畢業(yè)要求指標點在材料力學(xué)性能課程教學(xué)中的落實

1、畢業(yè)要求指標點在材料力學(xué)性能課程教學(xué)中的落實摘要：以材料力學(xué)性能課程教學(xué)為依托，深入探討了有關(guān)教學(xué)活動安排對相關(guān)畢業(yè)要求指標 點的支撐情況，通過精心設(shè)計教學(xué)內(nèi)容、改革教學(xué)模式、認真組織教學(xué)活動，保證了全體學(xué)生 專業(yè)能力培養(yǎng)和綜合素質(zhì)提高需要。關(guān)鍵詞：工程教育專業(yè)認證；畢業(yè)要求指標點;課程體系；材料力學(xué)性能;中國作為華盛頓協(xié)議的正式會員，按照有關(guān) 框架要求建立了專業(yè)認證標準，使專業(yè)認證從形式 上和內(nèi)容上與國際水準統(tǒng)一，實現(xiàn)了工程教育質(zhì)量 標準的國際實質(zhì)等效。通過開展專業(yè)認證工作，推 行先進的教育教學(xué)理念及質(zhì)量保障文化，對于引領(lǐng) 工程教育專業(yè)建設(shè)、推動教學(xué)改革及不斷提升專業(yè) 人才培養(yǎng)質(zhì)量影響深遠，

2、對增強核心競爭力及促進 經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展意義重大。工程教育專業(yè)認證主要是基于成果導(dǎo)向的教 育理念（Outcome-Based Education， OBE ），關(guān)注重 點的是學(xué)生通過教育過程所取得的學(xué)習(xí)成果。需要 強調(diào)的是，工程教育專業(yè)認證關(guān)注的是全體學(xué)生而 非個別學(xué)生取得的學(xué)習(xí)成果，屬于一種合格性評價 活動。與之相對應(yīng)，基于認證標準所建立的人才培 養(yǎng)體系采取的是一種達標式，而非選拔式的人才培 養(yǎng)模式。在這種培養(yǎng)體系下，每一個學(xué)生通過系統(tǒng) 學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，都能夠獲得學(xué)習(xí)成功,取得適應(yīng)未來 生活的能力。為了確保學(xué)生能夠獲得這一能力，需要對人才 培養(yǎng)過程進行反向設(shè)計。具體而言，就是從需求（即 能力目

3、標要求）出發(fā)，確定培養(yǎng)目標,再由培養(yǎng)目標 決定畢業(yè)要求，根據(jù)畢業(yè)要求確定畢業(yè)要求指標點 （簡稱指標點），通過將畢業(yè)要求逐條分解、細化，使 其成為若干更為具體、更易落實、更具可測性的指 標點，再根據(jù)指標點確定課程體系。指標點實際上 為學(xué)生搭建了一個能力結(jié)構(gòu)框架，能力結(jié)構(gòu)實現(xiàn)依 托于課程體系。然后，根據(jù)課程體系確定課程教學(xué) 要求，進而根據(jù)課程教學(xué)要求確定課程教學(xué)內(nèi)容。 通過對課程設(shè)置進行整合，合理配置教學(xué)資源，使 每門課程的學(xué)習(xí)都與能力培養(yǎng)具體指標要求呼應(yīng)。在具體實施時，由課程教學(xué)入手，逐項落實能 力培養(yǎng)及對應(yīng)指標的達成情況，當學(xué)生通過課程體 系的考核，完成自身能力框架的構(gòu)建，也就最終取 得了頂峰

4、成果，即完成了能力培養(yǎng)。這種反向設(shè)計、 正向?qū)嵤?、從“需求”出發(fā)最終又回到“需求”的人才 培養(yǎng)模式，可以在最大程度上保證教育目標與結(jié)果 的一致性。2015年，北京科技大學(xué)材料科學(xué)與工程專業(yè)首 次通過工程教育專業(yè)認證，2018年,又通過工程教 育專業(yè)認證復(fù)審。圍繞著“反向設(shè)計、以學(xué)生為中心 和持續(xù)改進”這一核心思想,完成了專業(yè)培養(yǎng)目標 的修訂，進一步明確了畢業(yè)要求及其指標的劃分, 構(gòu)建了完善的課程體系，為保證專業(yè)人才的培養(yǎng)質(zhì) 量提供了充分保障。專業(yè)課程教學(xué)作為課程體系的一個重要組成 部分，在學(xué)生專業(yè)素質(zhì)和專業(yè)能力培養(yǎng)方面具有至 關(guān)重要的作用。作為達成專業(yè)培養(yǎng)目標的落腳點和 基石，課程體系中每一門

