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工程教育专业认证下培养金属材料工程专业学生创新能力的实践教学体系研究

来源:  作者:  时间:2021-05-21

摘要:为了提高金属材料工程专业学生的创新能力,本文论述了目前本科高校金属材料工程专业实践教学体系建设的重要性。依据工程教育专业认证的理念,阐述了金属材料工程专业实践教学环节中较为严重的问题;从提高理论课程教学与实践教学之间的支撑度、扩充实践教学师资队伍与实践教学基地、完善专业实践教学质量保障与评价机制三个方面作为出发点,提出了改良金属材料工程专业实践教学的措施,为提升金属材料工程专业学生的实践创新能力提供一种参考方式建议。

关键词:工程教育专业认证,金属材料工程,实践教学

 工程教育专业认证及其标准简介

1989 年,来自美国、英国、加拿大、爱尔兰、澳大利亚、新西兰 6 个国家的民间工程专业团体发起和签署了一份协议,即《华盛顿协议》;该协议的内容主要是针对国际上本科工程学历(一般为 4 年)资格彼此间互认方面相关的,确认由签约成员认证的工程学历基本类同,并建议毕业于任一签约成员认证的课程的人员均应被其他签约国(地区)视为已获得从事初级工程工作的学术资格。在2013年,我国也加入了《华盛顿协议》,成为了预备成员;在 2016 年的年初接受了转正考察,燕山大学和北京交通大学两所高校代表我国成为《华盛顿协议》组织考察的观摩教学单位。在 2016 6 2 日,我国成为了国际本科工程学位互认协议《华盛顿协议》的正式会员。2016 6 月,中国科协代表我国正式加入《华盛顿协议》,成为第 18 个会员国。通过认证专业的毕业生在相关国家申请工程师执业资格时,将享有与本国毕业生同等待遇。

加入《华盛顿协议》将对我国工程类后备人才的培养起到指导性作用。大学工程类本科教育培养出来的大部分学生应该是在行业中充当工程师这个角色,少部分学生从事科学研究方面,所以衡量工程类的大学生在本科阶段是否得到了充分的培养,是否在实际动手能力方面得到充分的锻炼,需要引入国际标准来加以衡量。在确立了国际标准之后,学生参照这个标准来指导自己的学习,老师也按照这个标准的导向和要求去指导自己授课,这样的人才培养模式对解决我国工程实际应用方面的需求问题将起到重要的指导作用。

工程教育专业认证标注以产出导向(Outcome-Based EducationOBE)作为国际通用标准,然后通过专业的持续改进机制来进行评价(Continuous QualityImprovementCQI),《华盛顿协议》中对毕业生素质的要求,也是我国普遍采用的认证程序,其核心理念亦可总结为以下三点:1)以学生为中心。2)以目标为导向。3)以持续改进为机制。该理念强调过程性评价,以““学生学习产出””为导向的评价活动。OBE 教育理念代表着专业工程教育改革的指南针;OBE 教育理念可谓是从根本上打破了传统的专业教育与考核的模式[1-2] ;工程教育专业认证的标准重点突出毕业生掌握、分析和解决工程中复杂问题的能力,这就意味着专业在实践教学过程中需要突出体现工程复杂问题的专业性和具体性,同时负责实践教学的授课教师要将实际工程中的问题引入到实践教学课程中。

 金属材料工程专业培养学生创新能力的实践教学体系现状

金属材料工程专业在成立之后,该专业的实践教学通过多年的建设后已经形成了一套较为完善的教学系统结构。但是近年来,从金属材料工程专业毕业的学生人数增长的趋势来观察,发现其与实践教学培养质量的匹配程度出现了不理想的状况[3-4] 。总结上述现象主要表现在以下几个方面。

(一)专业课的实验教学相对单一。该专业下属的专业课相关的实验教学更多表现在演示性、验证性两个方面的实验,实验内容相对单一,而且数量有待增加,难以激发出学生的学习兴趣,导致学生不够兴奋、缺乏主观能动性的投入,甚至有一定比例的同学表现出了敷衍了事的态度。另一方面,专业课相关的综合性实验,在一定程度上只是进行流程相对简单的金属材料工程行业中的操作和训练,难以真正做到与实际企业的生产方式接轨,所以不利于有效培养学生独立分析实际问题和解决实际问题的能力,同时也不利于培养学生的动手能力和创新能力。

