面向工程实践能力培养的专业课程体系构建与内涵建设

陈英华，李海生，陈聚凯，沈利民，段晨龙，闫小康

（中国矿业大学 化工学院，江苏徐州 221116）

工程实践能力培养是工科院校毕业生综合评价的重要指标。面向《中国制造2025》[1]，行业发展需要工程实践能力突出的人才。我国工程教育规模逐年增大，已实现工程教育和工程师资格的国际互认，人才培养的工程实践创新能力不断提升[2]。工程教育认证标准对高校教师的工程实践能力也提出了具体要求，从提高教师工程实践能力出发，探索创新能力突出的工程实践人才培养路径，提升学生的实践创新能力，服务高素质工程人才培养，具有重要意 义[3]。

需要建立完备的课程教学体系，实现高质高效的教学。高校面向工程实践能力培养，改革课程教学体系，取得了一定的成效。刘长风等提出了构建全新的“12345X”六位一体的专业实践教学体系，实现学生创新创业能力的提升[4]；孟李晨等构建了电子信息课程教学实践体系，将多类教学内容进行了融合，有助于培养学生的工程实践能力[5]；张聚涛等认为机械创新大赛可以提高机械类学生的创新和实践能力[6]；张立俊等构建了“机制+平台+培训”的模式，提高教师的工程实践创新能力，服务创新人才培养[7]；徐嵩等在工程教育专业认证背景下，开展了专业工程实习教学改革，对学生创新能力培养具有重要意义[8]。可以看出，建立具有一定特色的实践教学体系，采用创新设计或创新大赛等多样化的教学形式，有助于提升学生工程实践创新能力。

中国矿业大学过程装备与控制工程专业已通过工程教育专业认证，专业人才培养质量明显提升[9-10]。作为已通过认证的专业，如何开展培养方案修订和课程体系构建工作，成为人才培养的重要课题[11-12]。结合目前专业培养方案实施情况，本文以过程装备与控制工程专业为例，以工程实践能力培养为核心，总结专业在本科培养课程体系优化与内涵提升方面的经验，对培养工科学生的创新实践能力有一定的借鉴意义[13-14]。明确工程实践能力培养目标，在完成课程体系初步设计后，将优化重构、知识结构调整落实到具体课程中，构建多样化、个性化的素质拓展渠道和拓展课程组，开展教学质量标准的制定和考核评价体系的构建。在此基础上，从多方面探索核心课程内涵建设与质量提升的具体操作方法，为专业课程体系建设和内涵提升提供可行样板，为培养学生工程实践能力提供了有价值的参考。

1 课程体系改革的必要性

课程体系是专业人才培养方案的主要组成部分，能够充分体现专业人才培养的主题思路和专业知识领域的涵盖范围，凸显专业人才培养特色。定期按照计划开展人才培养方案修订工作，对专业课程体系进行改革，其必要性主要体现在以下几个方面：

（1）推动三级认证模式下认证专业持续改进的需要。

当前，教育部为了保障高校本科专业教学质量，已推行三级认证工作。认证持续改进已成为专业建设的重要内容之一，可以为后续再次认证奠定基础，服务创新人才培养。定期开展人才培养方案修订，积极推进课程体系教学改革，可实现新课程体系对培养目标和毕业要求的强有力支撑，不断推动专业人才培养质量提升。认证专业持续改进是课程体系改革的主要推动力。

（2）探索建设国家级一流专业的需要。

作为国家一流专业建设的重要内容，课程建设及教育教学研究与改革对推动专业人才培养质量提升具有重要意义。以工程实践能力培养为目标，构建新的专业课程体系和知识体系，加强教材和数字化资源建设，可以形成专业人才培养的主体思路，能够凸显学科专业特色，推动国家一流专业建设。

（3）大类招生背景下专业人才培养调整的需要。

由于推进大类招生工作的需要，专业培养方案需要进行调整和优化。综合考虑大类招生专业的差异性，从专业分流的实际出发，合理制定通识课程体系、基础课程体系，与后续专业课程体系无缝对接和有机结合，能够为学生提供正确的专业引导，对确保专业教学延续性具有重要意义。

2 课程体系构建思路

2.1 基于OBE 理念的全流程反向设计

工程教育认证OBE 理念坚持以学生为中心、成果导向和持续改进，课程体系可以采用全流程反向设计方法。首先，结合专业办学定位和行业发展需要，制定专业人才培养目标，这是学生毕业五年左右可以实现的目标。依据过程装备与控制工程专业的特点，人才培养可以按照“工艺+装备+控制+成套”的四大主干路线进行。其次，将培养目标逐层分解，制定与培养目标相对应的学生毕业要求，明确提出学生毕业时应储备的知识和具备的能力。再次，为了实现毕业要求，制定培养过程所需的课程体系，并逐步落地形成教学质量标准，制定详细的教学目标、教学计划、课程教学内容体系、教学组织形式和考核评价方式等，这些将对毕业要求具有明确的支撑作用。最后，依托人才培养过程的内外部反馈情况，再次对培养目标、毕业要求和课程体系进行修订，形成人才培养过程的全流程反向设计。

