面向专业认证的特色型机械专业工程教育质量保障机制

张开升　张保成　李艳　王强

摘要：我国于2016年6月成为《华盛顿协议》的正式会员，为我国工程教育带来了新的机遇与挑战，国内许多高校加入了工程教育专业认证的行列。质量保障机制不仅是专业认证的基本要求，更是学生培养质量及教育水平的重要基础。我国许多高校机械专业具有较强的行业背景与特色，建立与之相适应的质量保障机制是进行专业认证的首要工作。本文以中国海洋大学的海洋特色鲜明的机械专业为例，说明建立特色型机械专业工程教育质量保障机制的方法与必要性。首先确立适应当前社会及地方经济发展需求的具有海洋知识背景的机械人才培养目标，确定具有海洋特色的学生能力要求；据此制定专业培养方案和课程体系，根据课程对能力要求的支撑，设计课程的教学大纲，在大纲中体现对能力支撑的达成度评价方法、持续改进措施等内容。同时建立包含管理团队、教师教学团队、用人单位及学生联合监督管理、持续改进的质量保障机制，保证在课程学习、工程实践、创新创业等教学环节体现海洋特色，并要通过持续改进来提升我专业的工程教育质量。本文提出的工程教育专业认证的质量保障机制在该专业运行良好，对特色型专业的工程教育认证具有借鉴意义。

关键词：认证；特色型机械专业；工程教育；质量保障机制；持续改进

中图分类号：G649 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）30-0001-05

2016年6月，中国正式加入《华盛顿协议》，成为第18个会员国。这标志着我国高等教育对外开放向前迈出了一大步，我国工程教育质量标准实现了国际实质等效，工程教育质量保障体系得到了国际认可，工程教育质量达到了国际标准，中国高等教育真正成了国际规则的制定者，实现从国际高等教育发展趋势的跟随者向领跑者转变。《华盛顿协议》对毕业生提出的12条素质要求中，不仅要求工程知识、工程能力，还强调通用能力和品德伦理，主要包括沟通、团队合作等方面的能力，以及社会责任感、工程伦理等方面的内容。我国传统的工程教育更加注重毕业生的工程知识和技术能力，对于沟通、团队合作、工程伦理等方面重视不够。因此，各个专业要通过认证，需在各个培养环节满足《华盛顿协议》的要求[1]。我国许多高校的机械专业具有鲜明的行业背景与特色，如吉林大学机械专业的汽车特色，北京航空航天大学机械专业的航空航天背景等。中国海洋大学是国家“985工程”和“211工程”重点建设高校之一，该校的机械设计制造及其自动化专业自1983年开始招生，经过30余年的发展，逐渐形成了鲜明的海洋特色，并于2011年入选教育部“卓越工程师培养计划”专业。为了保障特色型专业的教育与国际工程教育接轨，本文以该校海洋特色鲜明的机械专业为例来说明建立行之有效的工程教育专业认证质量保障机制的方法，该机制也势在必行。

一、科学定位专业培养目标

高等工程教育专业认证是为了构建我国高等工程教育质量监控体系，提高高等工程专业教学质量，使经过高等工程教育培养出的工程师达到国际互认而进行的教学质量评估工作[2]。高等工程教育专业认证应明确工程教育专业人才培养目标，体现不同院校工程专业的特色。工程教育的培养目标主要是培养工程师，包括不同层次和不同类型，每类工程师的培养目标还可以进一步分解为知识、能力和价值观三个维度[3]。更为重要的是，专业的培养目标要适应当前及未来一段时期国家及地方社会经济发展的需要，并要符合学校的定位，在此基础上制定专业的培养目标。该机械专业的培养目标：旨在为国家和地方培养具有良好的人文和科学素养、社会责任感、创新意识和实践能力，具备机械设计原理与方法、机械制造工程原理与技术、机械系统中的传动与控制、计算机应用技术等基础知识及应用能力，同时具有海洋相关知识背景，能够在机械设计制造及自动化领域从事设计制造、科技开发、应用研究和企业运营管理等方面工作的高级工程技术人才。具体包括：（1）德、智、体全面发展，具有卓越的个人与职业能力、优秀的专业素养以及社会责任感；（2）具备在复杂工程与社会背景条件下应用与专业相关及海洋学科知识进行分析、设计与创新的能力；（3）能在多学科、多文化团队中有效地沟通、交流与协作；（4）适应社会发展，具备创业精神和创业能力；（5）针对社会发展和技术进步对机电系统提出的新要求，能够通过学习和自我提升不断更新知识结构、丰富解决复杂机械工程问题的能力。该目标不仅明确了专业培养人才的知识、能力、技能及素养，更突出了海洋特色。

二、合理制定毕业生能力要求及课程体系

专业认证对毕业生有12条详细的能力要求，是专业培养目标的细化。但每个认证专业不能照搬这些要求，而应根据各自条件、背景的不同，制定可考核的能力要求[4]。该专业将这12条能力要求分为四大类：知识、能力、技能和素养。

