力學本科培養中的工程實踐教育的問題和思考

徐文濤

摘 要：力學學科作為一個傳統的理論性基礎學科，學生的工程實踐能力培養在本科階段教學過程中是有所欠缺的，形成這種欠缺性的因素來自多方面。本文從工程實踐教育的發展歷史入手，結合所在專業的情況分析了力學學科工程實踐教育的現狀，討論了制約其發展的瓶頸，及提升工程實踐能力培養的意義，并就如何加強工程實踐能力提出了一些觀點。

關鍵詞：力學學科;工程實踐教育;本科教學;高等教育

Abstract： Mechanics discipline is a basic theoretical science. Usually， the engineering practice abilities of the undergraduates are insufficient in the course of undergraduate teaching， and there are a variety of reasons. In this paper， starting from the importance of the higher engineering practice education， those are important that looking back the developing history of the engineering practice education based on the development of Mechanics discipline， proposing the main connotation and the existed problems. Then， some advice are offered with personal recommendation， and looking forward the future development of the engineering practice education.

力學學科作為一個傳統的基礎理論學科，在現代知識交叉大融合的理論體系中，煥發出更強大生命力，具有更加鮮明的應用性、綜合性和適用性的特點。隨著國家高等教育體系的改革，本科教育更加側重用工程技術人材的培養。這些決定了工程實踐培養是力學力學高等教育的重要內容。創新是一個國家的靈魂，也是國家發展永不衰竭的動力。要盡快建成國家的創新體系，就需要培養出國家各領域所需要的創新精神和創新能力。這些能力的提高和素質的培養，除了需要比較系統的理論教學外，還需要通過實踐教學、實驗教學和不斷改善社會的工程實踐環境，強化工程實踐教育來解決[1-2]。

工程實踐教育源于實踐而最終又要歸于實踐，這就是工程教育的實質[3]。為我國的現代化建設培養出更多的優秀工程技術人才，是我們廣大教育工作者義不容辭的責任和使命。我國的“卓越工程師計劃”和之前發布的《國家中長期教育規劃綱要（2011-2020）》都提出了強化實踐教學環節、促進高校與行業企業深度融合等方面的要求[4-5]。回歸工程實踐不僅是一種工程培養理念更是當前工程教育改革的具體任務。典型國家的工程教育界回歸工程的實踐已走在前面，其成功做法對我國當前高等工程教育改革具有重要的借鑒意義。

我國工程實踐教育的發展有一定的歷史，但受傳統觀念、學校教育和工作環境的影響，其創新精神和綜合素質與時代要求有較大差距。工程技術人員的創新動力、創新目標和創新毅力都十分缺乏[6]。高等教育是工程技術人員培養的主渠道，為工程科學技術的發展源源不斷地提供著新鮮活力。高等工程實踐培養對工程技術人員的知識、能力、素質等形成起著主要作用，特別是對創新精神與創新能力培養有決定性的影響[7-8]。因此，對力學學科而言，深入研究相應的知識結構、人才培養目標、應用領域、工程特點、時代背景等要素，探討合理可行的工程實踐培養模式具有重要意義。

一、國際工科工程實踐教育

力學學科在國外往往屬于大工科環境，相應工程背景清晰，應用領域明確，本科階段的教育與工程實踐緊密結合。從大環境來看，國外的工程實踐教育也經歷了大回歸時代。特別是美國工程界早在20世紀80年代明確提出確立“大工程觀”，并發出回歸工程實踐的動議。與實踐結合，這對學科生命力的延續及發展具有重要意義。作為一種工程實踐教育理念，國外的高等教育工程實踐能力培養具有以下幾種方式：

1. 工程實踐教育目標規劃

2. 根據教育目標規劃的工程人才培養制度調整

3. 工程實踐教學方法的改進

4. 課程教材的綜合化

5. 通過工程技術力量促進實踐能力培養

6. 加強合作教育機制建設

國外的工程實踐能力教育并不是獨立于高等教育類型之外的另類，而是在傳統的高等教育之中有機的融入工程的特色，以提高學生的工程能力，其強調的工程教育回歸的本義包含以下三個方面：

1. 從高等教育體制來看，隨著新興學科、交叉學科的大量出現，學科的成熟度和獨立性不斷增強，教育體系再也不需要僅借助科學教育構筑其學科身份之基，回歸工程實踐就是重構工程教育體系。

