方贵盛　王红梅

摘  要：文章在深入理解工程教育认证思想、深入领会工程教育认证标准的基础上，以我校新一轮面向工程教育认证的应用型本科专业人才培养方案修订为契机，以机械设计制造及其自动化专业为例，对专业人才培养方案的整个制定过程进行分析和解读。内容包括如何确定专业培养目标，如何根据专业培养目标确定毕业要求，如何根据毕业要求反向设计专业课程体系，如何构建课程与毕业要求的对应矩阵等。文章所提出的一些思想和做法可供专业负责人或教研室主任制定面向工程教育认证的专业人才培养方案时借鉴参考，避免走不必要的弯路。

关键词：工程教育专业认证;人才培养方案;培养目标;毕业要求;课程体系;课程矩阵

中图分类号：C961         文献标志码：A         文章编号：2096-000X（2020）02-0085-05

Abstract： On the basis of a thorough understanding of the idea of engineering education certification and a thorough understanding of the standards of engineering education certification， this paper takes the opportunity of revising a new round of training program for applied undergraduate specialty oriented to engineering education certification in our university， and takes mechanical design and manufacturing and automation specialty as an example to analyze and interpret the whole process of formulating the training program for professional talents. The contents include how to determine the professional training objectives， how to determine the graduation requirements according to the professional training objectives， how to reverse design the professional curriculum system according to the graduation requirements， and how to construct the corresponding matrix between the curriculum and the graduation requirements. Some ideas and practices put forward in this paper can be used for reference by professional leaders or directors of teaching and research departments in formulating professional personnel training programs for engineering education certification， so as to avoid unnecessary detours.

Keywords： Engineering Education Certification; talent training program; training objectives; graduation requirements; course system; Course Matrix

高等教育大眾化背景下，应用型人才培养已成为地方高校，特别是新建本科高校的首选。专业人才培养方案是人才培养的实施蓝图，对高质量人才培养起到关键性指导作用[1]。专业人才培养方案的制定和修订是一个非常复杂的过程，它需要专业负责人或教研室主任对专业各方面情况有个全面的了解和深刻的认识，并经过反复研讨和修改才能最终确定。传统专业人才培养方案的制定过程，一般是先找几个同类高校同专业人才培养方案的范本，然后结合自己学校的办学定位和师资情况，对课程体系进行修改，最后再确定人才培养目标和培养规格等内容。这种专业人才培养方案的制定过程，制定者更多关注的是课程体系的设置，至于为什么开设这些课程，这些课程对培养目标能不能形成支撑，怎么支撑，则关注不多。整个方案制定的过程没有体现出“以学生为中心”、“以结果为导向”、“不断持续改进”的理念。所制定的人才培养方案大多大同小异，同质化现象比较严重。在人才培养方案后续实施过程中，也很少有人去关注人才培养方案中所设定的培养目标有没有实现，实现得怎么样，这严重制约了专业人才培养的质量。

针对传统人才培养过程所存在的问题与不足，我国从2006年开始探索国外的工程教育专业认证制度，并于2016年被确定为《华盛顿协议》正式成员国。工程教育认证模式下人才培养的过程，追寻的是反向设计，正向实施。人才培养方案制定要求先从调研开始，通过用人单位调研、行业企业调研、校友调研、毕业生调研等，获取社会需求信息，然后结合调研结果和学校定位，制定出专业人才培养目标，再根据人才培养目标和工程教育认证标准确定毕业要求，并根据毕业要求反向设计课程体系，制定课程与毕业要求的关联矩阵。实施过程则围绕学生能力达成目标，合理配置师资队伍与支撑条件，并通过一门门课程和一个个培养环节加以贯彻落实。人才培养质量的好坏则通过课程教学目标的达成测评、毕业要求达成度测评来衡量，并能够根据测量评价的结果找到持续改进的突破点不断加以完善，最终实现高质量人才培养的目标。我校作为浙江省应用型本科建设示范院校，以培养出能够适应社会发展的高素质创新型应用型人才为目标。学校从2017年开始率先在机械设计制造及其自动化专业开始试点工程教育专业认证工作。2019年，学校结合国家所提出的“双万”计划，要求全校所有本科专业以工程教育认证标准为要求，对原有的人才培养方案进行全面修订，从源头上把控专业人才培养的质量。

