基于工程教育认证的材料类专业创新创业实践教育体系的研究

（河南科技大学材料科学与工程学院 河南·洛阳 471023）

0 引言

2016年6月2日，中国成为国际本科工程学位互认协议《华盛顿协议》的正式会员，意味着具有国际实质等效的工程教育专业认证在我国拉开帷幕。工程教育专业认证的核心教育理念：成果导向教育(Outcome Based Education)简称OBE，亦称产出导向教育。所谓的“成果”是指学生完成所有学习过程后所获得的最终结果，是深入到心灵的内化过程，不单是所需掌握的理论知识，更注重工程实践应用能力，还包括涉及职业发展的价值观或各类情感因素，是需要在工程实践中经过长期训练和广泛积累后取得的成果。本质上是创新型高素质工程技术人才的培养，工程教育国际认证的培养目标即是创新人才，应用型、复合型和技能型人才的培养要求。

河南科技大学作为一所省属普通高等工科院校，具有专业性强，专业紧密贴合工程生产，实践能力要求高。在“大众创业，万众创新”的新时代，高层次科技创新型人才是推动科技进步、社会发展最重要的力量，也是新经济发展繁荣的动力之源。构建适应战略性新兴产业发展需求的创新人才培养模式成为新工科教育的重要使命。为此，对河南科技大学材料类专业创新人才培养实践问题进行分析，探讨新时期学生创新创业能力提升机制，以期为人才创新创业能力培养提供新的思路。

1 创新创业实践教学模式的探索与实践

针对当前材料行业迅猛发展的态势，我校作为地方应用型本科院校，结合自身专业情况，以工程认证标准为基础，以学生为中心，依托各类人才培养基地，以实践环节和项目为载体，以培养学生创新创业素质和实际应用能力为主线，形成创新创业人才培养模式的基本思路。

创新创业教育体系的基本构成如图1所示。将创新创业教育与专业教育相融合。通过对专业课程体系改革和加强实践教学平台建设，从课程体系教学改革、工程基础实践平台建设和专业综合实践平台三个方面进行学生创新创业能力的培养。增强综合实践环节训练的比重，以工程基础实验项目、专业技能训练综合项目、科研实践项目、学科团队项目、学科竞赛、大学生创新创业项目、毕业论文研究和设计项目为主链，由基础到综合，在专业教育的各个环节中融入创新创业教育，首先培养学生解决各个层次复杂工程问题的能力，从而培养学生创新创业能力。

1.1 基于解决复杂工程问题能力培养的教学改革

学生解决复杂工程问题能力（工程知识、问题分析、设计／开发解决方案和研究）、通用能力（使用现代工具、个人和团队、沟通、项目管理和终身学习）和工程态度（工程与社会、环境和可持续发展、职业规范）三个方面，是对创新创业能力培养的重要核心支撑（图1）。培养学生解决各个层次复杂工程问题的能力，从而培养学生创新创业能力，是通过不同层次的课程体系的设置逐步进行的（图1）。教师的科研项目和成果是丰富生动的教学案例。“材料科学基础”课程的理论和科研成果密切相关，教师的科研成果分析都能在课程内容中找到理论支持。如，晶体、非晶与准晶的结构特征分析，晶向／晶面指数、凝固与结晶等相变理论，都能在科研分析中应用；反之，科研成果又加深了学生对基础理论的理解。材料的新理论和新技术等都能应用到教学中。在《材料科学基础》教材中也增加了很多最新的科研成果作为案例解读，培养学生创新思维。采取的教学方法有“讲授法、视频法、软件动态演示法、结构模型演示法、板书详解法、课堂边讲边练法、导入案例法、学生讲解法”等，加强复杂工程问题案例分析。在《断裂韧性》一章的讲授中，通过历史上一些著名的大型船舶、桥梁、飞行器断裂实例（如泰坦尼克号的沉没），引导学生对传统的强度理论设计失效提出质疑，引出断裂力学这门学科的出现和发展背景，引导学生在学习和实践中发现问题、探索创新的思维方式。

图1：创新创业教育体系的设计

1.2 以各类活动为平台，以老带新，培养学生的创新创业能力

将创新创业能力的培育全程贯穿于地方院校应用型本科人才培养体系之中，融入课程体系。从学生入学开始，采用“以老带新”的模式，即大二以上的学生参加大学生各类创新创业类活动，必须有大一新生参与，在共同完成的过程中，大二以上的学生将创新创业的理念和思路传递给新生。同时，学校非常重视创新创业类项目的培养和开展的组织工作，如全国大学生创新创业大赛、“互联网+”大学生创新创业大赛等赛事都设置了全程保障，有专业教师和指导团队有针对性地解决大学生创新创业过程中出现的困惑和问题，对创新性较强的项目给予一定的资金支持，积极扶助学生创新企业成长。由此经过多层次、多维度的校园培育工作，在大学早期阶段就使学生形成创新创业的基本素养，培养和锻炼学生的动手能力、解决实际问题能力、团队合作能力和职业行为能力。

