大工程觀理念下自動化專業(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—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)的課程體系對于工程技術(shù)人才培養(yǎng)、增強國家科技競爭力、推動社會經(jīng)濟發(fā)展具有重要意義。根據(jù)高等工程教育改革趨勢，針對我國高等工程教育存在的主要問題，提出以“大工程觀”指導(dǎo)理念，以專業(yè)知識為基礎(chǔ)與其他相關(guān)學(xué)科交叉滲透，理論與實踐結(jié)合，課程內(nèi)訓(xùn)練與綜合實踐結(jié)合，構(gòu)建符合時代要求的課程體系。

關(guān)鍵詞：高等工程教育；大工程觀；學(xué)科交叉

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）36-0142-02

20世紀末，特別是進入21世紀以來，工程教育在創(chuàng)造性地解決人口、資源、環(huán)境所產(chǎn)生的問題及次生問題方面發(fā)揮著越來越重要的作用。科技的迅速發(fā)展、經(jīng)濟全球化和市場競爭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。“大工程觀”正是在這一背景下由原麻省理工學(xué)院院長莫爾提出，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題時突破原有狹窄的工程技術(shù)觀念，綜合運用多方面、多學(xué)科知識解決工程實際問題。

大工程觀在不斷的改革實踐中形成了“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)合作開發(fā)除了CDIO的工程教育模式。在我國，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，并且在改革中結(jié)合自己學(xué)校實際情況建立了一批具有特色的課程體系。黨的十八大報告指出要堅持走中國特色新型工業(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)濟增長方式，由工業(yè)經(jīng)濟想知識經(jīng)濟轉(zhuǎn)變。我國基于工程教育發(fā)展現(xiàn)狀和社會需求，2007年提出“卓越工程師計劃”，并于2010年正式啟動。我國的“卓越工程師計劃”首批參與高校達61所。

一、目前我國高等工程教育存在的主要問題研究

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

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

1.工程科學(xué)化

我國從建國之后仿照蘇聯(lián)模式走專業(yè)技術(shù)型道路，培養(yǎng)以掌握理論+技術(shù)實踐，解決工程問題能力的工程技術(shù)型人才；改革開放之后，借鑒美國模式培養(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)的掌握運用。潘云鶴院士在2009年國際工程教育大會上表示目前我國工程教育存在三大弊端，其中之一就是：實踐教育和工程設(shè)計環(huán)節(jié)缺失；教育重論文、輕設(shè)計、缺實踐；工科教師隊伍的非工化趨向嚴重[2]。現(xiàn)在的工程教育多數(shù)處于重理論輕實踐，重視論文數(shù)量和新技術(shù)的研發(fā)多于實際技能的培訓(xùn)。馮·卡門教授有句名言：“科學(xué)家研究已有的世界，工程師創(chuàng)造未來的世界。”科學(xué)和工程處于理論和實踐兩個不同的層次，完成兩個不同的任務(wù)。工科教師的來源單一化，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，工程實際問題已不再是僅依靠技術(shù)就可以解決，需綜合社會、經(jīng)濟、生態(tài)、人文等多方面。我國現(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)展起來的，已經(jīng)不再適應(yīng)當(dāng)今的工程發(fā)展趨勢。我國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)科交叉的知識和綜合解決實際問題的能力，大部分工科畢業(yè)生不懂得經(jīng)濟、管理、成本預(yù)算、獨立運行大項目的能力，缺乏人文修養(yǎng)。

二、關(guān)于問題解決的幾點建議

1.重視工程實踐，強化教師工程背景

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)生缺乏綜合運用知識解決實際工程問題和駕馭復(fù)雜工程設(shè)計的能力。因此必須增加工程實踐的訓(xùn)練課時，作為培養(yǎng)未來工程師的教育，我們除了增加校內(nèi)實踐課時，還需加強與企業(yè)之間的聯(lián)動，進行產(chǎn)學(xué)合作以加深學(xué)生對于技術(shù)的理解能力和提高實際動手能力。對于學(xué)生在學(xué)期間的最后一關(guān)——畢業(yè)論文，需從實際工程案例著手而非從紙上來，在紙上畫，嘴上說，真刀實槍的檢驗學(xué)生的能力。

作為培養(yǎng)未來工程師的核心——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”教師是所有開設(shè)工科專業(yè)院校應(yīng)有的王牌。“雙師型”教師來源應(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)認證的資格證書之外，還應(yīng)到相關(guān)企業(yè)進行培訓(xùn)以獲得一線生產(chǎn)經(jīng)驗；還有要引進業(yè)界的經(jīng)營和管理者作為專職教師和兼職教師，對于來自企業(yè)的人士，應(yīng)給予相應(yīng)的平臺，充分發(fā)揮其作用。

2.打破學(xué)科壁壘，實現(xiàn)學(xué)科交叉

作為培養(yǎng)未來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)。我國高校畢業(yè)生的就業(yè)已由原先的國家統(tǒng)分到目前的自主擇業(yè)，但目前我國工科專業(yè)學(xué)生知識面仍過于狹窄，人文社科基礎(chǔ)薄弱，所擁有的人文社科類知識來源于有限的選修課，基本處于工程知識與人文社科知識絕緣的狀態(tài)。因此必須在強化專業(yè)的同時，構(gòu)建符合現(xiàn)代社會要求，學(xué)科交叉的課程體系。

