那振宇　劉 暢　畢 勝大連海事大學(xué)信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院 遼寧大連 116026

面向工程教育的工科專業(yè)教學(xué)改革探討

那振宇劉 暢畢 勝
大連海事大學(xué)信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院 遼寧大連 116026

針對我國工科高校中普遍存在的重視科學(xué)教育而輕視工程教育、課程內(nèi)容陳舊、課程體系與課程設(shè)置僵化、實踐缺乏與行業(yè)對接等問題，分析了問題原因，并從幾個方面探討如何進行面向工程教育的工科專業(yè)教學(xué)改革，以期提升工科專業(yè)教學(xué)水平，培養(yǎng)合格的工程人才。

教學(xué)改革；工科專業(yè)；工程教育；實踐

新世紀(jì)以來，我國高等教育取得了跨越式發(fā)展。占比高等教育近一半的工科高等教育一直受前蘇聯(lián)凱洛夫教育思想的影響，以傳統(tǒng)的課堂教學(xué)為主導(dǎo)、灌輸式的授課方式和一成不變的實驗與實踐課程，很大程度上限制了學(xué)生的創(chuàng)新思維開發(fā)和實踐能力培養(yǎng)。隨著經(jīng)濟體制變革、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整以及市場需求變化，培養(yǎng)理論基礎(chǔ)扎實、實踐技能過硬、跟得上社會發(fā)展的合格工程人才，已經(jīng)是工科高等教育的當(dāng)務(wù)之急。

教學(xué)改革是高等教育改革中的重要方面。一方面，教學(xué)改革向下以學(xué)生為對象，負責(zé)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)模式研究與創(chuàng)新，從知識接受主體的角度，變革當(dāng)前教學(xué)體制。另一方面，教學(xué)改革向上以社會為導(dǎo)向，面向工程與實踐應(yīng)用，吸納對應(yīng)行業(yè)和領(lǐng)域的最新需求、最新技術(shù)、最新應(yīng)用，并融入教學(xué)中，從知識應(yīng)用客體的角度，主動適應(yīng)社會需求。因此，很有必要深入探討面向工程教育的工程教學(xué)改革問題。以下針對工科專業(yè)特點，從復(fù)雜的系統(tǒng)因素中厘清幾點思路，對工科專業(yè)教學(xué)改革提幾點淺拙看法與同行探討。

1　工程教育及國內(nèi)現(xiàn)狀

工程是綜合應(yīng)用基礎(chǔ)科學(xué)、技術(shù)科學(xué)知識使自然資源最佳地為人類服務(wù)的專門領(lǐng)域，同時包含技術(shù)方法和科學(xué)理論問題，相對基礎(chǔ)科學(xué)和技術(shù)科學(xué)，其任務(wù)是改造客觀世界并取得實際的結(jié)果。[1]工程教育是以技術(shù)科學(xué)為基礎(chǔ)的，在工科高等學(xué)校以培養(yǎng)工程師或工程技術(shù)人才為目標(biāo)的高等教育。這個目標(biāo)并不是狹義地限制工科高校僅培養(yǎng)工程師，而是注重培養(yǎng)學(xué)生具備將所學(xué)知識應(yīng)用于工程實踐的能力。[2]工科學(xué)校培養(yǎng)的學(xué)生只是準(zhǔn)工程師，其工程實踐能力還需在其職業(yè)環(huán)境中繼續(xù)積累和鍛煉。

近年來，作為我國工程教育主要承擔(dān)者的工科高校，在很多方面存在的問題一直飽受詬病。人才培養(yǎng)體系亟待完善，教育體系延承前蘇聯(lián)模式，強調(diào)以研究為導(dǎo)向的工程教育，工科趨向理科；重視科學(xué)教育，而輕視技術(shù)實踐，把工程實踐作為科學(xué)的附庸，導(dǎo)致人才培養(yǎng)趨同化、單一化。而實際教學(xué)過程中，工程實踐和訓(xùn)練不足，實踐教學(xué)遠遠滯后于理論教學(xué)，實踐教學(xué)設(shè)置缺少自主性和創(chuàng)新性，實踐教學(xué)趨于理論化、形式單一，方法和手段落后。此外，工科高校缺乏與行業(yè)內(nèi)外企業(yè)公司的廣泛對接，不甚了解社會和市場的人才需求，所以高校難以根據(jù)需求調(diào)整專業(yè)設(shè)置、專業(yè)課程、工程實訓(xùn)，導(dǎo)致人才培養(yǎng)與人才市場需求脫節(jié)。

