基于大工程觀的工科專業(yè)課程教學(xué)一體化建設(shè)

林 華，曾鴻鵠

(桂林理工大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，廣西桂林541004)

建設(shè)創(chuàng)新型國家的關(guān)鍵在教育，在人才，特別是在以企業(yè)為主體、以市場為導(dǎo)向、產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的技術(shù)創(chuàng)新體系的建設(shè)，高等工程教育承擔(dān)著十分重要的使命［1］。我國高等工程教育經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，培養(yǎng)規(guī)模名列世界第一，為我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展做出了突出貢獻(xiàn)，但隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，社會(huì)對現(xiàn)代工程師的素質(zhì)提出了更高的要求，同時(shí)高等工程教育也存在著培養(yǎng)目標(biāo)不明確，定位不明確，實(shí)踐環(huán)節(jié)薄弱，以及工程教育與社會(huì)需求的結(jié)合不緊密等諸多問題。在新形勢下如何進(jìn)一步深化高等工程教育的改革，培養(yǎng)適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的現(xiàn)代工程師，是工科高校面臨的巨大挑戰(zhàn)。課程與教學(xué)是高等教育的基本形式和核心內(nèi)容，如何改進(jìn)高校工科專業(yè)課程建設(shè)與教學(xué)現(xiàn)狀，成為亟待解決的問題之一。桂林理工大學(xué)在“水污染控制工程”國家級精品課程建設(shè)與教學(xué)改革中以大工程觀教育理念為導(dǎo)向，積極探索課程教學(xué)一體化建設(shè)新途徑，推動(dòng)課程教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式融匯一體，相互促進(jìn)，進(jìn)而顯著提升人才培養(yǎng)質(zhì)量。

一 以大工程觀為導(dǎo)向進(jìn)行課程教學(xué)一體化建設(shè)的必要性分析

大工程觀自20世紀(jì)90年代首次提出后，由于其實(shí)踐性、整合性、創(chuàng)新性等特點(diǎn)，越來越受到工程教育界的認(rèn)可［2］。大工程觀教育理念是將科學(xué)、技術(shù)、非技術(shù)、工程實(shí)踐融為一體的，具有實(shí)踐性、整合性、創(chuàng)新性的“工程模式”教育理念體系。它強(qiáng)調(diào)知識(shí)之間的關(guān)聯(lián)性、整體性，在知識(shí)結(jié)構(gòu)上體現(xiàn)寬與專的統(tǒng)一［3］。如何在人才培養(yǎng)過程中踐行大工程觀教育理念，是近年來高等工程教育界一直思考與探索的重大問題之一。筆者認(rèn)為在高等工程教育改革中占據(jù)核心地位的課程和教學(xué)改革是踐行大工程觀的最佳載體和實(shí)現(xiàn)途徑，在人才培養(yǎng)過程中應(yīng)通過完善課程設(shè)置、深化課程體系和教學(xué)改革加以體現(xiàn)。

課程體系與教學(xué)內(nèi)容是一個(gè)有機(jī)整體，然而長期以來課程建設(shè)與教學(xué)改革被認(rèn)為是彼此分離的領(lǐng)域，課程與教學(xué)之間缺乏統(tǒng)一規(guī)劃，課程教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式之間缺乏連續(xù)性、承繼性，常常導(dǎo)致教育效率低下。課程規(guī)定著“教什么”，而教學(xué)是教育的過程或手段，規(guī)定著“怎么教”。教師作為教育的主體之一，在考慮怎樣教的同時(shí)，必然涉及教什么的問題，因而兩者是相互關(guān)聯(lián)、密切相關(guān)的，是內(nèi)容與形式、目的和手段的關(guān)系。因此課程建設(shè)與教學(xué)改革必須綜合起來進(jìn)行整體性規(guī)劃與考慮，走課程教學(xué)一體化的建設(shè)路徑。在高等工程教育中，對課程教學(xué)一體化的建設(shè)尤為迫切。因?yàn)榕囵B(yǎng)的現(xiàn)代工程師需要承擔(dān)工程科學(xué)與技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用任務(wù)，課程與教學(xué)的內(nèi)容就必須真實(shí)反映行業(yè)領(lǐng)域的職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、職業(yè)特點(diǎn)、綜合素質(zhì)與工程能力的要求以及現(xiàn)實(shí)需求。在高等工程教育領(lǐng)域，課程教學(xué)一體化可以彌合高校與社會(huì)、行業(yè)在人才培養(yǎng)方面的分歧，整合各方資源，形成課程合力，豐富完善高等工程教育課程與教學(xué)體系、方法和內(nèi)容;同時(shí)在課程與教學(xué)一體化過程中，教師兼具課程開發(fā)者身份與教學(xué)執(zhí)行者雙重身份，使課程與教學(xué)得以雙向互動(dòng)，互為促進(jìn)。

