高等院校本科工程實(shí)踐教育改革研究

趙現(xiàn)偉?劉建朝

摘 要：實(shí)踐是工程的靈魂，造成工程科技人才質(zhì)量不高的主要因素之一是實(shí)踐教學(xué)不足。對于工科學(xué)生而言，大學(xué)四年是參與工程實(shí)踐、形成工程思維、獲得工程經(jīng)驗(yàn)的最好機(jī)會。但實(shí)踐教學(xué)作為工程教育教學(xué)體系的重要組成部分，卻沒有得到高校、教師和學(xué)生的足夠重視，實(shí)踐教學(xué)是目前我國高等院校本科工程教育人才培養(yǎng)的薄弱環(huán)節(jié)。

關(guān)鍵詞：工程實(shí)踐教育；教育改革；高等院校

一、工程教育的時代要求

隨著經(jīng)濟(jì)全球化和世界新一輪科技革命的興起，各國都面臨產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型和升級的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，發(fā)達(dá)國家努力向產(chǎn)業(yè)鏈最高端轉(zhuǎn)移，以占領(lǐng)科技制高點(diǎn)和獲得高額壟斷利潤；發(fā)展中國家開始向工業(yè)低、中端轉(zhuǎn)移，以推進(jìn)工業(yè)化進(jìn)程，增加經(jīng)濟(jì)總量和就業(yè)機(jī)會；作為新興工業(yè)國家的中國，力爭向產(chǎn)業(yè)鏈的中、高端轉(zhuǎn)移，以增加國際競爭力，并在新的經(jīng)濟(jì)秩序中占據(jù)有利地位。在這種背景下，中國需要的工程師是多元化的，既需要以創(chuàng)意為目標(biāo)的創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)型工程師，也需要以制造為目標(biāo)的設(shè)計、實(shí)現(xiàn)型工程師，還需要大量以運(yùn)行管理為目標(biāo)的服務(wù)型工程師。其中，迫切需要的是創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)型工程師，或全能型工程師。

與此同時，現(xiàn)代工程越來越顯現(xiàn)出一些不同于傳統(tǒng)工程的特點(diǎn)。現(xiàn)代工程的外部特征表現(xiàn)為系統(tǒng)化、智能化和人性化，無論傳統(tǒng)的機(jī)械工程、電氣工程、土木工程或化學(xué)工程，都更多的與計算機(jī)技術(shù)及自動控制技術(shù)結(jié)合在一起，與技術(shù)經(jīng)濟(jì)結(jié)合在一起，從而產(chǎn)生了智能設(shè)計、制造和施工?？梢?，現(xiàn)代工程需要學(xué)科交叉和集成，這就要求工程師按照項(xiàng)目邏輯而不是學(xué)科邏輯開展工作；需要工程師團(tuán)隊(duì)運(yùn)用不同學(xué)科的知識解決問題，這就要求工程師既具有所在工程領(lǐng)域的理論知識和實(shí)踐能力，又具有溝通交流和團(tuán)隊(duì)協(xié)作的能力。另一方面，現(xiàn)代工程的內(nèi)部特征表現(xiàn)為科技含量不斷增加，數(shù)學(xué)和自然科學(xué)成為現(xiàn)代工程合法性和品質(zhì)的保證，這就要求工程師具有堅實(shí)的數(shù)學(xué)和自然科學(xué)的理論基礎(chǔ)。

此外，現(xiàn)代工程以及工程教育所面臨的挑戰(zhàn)不僅是在工程和工程教育內(nèi)部產(chǎn)生的，也源于外部環(huán)境的變化。只有把工程教育置于全球背景下和整個高等教育體系中，才能對其進(jìn)行合理的定位和改革。

二、本科工程教育人才培養(yǎng)的標(biāo)準(zhǔn)

（一）教育目的和教育目標(biāo)

在 2010 年頒布的《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要》中，明確提出了“全面貫徹黨的教育方針，堅持教育為社會主義現(xiàn)代化建設(shè)服務(wù)，為人民服務(wù)，與生產(chǎn)勞動和社會實(shí)踐相結(jié)合，培養(yǎng)德智體美全面發(fā)展的社會主義建設(shè)者和接班人?！?，“樹立科學(xué)的教育質(zhì)量觀，把促進(jìn)人的全面發(fā)展、適應(yīng)社會需要作為衡量教育質(zhì)量的根本標(biāo)準(zhǔn)”。教育目的是從社會需要和人的自我發(fā)展兩個層面出發(fā)，規(guī)定各級教育人才培養(yǎng)及辦學(xué)的總方向，宏觀上回答了“教育做什么”以及“培養(yǎng)什么樣的人”的問題。

