地方工科院校本科生工程實踐能力培養對策

陳會軍　李炎鋒

摘要：本文分析地方工科院校工程教育存在的問題，圍繞地方工科院校如何培養學生工程實踐能力，提出在建構主義理論的指導下，如何采取措施從學校人才培養目標、課程設置、教師的工程背景、知識結構和教學方式、學生工程實踐的真實情境等方面來培養學生的工程實踐能力。研究成果能夠為工程實踐能力培養體系的建立提供參考。

關鍵詞：本科生；工程教育；實踐能力；建構主義

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）17-0149-03

2016年6月我國正式加入《華盛頓協議》，這標志著我國高等教育對外開放向前邁出了一大步，我國工程教育質量標準實現了國際實質等效，工程教育質量保障體系得到了國際認可。下一步國內將繼續高等工程教育的改革，特別對本科教育培養方案進行調整和完善，從而提高教學質量，使畢業生的素質和能力都達到一個更高的標準。但是，我國工科院校尤其是地方工科院校數量眾多，而且辦學水平差異較大，如何提高地方工科院校畢業生工程實踐能力成為社會關注的重要問題。

一、地方工科院校工程實踐能力培養存在的問題

教育部《中國工程教育質量報告》對260多家用人單位進行了調查。數據顯示，由于工程教育人才培養仍然側重知識的傳授，對學生能力特別是工程核心能力的培養重視不夠，導致畢業生在工程科技前沿現狀和發展趨勢的了解水平、工程設計的綜合意識和能力、國際交流能力、社會責任感等方面需要加強?！吨袊髮W生學習與發展追蹤研究（CCSS）》數據顯示，工科學生學習投入總體狀況不樂觀，學校應該從學業挑戰度、師生互動和校園環境支持等方面加強重視。工科學生在校滿意度并不明顯優于其他學科類的學生，低年級學生比高年級學生的滿意度低。孫志鳳對北京、上海、江蘇和廣東四地10個城市26家不同類型的企業進行調查，用人單位對學生的自學和領悟能力及解決問題的能力非常不滿意，所謂領悟力在一定程度上是指學習重組的能力，也指對問題系統化思維的洞察能力。用人單位還希望學生能夠真正地經歷一場實習，時間最好在半年左右，而不是為了實習而實習。趙婷婷等對近五年本科工科畢業生用人單位的滿意程度進行了調查，主要調查機械類、交通類、水利類、化工與制藥類和食品工程類等169家企業，在實踐學習及相關能力、獲取信息能力兩個指標上沒有顯著性差異，并且對幾種能力的滿意度均值都不高，均值分別為獲取信息能力（71.38），系統設計能力（58.72），綜合意識與能力（54.16），實踐學習及相關能力（55.56），創新意識與創新方法（56.14）。從我國工程教育人才培養的現狀和學生工程實踐能力的現狀可以看出：按照科學家的邏輯培養工程師，教師工程實踐背景和能力普遍不足，學校缺乏與企業的緊密聯系，學生缺少工程實踐的機會，這導致學生工程實踐能力不足，運用知識解決問題能力、綜合設計能力和創新能力不強，這是我國工程教育亟待解決的問題。本文以工程師的應然能力素質為標準，將地方工科院校本科生工程實踐能力歸納為五個結構維度，包括運用和整合知識的能力，交流表達與協作管理能力，工程設計和實驗能力，運用系統思維解決問題的能力和創造、創新能力等五個維度。這五種能力又依次劃分為基礎能力、綜合能力、專業能力和核心能力。

