美國工科院校培養(yǎng)學生工程實踐能力的經(jīng)驗及其啟示

● 胡美麗 黃慧 睢琳琳

大學生工程實踐能力是指大學生能夠?qū)⒆约核鶎W的理論知識和現(xiàn)實相聯(lián)系，將知識應用到設(shè)計、制造、管理、營銷或其他工程實踐環(huán)節(jié)，綜合考慮環(huán)境、文化、法律等各種因素，為社會提供產(chǎn)品、技術(shù)服務或是工藝流程等解決現(xiàn)實工程問題的能力。[1]這種能力是工科類專業(yè)學生從事相關(guān)崗位工作必備的能力之一，也是應用型本科院校在人才培養(yǎng)方面著力追求的目標。為此，相當一部分高校紛紛緊隨時代脈搏，陸續(xù)開展了以培養(yǎng)大學生工程實踐能力和創(chuàng)新能力為主旨的教育教學改革。但由于改革還處在起步和摸索階段，很多高校畢業(yè)生的工程實踐能力相對比較薄弱，和當前社會現(xiàn)實需求還有很大差距。因此，加強學生工程實踐能力和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)，依然是今后應用型本科院校提高教育質(zhì)量的中心環(huán)節(jié)。

2013年，筆者有幸赴美國加利福尼亞州參加為期三周的高等教育管理培訓，考察和走訪了加州州立大學長灘分校 （California State University at Long Beach）、斯坦福大學（Stanford University）、加州理工學院 （California Institute of Technology） 等多所高校。通過培訓和考察，對美國的高等教育管理尤其是工科類院校對大學生工程實踐能力培養(yǎng)方面的經(jīng)驗有了較為深入的認識和研究，這些經(jīng)驗值得我們學習和借鑒。

一、美國在大學生工程實踐能力培養(yǎng)方面的經(jīng)驗

美國作為目前世界上公認的工程實踐教學發(fā)達的國家之一，他們的工程實踐教育已有200余年的歷史，無論從理念設(shè)計上，還是從課程設(shè)置、教育教學模式創(chuàng)新，直至產(chǎn)學合作、合作教育等方面，美國工科院校在大學生工程實踐能力的培養(yǎng)上可謂是獨樹一幟。

（一）在理念上重視對學生工程實踐能力的培養(yǎng)

20世紀40年代到80年代之間，美國的高校曾經(jīng)出現(xiàn)過高等工程教育偏離工程實踐的問題。80年代末，麻省理工學院 （Massachusetts Institute of Technology）最早提出了回歸工程——即從科學向工程的回歸。在麻省理工學院回歸工程理念的引導下，全美工程教育界掀起了回歸工程的浪潮，各大高校紛紛樹立工程實踐教育理念，對工程教育的內(nèi)容進行重新整合，更加重視工程人才實踐能力的培養(yǎng)。20世紀90年代以來，美國高等工程教育界的有識之士從不同角度提出了培養(yǎng)新一代高素質(zhì)人才的目標——培養(yǎng)面向21世紀的新一代工程師。各大工程類院校在課程設(shè)置、教學內(nèi)容和教學方法等方面都作了較大調(diào)整和改革，以適應造就新一代工程實踐能力強的高素質(zhì)人才的需要。

美國工科院校從教育理念、培養(yǎng)目標、教學內(nèi)容、教學模式、校內(nèi)外合作等方面高度重視對學生工程實踐能力的培養(yǎng)。美國的工程學院為了提高學生的工程實踐能力，每個專業(yè)都安排了各種各樣的實習課程，且實習成績是學生取得學位的核心部分。一位學生即便以全A的成績完成了他的本科必修課程，但如果沒有實習經(jīng)驗，也一樣拿不到學位。這一理念促使學生必須高度重視實習實踐環(huán)節(jié)的學習，學會應用各種技術(shù)和現(xiàn)代工程工具去解決實際問題，從而培養(yǎng)和提高自己的工程實踐能力。

