1、工程教育专业认证对中国民航大学材料 物理专业建设的启示 魏通 周青军 刘文泼 李泽朋 中国民航大学理学院 摘 要： 专业建设是普通高校建设的重中之重, 其出发点与归宿点是人才培养。 在工程教 育专业认证背景下, 本文以“预期学习产出 (OBE) ”的工程教育理念为指导, 重新审视材料物理专业建设, 深入分析了材料物理专业现状, 明确指出了现存 问题, 重点探讨从专业定位、培养目标、师资队伍与课程体系等方面提升材料物 理专业建设水平的措施与途径, 旨在进一步提高材料物理专业学生的创新能力 与实践能力。 关键词： 工程教育专业认证; 预期学习产出; 材料物理; 作者简介：魏通 (1982-) ,
2、男, 副教授, 博士, 主要研究功能材料。 基金：中国民航大学教育教学改革研究课题资助 (205002240217) The Revelation of Engineering Education Professional Accreditation to Material Physics Construction WEI Tong ZHOU Qing-jun LIU Wen-po LI Ze-peng College of Science, Civil Aviation University of China; Abstract： Professional construction is t
3、he top priority in the construction of colleges and universities. The starting point and the destination of professional construction are talent training. Under the circumstances of engineering education accreditation, this paper is guided by the idea of outcomes-based education and re-examines the
4、construction of materials physics. We further analyze the status of materials physics and clearly point out the existing problems. This paper mainly focuses on the measures and approaches to enhance the construction level of materials physics from the aspects of professional orientation, training ob
5、jectives, teachers, course system, graduation design and continuous improvement. The purpose of this paper is to greatly improve the innovative ability and engineering practice ability of students in materials physics. Keyword： professional accreditation of engineering education; outcomes-based educ
6、ation; materials physics; 一、引言 专业是普通高校与社会需求的关键结合点, 其水平高低是衡量一所大学在国内 外地位的主要标志。 人才培养是专业建设的出发点与归宿点, 专业的目标就是出 人才。社会对人才的需求是人才供给侧, 即普通高校专业建设的重要指引。20 世纪以后的大部分高校专注科学理论知识, 而忽视了对学生实践能力的培养, 目前, 工程教育是普通高校改革的重要任务1。在工程教育专业认证背景下, 本文重新审视了中国民航大学 (中航大) 材料物理专业建设, 将“预期学习产 出 (OBE) ”的工程教育理念植入专业改革中, 探讨了工程教育专业认证对专业 建设水平提高的若
7、干启示。 二、工程教育专业认证简介与内涵 国际工程联盟目前包括六个协议, 其中华盛顿协议是最具权威性、国际化程 度较高、体系较为完整的工程教育专业认证协议之一2。我国2016 年6月成为 华盛顿协议正式成员。我国工程教育专业认证标准包含通用标准和补充标准 两部分。通用标准包含学生、培养目标、毕业要求、持续改进、课程体系、师资 队伍与支持条件7个指标。 补充标准是根据各个专业特点而设定的, 目前, 我国 共有16 个专业认证补充标准。材料类专业补充标准属于其中之一, 其重点阐述 课程体系、师资队伍、支持条件三个指标, 并对学生的能力培养提出了要求。 工程教育专业认证的核心理念是以学生为中心, 强
