畢業要求指標點研究

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摘要：以材料力學性能課程教學為依托，深入探討了有關教學活動安排對相關畢業要求指標點的支撐情況，通過精心設計教學內容、改革教學模式、認真組織教學活動，保證了全體學生專業能力培養和綜合素質提高需要。

關鍵詞：工程教育專業認證；畢業要求指標點；課程體系；材料力學性能

中國作為《華盛頓協議》的正式會員，按照有關框架要求建立了專業認證標準，使專業認證從形式上和內容上與國際水準統一，實現了工程教育質量標準的國際實質等效。通過開展專業認證工作，推行先進的教育教學理念及質量保障文化，對于引領工程教育專業建設、推動教學改革及不斷提升專業人才培養質量影響深遠，對增強核心競爭力及促進經濟社會可持續發展意義重大。工程教育專業認證主要是基于成果導向的教育理念（Outcome-BasedEducation，OBE），關注重點的是學生通過教育過程所取得的學習成果。需要強調的是，工程教育專業認證關注的是全體學生而非個別學生取得的學習成果，屬于一種合格性評價活動。與之相對應，基于認證標準所建立的人才培養體系采取的是一種達標式，而非選拔式的人才培養模式。在這種培養體系下，每一個學生通過系統學習和訓練，都能夠獲得學習成功，取得適應未來生活的能力。為了確保學生能夠獲得這一能力，需要對人才培養過程進行反向設計。具體而言，就是從需求（即能力目標要求）出發，確定培養目標，再由培養目標決定畢業要求，根據畢業要求確定畢業要求指標點（簡稱指標點），通過將畢業要求逐條分解、細化，使其成為若干更為具體、更易落實、更具可測性的指標點，再根據指標點確定課程體系。指標點實際上為學生搭建了一個能力結構框架，能力結構實現依托于課程體系。然后，根據課程體系確定課程教學要求，進而根據課程教學要求確定課程教學內容。通過對課程設置進行整合，合理配置教學資源，使每門課程的學習都與能力培養具體指標要求呼應。在具體實施時，由課程教學入手，逐項落實能力培養及對應指標的達成情況，當學生通過課程體系的考核，完成自身能力框架的構建，也就最終取得了頂峰成果，即完成了能力培養。這種反向設計、正向實施、從“需求”出發最終又回到“需求”的人才培養模式，可以在最大程度上保證教育目標與結果的一致性。2015年，北京科技大學材料科學與工程專業首次通過工程教育專業認證，2018年，又通過工程教育專業認證復審。圍繞著“反向設計、以學生為中心和持續改進”這一核心思想，完成了專業培養目標的修訂，進一步明確了畢業要求及其指標的劃分，構建了完善的課程體系，為保證專業人才的培養質量提供了充分保障。專業課程教學作為課程體系的一個重要組成部分，在學生專業素質和專業能力培養方面具有至關重要的作用。作為達成專業培養目標的落腳點和基石，課程體系中每一門專業課程對達到畢業要求都有貢獻。一方面，需要通過課程教學大綱予以明確；另一方面，需要通過具體教學活動予以落實。對于每一門專業課程，如何有效實施相關教學活動，促成相關畢業要求指標點的實現，是每一位任課教師需要思考和面對的現實問題。

一、課程目標與相關畢業要求指標點對應關系

材料力學性能課程教學基本目標是使學生掌握材料力學性能的基本理論、評價指標及測試方法，為正確選擇和合理使用材料，尤其是優化和改進材料的性能，以及開展零部件失效分析等奠定基礎。同時，兼顧為開發新材料、新工藝提供基本思路和研究方法。有關教學內容和教學方法的安排，對本專業相關畢業要求指標點的達成形成有力支撐，具體表現在專業知識、問題分析、研究、現代工具使用、個人與團隊、溝通以及終身學習等方面。關于具體落實情況，將在下文展開論述。

