工程教育專業(yè)認證對中國民航大學材料物理專業(yè)建設的啟示

魏通+周青軍+劉文潑+李澤朋

摘要：專業(yè)建設是普通高校建設的重中之重，其出發(fā)點與歸宿點是人才培養(yǎng)。在工程教育專業(yè)認證背景下，本文以“預期學習產(chǎn)出（OBE）”的工程教育理念為指導，重新審視材料物理專業(yè)建設，深入分析了材料物理專業(yè)現(xiàn)狀，明確指出了現(xiàn)存問題，重點探討從專業(yè)定位、培養(yǎng)目標、師資隊伍與課程體系等方面提升材料物理專業(yè)建設水平的措施與途徑，旨在進一步提高材料物理專業(yè)學生的創(chuàng)新能力與實踐能力。

關鍵詞：工程教育專業(yè)認證；預期學習產(chǎn)出；材料物理

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）03-0221-03

一、引言

專業(yè)是普通高校與社會需求的關鍵結(jié)合點，其水平高低是衡量一所大學在國內(nèi)外地位的主要標志。人才培養(yǎng)是專業(yè)建設的出發(fā)點與歸宿點，專業(yè)的目標就是出人才。社會對人才的需求是人才供給側(cè)，即普通高校專業(yè)建設的重要指引。20世紀以后的大部分高校專注科學理論知識，而忽視了對學生實踐能力的培養(yǎng)，目前，工程教育是普通高校改革的重要任務[1]。在工程教育專業(yè)認證背景下，本文重新審視了中國民航大學（中航大）材料物理專業(yè)建設，將“預期學習產(chǎn)出（OBE）”的工程教育理念植入專業(yè)改革中，探討了工程教育專業(yè)認證對專業(yè)建設水平提高的若干啟示。

二、工程教育專業(yè)認證簡介與內(nèi)涵

國際工程聯(lián)盟目前包括六個協(xié)議，其中《華盛頓協(xié)議》是最具權(quán)威性、國際化程度較高、體系較為完整的工程教育專業(yè)認證協(xié)議之一[2]。我國2016年6月成為《華盛頓協(xié)議》正式成員。我國工程教育專業(yè)認證標準包含通用標準和補充標準兩部分。通用標準包含學生、培養(yǎng)目標、畢業(yè)要求、持續(xù)改進、課程體系、師資隊伍與支持條件7個指標。補充標準是根據(jù)各個專業(yè)特點而設定的，目前，我國共有16個專業(yè)認證補充標準。材料類專業(yè)補充標準屬于其中之一，其重點闡述課程體系、師資隊伍、支持條件三個指標，并對學生的能力培養(yǎng)提出了要求。

工程教育專業(yè)認證的核心理念是以學生為中心，強調(diào)教育過程要始終以學生培養(yǎng)目標為導向，重點關注教育產(chǎn)出和實際成效即學生預期學習產(chǎn)出（OBE），并堅持全體學生共同達標的準則，在持續(xù)改進過程中促使高等教育質(zhì)量不斷提升。簡單來說，工程教育專業(yè)認證的要求就是學生經(jīng)過幾年的專業(yè)教育后，能有足夠的能力從事專業(yè)相關領域的工作。工程教育專業(yè)認證理念對我校材料類材料物理專業(yè)學生的培養(yǎng)工作具有積極的借鑒意義。材料物理專業(yè)需要培養(yǎng)學生真正“產(chǎn)出”，而不僅是分數(shù)。將OBE理念用來改進專業(yè)建設，構(gòu)建本專業(yè)畢業(yè)生與工業(yè)界的橋梁，對人才培養(yǎng)質(zhì)量提升具有重要意義。

