[摘 要] 以卓越工程師為培養(yǎng)目標(biāo)，依據(jù)大一學(xué)生的特點(diǎn)，基于情境認(rèn)知與學(xué)習(xí)理論，研究“導(dǎo)引式”工程實(shí)踐類課程的教學(xué)設(shè)計(jì)，深入分析面向大一學(xué)生的工程實(shí)踐類課程的教學(xué)設(shè)計(jì)要素及教學(xué)實(shí)施過(guò)程。

[關(guān) 鍵 詞] 工程實(shí)踐；工程師；教學(xué)設(shè)計(jì)

[中圖分類號(hào)] G642 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號(hào)] 2096-0603（2016）10-0034-02

實(shí)踐是工程的靈魂和根本，產(chǎn)學(xué)研結(jié)合是工程教育的重要特征和本質(zhì)要求。工程師的培養(yǎng)需要過(guò)程和科學(xué)規(guī)劃，高等工程教育階段的培養(yǎng)和學(xué)習(xí)對(duì)于學(xué)生成長(zhǎng)為一名合格的工程師至關(guān)重要。如何在學(xué)生剛進(jìn)入大學(xué)的最初階段大一期間，讓學(xué)生在學(xué)好基礎(chǔ)課的同時(shí)，通過(guò)“導(dǎo)引式”工程實(shí)踐類課程的學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入工程領(lǐng)域，學(xué)習(xí)工程知識(shí)，體驗(yàn)工程過(guò)程，培養(yǎng)工程思維是非常必要的。

一、工程實(shí)踐教學(xué)現(xiàn)狀分析

隨著現(xiàn)代社會(huì)對(duì)工程人才的需求數(shù)量和質(zhì)量的不斷提高，對(duì)如何培養(yǎng)工程人才，也在不斷地總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，進(jìn)行教育教學(xué)改革?；诠こ虒?shí)踐的本質(zhì)，工程實(shí)踐教學(xué)越來(lái)越受到重視。依據(jù)卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃，一部分學(xué)生將在大學(xué)學(xué)習(xí)期間首先獲得在工業(yè)企業(yè)學(xué)習(xí)體驗(yàn)的機(jī)會(huì)，但大部分學(xué)生的工程實(shí)踐學(xué)習(xí)仍主要是在校內(nèi)完成，工程訓(xùn)練中心是國(guó)內(nèi)高校普遍采用的適合我國(guó)國(guó)情的工程訓(xùn)練學(xué)習(xí)模式，例如：北京航空航天大學(xué)（2010年）提出了貫穿三個(gè)學(xué)年的“綜合創(chuàng)新訓(xùn)練”體系；哈爾濱工程大學(xué)提出了“工程認(rèn)識(shí)訓(xùn)練”“工程實(shí)踐訓(xùn)練”“工程綜合訓(xùn)練”的“三階段”教學(xué)設(shè)置方案。各個(gè)學(xué)校都結(jié)合自身的實(shí)際情況建起了具有自己特點(diǎn)的工程訓(xùn)練課程體系，其目的都是強(qiáng)調(diào)通過(guò)實(shí)訓(xùn)的學(xué)習(xí)過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生活躍的工程思維能力和創(chuàng)造性設(shè)計(jì)能力，將學(xué)生培養(yǎng)成適合現(xiàn)代社會(huì)需求的工程技術(shù)人才。工程實(shí)踐學(xué)習(xí)貫穿于學(xué)生學(xué)習(xí)的全過(guò)程，但每一階段學(xué)生學(xué)習(xí)的重點(diǎn)是不同的。面對(duì)剛剛步入大學(xué)校園，對(duì)“工程”“工程師”的了解還處于懵懂狀態(tài)的大一新生，如何對(duì)學(xué)生進(jìn)行工程“啟蒙”，開啟學(xué)生成為工程師的學(xué)習(xí)之旅，“導(dǎo)引式”工程實(shí)踐類課程將發(fā)揮重要的作用。

二、“導(dǎo)引式”工程實(shí)踐課程的教學(xué)設(shè)計(jì)

