著眼學(xué)生解決復(fù)雜工程問題能力培養(yǎng)的實(shí)踐教學(xué)體系建設(shè)

陳 平, 吳祝武

(中國礦業(yè)大學(xué) 教務(wù)部, 江蘇 徐州 221116)

作為我國當(dāng)前“五位一體”高等教育質(zhì)量評(píng)估的重要內(nèi)容之一[1],工程教育認(rèn)證自2006年啟動(dòng)以來,得到了社會(huì)的廣泛關(guān)注和高校的積極響應(yīng)。尤其是隨著我國于2016年正式加入國際工程教育《華盛頓協(xié)議》后,工科專業(yè)參加工程教育認(rèn)證更呈現(xiàn)方興未艾之勢(shì)。據(jù)教育部統(tǒng)計(jì),截至2017年底,全國共有846個(gè)工科專業(yè)通過認(rèn)證[2],而2018年一年工程教育認(rèn)證協(xié)會(huì)受理認(rèn)證的專業(yè)數(shù)就達(dá)到了547個(gè)[3]。工程教育認(rèn)證理念對(duì)于助推高校持續(xù)深化教育教學(xué)改革,不斷提升我國工科專業(yè)建設(shè)水平與人才培養(yǎng)質(zhì)量具有重要作用。其中,培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力,既是工程教育認(rèn)證的重要標(biāo)準(zhǔn),也是高校培養(yǎng)高素質(zhì)工程人才的關(guān)鍵內(nèi)容。在當(dāng)前深入推進(jìn)高等教育強(qiáng)國建設(shè)的時(shí)代背景下,工科院校應(yīng)當(dāng)立足于培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力,著力優(yōu)化并積極完善與工程教育認(rèn)證相適應(yīng)的實(shí)踐教學(xué)體系。

1 著眼解決復(fù)雜工程問題能力培養(yǎng)的實(shí)踐教學(xué)體系的必要性

高校實(shí)踐教學(xué)對(duì)于增強(qiáng)學(xué)生勇于探索的創(chuàng)新精神和善于解決問題的實(shí)踐能力發(fā)揮了積極作用[4],是培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題能力的重要環(huán)節(jié)。從工程教育認(rèn)證趨勢(shì)、工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)及工科院校實(shí)踐教學(xué)運(yùn)行現(xiàn)狀看,工科院校系統(tǒng)構(gòu)建著眼于解決復(fù)雜工程問題能力培養(yǎng)的實(shí)踐教學(xué)體系非常必要。

1.1 貫徹工程教育認(rèn)證理念、推進(jìn)專業(yè)認(rèn)證工作是必然趨勢(shì)

工程教育認(rèn)證是我國工科學(xué)生走向世界的國際通行證,對(duì)提升國家硬實(shí)力和國際競(jìng)爭(zhēng)力,支撐我國從高等教育大國邁向高等教育強(qiáng)國意義重大。已獲中國工程教育認(rèn)證協(xié)會(huì)認(rèn)證的198所高校中[5],2個(gè)及以上專業(yè)獲認(rèn)證的有151所,占76.26%,說明該認(rèn)證已非單個(gè)專業(yè)行為。工程教育認(rèn)證的覆蓋面還將進(jìn)一步擴(kuò)大,預(yù)計(jì)2020年將覆蓋所有工科專業(yè)大類[6]。此外,參照工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn),教育部評(píng)估中心對(duì)于非工科的師范類、農(nóng)科類、理學(xué)類、人文社科類的專業(yè)三級(jí)認(rèn)證試點(diǎn)工作正在積極推進(jìn)[7]。多數(shù)工科專業(yè)均可參加工程教育認(rèn)證或?qū)I(yè)三級(jí)認(rèn)證,因此這項(xiàng)工作不應(yīng)停留在專業(yè)層面,而應(yīng)提到學(xué)校層面上來,給予高度重視。

1.2 工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)要求理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)協(xié)同支撐學(xué)生解決復(fù)雜工程問題能力的培養(yǎng)