三、工程教育專業(yè)認證背景下如何進一步提升材料物理專業(yè)水平

（一）堅持差異化發(fā)展，構(gòu)建中航大材料物理專業(yè)，提升學生的競爭力

材料物理專業(yè)全國很多高校均有設置，在此背景下要形成獨特競爭力，應堅持差異化發(fā)展。目前，本專業(yè)唯一能區(qū)別于其他高校同類專業(yè)的優(yōu)勢就是我們依托于特色行業(yè)（民航）。在工程教育背景下，找準專業(yè)定位，進而明確培養(yǎng)目標，這是專業(yè)建設的首要任務。航空產(chǎn)業(yè)是國家重點扶持的朝陽產(chǎn)業(yè)，“十三五”規(guī)劃和“中國制造2025”為我國航空產(chǎn)業(yè)發(fā)展指明了方向，必將推動我國航空制造業(yè)實現(xiàn)快速發(fā)展。從校內(nèi)環(huán)境來看，中航大多年來一直服務于民航系統(tǒng)，行業(yè)底蘊深厚。在有利的外部環(huán)境與良好的內(nèi)部氛圍下，材料物理專業(yè)未來應堅定地定位于航空領域，特別是民航領域，發(fā)揮本專業(yè)在材料科學領域服務行業(yè)的能力，進而為航空材料領域輸出高級專業(yè)人才。然而，令人遺憾的是本專業(yè)學生目前行業(yè)服務水平不高，例如，近3年的合格畢業(yè)生就業(yè)率為：2014年88%，2015年86%，2016年87%；而行業(yè)內(nèi)的就業(yè)率為：2014年51%，2015年47%，2016年48%。由此可以看出，本專業(yè)畢業(yè)生在民航領域內(nèi)的就業(yè)形勢不樂觀，就業(yè)率較低。究其原因，目前培養(yǎng)目標不明確是其中之一。培養(yǎng)目標是專業(yè)建設的核心訴求，工程教育專業(yè)認證通用標準中對培養(yǎng)目標有明確要求，即專業(yè)培養(yǎng)目標應該是公開的、符合學校定位的、適應社會經(jīng)濟發(fā)展需要的。當前，國家對航空材料領域十分重視，且該領域具有強大的市場需求，航空材料產(chǎn)業(yè)正面臨著前所未有的發(fā)展機遇和良好環(huán)境，航空材料領域未來對材料類學生的需求旺盛。因此，在此背景下，材料物理專業(yè)將以我國航空領域特別是民航領域需求為驅(qū)動，重點培養(yǎng)具有航空材料研究制備與應用能力、質(zhì)量檢測與性能評估能力為專長的畢業(yè)生，旨在為航空材料領域輸送高級人才，形成對航空材料領域的有效支撐。有了明確的培養(yǎng)目標，下面就是完善輸入性因素，促使學生達到培養(yǎng)目標。

（二）以學生為中心，以培養(yǎng)目標為導向，重點關注學生的預期學習產(chǎn)出（OBE）

1.師資建設。在工程教育背景下，師資隊伍是完成學生培養(yǎng)的基本輸入要素之一。基于OBE理念，師資建設要以學生為中心，緊密圍繞培養(yǎng)目標展開。本專業(yè)目前共有專任教師17人，其中具有教授、副教授資格的共計11人，碩士生導師9人?，F(xiàn)有天津市“131”創(chuàng)新型第二層次人才1人（5.9%），第三層次人才2人（11.7%），中航大藍天青年學者2人（11.7%）。師資隊伍中有行業(yè)背景的教師僅4人，占比23.5%，比例較低。另外，師資隊伍中的3名天津市“131”創(chuàng)新型人才和2名藍天青年學者都是2016年6月人事調(diào)整從原來實驗物理教研室引入本專業(yè)的，這些教師專業(yè)均無行業(yè)背景。因此，師資隊伍方面存在以下問題：①專業(yè)教師結(jié)構(gòu)不太合理，還需進一步完善。②教師專業(yè)水平有待提高，工程背景需要加強。③部分教師存在科研與教學不能有效結(jié)合的現(xiàn)象，指導學生方面的工作較少，還未真正形成以學生為中心。具體改進措施：①可以引入具有航空材料專業(yè)背景的新生力量，改善師資結(jié)構(gòu)。具體可要求新入教師其本科、碩士和博士學歷中，應有其中之一屬于航空材料或檢測類專業(yè)。②組織現(xiàn)有專業(yè)教師利用教學空閑期到民航企事業(yè)單位進行行業(yè)培訓，加強與民航企事業(yè)單位的合作，培養(yǎng)專業(yè)教師航空材料與檢測方面的工程實踐能力。通過培訓與合作，加深教師對行業(yè)的認識，更好的理解學生的培養(yǎng)目標，增強教師專業(yè)教學能力與實踐能力，掌握民航企事業(yè)單位對畢業(yè)生的職業(yè)要求，推動專業(yè)培養(yǎng)更加完善。③改進教師評價制度，在OBE的理念下，應該積極評價教師培養(yǎng)學生方面的工作。endprint