1.3 以实际工程项目为载体，以学生为中心，构建新型实践教学体系

在创新创业人才培养模式的实践探索中，学校按照工程认证标准模式，结合材料类实践环节特点，构建了以学生为中心，项目为载体的新型实践教学体系。具体来说，就是依托校外实践教学基地和产教融合基地，将实践环节能力目标常态化，实现过程更加灵活。例如，在课程设计环节，不再设置单一的题目要求学生在规定时间内完成，而是结合学生在实践教学基地的实际任务，进行不同任务的工程设计，体现学生的个体性和创造性，培养学生的动手能力和团队协作能力，这种实践过程既符合实践工程需要，也锻炼了学生的能力，摒弃了原有设计题目脱离实际、多人同题、千篇一律的老做法，学生也有兴趣在一种创新的环境中去接受和学习新知识，培养解决复杂工程问题的能力。更好地提升大学生学好材料工程专业知识的积极性，培育学生的创新创业能力。

1.4 进行实践教学方法和手段改革，促使学生的创新意识和主观能动性提高。

探索多元化的实践教学方法和教学手段，结合信息技术进行“线上+线下”混合式实践教学改革，充分发挥学生在实验过程中的自主性与创造性，使实验教学实现以学生为中心，以教师为引导，体现学生在实验学习中的主体地位。比如通过网络教学平台把实验指导书，仪器设备的使用规范和操作方法，实验的安全注意事项，实验设计要求及参考设计方案等放在网上，学生进行提前预习，进行文献阅读，构思实验设计。多种教学形式的混合运用，使学生能够结合自身实际选择最为适当的学习方式，充分激发学生参与实验活动的兴趣，培养训练学生自主学习、创新学习的能力，并进一步形成进行科学研究和探索的兴趣。结合基层教学组织建设，开展教学方法研讨活动，教师及项目组成员定期研讨实践教学内容和教学方法，针对不同的实践教学环节，进行多种形式的教学探讨，提升实践教学指导教师的业务能力；聘请企业工程师作为兼职指导教师参与实践教学环节，提升实践教学的工程实践真实性；实行新生研讨课，在新生入学后就把新生分成小组，加入固定的导师团队，小组新生和老师定期见面，使新生有机会接触学术前沿问题，有机会参与教师正在进行的研究课题。培养批判性思维、信息素养的养成和合作学习，促使智力和能力的提高。

1.5 新型评价体系的构建

建立多元化的实践教学与创新创业教育的考核评价机制，建立全方位，全过程的监控，不断反馈并持续改进。以培养和提升学生的创新能力为关键点，把教师科研成果引入实践教学，通过创新性、启发性教育，实现实践教学的开放性，达到评价指标的多元化。改变以往以实验报告、实习报告核定成绩的简单方法，把学生对实验方案的设计，实验设备操作、实验结果的分析、同学之间的协作，课堂效果等统一纳入考核内容，进行综合考核，考核形式可以是实验过程、试验样品，也可以是小组答辩，最后形成实验报告。对教师建立完善的实验师资准入和退出机制，使具备良好专业素质的老师进入实验师资队伍，不合适的应退出；建立实验师资的业务能力提升机制，使实验教师不断学习，拓宽知识面，能够较快地适应日益发展的新技术新设备。

2 结语

工程教育认证、新工科与一流本科专业建设的培养目标都是创新人才和复合技能型人才的培养。大学生创新创业教育和创新创业能力是通过课程教学体系尤其是实践教学平台的发展而进行培养的。通过对课程改革和加强实践教学平台建设，从课程教学改革、工程基础实践平台建设和专业综合实践平台等多个方面，由基础到综合，逐步培养解决不同层次的复杂工程问题的能力，提高学生创新创业能力。经过持续的探索与实践，学生解决复杂工程问题的能力和创新创业能力明显增强，我校金属材料、材料成型与控制专业在2018年通过中国工程教育认证，无机非金属材料专业在2020年通过工程教育认证。近两年我校材料类获得“互联网+”国赛铜奖4项，省赛一等奖16项，二等奖10项，三等奖3项；“挑战杯”获省赛一等奖1项，二等奖1项，三等奖2项。“创青春”参加国赛决赛1项（银奖）。