工程教育专业认证背景下材料科学与工程专业人才培养模式改革与探索

赵毅 梅迎军 黄维蓉

[摘 要]工程教育专业认证已成为提升中国工程教育质量的重要手段和推动建设一流本科专业的重要举措。以以学生为中心、产出导向和持续改进作为核心理念的工程教育认证标准对工程专业人才培养提出了新要求。本研究以重庆交通大学材料科学与工程专业为例，对接工程教育认证标准，从人才培养目标、学生学习指导模式、毕业要求、课程体系建设、持续改进机制、师资队伍建设等六个方面探索人才培养模式改革的路径，对完善本专业人才培养模式和加强学科建设具有重要的意义。

[关键词]工程教育专业认证;材料科学与工程专业;人才培养模式;教学改革

[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2020）11-0039-04

随着中国特色社会主义进入新时代，高等教育正从大规模高速度扩张向高质量内涵式发展转变。目前，工程教育专业认证已成为提升中国工程教育质量的重要手段和推动建设一流本科专业的重要举措[1]。高等工程教育专业认证制度发端于美国，2006年中国教育部开始组织试点开展工程教育专业认证工作。经过10年的发展，2016年中国正式加入国际工程教育《华盛顿协议》组织，标志着中国高等工程教育质量认证体系实现了国际实质等效，标志着中国产出的工程师具有国际互认的竞争资格，相当于中国高等教育培养的毕业生拿到了进入国际就业市场的 “通行证”[2-3]。工程教育专业认证标准的核心理念主要包括以学生为中心的教育理念、产出导向的教育体系和持续改进的质量观三个方面，以学生的培养目标和毕业要求的达成指导教师日常教学活动，学生的表现是工程教育成功与否的焦点[4]。

材料科学与工程是一个涉及材料学、工程学和化学等方面的较宽口径专业，属于工学学科门类之中的一级学科。截至2019年初，中国40余所高校材料科学与工程专业通过工程教育专业认证，大大提高了中国材料工程教育的国际影响力和竞争力。材料类专业是专业布点数最多的工科专业之一，材料类专业人才培养质量对于中国工程教育的整体质量具有决定性影响。材料科学与工程专业是重庆交通大学“十三五”期间重点建设学科，是学校“交通+材料”重点新兴交叉培育学科和重点专业特色提升学科。重庆交通大学以材料科学与工程专业认证工作作为材料类专业发展的突破口，全面深化工程教育改革和专业内涵建设，构建科学合理的材料科学与工程专业新工科创新人才培养模式，适应国家重大发展战略以及区域产业和经济社会发展需要。鉴于此，课题组将结合重庆交通大学材料科学与工程专业人才培养现状，围绕工程教育专业认证标准，从培养目标、教学模式、毕业要求、课程体系、持续改进、师资队伍等方面开展人才培养模式改革与探索研究，以期为相关高校材料类专业人才培养模式改革提供参考。

一、我校材料科学与工程专业介绍

重庆交通大学材料科学与工程专业发展历史可追溯到1951年建校时成立的建材教研室，服务川藏公路建设;2000年，本专业获批材料学硕士授权点;2001年，本专业开始招收本科学生;本专业是重庆市重点学科、重庆市特色专业建设点、重庆市“三特行动计划”特色专业及特色学科专业群;2015年，材料科学与工程学院成立;2018年本专业获得重庆市首批“一流专业”称号。材料科学与工程专业紧密结合交通、土建基础设施建设与维护的人才需求，“立足交通、服务西部、辐射全国”，是西南地区唯一以培养交通土建材料人才为主的专业。本专业已有60余年历史，形成了学科基础扎实、教学科研平台优势突出、产学研融合的“材料+交通”多学科交叉的人才培养特色。

目前，材料科学与工程专业在校生600余人。2016年，学校对材料类专业实行大类招生;2018年起，本专业生源地拓展到20个省市。本专业生源主要以重庆市为主，约占55%～66%，这与学校立足西南经济发展需求的定位相符。2016～2018年毕业生一次就业率均达到95%以上，升学率达20%左右。

二、材料科學与工程专业人才培养模式改革思路

围绕“材料+交通”的新工科学科专业，以工程技术人才培养为导向，将人才培养模式优化为“基础培养+工程培养+综合培养+创新培养+国际化培养”的五级基本架构，着重建立和完善以工程能力和创新能力培养为核心的实践教学体系，着重建立和完善工程培养和综合培养相结合的教学方式，既要培养学生专业业务能力和工程素养，还要培养学生具有一定的组织管理能力、表达能力和人际交往能力以及团队合作能力，强调职业道德和安全与环保意识等综合素质。

