秦 俊

(武漢理工大學，湖北 武漢 430070)

伴隨新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)革命，全球產(chǎn)業(yè)發(fā)展進入深度調(diào)整與變革的新時期。新能源、新材料和智能化成為新的發(fā)展主題。在此背景下，學生工程創(chuàng)新能力與工程實踐能力受到行業(yè)企業(yè)的高度關(guān)注。學生工程實踐能力的培養(yǎng)首先是工程素質(zhì)的培養(yǎng)與提高。美國發(fā)起的《2020的工程師：新世紀工程的愿景》中指出，未來工程師應(yīng)具備的關(guān)鍵素質(zhì)包含：實踐經(jīng)驗、創(chuàng)造力、溝通和管理能力、倫理道德和終身學習能力。[1]

武漢理工大學作為工科優(yōu)勢高校，具有行業(yè)背景的特色高校，如何利用學校工科優(yōu)勢與特色，加強學生工程素質(zhì)的培養(yǎng)，是當前工程教育的一項重要使命。

一、 工程素質(zhì)內(nèi)涵

不同時代背景下，高校對學生工程素質(zhì)的培養(yǎng)提出不同的要求，所賦予的內(nèi)涵也發(fā)生了變化。狹義地講，學生工程素質(zhì)主要包含其理論知識與實踐操作技能的掌握。廣義地講，還包括了其它工程倫理、經(jīng)濟法學、法學以及人文素質(zhì)等多方面?，F(xiàn)階段，我國接受高等教育的工科生比例約占高等教育學生總數(shù)的40%，遠遠超過發(fā)達國家的比例，[2]學生工程素質(zhì)的培養(yǎng)也要回歸工程本身。

工程素質(zhì)的內(nèi)涵基本可概括為專業(yè)知識、思想道德品質(zhì)和基本能力。毋庸置疑，專業(yè)知識的掌握，是任何一類專業(yè)技術(shù)人才所必備的知識儲備，除專業(yè)基礎(chǔ)知識，還需掌握學科的前沿知識，即知識面的掌握要廣而深。思想道德品質(zhì)主要指人文素質(zhì)的教育。包括樹立正確的三觀，世界觀、人生觀和價值觀，良好的職業(yè)道德、誠信理念和執(zhí)著的精神等。基本能力包括思維能力、溝通能力、學習能力和實踐操作能力。[3]如圖1所示。

圖1 學生工程素質(zhì)的基本構(gòu)成

二、OBE實施要點解析

基于結(jié)果教育(OBE)理念最早出現(xiàn)于美國的教育改革，[4]與傳統(tǒng)教育理念強調(diào)的學習過程的統(tǒng)一與按部就班的學習方式不同，OBE強調(diào)的是學生的個性化教育模式，[5]培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維能力、組織溝通能力和團隊協(xié)作能力等一系列綜合素質(zhì)。OBE以反向設(shè)計為原則，以最終學習成果為起點，反向進行課程體系建構(gòu)、教學方法與教學模式設(shè)計、評價體系及質(zhì)量標準改進等。[6]其實施要點如下：

(一)確定預(yù)期學習成果

學習成果，字面上可理解為一個階段的學習完成后所獲得的知識。一般概念中學習成果指具體的量化指標，如考試所取得的分數(shù)、讀完了多少本專業(yè)書籍等。OBE理論中學習成果指的是學生所獲得的能力，并沒有具體的量化指標去衡量。此時的學習成果既是OBE的預(yù)期終點，同時也是起點。由此可見，學習成果的設(shè)定在OBE的實施過程中，發(fā)揮著關(guān)鍵作用。

(二)反向構(gòu)建課程體系

學習成果確定后，為實現(xiàn)這一學習成果需要反向設(shè)計課程體系。課程體系是指不同性質(zhì)的課程按照一定的編排分類整合，共同構(gòu)成該專業(yè)的所有課程。不同的課程編排順序會導致不同的知識架構(gòu)，無論哪種課程體系的構(gòu)建都需要遵循特定的原則。[7]企業(yè)需求導向原則指工程科技人才培養(yǎng)的最終目標始終是服務(wù)于行業(yè)企業(yè)，只有充分了解不同階段企業(yè)對工程人才的需求，才能使課程體系的設(shè)置更好地滿足社會對工程人才的需要。畢業(yè)要求與培養(yǎng)目標達成度的支撐原則是課程體系是整個人才培養(yǎng)過程的支撐框架，每一門課程都為滿足畢業(yè)要求與實現(xiàn)培養(yǎng)目標做出了一定貢獻，也支撐每一項畢業(yè)要求。不同類型課程之間的合理配置，能有效提高畢業(yè)要求與培養(yǎng)目標的達成度。

