大工程觀理念下自動(dòng)化專業(yè)課程改革

陳鵬飛?程艷

摘要：課程作為直接作用于人的教學(xué)媒介，是人才培養(yǎng)的核心要素之一。改革原有課程體系，理清工程科學(xué)與工程技術(shù)、社會(huì)—人—技術(shù)—生態(tài)環(huán)境的關(guān)系，構(gòu)建符合現(xiàn)代工程人才培養(yǎng)的課程體系對(duì)于工程技術(shù)人才培養(yǎng)、增強(qiáng)國(guó)家科技競(jìng)爭(zhēng)力、推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要意義。根據(jù)高等工程教育改革趨勢(shì)，針對(duì)我國(guó)高等工程教育存在的主要問(wèn)題，提出以“大工程觀”指導(dǎo)理念，以專業(yè)知識(shí)為基礎(chǔ)與其他相關(guān)學(xué)科交叉滲透，理論與實(shí)踐結(jié)合，課程內(nèi)訓(xùn)練與綜合實(shí)踐結(jié)合，構(gòu)建符合時(shí)代要求的課程體系。

關(guān)鍵詞：高等工程教育；大工程觀；學(xué)科交叉

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2014）36-0142-02

20世紀(jì)末，特別是進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，工程教育在創(chuàng)造性地解決人口、資源、環(huán)境所產(chǎn)生的問(wèn)題及次生問(wèn)題方面發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用?？萍嫉难杆侔l(fā)展、經(jīng)濟(jì)全球化和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益激烈都需要工程教育的不斷改革，以適應(yīng)當(dāng)今形式的發(fā)展?！按蠊こ逃^”正是在這一背景下由原麻省理工學(xué)院院長(zhǎng)莫爾提出，所謂“大工程觀”并不是指工程規(guī)模本身大小而言，而是指在解決工程問(wèn)題時(shí)突破原有狹窄的工程技術(shù)觀念，綜合運(yùn)用多方面、多學(xué)科知識(shí)解決工程實(shí)際問(wèn)題。

大工程觀在不斷的改革實(shí)踐中形成了“回歸工程”的教育理念，并且在此基礎(chǔ)上麻省理工學(xué)院和瑞士的三所大學(xué)合作開(kāi)發(fā)除了CDIO的工程教育模式。在我國(guó)，汕頭大學(xué)、清華大學(xué)等一批高校相關(guān)專業(yè)參與到CDIO的改革中來(lái)，并且在改革中結(jié)合自己學(xué)校實(shí)際情況建立了一批具有特色的課程體系。黨的十八大報(bào)告指出要堅(jiān)持走中國(guó)特色新型工業(yè)化、信息化、城鎮(zhèn)化、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化道路，加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式，由工業(yè)經(jīng)濟(jì)想知識(shí)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)變。我國(guó)基于工程教育發(fā)展現(xiàn)狀和社會(huì)需求，2007年提出“卓越工程師計(jì)劃”，并于2010年正式啟動(dòng)。我國(guó)的“卓越工程師計(jì)劃”首批參與高校達(dá)61所。

一、目前我國(guó)高等工程教育存在的主要問(wèn)題研究

我國(guó)支撐著世界上規(guī)模最大的工程教育，但我國(guó)所培養(yǎng)合格的工程人才偏少，人才培養(yǎng)質(zhì)量遠(yuǎn)未能達(dá)到企業(yè)要求，在上崗之前企業(yè)還需要對(duì)其所招聘的人才進(jìn)行重新培訓(xùn)。國(guó)際權(quán)威機(jī)構(gòu)瑞士洛桑國(guó)際管理學(xué)院歷年發(fā)布的《國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力報(bào)告》的數(shù)據(jù)顯示， 我們國(guó)家目前勞動(dòng)力結(jié)構(gòu)中“合格的工程師”人才非常不理想[1]。

目前我國(guó)工程教育發(fā)展面臨諸多的問(wèn)題，其中有兩個(gè)突出問(wèn)題：工程科學(xué)化、狹義技術(shù)化。如何改革這些問(wèn)題，已經(jīng)成為是否能夠促進(jìn)我國(guó)工程教育健康發(fā)展，為企業(yè)輸送合格人才，繼續(xù)推進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵。

