工程教育专业认证背景下热处理设备课程的改革与实践

张欣 王建刚 冯志浩

摘 要：基于工程教育专业认证的成果导向教育（Outcome Based Education，OBE）理念，以金属材料工程专业热处理设备课程为例，针对课程存在的问题，从教学目标、教学内容、教学方法、考核方式等方面进行改革，探讨工程教育专业认证背景下专业课程的改革实施方案。

关键词：工程教育专业认证；热处理设备；OBE理念；课程改革

我国于2016年正式成为《华盛顿协议》成员国，标志着我国工程教育专业认证正式与国际接轨，所培养的人才质量已达到世界标准并被广泛认可。专业认证作为高等教育质量保障体系的重要组成部分，截至2022年底，全国已有321所高校的2385个专业通过工程教育专业认证。2023年教育部高等教育司关于工程教育专业认证通告中指出，各高校应持续深化工程教育改革，贯彻落实“学生中心、产出导向、持续改进”的理念，扎实推进一流专业建设。在工程教育专业认证三大核心理念下，成果导向教育（Outcome Based Education，OBE）理念与传统理念有所不同，其对人才培养方案，特别是专业课程体系提出了更高的要求。

OBE理念的核心是指通过专业课程学习后的学习成果，即所获得的知识、技能和价值来反映毕业要求的达成情况。专业课程通常设置在通识课程和专业基础课结束之后，即要求学生具备一定知识技能后才能进行专业课学习，专业课程决定了人才培养的专业特色和就业方向。课题组所在学校金属材料工程专业是国家一流专业建设点，且于2023年通过了国家工程教育专业认证，因此，该校的专业课程在教学目标、教学内容、教学方式、考核方式等各方面都应遵循OBE理念。本文以金属材料工程专业热处理设备课程为例，探索在工程教育专业认证背景下进行专业课程改革。

一、热处理设备课程改革的必要性

热处理设备是金属材料工程专业的专业核心课程，也是一门基础性、综合性、实践性和发展性的工程应用类课程。该课程在材料科学基础、热处理原理等课程的基础上开设，主要介绍常见热处理设备的工作原理、基本结构和控制方法。学生通过该课程的学习，能够运用热处理设备基本原理及相关知识正确判断和分析设备研究、制造和应用过程中的复杂工程问题，具备开发和设计满足特定热处理工艺需求设备的能力，以及分析和评价热处理设备工程实践问题的能力，培养学生的科学精神、职业理念和社会责任感。

二、热处理设备课程发展现状

该课程存在的问题表现为：课程目标只简单设置了知识目标，没有明确的能力目标和育人目标，不符合专业认证下的培养理念；课程内容主要是理论知识，缺乏理论与实践的结合，教学内容未做到与时俱进；忽视了课程所蕴含的育人功能，专业教育与思政教育融合不够；教学方法单一，学生参与度低，学习效果不佳；课程评价多强调终结性考试，忽视过程性考核，且难以持续改进。

三、热处理设备课程改革措施

（一）制定教学目标

结合课题组所在学校“区域性、应用型、国际化”的办学定位，依据一流专业和专业认证下的人才培养要求，制定了“知识、能力和素养相融合”的教学目标。

一是熟知热处理设备的基本原理，掌握不同热处理设备的设计原理和方法，能够运用相关知识解决热处理设备在研究、制造和应用过程中出现的复杂工程问题；二是能够运用热处理设备基本原理知识开发和设计满足特定热处理工艺需求的设备，并在设计中体现创新能力；三是熟悉热处理设备相关的工程技术指标和要求，能够运用热处理设备基本知识分析和评价工程实践中出现的问题。

以上教学目标分别支撑相应的毕业要求指标点，针对教学目标制定了各自的实现途径，就所对应的教学内容设计了相应的教学方式和考核方式，并从中挖掘出所蕴含的思政元素。

（二）梳理教学内容

以教学内容为出发点，立足专业认证标准、行业发展趋势及相关工程实践，对课程知识模块、章节内容和知识点进行梳理，将教学内容分为热处理设备基本知识、传热原理热工基础、以及热处理炉实际应用三个模块。教师在授课过程中，将热处理设备与相关工程实践案例相结合，如在介绍真空热处理炉时，引入典型精密零部件的真空热处理案例，理论联系实际。在讲授新工科知识和学科发展前沿时，应及时更新教学内容，丰富热处理设备发展的前沿知识，让学生把握行业的发展形势，实现教学内容的与时俱进，激发学生的学习动力。与此同时，还应挖掘专业课程蕴含的思政元素，找准切入点，将思政元素与教学内容相结合，实现课程育人目标。例如，在绪论部分，结合《热处理行业十三五规划》和《中国制造2025》中有关热处理行业的规划内容，激发学生的学习兴趣和学习动力，培养其行业社会责任感。在热处理电阻炉设计部分，挖掘其蕴含的精益求精的工匠精神，通过对大国工匠陈行行先进事迹的介绍，鼓励学生发扬创新精神，坚定理想信念，持续提升自身水平。