(三) 教學方法設(shè)計與實施

OBE理念強調(diào)以學生為中心，尊重學生的個性化發(fā)展，以最終學習成果來評價學生能力的高低，而非在意每一位學生的學習過程。這種個性化的教學模式要求教師了解每一位學生的特點，有針對性地把握每一個人的學習進程，著重培養(yǎng)學生的批判性思維與創(chuàng)新性思維能力。

(四)學生個體評價與持續(xù)改進

OBE理念中對學生的評價在于學習成果的取得，而非單一的學習成績等量化指標。OBE強調(diào)個體化評價，即每個個體與之前相比，自身所取得的進步和所獲得的能力，而不是不同個體之間的比較。與此同時，還要對學習成果進行持續(xù)改進。

三、高校學生工程素質(zhì)培養(yǎng)中問題分析

隨著工程教育創(chuàng)新型人才培養(yǎng)工作不斷深入開展，在政府、教育行政部門以及企業(yè)行業(yè)等多方協(xié)同下，各高校都結(jié)合學校實際積累了具有自身特色的工程科技人才培養(yǎng)模式，在學生工程素質(zhì)的培養(yǎng)方面存在較為突出問題如下。

(一) 工程實踐能力薄弱

工程素質(zhì)培養(yǎng)中最重要的一部分是學生工程實踐能力的培養(yǎng)。工科院校培養(yǎng)的學生中大多實踐應(yīng)用能力明顯不足。一方面，部分工科教師缺乏工程實踐背景。教師在理論教學方面有很強的學術(shù)性與專業(yè)性，在實踐教學環(huán)節(jié)實踐經(jīng)驗不足，課堂理論無法解決工程實踐的問題。另一方面，傳統(tǒng)的教學模式注重課程知識點的灌輸與填鴨式教學，學生僅掌握每個知識點的內(nèi)容，且完全被動接受知識，導致學生的理論知識與實踐環(huán)節(jié)嚴重分離。為增強學生的實踐能力，政府明確了“普通本科高等學校向應(yīng)用技術(shù)類型高等學校轉(zhuǎn)型”、“深化產(chǎn)教融合、校企合作、工學結(jié)合”的人才培養(yǎng)導向。

(二)工程創(chuàng)新能力不足

創(chuàng)造力培養(yǎng)，是學生工程素質(zhì)培養(yǎng)中的重要環(huán)節(jié)。我國發(fā)展正在經(jīng)歷新舊經(jīng)濟交替的關(guān)鍵時期，新經(jīng)濟催生了一大批高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，新產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要新型工程科技人才支撐。高?；趥鹘y(tǒng)工科專業(yè)的人才培養(yǎng)模式缺乏將創(chuàng)新性訓練活動與職業(yè)能力培訓等內(nèi)容納入實踐教學體系，導致實踐教學內(nèi)容更新不及時，科技前沿與企業(yè)生產(chǎn)新技術(shù)不能及時融入教學，學生無法深入接觸企業(yè)生產(chǎn)實際等諸多問題。此外，傳統(tǒng)的課堂教學仍以教師為中心，以課程考試分數(shù)的高低劃分學生的等級。這樣的教學理念導致學生缺乏自主創(chuàng)新的能力，學生的重點全部放在考試取得高分上，對實際解決問題的能力不足。

(三)課程體系設(shè)計模式仍以學科專業(yè)為導向

目前，我國大多數(shù)工科院校的課程體系仍是知識導向型的，利用已有知識實現(xiàn)創(chuàng)新活動的可能性很小。[2]每個專業(yè)的課程體系設(shè)置都圍繞學生專業(yè)知識展開，每門課程的教學大綱也按知識點分解而展開，課程學習過程中，強調(diào)知識點的掌握程度。學生完成單門課程的學習后，也僅掌握該門課程的相關(guān)知識點，對其專業(yè)的知識框架結(jié)構(gòu)卻不甚了解，所學知識無法衍生，導致學生的知識面局限狹隘。且出于學科的保護與限制，大多高校專業(yè)課程體系的設(shè)置無法融入其它相關(guān)學科的課程，即學科交叉培養(yǎng)的可能性很小。陸必應(yīng)等學者在工科創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式的研究中強調(diào)合理的課程體系，是提高創(chuàng)新能力的前提。[7]