2.2 优化重构知识体系与结构

以工程实践能力培养为导向，对原有课程体系、知识结构进行梳理和整合，优化课程体系，使课程教学满足学生工程实践能力培养目标，对毕业要求形成强有力支撑作用。如将过程装备CAD、有限元计算软件合并为过程装备设计软件及应用，利用有限的学时讲授专业设计软件的功能及应用案例，使学生具备应用专业软件工具开展工程项目开发的初步能力。

2.3 构建多样化、个性化的素质拓展渠道

为了使学生更好地进行素质拓展，设置了本硕一体化课程组、专业高阶选修课程组和科研训练挑战性课程组，每个课程组均为12 学分，以供学生依据需求进行选择。

本硕一体化课程组主要面向本科阶段有意愿选择继续攻读硕士学位的学生，讲授研究生课程，形成了本硕阶段的顺利衔接。本硕一体化课程组设置学术研究与创新能力训练课程，由学科组织考核评价，注重学生知识与能力的综合评价，通过考核的学生可以获得相应学分。本硕一体化课程组可以激发学生的学习兴趣，为学生提供个性化的素质拓展渠道。

专业高阶课程组主要面向毕业后选择直接就业的学生，主要分为两个方向：其一是过程设备设计高阶课程组，主要培养学生掌握过程装备现代分析与设计方法，为学生毕业后在科研院所、设计院等单位从事装备设计工作奠定知识基础；其二是过程装备运行与管理高阶课程组，面向毕业后从事流程性生产过程设备维护、工程管理与节能运行等方面工作的学生。在培养过程中，注重专业基本能力，实现集成训练能力提升，设置集成设计能力训练环节，逐步提升学生工程设计能力。

科研训练挑战性课程组的教学内容主要包括专业科研创新实践训练、专业实践创新创业竞赛、科研团队课题素质拓展等课程。学生在学有余力的情况下，可以选择加入校内科研训练计划项目，或者参加专业组织举办的实践创新创业大赛，或者加入教师科研团队，实现创新创业能力培养。实行导师负责制和教师推荐制相结合，构建完备的考核评价体系，依据学生的完成情况，定期对学生提交的研究报告、专利论文、获奖成果、实物作品等进行评价，学生通过评价后可以获得相应学分。

3 课程体系的内涵建设

3.1 课外指导环节的内涵建设

为了提高课程的高阶性和挑战度，在教学中设置课外指导环节，制定课外指导的具体内容，明确学时分配，建立完备的课外指导环节考核质量标准，使课外指导在课程教学中发挥作用。

如过程装备成套技术课程设置了8 课时的课外指导环节，结合工程案例，明确对专业领域知识与能力的要求，全方位展示项目方案到工程应用的全流程，理解工程项目实施方法与具体过程，培养成套系统的分析、设计能力和工程项目管理能力。以培养学生工程实践能力为目标，可以依据课程教学内容，为学生提供个性化选择方案，设置了经济分析与环评工程师、流程设计工程师、装备设计与选型工程师、压力管道设计工程师、过程控制工程师等职业方向，建议学生将职业方向融入课程，结合工程化案例教学，培养学生的工程意识和实践能力。同时，设置模型示教环节，通过典型煤化工工艺流程模型教学，加深学生对过程成套系统的认知，强化学生对知识的理解与应用，培养学生工程创新意识。

3.2 深度融合思政教育

深入开展思政教学改革工作，将思政教育元素有机融入人才培养课程中，实现思政课与专业课的同向同行。课程思政教育理念与专业教学自然融合，解决了传统课程教学中理论枯燥的问题，激发了学生学习的兴趣和热情，促使学生端正学习态度，进而改变学习方式，提高课程的教学效果。

3.3 校企合作共建

引入外部资源，开展课程内涵建设，提升教学资源质量，从不同的角度促进专业课程教学质量的提升。通过与生产企业合作共建，贯彻产教融合协同育人理念，联合开展讲座报告、专题设计、互派交流、人力培训等多种方式，形成校企合作共建机制，构建考核评价体系，实现课堂内外互联互通，助力人才培养。

4 结语

通过开展课程体系教学改革，构建了支撑人才培养目标和毕业要求的课程体系，通过多种方式加强课程内涵建设，积极探索了提高工程实践创新能力的具体方法和实施过程。采用工程教育专业认证OBE 理念的全流程反向设计思路，使培养目标、毕业要求和课程体系紧密关联、相互有力支撑，“工艺+装备+控制 +成套”的四大主干路线符合专业的办学思路，通过课程知识体系优化重构，强化学生工程实践能力培养。在个性化的素质拓展课程组的基础上，强化课外指导，融合课程思政，深化校企合作，对于课程内涵建设、促进学生工程实践能力提升具有显著成效。