毕业要求指标点研究

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摘要：以材料力学性能课程教学为依托，深入探讨了有关教学活动安排对相关毕业要求指标点的支撑情况，通过精心设计教学内容、改革教学模式、认真组织教学活动，保证了全体学生专业能力培养和综合素质提高需要。

关键词：工程教育专业认证；毕业要求指标点；课程体系；材料力学性能

中国作为《华盛顿协议》的正式会员，按照有关框架要求建立了专业认证标准，使专业认证从形式上和内容上与国际水准统一，实现了工程教育质量标准的国际实质等效。通过开展专业认证工作，推行先进的教育教学理念及质量保障文化，对于引领工程教育专业建设、推动教学改革及不断提升专业人才培养质量影响深远，对增强核心竞争力及促进经济社会可持续发展意义重大。工程教育专业认证主要是基于成果导向的教育理念（Outcome-BasedEducation，OBE），关注重点的是学生通过教育过程所取得的学习成果。需要强调的是，工程教育专业认证关注的是全体学生而非个别学生取得的学习成果，属于一种合格性评价活动。与之相对应，基于认证标准所建立的人才培养体系采取的是一种达标式，而非选拔式的人才培养模式。在这种培养体系下，每一个学生通过系统学习和训练，都能够获得学习成功，取得适应未来生活的能力。为了确保学生能够获得这一能力，需要对人才培养过程进行反向设计。具体而言，就是从需求（即能力目标要求）出发，确定培养目标，再由培养目标决定毕业要求，根据毕业要求确定毕业要求指标点（简称指标点），通过将毕业要求逐条分解、细化，使其成为若干更为具体、更易落实、更具可测性的指标点，再根据指标点确定课程体系。指标点实际上为学生搭建了一个能力结构框架，能力结构实现依托于课程体系。然后，根据课程体系确定课程教学要求，进而根据课程教学要求确定课程教学内容。通过对课程设置进行整合，合理配置教学资源，使每门课程的学习都与能力培养具体指标要求呼应。在具体实施时，由课程教学入手，逐项落实能力培养及对应指标的达成情况，当学生通过课程体系的考核，完成自身能力框架的构建，也就最终取得了顶峰成果，即完成了能力培养。这种反向设计、正向实施、从“需求”出发最终又回到“需求”的人才培养模式，可以在最大程度上保证教育目标与结果的一致性。2015年，北京科技大学材料科学与工程专业首次通过工程教育专业认证，2018年，又通过工程教育专业认证复审。围绕着“反向设计、以学生为中心和持续改进”这一核心思想，完成了专业培养目标的修订，进一步明确了毕业要求及其指标的划分，构建了完善的课程体系，为保证专业人才的培养质量提供了充分保障。专业课程教学作为课程体系的一个重要组成部分，在学生专业素质和专业能力培养方面具有至关重要的作用。作为达成专业培养目标的落脚点和基石，课程体系中每一门专业课程对达到毕业要求都有贡献。一方面，需要通过课程教学大纲予以明确；另一方面，需要通过具体教学活动予以落实。对于每一门专业课程，如何有效实施相关教学活动，促成相关毕业要求指标点的实现，是每一位任课教师需要思考和面对的现实问题。

一、课程目标与相关毕业要求指标点对应关系

材料力学性能课程教学基本目标是使学生掌握材料力学性能的基本理论、评价指标及测试方法，为正确选择和合理使用材料，尤其是优化和改进材料的性能，以及开展零部件失效分析等奠定基础。同时，兼顾为开发新材料、新工艺提供基本思路和研究方法。有关教学内容和教学方法的安排，对本专业相关毕业要求指标点的达成形成有力支撑，具体表现在专业知识、问题分析、研究、现代工具使用、个人与团队、沟通以及终身学习等方面。关于具体落实情况，将在下文展开论述。