一、工程教育专业认证基本概念的理解

我国的工程教育认证由各认证协会来执行，各协会根据各专业的特点，制定了相应的专业认证通用标准和补充标准。这些标准为面向工程教育认证的专业人才培养方案制定指明了方向，确定了目标。然而由于标准制定时考虑了各专业间的通用性，有些语句描述比较泛化，不同的专业可以有不同的理解。因此在制定具体某个专业的人才培养方案时，需要针对具体的情况，对工程教育认证标准中一些概念和要求进行理解和细化。只有在理解这些基本概念和基本要求的基础上，才能深入理解工程教育认证思想的精髓，才能制定出符合认证标准与要求的专业人才培养方案。

（一）工程、工程教育与工程教育认证

大英百科全书将工程定义为“应用科学原理将自然资源，以优化的方式转换成结构、机器、产品、系统及工艺，以造福人类的方法”[2]。常见的工程有水利工程、土木工程、机械工程、电气工程等。如机械工程就是将物理学、材料学等应用到机械系统的分析、设计、制造及维护的工程学科，主要研究和解决机械产品的开发、设计、制造、安装、运用和维修等问题。

工程教育是针对未来工程师人才培养的教育，主要培养具有工程执业能力的专业技术人才。工程教育强调数学、自然科学、人文科学和工程科学的融合，不仅需要传授学生工程方面的基本知识和基本技能，更需要培养学生应用所学知识和技能解决实际工程问题的能力。

工程教育专业认证是指专业认证机构针对高等教育机构开设的工程类专业教育实施的专门性认证，由专门行业协会会同该领域的教育专家和相关行业企业专家一起进行，旨在为相关工程技术人才进入工业界从业提供预备教育质量保证。工程教育专业认证是保证工程人才培养质量的重要保障制度，也是工程师国际互认的重要基础。

（二）工程问题与复杂工程问题

工程问题是利用科学原理解决自然界所面临的问题时所形成的问题。如机械工程问题是利用物理学和材料科学原理解决机械系统的设计、分析、制造、控制、维护等问题。工程问题的解决一般需要具有一定的工程背景知识和专业技能。

复杂工程问题是相对简单工程问题而言的。简单的工程问题只需要通过单一的方法就可以解决的问题，如一根轴零件的测绘表达问题，就属于简单机械工程问题。它只需要掌握机械制图的基本知识和基本技能就可以解决。工程教育认证标准中规定的复杂工程问题，其特征除了具备“必须运用深入的工程原理，经过分析才可能得到解决”，还需要同时具备以下部分或全部特征[3]：1.多因性：复杂工程问题涉及到多方面的技术、工程和其它因素，相互间可能存在一定冲突;2.抽象性：復杂工程问题需要通过建立合适的抽象模型才能解决;3.综合性：复杂工程问题具有较高的综合性，包含多个相互关联的子问题。

对于机械工程领域来说，其复杂工程问题包括了机械设计问题、机械制造问题、机电控制问题、机电综合问题等。常见的问题主要有：机电系统（产品）的综合设计问题、机电系统（产品）的机械系统设计问题、机电系统（产品）的PLC（单片机）控制系统设计问题、机电系统（产品）的液压或气动传动系统设计问题、复杂零件的制造加工工艺与夹具设计问题、机器的装配工艺设计问题、机械传动方案设计问题等。比如减速器上一根阶梯轴的设计制造问题就属于一个复杂机械工程问题，它需要考虑功能、材料、加工方式、安全、成本等多方面因素，综合运用机械制图与CAD、机械设计、工程力学、工程材料、公差配合与技术测量、机械制造技术等众多专业知识才能解决。其中安全性与成本本身就存在一定的相互制约关系。这些问题都可以作为专业毕业设计、课程设计和工程实践的题目，用于帮助学生提高“解决复杂机械工程问题”的能力。

（三）培养目标与毕业要求

工程教育认证标准中规定，培养目标是学生毕业五年后所能达到的职业成就和专业成就的总称。根据企业人员职称晋升管理办法，一般本科生毕业后从事专业技术五年，就可以参评工程师职称。因此对专业培养目标的理解，也就是培养的人才五年后要达到相关行业工程师的任职资格。对于机械行业来说，就是要达到机械工程师的基本任职标准。

毕业要求则是学生在毕业时需要掌握的知识和能力的总称，包括知识、能力、素质三个方面的内容。毕业要求是培养目标达成的基础条件。工程教育认证标准中规定，毕业要求需要包括工程知识、问题分析、设计/开发解决方案、研究、使用现代工具、工程与社会、环境和可持续发展、职业规范、个人和团队、沟通、项目管理、终身学习等十二个方面的内容[4]。其中工程知识属于知识方面的范畴，问题分析、设计/开发解决方案、研究、使用现代工具属于专业硬能力方面的范畴，个人和团队、沟通、项目管理、终身学习属于专业软能力方面的范畴，而工程与社会、环境和可持续发展、职业规范属于个人素质方面的范畴。