（二）在課程設(shè)置及教育教學上重視實踐教學環(huán)節(jié)的比重

美國大學并沒有一個適應于全校本科生的統(tǒng)一教學計劃，他們所謂的教學計劃是一個由各類必修課、限選課和任選課所組成的適應本科生各種學習需要的龐大課程體系。其中，實踐教學課程占據(jù)了非常大的比重。如四年制本科生的教學計劃中規(guī)定學生要修滿124個學分，其中60個學分是通識教育課程學分，64個學分是專業(yè)必修課程學分。在這64個學分里，實踐教學比重占了一半以上。以密西根大學機械工程系為例，學生的專業(yè)必修課共計64個學分，其中實踐教學占了36個學分，分別是：設(shè)計與制造（3門，12學分）、實驗與技術(shù)交流（2門，8學分）、技術(shù)選修課程（12學分）、相關(guān)技術(shù)課程（4學分）。[2]

在課堂教學環(huán)節(jié)，美國大學里的課程大都要通過小組合作的形式來完成。在小組中，為了調(diào)動學生探索和實踐的積極性與創(chuàng)造性，讓每個人充分體驗動腦、動手的樂趣，允許每個人根據(jù)自己的特點和個人傾向選擇角色和工作任務，在模擬或真實的情境中嘗試把課堂中學到的理論知識運用于實踐，從而搭建了從理論到實踐的橋梁。而且，這種教學模式在美國高校中已占據(jù)了主導地位。同時，美國大學的專業(yè)課中都含有重要的實驗內(nèi)容，這部分內(nèi)容一般給予8—12個實驗學分。一些高校要求學生到了三、四年級必須完成為期一年或一年半的獨立課題與研究計劃，題目一般由學生與導師協(xié)商確定。學生既可以參與學校的學術(shù)研究或科研項目，也可與公司、研究機構(gòu)合作，參加公司的工作或研究實踐。總之，學生必須參與到科研實踐中去，提高自己的工程實踐能力。

（三）通過產(chǎn)學合作或合作教育方式培養(yǎng)學生的工程實踐能力

加強與工業(yè)、企業(yè)的合作是高校培養(yǎng)學生的工程實踐能力和科研創(chuàng)新能力的有效途徑，這在美國理工科院校中已達成普遍共識。所謂產(chǎn)學合作，是指企業(yè)與高等院校在人才培養(yǎng)、科學研究、技術(shù)開發(fā)、生產(chǎn)經(jīng)營以及人員交流、資源共享、信息互通等方面所結(jié)成的互利互惠、互補互促的聯(lián)合與協(xié)作關(guān)系。[3]在美國的產(chǎn)學合作過程中，企業(yè)提供資金和課題項目，大學提供研究人員進行開發(fā)研究，產(chǎn)出的科技成果及時轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。企業(yè)解決了自己難于應對的技術(shù)難題，大學在得到更多科研經(jīng)費的同時，提高了科技成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的水平，并培養(yǎng)了學生的實踐和應用能力，從而實現(xiàn)了大學與企業(yè)的雙贏。同時美國還通過建立大學——企業(yè)聯(lián)合研究中心、興辦合資企業(yè)等方式，為教師和學生提供進入科研前沿和實踐領(lǐng)域的平臺。

合作教育與產(chǎn)學合作不同。合作教育是一種以培養(yǎng)學生全面素質(zhì)、實踐能力和就業(yè)競爭力為重點，利用學校和企業(yè)兩種不同的教育環(huán)境和教育資源，采取課堂教學與學生參加實際工作有機結(jié)合的方式培養(yǎng)學生實踐能力的一種教育模式。比如，高校一些設(shè)計類的實踐課程的題目直接來源于當?shù)氐钠髽I(yè)，項目完成后，請企業(yè)來評定；請企業(yè)的資深工程技術(shù)人員來學校講授示范；學生到企業(yè)實習或短期工作，把課堂上學到的理論知識運用到工程實際中去，既提高了工程實踐能力，又得到了職業(yè)體驗，為將來的擇業(yè)打下了基礎(chǔ)。