2.課程體系。課程體系方面，本文重點關注專業(yè)實驗與實踐。

（1）專業(yè)實驗。目前，材料物理專業(yè)課類實驗包括工程材料（Ⅰ）（課內(nèi)）實驗、功能材料（Ⅰ）（課內(nèi)）實驗、表面工程技術(shù)（課內(nèi)）實驗與無損檢測（課內(nèi)）實驗等。課內(nèi)實驗存在的問題是實驗學時太少，且實驗項目不豐富。另外，這些實驗大多為認知性與驗證性實驗，還不能達到有效培養(yǎng)學生實驗能力的目的，學生預期學習產(chǎn)出效果不好。專業(yè)課類實驗目前之所以出現(xiàn)這些問題，是因為這些實驗基本由相應課程教師自行開展，實驗內(nèi)容開設隨意性高，缺乏內(nèi)容的頂層化設計，缺少對學生實驗能力培養(yǎng)的整體化思考。為了加強專業(yè)實驗系統(tǒng)化教學，豐富實驗內(nèi)容，有效培養(yǎng)學生的實驗能力，本專業(yè)應盡快組建專業(yè)實驗教學團隊，并加強專業(yè)實驗項目建設，圍繞培養(yǎng)目標，重點建設與航空材料研究與制備、檢測與評估直接相關的實驗項目，整體把控，形成專業(yè)實驗庫。然后，對專業(yè)實驗進行梳理，歸檔分類，建議可分A、B、C三個層次。驗證性實驗可歸A層次，主要培養(yǎng)學生的基本實驗操作、簡單數(shù)據(jù)處理技能，該類實驗原理、實驗操作、實驗結(jié)論都非常明確，主要是來驗證課堂所講的某一原理或結(jié)論。綜合性實驗可歸B層次，主要培養(yǎng)學生的知識綜合運用能力，該類實驗是學生運用一門或多門課程知識、原理和方法而開展的，實驗內(nèi)容屬多項實驗內(nèi)容的有機組合。設計性實驗可歸C層次，主要培養(yǎng)學生知識與技能的有效運用能力、邏輯思維能力、合作與溝通能力、創(chuàng)新實踐能力。該類實驗是學生自主設計實驗方案并實現(xiàn)的實驗，實驗形式非常靈活。按照本專業(yè)的培養(yǎng)目標要求，基于工程教育OBE理念，應重點關注學生的行業(yè)能力培養(yǎng)，所以需要增加B、C層次的實驗比例。

