工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下熱處理設(shè)備課程的改革與實(shí)踐

張欣 王建剛 馮志浩

摘 要：基于工程教育專業(yè)認(rèn)證的成果導(dǎo)向教育（Outcome Based Education，OBE）理念，以金屬材料工程專業(yè)熱處理設(shè)備課程為例，針對(duì)課程存在的問(wèn)題，從教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考核方式等方面進(jìn)行改革，探討工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下專業(yè)課程的改革實(shí)施方案。

關(guān)鍵詞：工程教育專業(yè)認(rèn)證；熱處理設(shè)備；OBE理念；課程改革

我國(guó)于2016年正式成為《華盛頓協(xié)議》成員國(guó)，標(biāo)志著我國(guó)工程教育專業(yè)認(rèn)證正式與國(guó)際接軌，所培養(yǎng)的人才質(zhì)量已達(dá)到世界標(biāo)準(zhǔn)并被廣泛認(rèn)可。專業(yè)認(rèn)證作為高等教育質(zhì)量保障體系的重要組成部分，截至2022年底，全國(guó)已有321所高校的2385個(gè)專業(yè)通過(guò)工程教育專業(yè)認(rèn)證。2023年教育部高等教育司關(guān)于工程教育專業(yè)認(rèn)證通告中指出，各高校應(yīng)持續(xù)深化工程教育改革，貫徹落實(shí)“學(xué)生中心、產(chǎn)出導(dǎo)向、持續(xù)改進(jìn)”的理念，扎實(shí)推進(jìn)一流專業(yè)建設(shè)。在工程教育專業(yè)認(rèn)證三大核心理念下，成果導(dǎo)向教育（Outcome Based Education，OBE）理念與傳統(tǒng)理念有所不同，其對(duì)人才培養(yǎng)方案，特別是專業(yè)課程體系提出了更高的要求。

OBE理念的核心是指通過(guò)專業(yè)課程學(xué)習(xí)后的學(xué)習(xí)成果，即所獲得的知識(shí)、技能和價(jià)值來(lái)反映畢業(yè)要求的達(dá)成情況。專業(yè)課程通常設(shè)置在通識(shí)課程和專業(yè)基礎(chǔ)課結(jié)束之后，即要求學(xué)生具備一定知識(shí)技能后才能進(jìn)行專業(yè)課學(xué)習(xí)，專業(yè)課程決定了人才培養(yǎng)的專業(yè)特色和就業(yè)方向。課題組所在學(xué)校金屬材料工程專業(yè)是國(guó)家一流專業(yè)建設(shè)點(diǎn)，且于2023年通過(guò)了國(guó)家工程教育專業(yè)認(rèn)證，因此，該校的專業(yè)課程在教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式、考核方式等各方面都應(yīng)遵循OBE理念。本文以金屬材料工程專業(yè)熱處理設(shè)備課程為例，探索在工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下進(jìn)行專業(yè)課程改革。

一、熱處理設(shè)備課程改革的必要性

熱處理設(shè)備是金屬材料工程專業(yè)的專業(yè)核心課程，也是一門(mén)基礎(chǔ)性、綜合性、實(shí)踐性和發(fā)展性的工程應(yīng)用類課程。該課程在材料科學(xué)基礎(chǔ)、熱處理原理等課程的基礎(chǔ)上開(kāi)設(shè)，主要介紹常見(jiàn)熱處理設(shè)備的工作原理、基本結(jié)構(gòu)和控制方法。學(xué)生通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)，能夠運(yùn)用熱處理設(shè)備基本原理及相關(guān)知識(shí)正確判斷和分析設(shè)備研究、制造和應(yīng)用過(guò)程中的復(fù)雜工程問(wèn)題，具備開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)滿足特定熱處理工藝需求設(shè)備的能力，以及分析和評(píng)價(jià)熱處理設(shè)備工程實(shí)踐問(wèn)題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神、職業(yè)理念和社會(huì)責(zé)任感。

二、熱處理設(shè)備課程發(fā)展現(xiàn)狀

該課程存在的問(wèn)題表現(xiàn)為：課程目標(biāo)只簡(jiǎn)單設(shè)置了知識(shí)目標(biāo)，沒(méi)有明確的能力目標(biāo)和育人目標(biāo)，不符合專業(yè)認(rèn)證下的培養(yǎng)理念；課程內(nèi)容主要是理論知識(shí)，缺乏理論與實(shí)踐的結(jié)合，教學(xué)內(nèi)容未做到與時(shí)俱進(jìn)；忽視了課程所蘊(yùn)含的育人功能，專業(yè)教育與思政教育融合不夠；教學(xué)方法單一，學(xué)生參與度低，學(xué)習(xí)效果不佳；課程評(píng)價(jià)多強(qiáng)調(diào)終結(jié)性考試，忽視過(guò)程性考核，且難以持續(xù)改進(jìn)。

