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美国工程教育认证对工艺学类课程教学改革

摘要：美国工程教育认证制度对提高美国乃至世界的工程教育质量发挥了极其重要的作用,随着中国加入《华盛顿协议》,也必将对中国高等工程教育的发展产生深远的影响.本文结合美国工程教育认证的特点,以“无机非金属材料工艺学”为例,阐述了工艺学类课程的教学改革方向,包括：教学内容层次化、激发学生的学习兴趣、教学内容要与时俱进、理论与实践相结合等四点.

关键词：工程教育认证；无机非金属材料工艺学；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）27-0001-03

一、引言

工程教育是为国家经济建设提供工程技术人才的重要渠道,而工程教育专业认证作为保证工程教育质量、实现工程教育国际相互认可的重要举措而受到了世界各国的重视.其中,《华盛顿协议》是工程教育本科专业认证的国际互认协议,是签署时间最早、缔约方最多、影响最广泛的工程教育国际认证协议,旨在通过认证保证工程教育质量,为工程师资格国际互认奠定基础[1].相对于开展工程教育认证较早的美国、德国、日本等发达国家,我国开展工程教育认证始于2005年,相对较晚.经过各方努力,中国科协于2013年6月代表中国,成为《华盛顿协议》的预备成员[2],并于2016年6月成为该协议的正式成员[3],标志着中国工程教育认证工作得到了国际认可.加入《华盛顿协议》是促进我国工程师按照国际标准培养、提高工程技术人才培养质量的重要举措,对我国工程技术领域应对国际竞争、走向世界具有重要意义.

美国是工程教育专业认证最早的国家,认证制度发展得比较完备和健全.美国认证制度的建立对提高美国工程教育的质量发挥了极其重要的作用,同时也对世界高等工程教育的发展产生了深远的影响[4-6].美国工程教育专业认证由非的独立机构———工程技术认证委员会（ABET）总体负责[7].为加快中国工程教育的认证体系的建立和完善,中国教育部于2015年10月成立了中国工程教育专业认证协会.中国工程教育认证目前正处于模仿和学习美国工程教育认证模式的阶段.目前美国工程教育认证标准执行EC2000,其特点表现为由以往重教师教的评估转向重学生学的评估,由以往重输入性的要素评估转向输出性的结果评估.

工艺类课程是材料专业开设的一类重要课程,包括“无机非金属材料工艺学”、“高分子材料成型工艺”等.工艺学类课程往往具有两个特点.一是综合性强,会涉及多个课程的相关内容,比如“无机非金属材料工艺学”课程会涉及基础物理学、材料学、分析化学、热工学基础等课程相关内容；二是实践性强,教学的内容是实践的总结,又要指导实践.因此,开展好这类课程教学就要知识与实践并重.在中国加入《华盛顿协议》的大背景下,探索如何高水平的开展工艺类课程的教学工作具有重要的价值.本文结合笔者之一多年“无机非金属材料工艺学”课程[8]的讲授经验,阐述了美国工程专业认证制度对于工艺类课程的教学改革的启示,希望能够对国内该类课程的教学改革提供一定的思路.

二、美国工程教育认证的特点

仔细研究ABET工程认证相关内容[7]发现,美国ABET工程专业认证EC2000具备以下特点（尤其与中国工程教育认证体系相比）.

（一）认证体系完整

ABET认证不仅包括适用于本科生水平专业的通用标准,还包括适用于研究生水平专业的通用标准,体系完善,层次清晰.这为很多大学尤其是高水平大学开展较高水平的工程教育建立了规范,为开展相关工程专业的研究生教育提供了有效的依据.

（二）以教育输出为重点

随着美国社会的发展和对工程教育认知水平的提高,ABET认证的重点逐渐由院校转向了学生,由对教育投入的重视转向对教育输出的重视,即毕业生“学到了什么”,具备了什么样的能力.这就要求教师加强与学生的互动和交流,创造学生积极学习的环境,而不是一味“填鸭式”的教学.

（三）与社会发展同步

上世纪80年代以来,美国社会、经济和技术发展迅速,对专业技术认证标准的重新审定势在必行.因而,从1995年ABET全面性改革以来,专业认证标准和政策的具体实施细则每年都在更新和完善,来应对美国社会对人才培养的需求变化.

（四）突出对工程实践能力的要求

ABET的架构决定了专业认证与企业界联系紧密的特点,因而在标准制订和认证程序上,会突出强调对工程实践能力要求,即企业界对人才培养的实际需求标准.因而,高校更关注毕业生所具备的能力和素质,而非纯粹的知识储备,这对于将来在工作岗位上解决工程问题至关重要.中国负责工程教育认证的中国工程教育认证委员会由教育部主管[6],社会中介组织参与度低,因而极易造成人才培养和社会需求的脱节.这就是为什么近年来大量毕业生找不到理想工作,而大量企业也招不到对口人才尤其是高技能人才的原因.

有证据表明,美国高校实施EC2000认证标准对于毕业生的质量有着很大的提高,包括应用数学和科学的技能、实验技能、工程技能、交际技能、再学习能力等所有考察的9项指标[9].

三、美国工程教育认证对工艺学类课程教学改革的启发

工艺类课程是作为材料专业的一类重要的基础课,如何有效开展相关课程的教学具有重要的意义.结合上一小节中美国工程教育认证的特点,笔者认为这类课程的教学改革的方向可以包括如下几个方面.