以自動化專業(yè)為例，自動化專業(yè)主要研究的是自動控制的基本原理和方法、自動化單元技術(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)目標應(yīng)是在自動化行業(yè)生產(chǎn)一線從事產(chǎn)品設(shè)計制造、 技術(shù)運用與改造、 運行管理和經(jīng)營銷售的高級應(yīng)用型工程技術(shù)人才[3]。課程作為教學(xué)的媒介，對于學(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)目標和現(xiàn)代企業(yè)需求，充實現(xiàn)有內(nèi)容。根據(jù)前人已有研究，筆者認為自動化專業(yè)課程體系構(gòu)建可分為四個模塊：基礎(chǔ)模塊、專業(yè)模塊、實踐模塊、綜合模塊（如圖1所示）。

（1）基礎(chǔ)模塊。基礎(chǔ)模塊主要由外語、自然科學(xué)、數(shù)學(xué)、計算機、人文社科等組成。美國在1958年《國防教育法》中就明確了數(shù)學(xué)、外語、自然科學(xué)的重要性。隨著世界經(jīng)濟一體化進程的加快，再也不是“學(xué)好數(shù)理化，走遍天下都不怕”的時代了，參與世界經(jīng)濟就必須掌握好一門外語，具有閱讀、翻譯外語書籍和技術(shù)資料的能力， 與他人進行簡單對話的能力。對于工科專業(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。計算機主要應(yīng)學(xué)會使用相關(guān)軟件的操作應(yīng)用，并掌握一門高級編程語言。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 大學(xué)英語

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

自然科學(xué) 大學(xué)物理

計算機 計算機基礎(chǔ)、C語言程序設(shè)計

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、中國近代史綱要 、毛澤東思想、鄧小平理論與“三個代表”重要思想概論、環(huán)境保護技術(shù)、企業(yè)經(jīng)濟基礎(chǔ)、企業(yè)規(guī)劃、生產(chǎn)計劃及控制、項目管理、報告技術(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，豐富看待問題的角度和解決方法。因此，專業(yè)模塊分為三個部分：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 自動控制原理、信號與系統(tǒng)、微機原理與接口技術(shù)、單片機原理與應(yīng)用、電機拖動基礎(chǔ) 、電力電子技術(shù) 、電氣控制及PLC技術(shù)、傳感器與自動檢測技術(shù) 、自動化專業(yè)英語、軟件技術(shù)基礎(chǔ)、運動控制系統(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）實踐模塊。實踐是主觀見之于客觀的過程，也即是將理論加以運用，使之物化符合人們的主觀目的。因此在實踐模塊就是將在專業(yè)模塊所掌握的理論知識運用的現(xiàn)實中去。整個實踐模塊應(yīng)包括以下幾個部分：課程實驗、課程設(shè)計、金工實習(xí)、認識實習(xí)、電工培訓(xùn)等。將實驗、實習(xí)、設(shè)計和培訓(xùn)貫穿于整個教學(xué)過程中，培養(yǎng)學(xué)生的團隊合作和溝通表達能力，學(xué)科知識的交叉和綜合運用能力。

（4）綜合模塊。綜合模塊不同于以上實踐模塊，主要是畢業(yè)設(shè)計，不是單獨運用某一門學(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)，解決實際問題。通過畢業(yè)設(shè)計這一環(huán)節(jié)，使學(xué)生對某一課題作專門深入系統(tǒng)的研究，鞏固、擴大、加深已有知識，培養(yǎng)綜合運用已有知識獨立解決問題的能力。

三、結(jié)束語

教育理念是引領(lǐng)大學(xué)人才培養(yǎng)的價值準則，是教育的必然規(guī)律與應(yīng)然理想的完美結(jié)合，對教育現(xiàn)實具有強大的規(guī)范和引領(lǐng)作用[4]。大工程觀作為人們對于以往由以專業(yè)為基礎(chǔ)發(fā)展而來的工程教育模式的突破，是對傳統(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)者對于工程教育的期望和科技、社會、經(jīng)濟、生態(tài)、人文幾者之間交叉融合的趨勢。作為培養(yǎng)工程人才的絕大多數(shù)院校，以上所提及的兩個問題都或多或少的存在，改善工科教師隊伍結(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，對于工程教育和工程人才培養(yǎng)具有重要意義。對于整個工程教育的發(fā)展而言，大工程觀只能作為作為一種指南，在整個人才培養(yǎng)的體系中無法做到面面俱到；只能通過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、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)科進行融合，使學(xué)生具有整體的知識體系，并為其提供充分的實踐機會[5]。

參考文獻：

[1]陳勁，朱凌.面向創(chuàng)新型國家，推動中國工程教育改革[J].高等工程教育研究，2006（3）：4-7，29.

[2]齊芳.我國工程教育存在三大弊端[N].光明日報，2009-10-25.

[3]劉迎春，等.應(yīng)用型本科機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)人才培養(yǎng)課程體系的研究[J].湖南工程學(xué)院學(xué)報，2006，（3）：59-62.

[4]別敦榮，張征.世界一流大學(xué)教育理念的特點與啟示[J].高等工程教育研究，2010，（6）：56-61.

[5]孫立民.關(guān)于大工程觀下高等工程教育改革思路的思考[J].教改創(chuàng)新，2010，（33）：18-19.

（責(zé)任編輯：劉麗娜）