因此，以完善教育體系為根本、以強化實踐教學(xué)為中心、以與社會和市場對接為導(dǎo)向，積極推進面向工程教育的教學(xué)改革是工科高校未來發(fā)展與改革的必然方向。[3]

2　工科專業(yè)工程教學(xué)改革

工科是指以數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、力學(xué)等基礎(chǔ)科學(xué)為工具，結(jié)合在生產(chǎn)實踐中積累的技術(shù)經(jīng)驗而發(fā)展起來的學(xué)科。工科的目標(biāo)是面向?qū)嵺`能力，培養(yǎng)工程領(lǐng)域從事規(guī)劃、設(shè)計、施工研究和管理等方面工作的高級工程技術(shù)人才。面向工科專業(yè)的工程教學(xué)，在工程教育中占有極其重要的地位。學(xué)生未來實踐中所需的基本方法、理論、技能都需要通過教學(xué)過程獲得。然而，在實際教學(xué)過程中，還有很多亟須解決的問題。

一直以來，工科專業(yè)過多地注重課程本身體系完整性、統(tǒng)一性和規(guī)范性，在所謂重要知識點的傳授上“面面俱到”，忽視了吸收新興科學(xué)技術(shù)、與相關(guān)學(xué)科交叉、將文化元素融入教學(xué)中。據(jù)統(tǒng)計，當(dāng)前70%的課程主要內(nèi)容沒有更新，30%的課程更新較慢甚至對社會發(fā)展和需求并無關(guān)聯(lián)。這致使學(xué)生毫無興趣地記憶分立的知識點、無法建立課程之間的聯(lián)系，更談不上學(xué)以致用。

當(dāng)前多數(shù)工科高校課程改革往往不能擺脫傳統(tǒng)大綱的限制，基本上集中于課程學(xué)期調(diào)整、更換個別理論課程和實驗章節(jié)、削減學(xué)時數(shù)、變換考核方式等，缺乏以學(xué)生為主體的角度考慮設(shè)置課程，更沒有把內(nèi)容生動的實踐內(nèi)容考慮進去。而工科專業(yè)實驗和實踐環(huán)節(jié)依然過度依賴教科書和大綱，實驗多是驗證性實驗，依照現(xiàn)成的指導(dǎo)書和講義完成規(guī)定的內(nèi)容。加之大容量的課堂講授，客觀上使得學(xué)生無暇了解課外知識，更對如何實踐和應(yīng)用無從下手。

盡管目前很多高校與大公司、企業(yè)(如ALTERA，TI等)建立了聯(lián)合實驗室，可是實驗室利用率較低、實踐環(huán)節(jié)仍與工程、生產(chǎn)和實踐嚴(yán)重脫節(jié)。很多學(xué)生能夠完成課程實驗和設(shè)計，仍然無法獨立從事工程實踐和實際項目，教師普遍反映研究生階段學(xué)生獨立完成課題能力下降。學(xué)生參加社會實踐，往往流于形式，看重經(jīng)歷而并非實踐能力本身，而企業(yè)往往也需要廉價勞動力做一些非技能實踐類的瑣事。

一些高校定位過于學(xué)術(shù)化，追求科研項目、論文層次和數(shù)量，使得高校形成重科研輕教學(xué)的氣氛，從而使學(xué)生實踐環(huán)節(jié)的指導(dǎo)被大大削弱?？梢钥吹?，僅僅以教學(xué)為主的高校，其實踐教學(xué)成果和學(xué)生實踐能力往往也不夠優(yōu)秀。

由此可見，高等工科學(xué)校要培養(yǎng)出具有實踐能力的合格工程專業(yè)人才，需要花大力氣，從高?？蒲薪虒W(xué)定位、多元化教學(xué)、課程體系與課程設(shè)置、工程實踐與行業(yè)對接等幾個方面進行深入改革。