三、熱處理設(shè)備課程改革措施

（一）制定教學(xué)目標(biāo)

結(jié)合課題組所在學(xué)?！皡^(qū)域性、應(yīng)用型、國(guó)際化”的辦學(xué)定位，依據(jù)一流專業(yè)和專業(yè)認(rèn)證下的人才培養(yǎng)要求，制定了“知識(shí)、能力和素養(yǎng)相融合”的教學(xué)目標(biāo)。

一是熟知熱處理設(shè)備的基本原理，掌握不同熱處理設(shè)備的設(shè)計(jì)原理和方法，能夠運(yùn)用相關(guān)知識(shí)解決熱處理設(shè)備在研究、制造和應(yīng)用過(guò)程中出現(xiàn)的復(fù)雜工程問(wèn)題；二是能夠運(yùn)用熱處理設(shè)備基本原理知識(shí)開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)滿足特定熱處理工藝需求的設(shè)備，并在設(shè)計(jì)中體現(xiàn)創(chuàng)新能力；三是熟悉熱處理設(shè)備相關(guān)的工程技術(shù)指標(biāo)和要求，能夠運(yùn)用熱處理設(shè)備基本知識(shí)分析和評(píng)價(jià)工程實(shí)踐中出現(xiàn)的問(wèn)題。

以上教學(xué)目標(biāo)分別支撐相應(yīng)的畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)，針對(duì)教學(xué)目標(biāo)制定了各自的實(shí)現(xiàn)途徑，就所對(duì)應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)了相應(yīng)的教學(xué)方式和考核方式，并從中挖掘出所蘊(yùn)含的思政元素。

（二）梳理教學(xué)內(nèi)容

以教學(xué)內(nèi)容為出發(fā)點(diǎn)，立足專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)及相關(guān)工程實(shí)踐，對(duì)課程知識(shí)模塊、章節(jié)內(nèi)容和知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行梳理，將教學(xué)內(nèi)容分為熱處理設(shè)備基本知識(shí)、傳熱原理熱工基礎(chǔ)、以及熱處理爐實(shí)際應(yīng)用三個(gè)模塊。教師在授課過(guò)程中，將熱處理設(shè)備與相關(guān)工程實(shí)踐案例相結(jié)合，如在介紹真空熱處理爐時(shí)，引入典型精密零部件的真空熱處理案例，理論聯(lián)系實(shí)際。在講授新工科知識(shí)和學(xué)科發(fā)展前沿時(shí)，應(yīng)及時(shí)更新教學(xué)內(nèi)容，豐富熱處理設(shè)備發(fā)展的前沿知識(shí)，讓學(xué)生把握行業(yè)的發(fā)展形勢(shì)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的與時(shí)俱進(jìn)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力。與此同時(shí)，還應(yīng)挖掘?qū)I(yè)課程蘊(yùn)含的思政元素，找準(zhǔn)切入點(diǎn)，將思政元素與教學(xué)內(nèi)容相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)課程育人目標(biāo)。例如，在緒論部分，結(jié)合《熱處理行業(yè)十三五規(guī)劃》和《中國(guó)制造2025》中有關(guān)熱處理行業(yè)的規(guī)劃內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)動(dòng)力，培養(yǎng)其行業(yè)社會(huì)責(zé)任感。在熱處理電阻爐設(shè)計(jì)部分，挖掘其蘊(yùn)含的精益求精的工匠精神，通過(guò)對(duì)大國(guó)工匠陳行行先進(jìn)事跡的介紹，鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)揚(yáng)創(chuàng)新精神，堅(jiān)定理想信念，持續(xù)提升自身水平。

