李海生，陈英华，沈利民，段晨龙
加强本科教育质量已成为我国高等教育改革发展的重点议题。［1］为此，教育部提出了“一流本科”的新理念，对一流本科教育和一流本科建设提出了更高的要求，制定了相关的方针政策，注重人才培养质量［2］，形成一流本科教育模式，确保学生知识与能力的培养，大力推进本科教学质量的提升。［3］
当前，关于一流本科人才培养，各高校经过阶段性探索已形成了共识，单纯依靠刚性制度已无法提高教学质量，有时在提升学生的积极性方面起到反作用效果。需要在合理的刚性制度基础上，强化课程教学改革，淘汰“水课”，打造有深度、有难度、有挑战度的“金课”，切实提高人才培养质量。［4］教育部印发了《关于狠抓新时代全国高等学校本科教育工作会议精神落实的通知》，要求各高校全面梳理各门课程的教学内容，淘汰“水课”，打造“金课”。“金课”建设已成为一流本科人才培养的重要抓手，逐步成为专业建设和课程建设的核心议题。
成果导向教育是工程教育认证的基本理念［5］，强调教学设计和教学实施的目标是学生通过教育过程最后所取得的学习成果。［6］［7］通过工程教育认证，专业人才培养紧密围绕以学生为中心，注重学生知识与能力培养为目标的教育理念，为确保学生达到知识理解水平与能力培养要求，形成了一套完整的教学过程机制。
无论是金课建设，还是成果导向，其最终目标都是一致的。实施金课建设，注重“两性一度”，加强课程内涵建设，通过对课程设置高阶性、创新性、挑战度方面的层次要求，杜绝低阶性、陈旧性和不用心的“水课”。通过强化课程内涵，逐步探索教学质量提升路径，从而服务于学生的知识和能力培养过程［8］，而成果导向理念的最终目标，也是关注学生的知识掌握和能力培养。［9］［10］因此，在金课体系构建过程中，可以结合工程教育认证的成果导向理念［11］，形成金课建设的新思路，逐步提升课程内涵，强化课程知识体系的融合与提升，以学生为中心，开展知识体系构建，逐步形成专业金课体系，使学生通过完整的教学体系扎实地掌握专业基本知识和基本技能，提高分析与解决专业领域复杂工程问题的能力。
开展专业金课体系构建的必要性主要体现在以下三个方面：
（一）专业认证持续改进的创新探索需要
在通过教育部工程教育认证后，持续改进一直是专业建设的主要内容。如何围绕专业建设圈定核心课程，以核心课程为引领，实现专业课程的持续改进良性机制，在课程教学中提高学生能力培养等，一直是重要的议题。金课体系建设的出现，成为了专业课程教学持续改进的催化剂，结合成果导向的工程教育认证理念，能够以金课体系建设为目标开展核心课程持续改进，将大幅度提升专业本科的教学质量。
（二）一流本科“双万计划”专业建设的需要
本专业已获批国家一流本科“双万计划”专业建设点，而一流本科专业需要一流的学生和一流的教师，更离不开一流的课程。因此，希望借助金课体系来打造过程装备与控制工程专业的一流课程，形成体系内核心课程的相互支撑，以成果为导向，以金课体系的持续改进不断提高教学质量，提升人才培养质量。
（三）新工科背景下专业建设顺应时代发展的需要
新工科背景下，国内兄弟院校正在面临转型，对学生培养目标和毕业要求进行再次调整，以符合当前时代发展的要求。过程装备与控制工程专业具有知识面宽的优势，集合了控制工程、管理工程、化学工程、机械工程等多学科优势，在转型调整过程中需要对课程体系及教学内容进行调整，特别是要对核心课程进行教学改革与探索，力求让学生在毕业时达到毕业要求，通过5年左右的工作历练，达到专业的培养目标。现有课程体系内容较为陈旧，无法满足教学需要，为此需要以核心课程为代表开展金课体系的教学研究与探索。
因此，针对过程装备与控制专业，基于成果导向教育理念的工科专业金课体系建设是专业认证持续改进阶段的全新探索，对国家一流专业建设和一流课程建设形成推动力，在当前新形势下抓住机遇，深化改革，不断提升专业内涵和人才培养质量。
（一）符合人才培养目标