二、美國高校學生工程實踐能力培養(yǎng)對我們的啟示

我國近代工程教育最初興辦于清末洋務運動時期的各類西式學堂中。經(jīng)過一個半世紀的發(fā)展，我國的工程教育已成為世界上規(guī)模最大的國家，且形成了較為完整的實踐教學體系，為經(jīng)濟發(fā)展和社會進步培養(yǎng)了大批工程技術(shù)人才。但仍然存在諸多問題有待改進，例如，在人才培養(yǎng)計劃上不同程度地存在著重理論輕實踐、缺乏基本的工程訓練和工程意識，學生的工程實踐能力較弱、社會適應性差等問題；作為實踐性很強的工科教育，面向企業(yè)和行業(yè)不夠、缺乏產(chǎn)學合作的弊端也日益凸顯。近些年來，大學畢業(yè)生就業(yè)難和企業(yè)所需的技術(shù)技能人才供給不足這一矛盾有力地說明了這一問題。必須把提高學生工程實踐能力擺到日程上來。而美國高校在培養(yǎng)學生工程實踐能力方面的很多做法，對我們國內(nèi)高校辦學改革具有一定的啟示作用和借鑒意義。

（一）轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)教育觀念，給予工程實踐能力培養(yǎng)的應有地位

新中國成立之初，在計劃經(jīng)濟體制之下，為了盡快滿足國家建設(shè)的需要，教育以對口專業(yè)需要為目的，人才的培養(yǎng)基本上是以應試教育、傳授知識為主，在工程實踐能力培養(yǎng)上涉及甚少。實行社會主義市場經(jīng)濟體制以來，工程技術(shù)人才的結(jié)構(gòu)和質(zhì)量規(guī)格均無法滿足產(chǎn)業(yè)界的需求。面對這一突出矛盾，由高校努力推進的校企聯(lián)合培養(yǎng)學生的工程實踐能力的舉措，也因企業(yè)在校企聯(lián)合培養(yǎng)學生一事上無利可圖而越來越流于形式，收效甚微。加之我國對工程教育思想缺乏系統(tǒng)的研究和足夠的重視，本科工程教育模式變得越來越“去工程化”，理論教學日益“中心化”，工程實踐訓練被日益 “邊緣化”，工程實踐訓練環(huán)節(jié)由軟化、淡化、虛化、弱化而走向形式化，最終淪為工程科學教育的“附庸”。[4]然而，全球化局勢以及工業(yè)化傾向迫使我們今后必須重視學生工程實踐能力的培養(yǎng)，對過去那種重理論輕應用、重知識輕能力的一貫教法加以調(diào)整，要清楚地認識到我國工科院校的人才培養(yǎng)定位就是能在工業(yè)生產(chǎn)第一線從事工程技術(shù)工作、解決工程實踐中實際問題的高級工程技術(shù)人員，這必須要在工科院校的人才培養(yǎng)方案中有充分的體現(xiàn)。

（二）依據(jù)人才培養(yǎng)標準，加快課程體系改革的步伐

我國工科院校的高校課程體系安排一般是基于學科邏輯的，強調(diào)知識結(jié)構(gòu)的完整性，各個學科自成體系，課程之間缺乏整合，內(nèi)容重復的現(xiàn)象也比較突出，理論課程過多，課業(yè)過重，擠占了學生實踐和自由探索的時間，這顯然與新時期對工程教育人才實踐能力的要求是背道而馳的。對此，我國教育部頒布了《工程教育專業(yè)認證標準（試行）》，對工科類學生必須達到的知識、能力和素質(zhì)等基本要求做了明確規(guī)定。由于工程教育人才應該具備的工程實踐能力和素養(yǎng)只有通過工程實驗和實踐項目的參與才能獲得，有些甚至需要真實的工程環(huán)境，因此必須在課程體系中增加實踐教學環(huán)節(jié)的比重。國家級實驗教學示范中心電子組美國高校實驗教學考察團考察斯坦福大學電氣工程系時發(fā)現(xiàn)，該系學生理論與實驗課比為1:3，這是我們國家很難做得到的。[5]但對我國的工程課程體系的改革來說卻是一個契機。當然，對學生工程實踐能力的培養(yǎng)和提高，不能緊緊停留在實踐課程時數(shù)的相對或是絕對增加上，而應站在一定高度，統(tǒng)籌規(guī)劃，注重各個實踐教學環(huán)節(jié)之間的層次性、連續(xù)性和貫通性，把學生應該獲得的技能和素養(yǎng)分解到各個環(huán)節(jié)中去，有的放矢地安排每個環(huán)節(jié)的教學活動，才能收到預期的改革效果。

