工程教育專業(yè)認證背景下熱處理設(shè)備課程的改革與實踐

張欣 王建剛 馮志浩

摘 要：基于工程教育專業(yè)認證的成果導(dǎo)向教育（Outcome Based Education，OBE）理念，以金屬材料工程專業(yè)熱處理設(shè)備課程為例，針對課程存在的問題，從教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考核方式等方面進行改革，探討工程教育專業(yè)認證背景下專業(yè)課程的改革實施方案。

關(guān)鍵詞：工程教育專業(yè)認證；熱處理設(shè)備；OBE理念；課程改革

我國于2016年正式成為《華盛頓協(xié)議》成員國，標(biāo)志著我國工程教育專業(yè)認證正式與國際接軌，所培養(yǎng)的人才質(zhì)量已達到世界標(biāo)準(zhǔn)并被廣泛認可。專業(yè)認證作為高等教育質(zhì)量保障體系的重要組成部分，截至2022年底，全國已有321所高校的2385個專業(yè)通過工程教育專業(yè)認證。2023年教育部高等教育司關(guān)于工程教育專業(yè)認證通告中指出，各高校應(yīng)持續(xù)深化工程教育改革，貫徹落實“學(xué)生中心、產(chǎn)出導(dǎo)向、持續(xù)改進”的理念，扎實推進一流專業(yè)建設(shè)。在工程教育專業(yè)認證三大核心理念下，成果導(dǎo)向教育（Outcome Based Education，OBE）理念與傳統(tǒng)理念有所不同，其對人才培養(yǎng)方案，特別是專業(yè)課程體系提出了更高的要求。

OBE理念的核心是指通過專業(yè)課程學(xué)習(xí)后的學(xué)習(xí)成果，即所獲得的知識、技能和價值來反映畢業(yè)要求的達成情況。專業(yè)課程通常設(shè)置在通識課程和專業(yè)基礎(chǔ)課結(jié)束之后，即要求學(xué)生具備一定知識技能后才能進行專業(yè)課學(xué)習(xí)，專業(yè)課程決定了人才培養(yǎng)的專業(yè)特色和就業(yè)方向。課題組所在學(xué)校金屬材料工程專業(yè)是國家一流專業(yè)建設(shè)點，且于2023年通過了國家工程教育專業(yè)認證，因此，該校的專業(yè)課程在教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式、考核方式等各方面都應(yīng)遵循OBE理念。本文以金屬材料工程專業(yè)熱處理設(shè)備課程為例，探索在工程教育專業(yè)認證背景下進行專業(yè)課程改革。

一、熱處理設(shè)備課程改革的必要性

熱處理設(shè)備是金屬材料工程專業(yè)的專業(yè)核心課程，也是一門基礎(chǔ)性、綜合性、實踐性和發(fā)展性的工程應(yīng)用類課程。該課程在材料科學(xué)基礎(chǔ)、熱處理原理等課程的基礎(chǔ)上開設(shè)，主要介紹常見熱處理設(shè)備的工作原理、基本結(jié)構(gòu)和控制方法。學(xué)生通過該課程的學(xué)習(xí)，能夠運用熱處理設(shè)備基本原理及相關(guān)知識正確判斷和分析設(shè)備研究、制造和應(yīng)用過程中的復(fù)雜工程問題，具備開發(fā)和設(shè)計滿足特定熱處理工藝需求設(shè)備的能力，以及分析和評價熱處理設(shè)備工程實踐問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神、職業(yè)理念和社會責(zé)任感。

二、熱處理設(shè)備課程發(fā)展現(xiàn)狀

該課程存在的問題表現(xiàn)為：課程目標(biāo)只簡單設(shè)置了知識目標(biāo)，沒有明確的能力目標(biāo)和育人目標(biāo)，不符合專業(yè)認證下的培養(yǎng)理念；課程內(nèi)容主要是理論知識，缺乏理論與實踐的結(jié)合，教學(xué)內(nèi)容未做到與時俱進；忽視了課程所蘊含的育人功能，專業(yè)教育與思政教育融合不夠；教學(xué)方法單一，學(xué)生參與度低，學(xué)習(xí)效果不佳；課程評價多強調(diào)終結(jié)性考試，忽視過程性考核，且難以持續(xù)改進。

