高素质卓越工程师“三位一体”教学模式探索

陈小光，姬广凯，马承愚，谢学辉

(东华大学 a. 环境科学与工程学院；b. 教务处，上海 201620)



高素质卓越工程师“三位一体”教学模式探索

陈小光a，姬广凯b，马承愚a，谢学辉a

(东华大学 a. 环境科学与工程学院；b. 教务处，上海 201620)

为迎合当前我国对高素质卓越工程师的需求，论文结合国内外卓越工程师培养模式现状，创造了一套已初见成效的“层次连贯、协同内外、多维训练”三位一体全新教学模式，详细阐述了该教学模式的主体内容、培养思路、主要流程和关键要素等，构建了一套行之有效的卓越工程师人才培养实施体系。该教学模式培养思路具有特色，培养过程与众不同。它同样可为高年级研究生培养提供借鉴。

卓越工程师；教学模式；人才培养；三位一体；培养思路

2010年，为贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010—2020年)》和《国家中长期人才发展规划纲要(2010—2020年)》，我国启动了“卓越工程师教育培养计划”，主要目标是培养造就一批能适应社会经济发展需求的，拥有工程实践能力和自主创新能力的高素质工程技术和管理人才。该计划通过不断优化知识结构、丰富社会实践、强化动手能力实现培养目标，它涉及高校、政府和企业诸多层面，任务庞杂而艰巨[1]。

在高素质工程技术和管理人才的培养过程中，国内外高校已有许多创新性教学改革。国内高校如山东建筑大学的机械工程教育着重创新能力培养，从基础理论创新到思维创新，着力通过课程与实践环节的改革培养创新能力[2]；合肥工业大学以及南京航空航天大学有学者以工程规模扩大的大工程时代为切入点，提出工程师人才大工程素质的塑造与培养[3]；国外高校如法兰西学院部分学者提倡搭建工程协作平台以培养工程人才工程能力，基于项目扩充工程交流经验[4]；德国海德堡大学的学者从公司角度考虑，通过教学大纲的制定和行业认证框架搭建来改善工程人才整体素养[5]。面对工程技术人才实践技能的培养，众多学者从不同角度提出了新的教学体系和教育理念，一定程度上推动了工程师教育的纵深发展。但这些工程师人才教育的改革多拘于某一技能的培养，培养模式单一、不连贯。然而，工程师教育改革和教学模式探索过程复杂，既要对工程现状、社会形势有整体把握，又要对培养目标有足够的规划预判，还要制定出行之有效的实施方案将培养目标落到实处，才能让培养对象真正做到“上接天线、下接地气”。

鉴于此，本文结合当前国内外工程师培养模式现状，依托高校平台，整合企业资源，着力创制一个全新的“层次连贯、协同内外、多维训练”三位一体教学模式。

一、 教学模式主体内容

为响应“十三五”规划经济及工程模式的转型和人才优先发展战略基本要求，以环境工程专业本科生培养为例，以卓越工程师工程实践能力和自主创新能力培养为导向，通过“教室+实验室+工程现场”空间串联的方式，不断优化知识结构、强化动手能力、丰富社会实践，为学生创造培育环境、全面提升学生综合能力，实现“卓越工程师计划”培养目标。该教学模式主体内容如下。

(一) 层次连贯

本文将学生能力体系培养划分为三个层次：第一基本技能层、第二综合能力层、第三自主创新能力层。工程人才的培养若无法在基本技能教学层面塑造学生全面的知识体系，无法将课内知识与实践操作融合，适时提升理论联系实际的综合能力层，必将难于达到卓越工程师的自主创新能力培养要求。可见，这三个能力层次渐进连贯，层层推进，组成了这一教学模式的中心思想与铺展脉络。

(二) 协同内外

选拔学生与专业任课导师组队，专业导师通过课堂授课，全面塑造知识框架，再利用课余时间针对性地传授环境工程专业基础知识与专业技能，培养科研思维、逻辑思维；依托导师实验室资源强化学生动手能力，加深理论知识消化吸收，激发学生的创新思维；依托导师所在学院资源，通过校企合作，为学生创造良好的实践条件，激发学生的主观能动性，全面提升学生工程实践能力与自主创新能力。

通过以上模式，创造性地将“三个能力层次”与“教室+实验室+工程现场”三个空间点结合在一起。在本科四年的培养期中，时间上三个节点协同连贯，能力上三个层次由表及里，空间上三个场所由点到面，“三位一体”地构建了这一全新教学模式的主干内容。

(三) 多维训练

卓越工程师不仅需要过硬的技术，而且需要良好的与人沟通的能力。在内于教室和实验室中不断强化理论知识，理论结合实际；在外让学生在与企业对接合作期间与企业员工朝夕相处。工程现场“七分技术、三分人事”，在实践过程中鼓励学生敢问、勤问和善问，在问的过程中，在有效的时间内，最大化地获取学校不可能获取的技术和社会经验，极大地提升与人沟通的能力。通过办公室内外多维训练，达到“上接天线、下接地气”的效果。