二、建構主義對地方工程院校工程實踐能力培養的啟示

建構主義認為學習不是簡單的知識轉移，而是學習者主動構建的過程。建構主義的“學習”過程是一種學習主體展開多元對話來形成認知性實踐、社會性實踐、倫理性實踐的過程。建構主義認為知識的獲得并不是教育和教學的終極目標，教育和教學的終極目標是促進意義的生成和個體的發展。建構主義認為教學不是傳遞現成的知識，而是激發和促進學生相關知識經驗的增長，促進知識的建構，從而促成知識經驗的重新改造。教學是為了給學生創造理想情境、激發學生推理的高級思維活動，并為學生提供豐富的信息資源，促進其自身不斷地建構的過程。建構主義培養主動建構知識的人，建構主義認為教學應該遵循學習的規律，以學生為中心、以促進學習、創設恰當的學習環境為目標。學生通過充分發揮主觀能動性，主動探索和發現來進行意義建構。建構主義以培養學生能力發展為導向；教師的知識結構、教學方法和教學內容的選擇影響學生的主動建構和能力發展；建構主義的教學方法通過創設真實的情境來促進學習者主動建構和能力發展。比較成熟的教學方法有：支架式教學、拋錨式和隨即通達式教學；建構主義的學習環境包括情境、協作、交流和意義建構四個要素。學習過程是學生知識結構改變的過程。

三、地方工科院校工程實踐能力培養對策建議

1.與企業聯合制定工程師的培養目標。培養目標應該由學校和企業共同制定，因為企業能夠準確把握社會對工程人才的需求，清楚未來工程師的關鍵能力和素質，并且深刻了解畢業生在知識、能力和素質上存在的不足和需要完善的地方。只有這樣才能制定既滿足人才市場需求又切實可行的工程師培養目標。人才培養理念應使學生將來能夠在某一群體內更好地適應和發展，使其在未來工作中能夠勝任為目標，因此應用型工程人才培養要面向產業、面向工程實踐。在培養目標設定時應該充分立足于應用型工程師的應然素質要求，在知識層面上注重數理等基礎理論知識、學科知識和相關專業知識的同時，還應注重人文、經管、美學、環境及倫理方面的知識。能力層面應以工程實踐能力培養為主線，重點培養工程知識的運用與整合能力、工程實驗的操作能力、工程設計能力、運用適當的理論和實踐方法解決工程實際問題的能力，良好溝通與交流能力和工程創新能力。

2.設置以工程實踐能力為主線的課程體系。工科學生工程實踐能力不是通過改變幾門課程，調整課時量就能實現的，需要通過全盤考慮所有課程，科學地設計培養方案，處理好理論課程和實踐課程的關系，來進行系統的設計與研究。工程教育應該將培養方案中相互分割的科學內容、人文內容、工程技術內容加以系統綜合，利用集成的思想對課程體系和教學內容進行重構，促使學科交叉融合，這樣可以使學生擁有綜合的知識背景、綜合素質和能力。對課程體系進行綜合化改革，通過知識點和內容的重復，把聯系緊密和相近的內容進行融合，形成綜合性更強的工程知識背景。以專業知識運用能力、工程實踐與設計能力和綜合拓展能力為主線進行課程模塊設置。通過開設新生研討課程或者工程專業導論課程，讓學生對專業知識有一個整體的了解。工程實踐能力不是在學習中具備的，而是在工程實踐中形成的。理論知識的教學學時要少而精，更多的學時是大量的工程實踐和工程訓練的時間，這樣才能為工程實踐能力的形成創造條件。以專業知識運用能力為核心設置公共基礎課程、學科基礎課程。這兩種類型課程上更多注重工具性和方法性知識的傳授，不僅具有知識覆蓋面，而且能夠靈活運用基礎理論并在此基礎上創新，從而為解決工程實踐問題創造條件。對基礎理論課程教學中，加強學生對基本原理和基本方法的深入理解和靈活運用的能力的培養，在每一門課程尤其是工程類課程的教學中，在重視學科基礎知識的同時，還要把工程實例不斷地充實到教學中，使教學內容成為理論與實踐的統一體。適當引入工程案例，合適的工程案例有助于學生深入淺出地從現象提煉本質，運用基本原理開辟解決途徑。以工程實踐與工程設計能力為核心設置專業基礎課程和專業課程。將專業課程的設置綜合化與模塊化，將原學科體系專業基礎課程和專業課程等學科知識點進行分析，分類歸納學生應該掌握的專業知識和操作技能，將所有專業知識點分別分解為基礎知識（A）、工藝類知識（B）、操作類知識（C）；根據相近相關原則，將A、B兩類專業基礎知識全部融入C類課程之中。課程教學以綜合項目案例為主線，將綜合案例分解到與各個知識模塊相配套的實訓項目中，在知識模塊化、訓練項目化中形成初步的實踐與設計能力。以綜合、拓展能力和創新能力培養為核心設置專業選修課和綜合項目設計課程。在學生具備了一定的專業知識，有一定的工程實踐與設計能力的基礎上，通過解決復雜的實際工程問題來提高學生的綜合工程實踐能力。專業選修課程是為拓展學生的知識和能力水平而設置的課程，綜合項目設計課程是根據真實的工程實踐中比較典型的有代表性、復雜的、綜合設計類課程。通過以上兩類課程的學習將有助于學生通過運用專業知識進行綜合分析問題、解決問題能力的提升，有助于學生創新意識和創造能力的培養。