专业制定了明确的人才培养目标和毕业要求，目的是培养德智体美劳全面发展，具有家国情怀和社会责任感、创新精神和国际视野，能够运用自然科学基础理论、机械工程、化学工程和控制工程等多学科专业知识，分析、研究并解决过程装备与控制领域复杂工程问题，能够从事过程装备与控制的技术开发、工程设计、科学研究、生产管理等工作的高级工程技术人才。
专业课程体系和教学质量标准需要对学生毕业要求形成明确支撑，与专业办学定位相一致，服务于人才培养目标的达成。在金课体系构建过程中，要以成果为导向，确立人才培养目标。明确专业培养目标，理清毕业要求和专业课程的关联关系，逐步明确专业所培养的学生应该具备的知识和能力，从而围绕培养目标形成具体的构建思路，选取核心课程，构建金课体系，以强化金课体系来提高学生的知识水平，确保他们的能力达成。
（二）实现专业知识重构
依据金课的“两性一度”要求，需要在课程的高阶性、创新性、挑战度等方面进行有效提升。金课的知识体系进行重构，可以从以下三个方面考虑：
其一，依据新时代背景下专业学生的要求，注重学生知识与能力的相互结合，在面对复杂工程问题的时候，学生能够通过深入分析提出相应的解决方案。
其二，课程体系的知识内容应该符合时代的发展，与时俱进，部分知识体现一定的前沿性，通过多样化的教学手段，引导学生创新思维，提高学生的创新意识和创新能力。
其三，将金课知识体系融会贯通，强化专业知识体系，提高课程的整体要求和难度，使其具备一定的挑战性。
（三）实现学生能力的准确评价
在构建金课体系过程中，需要结合成果导向理念设置合理的教学方法和考核方式，客观评价学生的知识获取和能力提升，再结合持续改进机制的不断完善和提高，促使学生达成毕业要求的知识与能力。因此，传统的考试方式已无法满足实际要求，教学方法需要更加灵活，教学考核评价方法需要更加多样化，以满足金课和工程教育认证对人才培养的要求。
依据人才培养目标和毕业要求，结合过程装备与控制工程专业的实际，对培养方案进行重新审核，获得过程装备与控制工程专业核心课程体系，通过分析核心课程之间的关联关系，实现知识的融合与关联互通，形成过程装备与控制工程专业的金课体系。金课体系主要由过程装备、过程控制、系统成套等三大模块组成，具体情况如下：
（一）过程装备模块
过程装备模块主要包括过程流体机械和过程设备设计课程。过程流体机械课程主要面向过程动设备，以典型流体机械为核心，使学生掌握流体机械的结构原理、性能特点、调控与选型方法，能够解决工程实践中与过程流体机械相关的复杂工程问题。在过程流体机械金课教学过程中需要理论与实践相结合，在实验教学中提高学生解决复杂问题的综合能力，积极探索线上线下相融合的教学模式，逐步淘汰低阶性、陈旧性的知识内容，提升教学案例的复杂度。在课程考核方面，采用多样化的考核方式，增加大作业、专题论文、课堂研讨等环节，增加学生课前课后知识容量，提高学生资料检索与信息融合的能力，多方面考查学生的能力达成情况。
通过过程设备设计课程学习，学生主要掌握过程设备设计的基础理论、设计方法和设计规范，通过该课程的学习，理解过程装备领域相关的标准和技术规范，掌握经典的过程设备（储存设备、换热设备、塔设备及反应设备）等一般工程设计方法和设计程序步骤；
在考虑社会、健康、安全等现实约束条件下，依据相关的国家标准和行业规范，从材料、设备结构、基本方法、制造质量、安装、操作维护等方面对过程设备的工程设计进行综合分析和研究。该课程注重创新性，关注行业技术发展与规范标准修订，力求课程内容具有前沿性和时代性。在课程考核方面，增加了大作业、专题设计等环节，提出具有一定挑战度的设计题目，锻炼学生开展设备设计的思维，培养学生解决复杂问题的综合能力。
（二）过程控制模块
过程控制模块主要包括过程装备控制技术、过程控制课程设计等课程。过程装备控制技术课程主要注重培养学生掌握流程工业智能控制的基础理论，使其具备典型流程装备复杂控制方案的工程分析与设计能力，能够综合运用所学知识解决专业领域的复杂工程问题。在课程教学中设置专题研讨、课外指导环节，一方面通过学习流程工业典型控制案例，实现案例教学、视频教学与理论教学相结合，加强课程的创新性，提高课程的挑战度，通过实际案例教学实现学生知识掌握和能力提升的目的；