二 工科專業(yè)課程教學(xué)一體化建設(shè)的基本思路及其原則

高等工程教育目標(biāo)是培養(yǎng)適應(yīng)現(xiàn)代工程需要的高級工程技術(shù)人才。作為一名合格的現(xiàn)代工程師應(yīng)具有合理的知識(shí)結(jié)構(gòu)、多元的能力結(jié)構(gòu)、綜合的素質(zhì)和高尚的品德。知識(shí)結(jié)構(gòu)方面要求具備廣博的工程技術(shù)知識(shí)、科學(xué)知識(shí)、人文社科知識(shí)以及經(jīng)驗(yàn)知識(shí)等;能力結(jié)構(gòu)方面要求具備工程設(shè)計(jì)能力、創(chuàng)新能力、工程實(shí)踐能力、知識(shí)學(xué)習(xí)能力、分析綜合能力等;素質(zhì)方面要求具備創(chuàng)新人格、戰(zhàn)略視野、市場意識(shí)和創(chuàng)造思維等;品德方面要求具有強(qiáng)烈的事業(yè)心、高度的責(zé)任感、不斷進(jìn)取的毅力、團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神、敬業(yè)奉獻(xiàn)精神等。因此，高等工科專業(yè)課程教學(xué)一體化建設(shè)應(yīng)注重貫穿大工程觀教育理念，注重學(xué)生知識(shí)、能力、素質(zhì)和品德的培養(yǎng)，特別是工程能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。由此，我們將工科專業(yè)課程一體化建設(shè)的基本思路歸納為以學(xué)生為中心，以社會(huì)需求為導(dǎo)向，依托工科專業(yè)對口的行業(yè)特色，發(fā)揮教師兼具課程開發(fā)者和教學(xué)執(zhí)行者的雙重身份的作用，在課程定位與方向、課程內(nèi)容與要求、教學(xué)方式方法和教學(xué)過程與評價(jià)等突出工程能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，推動(dòng)課程與教學(xué)融匯一體，課程教學(xué)全程互動(dòng)，相互促進(jìn)。相應(yīng)的建設(shè)原則是:

1.整體性原則

整體性原則要求從系統(tǒng)觀的角度出發(fā)，全面地、整體地分析構(gòu)成課程體系和教學(xué)系統(tǒng)的各要素及這些要素相互間的關(guān)系。在整體把握這些要素關(guān)系的基礎(chǔ)上，構(gòu)建最佳的課程與教學(xué)結(jié)構(gòu)，發(fā)揮最佳的育人功能。

2.發(fā)展性原則

所謂發(fā)展性原則是指伴隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，一方面課程內(nèi)容要“壓縮”不必要的內(nèi)容，刪除陳舊過時(shí)的內(nèi)容;另一方面外部行業(yè)企業(yè)內(nèi)不斷涌現(xiàn)出更多的新技術(shù)、新成果，高校內(nèi)部教師進(jìn)行科研過也獲得大量的成果，這些都需要在課程和教學(xué)中及時(shí)得以體現(xiàn)，及時(shí)更新課程應(yīng)用于教學(xué)，以獲得最佳的導(dǎo)學(xué)效果。

3.優(yōu)化組合原則

一門課程的內(nèi)容涉及大量的知識(shí)點(diǎn)，不同的知識(shí)點(diǎn)有其自身的教學(xué)特點(diǎn);同時(shí)教學(xué)的方式方法也多種多樣。如何在課程教學(xué)中以最優(yōu)的教學(xué)方法傳授知識(shí)點(diǎn)，需要教師在設(shè)計(jì)課程內(nèi)容與教學(xué)方法的選用過程中進(jìn)行優(yōu)化組合。

4.理論與實(shí)踐結(jié)合的原則

工科專業(yè)課程的特點(diǎn)是同時(shí)兼具理論內(nèi)容與實(shí)踐內(nèi)容，在教學(xué)中既有理論環(huán)節(jié)，又有實(shí)踐環(huán)節(jié)。因此在課程建設(shè)與教學(xué)改革中要強(qiáng)調(diào)突出理論與實(shí)踐的整體性，將工程實(shí)踐融入到課程的理論教學(xué)環(huán)節(jié)中，同時(shí)在實(shí)踐環(huán)節(jié)注重融入理論知識(shí)點(diǎn)，利用信息化、網(wǎng)絡(luò)化等現(xiàn)代教育手段不斷創(chuàng)新教學(xué)活動(dòng)的組織方式。