3.校企合作提高教師工程背景，并搭建真實的工程實踐環境平臺。高校主動制定政策和措施，積極鼓勵青年教師定期參加企業實踐，并對青年教師在企業實踐中給予政策優待，如減免考核工作量、職稱評聘加分等。教師崗前培訓過程中注重教學能力和工程實踐能力培訓；利用企業實際參觀與考察活動讓教師形成“大工程”觀，并對相關行業尖端前沿技術和人才實際需求充分了解，形成以實踐為主導的工程師教育理念。在此理念的指導下，使教師在課堂教學中建立以工程實踐能力培養為核心的教學模式。學校還可以和行業或企業聯合舉辦短期培訓會議和學術交流會議，分派青年教師去合作企業參加有價值的商業短期培訓課程，并由經驗豐富的“兼職工程師教授”做考官進行嚴格的選拔性考試，只有順利通過者方可正式上崗。校企合作為學生搭建專業認知類課程的校企合作聯盟平臺，專業類課程的真實項目和聯合實驗室平臺，實習與畢業設計的工程真實環境平臺，校企合作的常態化建設。

4.運用項目教學，把握關鍵環節。項目教學主要在專業綜合課程設計和畢業設計中應用。項目教學將理論知識和實際技能結合在一起，通過對已有知識和技能和新知識和技能的應用來解決實際問題。以建構主義教育思想為指導，合理定位教與學的關系，并將教學內容寓于不同階段的項目任務中，師生的教與學都圍繞這些項目展開，整個教學活動最終被模擬成“在用戶需求中完成特定項目”，具有很強的實踐性。

項目要包含全部教學內容并盡可能自然、有機地結合多項知識點，項目任務選擇一定要和工程實踐緊密相連，并且最好能夠將前沿和熱點內容貫穿其中，這能夠有效地提高學生的學習動機和參與興趣，有助于學生主體性的發揮。項目不能選擇太大或者太小的，項目大小要適中，這樣有助于學習效果的達成。所以教師必須具備豐富的工程實踐經驗和較強的教學能力才能夠把握好項目之前的承接和關聯性。

四、結束語

在建構主義工程實踐能力培養理論框架的指導下，以工程師為培養的目標，以知識運用與整合能力、實驗與工程設計能力、綜合拓展能力和創新能力培養為主線來設置課程，運用案例與項目教學方法，通過校企共建實踐教學真實環境，通過企業的參與培養具有良好的科學素養和工程實踐能力的師資團隊，構建專業認知類課程的校企合作聯盟平臺、專業類課程真實項目和聯合實驗室平臺以及實習與畢業設計的工程真實環境平臺來培養工程實踐能力。

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