2. 從高等教育主體來看，不論在哪種層次和類型的高等教育機構中教學的重要性即便再怎么強調都不為過，但事實卻都對科研過分偏重體。回歸工程實踐就是回歸教學，既是對以研究為導向的高等教育觀的一種“糾偏”。

3. 從受教育的主體來看，全面發展是與以人為本的科學發展觀相統一的教育教學理念，其要旨是使學生學會做人、求知、勞動、生活，促其全面和諧的發展，達至這一目標的基本手段就是教育與生產勞動的緊密結合。回歸工程實踐就是回歸全面發展。

二、力學學科傳統工程實踐教育

力學學科具有較強的理論性和基礎性，同時作為大工科的基礎，具有較強的適用領域。也因為如此，在一些力學學科獨立的院校，力學也因缺乏專業應用背景而失去了工程色彩，逐漸演變為曲高和寡的“清高”研究性學科，而與工程實踐逐漸脫節，甚至在一些學生的印象中成為敬而遠之的“廟堂”學科。在20 世紀60年代，高等學校的工程類學生開設專門的實踐教學課程。力學的學生除了有相應的實驗教學外，一般還要在企業生產認識實習1-2周、校內的金工實習6-8周、結構認識實習2周和專業實習4周以上四個重要的實踐教學環節，有些工程類高校還要求學生結合真實的工程項目，深入到工廠企業，完成稱之為“真刀真槍”的畢業設計。這些在大學本科階段的實踐教學環節，符合工程類學生成長規律。

隨著社會和國家制造業的大力發展，目前，力學類工程實踐教學基地的規模和教學形式雖然大為拓展，但工程實踐教育的效果卻呈現出萎縮的情況。分析起來大概有下面幾種因素造成：

1. 我國科技發展及教育導向的問題。經過多年的發展，國家在科技等諸多領域已經走在了世界科技水平的前列，從以往的學習、引進、追趕的層次逐漸演變為轉化、超越、引導的層次。這種變化在學術界和高等教育系統就引發了以理論創新為導向的研究型模式，這從諸多高等院校提出的建設世界性高水平研究型大學的建設目標中就可以見一斑。

2. 社會及教育評價體系的引導。在大量的成就面前，曾幾何時，高等教育的部分評價體系卻由服務社會、服務工程轉變為諸如論文影響因子、學科排名、頂級雜志等等數字指標。對本來是學習基礎知識的本科階段的學生也有了科技論文、理論創新的要求。尤其對力學學科學生而言，本就不夠凸顯的工程背景在功利的引導下，工程實踐興趣的培養就顯得更加索然無味。

3. 社會快速發展帶給高校培養規模的壓力。90年代以來高等學校逐年擴招，規模的擴大給工程實踐培養帶來兩方面的困擾：一方面，規模的增大帶來教育需求的增加，通常的一批次、同場地的實踐教育就需要輪轉進行，往往輪轉3-5倍，這其實加壓縮了實踐教育的時間和興趣，逐漸淪為走馬觀花;另一方面來源于人員規模的增大和對接企業生產的壓力，以往精細培養的工程實踐訓練因專業、水平較高，對企業和學生是雙贏的。而淪為走馬觀花的培訓之后，給企業帶來的是疲于應付和影響生產，這種惡性循環使得大部分高校都在大量流失企業實踐培訓基地資源。

4. 知識爆炸引起的理論課程與實踐培養的矛盾。力學也通過與諸多學科的交叉和交融誕生出許多新的學科方向。這給高校力學的培養大綱制定帶來了新的困惑。對于學生而言，力學的課程要學習，涉及到化學、醫學、土木、橋梁、高分子等等交叉領域的課程亦要涉獵，對于本科以理論學習為主的階段而言，只能犧牲的就是工程實踐類的培訓。所以就會看到在各個高校的實習時間不斷被壓縮，實習時間由8周降為5-6周，甚至2-3周，能夠保證6周的學校為數不多。

由此可見，目前高等院校力學相關學科的工程實踐教育的現狀受到諸多客觀因素的制約，狀態的改變需從多方面、多個環節入手，對諸多問題都要有細致的思考。

三、關于力學工程實踐教育的思考

我國的高等工程教育，由精英教育發展到大眾化教育，取得了世人矚目的進展，但也存在許多不足。針對我國高等教育，尤其是力學學科工程實踐能力教育存在的諸多問題，就需要不斷創造有利條件，來提升學生的工程實踐能力、綜合素質和創新能力。以下是幾點思考：