二、专业培养目标的制定

专业培养目标的制定，一般需要遵循以下四个原则：一是需要考虑国家和社会的发展需求;二是需要考虑学校的办学定位和行业特色;三是需要考虑专业的办学特点;四是需要考虑学生毕业后五年能够达到的职业成就。机械工业是国家发展的基础，在国民经济中占主导地位。《中国制造2025》国家战略的提出，为未来三十年内机械工业的发展制定了蓝图。机械设计制造及其自动化专业（以下简称机自专业）作为一个老牌的专业，分布范围广，社会需求量大，主要为企事业单位培养机电系统与产品的研究开发、设计制造、技术服务、运行管理、经营销售等方面的工程技术人才。不同学校层次，对于机械专业人才培养的定位不一，如清华大学、浙江大学等一流大学培养的是创新型卓越人才和领军人才;合肥工业大学、浙江工业大学等培养的是高级工程技术人才和复合型人才。我校作为浙江省应用型本科建设试点示范院校，主要为地方先进制造业和水利行业培养服务生产一线的高素质应用技术型人才。作为机自专业的学生，在毕业五年后，应能够达到机械工程师的任职要求，具有良好的工程素质、职业道德和创新精神，具备较强的专业技术能力、组织管理能力、团队协作能力等，能够成为企业或单位的技术或业务骨干等。

专业培养目标的制定过程，需要先进行企业和高校调研、毕业生走访调查等，了解企事业单位对人才的需求与要求，了解学生的就业状况，以及对学校育人过程的意见和建议，了解其它高校专业人才培养经验等，获取第一手资料，并撰写调研报告。接着对上一轮专业培养过程和第三方（如麦可思）毕业生就业质量报告进行分析，了解人才培养方案存在的不足与问题等。根据前面的调研报告和分析结果，以及学校的发展定位，制定新一轮专业人才培养目標，并提交教研室和外聘专家进行讨论，最后再修改定稿。

三、专业毕业要求的制定

专业毕业要求的确定，一是要能够对专业培养目标形成支撑，二是要求涵盖工程教育认证的十二条标准，三是需要对毕业要求的十二条通用标准进行细化分解，以体现学校的办学定位和办学特色，四是设计的毕业要求要具备可衡量性和可操作性。毕业要求的分解，可以采用横向分解，也可以采用纵向分解方式。横向分解是一种语句并列式的分解，纵向分解是一种语句递进式的分解。我校机自专业从2017版人才培养方案开始，基于工程教育认证标准，制定了18条毕业要求，分知识、能力、素质三个模块进行阐述。其中素质模块包括了思想品德素质、文化素质、专业素质、身心素质四个方面内容;知识方面包括了数学和自然科学知识、机械工程基础理论、机械工程专业知识及学科前沿知识、人文社会科学知识、经济管理与法律法规知识五个方面内容;能力方面包括了专业基本技能、专业综合技能、实验与工程实践能力、团队合作能力、表达沟通与交流能力、分析与解决问题能力、现代工程技术工具应用能力、自主学习与终身学习能力、创新创业能力等九个方面内容。这18条毕业要求涵盖了工程教育认证标准中的12条毕业要求。如专业素质对应工程教育认证中的毕业要求6（工程与社会）与毕业要求7（环境与可持续发展）;数学和自然科学知识、机械工程基础理论知识、机械工程专业知识及学科前沿知识对应毕业要求1（工程知识）等。但在具体实施过程中，发现对于课程毕业要求达成度测评计算内容过于繁琐，影响了任课教师的积极性。因此在2019版的人才培养修订过程中，就严格按照工程教育认证的12条毕业要求设置机自专业的毕业要求，并根据机械专业的特点进行具体化和细化，总共设置了31个二级指标点。如毕业要求1（工程知识）方面，设置了数学和自然科学知识、机械工程基础知识、专业知识、知识综合应用4个二级指标点;毕业要求3（设计/开发解决方案）方面，设置了总体功能分析、方案设计与比较、方案详细设计3个二级指标点。这样做的好处是，毕业要求设置符合工程教育认证规范，达成度测评比较明确，同时设置二级指标点，可避免毕业要求与课程之间的对应矩阵过于复杂，具有良好的可操作性。

毕业要求的制定过程：专业负责人根据前期调研情况，参考其它高校同专业的毕业要求设计方法，并结合自己学校的办学定位和培养目标，依据工程教育专业认证标准制定毕业要求及其二级指标点。毕业要求初稿确定后，提交专业教研室和外聘专家进行讨论。根据讨论结果，由专业负责人对毕业要求进行修改。这中间可能需要几个轮回，才能确定毕业要求最终版。