（三）改革教學(xué)方法

區(qū)別于傳統(tǒng)教學(xué)模式，專業(yè)認(rèn)證下的教學(xué)模式以學(xué)生為中心，以學(xué)生能力培養(yǎng)為導(dǎo)向。建立OBE理念下的教學(xué)模式。首先，要改革教學(xué)方式，創(chuàng)新教學(xué)手段，科學(xué)有效地運(yùn)用數(shù)字化教學(xué)資源、工程實(shí)踐案例、科研成果等教學(xué)素材，增加案例教學(xué)、項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式教學(xué)、討論課堂、翻轉(zhuǎn)課堂等，做到理論聯(lián)系實(shí)踐，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力。其次，充分利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，借助學(xué)習(xí)通平臺(tái)建立線上課程，實(shí)現(xiàn)“課內(nèi)課外+線上線下”的學(xué)習(xí)模式，師生之間實(shí)時(shí)資源共享，有效互動(dòng)，營(yíng)造良好的學(xué)習(xí)氛圍。教師在線上分享特色案例，拓展課程教學(xué)內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生深入思考。最后，積極發(fā)揮電子圖書(shū)館及網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)優(yōu)勢(shì)，采取文獻(xiàn)查閱、論文撰寫(xiě)、專題報(bào)告等形式分享見(jiàn)解，展開(kāi)討論，提高學(xué)生的積極性。例如，在綜合傳熱教學(xué)中，一方面，介紹著名科學(xué)家在傳熱方面的發(fā)明成果，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并結(jié)合實(shí)際工程案例進(jìn)行具體傳熱過(guò)程分析講解，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問(wèn)題的綜合能力。另一方面，組織學(xué)生圍繞不同傳熱方式的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行分組討論，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力及思考能力。這樣的教學(xué)方式，不僅可以充分調(diào)動(dòng)課堂氣氛，增強(qiáng)師生之間的互動(dòng)交流，還能有效實(shí)現(xiàn)知識(shí)、能力和素養(yǎng)的融合互促。

（四）優(yōu)化評(píng)價(jià)方式

基于高校工程教育專業(yè)認(rèn)證“成果導(dǎo)向教育”強(qiáng)調(diào)可持續(xù)發(fā)展的理念，該課程建立了全方位、多樣化、形成性的全過(guò)程教學(xué)考核評(píng)價(jià)體系，通過(guò)教師評(píng)價(jià)、學(xué)生評(píng)價(jià)、學(xué)校評(píng)價(jià)等多種評(píng)價(jià)，全面評(píng)價(jià)課程質(zhì)量，尤其關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中的形成性評(píng)價(jià)。其中形成性評(píng)價(jià)占總成績(jī)的40%，主要包括視頻學(xué)習(xí)、作業(yè)測(cè)試、小組討論、專題論文等內(nèi)容。在課程考核中，不僅對(duì)學(xué)生專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，還加入了對(duì)思政內(nèi)容的考核評(píng)價(jià)，側(cè)重對(duì)學(xué)生思維意識(shí)的培養(yǎng)和人格的完善。在課程結(jié)束后，按照專業(yè)認(rèn)證要求形成課程持續(xù)改進(jìn)報(bào)告，全方位、科學(xué)地評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)效果，不斷優(yōu)化評(píng)價(jià)方式。

為適應(yīng)工程教育專業(yè)認(rèn)證要求，基于OBE理念對(duì)河北科技大學(xué)金屬材料工程專業(yè)熱處理設(shè)備課程進(jìn)行改革，設(shè)置了滿足專業(yè)認(rèn)證要求的課程目標(biāo)；根據(jù)專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)發(fā)展和工程實(shí)踐梳理課程內(nèi)容；以學(xué)生為中心，以能力培養(yǎng)為導(dǎo)向，優(yōu)化課程教學(xué)方法；建立全方位、多樣化、形成性的考核方式。通過(guò)改革，有效支撐了課程目標(biāo)的達(dá)成，夯實(shí)了學(xué)生的專業(yè)知識(shí)基礎(chǔ)，鍛煉了學(xué)生的實(shí)踐能力，提高了學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題的綜合能力，有效提升了高校人才培養(yǎng)質(zhì)量。

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責(zé)編：勉 耘

基金項(xiàng)目：河北科技大學(xué)課程思政示范課程“熱處理設(shè)備”（2022年）；河北省省級(jí)研究生課程思政示范課程“金屬材料理論基礎(chǔ)”（編號(hào)：YKCSZ2022087）；河北科技大學(xué)專創(chuàng)融合示范課程“材料科學(xué)基礎(chǔ)”（2021年）；河北省高等教育教學(xué)改革研究與實(shí)踐項(xiàng)目（編號(hào)：2021GJJG18）

作者簡(jiǎn)介：張欣（1977— ），女，河北科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院副教授，研究方向?yàn)椴牧媳砻娓男浴⒉牧细g與防護(hù)；王建剛（1981— ），男，河北科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院副教授，研究方向?yàn)殒V合金材料、材料表面改性；馮志浩（1988— ），男，河北科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院副教授，研究方向?yàn)殁伜辖鹬苽渑c性能。