（一）情境認(rèn)知理論觀點(diǎn)簡(jiǎn)介

隨著人類對(duì)知識(shí)本質(zhì)認(rèn)識(shí)的不斷深化，學(xué)習(xí)理論也在不斷變革。從行為學(xué)習(xí)理論到認(rèn)知學(xué)習(xí)理論，又發(fā)展到了當(dāng)前的情境學(xué)習(xí)理論。情境認(rèn)知理論是認(rèn)知理論學(xué)派發(fā)展的一個(gè)新的階段，它不僅是一種使教學(xué)必須“情境化”或“與情境密切相關(guān)”的建議，而且是有關(guān)人類知識(shí)本質(zhì)的一種理論。它強(qiáng)調(diào)知識(shí)的建構(gòu)性、社會(huì)性、情境性、復(fù)雜性和默會(huì)性。

情境理論誕生于20世紀(jì)90年代初，由于對(duì)當(dāng)時(shí)學(xué)校教育脫離實(shí)際，導(dǎo)致學(xué)生缺乏解決問(wèn)題的能力，社會(huì)化延遲等問(wèn)題的思考，同時(shí)受認(rèn)知科學(xué)、生態(tài)學(xué)、社會(huì)學(xué)和人類學(xué)等影響，學(xué)習(xí)理論開始由認(rèn)知建構(gòu)轉(zhuǎn)向情境認(rèn)知。情境理論認(rèn)為學(xué)習(xí)的本質(zhì)是個(gè)體參與社會(huì)性實(shí)踐，與他人、環(huán)境等相互作用的過(guò)程，是個(gè)體通過(guò)與群體之間的合作與互動(dòng)，社會(huì)性地建構(gòu)知識(shí)的過(guò)程。情境認(rèn)知的教學(xué)觀認(rèn)為，有效學(xué)習(xí)是為學(xué)生提供一種情境，使學(xué)生參加社會(huì)實(shí)踐，通過(guò)探究性學(xué)習(xí)，支持并確立學(xué)生作為一名有價(jià)值的社會(huì)成員的身份；課程內(nèi)容除了要體現(xiàn)該學(xué)科的基本知識(shí)結(jié)構(gòu)外，還要體現(xiàn)學(xué)生參與活動(dòng)的類型與方式。

高等工程教育的目標(biāo)是培養(yǎng)合格的工程人才，工程實(shí)踐課程的開設(shè)目的是為學(xué)生提供條件，學(xué)習(xí)在工程環(huán)境中如何運(yùn)用知識(shí)解決工程問(wèn)題。情境認(rèn)知學(xué)習(xí)理論為此類課程的教學(xué)設(shè)計(jì)提供了科學(xué)的理論依據(jù)。

（二）工程實(shí)踐課程設(shè)計(jì)要素分析

高等工程教育的目標(biāo)是培養(yǎng)合格的工程師，工程師的任務(wù)是解決工程領(lǐng)域中的具體問(wèn)題。隨著社會(huì)的高速發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)代工程項(xiàng)目的解決方案已不僅是產(chǎn)品的某項(xiàng)指標(biāo)或生產(chǎn)的某一過(guò)程，而是涉及產(chǎn)品、流程和系統(tǒng)的整個(gè)生命周期———產(chǎn)品的適應(yīng)性、綠色設(shè)計(jì)、綠色制造、服務(wù)和后處理等。工程技術(shù)人員所面臨的工程問(wèn)題大多是非良構(gòu)問(wèn)題，這些問(wèn)題在具體的情境中很難進(jìn)行明確的界定，更注重的是具體問(wèn)題具體分析，沒(méi)有現(xiàn)成的標(biāo)準(zhǔn)的答案，而且解決問(wèn)題的方案也不具有唯一性。在解決工程問(wèn)題的過(guò)程中要求工程技術(shù)人員要將各種知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，并能夠轉(zhuǎn)化為與當(dāng)下工程現(xiàn)實(shí)情境要求相符合的可行、可靠、可操作的方案。