（一）人才培养目标要与社会经济发展、学校定位紧密结合

从行业、社会经济发展需求和学校“交通+”学科专业发展目标要求出发，确立了以交通与土木建筑材料研究与应用为特色的高素质应用型人才培养为目标，综合考虑本专业毕业生在毕业后5年左右能够达到的职业和专业成就，以工程教育专业认证标准引领设计人才培养方案的思路。一是对照《工程教育认证标准解读及使用指南（2018版）》要求，修订培养目标，重组课程体系，深化课堂改革，健全评价机制，完善条件保障，着力建立持续改进机制。二是根据专业定位，深入东南大学、同济大学、长安大学、石家庄铁道大学等国内知名院校广泛调研，分析了在课程设置、办学定位等方面的区别，更加清晰地明确了我校材料专业以交通土建材料为主的培养特色。同时，结合我校“以工为主、多学科协调发展，特色鲜明、优势突出”的办学定位，本专业针对交通土建材料复杂工程问题开展人才培养，是典型的工科专业，与土木工程、交通运输工程、管理工程等优势学科交叉融合发展，交通特色鲜明，办学历史长，资源充足。三是专业人才定位与我校人才定位一致。我校的人才定位是“培养基础知识扎实，适应能力强，富有创新精神、实践能力和社会责任感的高素质复合型人才”。本专业的人才培养定位为“适应能力、实践能力和终身学习能力强，富有社会责任感、职业道德和创新精神的高素质工程技术人才”。专业人才培养定位与学校人才培养定位是一致的。四是根据毕业要求和服务面向，深入行业、企业调研，参照职业资格标准，分析行业、企业用人需求，确立了土木工程材料和材料工程检测技术两个培养方向。本专业学生毕业后能够研究、分析和解决材料领域较复杂的工程问题，能够胜任交通与土木建筑工程有关的材料设计与研发、工程应用、质量检测、技术管理等工作，以更好地服务交通运输行业和地方经济社会发展。

（二）以学生为中心的全过程学习指导模式改革

传统的传授式学生培养是以教材为中心、教师为中心、教室为中心，导致学生学习积极性不高，学习主动性较差、学习质量评价欠科学。以学生为中心是工程教育专业认证的核心理念，强调以学生发展为中心、以学生学习为中心、以学生效果为中心，强调在整个人才培养过程中学生的主体性和全过程性，从关注生源、入校学习到就业发展全程跟踪指导，贯穿学生从入口—出口的全过程[5]。以学生为中心，就要考虑学生作为个体“人”的发展需要，激发学生的个人潜能，进而贡献社会。以学生为中心，要让学生充分了解本专业的培养目标、课程体系和毕业要求等，要让学生知晓毕业时应具备的知识、能力和素质，了解实现毕业要求的路径，了解课程学习与实现毕业要求的关系，充分调动学生学习的主动性和自觉性。本专业建立了学生思想跟踪机制、“2+2”学业与专业相结合的学习指导导师制、学业帮扶机制、学籍警示机制，专业教师在学生学习指导中发挥主力作用，开展学生学习指导、职业规划、就业指导、心理辅导等，选拔学生尽早融入教师科研项目，培养学生的创新能力和工程素养。以学生为中心，就要实现以教师为中心的教学模式向以学生为中心的教学模式的转变。以学生为中心的教学模式，强调学生是学习的主体，要充分发挥学生学习的自主性、能动性和创造性，教师在教学过程中贵在参与、贵在指引，强调学生的创新能力和工程能力的培养，从学生毕业适应社会发展需要和个人职业发展规划出发，打牢知识基础，发展创新能力，提升工程素养。以学生为中心的教学模式对教师无论在教学水平、业务素养，还是创新能力等方面均提出了更高的要求，更加强调知行合一，课堂与课外、理论与实践相结合，要让工程实际案例、科研项目进入课堂，以解决实际问题为目标，以学生能力培养为导向。以学生为中心的教学模式改革要充分利用现代信息化教学技术，充分调动学生学习的积极性。多媒体图、文、音、像、影并茂的特点能够创造出更好的教学环境，是当前一种有效的现代教学手段。雨课堂、超星智慧课堂等智慧辅助教学工具的运用，增强了师生互动交流，覆盖了课前—课上—课后的每一个教学环节，提高了学生学习兴趣。

