅.工程教育專業認證背景下課程目標的形成性評價研究與實踐[J].?中國高教研究，2019（12）：60-64.
• 徐愛玲，唐敬超，張煥云，孫英杰，宋志文.國際工程教育認證下基于成果導向教育（OBE）理念重構閉環式環境工程微生物學課程教學[J].微生物學報，2021（48）：648-658.
• 李志義.對畢業要求及其制定的再認識—工程教育專業認證視角[J].高等工程教育研究，?2020（5）：1-10.
• 潘成清，譚明賢.基于OBE理念的高校學生教育管理創新路徑探究[J].學校黨建與思想教育，2018（11）：85-87.
• 華爾天，計偉榮，吳向明.中國加入《華盛頓協議》背景下工程創新人才培養的探索與實踐[J].中國高教研究，2017（1）：82-85.
• 孟祥紅，齊恬雨，張丹.從課程支撐到能力整合：工程教育專業認證“畢業要求”指標研究[J].高等工程教育研究，2021（5）：64-70.