1.掌握数学、自然科学、工程基础、机械专业知识和海洋相关基础知识，并可将上述知识用于解决复杂机械工程问题。

2.具有针对复杂工程问题进行分析、开发解决方案及研究的能力。

3.掌握使用现代工具、独立担当与团队协作、交流与沟通和项目管理的技能。

4.具有适应工程与社会发展的基本素养。并将每类能力要求细化为可以考核的指标点（此处略），为课程体系的制定提供依据。

课程体系是专业培养质量的重要保障，在以往的培養方案制定过程中，通常是根据教师的能力及经验开设课程、撰写教学大纲，课程之间的关联性差，更无法保证对毕业生能力及培养目标的支撑。现在是自上而下的设计，如图1所示，逐层分解，根据课程对能力的支撑矩阵来开设课程，如图2所示，从而保证课程体系对培养目标及能力要求的支撑，也能避免课程之间的脱节或内容重复。

根据课程性质，全部课程分为公共基础、通识教育和专业知识三大类，该专业的课程体系图表1所示。并根据毕业生能力的要求，确定画法几何与机械制图（含工程图学综合训练）、理论力学、材料力学、机械原理（含课程设计）、机械设计（含课程设计）、电工电子学（含实验、实习）、工程材料及成型技术、机械制造工艺学（含课程设计）、工程测试技术、机电系统计算机控制、专业综合训练I、II、金工实习、毕业设计共13门核心课程。这些核心课程不可用其他同名（类）课程替代，保证了该专业的毕业生基本具备了所有的能力要求，基本满足了培养目标的需要。并根据该专业的实际条件、研究基础及科技发展趋势，开设了海洋工程装备技术、海洋可再生能源利用技术、水下机器人技术共3门海洋特色课程，保证学生掌握相关的海洋知识。但该专业的海洋特色绝非仅通过这3门课程来体现，而是贯串于多个实践类课程及实践创新活动，使学生将机械知识应用于海洋环境时充分结合海洋腐蚀与防护、流体力学、环境保护、生态文明等多方面因素，从而凸显该专业的海洋特色。另外，在该专业的培养方案制定过程中，充分考虑了兄弟院校、教学指导委员会及代表性企业的专家意见，并召开了专门的培养方案论证会，保证了其科学性及实用性。

三、科学制定教学大纲

1.确定课程知识点。教学大纲是课程各教学环节的标准，是开展所有教学活动的准绳。该专业开设的所有课程根据性质及逻辑关系，分为机械基础课程群、机械设计课程群、机械制造课程群、机电测控课程群、综合特色课程群、实践课程群共7类课程群，所有课程教学大纲需根据图2所示的能力支撑矩阵规定该课程知识点，并在课程群内进行论证，避免知识的脱节及重复。其中知识点的确定打破教材的限制，而是根据具体的能力支撑进行明确，并在工程材料、机械设计（含课程设计）、机械制造工艺学（含课程设计）、专业综合训练等专业课程中，始终贯串海洋条件的应用，从而保障该专业自始至终凸显海洋特色，培养学生具有在海洋背景下应用专业知识解决问题的能力。

2.确定课程知识点的要求及考核方式。美国的阿肯色大学对知识学习成果分为6个层次[5]，如图3所示。我国现在接受高等教育的学生对知识的掌握一般仅限于最下端的两级，甚至是最下端的一级。究其原因，有学生对自己要求不高的原因，但另一方面的原因是教师对各类知识的要求就是图3中最下端的两级，主要体现在授课过程及考试内容上，学生只需记忆和理解就能考出好成绩。且不同的教师对课程知识的理解与要求会不尽相同，这必然会导致学生的知识与能力的培养无法达到认证的要求。要规范教师的授课内容，需规范课程教学大纲的内容，在教学大纲中应确定对每一知识点的教学要求，而非过去对各个知识点，甚至是教材章节的罗列。在以往有些课程教学大纲中标注了某一知识点应掌握的程度，但没有细化到图3所示的程度，可操作性不强。该专业课程教学大纲均根据图2所示的能力支撑矩阵对知识点或知识模块提出图3所示的掌握要求。在教学大纲中还应明确知识掌握程度的考核方式，比如考查、考试、报告、实验等，同一门课不同的知识点或知识模块可采用不同的考核方式，明确每种考核方式的评判标准，如此方能保证学生具有专业认证要求的知识、能力和素养。

3.课程对能力支撑达成度的评价方法及持续改进。每门课程是否对毕业生能力起到了相应的支撑作用，需有合理方法加以评价，即达成度评价。通过评价，可以发现教学环节中不合理的问题，经过持续改进可以保证学习成果的达成。因此，在教学大纲中应明确对每一知识点及该门课程的达成度评价依据及方法，评价依据可包括平时作业、实验报告、论文、测验、试卷等，评价方法应具体可操作、可量化。如某考试课程中某分目标的达成度可用下式计算。