（三）以产出导向为目标进行人才培养模式改革

《工程教育认证标准解读及使用指南（2018版）》规定了“12条能力要素”，围绕“学生能做什么？学生该做什么？学生会做什么？”展开，体现解决“复杂工程问题”的能力，支撑专业培养目标，体现本专业特色[6]。深化工程教育认证理念，必须牢固坚持立德树人这一人才培养的根本要求。立德樹人是中国高等教育改革发展的本质要求。立德树人的重点是以德为先、能力为重，要将思想政治工作贯穿教育教学全过程，实现全程育人、全方位育人，要将课程思政全覆盖，真正做到各类各门课程与思政课程相结合协同育人[7]。将“两路”精神融入思政课程，推进课程思政和专业思政，建立 “三全”育人体系。培养学生解决复杂工程问题的能力是工程教育专业认证毕业要求的重要标准，也是高校培养高素质工程技术人才的关键内容。为了支撑毕业要求的达成，本专业开展了产学研融合的人才培养模式改革，制订了“1.5+2+0.5”的大类招生、专业模块、校企联合人才培养方案，构建了“通识教育、学科教育、专业教育、第二课堂”课程体系，模块化设置了素质拓展、专业拓展、前沿微型、创新创业课程。加强国家级、省部级和校外实践教学平台建设，创新实践教学模式，支持本科生参与科研活动，早进课题、早进实验室、早进团队，将企业技术需求引入毕业论文（设计）。结合行业发展、区域需求、专业特色，依托交通土建工程材料国家地方联合工程实验室、道路与桥梁国家级实验教学示范中心、国家级校外实习基地国家山区公路工程技术研究中心、重庆市智翔铺道技术工程有限公司等校企资源，构建产学研一体化的工程实践平台，着力以毕业要求为准绳综合提升人才培养质量。

（四）对支撑毕业要求的课程体系进行建设

课程体系是支撑毕业要求的达成的灵魂，合理与否直接影响人才培养的质量[8]。结合企业、行业、教学反馈意见，依据专业培养目标及培养要求，以工程教育认证标准规定的12条毕业要求为准则，建立支撑毕业要求的课程体系，形成课程体系与毕业要求的关联度矩阵。本专业课程体系包括通识教育课程、学科教育课程、专业教育课程和第二课堂等环节，各环节按照逐步、关联、推进的方式进行。本专业课程体系设置中，强调数学与物理、化学等自然科学类课程的重要性，确保学生能够应用数学与自然科学的基本原理，解决材料科学与工程领域的复杂工程问题;强化工程基础类和材料专业类课程的教学，通过工程基础类课程、材料专业基础类课程以及土木工程材料、材料与工程检测技术模块专业课程综合培养学生解决复杂工程问题的专业能力;通过实习、实训、毕业设计（论文）、参与工程项目等方式培养学生的动手、创新能力，锻炼理论知识工程应用能力;通过人文与社会科学类通识教育课程的开设，培养学生在从事材料科学研究领域及工程实践时拥有所需的理想信念、语言、经济、环境、法律、伦理等基本知识，服务于社会。本专业以材料科学基础、胶凝材料及制备工艺、水泥混凝土及制备技术、沥青及沥青混合料、材料检测技术作为专业核心课程。专业课程按方向划分为两个课程模块：土木工程材料模块和材料与工程检测技术模块，学生可根据自身的兴趣和特点选择一个专业方向进行学习。专业通过细化课程目标，建立课程学习目标与毕业要求指标点的对应关系。课程体系的每门课程对毕业能力的达成要有明确的贡献。教师要明确教学策略，强调学生的学习成果，而不是教师的教学内容，要改变传统的填鸭式教学方法，建立开放的、启发的、研究的课堂教学模式。围绕课程目标，设计学习任务，通过作业、案例分析、课程设计、实验＼调研报告、期末考试等多种考核方式，开展课程达成度评价，反映课程目标要求的达成情况。聚合优质资源，实施全员参与，打造线上“金课”、线下“金课”、线上线下混合式“金课”和社会实践“金课”，推动“智慧课堂”变革，提高人才培养能力，合理运用现代信息技术手段，做好虚拟仿真实验实训项目建设，开辟“智能+教育”新途径。