三 工科專業(yè)課程教學(xué)一體化建設(shè)的實(shí)踐

桂林理工大學(xué)作為以理工科人才培養(yǎng)為主的地方高校，高度重視高等工程教育的改革與研究，近年來持續(xù)推進(jìn)工科專業(yè)課程建設(shè)與教學(xué)改革?！八廴究刂乒こ獭闭n程是環(huán)境工程、給水排水工程等學(xué)校優(yōu)勢特色工科專業(yè)的核心課程，2007年獲得國家級精品課程建設(shè)立項(xiàng)。近年來該課程按照學(xué)校“立足廣西，服務(wù)行業(yè)，培養(yǎng)實(shí)踐能力強(qiáng)、富于創(chuàng)新精神的應(yīng)用型工程人才”的高等工程人才培養(yǎng)目標(biāo)的要求，以大工程觀教育理念為導(dǎo)向，積極探索課程教學(xué)一體化建設(shè)，走出了一條高等工程人才培養(yǎng)新路子。

1.設(shè)計(jì)優(yōu)化一體化課程教學(xué)體系與內(nèi)容

根據(jù)一體化課程教學(xué)建設(shè)基本原則，需要首先設(shè)計(jì)一體化的專業(yè)課程體系，教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方案，開發(fā)理論與實(shí)踐相融合、知識(shí)學(xué)習(xí)與能力培養(yǎng)相結(jié)合的一體化課程教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，明確課程教學(xué)目標(biāo)、課程結(jié)構(gòu)與內(nèi)容、教學(xué)安排和教學(xué)保障條件等。

“水污染控制工程”課程按“理論基礎(chǔ)→案例分析→工程應(yīng)用”模式建立起包括理論課程、實(shí)驗(yàn)課程、課程設(shè)計(jì)等理論和實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的完整課程體系。在課程與教學(xué)內(nèi)容方面充分吸收水新工藝、新技術(shù)、新設(shè)備、新方法、新標(biāo)準(zhǔn)、新規(guī)范充實(shí)課程與教學(xué)內(nèi)容，同時(shí)將課程教師承擔(dān)的國家“863”計(jì)劃項(xiàng)目、國家重大水專項(xiàng)和國家自然科學(xué)基金在內(nèi)的國家級和省部級科研項(xiàng)目研究成果以及“課程體系改革”、“現(xiàn)代教育技術(shù)應(yīng)用”等教研成果作為創(chuàng)新課程列入《水污染控制工程》教學(xué)內(nèi)容中，使課程內(nèi)容突出反映本學(xué)科領(lǐng)域的最新科技成果和優(yōu)秀教改成果，確保課程教學(xué)內(nèi)容的科學(xué)性和先進(jìn)性。

2.開發(fā)一體化課程教材

教材，是教師教學(xué)的重要依據(jù)，是學(xué)生學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，教材對于學(xué)生和老師而言都是非常重要的。面對課程教學(xué)一體化的要求，教師既要作為課程的設(shè)計(jì)者也要作為教學(xué)的執(zhí)行者，因此客觀上要求教師既是教材的編寫者也是教材的使用者。在課程教學(xué)一體化的建設(shè)中，課程的任課教師需要?jiǎng)?chuàng)新教材編寫模式，編寫理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)相融合的教材和教輔材料，依據(jù)工程師的職業(yè)特征、職業(yè)成長規(guī)律和典型工作任務(wù)設(shè)計(jì)教材教學(xué)單元，力爭實(shí)現(xiàn)工作過程導(dǎo)向的教學(xué)模式，實(shí)現(xiàn)理論知識(shí)與實(shí)踐能力的有機(jī)結(jié)合。

“水污染控制工程”課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)凝練科研最新成果和核心觀點(diǎn)，及時(shí)應(yīng)用在教材編寫和修訂中，使得教材水平與學(xué)術(shù)質(zhì)量不斷提高，進(jìn)一步增強(qiáng)教學(xué)內(nèi)容的前沿性和動(dòng)態(tài)性。近年來編寫出版了國家級精品課程教材《水污染控制工程》、高等學(xué)校實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)規(guī)劃教材《水處理工程實(shí)驗(yàn)技術(shù)》、《工業(yè)廢水處理工程實(shí)例》等理論與實(shí)踐相融的教材3部，輔助教學(xué)用書5部。積極建設(shè)和充實(shí)教學(xué)輔導(dǎo)資源庫，為學(xué)生提供充分的科研資料和最新的科研動(dòng)態(tài)，啟發(fā)和引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行更為廣泛和深人的專業(yè)學(xué)習(xí)。