認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的畢業(yè)要求項(xiàng)是對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)產(chǎn)出的一般要求,反映了對(duì)工程專業(yè)畢業(yè)生知識(shí)、能力、素質(zhì)的要求,畢業(yè)要求的實(shí)質(zhì)等效是《華盛頓協(xié)議》實(shí)質(zhì)等效的核心。在工程教育認(rèn)證通用標(biāo)準(zhǔn)的12條畢業(yè)要求中,有8條涉及到復(fù)雜工程問題,既包括工程知識(shí)、問題分析、研究、使用現(xiàn)代工具等技術(shù)性因素,也包括設(shè)計(jì)/開發(fā)解決方案、工程與社會(huì)、環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展、溝通等非技術(shù)因素[8];既需要本專業(yè)的課程支撐,也需要跨專業(yè)、多課程支撐。衡量這些培養(yǎng)目標(biāo)達(dá)成的重要指標(biāo)點(diǎn),也是專業(yè)自評(píng)的難點(diǎn),更是專家考查的重點(diǎn),需要理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)協(xié)同支撐。然而,當(dāng)前高校不同程度地存在理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)脫節(jié)現(xiàn)象,專業(yè)理論課教師參與實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)偏少,不但影響實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量,而且難以有效支撐學(xué)生解決復(fù)雜工程問題能力的培養(yǎng)。

1.3 解決復(fù)雜工程問題能力培養(yǎng)需要突破現(xiàn)行實(shí)踐教學(xué)瓶頸

審視高校實(shí)踐體系運(yùn)行現(xiàn)狀,不難發(fā)現(xiàn),高校實(shí)踐教學(xué)存在一些瓶頸問題,如：教師工程實(shí)踐能力相對(duì)不足,工程素養(yǎng)有待提高;實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)相對(duì)松散,創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)少[9];實(shí)習(xí)教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控力度不夠,持續(xù)改進(jìn)有待完善等。這些問題極大地制約了學(xué)生解決復(fù)雜工程問題能力的培養(yǎng),需要認(rèn)真應(yīng)對(duì)解決。

2 著眼于學(xué)生解決復(fù)雜工程問題能力培養(yǎng)的實(shí)踐教學(xué)體系構(gòu)建

當(dāng)前,為推動(dòng)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展正著力實(shí)施“一帶一路”“中國制造2025”“互聯(lián)網(wǎng)+”“人工智能創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃”等重大戰(zhàn)略,這就要求高校主動(dòng)布局未來戰(zhàn)略,大力培養(yǎng)具有國際競(jìng)爭(zhēng)力的高素質(zhì)工程人才。因此,工科院校要從建設(shè)高等教育強(qiáng)國的戰(zhàn)略高度出發(fā),以培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題能力為抓手,重構(gòu)實(shí)踐教學(xué)體系,提升本科專業(yè)國際競(jìng)爭(zhēng)力和人才培養(yǎng)質(zhì)量。

2.1 深化工程教育認(rèn)證理念,做好高素質(zhì)工程人才培養(yǎng)的頂層設(shè)計(jì)

首先,工科院校應(yīng)對(duì)接國家教育強(qiáng)國戰(zhàn)略需求,制定專業(yè)認(rèn)證規(guī)劃,推動(dòng)符合認(rèn)證條件的專業(yè)積極參加工程教育認(rèn)證或?qū)I(yè)三級(jí)認(rèn)證,積極倡導(dǎo)“學(xué)生中心、產(chǎn)出導(dǎo)向、持續(xù)改進(jìn)”等工程教育理念,修訂人才培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)方案,做好高素質(zhì)工程人才培養(yǎng)的頂層設(shè)計(jì)。需要特別指出的是,深化工程教育認(rèn)證理念,必須牢固堅(jiān)持立德樹人這一根本任務(wù),將“課程思政”落實(shí)落細(xì)到每一門課程的具體舉措,并著力形成“課程思政”“思政課程”同頻共振的育人格局[10],形成具有中國特色的人才培養(yǎng)體系。