（五）以持续改进理念推进教育质量文化建设

持续改进是工程教育专业认证的核心理念之一，贯穿学生学习过程、培养方案制订、师资队伍建设、支持条件保障等方面[9-10]。一是建立健全教学过程质量监控机制。重庆交通大学高度重视教学管理机制的建设，现已形成较为完善的校—院—系三级教学管理机制，各级教学管理的机构职能明确，相互补充。学校围绕畢业要求建立了详细的教学质量评价标准，针对课程教学大纲的编制与修订、课程设计教学、毕业设计（论文）等重要的教学环节，制订了相关文件。主要依据学生座谈记录、学生考核结果、毕业设计（论文）等反映学生学习效果的材料，并结合听课记录、学生评教结果等内容，对主要教学环节的质量进行评价考核和持续改进。教学过程质量监控机制包括校内和校外监控。校内监控建立了以“七评七导”为主线、面向教学过程的质量监控体系，对学校的教学质量进行系统化评估。其中“七评”包括专业评估、毕业实习评估、毕业设计评估、试卷评估、教材评估、实验室评估和教学单位评估;“七导”包括教学方法、教师成长、学生学习、课程建设、专业建设、教学管理和教学改革督导。“七评七导”既相对独立，又相互联系，相辅相成。校外教学效果评价主要包括毕业生本人、用人单位、第三方机构等。课程教学质量评价是教学质量评价的核心和重点，学校、学院和课程教学团队都把课程教学质量评价放在重中之重的位置，建立了完整的课程教学质量评价体系，包括学生评价、校纪教风学风督导、专家随堂听课、教学研讨、试卷分析、课程建设、年终考评等。实践教学主要包括实验教学和实习两个环节。实验教学按课程教学任务进行安排，对教学过程和环节的质量反馈按课程教学质量反馈机制进行，包括学生网评、成绩分析等。一是建立了毕业要求达成情况评价机制，对本专业本科毕业生的各门课程考试、考核材料，包括考试、测验、作业、实验（实习、设计）报告、读书报告、论文以及校内外问卷调查及跟踪反馈资料等，根据毕业要求达成度评价原理开展评价。二是建立了毕业生跟踪和社会评价机制。毕业生跟踪和社会评价机制是材料科学与工程专业持续改进之校外循环的主要手段，包括毕业生跟踪、用人单位评价和第三方机构评价。本专业持续改进机制如图1所示。

（六）以工程教育认证标准加强师资队伍建设

工程教育专业认证标准对师资队伍的数量与结构、师资水平、教学投入和教学责任提出了明确要求[11]。教师数量和师资结构满足各类教学活动需求，企业兼职教师实质性参与教学活动。专任教师的专业背景和工程背景需满足教学需要，指导投入需满足学生培养要求。这就需要建立一支教育观念新、师德高、教学水平高、业务能力强、具有开拓创新精神、结构合理、专兼职结合、有丰富实际工作能力的“双师型”教师队伍和教学骨干。师资队伍建设的主要举措有：（1）坚持立德树人，落实“以本为本、四个回归”，引领教师发展。师德为先，学校实施师德一票否决和同行专家评议制度，执行德、能、勤、绩的综合评价标准;切实巩固人才培养中心地位，引导学生求真学问、练真本领;促进专业知识教育与思想政治教育相结合，做到课程门门有思政，教师人人讲育人。人才培养的质量和效果是检验高校一切工作的根本标准。（2）引培并举，提升师资水平。引进海内外优秀博士、知名教授和领军人才，聘请工程技术专家进课堂;通过校内培训与“传帮带”、境内外访学、企事业挂职等方式，提升教师教育教学能力;通过“引进+培养+聘用”的方式，以引进高层次领军人才、促进青年骨干教师成长、聘用企业优秀工程技术专家为重点任务，建立一支教学科研能力强、结构合理、工程实践经验丰富的高素质一流师资。（3）以本为本，健全基层教学组织。设立土木工程材料、材料与工程检测技术课程组和实验室，形成系—课程组—课程负责人分级负责的基层教学组织，围绕专业核心课程，以优秀教师为带头人，打造教学团队，全面落实“教授给本科生上课”制度。

三、结束语

依托学科专业优势，以工程教育专业认证“以学生为中心、产出导向、持续改进”三大核心理念推进材料科学与工程专业人才培养模式改革，不断提高人才培养质量，打造具有“材料+交通”特色的国内一流本科专业。材料科学与工程专业培养目标明确合理，毕业要求导向清晰，课程体系基于学习产出的教育模式（OBE）设置，教学活动以学生能力达成为目标，考核评价以课程考核、社会评价和毕业生评价三方为主，并有针对性地推进与持续改进。工程教育专业认证是学校创建一流本科教育的切入点，通过专业认证将实现该专业所培养的学生达到“华盛顿协议”的学历国际互认资格，进一步助推人才培养的工程能力和国际视野。

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[责任编辑：钟 岚]