1.工程科學(xué)化

我國(guó)從建國(guó)之后仿照蘇聯(lián)模式走專業(yè)技術(shù)型道路，培養(yǎng)以掌握理論+技術(shù)實(shí)踐，解決工程問(wèn)題能力的工程技術(shù)型人才；改革開(kāi)放之后，借鑒美國(guó)模式培養(yǎng)理論+發(fā)展新技術(shù)，發(fā)表科研成果的工程科學(xué)人才。注重新技術(shù)的發(fā)展而非技術(shù)的掌握運(yùn)用。潘云鶴院士在2009年國(guó)際工程教育大會(huì)上表示目前我國(guó)工程教育存在三大弊端，其中之一就是：實(shí)踐教育和工程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)缺失；教育重論文、輕設(shè)計(jì)、缺實(shí)踐；工科教師隊(duì)伍的非工化趨向嚴(yán)重[2]?，F(xiàn)在的工程教育多數(shù)處于重理論輕實(shí)踐，重視論文數(shù)量和新技術(shù)的研發(fā)多于實(shí)際技能的培訓(xùn)。馮·卡門(mén)教授有句名言：“科學(xué)家研究已有的世界，工程師創(chuàng)造未來(lái)的世界。”科學(xué)和工程處于理論和實(shí)踐兩個(gè)不同的層次，完成兩個(gè)不同的任務(wù)。工科教師的來(lái)源單一化，主要是各大高校和科研院所的博士生，主要接受的是學(xué)科系統(tǒng)化的課程。

2.狹義技術(shù)化

當(dāng)代工程發(fā)展呈現(xiàn)多學(xué)科綜合交叉滲透的趨勢(shì)，工程實(shí)際問(wèn)題已不再是僅依靠技術(shù)就可以解決，需綜合社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)、人文等多方面。我國(guó)現(xiàn)有的工程教育模式是在技術(shù)層面和專業(yè)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，已經(jīng)不再適應(yīng)當(dāng)今的工程發(fā)展趨勢(shì)。我國(guó)目前的工程教育局限在技術(shù)層面，工科畢業(yè)生不具備多學(xué)科交叉的知識(shí)和綜合解決實(shí)際問(wèn)題的能力，大部分工科畢業(yè)生不懂得經(jīng)濟(jì)、管理、成本預(yù)算、獨(dú)立運(yùn)行大項(xiàng)目的能力，缺乏人文修養(yǎng)。

二、關(guān)于問(wèn)題解決的幾點(diǎn)建議

1.重視工程實(shí)踐，強(qiáng)化教師工程背景

現(xiàn)有的工程教育模式并不能為學(xué)生提供充足的工程訓(xùn)練，工科畢業(yè)生缺乏綜合運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際工程問(wèn)題和駕馭復(fù)雜工程設(shè)計(jì)的能力。因此必須增加工程實(shí)踐的訓(xùn)練課時(shí)，作為培養(yǎng)未來(lái)工程師的教育，我們除了增加校內(nèi)實(shí)踐課時(shí)，還需加強(qiáng)與企業(yè)之間的聯(lián)動(dòng)，進(jìn)行產(chǎn)學(xué)合作以加深學(xué)生對(duì)于技術(shù)的理解能力和提高實(shí)際動(dòng)手能力。對(duì)于學(xué)生在學(xué)期間的最后一關(guān)——畢業(yè)論文，需從實(shí)際工程案例著手而非從紙上來(lái)，在紙上畫(huà)，嘴上說(shuō)，真刀實(shí)槍的檢驗(yàn)學(xué)生的能力。

作為培養(yǎng)未來(lái)工程師的核心——教師，是保證教育質(zhì)量的根本和核心所在。不論作為什么類型或處于什么層次的高校，在本科階段應(yīng)都是培養(yǎng)工程師而不是科學(xué)家，就此而言，“雙師型”教師是所有開(kāi)設(shè)工科專業(yè)院校應(yīng)有的王牌?！半p師型”教師來(lái)源應(yīng)多源化，多條腿走路，除了培養(yǎng)本校原有師資取得相應(yīng)行業(yè)認(rèn)證的資格證書(shū)之外，還應(yīng)到相關(guān)企業(yè)進(jìn)行培訓(xùn)以獲得一線生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)；還有要引進(jìn)業(yè)界的經(jīng)營(yíng)和管理者作為專職教師和兼職教師，對(duì)于來(lái)自企業(yè)的人士，應(yīng)給予相應(yīng)的平臺(tái)，充分發(fā)揮其作用。