5、專業(yè)課程對達到畢業(yè)要求 都有貢獻。一方面，需要通過課程教學(xué)大綱予以明 確；另一方面,需要通過具體教學(xué)活動予以落實。 對于每一門專業(yè)課程，如何有效實施相關(guān)教學(xué)活 動，促成相關(guān)畢業(yè)要求指標點的實現(xiàn)，是每一位任 課教師需要思考和面對的現(xiàn)實問題。一、課程目標與相關(guān)畢業(yè)要求指標點對應(yīng)關(guān)系材料力學(xué)性能課程教學(xué)基本目標是使學(xué)生掌 握材料力學(xué)性能的基本理論、評價指標及測試方 法，為正確選擇和合理使用材料，尤其是優(yōu)化和改 進材料的性能，以及開展零部件失效分析等奠定基 礎(chǔ)。同時，兼顧為開發(fā)新材料、新工藝提供基本思路 和研究方法。有關(guān)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的安排，對本專業(yè)相 關(guān)畢業(yè)要求指標點的達成形成有力支撐，具體表現(xiàn)

6、 在專業(yè)知識、問題分析、研究、現(xiàn)代工具使用、個人 與團隊、溝通以及終身學(xué)習(xí)等方面。關(guān)于具體落實 情況,將在下文展開論述。二、課程內(nèi)容和教學(xué)方式實現(xiàn)課程目標材料力學(xué)性能課程總計48學(xué)時，其中理論教 學(xué)40學(xué)時，實驗教學(xué)8學(xué)時。在理論教學(xué)部分，圍 繞材料力學(xué)性能這個核心，以材料力學(xué)行為基本現(xiàn) 象-基本規(guī)律-微觀機制-影響因素及調(diào)控措施 為主線，綜合工程力學(xué)、材料科學(xué)基礎(chǔ)、金屬材料學(xué) 等相關(guān)學(xué)科知識，系統(tǒng)探討了金屬材料在不同外加 載荷及環(huán)境因素作用下所表現(xiàn)的力學(xué)行為。即彈性 變形、塑性變形與斷裂等問題，建立起材料成分、制 備工藝、微觀組織結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系，進一步 加深學(xué)生對材料科學(xué)與工程四要素的

7、理解，有力支 撐了專業(yè)畢業(yè)要求中的專業(yè)基礎(chǔ)知識部分。在材料力學(xué)性能課程的理論教學(xué)過程中，緊扣 該課程工程實踐性質(zhì)強的特點,引入研究型教學(xué)模 式。一方面,從實際出發(fā)提出問題，通過增加背景知 識介紹，還原知識的獲取過程，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興 趣和探究激情；另一方面，對于重點章節(jié)及關(guān)鍵知 識點，嘗試引入案例教學(xué)，通過展示工程實際中出 現(xiàn)的問題，引導(dǎo)學(xué)生利用所學(xué)知識分析問題，探討 其背后原因，進而提出解決方法，從而鍛煉和培養(yǎng) 基本科研思路及科學(xué)思維方法,為未來專業(yè)發(fā)展奠 定理論基礎(chǔ)。在實驗教學(xué)部分,圍繞工程素質(zhì)與規(guī)范意識及 專業(yè)實踐能力培養(yǎng)的需要,開設(shè)了 3個基本力學(xué)性 能實驗，即低碳鋼室溫拉伸試驗、金屬