二、 教学模式培养思路与案例

本教学模式培养思路以三个能力层次渐进铺展、层层塑造为脉络，分三个阶段在三个空间点逐步进行高素质卓越工程师教育，具体实施步骤见图1：

图1 高素质卓越工程师教育实施步骤

这一教学模式已在东华大学作了尝试，卓越环工1101班3名本科生自大二起介入，进行了为期三年的教学实践。利用大学生训练计划项目的机会随机选取了3名本科生，课后在办公室指导他们论文、专利撰写，在此过程中不仅夯实其专业知识，而且培养了逻辑思维。导师做到每周例会定期交流指导，平时不定期指导。经过一年的基础实验及综述性论文撰写训练，3人均取得显著进步。此外，利用寒暑假项目机会派遣学生前往工程现场实地调试，力求理论联系实际，并结合工程实际撰写工程实践论文。两年时间内，3名本科生本科期间共计取得7篇SCI、3篇CSCD、1篇中文核心和5项专利的成果，并先后获得5项针对本科生的国家级、省部级奖项。可见，这一教学模式已初见成效。后续更选取环工1502班3名本科生继续培养，目前培养效果良好。

三、 教学模式关键要素

(一) 对象选拔

毛主席说：“一张白纸，没有负担，好写最美的文字，好画最美的图画”。学生的选拔亦如此，大学四年稍纵即逝，对象选拔越早越好，最好大一开始。导师在大一新生还未接触专业知识之前及时介入督导，帮助学生全面梳理专业知识结构，为夯实专业基础指明方向，使学生少走弯路。

(二) 主干训练

1． 课外联动

专业导师利用学生晚自习及课外业余时间，针对性地指导学生撰写综述性论文、协助撰写专利等，锻炼学生的文献检索、科研论文写作能力，培养逻辑思维，提升文字表达能力。根据笔者经验，本科生乃至研究生新生的文字表达能力普遍较弱，许多简单的表述都纰漏百出，文不达意，但经过一轮强化训练后(约需一学期至一学年)可大幅提高逻辑思维和文字表达能力。

通过上述强化，可发现学生显著进步，增强专业方向认同感，并逐渐激发他们的科研兴趣和专业爱好。

2． 知行结合

在学生具备一定程度理论知识储备、实验操作技能和文字表达能力后，依托学院与导师资源，与校外企业对接合作，利用假期时间将学生派至工程现场，进入工程实际操作状态，参与工程调试和运行，直观地感受工程运行，消除理论与工程偏离造成的隔膜心理，明晰对工程的认识，并与自身理论知识相印证糅合，反过来学以致用，质变性地强化工程实践能力，塑造自主创新意识，使得学生第三能力层得到训练，综合能力和自信心大幅提升。

(三) 潜力激发

当学生一直呆在舒适区没有明确的学习目标，所学所知一时没有应用的地方，就会如温水煮青蛙逐渐颓废。而在这一教学模式中需要不断安排学生撰写论文、专利等，施加一定的压力，使学生脱离舒适区，在完成任务过程中强化所学知识，充分发掘潜能。当然这也需要老师把握松紧，张弛有度，以达到最好的激发效果。

(四) 兴趣驱动

兴趣是学习工作最好的导师，兴趣也是持之以恒最好的驱动力。依实际培养案例来看，成果激励是培养兴趣的最好方法。学生在培养过程中若能比赛获奖、论文发表、专利授权等，将极大地提升学生的自信，激发学生专业学习的主动性，从而获得更多成果，实现良性循环。当然，第一份成果通常需要导师耐心指导、循循善诱，以提升获得成果的成功率，从而取得最佳效果。

(五) 薪火相传

教学模式的成功需要具有延续性，能够前人带动后人、起到良好的传帮接代作用。在这一模式中，先行培养的学生甚至可以起到半个导师的作用，对后进学生产生朝夕相处潜移默化的影响，从而树立良好的实验室学风，再吸引更多有兴趣有想法的“白纸”加入进来。如此，不仅可以传帮接代，更能薪火相传。

四、 结语

基于“卓越工程师教育培养计划”，为迎合经济全球化发展时代我国对高素质环境工程人才的需求，研究并探索出了一套经验证行之有效的培养高素质卓越工程师的“三位一体”教学模式。具体体现在：

(1) 培养思路具有特色。提出将学生能力体系培养划分为三个层次：第一教学层面塑造全面知识体系，打造基本技能层；第二应用层面将课内知识与实验操作适时调和，构建初步设计与综合应用能力层；第三结合工程实际与实验室办公室对应协同，积极开放与社会企业合作，铺展工程实践与自主创新能力层。这三个能力层次渐进连贯，层层推进，组成了这一教学模式的特色培养思路。

(2) 培养过程与众不同。创造性地将“基本能力层、初步设计与综合应用能力层、工程实践与自主创新能力层”三个能力层与“教室+实验室+工程现场”三个空间点结合在一起。在本科四年的培养期中，时间上三个节点协同连贯，能力上三个层次由表及里，空间上三个场所由点到面，整个过程与众不同，环环相扣、彼此贯通，全面训练学生综合素养及实践能力。

[1] 陈小光，柳建设，李登新，等．卓越环境工程师SRTP训练模式探索[J]．中国高校科技，2012，(7)：34-35．

[2] 张瑞军，董明晓．机械工程类专业卓越工程师创新能力培养研究——以山东建筑大学为例[J]．山东建筑大学学报，2014，(6)：596-600．

[3] 王章豹，樊泽恒．试论大工程时代卓越工程师大工程素质的培养[J]．自然辩证法研究，2013，(5)：48-54．

[4] Francois A， Lanthony A． Work-in-Progress： Collaborative Platform for Systems Engineering： Active learning to train engineer students through projects[C]． 2014 International Conference on Interactive Collaborative Learning， 2014：1043-1048．

[5] Paech B． Requirements-What is a requirements engineer?[J]．IEEESoftware， 2008，25(4)：16-17．

2016-09-14

陈小光(1979—)，男，副教授，博士，研究方向为废物生物处理及资源化。E-mail：cxg@dhu.edu.cn

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1009-9034(2016)04-0183-04