2.打破學(xué)科壁壘，實(shí)現(xiàn)學(xué)科交叉

作為培養(yǎng)未來(lái)工程師的高等工程教育，所學(xué)應(yīng)為學(xué)生以后就業(yè)及職業(yè)發(fā)展服務(wù)。我國(guó)高校畢業(yè)生的就業(yè)已由原先的國(guó)家統(tǒng)分到目前的自主擇業(yè)，但目前我國(guó)工科專業(yè)學(xué)生知識(shí)面仍過(guò)于狹窄，人文社科基礎(chǔ)薄弱，所擁有的人文社科類知識(shí)來(lái)源于有限的選修課，基本處于工程知識(shí)與人文社科知識(shí)絕緣的狀態(tài)。因此必須在強(qiáng)化專業(yè)的同時(shí)，構(gòu)建符合現(xiàn)代社會(huì)要求，學(xué)科交叉的課程體系。

以自動(dòng)化專業(yè)為例，自動(dòng)化專業(yè)主要研究的是自動(dòng)控制的基本原理和方法、自動(dòng)化單元技術(shù)、集成技術(shù)及其在各類控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。按照人的全面發(fā)展理論來(lái)看，作為現(xiàn)代教育的共同追求，高等工程教育不是也不應(yīng)是僅培養(yǎng)技術(shù)工人。高等工程教育的培養(yǎng)目標(biāo)應(yīng)是在自動(dòng)化行業(yè)生產(chǎn)一線從事產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造、 技術(shù)運(yùn)用與改造、 運(yùn)行管理和經(jīng)營(yíng)銷售的高級(jí)應(yīng)用型工程技術(shù)人才[3]。課程作為教學(xué)的媒介，對(duì)于學(xué)生能力的培養(yǎng)和發(fā)展具有重要的作用。新課程體系的構(gòu)建必須符合人才培養(yǎng)目標(biāo)和現(xiàn)代企業(yè)需求，充實(shí)現(xiàn)有內(nèi)容。根據(jù)前人已有研究，筆者認(rèn)為自動(dòng)化專業(yè)課程體系構(gòu)建可分為四個(gè)模塊：基礎(chǔ)模塊、專業(yè)模塊、實(shí)踐模塊、綜合模塊（如圖1所示）。

（1）基礎(chǔ)模塊?；A(chǔ)模塊主要由外語(yǔ)、自然科學(xué)、數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)、人文社科等組成。美國(guó)在1958年《國(guó)防教育法》中就明確了數(shù)學(xué)、外語(yǔ)、自然科學(xué)的重要性。隨著世界經(jīng)濟(jì)一體化進(jìn)程的加快，再也不是“學(xué)好數(shù)理化，走遍天下都不怕”的時(shí)代了，參與世界經(jīng)濟(jì)就必須掌握好一門(mén)外語(yǔ)，具有閱讀、翻譯外語(yǔ)書(shū)籍和技術(shù)資料的能力， 與他人進(jìn)行簡(jiǎn)單對(duì)話的能力。對(duì)于工科專業(yè)而言，自然科學(xué)主要是物理，物理與數(shù)學(xué)作為知識(shí)基礎(chǔ)，在掌握相關(guān)內(nèi)容的基礎(chǔ)上培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維能力、邏輯推理與數(shù)學(xué)建模能力。計(jì)算機(jī)主要應(yīng)學(xué)會(huì)使用相關(guān)軟件的操作應(yīng)用，并掌握一門(mén)高級(jí)編程語(yǔ)言。人文社科主要是使學(xué)生突破狹隘的技術(shù)觀念，掌握其他交叉學(xué)科的內(nèi)容。

表1 基礎(chǔ)模塊結(jié)構(gòu)

基礎(chǔ)模塊 外語(yǔ) 大學(xué)英語(yǔ)

數(shù)學(xué) 高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、概率統(tǒng)計(jì)、復(fù)變函數(shù)

自然科學(xué) 大學(xué)物理

計(jì)算機(jī) 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)、C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)

人文社科 思想道德修養(yǎng)與法律基礎(chǔ)、馬克思主義基本原理、中國(guó)近代史綱要 、毛澤東思想、鄧小平理論與“三個(gè)代表”重要思想概論、環(huán)境保護(hù)技術(shù)、企業(yè)經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)、企業(yè)規(guī)劃、生產(chǎn)計(jì)劃及控制、項(xiàng)目管理、報(bào)告技術(shù)、企業(yè)管理學(xué)