四、OBE對學生工程素質(zhì)培養(yǎng)的啟示

OBE以其理論的先進性與實踐的易操作性，對現(xiàn)代工程教育模式中學生工程素質(zhì)的培養(yǎng)具有指導性意義。針對當前高校學生工程素質(zhì)培養(yǎng)過程中存在的問題，以O(shè)BE實施要點為指導，從創(chuàng)新工程實踐、課程體系構(gòu)建以及教學設(shè)計環(huán)節(jié)提升學生工程素質(zhì)。

(一)培養(yǎng)學生工程實踐創(chuàng)造力

傳統(tǒng)的工程實踐環(huán)節(jié)依托學校的工程訓練中心來完成，金工實習的教學模式?，F(xiàn)代工程教育的新形勢下，傳統(tǒng)的工程實踐模式已不能滿足現(xiàn)代企業(yè)對工程科技人才的需求。通過搭建開放性實踐教學平臺，在實踐教學過程培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維能力，提高學生的工程素質(zhì)。通過產(chǎn)學研合作，根據(jù)不同專業(yè)的需要，系統(tǒng)規(guī)劃實驗內(nèi)容和體系、裝備條件和人員結(jié)構(gòu)。引入或自主開發(fā)具有時代特征和先進性的實踐教學方法，逐層遞進地建設(shè)開放式實踐平臺，形成基礎(chǔ)穩(wěn)固的創(chuàng)新型工程人才培養(yǎng)結(jié)構(gòu)，覆蓋整個本科教育階段。開放性實踐教學平臺的使用，可實現(xiàn)單一的技能訓練模式向綜合能力訓練轉(zhuǎn)變，課內(nèi)教學向課內(nèi)課外教學相結(jié)合轉(zhuǎn)變，知識點教學模式向工程實例教學轉(zhuǎn)變，以教師傳授知識為主向以學生自主學習與師生共同探討為主的轉(zhuǎn)變，也可為大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃的實施與拓展提供平臺支持。

學生自主性學習方面，可建立“柔性化”工程教育實踐教學組織模式，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維能力。高?？稍谌７秶鷥?nèi)，推進各級科研基地和實驗室面向本科生開放，結(jié)合基地研究方向面向全校學生開設(shè)課程，接納學生開展自主創(chuàng)新研究基金項目、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練項目、課外科技作品競賽以及各類創(chuàng)業(yè)大賽等。

武漢理工大學在大學生學科競賽方面具有較強優(yōu)勢，2018年全國普通高校競賽排行結(jié)果(本科)榜單中位列全國第一?？山梃b我校成熟的工科專業(yè)競賽經(jīng)驗，組建本科生科技創(chuàng)新團隊，促進工科院系與其它人文社科專業(yè)協(xié)同合作，培養(yǎng)學生的其它管理與溝通能力。建立實驗室開放運行管理、探索虛擬仿真實驗教學模式以及學生校內(nèi)雙向選擇的頂崗實習與學生集中與分散相結(jié)合的實習方式，滿足學生個性化發(fā)展需要和工程創(chuàng)新能力培養(yǎng)需要?？山梃b美國工科院校工程科技人才培養(yǎng)的模式，開展“體驗式教育”，通過在真實情境下的鍛煉，提高學生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。[8]學生工程實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式如圖2所示。

圖2 學生工程實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式

(二)構(gòu)建科學合理的課程教學體系

OBE理念中根據(jù)學習成果，即畢業(yè)要求與培養(yǎng)目標的設(shè)定，反向設(shè)計專業(yè)課程教學體系,關(guān)鍵在于學生的參與度與學生的積極性。[9]傳統(tǒng)課程與前沿課程的融合，傳統(tǒng)課程與現(xiàn)代前沿課程各自具有特點和優(yōu)勢，傳統(tǒng)課程的基礎(chǔ)性與專業(yè)性方面，經(jīng)過了多年實踐教學經(jīng)驗的認可，在培養(yǎng)學生工程素質(zhì)中，專業(yè)基礎(chǔ)知識方面是不可替代的。一些經(jīng)典的專業(yè)與專業(yè)基礎(chǔ)課以及基礎(chǔ)性實驗與實踐課程，都是現(xiàn)代前沿課程無法比擬的。然而，現(xiàn)代前沿課程以其新穎的知識創(chuàng)意，可極大地提高學生自主學習興趣，這正是OBE理念中所倡導的；也有助于學生創(chuàng)新性思維能力的培養(yǎng)。毋容置疑，傳統(tǒng)課程與前沿課程，應(yīng)各取所長，有效整合，共同培養(yǎng)學生工程素質(zhì)中的專業(yè)知識水平。