课程分目标达成度=■ （1）

课程总目标的达成度可用下式计算。不同类型的课程及目标可采用不同的达成度评价方法，对于非考试课程，均可采用类似的评价方法。

课程总目标达成度=■ （2）

课程目标达成度将作为课程持续改进的重要依据，对达成度值进行深入分析，找出成因，采用相应的措施持续改进教学内容、教学方法及考核方式，从而形成课程持续改进的机制。参与专业认证的根本目的在于促进该专业工程教育的国际互认，提升专业的国际竞争力[6]。因此，只有通过持续改进才能适应不断变化的社会经济对人才的需求，才能适应日新月异的技术发展对教学环节带来的新课题。

四、建立健全质量保障机制

建立管理团队、教师教学团队、用人单位及学生联合监督管理的保障机制，健全校、院、系、用人单位一体的质量保障体系，保证在课程学习、工程实践、创新创业等教学环节体现海洋特色，以通过持续改进来提升我专业的工程教育质量。

1.组建合理的教学管理团队。在学校教学督导团队的基础上，组建更具体的教学质量管理团队，由教学副院长、机电工程系正副主任、机械专业教研室主任及部分骨干教师组成，主要负责制定该专业的培养方案、教学管理文件；及审核各门课的教学大纲、试卷批改、实验报告批改、实践创新指导、海洋特色在各环节的落实、持续改进措施的落实等各教学环节，从而保证本专业的教育教学及人才培养质量不断提升。

2.搭建教师教学团队。该专业开设的所有课程根据性质及逻辑关系，分为机械基础课程群、机械设计课程群、机械制造课程群、机电测控课程群、综合特色课程群、实践课程群共7类课程群，相应地将任课教师分为7个教学团队，每个教学团队均由资深教师作为负责人。教学团队定期进行教学研讨，共同确定本团队内课程的内容、授课形式、考核方式、达成度评价方法及持续改进措施等内容，从而保障教学的科学性，也能保障各教学环节体现该专业的海洋特色。同时，各教学团队定期选派教师去合作企业学习锻炼，提升教师自身的工程实践能力，从而促进该专业工程教育质量的提升。

3.用人单位及学生联合监督管理。工程教育专业认证的根本目的在于提高毕业生的质量，因此让用人单位及学生联合监督管理教学活动，更能有效地发现不足，高效地提升教育质量。每学期均向学生发放调查问卷，调查各开设课程与创新实践环节中的内容、教师教学、考核方式、软硬件等是否合理、是否体现海洋特色、有何意见及建议等。每年向有代表性的用人单位发放调查问卷，调查毕业生的知识、能力、技能及素养是否能满足企业需求、与兄弟院校毕业生之间的优势与不足、是否体现了海洋特色、有何意见与建议等。

4.持续改进机制。除课程教学的持续改进外，更为重要的是包括培养目标、培养方案、教学大纲、教学模式等在内的整个教学环节的持续改进，这个改进则需要更多科学的依据。对此，我专业制定了毕业生能力评价方法、用人单位评价方法、专业发展趋势及社会长远需求分析方法，根据专业发展趋势及社会长远需求，结合毕业生能力评价结果及用人单位评价适时合理调整专业培养目标、培养方案及教学大纲，从而形成了一套完善的持续改进机制，如图4所示。

在持续改进机制中，培养目标、毕业生能力要求、课程体系以及课程教学环节均需定期进行达成评价，除课程教学按周期进行外，其余各项均按学年进行评价。评价的结果用于各项分析，从而给出持续改进措施。但每项的改进不是随时改进的，为了既保证教学体系的稳定性，又避免某一问题的偶发性因素。因此，课程教学的持续改进按教学周期进行，课程体系每四年改进一次，毕业生能力要求六至八年改进一次，而培养目标则十至十五年改进一次。在持续改进过程中，应做到真正“改进”，而不仅仅是“改变”。在达成评价时，除评价各项的目标外，还重点评价各环节海洋特色的体现。

五、结语

工程教育专业认证的核心是学生培养，而该机械专业具有鲜明的海洋特色，通过科学制定培养目标、毕业生能力要求，从而确定合理的课程体系及教学大纲，并建立健全质量保障机制，为持续改进提供依据，为人才培养提供保障。本文提出的工程教育专业认证的质量保障机制在该专业运行良好，对特色型专业的工程教育认证具有借鉴意义。

参考文献：

[1]贾弦.与国家工程教育专业认证相适应的质量保证机制研究——以交通运输工程专业的实践教学为例[J].教育教学论坛，2016，（29）：8-10.

[2]伍君勇，朱平华.工程教育专业认证视角下土木工程专业生产实习教学改革探讨-以常州大学为例[J].大学教育，2015，（10）：150-152.

[3]孟凡芹，朱泓，吴旭东，李志义.面向“新工业革命”工程教育人才培養质量标准体系构建策略[J].高等工程教育研究，2015，（5）：15-20.

[4]王云儿.美国高等教育认证制度发展新趋势探析与启示[J].中国高教研究，2011，（2）：45-48.

[5]https：//tips.uark.edu/[EB/OL].2016-03-20.

[6]王勇，李剑峰，赵军，等.以开展专业认证为契机大力提升工程教育质量[J].中国高等教育，2009，（2）：27-28.