二、課程內容和教學方式實現課程目標

材料力學性能課程總計48學時，其中理論教學40學時，實驗教學8學時。在理論教學部分，圍繞材料力學性能這個核心，以材料力學行為基本現象-基本規律-微觀機制-影響因素及調控措施為主線，綜合工程力學、材料科學基礎、金屬材料學等相關學科知識，系統探討了金屬材料在不同外加載荷及環境因素作用下所表現的力學行為。即彈性變形、塑性變形與斷裂等問題，建立起材料成分、制備工藝、微觀組織結構與性能之間的關系，進一步加深學生對材料科學與工程四要素的理解，有力支撐了專業畢業要求中的專業基礎知識部分。在材料力學性能課程的理論教學過程中，緊扣該課程工程實踐性質強的特點，引入研究型教學模式。一方面，從實際出發提出問題，通過增加背景知識介紹，還原知識的獲取過程，激發學生的學習興趣和探究激情；另一方面，對于重點章節及關鍵知識點，嘗試引入案例教學，通過展示工程實際中出現的問題，引導學生利用所學知識分析問題，探討其背后原因，進而提出解決方法，從而鍛煉和培養基本科研思路及科學思維方法，為未來專業發展奠定理論基礎。在實驗教學部分，圍繞工程素質與規范意識及專業實踐能力培養的需要，開設了3個基本力學性能實驗，即低碳鋼室溫拉伸試驗、金屬材料系列沖擊試驗和40Cr平面應變斷裂韌度KIC測定實驗。針對學時有限這一問題，對實驗教學環節進行精心設計，認真組織實施，強化過程監控，使每個實驗的每個環節都能落到實處。為此，采取開放式實驗教學方法，突出學生主體地位，使學生切實參與實驗教學過程的每一個具體環節。在實驗教學過程中，任課教師只起到組織者、指導者、幫助者和促進者的作用，通過過程監控，引導學生逐步完成相關實驗工作。具體而言，實驗教學的開展可分為三個階段：實驗工作準備階段，實驗工作實施階段，實驗報告撰寫及評閱階段。這三個階段又細分為若干環節，每一環節都有具體明確的任務。第一階段，實驗工作準備階段，包括文獻調研及標準學習、實驗方案設計、預習報告撰寫等。首先是標準文獻檢索與學習，與以往實驗教學方式不同，針對性地引入了標準文獻學習及應用環節，利用實驗室現有條件，使實驗過程向科研及工業檢測水準看齊，以培養學生工程規范意識。為保證學生有充足的準備時間，在開課伊始即明確實驗安排，布置學生查找相關標準文獻并提交，作為實驗考核的一部分。學生通過學校圖書館及網絡資源獨立查找國內外標準文獻，掌握了標準文獻檢索的一般方法，對行業技術規章體系有了大致全面的了解，強化了技術領域“有法可依、有章可循”觀念。獲取標準文獻后，引導學生進行解讀。鑒于標準內容規定過于詳細，附錄材料太多，學生不易把握和理解，根據實驗需要對標準內容進行摘錄，形成簡化文件，作為指導提綱。通過學習標準文獻，學生了解和掌握力學性能測試的基本規范，明確了試樣形狀、尺寸要求和實驗測試條件等相關規定，并以此為依據設計相關實驗，加深對標準文獻的認識和理解，逐步建立起工程規范意識。為了訓練學生實際應用能力，針對實驗環節需要設計反向情境問題，要求學生根據問題所提供的材料相關性能指標，評估實驗設備相關技術性能要求，如實驗機加載能力、載荷傳感器和位移傳感器量程及精度等。上述工作完成后，學生再到實驗室對實驗機、載荷傳感器和位移傳感器展開調研，評價實驗設備的適用性，同時了解試樣加工和熱處理情況。在此基礎上，學生登錄實驗室網絡虛擬實驗平臺，進行虛擬實驗操作，檢測各自實驗工作的準備情況，并進一步明確拉伸實驗的基本程序步驟。然后，以小組為單位討論制定實驗方案，并給出實驗數據的相關處理方案，形成預習報告。任課教師對預習報告進行批閱，針對存在的問題引導學生討論，并督促各小組針對存在問題對實驗方案進行優化。第二階段，學生要完成實驗實施、實驗數據采集與處理工作。學生以小組為單位開展實驗，每組4～5人，在約定時間進入實驗室開展實驗，各小組同學之間分工協作，完成相關數據的測量，并對實驗數據進行初步處理。該部分工作要求學生當場完成，任課教師全程監控，及時糾正操作不當之處，對實驗數據進行復核，并組織學生進行初步分析、討論。第三階段，實驗報告撰寫階段。每個學生獨立完成實驗報告撰寫，運用所學理論知識對實驗現象及存在問題分析總結，對實驗結果進行分析討論，并對實驗過程整體情況進行評價。在實驗結束后一周內，學生上交實驗報告，任課教師進行評閱，對于個性問題分別點評，對于共性問題進行集中講評，并引導學生進行進一步探討。通過上述訓練，學生對所學專業理論知識進行梳理并將其運用于實踐，不僅可以進一步加深對所學理論知識的理解，還可以培養分析問題、解決問題能力。更為重要的是，通過實驗教學，學生掌握基本實驗技能與科學實驗方法，了解和掌握相關實驗國家標準，并在實驗過程中加以運用，有助于工程規范意識培養。在實驗過程中，學生以小組為單位，通過分工協作，完成實驗設計與實施，在實驗結束后，獨立撰寫實驗報告，完成實驗數據處理及誤差分析、實驗結果分析及討論等工作，這對于學生自主學習能力、合作交流能力培養有較大的幫助。