三、熱處理設(shè)備課程改革措施

（一）制定教學(xué)目標(biāo)

結(jié)合課題組所在學(xué)校“區(qū)域性、應(yīng)用型、國際化”的辦學(xué)定位，依據(jù)一流專業(yè)和專業(yè)認證下的人才培養(yǎng)要求，制定了“知識、能力和素養(yǎng)相融合”的教學(xué)目標(biāo)。

一是熟知熱處理設(shè)備的基本原理，掌握不同熱處理設(shè)備的設(shè)計原理和方法，能夠運用相關(guān)知識解決熱處理設(shè)備在研究、制造和應(yīng)用過程中出現(xiàn)的復(fù)雜工程問題；二是能夠運用熱處理設(shè)備基本原理知識開發(fā)和設(shè)計滿足特定熱處理工藝需求的設(shè)備，并在設(shè)計中體現(xiàn)創(chuàng)新能力；三是熟悉熱處理設(shè)備相關(guān)的工程技術(shù)指標(biāo)和要求，能夠運用熱處理設(shè)備基本知識分析和評價工程實踐中出現(xiàn)的問題。

以上教學(xué)目標(biāo)分別支撐相應(yīng)的畢業(yè)要求指標(biāo)點，針對教學(xué)目標(biāo)制定了各自的實現(xiàn)途徑，就所對應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容設(shè)計了相應(yīng)的教學(xué)方式和考核方式，并從中挖掘出所蘊含的思政元素。

（二）梳理教學(xué)內(nèi)容

以教學(xué)內(nèi)容為出發(fā)點，立足專業(yè)認證標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)發(fā)展趨勢及相關(guān)工程實踐，對課程知識模塊、章節(jié)內(nèi)容和知識點進行梳理，將教學(xué)內(nèi)容分為熱處理設(shè)備基本知識、傳熱原理熱工基礎(chǔ)、以及熱處理爐實際應(yīng)用三個模塊。教師在授課過程中，將熱處理設(shè)備與相關(guān)工程實踐案例相結(jié)合，如在介紹真空熱處理爐時，引入典型精密零部件的真空熱處理案例，理論聯(lián)系實際。在講授新工科知識和學(xué)科發(fā)展前沿時，應(yīng)及時更新教學(xué)內(nèi)容，豐富熱處理設(shè)備發(fā)展的前沿知識，讓學(xué)生把握行業(yè)的發(fā)展形勢，實現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的與時俱進，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動力。與此同時，還應(yīng)挖掘?qū)I(yè)課程蘊含的思政元素，找準(zhǔn)切入點，將思政元素與教學(xué)內(nèi)容相結(jié)合，實現(xiàn)課程育人目標(biāo)。例如，在緒論部分，結(jié)合《熱處理行業(yè)十三五規(guī)劃》和《中國制造2025》中有關(guān)熱處理行業(yè)的規(guī)劃內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)動力，培養(yǎng)其行業(yè)社會責(zé)任感。在熱處理電阻爐設(shè)計部分，挖掘其蘊含的精益求精的工匠精神，通過對大國工匠陳行行先進事跡的介紹，鼓勵學(xué)生發(fā)揚創(chuàng)新精神，堅定理想信念，持續(xù)提升自身水平。