（2）專業(yè)模塊。專業(yè)模塊作為所有本專業(yè)學(xué)生所必須掌握的內(nèi)容，在學(xué)生以后職業(yè)生涯發(fā)展中具有重要地位。按照相關(guān)技術(shù)的發(fā)展順序，從基礎(chǔ)到專業(yè)，要培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科交叉的視野還需設(shè)定一部分專業(yè)選修課程，發(fā)散其思維，豐富看待問(wèn)題的角度和解決方法。因此，專業(yè)模塊分為三個(gè)部分：專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)課、專業(yè)選修課。

表2 專業(yè)模塊結(jié)構(gòu)

專業(yè)模塊 專業(yè)基礎(chǔ)課 工程制圖、電路、模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)、數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)

專業(yè)課 自動(dòng)控制原理、信號(hào)與系統(tǒng)、微機(jī)原理與接口技術(shù)、單片機(jī)原理與應(yīng)用、電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ) 、電力電子技術(shù) 、電氣控制及PLC技術(shù)、傳感器與自動(dòng)檢測(cè)技術(shù) 、自動(dòng)化專業(yè)英語(yǔ)、軟件技術(shù)基礎(chǔ)、運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng) 、MATLAB應(yīng)用技術(shù)

專業(yè)選修課 專業(yè)限選

專業(yè)選修

（3）實(shí)踐模塊。實(shí)踐是主觀見(jiàn)之于客觀的過(guò)程，也即是將理論加以運(yùn)用，使之物化符合人們的主觀目的。因此在實(shí)踐模塊就是將在專業(yè)模塊所掌握的理論知識(shí)運(yùn)用的現(xiàn)實(shí)中去。整個(gè)實(shí)踐模塊應(yīng)包括以下幾個(gè)部分：課程實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、金工實(shí)習(xí)、認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、電工培訓(xùn)等。將實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)、設(shè)計(jì)和培訓(xùn)貫穿于整個(gè)教學(xué)過(guò)程中，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作和溝通表達(dá)能力，學(xué)科知識(shí)的交叉和綜合運(yùn)用能力。

（4）綜合模塊。綜合模塊不同于以上實(shí)踐模塊，主要是畢業(yè)設(shè)計(jì)，不是單獨(dú)運(yùn)用某一門(mén)學(xué)科，而是綜合大學(xué)四年所有與本專業(yè)相關(guān)課程的理論與技術(shù)，解決實(shí)際問(wèn)題。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)這一環(huán)節(jié)，使學(xué)生對(duì)某一課題作專門(mén)深入系統(tǒng)的研究，鞏固、擴(kuò)大、加深已有知識(shí)，培養(yǎng)綜合運(yùn)用已有知識(shí)獨(dú)立解決問(wèn)題的能力。

三、結(jié)束語(yǔ)

教育理念是引領(lǐng)大學(xué)人才培養(yǎng)的價(jià)值準(zhǔn)則，是教育的必然規(guī)律與應(yīng)然理想的完美結(jié)合，對(duì)教育現(xiàn)實(shí)具有強(qiáng)大的規(guī)范和引領(lǐng)作用[4]。大工程觀作為人們對(duì)于以往由以專業(yè)為基礎(chǔ)發(fā)展而來(lái)的工程教育模式的突破，是對(duì)傳統(tǒng)工程觀的繼承和超越，是發(fā)展當(dāng)代工程教育的指南。大工程觀反映了當(dāng)代利益相關(guān)者對(duì)于工程教育的期望和科技、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)、人文幾者之間交叉融合的趨勢(shì)。作為培養(yǎng)工程人才的絕大多數(shù)院校，以上所提及的兩個(gè)問(wèn)題都或多或少的存在，改善工科教師隊(duì)伍結(jié)構(gòu)，改革現(xiàn)有工程教育，構(gòu)建符合人才培養(yǎng)和發(fā)展的教育生態(tài)圈，對(duì)于工程教育和工程人才培養(yǎng)具有重要意義。對(duì)于整個(gè)工程教育的發(fā)展而言，大工程觀只能作為作為一種指南，在整個(gè)人才培養(yǎng)的體系中無(wú)法做到面面俱到；只能通過(guò)課程體系的研究與調(diào)整，豐富其教學(xué)內(nèi)容，完善其課程體系，將工程理念以一貫之，把工程所涉及的各種知識(shí)、方法、觀念和能力系統(tǒng)地整合在一起，打破學(xué)科壁壘，與多學(xué)科進(jìn)行融合，使學(xué)生具有整體的知識(shí)體系，并為其提供充分的實(shí)踐機(jī)會(huì)[5]。

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（責(zé)任編輯：劉麗娜）