傳統(tǒng)的教學(xué)模式在教學(xué)過(guò)程中更多采用的是良構(gòu)問(wèn)題，問(wèn)題都有明確的解決方法，比如學(xué)生可以在書本上找到答案，比如老師已經(jīng)做過(guò)演示，學(xué)生可以照搬照做。所以在面對(duì)真實(shí)復(fù)雜的工程問(wèn)題時(shí)，學(xué)生常常會(huì)變得束手無(wú)策。依據(jù)情境理論，知識(shí)是具有情境性的，知識(shí)是活動(dòng)、背景和文化產(chǎn)品的一部分，實(shí)踐和知識(shí)的獲得是相互支持的。以工程師為培養(yǎng)目標(biāo)的高等工程教育，單純的重視理論課程是不夠的，還需要為學(xué)生創(chuàng)設(shè)社會(huì)化的實(shí)踐環(huán)境，使學(xué)生有機(jī)會(huì)了解、體會(huì)、認(rèn)識(shí)、掌握工程問(wèn)題的實(shí)際解決過(guò)程，讓書本上的知識(shí)活起來(lái)。因此，在學(xué)生培養(yǎng)過(guò)程中要使理論課程與實(shí)踐課程并重，使學(xué)生在擁有豐富的理論知識(shí)基礎(chǔ)上，更注重培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。工程實(shí)踐課程的教學(xué)目標(biāo)和自身特點(diǎn)決定了其教學(xué)設(shè)計(jì)比理論課程要復(fù)雜，不僅要有優(yōu)秀的教師，必要的教學(xué)場(chǎng)地，與工程實(shí)際緊密相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容，還要有相應(yīng)的教學(xué)儀器與設(shè)備。這四大要素在教學(xué)實(shí)施過(guò)程中的完成質(zhì)量決定了工程實(shí)踐課程的教學(xué)質(zhì)量。

（三）“導(dǎo)引式”工程實(shí)踐課程教學(xué)實(shí)施研究

1.教學(xué)內(nèi)容的選取

“導(dǎo)引式”工程實(shí)踐課程是面對(duì)大一學(xué)生開設(shè)的課程。在教學(xué)內(nèi)容選取上要從大一新生專業(yè)知識(shí)空白這一實(shí)際情況出發(fā)，在將工程實(shí)例引入課堂時(shí)，更側(cè)重讓學(xué)生從宏觀上對(duì)工程，工程師職業(yè)建立起概貌，注重對(duì)整體過(guò)程和要求的了解，而不是工程方案的具體實(shí)施。案例引入的途徑可以有兩個(gè)方面，一是社會(huì)影響大，學(xué)生比較關(guān)注與感興趣的工程案例，這些案例學(xué)生比較熟悉，在講解時(shí)更容易理解和帶入；二是本校的實(shí)際科研項(xiàng)目，發(fā)生在身邊的事情更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和自豪感，也會(huì)激發(fā)學(xué)生繼續(xù)探究下去的好奇心，為后續(xù)學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。以這些真實(shí)的工程案例為切入點(diǎn)，讓學(xué)生去學(xué)習(xí)體驗(yàn)在工程領(lǐng)域中問(wèn)題解決的方式方法、原則制度，在這樣的實(shí)踐過(guò)程中去體驗(yàn)和感悟，去發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，解決問(wèn)題，甚至是犯錯(cuò)，體驗(yàn)挫折和失敗，承擔(dān)后果……這些對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)都是寶貴的經(jīng)驗(yàn)積累，這些真切的體會(huì)將使學(xué)生的學(xué)習(xí)更有目標(biāo)和方向。在教學(xué)實(shí)施過(guò)程中案例難易程度的把握是教學(xué)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵要素。

2.師資隊(duì)伍的建設(shè)