相對教育目的而言，教育目標(biāo)更加具體，它通過對學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果進(jìn)行具體的描述，回答了“教育將把學(xué)生帶到哪里”的問題。最早對教育目標(biāo)分類問題進(jìn)行研究的學(xué)者，是美國著名教育家、芝加哥大學(xué)教授布盧姆。在布盧姆看來，教育目標(biāo)可以通過兩種相當(dāng)獨(dú)特的過程獲得其意義。第一個過程，是用行為術(shù)語來界說目標(biāo)，然后確定與判斷學(xué)生是否“達(dá)到”目標(biāo)有關(guān)的證據(jù)，例如作業(yè)、測驗(yàn)、觀察等。第二個過程，是試圖把一個目標(biāo)置于一個龐大的、包羅一切的目標(biāo)系統(tǒng)或母體里。

（二）人才培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)

人才培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)包含于教育目的和教育目標(biāo)，但更加微觀，它從學(xué)生的角度出發(fā)，規(guī)定學(xué)生經(jīng)過一段時間的學(xué)習(xí)后，應(yīng)該具備的“知識、能力和素養(yǎng)”。人才培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)的制訂給高等學(xué)校和教育者帶來的主要變化之一，就是從關(guān)注教師的教學(xué)行為轉(zhuǎn)變?yōu)殛P(guān)注教學(xué)環(huán)節(jié)的安排以及經(jīng)由這些環(huán)節(jié)學(xué)生學(xué)到的東西，從關(guān)注學(xué)生的考試分?jǐn)?shù)轉(zhuǎn)變?yōu)殛P(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)行為和學(xué)習(xí)過程。本科工程教育人才培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)的概念，在教育部發(fā)布的《教育部關(guān)于實(shí)施“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”的若干意見》以及《卓越工程師教育培養(yǎng)計劃》兩份文件中提出，文件要求制訂工程教育人才培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)并對通用標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)作了區(qū)分，“人才培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)分為通用標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。其中，通用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定各類工程型人才培養(yǎng)都應(yīng)達(dá)到的基本要求；行業(yè)專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)通用標(biāo)準(zhǔn)的要求制定，規(guī)定行業(yè)領(lǐng)域內(nèi)具體專業(yè)的工程型人才培養(yǎng)應(yīng)達(dá)到的基本要求”。

三、高等院校本科工程教育存在的問題

（一）本科工程教育人才培養(yǎng)目標(biāo)不明確

在我國的高等教育體系中，工程教育長期與科學(xué)教育甚至人文教育混為一談，工程教育的特殊性沒有彰顯。事實(shí)上，人們對工程師的認(rèn)可度遠(yuǎn)不如對科學(xué)家的認(rèn)可度。在普遍強(qiáng)調(diào)通識教育的背景下，高等學(xué)校也不愿將人才培養(yǎng)目標(biāo)明確為工程師。相較之下，國外的工科大學(xué)卻旗幟鮮明的將其培養(yǎng)目標(biāo)定為工程師。在我國的工科大學(xué)里，整個的人才培養(yǎng)體系和培養(yǎng)模式仍然是培養(yǎng)科學(xué)人才的模式，以致工科專業(yè)的工程特點(diǎn)并不突出。

科學(xué)家是解釋世界的，工程師是改變世界的。而我國高等院校本科工程教育培養(yǎng)的工科學(xué)生更愿意選擇‘解釋世界，似乎工程師的光環(huán)不如科學(xué)家的光環(huán)耀眼”。在這種模式下培養(yǎng)出來的畢業(yè)生，缺乏專業(yè)方面的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，缺乏動手操作的實(shí)踐能力。

（二）本科工程教育實(shí)踐教學(xué)體系不完善

目前，我國多數(shù)高等院校本科工程教育實(shí)踐教學(xué)缺位，工程教育實(shí)踐教學(xué)體系設(shè)計不完善。本科工程教育體系中實(shí)踐教學(xué)的缺位，主要體現(xiàn)在兩個方面：一方面，是上世紀(jì) 90 年代中期教育體制改革后，實(shí)踐教學(xué)的落實(shí)難以到位；另一方面，進(jìn)入二十一世紀(jì)，新興產(chǎn)業(yè)的崛起，使得高校開辦了大量新專業(yè)，而實(shí)踐教學(xué)體系沒有根據(jù)產(chǎn)業(yè)界和新專業(yè)的需要作相應(yīng)的調(diào)整。在我國的高校中，去工程化現(xiàn)象極為普遍，工程教育的地位偏低、投入不足、工程教育體系已顯落后。