（一）教学内容层次化

上面提到,ABET认证不仅包括适用于本科生水平专业的通用标准,还包括适用于研究生水平专业的通用标准.笔者认为,随着中国工程教育认证体系的成熟和完善,这也是中国工程教育认证的一个方向.以“无机非金属材料工艺学”课程为例,教学内容的层次化可以表现为：必要且相对容易理解的内容作为普通本科生的学习和考核内容,相对难以理解的内容作为学有余力或有志于攻读研究生学位的学生学习的内容.例如,超细粉体的合成与表征的章节[8]会涉及纳米材料的量子效应,量子效应作为纳米材料的基本性质,直接决定了材料的宏观性质.但量子效应难以理解,除非学生掌握了物理专业的量子力学知识,而这是大多数材料学专业的学生不具备的.这部分内容可以作为较高层次的教学内容,有兴趣或有需求的学生可以自学相关量子力学知识,加深这一章节内容的理解.这对于将来从事材料方面的科学研究的学生十分重要.

（二）激发学生学习的兴趣

相对于“学校教了什么”,ABET认证更加看重“学生学到了什么”.而让学生能够学到东西的关键在于激发学生的学习兴趣.激发学生学习兴趣的方法很多,对于工艺类课程而言,笔者认为案例教学法是非常有效的一种,尤其是课程的第一节课.好的案例是实施案例教学的前提条件之一.还是以“无机非金属材料工艺学”课程为例,该课程的主要研究对象是陶瓷、水泥、玻璃等,材料种类繁多.虽然根据无机非金属材料种类的不同和性能要求的不一样,各种无机非金属材料的生产方法有很大差异.但从整个工艺过程来讲,其制备过程大体都可以分为原料、成型、烧结几个部分,有很多共性的地方.无机非金属材料中,陶瓷具有悠久的发展历史.因此,笔者在讲第一堂课时,往往会特意加大中国陶瓷发展史的篇幅,突出介绍中国对世界陶瓷发展所做出的杰出贡献.在进行爱国主义教育的同时,学生对于陶瓷工艺学中最重要的核心：“原料－工艺－显微结构－性能”之间的关系便有一个初步的认识.这样,通过第一次课的案例既吸引了同学们的兴趣,又引出了这门课程的主线.

（三）教学内容要与时俱进

ABET专业认证标准和政策每年都在更新和完善,来应对社会对人才培养的需求变化.同样,随着近些年来材料工艺和技术剧烈的革新变化,工艺学类课程的教学内容也应该与时俱进,体现技术的最新变化.素质教育的核心理念之一是研究性教学.这就要求教师提供研究的素材,鼓励学生积极主动研究.因此,最好要有大量的参考信息贯穿于课程教学中.同时,教师还要有意识地引导学生查阅文献,跟踪本专业的最新研究动态和研究成果.例如,对于“无机非金属材料工艺学”而言,近年来材料学领域新兴的仿生复合材料的内容可以适当补充进入讲授内容,可以鼓励学生撰写这一领域的调研报告,甚至可以跟随相关研究方向的导师从事小的课题研究.这样,一方面可以加深本课程内容的理解,另一方面可以进一步激发学习的兴趣,为将来从事相关研究奠定一个好的基础.

（四）理论与实践结合

ABET工程教育认证突出强调对工程实践能力的要求,因而美国工程院校特别注重培养学生的动手操作能力.而正如前所述,实践性本身又是工艺学类课程的重要特征.因此,教师在实践教学中,应鼓励学生动手实验.例如,在“无机非金属材料工艺学”的教学中,学生自己动手验证陶瓷工艺的生产全过程,体验坯料制备、成型、施釉、烧结的整个工艺过程,进而加深理解陶瓷的原料与生产工艺制品性能之间的相互关系.美国的工科课程特别注重实践的重要性.例如,密歇根大学工学院开设的“设计与制造”课程期末总成绩中有45%是由与实践密切相关的“实验作业”和“课程设计”决定[10].有条件的学校,还可以建立深化校企合作关系,让学生深入生产制造车间实习一段时间,了解生产工艺.只有在生产制造一线,才能真正理解课堂知识的价值,真正做到理论结合实际.甚至有研究报道,通过企业实践,许多学生直接实现了就业,避免了上面提到的“毕业生找不到理想工作,企业也招不到对口人才”的尴尬局面.

四、总结

随着工程教育认证在中国的深入实施,美国工程教育的内涵和实质会越来越深刻地浸入中国工程教育的教学中.工艺类课程的要求和工程教育认证的标准是本质上相符的.笔者相信,以工程教育认证的标准探讨和指导对工艺类课程的教学是大有裨益的.致谢：感谢北京科技大学2016年度教育学改革与研究项目（项目编号：JG2016M13）的资助.

参考文献：

[1]王亮.美国工程教育专业认证现状及对我国的启示[J].现代企业教育,2014,(12):256.

[2]http://learning.sohu.com/20130820/n384638521.shtml[3]http://edu.china.com/new/edunews/jy/11076178/20160602/22796206.html

[4]邵辉,葛秀坤,毕海普,赵庆贤,郝永梅,邢志祥.工程教育认证在专业建设中的引领与改革思考[J].常州大学学报社会科学版,2014,(15):104;

[5]骆健,王海艳,罗卫兰.美国工程教育专业认证现状及启示[J].国际教育视窗,2012,(251):9.

[6]罗尧,马立红.美国工程教育专业认证发展趋势、特色及启示[J].继续教育,2011,(12):32.

[7]http://www.abet.org/about-abet/

[8]周张健,赵海雷,连芳.无机非金属材料工艺学[M]北京:中国轻工业出版社,2009.

[9]http://www.abet.org/wp-content/uploads/2015/04/EngineeringChange-executive-summary.pdf

[10]杨培中.美国高校“设计与制造”课程教学特色[J].2004全国机械设计教学研讨会,2004:122.

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