注重實踐環(huán)節(jié)課程設(shè)置，逐步提高實踐課程比例。實踐操作能力是學生工程素質(zhì)的基本能力，對學生走上社會后被企業(yè)行業(yè)所認可至關(guān)重要?，F(xiàn)行培養(yǎng)方案中，對實踐環(huán)節(jié)課程的設(shè)置所占學分比例不高，僅可滿足基本的實踐訓練。在制訂專業(yè)培養(yǎng)方案時，應(yīng)著重提高實踐課程的比例，適量增加實際工程類項目的實習、研討以及課程設(shè)計環(huán)節(jié)，重點培養(yǎng)學生思維能力、創(chuàng)新能力與溝通能力?？蓪⒉煌瑢I(yè)學生或同一專業(yè)不同方向?qū)W生進行組合實踐，在學校的開放性實踐教學平臺進行團隊協(xié)作，共同完成工程項目的實踐活動。

在課程體系中融入創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程群，高校學生工程素質(zhì)的培養(yǎng)中，創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)仍是薄弱環(huán)節(jié)。高校應(yīng)在專業(yè)培養(yǎng)方案課程體系的設(shè)置中適當增加創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)類課程?？稍谌ＭㄗR教育課程群和各專業(yè)課程群中增設(shè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育類課程。李正在華南理工大學工程創(chuàng)新人才培養(yǎng)的課程體系改革中開設(shè)人文、社會和科學三大領(lǐng)域課程，拓展學生思維，強化學生素質(zhì)。[10]蓋江南在北京化工大學的實踐研究中開設(shè)技術(shù)創(chuàng)新講座等通識課程，對學生創(chuàng)新思維進行強化。[11]還可建立大類專業(yè)的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育課程群，依照創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育與專業(yè)教育“嵌入”的方式，結(jié)合產(chǎn)學研合作教育項目，構(gòu)建工程教育創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育課程體系。并通過第二課堂，改革創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程體系。將學生課外科技、文化和社團實踐活動整合形成大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計劃，納入到各專業(yè)人才培養(yǎng)方案中，形成第一課堂與第二課堂的相互聯(lián)動，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。

創(chuàng)新教學方法和手段，尤為重要。“互聯(lián)網(wǎng)+”時代興起的在線開放課程、虛擬仿真實驗教學引領(lǐng)了傳統(tǒng)課堂教學模式的改革。傳統(tǒng)教學模式以教師為中心的照本宣科的教，教學設(shè)計是由教師決定教學方式與內(nèi)容。OBE理念強調(diào)以學生為中心的學習方式，教學設(shè)計由學生自主決定。教學設(shè)計圍繞最初確定的學習成果完成、每位學生的學習進度與學習能力不同而設(shè)計。教師需了解每位學生的特點，引導學生主動學習，并實時評價，及時調(diào)整學習過程。

就人才培養(yǎng)效果而言，混合式教學側(cè)重于課外培養(yǎng)學生的實踐能力，其教學效果體現(xiàn)在學生的自主創(chuàng)新與創(chuàng)造力上。就教學方法而言，混合式教學強調(diào)師生之間的互動，其教學效果體現(xiàn)在學生的人際交往能力上。就教學質(zhì)量而言，混合式教學是適應(yīng)信息化教學的需求，既有利于拓展學習者的思維，又有利于學習者提高實踐探索能力。[12]

五、結(jié)語

OBE作為一種全球先進的教育理念，引領(lǐng)著高等教育教學改革的方向。在新經(jīng)濟時代，我國高校學生工程素質(zhì)與國際工程教育培養(yǎng)的現(xiàn)代工程師存在一定差距。將OBE的教育理念引入高校學生工程素質(zhì)培養(yǎng)過程中，滲透到課堂教學、工程實踐以及課程體系構(gòu)建等環(huán)節(jié)中，激發(fā)學生學習興趣，利用“互聯(lián)網(wǎng)+”時代信息技術(shù)手段與數(shù)字化思維方式，探索以學習者為中心的個性化工程素質(zhì)教育培養(yǎng)模式，培養(yǎng)符合時代發(fā)展需求的現(xiàn)代化工程師。