首先，對于高?？蒲信c教學(xué)定位，應(yīng)該本著立足校情、實事求是、科教相輔的基本原則，讓科研對教學(xué)、特別是實踐教學(xué)充分發(fā)揮指導(dǎo)作用。近年來，國內(nèi)高校幾乎同時加大了對科研的重視程度，做項目、寫科研論文、申請專利成了各大學(xué)、特別是重點高校的“重頭戲”，教師績效、學(xué)科排名、晉升職稱等無一不與科研直接掛鉤。這種重科研的導(dǎo)向使得教師用在教學(xué)上的時間和精力大大減少，對學(xué)生理論和實踐能力培養(yǎng)的負面影響已經(jīng)顯現(xiàn)，學(xué)生、家長、社會也頗有微詞。因此，高校應(yīng)回歸以學(xué)生和教學(xué)為主體教育上，這也是培養(yǎng)工程人才的基本前提。高校要結(jié)合自身特色和辦學(xué)層次，確定是以科研為主、教學(xué)為主或者是二者兼有。以科研為主的高校，應(yīng)該在政策上適當(dāng)獎勵教學(xué)，引導(dǎo)教師回歸課堂與實踐教學(xué)。以教學(xué)為主的高校，也不應(yīng)固守老舊，通過內(nèi)引外聯(lián)，拓展實踐教學(xué)基地。擺正科研和教學(xué)二者關(guān)系，有利于以科研項目促進教學(xué)水平、特別是實踐教學(xué)水平提升，讓學(xué)生從實際工程項目中領(lǐng)悟如何學(xué)以致用。

其次，針對傳統(tǒng)課程內(nèi)容老舊、缺乏新技術(shù)融合、工科教學(xué)刻板乏味等問題，應(yīng)吸收新科技發(fā)展中與課程相關(guān)的成果，特別是與應(yīng)用、實踐相關(guān)的成果；同時加強教師和學(xué)生的文化素質(zhì)教育，讓課程內(nèi)容新鮮起來，讓學(xué)生心動起來。一個不爭的事實是，與國內(nèi)多數(shù)教材飽受詬病相比，對國外經(jīng)典教材，學(xué)生大呼看得懂。這主要歸因于國外教材不吝惜大量篇幅給出背景、原理和具體應(yīng)用，例如電子類專業(yè)基礎(chǔ)教材“Practical Electronics for Inventors”不僅包括電路理論部分，還包括模擬電子技術(shù)和數(shù)字邏輯電路部分，每一部分涉及的電路元件、實際器件、都給出實物圖和具體應(yīng)用，各部分之間過渡都毫無突兀感，通過教師提綱挈領(lǐng)地講解，學(xué)生通過自學(xué)很容易厘清從電路、模電到數(shù)電之間的關(guān)系。除此之外，工科高校普遍缺乏人文素質(zhì)教育。重視學(xué)生在哲學(xué)、文學(xué)、歷史、政治以及藝術(shù)等方面的教育，可以促進學(xué)生文化知識的積淀，對其形成正確的三觀，進而成為行為指導(dǎo)規(guī)范，最終樹立正確的科學(xué)實踐觀具有重要的意義。盡管工科高校開設(shè)了人文類選修課，但是一來學(xué)生不夠重視，二來工科高校普遍對人文相關(guān)素質(zhì)教育重視不夠，教師積極性不高，影響學(xué)生綜合素質(zhì)提高。因此，課程內(nèi)容上推陳出新，重視工程教育中的人文素質(zhì)教育，是面向工科教學(xué)改革的重要方面。

再次，對于課程體系與課程設(shè)置，應(yīng)該以科學(xué)范式為基礎(chǔ)，以工程范式為導(dǎo)向，構(gòu)建工程科學(xué)范式。從學(xué)生的角度，學(xué)生厭倦于幾年如一日的課堂式教學(xué)，困惑于過度科學(xué)化的課程體系，痛苦于教材中復(fù)雜的理論和公式。特別是對于大四學(xué)生，在被各種基礎(chǔ)和專業(yè)課程“折磨”后，還要經(jīng)受用人單位對實踐能力水平的苛責(zé)，因而他們對課程設(shè)置“回歸工程實踐”的呼聲最高，這種呼聲也從側(cè)面反映了當(dāng)前社會對人才的需求方向。[4]從教師的角度，幾年如一日給學(xué)生講授相同的內(nèi)容，也會大大削弱教師的參與教學(xué)的積極性。因此，課程體系和課程設(shè)置過度科學(xué)化，是阻礙培養(yǎng)工程人才的桎梏。以工程為導(dǎo)向，需要在課程設(shè)置上，適當(dāng)增加實驗和實踐環(huán)節(jié)、減少理論課程容量，可以采用案例教學(xué)方式。例如網(wǎng)絡(luò)上很受學(xué)生推崇的郭天祥“十天學(xué)會單片機”，就是先從實際案例開始，先讓學(xué)生有直觀認識，預(yù)留問題，再有重點地講解相關(guān)知識點及運用，而不是面面俱到地講單片機本身讓學(xué)生云里霧里。當(dāng)然，也不能把高校辦成技校，因為科學(xué)范式是工程范式的基石，二者不是彼此孤立的關(guān)系。對高校課程體系建設(shè)來說，以學(xué)生和社會需求為出發(fā)點，以回歸工程實踐為目標(biāo)，將科學(xué)范式與工程范式有機結(jié)合起來，構(gòu)建工程科學(xué)范式。