二、课程内容和教学方式实现课程目标

材料力学性能课程总计48学时，其中理论教学40学时，实验教学8学时。在理论教学部分，围绕材料力学性能这个核心，以材料力学行为基本现象-基本规律-微观机制-影响因素及调控措施为主线，综合工程力学、材料科学基础、金属材料学等相关学科知识，系统探讨了金属材料在不同外加载荷及环境因素作用下所表现的力学行为。即弹性变形、塑性变形与断裂等问题，建立起材料成分、制备工艺、微观组织结构与性能之间的关系，进一步加深学生对材料科学与工程四要素的理解，有力支撑了专业毕业要求中的专业基础知识部分。在材料力学性能课程的理论教学过程中，紧扣该课程工程实践性质强的特点，引入研究型教学模式。一方面，从实际出发提出问题，通过增加背景知识介绍，还原知识的获取过程，激发学生的学习兴趣和探究激情；另一方面，对于重点章节及关键知识点，尝试引入案例教学，通过展示工程实际中出现的问题，引导学生利用所学知识分析问题，探讨其背后原因，进而提出解决方法，从而锻炼和培养基本科研思路及科学思维方法，为未来专业发展奠定理论基础。在实验教学部分，围绕工程素质与规范意识及专业实践能力培养的需要，开设了3个基本力学性能实验，即低碳钢室温拉伸试验、金属材料系列冲击试验和40Cr平面应变断裂韧度KIC测定实验。针对学时有限这一问题，对实验教学环节进行精心设计，认真组织实施，强化过程监控，使每个实验的每个环节都能落到实处。为此，采取开放式实验教学方法，突出学生主体地位，使学生切实参与实验教学过程的每一个具体环节。在实验教学过程中，任课教师只起到组织者、指导者、帮助者和促进者的作用，通过过程监控，引导学生逐步完成相关实验工作。具体而言，实验教学的开展可分为三个阶段：实验工作准备阶段，实验工作实施阶段，实验报告撰写及评阅阶段。这三个阶段又细分为若干环节，每一环节都有具体明确的任务。第一阶段，实验工作准备阶段，包括文献调研及标准学习、实验方案设计、预习报告撰写等。首先是标准文献检索与学习，与以往实验教学方式不同，针对性地引入了标准文献学习及应用环节，利用实验室现有条件，使实验过程向科研及工业检测水准看齐，以培养学生工程规范意识。为保证学生有充足的准备时间，在开课伊始即明确实验安排，布置学生查找相关标准文献并提交，作为实验考核的一部分。学生通过学校图书馆及网络资源独立查找国内外标准文献，掌握了标准文献检索的一般方法，对行业技术规章体系有了大致全面的了解，强化了技术领域“有法可依、有章可循”观念。获取标准文献后，引导学生进行解读。鉴于标准内容规定过于详细，附录材料太多，学生不易把握和理解，根据实验需要对标准内容进行摘录，形成简化文件，作为指导提纲。通过学习标准文献，学生了解和掌握力学性能测试的基本规范，明确了试样形状、尺寸要求和实验测试条件等相关规定，并以此为依据设计相关实验，加深对标准文献的认识和理解，逐步建立起工程规范意识。为了训练学生实际应用能力，针对实验环节需要设计反向情境问题，要求学生根据问题所提供的材料相关性能指标，评估实验设备相关技术性能要求，如实验机加载能力、载荷传感器和位移传感器量程及精度等。上述工作完成后，学生再到实验室对实验机、载荷传感器和位移传感器展开调研，评价实验设备的适用性，同时了解试样加工和热处理情况。在此基础上，学生登录实验室网络虚拟实验平台，进行虚拟实验操作，检测各自实验工作的准备情况，并进一步明确拉伸实验的基本程序步骤。然后，以小组为单位讨论制定实验方案，并给出实验数据的相关处理方案，形成预习报告。任课教师对预习报告进行批阅，针对存在的问题引导学生讨论，并督促各小组针对存在问题对实验方案进行优化。第二阶段，学生要完成实验实施、实验数据采集与处理工作。学生以小组为单位开展实验，每组4～5人，在约定时间进入实验室开展实验，各小组同学之间分工协作，完成相关数据的测量，并对实验数据进行初步处理。该部分工作要求学生当场完成，任课教师全程监控，及时纠正操作不当之处，对实验数据进行复核，并组织学生进行初步分析、讨论。第三阶段，实验报告撰写阶段。每个学生独立完成实验报告撰写，运用所学理论知识对实验现象及存在问题分析总结，对实验结果进行分析讨论，并对实验过程整体情况进行评价。在实验结束后一周内，学生上交实验报告，任课教师进行评阅，对于个性问题分别点评，对于共性问题进行集中讲评，并引导学生进行进一步探讨。通过上述训练，学生对所学专业理论知识进行梳理并将其运用于实践，不仅可以进一步加深对所学理论知识的理解，还可以培养分析问题、解决问题能力。更为重要的是，通过实验教学，学生掌握基本实验技能与科学实验方法，了解和掌握相关实验国家标准，并在实验过程中加以运用，有助于工程规范意识培养。在实验过程中，学生以小组为单位，通过分工协作，完成实验设计与实施，在实验结束后，独立撰写实验报告，完成实验数据处理及误差分析、实验结果分析及讨论等工作，这对于学生自主学习能力、合作交流能力培养有较大的帮助。