另一方面，借助在线开放课程平台开展线上线下教学，形成课后有效指导，对提高教学效果具有重要意义。
过程控制课程设计是专业实践教学环节，通过设置具有一定难度的综合工程问题，充分锻炼学生综合运用过程装备、过程控制相关基础知识，掌握控制工程设计的程序和方法、相关行业标准与技术规范，在充分考虑工程经济性、安全环保和工程项目管理等多方复杂因素的情况下，分析、解决流程工业领域的复杂控制工程问题，形成完整的控制工程设计方案，并以图纸、设计说明书等形式表达设计结果。在课程实施过程中，注重知识能力素质的有机融合，以具体的复杂工程实践案例为对象，在综合设计能力和设计思维方面形成对学生能力的综合评价。
（三）系统成套模块
系统成套模块主要包括过程装备成套技术和过程装备课程设计课程，主要依托理论教学和设计实践的结合，充分利用与专业领域相关的工程实践问题，使学生系统和全局地看待工程问题，寻求综合的解决方案，充分遵循工程师的伦理道德，促进学生专业综合能力的养成。
过程装备成套技术课程符合当前专业领域发展需要，通过课程学习，使学生建立过程成套装置设计的完整概念，掌握成套装置的设计程序、方法和要求，强化系统观念和工程意识，在考虑经济、安全、环境、法规等因素下，具有对工程设计、技术改造与开发研究等实际工作的初步能力。在课程教学中，注重高阶性培养，引入大量过程成套系统的工程案例，加强学生专业知识与实践能力的有机结合，培养学生分析与解决复杂工程问题的能力；
同时，课程考核增加专题报告环节，提高教学过程挑战度，培养学生对复杂工程问题的分析评价与信息融合，锻炼团队协作能力，借助线上线下教学资源拓宽学生视野，形成课程教学过程的多样性，实现实时互动，提高学生的学习兴趣。
过程装备课程设计属于专业集中性实践环节，通过设计能够使学生了解成套装置设计中的工艺、控制、保温等环节对过程装备设计的影响，掌握过程装备基本零部件的选择方法，掌握典型过程装备和管道设计的基本流程和方法。培养学生运用相关标准和专业知识，设计满足特定需求的过程装备和管道，并具备正确使用图纸和设计说明书体现设计成果的能力。在选题过程中明确教学目标，注重高阶性和挑战度，不仅要考查学生对专业知识的应用能力，还注重对学生综合能力的评价，特别是对非技术能力的理解与运用，在对解决复杂工程实践问题的技能与方法进行评价的同时，对工程方案的合理性和创新性等方面予以关注。以成果为导向，最终评价过程需要结合具体的教学目标，获得合理的评价结论，并针对存在的不足制定合理的持续改进策略。
通过教学实践可以发现，构建金课体系有利于人才培养目标。一方面，在专业学习阶段，构建金课体系能够更好地为学生的后续学习提供帮助。在掌握专业基础知识和技能的基础上，学生更加愿意投入专业课程的学习中去。利用金课模块，能够使学生更好地理解专业涉足的技术领域，明确将来工程领域可能面临的具体问题，有针对性地开展探索与创新，掌握专业课程核心知识，强化专业综合技能的提升。另一方面，教师参与金课体系的构建过程，能够更好地结合行业技术发展趋势，从整体的角度构建合理的知识体系，实现金课课程之间的无缝衔接，相互补充，以学生为中心，强化学生专业能力的提升，这对实现成果导向理念的人才培养具有重要意义。
基于成果导向教育理念，以过程装备与控制工程专业为例，构建了工科专业金课体系。通过金课体系的运行，可以集中优势资源，使专业金课教学过程更加高效，围绕学生的知识与能力培养开展教学，形成丰富的课程知识体系，课程内涵不断深化，课程的高阶性、创新性、挑战度不断增强，课程的考核评价机制合理有效，进一步推动了专业认证的持续改进和一流专业建设，对工程实践创新人才培养具有重要意义。
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