8、材料系列沖 擊試驗和40Cr平面應(yīng)變斷裂韌度KIC測定實驗。 針對學(xué)時有限這一問題，對實驗教學(xué)環(huán)節(jié)進行精心 設(shè)計,認真組織實施,強化過程監(jiān)控，使每個實驗的 每個環(huán)節(jié)都能落到實處。為此，采取開放式實驗教 學(xué)方法,突出學(xué)生主體地位,使學(xué)生切實參與實驗 教學(xué)過程的每一個具體環(huán)節(jié)。在實驗教學(xué)過程中， 任課教師只起到組織者、指導(dǎo)者、幫助者和促進者 的作用，通過過程監(jiān)控，引導(dǎo)學(xué)生逐步完成相關(guān)實 驗工作。具體而言，實驗教學(xué)的開展可分為三個階 段：實驗工作準備階段，實驗工作實施階段，實驗 報告撰寫及評閱階段。這三個階段又細分為若干環(huán) 節(jié)，每一環(huán)節(jié)都有具體明確的任務(wù)。第一階段，實驗工作準備階段，包括文獻調(diào)研 及

9、標準學(xué)習(xí)、實驗方案設(shè)計、預(yù)習(xí)報告撰寫等。首先 是標準文獻檢索與學(xué)習(xí)，與以往實驗教學(xué)方式不 同，針對性地引入了標準文獻學(xué)習(xí)及應(yīng)用環(huán)節(jié)，利 用實驗室現(xiàn)有條件，使實驗過程向科研及工業(yè)檢測 水準看齊,以培養(yǎng)學(xué)生工程規(guī)范意識。為保證學(xué)生有充足的準備時間,在開課伊始即 明確實驗安排，布置學(xué)生查找相關(guān)標準文獻并提 交，作為實驗考核的一部分。學(xué)生通過學(xué)校圖書館 及網(wǎng)絡(luò)資源獨立查找國內(nèi)外標準文獻，掌握了標準 文獻檢索的一般方法，對行業(yè)技術(shù)規(guī)章體系有了大 致全面的了解，強化了技術(shù)領(lǐng)域“有法可依、有章可 循”觀念。獲取標準文獻后，引導(dǎo)學(xué)生進行解讀。鑒于標 準內(nèi)容規(guī)定過于詳細，附錄材料太多，學(xué)生不易把 握和理解,根據(jù)

10、實驗需要對標準內(nèi)容進行摘錄，形 成簡化文件，作為指導(dǎo)提綱。通過學(xué)習(xí)標準文獻，學(xué)生了解和掌握力學(xué)性能 測試的基本規(guī)范，明確了試樣形狀、尺寸要求和實 驗測試條件等相關(guān)規(guī)定，并以此為依據(jù)設(shè)計相關(guān)實 驗，加深對標準文獻的認識和理解,逐步建立起工 程規(guī)范意識。為了訓(xùn)練學(xué)生實際應(yīng)用能力，針對實驗環(huán)節(jié)需 要設(shè)計反向情境問題，要求學(xué)生根據(jù)問題所提供的 材料相關(guān)性能指標，評估實驗設(shè)備相關(guān)技術(shù)性能要 求，如實驗機加載能力、載荷傳感器和位移傳感器 量程及精度等。上述工作完成后,學(xué)生再到實驗室對實驗機、 載荷傳感器和位移傳感器展開調(diào)研，評價實驗設(shè)備 的適用性，同時了解試樣加工和熱處理情況。在此 基礎(chǔ)上，學(xué)生登錄實驗室

11、網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗平臺，進行 虛擬實驗操作，檢測各自實驗工作的準備情況，并 進一步明確拉伸實驗的基本程序步驟。然后，以小 組為單位討論制定實驗方案，并給出實驗數(shù)據(jù)的相 關(guān)處理方案，形成預(yù)習(xí)報告。任課教師對預(yù)習(xí)報告進行批閱,針對存在的問 題引導(dǎo)學(xué)生討論，并督促各小組針對存在問題對實 驗方案進行優(yōu)化。第二階段,學(xué)生要完成實驗實施、實驗數(shù)據(jù)采 集與處理工作。學(xué)生以小組為單位開展實驗，每組 4 - 5人，在約定時間進入實驗室開展實驗，各小組 同學(xué)之間分工協(xié)作，完成相關(guān)數(shù)據(jù)的測量,并對實 驗數(shù)據(jù)進行初步處理。該部分工作要求學(xué)生當場完 成,任課教師全程監(jiān)控，及時糾正操作不當之處,對 實驗數(shù)據(jù)進行復(fù)核，并組織學(xué)生