（三）改革教學(xué)方法

區(qū)別于傳統(tǒng)教學(xué)模式，專業(yè)認證下的教學(xué)模式以學(xué)生為中心，以學(xué)生能力培養(yǎng)為導(dǎo)向。建立OBE理念下的教學(xué)模式。首先，要改革教學(xué)方式，創(chuàng)新教學(xué)手段，科學(xué)有效地運用數(shù)字化教學(xué)資源、工程實踐案例、科研成果等教學(xué)素材，增加案例教學(xué)、項目驅(qū)動式教學(xué)、討論課堂、翻轉(zhuǎn)課堂等，做到理論聯(lián)系實踐，培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力。其次，充分利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，借助學(xué)習(xí)通平臺建立線上課程，實現(xiàn)“課內(nèi)課外+線上線下”的學(xué)習(xí)模式，師生之間實時資源共享，有效互動，營造良好的學(xué)習(xí)氛圍。教師在線上分享特色案例，拓展課程教學(xué)內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生深入思考。最后，積極發(fā)揮電子圖書館及網(wǎng)絡(luò)平臺優(yōu)勢，采取文獻查閱、論文撰寫、專題報告等形式分享見解，展開討論，提高學(xué)生的積極性。例如，在綜合傳熱教學(xué)中，一方面，介紹著名科學(xué)家在傳熱方面的發(fā)明成果，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并結(jié)合實際工程案例進行具體傳熱過程分析講解，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問題的綜合能力。另一方面，組織學(xué)生圍繞不同傳熱方式的相關(guān)知識進行分組討論，培養(yǎng)學(xué)生的團隊協(xié)作能力及思考能力。這樣的教學(xué)方式，不僅可以充分調(diào)動課堂氣氛，增強師生之間的互動交流，還能有效實現(xiàn)知識、能力和素養(yǎng)的融合互促。

（四）優(yōu)化評價方式

基于高校工程教育專業(yè)認證“成果導(dǎo)向教育”強調(diào)可持續(xù)發(fā)展的理念，該課程建立了全方位、多樣化、形成性的全過程教學(xué)考核評價體系，通過教師評價、學(xué)生評價、學(xué)校評價等多種評價，全面評價課程質(zhì)量，尤其關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的形成性評價。其中形成性評價占總成績的40%，主要包括視頻學(xué)習(xí)、作業(yè)測試、小組討論、專題論文等內(nèi)容。在課程考核中，不僅對學(xué)生專業(yè)知識的學(xué)習(xí)效果進行評價，還加入了對思政內(nèi)容的考核評價，側(cè)重對學(xué)生思維意識的培養(yǎng)和人格的完善。在課程結(jié)束后，按照專業(yè)認證要求形成課程持續(xù)改進報告，全方位、科學(xué)地評價學(xué)習(xí)效果，不斷優(yōu)化評價方式。

為適應(yīng)工程教育專業(yè)認證要求，基于OBE理念對河北科技大學(xué)金屬材料工程專業(yè)熱處理設(shè)備課程進行改革，設(shè)置了滿足專業(yè)認證要求的課程目標(biāo)；根據(jù)專業(yè)認證標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)發(fā)展和工程實踐梳理課程內(nèi)容；以學(xué)生為中心，以能力培養(yǎng)為導(dǎo)向，優(yōu)化課程教學(xué)方法；建立全方位、多樣化、形成性的考核方式。通過改革，有效支撐了課程目標(biāo)的達成，夯實了學(xué)生的專業(yè)知識基礎(chǔ)，鍛煉了學(xué)生的實踐能力，提高了學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的綜合能力，有效提升了高校人才培養(yǎng)質(zhì)量。

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責(zé)編：勉 耘

基金項目：河北科技大學(xué)課程思政示范課程“熱處理設(shè)備”（2022年）；河北省省級研究生課程思政示范課程“金屬材料理論基礎(chǔ)”（編號：YKCSZ2022087）；河北科技大學(xué)專創(chuàng)融合示范課程“材料科學(xué)基礎(chǔ)”（2021年）；河北省高等教育教學(xué)改革研究與實踐項目（編號：2021GJJG18）

作者簡介：張欣（1977— ），女，河北科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院副教授，研究方向為材料表面改性、材料腐蝕與防護；王建剛（1981— ），男，河北科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院副教授，研究方向為鎂合金材料、材料表面改性；馮志浩（1988— ），男，河北科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院副教授，研究方向為鈦合金制備與性能。