情境理論特別強(qiáng)調(diào)個(gè)體與特定的社會(huì)團(tuán)體（community）之間的相互作用，新成員在參與團(tuán)體的實(shí)踐活動(dòng)中，從老成員那里承接那些共同的經(jīng)驗(yàn)與規(guī)范，從比較邊緣的、外圍的參與逐步發(fā)展到核心的實(shí)質(zhì)性參與，并逐漸確立自己在團(tuán)體中的身份和自我價(jià)值感。對(duì)于一名工科學(xué)生，完成學(xué)習(xí)之后在社會(huì)中要確立的身份是工程師。在工程實(shí)踐課程的學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生通過(guò)自身實(shí)踐，通過(guò)教師的引導(dǎo)，了解工程世界，完成自身工程價(jià)值理念、知識(shí)技能、態(tài)度信念等的建立與發(fā)展。在這一過(guò)程中，教師是榜樣和引領(lǐng)者，這就對(duì)工程實(shí)踐課程的教師提出了更高的要求，不僅要是一名合格的教師，還要是一名合格的工程師。在法國(guó)，高等工程教育過(guò)程會(huì)聘用經(jīng)驗(yàn)豐富的企業(yè)工程師或者工業(yè)研究機(jī)構(gòu)的研究人員擔(dān)任授課教師，而且所占的比例較大；德國(guó)高等技術(shù)學(xué)院的教師，要求是有五年以上實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)的具有博士學(xué)位的人。這些教師在學(xué)校里仍然與生產(chǎn)或經(jīng)營(yíng)企業(yè)保持著密切的聯(lián)系，他們的實(shí)驗(yàn)室都為企業(yè)解決實(shí)際問(wèn)題服務(wù)；我國(guó)目前隨著高等工程教育改革的不斷深入，在師資力量方面也在不斷地進(jìn)行完善，比如與企業(yè)合作對(duì)教師進(jìn)行實(shí)踐培訓(xùn)，同時(shí)將企業(yè)的工程師引入實(shí)踐教師隊(duì)伍等。合格的師資隊(duì)伍是工程實(shí)踐課程質(zhì)量的保障。

3.教學(xué)場(chǎng)地與教學(xué)設(shè)備的投入與完善

情境理論的教學(xué)模式倡導(dǎo)：學(xué)習(xí)環(huán)境應(yīng)以學(xué)習(xí)者為中心，以真實(shí)、復(fù)雜的社會(huì)和生活情境為支撐，關(guān)注學(xué)習(xí)者意義與身份形成的社會(huì)屬性。以學(xué)習(xí)工程知識(shí)，體驗(yàn)工程過(guò)程，建立工程概念，培養(yǎng)未來(lái)工程師為目標(biāo)的“導(dǎo)引式”工程實(shí)踐課程，在教學(xué)實(shí)施的過(guò)程中教學(xué)場(chǎng)地的規(guī)劃與教學(xué)設(shè)備的投入都非常重要。首先場(chǎng)地的規(guī)模要能滿足工程實(shí)踐教學(xué)的要求，其次工程文化的建設(shè)，工程環(huán)境的完善對(duì)于學(xué)生的學(xué)習(xí)都是必要的條件。教學(xué)設(shè)備的投入是工程實(shí)踐教學(xué)重要的組成部分。設(shè)備的投入、更新是一項(xiàng)長(zhǎng)期的任務(wù)，要避免出現(xiàn)設(shè)備單一、設(shè)備老化等現(xiàn)象，讓設(shè)備更好地服務(wù)于教學(xué)，要在教學(xué)設(shè)計(jì)過(guò)程中通過(guò)先進(jìn)的教學(xué)手段讓學(xué)生了解認(rèn)識(shí)同領(lǐng)域先進(jìn)的儀器與設(shè)備。在工程情境中以學(xué)生為主體，教師為引導(dǎo)的實(shí)踐學(xué)習(xí)，讓學(xué)生體會(huì)工程師身份的意義與作用，理解工程與社會(huì)、與環(huán)境等的關(guān)系，為后續(xù)的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

三、總結(jié)

在高等工程教育的最初階段，讓剛進(jìn)入大學(xué)的學(xué)生通過(guò)“導(dǎo)引式”工程實(shí)踐課接觸工程情境，通過(guò)參與實(shí)際的工程活動(dòng)去學(xué)習(xí)工程知識(shí)，培養(yǎng)工程實(shí)踐能力，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)了解自己未來(lái)所從事的職業(yè)，培養(yǎng)興趣，使學(xué)生成為熱愛自己職業(yè)的人。

工程實(shí)踐課程的考核是教學(xué)實(shí)施過(guò)程中的重點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題，由于工程實(shí)踐課程自身的特點(diǎn)不能套用理論課的考核方式，通過(guò)項(xiàng)目、答辯等方式的考核在實(shí)施過(guò)程中也存在一些問(wèn)題，需要在實(shí)施過(guò)程中不斷總結(jié)和改進(jìn)。

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