（三）注重校企聯(lián)合培養(yǎng)，落實實踐教學環(huán)節(jié)的教學效果

從美國高校學生工程實踐能力培養(yǎng)的經(jīng)驗來看，高校與企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)學生的工程實踐能力是一條有效的途徑。長期以來，我國大多數(shù)工科院校重視課堂教學中理論知識的嚴謹性和準確性，認為畢業(yè)設(shè)計和生產(chǎn)實習是輔助性的，因而在教學中不斷壓縮、擠占畢業(yè)設(shè)計和生產(chǎn)實習學時。有的院校即便在教學計劃中保證了畢業(yè)設(shè)計和生產(chǎn)實習的學時數(shù)，但畢業(yè)設(shè)計做成了畢業(yè)論文，生產(chǎn)實習變成了走過場，弱化了這兩個重要的實踐環(huán)節(jié)，這對學生工程實踐能力的培養(yǎng)是極其不利的。

生產(chǎn)實習是拓寬學生眼界、豐富實踐知識、鍛煉學生獨立開展工作的至關(guān)重要的機會。要建立一套有效的實習管理制度，建立科學的實習質(zhì)量評估辦法，充分調(diào)動教與學兩個方面的積極性和創(chuàng)造性。加州州立大學長灘分校在學生畢業(yè)條件中就明確規(guī)定，學生畢業(yè)前必須有至少三個月的無薪或帶薪實習，且有第三方權(quán)威鑒定機構(gòu)對該生在實習單位的表現(xiàn)情況給與真實的鑒定和評估，凡是實習成績不合格的不予畢業(yè)。我國高校擴招后，有限的師資力量無法做到對每一個學生進行跟蹤式的實習指導，更缺乏權(quán)威的機構(gòu)對學生在實習單位的表現(xiàn)情況給予鑒定，因此學生的實習基本呈“放羊式”管理模式，實習效果不明顯。為了更好地發(fā)揮實習的作用，學校要對學生實習工作做好統(tǒng)籌安排，加強監(jiān)管，教師要適時引導學生，善于調(diào)動學生的主觀能動性，認真解決實際問題，力爭在實習中不斷提高學生的工程實踐能力。

而對于畢業(yè)設(shè)計這個理論聯(lián)系實際最為明顯、學生在校期間最重要的實踐性教學環(huán)節(jié)，工科院校應高度重視，力求通過畢業(yè)設(shè)計這一教學環(huán)節(jié)達到培養(yǎng)學生綜合運用所學的理論知識和技能解決實際問題的能力，為畢業(yè)后盡快適應工作打下良好的基礎(chǔ)。一定要讓學生充分認識到畢業(yè)設(shè)計的目的性和重要性，認真對待。教師要加強輔導，引導學生遵從規(guī)范的設(shè)計步驟，獨立思考，敢于創(chuàng)造，推出全新的設(shè)計。此外，還要做好畢業(yè)設(shè)計答辯工作。答辯委員會成員除了有教學、科研人員，還可以考慮讓企業(yè)的設(shè)計和施工領(lǐng)域的人員參加，從而對學生畢業(yè)設(shè)計做出更貼合實際的科學指導。

對校外環(huán)境來說，努力加強學校與企業(yè)間的合作，使畢業(yè)設(shè)計和生產(chǎn)實習等實踐環(huán)節(jié)立足于企業(yè)，為學生在校期間能參加企業(yè)實踐創(chuàng)造一個好環(huán)境，力爭實現(xiàn)校企雙贏合作。此外，政府還可以出臺一些政策和措施鼓勵企業(yè)參與高校的人才培養(yǎng)工程，讓校企合作培養(yǎng)人才成為企業(yè)的社會責任，讓企業(yè)在學生工程實踐能力培養(yǎng)上發(fā)揮應有的作用。

[1]田逸.美國大學生工程實踐能力培養(yǎng)及其對我國的啟示[D].長沙：湖南師范大學，2007.

[2]李建強.完善工程實踐體系，促進工程實踐回歸[J].中國高等教育，2007，（8）.

[3]王章豹.我國產(chǎn)學合作的基本模式與發(fā)展態(tài)勢[J].教育與現(xiàn)代化，2000，（3）.

[4]孔垂謙.我國高等工程教育的“去工程化”困境與“情緒化”選擇[J].高等工程教育研究，2005，（1）.

[5]陳國松.我國重點大學本科工程教育實踐教學改革研究[D].武漢：華中科技大學，2012.