三、考核方式、内容和评分标准证明课程目标达成情况

针对教学内容设置，材料力学性能课程考核分为课堂教学考核与实验教学考核两个部分。其中，课堂教学考核成绩占总成绩的70%，实验教学考核成绩占总成绩的30%，学生的课程成绩为二者的叠加。在具体操作时采用过程考核方式，通过建立完善的课程考核评价体系，加强过程控制，以强化学生的课程学习效果。课堂教学考核分为平时章节考核与最终课程考试两个部分，平时章节考核采取随堂测验、课后作业、阶段性章节测试等方式，督促学生加强自主学习习惯培养。对于课后作业，一般围绕知识点设置，需要学生经过一定努力（查阅课本和参考书）才能完成。每次考评结束后，任课教师对存在问题进行点评，使学生意识到存在的问题，以便及时调整。最终课程考试是对课程教学内容的全面考核，考题采取简答题、综合分析题与计算题方式。考核内容围绕课程核心内容与关键知识点设计，在广度和深度上与课程目标要求相匹配，能覆盖课程全部教学目标。因此，通过课程考试能够实现对学生最终学习效果的客观评价。对于实验教学，采取分块阶段考核方式，根据每个实验具体内容安排，制定有针对性的实验工作指导计划，合理划分实验工作的各个阶段，并明确每个阶段的具体任务和考核目标。学生接到实验任务后，按照具体安排和考核要求准备实施，任课教师按时间节点予以监控，每一阶段的任务完成通过后方可进入下一阶段，每个实验的成绩为各个阶段考核结果的累加。最后，综合学生的3次实验成绩给出本课程的最终实验考核成绩。考虑到实验教学任务通常安排在相关章节理论教学内容讲完之后，为了使学生有充足的准备时间，有关任务的下达相对提前。在理论教学过程中，随着有关教学内容的展开引出相关测试方法，将实验任务布置下去，安排学生提早准备。学生在课下根据实验内容查找资料，设计实验，通过逐步还原知识的获取过程，可以加深对所学理论知识的认识和理解。实践表明，这是一种十分有效的实验教学模式，由于每一个阶段都做到目的明确，考察到位，学生在实验教学开展过程中能够及时了解存在的问题和差距，自觉或不自觉地按照考核标准要求自己，变外在考核为内在学习动力。

参考文献：

[1]中国工程教育专业认证协会秘书处.工程教育认证通用标准解读及使用指南EB/OL].百度，2018-11-05.

[2]李志义.适应认证要求推进工程教育教学改革[J].中国大学教学，2014（6）9-16.

[3]李志义.成果导向的教学设计[J].中国大学教学，2015（3）32-39.

作者:叶荣昌 强文江 李成华 郑磊 单位:北京科技大学