其次,學(xué)校應(yīng)在教務(wù)、人事、財(cái)務(wù)、學(xué)工、團(tuán)委、后勤等教學(xué)相關(guān)職能部門,進(jìn)一步強(qiáng)化工程教育認(rèn)證理念,明確各部門在工程人才培養(yǎng)中的工作職責(zé),在教學(xué)管理、教師培養(yǎng)、經(jīng)費(fèi)保障、學(xué)生成長(zhǎng)與發(fā)展指導(dǎo)、教學(xué)條件保障、教學(xué)持續(xù)改進(jìn)等方面形成工作合力。教務(wù)部門還應(yīng)統(tǒng)籌設(shè)置工程導(dǎo)論課程,集中跨專業(yè)師資,組建工程導(dǎo)論教學(xué)團(tuán)隊(duì),既解決單一專業(yè)難以有效調(diào)動(dòng)其他學(xué)科專業(yè)師資問題,又能系統(tǒng)解決工程能力培養(yǎng)問題。

再次,各學(xué)院和各專業(yè)應(yīng)全面系統(tǒng)學(xué)習(xí)工程教育認(rèn)證或?qū)I(yè)三級(jí)認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)體系,將工程教育認(rèn)證作為加強(qiáng)專業(yè)內(nèi)涵建設(shè)、提高專業(yè)建設(shè)水平的重要契機(jī),對(duì)標(biāo)找差,系統(tǒng)梳理本專業(yè)人才培養(yǎng)的知識(shí)、能力、素質(zhì)要求,更新教學(xué)和育人理念,切實(shí)將學(xué)生能力提升作為教學(xué)的基本目標(biāo),將學(xué)生的能力培養(yǎng)真正落實(shí)到課程教學(xué)中去,以學(xué)生為中心組織教育教學(xué)工作,形成加強(qiáng)專業(yè)建設(shè)和教育教學(xué)改革的內(nèi)生動(dòng)力。

2.2 圍繞學(xué)生畢業(yè)要求達(dá)成,促進(jìn)理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的深度融合

圍繞學(xué)生畢業(yè)要求達(dá)成,在教學(xué)考核、課程重構(gòu)、師資安排方面構(gòu)建3個(gè)“一體化”,促進(jìn)理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)的深度融合。一是考核一體化。工科院校應(yīng)將實(shí)踐教學(xué)任課教師與理論教學(xué)教師同等對(duì)待,增加實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)專任教師數(shù)量,并在崗位聘任、職稱評(píng)聘、工資待遇、培訓(xùn)進(jìn)修等方面與理論課教師享受同等待遇,切實(shí)提高教師參與實(shí)踐教學(xué)的積極性,使理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)協(xié)同推進(jìn)。二是課程一體化。按照成果導(dǎo)向原則,合理分解畢業(yè)要求對(duì)應(yīng)的理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)課程,反向設(shè)計(jì)，正向?qū)嵤11],圍繞對(duì)應(yīng)的畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn),明確各類課程教學(xué)目標(biāo),協(xié)同制定課程大綱,優(yōu)化課程內(nèi)容,改進(jìn)教學(xué)方法,完善考核方式,定期進(jìn)行課程評(píng)價(jià),從根本上保證認(rèn)證理念的落實(shí)。三是師資一體化。倡導(dǎo)所有專業(yè)課教師按一定比例合理承擔(dān)專業(yè)理論課、實(shí)驗(yàn)課以及實(shí)踐實(shí)習(xí)等教學(xué)任務(wù),理論課教師應(yīng)積極參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)和實(shí)習(xí)實(shí)踐教學(xué)工作,實(shí)驗(yàn)教師應(yīng)將工程案例反饋至課堂教學(xué),促進(jìn)理論課教師與實(shí)踐教學(xué)教師的相互交流,形成兩類教師參與學(xué)生培養(yǎng)的協(xié)同效應(yīng)。

2.3 夯實(shí)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)涵建設(shè),構(gòu)建解決復(fù)雜工程能力培養(yǎng)的實(shí)踐教學(xué)體系