(二)专业课的实践教学资源相对匮乏。金属材料工程专业中,实践教学环节是教学的重要有机组成部分,而实际情况是在高校里从事实践教学环节的教师只有很小的比例是从企业工程师这个岗位转过来的,与专业课相匹配的实验教学更多的还是专业任课教师或从事实验岗位的教师担任,其次学校实验教学中心的设备或能够从事的实践教学内容的丰富性相对较差,更多的是让学生对课堂教学知识点加深一下理解。从现在的教师与学生的比例情况来看,教师数量相对较少,使得教师也难以暂时离开岗位去企业进行挂职锻炼和培训学习。

(三)专业课的实践教学目标不够清晰。金属材料工程专业中,某些专业课的实践教学大纲中有些部分的教学目标不够清晰,导致学生参加这些实践教学后的训练效果不佳,进而衍生出学生的态度是对待实践教学环节不够重视。让学生在专业课程理论学习后进入设立在企业的教学实践基地,如生产实习,由于目前的实际状况是参加生产实习的学生数量较多而那些效益良好、生产车间状况优良的单位为了不影响生产不愿意接待大批量的实习,而愿意接待生产实习的单位相对生产设备落后、效益不佳,所以导致学生参加生产实习后对本专业产生了一定的不良情绪。

(四)专业课的实践教学目标跳跃性较大。高校内的大学生创新创业训练项目、选择科研导师进入到课题组等,均在一定程度上对学生的实践教学起到辅助性的动手训练的作用,但是效果不太理想,原因是学生参加的科研训练并不是学生从学习专业课中有所启发的兴趣延续,而是参加某些教师所申请的小型科研项目,从而从事的活动内容可能与专业课程所教授的内容脱节;另外加入到某些老师的科研梯队中,更多的是服务博士、硕士研究生,在一定程度上接触到科研,也没有针对性地依据实践教学的要求训练自己的能力。

 工程教育专业认证下学生创新能力提高的教学改革探索

针对上述金属材料工程专业培养学生创新能力的实践教学体系现状,以工程教育专业认证的导向作为指导,同时按照工程认证的标准中对实验条件的要求等,可以从以下三个方面来提高学生创新能力的实践教学改革。

(一)  增加本专业的理论课程与实践教学课程之间的支撑程度。依据工程认证的导向指引,实践教学体系必须建立在与之对应的理论课程体系之上,同时明确建立实践教学体系的目的和针对性,以此作为切入点来对培养方案进行改革,从而加强实践教学体系与理论教学体系之间的支撑度。本专业的课程开设要根据学校的特色平台和发展政策以及服务地方发展地区特色作为主要目标,根据培养目标,建立核心课程结构体系,以围绕核心课程体系开设选修课程、同时以主要核心课程作为中心来开设实践教学体系;在理论教学方面和选拔师资建设方面要将更多的精力投入在支撑度高与专业背景领域贴合度高、实用价值高的课程领域。开设金属材料工程专业的二级教学单位应制定出详细的计划,然后阶段性出去通过走访或调研针对本专业相关的科研单位、企业等,同时去该领域相对发达的区域进行调研,主动了解和掌握金属材料工程专业的需求发展趋势,能够为本专业的特色研究做出铺垫,同时依据本校毕业生的就业情况以及结合社会动态分析对本领域企业未来几年对不同种类工程技术人员的需求,以此来修订本专业实践教学培养方案;之后再以修订后的培养方案来指导实践教学环节的建设,做到实践教学培养目标与本专业行业需求相统一的对应性。同时,根据工程认证理念,以学生为中心,充分激发学生的主观能动性,以此来改变学生的学习态度,在大三第二学期进行的生产实习中,通过在学校播放与专业相关的行业录像带让学生对企业的状况有一定认知,在生产实习过程中,能够给予学生一定的时间充分参与到生产领域中,让学生真正做到学以致用。科研服务于教学,在专业课程设计方面,授课教师可以根据自己的研究课题与教学相关性紧密的部分作为学生的课程设计的内容,让学生通过设计流程、实验操作、结果分析和实物呈现的过程,以此来提高学生的动手能力、分析能力和创新能力。