四、专业课程体系的设置

专业毕业要求的达成需要依靠一门门课程和一个个培养环节来支撑。课程体系是在一定的教育理念指导下，按照一定的顺序和一定的规则构建的课程组合。专业课程体系的设置也是一个复杂的教育学问题，它不仅需要考虑专业培养目标和毕业要求的实现，还需要考虑工程教育专业认证的要求，考虑教育主管部门和学校的一些文件规定与要求，考虑学校的办学特色等多方面因素。

我校机械设计制造及其自动化专业课程体系的设置，综合考虑了以下几个方面的因素。

（一）课程体系设置必须符合专业的办学规范

每个专业应该开设哪些课，应该先开哪些课程，需要遵循每个专业的办学规范和规律。如对于工科专业，它必须开设通识教育课、学科基础课、专业课、实践课等课程教学模块。具体到机自专业来说，则必须开设高等数学、大学物理、工程图学、工程力学、机械原理、机械设计、机械制造技术、电工电子技术、机电传动控制等专业核心课程，且专业课程的开设时间需要遵循一定的顺序要求，不能颠倒。

（二）课程体系设置必须对全部毕业要求形成支撑

每条毕业要求，都需要有一定的课程和教学环节做支撑。有些毕业要求，能够支撑的课程比较多，如毕业要求指标点1“工程知识”，涉及到大多数学科基础课、专业课;而有些毕业要求，能够支撑的课程比较少，如毕业要求指标点11“工程管理”，此时就需要增设专门的课程或教学环节，以保证该项指标点教学目标能够达成。

（三）课程体系设置必须符合国家和省教育主管部门政策的规定

为了培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人，国家规定了每个专业必须开设思政课和军事体育课内容，且必须达到一定的学分要求。比如，教育部下发了关于印发《新时代高校思想政治理论课教学工作基本要求》的通知（教社科〔2018〕2号），要求思政课教学达到16个学分，其中“马克思主义基本原理概论”课3学分、“毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系概论”课5学分、“中国近现代史纲要”课3学分、“思想道德修养与法律基础”课3学分、“形势与政策”课2学分。“形式与政策”严格按照《教育部关于加强新时代高校“形势与政策”课建设的若干意见》执行，每学期安排不低于8学时。军事课按教育部中央军委国防动员部关于印发《普通高等学校军事课教学大纲》的通知（教体艺〔2019〕1号）要求，由《军事理论》和《军事技能》组成，《军事理论》为2学分;《军事技能》为2学分。我校作为浙江省应用型本科试点建设高校，各理工类专业人才培养指标体系必须按照浙江省教育厅的文件要求（浙教办高教[2017]70号），实践教学学分占比不低于30%，选修课学分必须达到40%等。

（四）课程体系设置需要遵守学校相关文件规定

在专业人才培养方案制定或修订之前，每所学校都会根据各自学校的办学定位和办学条件出台相关指导性意见，对专业办学的指导思想、办学思路、学分、学时、课程设置等做明确的规定。如我校规定理工类专业总学分不超过165学分，理论课程学时不超过2200学时。同时需要考虑学校的办学特色，开设《中华水文化通论》、《大学生核心素养导论》等通识类课程，以及需要考虑创新创业教育的融入，要求设置不少于2周的科技创新训练环节，设置不少于2门专创融合课程和创新创业类课程等。

（五）课程体系设置需要符合工程教育专业认证标准的相关规定

工程教育认证标准中对专业所开设的各类课程和学分比例做了明确的规定，参加工程教育认证的专业必须严格按照要求设置课程。如与本专业毕业要求相适应的数学与自然科学类课程至少占总学分的15%;符合本专业毕业要求的工程基础类课程、专业基础类课程与专业类课程至少占总学分的30%;工程实践与毕业设计（论文）至少占总学分的20%;人文社会科学类通识教育课程至少占总学分的15%。另外机械类专业补充标准中还对所开设的课程和实践环节进行了规定，如机械设计制造及其自动化专业必须开设机械设计原理与方法、机械制造工程原理与技术、机械系统中的传动与控制、计算机应用技术等课程，以及必须开设机械制造过程认知实习、基本制造技术训练、先进制造技术训练、机电综合技术训练、生产实习、科技创新活动等实践环节。