一是不斷提升教師的工程素養(yǎng)。一方面支持和鼓勵(lì)學(xué)校教師到企業(yè)掛職鍛煉,積極開展工程實(shí)踐和工程研究,使其具備較為豐富的工程經(jīng)驗(yàn),并能按照工程教育認(rèn)證要求,將工程思維融入其所授課程之中。另一方面,學(xué)校應(yīng)完善企業(yè)教師參與教學(xué)工作的制度,吸引企業(yè)教師共同參與專業(yè)課程、學(xué)生實(shí)習(xí)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、科研創(chuàng)新等教學(xué)活動(dòng)[12],同時(shí)配備學(xué)校教師作為助教,既方便企業(yè)教師來校工作,又增進(jìn)校企雙方教師的交流與學(xué)習(xí)。通過兩方面的努力,不斷提升教師的工程素養(yǎng),并在課程大綱及課程教學(xué)過程中體現(xiàn)“解決復(fù)雜工程問題”能力的培養(yǎng)要求。

二是系統(tǒng)構(gòu)建學(xué)生解決復(fù)雜工程能力培養(yǎng)的實(shí)踐教學(xué)體系。首先,將實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)貫穿學(xué)生大學(xué)學(xué)習(xí)的全過程,與各學(xué)期理論課程支撐的畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)有序銜接,每門理論課程均有一定比例的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),將知識(shí)學(xué)習(xí)和能力培養(yǎng)結(jié)合起來,及時(shí)指導(dǎo)學(xué)生將理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐,不斷提升學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。其次,確定實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)各類課程的先后修關(guān)系,并使之符合學(xué)生從掌握基本技能到具備動(dòng)手能力和實(shí)踐能力,再到擁有創(chuàng)新能力和最終形成解決復(fù)雜工程問題能力的成長(zhǎng)規(guī)律[13],科學(xué)安排學(xué)生社會(huì)實(shí)習(xí)、社團(tuán)活動(dòng)、創(chuàng)新競(jìng)賽、課程設(shè)計(jì)、專業(yè)實(shí)驗(yàn)、畢業(yè)實(shí)習(xí)、綜合實(shí)踐等實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)任務(wù),并確保各實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)按足額的學(xué)時(shí)數(shù)和學(xué)分?jǐn)?shù)實(shí)施,從而對(duì)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題能力培養(yǎng)形成系統(tǒng)性支撐。再次,構(gòu)建跨學(xué)科專業(yè)的工程實(shí)踐綜合訓(xùn)練體系。工科院校應(yīng)從學(xué)校層面設(shè)置工程實(shí)踐綜合訓(xùn)練課程模塊,系統(tǒng)整合工科專業(yè)教師及人文、經(jīng)濟(jì)、管理、環(huán)境等其他專業(yè)教師和校外企業(yè)導(dǎo)師，形成工程實(shí)踐教學(xué)團(tuán)隊(duì),按照工程師思維模式及全周期、全過程的產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)流程[14],重構(gòu)課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等工程實(shí)踐綜合訓(xùn)練課程[11],使學(xué)生將專業(yè)技術(shù)知識(shí)與非技術(shù)工程基礎(chǔ)知識(shí)及經(jīng)濟(jì)決策方法論等融會(huì)貫通,適應(yīng)新經(jīng)濟(jì)、新技術(shù)的發(fā)展需要。

三是形成實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量持續(xù)改進(jìn)機(jī)制。構(gòu)建學(xué)校決策、專業(yè)主導(dǎo)、教師主體、企業(yè)及畢業(yè)生參與的實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量保障持續(xù)改進(jìn)機(jī)制[15],強(qiáng)化各責(zé)任主體的責(zé)任意識(shí),將定期開展實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)質(zhì)量常態(tài)評(píng)估與專業(yè)認(rèn)證教學(xué)持續(xù)改進(jìn)結(jié)合起來,形成“評(píng)價(jià)—反饋—改進(jìn)”的工作閉環(huán),推進(jìn)實(shí)踐教學(xué)工作規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè),不斷提升學(xué)生的工程實(shí)踐能力。

3 結(jié)語

培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力,是高校參加工程教育認(rèn)證的關(guān)鍵,也是新工科背景下高校加強(qiáng)工程實(shí)踐人才培養(yǎng)的重要突破點(diǎn)。高校應(yīng)結(jié)合自身本科專業(yè)發(fā)展和人才培養(yǎng)實(shí)際,加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì),統(tǒng)籌規(guī)劃實(shí)施,為建設(shè)高等工程教育強(qiáng)國貢獻(xiàn)力量。