在具體的課程設(shè)置和教學(xué)安排上，實(shí)驗(yàn)課程的比重下降，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課上親自動手操作的機(jī)會減少，多年來一直提倡的自主性、設(shè)計性實(shí)驗(yàn)越來越難落實(shí)。生產(chǎn)實(shí)習(xí)的時間大幅度壓縮，學(xué)生在實(shí)習(xí)中參觀多而參與少。另外，由于學(xué)生規(guī)模較大，實(shí)踐教學(xué)的要求與實(shí)踐教學(xué)的條件之間存在很大的差距。以實(shí)踐教學(xué)學(xué)分?jǐn)?shù)在整個教學(xué)體系中所占比例為例，在美國大學(xué)的課程體系中，實(shí)踐教學(xué)比例均在 30%以上。而我國大學(xué)這一比例都在 25%左右，相差較大。以機(jī)械類專業(yè)為例，斯坦福大學(xué)總學(xué)分為 189，其中實(shí)踐學(xué)分為 68，占總學(xué)分比例為 36%；伊利諾伊大學(xué)總學(xué)分為 132，實(shí)踐學(xué)分為 45，占總學(xué)分比例為 34%。

從實(shí)踐教學(xué)體系看，教學(xué)設(shè)計和實(shí)踐活動缺乏層次性。2011年，教育部就實(shí)踐教學(xué)問題組織了對多所高校教師和高年級學(xué)生的調(diào)研訪談，證實(shí)目前校外實(shí)踐教學(xué)中的認(rèn)識實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)之間沒有明顯的梯度和層次，企業(yè)從自身利益考慮，不愿接收學(xué)生實(shí)習(xí)，學(xué)生缺乏實(shí)戰(zhàn)性訓(xùn)練機(jī)會。

（三）本科工程教育教學(xué)方法和課程體系相對落后

我國的高等教育仍然是以教師為中心的教學(xué)文化，也就是圍繞“教師中心、教材中心和課堂中心”而組織的，發(fā)揮了教師在教學(xué)過程中的權(quán)威和主導(dǎo)作用，卻忽視了學(xué)生的主體性和能動性。工科院校的教學(xué)方法仍然以講授為主，學(xué)生自由探索、自主學(xué)習(xí)、主動實(shí)踐的環(huán)境還不具備。教師教授學(xué)生進(jìn)行分析的辦法，很少教學(xué)生綜合的辦法。學(xué)生到教室聽課和到實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)，學(xué)習(xí)當(dāng)某些力和材料組合在一起時將會發(fā)生什么。他很少有機(jī)會在紙上或是實(shí)際上利用他可以支配的所有條件組裝一個組合以產(chǎn)生預(yù)期的結(jié)果。

四、本科工程教育改革措施

（一）以學(xué)生為主中心的教育

“以學(xué)生為中心”的教育目的是為了培養(yǎng)自由、全面發(fā)展的人。在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中，不僅整個的教學(xué)計劃、課程體系和教學(xué)內(nèi)容都是由教學(xué)管理人員和教師擬定的，甚至教學(xué)活動（包括實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)）的具體細(xì)節(jié)也是在教師設(shè)定的框架中進(jìn)行的。在這樣的情況下，學(xué)生的主動性和創(chuàng)造活力很難被激發(fā)，學(xué)生很難在學(xué)習(xí)活動中獲得內(nèi)在的成就感。解放人，讓人成為人，是教育的使命，也是社會現(xiàn)代化的最高要求?！耙詫W(xué)生為中心”的教育是一種以學(xué)生為本的教育，它基于對個體生命意義的尊重，真正體現(xiàn)了學(xué)校和教師對學(xué)生的關(guān)愛，是激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)造精神、培養(yǎng)多樣化充分發(fā)展的人才的根本途徑。

（二）為學(xué)生提供自由發(fā)展的空間

只有為學(xué)生創(chuàng)造自由發(fā)展的環(huán)境和條件，才能讓學(xué)生自由發(fā)展。就學(xué)生的發(fā)展來說，“自由”意味著：首先，學(xué)生應(yīng)該是能對自己的學(xué)習(xí)活動負(fù)責(zé)的主體。當(dāng)學(xué)生作為學(xué)習(xí)活動的負(fù)責(zé)人，他才能自己設(shè)計學(xué)習(xí)目標(biāo)、自己想辦法實(shí)現(xiàn)它。在這種情況下，學(xué)生不是懷著被動的心情完成老師布置的任務(wù)，而是積極主動的作業(yè)。學(xué)生只有確立了自己的主體地位，尋求主動的有意義的學(xué)習(xí)，才能成為其“自己”。其次，意味著學(xué)生潛能的釋放與創(chuàng)造力的挖掘，現(xiàn)代大學(xué)教育使教育活動的實(shí)施更加規(guī)范化、知識也更系統(tǒng)化，同時使得學(xué)校更容易把學(xué)生當(dāng)成批量生產(chǎn)的工業(yè)品，由此導(dǎo)致學(xué)生創(chuàng)造能力的整體下降。第三，學(xué)生若成為他自己，也意味著他們能有更加自由的發(fā)展，意味著他們的認(rèn)識和行動能更容易地從“必然王國”走向“自由王國”。