三、考核方式、內容和評分標準證明課程目標達成情況

針對教學內容設置，材料力學性能課程考核分為課堂教學考核與實驗教學考核兩個部分。其中，課堂教學考核成績占總成績的70%，實驗教學考核成績占總成績的30%，學生的課程成績為二者的疊加。在具體操作時采用過程考核方式，通過建立完善的課程考核評價體系，加強過程控制，以強化學生的課程學習效果。課堂教學考核分為平時章節考核與最終課程考試兩個部分，平時章節考核采取隨堂測驗、課后作業、階段性章節測試等方式，督促學生加強自主學習習慣培養。對于課后作業，一般圍繞知識點設置，需要學生經過一定努力（查閱課本和參考書）才能完成。每次考評結束后，任課教師對存在問題進行點評，使學生意識到存在的問題，以便及時調整。最終課程考試是對課程教學內容的全面考核，考題采取簡答題、綜合分析題與計算題方式?？己藘热輫@課程核心內容與關鍵知識點設計，在廣度和深度上與課程目標要求相匹配，能覆蓋課程全部教學目標。因此，通過課程考試能夠實現對學生最終學習效果的客觀評價。對于實驗教學，采取分塊階段考核方式，根據每個實驗具體內容安排，制定有針對性的實驗工作指導計劃，合理劃分實驗工作的各個階段，并明確每個階段的具體任務和考核目標。學生接到實驗任務后，按照具體安排和考核要求準備實施，任課教師按時間節點予以監控，每一階段的任務完成通過后方可進入下一階段，每個實驗的成績為各個階段考核結果的累加。最后，綜合學生的3次實驗成績給出本課程的最終實驗考核成績。考慮到實驗教學任務通常安排在相關章節理論教學內容講完之后，為了使學生有充足的準備時間，有關任務的下達相對提前。在理論教學過程中，隨著有關教學內容的展開引出相關測試方法，將實驗任務布置下去，安排學生提早準備。學生在課下根據實驗內容查找資料，設計實驗，通過逐步還原知識的獲取過程，可以加深對所學理論知識的認識和理解。實踐表明，這是一種十分有效的實驗教學模式，由于每一個階段都做到目的明確，考察到位，學生在實驗教學開展過程中能夠及時了解存在的問題和差距，自覺或不自覺地按照考核標準要求自己，變外在考核為內在學習動力。

參考文獻：

[1]中國工程教育專業認證協會秘書處.工程教育認證通用標準解讀及使用指南EB/OL].百度，2018-11-05.

[2]李志義.適應認證要求推進工程教育教學改革[J].中國大學教學，2014（6）9-16.

[3]李志義.成果導向的教學設計[J].中國大學教學，2015（3）32-39.

作者:葉榮昌 強文江 李成華 鄭磊 單位:北京科技大學