（2）專業(yè)實踐。本專業(yè)在校內(nèi)建立了與工程訓練中心的合作。在校外，建立了與一些航空公司的合作關系，安排學生開展實踐。然而需要指出的是學生校外實踐訓練深度不夠，目前僅停留在參觀層次，且實踐時間較短，無法形成對行業(yè)的整體認識。為此，本文提出以下改進措施：①明確實踐目標。根據(jù)培養(yǎng)目標，實踐目標應圍繞航空材料開展，通過實踐使學生對航空領域主要材料的合成、制備、分析、應用以及材料與器件的主要檢測技術(shù)有一個系統(tǒng)的理解，并通過實踐過程對航空材料產(chǎn)業(yè)布局、新材料的開發(fā)與應用、材料生產(chǎn)標準等行業(yè)的發(fā)展趨勢有全局性的認識。②模塊化實踐，關注學生預期學習產(chǎn)出（OBE）。航空材料種類繁多，檢測手段也多種多樣，為使學生形成對航空材料與檢測的宏觀認識，利于學生能力的培養(yǎng)，建議實踐內(nèi)容采用模塊化設計，實踐內(nèi)容可分以下6個模塊。模塊1是非金屬材料與制備工藝，要求學生認識密封材料、減振材料、導熱材料、工程塑料等，并對材料制備工藝及制品環(huán)境適應性與可靠性試驗技術(shù)有深入理解，完成相應的實踐報告。模塊2是金屬材料與特種加工，要求學生認識鋁合金、鈦合金、鎳基高溫合金、新型高強韌鋼，并對相應金屬材料特種加工工藝，如旋壓、電鑄、鍛造成形等工藝有深入理解，并完成相應的實踐報告。模塊3是功能復合材料，要求學生認識陶瓷基、碳—碳基、樹脂基復合材料，并對材料合成、制備、分析、檢測與應用有深入理解，完成相應的內(nèi)容實踐報告。模塊4是表面技術(shù)與工藝，要求學生認識隔熱涂層材料、環(huán)境防護涂層材料、熱噴涂材料等表面材料，并對材料制備工藝與應用有深入理解，完成相應的實踐報告。模塊5是材料無損檢測，要求學生認識航空工業(yè)中超聲、射線、磁粉、滲透、渦流、聲發(fā)射、檢漏、目視檢測等無損檢測技術(shù)，有能夠?qū)Ω黝惤饘?、非金屬、復合材料制品等進行無損檢測的能力。模塊6是器件無損檢測，要求學生認識工業(yè)CT、工業(yè)內(nèi)窺鏡、數(shù)字超聲掃描檢測系統(tǒng)等無損檢測技術(shù)，培養(yǎng)學生能夠?qū)﹄娮悠骷M行無損檢測能力。以上專業(yè)實踐6個模塊，前4個模塊使學生先掌握航空材料并形成深入理解，后2個模塊關注學生材料與器件的檢測能力培養(yǎng)，從而6個模塊有機統(tǒng)一形成對學生從材料到材料與器件檢測的一體化實踐培養(yǎng)體系。③分階段實踐，增加實踐周期，強化學生的實踐能力。專業(yè)實踐過程對提升學生的系統(tǒng)能力、邏輯能力、協(xié)作能力與創(chuàng)新能力具有重要作用[3]。目前學生實踐時間總共為3周，且集中在大三。從專業(yè)現(xiàn)實情況來看，實踐時間太少，沒有達到實踐的最初目標。因此，建議以上6個模塊實踐內(nèi)容完成周期為6—8周，而且最好將6個模塊按順序分散安排在大二到大四期間，真正落實好實踐教學內(nèi)容，提升學生綜合實踐能力，培養(yǎng)學生對行業(yè)的整體認知。

四、結(jié)語

專業(yè)認證是衡量一個專業(yè)水平高低的重要標尺，工程教育專業(yè)認證對本專業(yè)建設具有重要的指導意義。本文首先對工程教育專業(yè)認證進行了簡單介紹，并進一步探討了其內(nèi)涵；然后深入分析了本專業(yè)的發(fā)展情況和存在問題；最后重點探討了專業(yè)認證背景下本專業(yè)水平提高所需要的措施與途徑，為本專業(yè)應用型高級人才培養(yǎng)提供了參考性建議。

參考文獻：

[1]董健康.工程教育背景下多元化人才培養(yǎng)模式研究[J].中國民航大學學報，2012，30（4）：29-32.

[2]樊一陽，易靜怡.《華盛頓協(xié)議》對我國高等工程教育的啟示[J].中國高教研究，2014，（8）：45-49.

[3]林華，李慶，陳志謙.材料物理專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)實踐教學體系的構(gòu)建與實踐[J].西南師范大學學報，2013，38（3）：161-164.endprint