12、進行初步分析、討 論。第三階段，實驗報告撰寫階段。每個學(xué)生獨立 完成實驗報告撰寫，運用所學(xué)理論知識對實驗現(xiàn)象 及存在問題分析總結(jié)，對實驗結(jié)果進行分析討論, 并對實驗過程整體情況進行評價。在實驗結(jié)束后一 周內(nèi)，學(xué)生上交實驗報告,任課教師進行評閱,對于 個性問題分別點評，對于共性問題進行集中講評, 并引導(dǎo)學(xué)生進行進一步探討。通過上述訓(xùn)練，學(xué)生對所學(xué)專業(yè)理論知識進行 梳理并將其運用于實踐，不僅可以進一步加深對所 學(xué)理論知識的理解，還可以培養(yǎng)分析問題、解決問 題能力。更為重要的是,通過實驗教學(xué)，學(xué)生掌握基 本實驗技能與科學(xué)實驗方法，了解和掌握相關(guān)實驗 國家標準，并在實驗過程中加以運用，有助于工程 規(guī)范

13、意識培養(yǎng)。在實驗過程中，學(xué)生以小組為單位，通過分工 協(xié)作，完成實驗設(shè)計與實施，在實驗結(jié)束后，獨立撰 寫實驗報告，完成實驗數(shù)據(jù)處理及誤差分析、實驗 結(jié)果分析及討論等工作，這對于學(xué)生自主學(xué)習(xí)能 力、合作交流能力培養(yǎng)有較大的幫助。三、考核方式、內(nèi)容和評分標準證明課程目 標達成情況針對教學(xué)內(nèi)容設(shè)置,材料力學(xué)性能課程考核分 為課堂教學(xué)考核與實驗教學(xué)考核兩個部分。其中， 課堂教學(xué)考核成績占總成績的70%，實驗教學(xué)考核 成績占總成績的30%,學(xué)生的課程成績?yōu)槎叩寞B 加。在具體操作時采用過程考核方式，通過建立完 善的課程考核評價體系,加強過程控制，以強化學(xué) 生的課程學(xué)習(xí)效果。課堂教學(xué)考核分為平時章節(jié)考核與最

14、終課程 考試兩個部分，平時章節(jié)考核采取隨堂測驗、課后 作業(yè)、階段性章節(jié)測試等方式，督促學(xué)生加強自主 學(xué)習(xí)習(xí)慣培養(yǎng)。對于課后作業(yè)，一般圍繞知識點設(shè) 置，需要學(xué)生經(jīng)過一定努力（查閱課本和參考書）才 能完成。每次考評結(jié)束后，任課教師對存在問題進 行點評，使學(xué)生意識到存在的問題，以便及時調(diào)整。 最終課程考試是對課程教學(xué)內(nèi)容的全面考核，考題 采取簡答題、綜合分析題與計算題方式?？己藘?nèi)容 圍繞課程核心內(nèi)容與關(guān)鍵知識點設(shè)計，在廣度和深 度上與課程目標要求相匹配,能覆蓋課程全部教學(xué) 目標。因此，通過課程考試能夠?qū)崿F(xiàn)對學(xué)生最終學(xué) 習(xí)效果的客觀評價。對于實驗教學(xué)，采取分塊階段考核方式，根據(jù) 每個實驗具體內(nèi)容安排，制定有針對性的實驗工作 指導(dǎo)計劃，合理劃分實驗工作的各個階段,并明確 每個階段的具體任務(wù)和考核目標。學(xué)生接到實驗任 務(wù)后,按照具體安排和考核要求準備實施，任課教 師按時間節(jié)點予以監(jiān)控，每一階段的任務(wù)完成通過 后方可進入下一階段，每個實驗的成績?yōu)楦鱾€階段 考核結(jié)果的累加。最后，綜合學(xué)生的3次實驗成績 給出本課程的最終實驗考核成績?？紤]到實驗教學(xué)任務(wù)通常安排在相關(guān)章節(jié)理 論教學(xué)內(nèi)容講完之后，為了使學(xué)生