8、调教育过程要始终以学生培 养目标为导向, 重点关注教育产出和实际成效即学生预期学习产出 (OBE) , 并 坚持全体学生共同达标的准则, 在持续改进过程中促使高等教育质量不断提升。 简单来说, 工程教育专业认证的要求就是学生经过几年的专业教育后, 能有足够的能力从事专业相关领域的工作。 工程教育专业认证理念对我校材料类材料物 理专业学生的培养工作具有积极的借鉴意义。材料物理专业需要培养学生真正 “产出”, 而不仅是分数。 将 OBE理念用来改进专业建设, 构建本专业毕业生与 工业界的桥梁, 对人才培养质量提升具有重要意义。 三、工程教育专业认证背景下如何进一步提升材料物理专业水平 (一) 坚持
9、差异化发展, 构建中航大材料物理专业, 提升学生的竞争力 材料物理专业全国很多高校均有设置, 在此背景下要形成独特竞争力, 应坚持 差异化发展。 目前, 本专业唯一能区别于其他高校同类专业的优势就是我们依托 于特色行业 (民航) 。在工程教育背景下, 找准专业定位, 进而明确培养目标, 这是专业建设的首要任务。航空产业是国家重点扶持的朝阳产业, “十三五”规 划和“中国制造 2025”为我国航空产业发展指明了方向, 必将推动我国航空制 造业实现快速发展。 从校内环境来看, 中航大多年来一直服务于民航系统, 行业 底蕴深厚。 在有利的外部环境与良好的内部氛围下, 材料物理专业未来应坚定地 定位于
10、航空领域, 特别是民航领域, 发挥本专业在材料科学领域服务行业的能 力, 进而为航空材料领域输出高级专业人才。 然而, 令人遗憾的是本专业学生目 前行业服务水平不高, 例如, 近3年的合格毕业生就业率为:2014年 88%, 2015 年86%, 2016 年87%;而行业内的就业率为:2014 年51%, 2015年47%, 2016 年 48%。由此可以看出, 本专业毕业生在民航领域内的就业形势不乐观, 就业率较 低。究其原因, 目前培养目标不明确是其中之一。培养目标是专业建设的核心诉 求, 工程教育专业认证通用标准中对培养目标有明确要求, 即专业培养目标应 该是公开的、符合学校定位的、适
11、应社会经济发展需要的。当前, 国家对航空材 料领域十分重视, 且该领域具有强大的市场需求, 航空材料产业正面临着前所 未有的发展机遇和良好环境, 航空材料领域未来对材料类学生的需求旺盛。 因此, 在此背景下, 材料物理专业将以我国航空领域特别是民航领域需求为驱动, 重 点培养具有航空材料研究制备与应用能力、 质量检测与性能评估能力为专长的毕 业生, 旨在为航空材料领域输送高级人才, 形成对航空材料领域的有效支撑。 有 了明确的培养目标, 下面就是完善输入性因素, 促使学生达到培养目标。 (二) 以学生为中心, 以培养目标为导向, 重点关注学生的预期学习产出 (OBE) 1. 师资建设。 在工程
12、教育背景下, 师资队伍是完成学生培养的基本输入要素之一。基于 OBE 理念, 师资建设要以学生为中心, 紧密围绕培养目标展开。 本专业目前共有专任 教师17 人, 其中具有教授、副教授资格的共计 11人, 硕士生导师9 人。现有天 津市“131”创新型第二层次人才 1人 (5.9%) , 第三层次人才2人 (11.7%) , 中航大蓝天青年学者 2人 (11.7%) 。师资队伍中有行业背景的教师仅 4人, 占 比23.5%, 比例较低。另外, 师资队伍中的 3名天津市“131”创新型人才和 2 名蓝天青年学者都是2016年6月人事调整从原来实验物理教研室引入本专业的, 这些教师专业均无行业背景
13、。因此, 师资队伍方面存在以下问题: (1) 专业教师结构不太合理, 还需进一步完善。 (2) 教师专业水平有待提高, 工程背景需要 加强。 (3) 部分教师存在科研与教学不能有效结合的现象, 指导学生方面的工 作较少, 还未真正形成以学生为中心。具体改进措施: (1) 可以引入具有航空材 料专业背景的新生力量, 改善师资结构。具体可要求新入教师其本科、硕士和博 士学历中, 应有其中之一属于航空材料或检测类专业。 (2) 组织现有专业教师 利用教学空闲期到民航企事业单位进行行业培训, 加强与民航企事业单位的合 作, 培养专业教师航空材料与检测方面的工程实践能力。 通过培训与合作, 加深 教师对
14、行业的认识, 更好的理解学生的培养目标, 增强教师专业教学能力与实 践能力, 掌握民航企事业单位对毕业生的职业要求, 推动专业培养更加完善。 (3) 改进教师评价制度, 在OBE的理念下, 应该积极评价教师培养学生方面的 工作。 2. 课程体系。 课程体系方面, 本文重点关注专业实验与实践。 (1) 专业实验。目前, 材料物理专业课类实验包括工程材料 () (课内) 实验、 功能材料 () (课内) 实验、表面工程技术 (课内) 实验与无损检测 (课内) 实验等。课内实验存在的问题是实验学时太少, 且实验项目不丰富。另外, 这些 实验大多为认知性与验证性实验, 还不能达到有效培养学生实验能力的