3.理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)一體化

我國現(xiàn)行的高等工程教育模式，在很大程度上存在著重理論輕實(shí)踐的問題［4］。課程教學(xué)一體化的建設(shè)要求理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)融匯貫通，更強(qiáng)調(diào)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)在培養(yǎng)和提高學(xué)生工程能力、創(chuàng)新能力中的重要性。課程主講教師既是理論知識(shí)的授課教師同時(shí)也要親自主持和設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)，成為改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)的形式和內(nèi)容的執(zhí)行者，在課程設(shè)計(jì)與規(guī)劃中增設(shè)綜合性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)和研究型實(shí)驗(yàn)，鼓勵(lì)本科生參與科研活動(dòng)等。理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)一體化的實(shí)現(xiàn)，還需要具備優(yōu)良的教學(xué)條件，構(gòu)建既能滿足理論教學(xué)，又能具備實(shí)驗(yàn)與工程實(shí)踐的一體化教學(xué)場地，創(chuàng)設(shè)真實(shí)的工程環(huán)境，實(shí)現(xiàn)理論教學(xué)與工程訓(xùn)練融合進(jìn)行。

“水污染控制工程”課程實(shí)踐環(huán)節(jié)主要包含實(shí)驗(yàn)、課程實(shí)習(xí)與課程設(shè)計(jì)。我們在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中開設(shè)具有綜合性、創(chuàng)新型和研究型的實(shí)驗(yàn)，例如課程教師結(jié)合廣西特色行業(yè)廢水處理、漓江水環(huán)境治理等實(shí)際自主設(shè)計(jì)了15個(gè)具地方特色的“實(shí)戰(zhàn)”性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目與理論課程相對應(yīng)，同時(shí)增加創(chuàng)新型和研究型實(shí)驗(yàn)開設(shè)課時(shí)(占課程實(shí)驗(yàn)課時(shí)的50%)。課程設(shè)計(jì)與實(shí)習(xí)教學(xué)過程中，一方面適時(shí)地讓學(xué)生進(jìn)入到本課程團(tuán)隊(duì)承擔(dān)的工程項(xiàng)目建設(shè)中，如桂林理工大學(xué)雁山新校區(qū)生活污水處理站、廣西潿洲終端污水處理站等項(xiàng)目的工藝設(shè)計(jì)、施工管理和經(jīng)濟(jì)評價(jià)等各階段;另一方面引導(dǎo)學(xué)生加入科研課題組，促使學(xué)生帶著課題進(jìn)行學(xué)習(xí)與研究，進(jìn)一步拓寬了學(xué)生的知識(shí)視野，吸收消化教師的最新研究成果，有效提高了學(xué)生的自學(xué)能力和創(chuàng)新能力。近年來，學(xué)生以水污染控制工程為主題參加“挑戰(zhàn)杯”全國大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽獲獎(jiǎng)3項(xiàng)，廣西“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽獲獎(jiǎng)5項(xiàng)。在一體化教學(xué)場地建設(shè)中，我們構(gòu)建了“四特”型創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)，即“水特色”、“新模式”、“大平臺(tái)”、“實(shí)用型”的水污染控制實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心［5］，該中心2009年被評為國家級實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心。我們還將桂林理工大學(xué)雁山校區(qū)正在實(shí)際運(yùn)行的污水處理站、與日本明電舍株式會(huì)社聯(lián)合創(chuàng)建“中日膜技術(shù)研究中心”做為課程實(shí)踐教學(xué)場地及實(shí)習(xí)基地，學(xué)生在校內(nèi)即可完成真實(shí)工程環(huán)境中的頂崗實(shí)習(xí)，及時(shí)掌握新工藝、新技術(shù)、新設(shè)備的應(yīng)用，形成了既能滿足理論教學(xué)又能實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)與實(shí)訓(xùn)的一體化教學(xué)場地。