（三）改革教学方法

区别于传统教学模式，专业认证下的教学模式以学生为中心，以学生能力培养为导向。建立OBE理念下的教学模式。首先，要改革教学方式，创新教学手段，科学有效地运用数字化教学资源、工程实践案例、科研成果等教学素材，增加案例教学、项目驱动式教学、讨论课堂、翻转课堂等，做到理论联系实践，培养学生的实践能力。其次，充分利用互联网技术，借助学习通平台建立线上课程，实现“课内课外+线上线下”的学习模式，师生之间实时资源共享，有效互动，营造良好的学习氛围。教师在线上分享特色案例，拓展课程教学内容，引导学生深入思考。最后，积极发挥电子图书馆及网络平台优势，采取文献查阅、论文撰写、专题报告等形式分享见解，展开讨论，提高学生的积极性。例如，在综合传热教学中，一方面，介绍著名科学家在传热方面的发明成果，激发学生的学习兴趣，并结合实际工程案例进行具体传热过程分析讲解，培养学生分析和解决问题的综合能力。另一方面，组织学生围绕不同传热方式的相关知识进行分组讨论，培养学生的团队协作能力及思考能力。这样的教学方式，不仅可以充分调动课堂气氛，增强师生之间的互动交流，还能有效实现知识、能力和素养的融合互促。

（四）优化评价方式

基于高校工程教育专业认证“成果导向教育”强调可持续发展的理念，该课程建立了全方位、多样化、形成性的全过程教学考核评价体系，通过教师评价、学生评价、学校评价等多种评价，全面评价课程质量，尤其关注学生学习过程中的形成性评价。其中形成性评价占总成绩的40%，主要包括视频学习、作业测试、小组讨论、专题论文等内容。在课程考核中，不仅对学生专业知识的学习效果进行评价，还加入了对思政内容的考核评价，侧重对学生思维意识的培养和人格的完善。在课程结束后，按照专业认证要求形成课程持续改进报告，全方位、科学地评价学习效果，不断优化评价方式。

为适应工程教育专业认证要求，基于OBE理念对河北科技大学金属材料工程专业热处理设备课程进行改革，设置了满足专业认证要求的课程目标；根据专业认证标准、行业发展和工程实践梳理课程内容；以学生为中心，以能力培养为导向，优化课程教学方法；建立全方位、多样化、形成性的考核方式。通过改革，有效支撑了课程目标的达成，夯实了学生的专业知识基础，锻炼了学生的实践能力，提高了学生解决复杂工程问题的综合能力，有效提升了高校人才培养质量。

参考文献：

[1]李永华，刘红，杜晓明，等.工程教育专业认证视角下的专业建设[J].高教学刊，2016（11）.

[2]白艳红.工程教育专业认证背景下课程目标的形成性评价研究与实践[J].中国高教研究，2019（12）.

[3]吴秋凤，李洪侠，沈杨.基于OBE视角的高等工程类专业教学改革研究[J].教育探索，2016（5）.

[4]潘成清，谭明贤.基于OBE理念的高校学生教育管理创新路径探究[J].学校党建与思想教育，2018（21）.

[5]曾红萍，陈冰.新时代工匠精神培育与高职院校课程思政建设的契合探析[J].科技视界，2020（9）.

责编：勉 耘

基金项目：河北科技大学课程思政示范课程“热处理设备”（2022年）；河北省省级研究生课程思政示范课程“金属材料理论基础”（编号：YKCSZ2022087）；河北科技大学专创融合示范课程“材料科学基础”（2021年）；河北省高等教育教学改革研究与实践项目（编号：2021GJJG18）

作者简介：张欣（1977— ），女，河北科技大学材料科学与工程学院副教授，研究方向为材料表面改性、材料腐蚀与防护；王建刚（1981— ），男，河北科技大学材料科学与工程学院副教授，研究方向为镁合金材料、材料表面改性；冯志浩（1988— ），男，河北科技大学材料科学与工程学院副教授，研究方向为钛合金制备与性能。