(二)增大建设实践教学师资队伍与实践教学基地的程度。金属材料工程专业的师资力量和设备硬件设施是实践教学体系构建的核心。专业可以聘请一定比例的工程实践经验丰富、理论授课能力强的企业工程师作为授课教师,同时也可以派从事实践教学的专职教师接受培训,要求能够熟练掌握课程实验设备的操作与维护,在上岗之前具备相关的岗位技能证书。在校内实践教学基地建设方面,可以聘请来自企业的具有实践经验的工程师担任建设组成员,同时也可以更多的寻求与附近专业相关的企业的合作,可以作为校外专业课程实践基地;也可以与设有类似专业的高水平兄弟院校合作,一些综合性大实验可以在对方的工程训练中心进行。要求专业课实验开出率在 90% 以上,综合性、设计性和创新性实验课程占到总实验课程比例的 60% 以上,每个实验要有足够的实验台套数和较高的利用率,基础实验每组学生人数不能超过 2 两人,专业实验每组学生人数不能超过 3 人,大型仪器设备每组实验学生人数不能超过 8 人。以学生为中心,让学生在去企业进行生产实习之前,可以通过调整专业课程实验教学的大纲内容,以此来规范学生的实际操作规范,为后续的实习打下良好的基础。

(三)完善金属材料工程专业实践教学质量保障与考核评估体系。由于实践教学环节的每个过程直接影响着实践教学的整体质量,可见二者之间的密切程度,所以要想提高实践教学的质量,则要建立与之相匹配的合理的实践教学质量管理、评价与控制的机制;有些教师不愿意承担实践教学任务,原因就是学期末工作量的计算方法与理论课授课不一致,所以有必要在学校层面建立实践教学质量保障机制和评价机制,应该设立实践教学督导组和考核组,成为学校教务处对实践教学过程进行督导和监控的有机组成部分,该小组也可以收集、整理和分析学生反馈的实践教学信息,从而进一步完善全校的实践教学质量保障机制。以工程认证的理念为依据,以学生为中心,建立公平有效的考核评价机制可以提高学生的专业技能和应用动手能力;同时考核评价机制也应让学生参加讨论与评价的过程中,从而体现学生的核心地位,学生的学习态度也会变得更加积极主动。实践教学过程应相对变得更加公开化,可通过实践活动的完成情况、答辩情况等不同阶段组成来进行综合考评,而不是像以往只是通过报告的方式;采取团队的整体形势进行考核,这样的方式也有利于小组内成员之间的交流与协作,不仅可以提高个人的实践能力,而且可以提高个人与团队的合作能力。通过这种在团队内彼此之间协作的方式可以激发出学生的创新思维、提高团队的凝聚力,同时在考核过程中可以建立校内、校外两个方面的综合考评体系。根据综合考评体系给出的意见,可以有效改善现有的实践教学方式。

 结语

金属工程材料专业的实践教学环节是与专业的理论教学一起培养学生成为本行业的合格人才为目标的,本文以国际工程教育专业认证中的要求为依据,建立““以学生为中心、以目标为导向、以持续改进为机制””的金属材料工程专业实践教学体系的结构框架;通过进一步加强专业理论课程教学与实践教学之间的支撑程度,投入能够加大建设实践教学的师资队伍和实践教学硬件设施,完善金属材料工程专业实践教学质量的保障,制定符合专业特性与实际情况相结合的实践教学考核制度,使得““以学生为中心、以学生学习产出为导向、以过程评价不断持续改进””三大工程认证理念融入到专业实践教学和课堂教学活动中,从根本上提升学生的专业实践能力和、激发学生的创新能力。

参考文献

[1] 黄宜庆,陆华才 . 工程教育专业认证下自动化专业实践教学体系的构建 [J]. 绥化学院学报,2019395131-132.

[2] 李成华 . 土木工程专业人才培养机制与实践探索——基于工程教育认证视角 [J]. 新西部,20182033-34

[3] 李小川,王启立,闫小康 . 大学生创新能力培养的教学体系构建与实践 [J]. 化工高等教育,20192):17-21.

[4] 孟利,杨平,陈冷,等 . 新形势下材料科学基础实验教学的实践与思考 [J]. 中国冶金教育,20102):45-47.

[5] 李永华,武小娟,刘劲松,等 . 基于工程教育专业认证的大学生能力培养探析 [J]. 教育现代化,201973):1-2.

本文摘自《中华少年》杂志。



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