最后，對創(chuàng)新實驗與實踐課程改革，可以在課程體系與設(shè)置改革的基礎(chǔ)上，增加自主設(shè)計和實踐環(huán)節(jié)，廣泛借鑒實際項目設(shè)置專業(yè)類課程設(shè)計，積極拓寬學(xué)生校外實習(xí)和實踐渠道，與行業(yè)內(nèi)單位廣泛聯(lián)系共建實習(xí)實踐基地，使學(xué)生實驗、實踐、實習(xí)以及畢業(yè)設(shè)計等各個環(huán)節(jié)與社會需求盡量對接。當(dāng)前，國家對大學(xué)生科技創(chuàng)新活動支持力度不斷加大，高校應(yīng)積極引導(dǎo)學(xué)生瞄準(zhǔn)社會和行業(yè)需求，利用這種機會培養(yǎng)大學(xué)生的實踐能力，科學(xué)組織和精心安排各種創(chuàng)業(yè)、實習(xí)、調(diào)研，并從政策上支持和鼓勵學(xué)生參加此類創(chuàng)新與實踐活動。課內(nèi)科學(xué)知識與課外創(chuàng)新實踐有機結(jié)合，工程教育才會更富有生命力，為社會培養(yǎng)合格的工程人才。

3　結(jié)束語

新世紀(jì)的第二個十年，是我國全面提高國際競爭力的關(guān)鍵時期，面對發(fā)展的機遇與挑戰(zhàn)，大力發(fā)展高等工程教育、培養(yǎng)合格的工程人才，是我國高等教育的一項重大任務(wù)。筆者從4個方面論述了面向工程教育的工科教學(xué)改革問題。工程教育是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需要多管齊下，高校應(yīng)針對校情確定學(xué)校發(fā)展類型，廣泛吸收最新科技成果，同時加強人文素質(zhì)教育，使學(xué)生具有全面的綜合素質(zhì)，將科學(xué)范式中工程范式相結(jié)合，并積極與行業(yè)內(nèi)外單位聯(lián)合給學(xué)生創(chuàng)造更多參與實踐的機會。

[1] 羅福午，千吉太.以現(xiàn)代工程為背景進行生動有效的工程教育[J].高等工程教育研究，2004(2):51-54.

[2] 崔軍.我國高等工程教育課程改革研究[D].南京:南京大學(xué)，2011.

[3] 陳國松.我國重點大學(xué)本科工程教育實踐教學(xué)改革研究[D].武漢:華中科技大學(xué)，2012.

[4] 李小兵，余桂英，胡會燕.以工程教育為目標(biāo)的課程教學(xué)設(shè)計研究[J].中國電力教育，2013(16):104-105.

Teaching Reform Discussion on Technical Specialties Oriented to Engineering Education

Na Zhenyu， Liu Chang， Bi Sheng
School of Information Science and Technology， Dalianmaritime University， Dalian， 116026， China

According to the following problems in domestic universities， includingmain focus on science education not on engineering education， old curriculum content， rigid curriculum system and configuration， insufficient practices docked with industries， etc.， their root causes are analyzed， as well as the teaching reform of technical specialties oriented to engineering education is discussed in depth to enhance the teaching level for technical specialties and cultivate qualified engineering students.

teaching reform； technical specialties； engineering education； practice

2014-11-21

那振宇，博士，副教授。

國家級電工電子教學(xué)實驗中心教改項目“教學(xué)研究與教學(xué)改革”(編號：BCA060016)；大連海事大學(xué)教改項目“面向創(chuàng)新人才培養(yǎng)的電類專業(yè)基礎(chǔ)課教學(xué)模式研究”(編號：2014Q15)。