15、目的, 学生预期学习产出效果不好。 专业课类实验目前之所以出现这些问题, 是因为这 些实验基本由相应课程教师自行开展, 实验内容开设随意性高, 缺乏内容的顶 层化设计, 缺少对学生实验能力培养的整体化思考。 为了加强专业实验系统化教 学, 丰富实验内容, 有效培养学生的实验能力, 本专业应尽快组建专业实验教 学团队, 并加强专业实验项目建设, 围绕培养目标, 重点建设与航空材料研究 与制备、检测与评估直接相关的实验项目, 整体把控, 形成专业实验库。然后, 对专业实验进行梳理, 归档分类, 建议可分 A、B、C三个层次。验证性实验可归 A层次, 主要培养学生的基本实验操作、简单数据处理技能,
16、该类实验原理、实 验操作、实验结论都非常明确, 主要是来验证课堂所讲的某一原理或结论。综合 性实验可归B层次, 主要培养学生的知识综合运用能力, 该类实验是学生运用 一门或多门课程知识、 原理和方法而开展的, 实验内容属多项实验内容的有机组 合。设计性实验可归 C层次, 主要培养学生知识与技能的有效运用能力、逻辑思 维能力、合作与沟通能力、创新实践能力。该类实验是学生自主设计实验方案并 实现的实验, 实验形式非常灵活。按照本专业的培养目标要求, 基于工程教育 OBE理念, 应重点关注学生的行业能力培养, 所以需要增加B、C层次的实验比 例。 (2) 专业实践。本专业在校内建立了与工程训练中心的
17、合作。在校外, 建立了与 一些航空公司的合作关系, 安排学生开展实践。 然而需要指出的是学生校外实践 训练深度不够, 目前仅停留在参观层次, 且实践时间较短, 无法形成对行业的 整体认识。为此, 本文提出以下改进措施: (1) 明确实践目标。根据培养目标, 实践目标应围绕航空材料开展, 通过实践使学生对航空领域主要材料的合成、 制 备、分析、应用以及材料与器件的主要检测技术有一个系统的理解, 并通过实践 过程对航空材料产业布局、新材料的开发与应用、材料生产标准等行业的发展趋 势有全局性的认识。 (2) 模块化实践, 关注学生预期学习产出 (OBE) 。航空材料种类繁多, 检测手段也多种多样,
18、为使学生形成对航空材料与检测的宏观认 识, 利于学生能力的培养, 建议实践内容采用模块化设计, 实践内容可分以下 6个模块。 模块1是非金属材料与制备工艺, 要求学生认识密封材料、 减振材料、 导热材料、 工程塑料等, 并对材料制备工艺及制品环境适应性与可靠性试验技术 有深入理解, 完成相应的实践报告。 模块 2是金属材料与特种加工, 要求学生认 识铝合金、钛合金、镍基高温合金、新型高强韧钢, 并对相应金属材料特种加工 工艺, 如旋压、电铸、锻造成形等工艺有深入理解, 并完成相应的实践报告。模 块3是功能复合材料, 要求学生认识陶瓷基、碳碳基、树脂基复合材料, 并对 材料合成、制备、分析、检测
19、与应用有深入理解, 完成相应的内容实践报告。模 块4是表面技术与工艺, 要求学生认识隔热涂层材料、环境防护涂层材料、热喷 涂材料等表面材料, 并对材料制备工艺与应用有深入理解, 完成相应的实践报 告。模块5是材料无损检测, 要求学生认识航空工业中超声、射线、磁粉、渗透、 涡流、声发射、检漏、目视检测等无损检测技术, 有能够对各类金属、非金属、 复合材料制品等进行无损检测的能力。 模块 6是器件无损检测, 要求学生认识工 业CT、工业内窥镜、数字超声扫描检测系统等无损检测技术, 培养学生能够对 电子器件进行无损检测能力。 以上专业实践 6个模块, 前4个模块使学生先掌握 航空材料并形成深入理解,
20、 后2个模块关注学生材料与器件的检测能力培养, 从而6 个模块有机统一形成对学生从材料到材料与器件检测的一体化实践培养 体系。 (3) 分阶段实践, 增加实践周期, 强化学生的实践能力。专业实践过程 对提升学生的系统能力、逻辑能力、协作能力与创新能力具有重要作用3。目 前学生实践时间总共为 3周, 且集中在大三。 从专业现实情况来看, 实践时间太 少, 没有达到实践的最初目标。因此, 建议以上 6个模块实践内容完成周期为 68周, 而且最好将 6个模块按顺序分散安排在大二到大四期间, 真正落实好 实践教学内容, 提升学生综合实践能力, 培养学生对行业的整体认知。 四、结语 专业认证是衡量一个专
21、业水平高低的重要标尺, 工程教育专业认证对本专业建 设具有重要的指导意义。 本文首先对工程教育专业认证进行了简单介绍, 并进一 步探讨了其内涵;然后深入分析了本专业的发展情况和存在问题;最后重点探讨 了专业认证背景下本专业水平提高所需要的措施与途径, 为本专业应用型高级 人才培养提供了参考性建议。 参考文献 1董健康.工程教育背景下多元化人才培养模式研究J.中国民航大学学报, 2012, 30 (4) :29-32. 2樊一阳, 易静怡.华盛顿协议对我国高等工程教育的启示J.中国高教研 究, 2014, (8) :45-49. 3林华, 李庆, 陈志谦.材料物理专业创新型人才培养实践教学体系的构建与 实践J.西南师范大学学报, 2013, 38 (3) :161-164.