1. 充分理解和認識國家對工程素質教育的積極導向。國家整體實力的提升需要人才，人才的層次是呈金字塔狀的，固然需要學術一流的大師，更多需要具有很強工程實踐能力的技術人員。這在我國近年來實施的“卓越工程師計劃”和發布的《國家中長期教育規劃綱要（2011-2020）》中都有明確的敘述和要求。這是提升工程實踐能力、加強素質教育的重要前提。

2. 建立、健全人才和高校評價機制，增強工程實踐成果的比重。高校是現今社會實現全面教育的主要載體，以建設國際化研究型大學的目標固然重要，但大量工程素質過硬的技術人員才是本科受教育主體。從學術培養規律來看，將來能夠繼續高水平教育和學術研究的本科生畢竟還屬少數群體。在高校教育理念和建設目標中適當加強工程實踐能力培養的具體目標將會從師資、配套、軟環境、學生導向等方面起到重要的積極作用。

3. 依據力學學科特色建立分流導向機制，為教學大綱的制定贏得更大靈活空間。對力學的學生而言，未必每一個學生的理想都是稱為理論造詣深厚的大師，在接觸的學生中有更為多數的是對具體問題，工程結構，制造和實現更為感興趣。可以在低年級對學術和工程培養進行分流，在培養大綱的制定中根據需求不同，對工程方向的學生可以減少不必要課程的學習，以基礎課程為綱，以能力訓練為本，切實提高素質教育。同時，適當的分流也解決了工程實踐培養的規模問題，可以各取所需，相得益彰。

4. 提倡多樣化的工程實踐培養項目，寓教于樂。傳統的工程實踐培養總是與實習、參觀、實訓等項目不可分割。可隨著社會的發展，許多實習依托的基地不復存在，或者是企業疲于應付，實踐教學演變成走馬觀花而毫無意義。其實參照國外的工程實踐經驗，其教育形式是多樣化的，如小組討論、個性設計、興趣小組、技術創新等等，亦可對力學工程方向的學生從試卷考試的繁瑣中掙脫出來，以設計、制作、技術革新等為形式的考核，更能體現出工程實踐素質。

四、結束語

雖然現階段的力學學科的工程實踐能力教育面臨諸多客觀原因，但應該明確的是工程實踐教育是一種教育理念，不單指實驗、生產實習、畢業設計等工程實踐教學環節，不能完全與實踐教學等同，它更重要地體現在大學人才培養的全過程。在教育教學中，實踐教育表現出一定的穩定性、持續性、方 向性和系統性。貫徹實踐教育的思想，通過課堂內外各個實踐環節，全面構建完整的實踐教育體系，能夠切實保證和提高大學的人才培養質量。

參考文獻：

[1] 劉陽， 程正則. 國外高等工程教育回歸工程實踐的內涵與趨勢[J]. 湖北科技學院學報， 2014， 34（3）： 104-107.

[2] 傅水根. 我國高等工程實踐教育的歷史回顧與展望[J]. 實驗技術與管理， 2011， 28（2）： 1-4.

[3] 郭建華. 重視工程教育提高工科學生工程實踐能力[J]. 重慶工學院學報（自然科學版）， 2007， 21（4）： 124-127.

[4] 沈金榮， 雷凱， 束龍倉. 研究生工程實踐教育平臺的實踐與機制研究[J]. 高等工程教育研究， 2011， 21： 131-135.

[5] 汪波， 陳超逸， 陳洛. 工程實踐教育的發展機制與對策研究[J]. 天津師范大學學報（社會科學版）， 2013， 226 （1）： 73-75.

[6] 梁俊斌， 陳寧江. 具有區域特色的工程實踐教育評價體系研究[J]. 教育教學論壇， 2016， 33： 129-131.

[7] 王浩程， 馮志友， 王文濤. 基于工程創新教育的實踐教學體系探索[J]. 實驗室研究與探索， 2014， 33（1）： 182-185.

[8] 梁延德， 王松嬋， 吳卓平， 張紅哲. 高等工程實踐教育研究熱點及變遷分析[J]. 中國大學教學， 2014， 9： 86-91.

項目資助：河南省高等教育教學改革研究與實踐項目：理論力學課程教學方法改革的研究與實踐;鄭州大學教改項目2020zzuJXLX025

（鄭州大學力學與工程科學學院 ?河南 ?鄭州 ?450001）