（六）课程体系设置需要考虑专业办学特色问题

机械设计制造及其自动化专业是一个通用型专业，全国覆盖面广，就业面广。如何能够办出特色，办出水平，使培养出的学生具有较强的竞争力？这就要求在课程体系设置上下功夫，在人才培养模式上下功夫。我校机自专业在多年的办学过程中，逐步凝练了两大专业特色：一是结合学校的水利行业背景，设置了流体与水利机械特色专业方向课程，主要為水利行业培养机械工程技术人才，以适应水利行业泵、阀、闸机械设备发展的需要;二是采用CDIO工程教育模式，在课程体系上设置了一二级项目，其中一级项目为综合类实践项目，包括了专业认知实践、科研创新训练、专业综合实践、毕业设计等内容;二级项目为专业课程模块类实践项目，包括了工程训练、机械原理课程设计、机械设计课程设计、机械制造技术课程设计、电工电子实习、PLC与单片机实训等。

课程体系的设置方法与步骤：专业教研室主任根据机械类专业国家质量标准、工程教育认证标准、学校和教育行政主管部门的规定，以及专业的办学特点，初步排出专业的课程体系。专业负责人组织教研室老师、高年级学生，及外聘专家进行集中研讨，确定课程的学分、学时、设置顺序是否符合规范，是否涵盖所有毕业要求指标点等。教研室主任根据研讨结果进行课程体系修改定稿。

五、课程与毕业要求达成映射矩阵表的设置

课程是教学目标落实的载体。毕业要求的达成，最终需要靠一门门课程来支撑。每门课程如何支撑毕业要求，支撑几个毕业要求指标点，对每个指标点的支撑权重如何，每个指标点由哪几门课程来支撑，这些问题，需要专业负责人、教研室主任和各位任课教师对毕业要求指标点内涵和课程教学内容有个全面的认识和理解，并经过多番讨论后才能确定。课程教学目标与毕业要求指标点间的对应关系称为课程矩阵[5]。课程矩阵设置需要考虑以下几个方面的因素：一是每个毕业要求指标点至少需要有3-6门课程支撑;二是每门课程至少要支撑2-3个指标点;三是要确定课程支撑指标点的强弱程度。支撑强弱程度可以用符号H（支撑度高）、M（支撑度中）、L（支撑度低）来表示，也可以采用具体的数字权重来表示。如果采用权重来表示，则该指标点的所有支撑课程的权重总和应为1。对于某课程学时或学分多，对指标点影响力大的课程，其支撑强弱程度宜设置为支撑度高或大的权重值。

课程矩阵的设置方法与步骤：专业负责人解读毕业要求设计思路及指标点内涵。各课程责任教师根据指标点，以及对课程性质与课程内容的理解，初步确定出该课程所能够支撑的毕业要求指标点，并进行课程组讨论。专业教研室主任对所有课程支撑的指标点进行汇总。专业负责人、教研室主任、及外聘专家对汇总后的指标点进行优化调整，并提交专业教研室讨论确定修改定稿。

六、结束语

工程教育专业认证是国际上通行的工程教育质量保障制度，也是工程师资格国际互认的基础。高校推行工程教育专业认证，对提高学生的培养质量，提升学校的知名度和影响力，具有很好的促进作用。按照工程教育认证标准制定或完善专业人才培养方案，是实施工程教育认证的首要条件，也是专家进校考察必看的关键性文件之一。本文在借鉴兄弟院校专业人才培养方案制定经验的基础上，按照工程教育认证“反向设计、正向实施”的人才培养思路，根据学校定位和办学思想，确定专业的培养目标，根据培养目标确定毕业要求，根据毕业要求构建课程体系，并设置课程与毕业要求之间的关系矩阵等。在专业整个人才培养方案制定过程中，充分体现了“以结果为导向、以学生为中心、不断持续改进”的思想，中间经过了前期调研、交流研讨、专家评审等多个环节，并经过多次循环改进，最后才得以定稿，确保了专业人才培养方案能够落实落地，符合工程教育认证的标准和规范。

参考文献：

[1]蔡忠兵，罗兰桂，郭碧乃. 地方高校应用型人才培养方案制定的路径选择[J].中国大学教学，2013（10）：65-67.

[2]邵华.工程学导论[M].北京：机械工业出版社，2016.

[3]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].https：//www.ccf.org.cn/c/2018-11-05/654410.shtml，2018-12-05.

[4]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[EB/OL].https：//www.ccf.org.cn/c/2018-11-05/654409.shtml，2018-12-05.

[5]巩建闽，萧蓓蕾，董文娜.课程矩阵：一个课程体系设计分析框架探析[J].高等工程教育研究，2014（6）：178-184.