（三）校企聯(lián)合培養(yǎng)

校企聯(lián)合培養(yǎng)模式突出經(jīng)濟(jì)管理知識、專門技術(shù)與工程實(shí)踐能力的深度融合，培養(yǎng)“管理與技術(shù)并重型專門人才”，以更好地適應(yīng)企業(yè)和行業(yè)的發(fā)展需求。校企聯(lián)合培養(yǎng)模式以有效解決經(jīng)管類本科人才實(shí)踐教學(xué)難題為目標(biāo)，構(gòu)建全方位的校企聯(lián)合培養(yǎng)體系，強(qiáng)調(diào)通過產(chǎn)學(xué)研互動來實(shí)現(xiàn)校企雙贏。校企聯(lián)合培養(yǎng)模式下將本科人才培養(yǎng)與師資隊(duì)伍建設(shè)并重，以更好地凸顯校企聯(lián)合培養(yǎng)的成效。

通過校企聯(lián)合培養(yǎng)模式與機(jī)制的構(gòu)建，期望解決實(shí)踐教學(xué)師資力量不足、企業(yè)課程開設(shè)難、實(shí)踐型教材缺乏、企業(yè)培養(yǎng)環(huán)節(jié)學(xué)生管理難度大等系列問題，尤其是要通過產(chǎn)學(xué)研互動來解決企業(yè)參與人才培養(yǎng)積極性不高的問題。

校企聯(lián)合培養(yǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)學(xué)習(xí)、企業(yè)、學(xué)生三方共贏。學(xué)校實(shí)現(xiàn)了開門辦學(xué)，及時把握市場動態(tài)和學(xué)科前沿，教育教學(xué)效果明顯提高；企業(yè)培養(yǎng)一批熱愛企業(yè)的精英隊(duì)伍，促進(jìn)了企業(yè)的發(fā)展；學(xué)生能有效提升其綜合素質(zhì)，培育團(tuán)隊(duì)精神，增強(qiáng)競爭力，拓寬了發(fā)展空間。

（四）人文情懷與工程實(shí)踐結(jié)合

目前人們多是從技術(shù)的角度談?wù)摶蛟O(shè)計工程教育的實(shí)踐環(huán)節(jié)，要在更深的層次進(jìn)行工程教育改革，應(yīng)該從人文情懷的角度審視工程實(shí)踐教育。就學(xué)生而言，要注意關(guān)注社會重大問題，對人類社會所面臨的困難和遭遇的問題要有同情心，要使自己真正成為社會中人。一方面，要通過實(shí)踐有意識地培養(yǎng)自己的人文情懷，另一方面，則以人文情懷反思工程問題進(jìn)而指導(dǎo)工程實(shí)踐，使得實(shí)踐在更高的層次上產(chǎn)生更有價值的結(jié)果。

高等院校本科工程實(shí)踐教育的改革工作不是一個事件，而是一個長期的持續(xù)性的活動和改進(jìn)過程。我國高等教育本科工程實(shí)踐教育工作除了從上述四個方面進(jìn)行改革以為，在實(shí)踐課程體系方面還應(yīng)該做好以下工作：在課程體系的建設(shè)上，強(qiáng)調(diào)“問題導(dǎo)向”，打破學(xué)科界限；理順理論課程與實(shí)踐環(huán)節(jié)之間的關(guān)系，實(shí)施一體化課程計劃；建立培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)與課程體系之間的二元矩陣關(guān)系；高等學(xué)校應(yīng)該站在一定的高度統(tǒng)籌規(guī)劃實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，使各環(huán)節(jié)之間具有層次性、連續(xù)性和貫通性；注重綜合類實(shí)驗(yàn)和工程設(shè)計類課程的開發(fā)；更新實(shí)踐課程的內(nèi)容。整合跨學(xué)科課程內(nèi)容，增加國際化合作項(xiàng)目，增加與工程專業(yè)相關(guān)的可持續(xù)發(fā)展內(nèi)容，增加創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的內(nèi)容。

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基金項(xiàng)目：2013 年度陜西公辦普通本科高等學(xué)校教學(xué)改革研究項(xiàng)目“行業(yè)特色型大學(xué)本科人才培養(yǎng)體系的研究與實(shí)踐”（13BZ17）階段性成果。