4.加強(qiáng)建設(shè)一體化課程師資隊(duì)伍

教師在課程教學(xué)一體化建設(shè)中起著至關(guān)重要的紐帶作用。為滿足課程教學(xué)一體化建設(shè)的需要，應(yīng)加快培養(yǎng)既能講授理論知識(shí)課，又能指導(dǎo)工程實(shí)踐和生產(chǎn)實(shí)習(xí)的一體化課程“雙師型”教師。注重在一體化課程建設(shè)過程中，促進(jìn)教師樹立大工程觀的教學(xué)理念、創(chuàng)新教學(xué)方法、提高課程開發(fā)和教學(xué)的水平和能力，不斷提升教師工程實(shí)踐能力，逐步形成一支素質(zhì)精良、結(jié)構(gòu)合理、教學(xué)、科研和工程能力強(qiáng)的高水平一體化課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)。

“水污染控制工程”課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)結(jié)合專業(yè)建設(shè)與發(fā)展實(shí)際，積極吸收教學(xué)水平高、學(xué)術(shù)造詣深的校內(nèi)外優(yōu)秀教師、科研人員、工程技術(shù)人員加入課程教學(xué)團(tuán)隊(duì);多渠道培養(yǎng)青年教師，一方面選派課程教師到國內(nèi)外知名大學(xué)或研究機(jī)構(gòu)進(jìn)行訪問和學(xué)習(xí)，提升其理論素養(yǎng)和科研能力;另一方建立持續(xù)改善青年教師工程能力的制度，如支持教師直接參與工程設(shè)計(jì)、鼓勵(lì)其參加注冊工程師考試、利用設(shè)計(jì)研究院等單位對教師進(jìn)行工程能力培訓(xùn)和建立有工程經(jīng)驗(yàn)教師傳、幫、帶指導(dǎo)年輕教師的機(jī)制［6］;積極探索校外導(dǎo)師的選拔、聘用機(jī)制，與廣西南寧建寧水務(wù)投資集團(tuán)有限責(zé)任公司、廣西華藍(lán)設(shè)計(jì)(集團(tuán))有限公司等生產(chǎn)單位簽訂“卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃”合作培養(yǎng)協(xié)議，發(fā)揮企事業(yè)導(dǎo)師工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富、解決實(shí)際問題能力強(qiáng)的特長，建設(shè)一批穩(wěn)定的企業(yè)兼職教師隊(duì)伍，從而增加課程教師隊(duì)伍的整體實(shí)力。圍繞課程教學(xué)一體化的建設(shè)，“水污染控制工程”課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)于2009年被評為國家級教學(xué)團(tuán)隊(duì)。

5.運(yùn)用先進(jìn)的教學(xué)方法和手段促進(jìn)課程教學(xué)一體化建設(shè)

先進(jìn)的教學(xué)方法和手段是課程教學(xué)一體化實(shí)施的有力保障。要充分利用現(xiàn)代教育技術(shù)，積累優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源，構(gòu)建和開發(fā)網(wǎng)絡(luò)課程平臺(tái)，改善互動(dòng)教學(xué)效果和課堂氛圍，促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和互動(dòng)學(xué)習(xí);充分整合現(xiàn)代教育技術(shù)和傳統(tǒng)教學(xué)手段，進(jìn)行多樣化、綜合性教學(xué)。

“水污染控制工程”在課程教學(xué)中改變傳統(tǒng)的傳授式教學(xué)，將參與式、發(fā)現(xiàn)式、啟發(fā)式、案例式、互動(dòng)式、開放式的教學(xué)方法和混合式的教學(xué)手段應(yīng)用于課堂，充分利用仿真模擬技術(shù)再現(xiàn)工程情景，開發(fā)多媒體課件和構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，全方位全天候?yàn)閷W(xué)生提供學(xué)習(xí)資料，積極開展課上交流和課下討論，將第一課堂與第二課堂有機(jī)結(jié)合，培育學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)、探索研究、合作協(xié)調(diào)的習(xí)慣，激活學(xué)生思維，引導(dǎo)學(xué)生歸納和消化所學(xué)知識(shí)。

四 結(jié)語

桂林理工大學(xué)“水污染控制工程”國家級精品課程以大工程觀教育理念為導(dǎo)向，積極探索課程教學(xué)一體化建設(shè)新途徑，在課程優(yōu)化設(shè)計(jì)、教材開發(fā)、理論實(shí)踐結(jié)合、師資隊(duì)伍等方面的一體化建設(shè)卓有成效，為學(xué)生提供了很好的學(xué)習(xí)條件和成長環(huán)境，使學(xué)生在能力、素質(zhì)和品德等方面都有了很大的提高，從而使環(huán)境類高等工程人才的培養(yǎng)質(zhì)量不斷提高。

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