地方工科院校本科生工程实践能力培养对策

陈会军　李炎锋

摘要：本文分析地方工科院校工程教育存在的问题，围绕地方工科院校如何培养学生工程实践能力，提出在建构主义理论的指导下，如何采取措施从学校人才培养目标、课程设置、教师的工程背景、知识结构和教学方式、学生工程实践的真实情境等方面来培养学生的工程实践能力。研究成果能够为工程实践能力培养体系的建立提供参考。

关键词：本科生；工程教育；实践能力；建构主义

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）17-0149-03

2016年6月我国正式加入《华盛顿协议》，这标志着我国高等教育对外开放向前迈出了一大步，我国工程教育质量标准实现了国际实质等效，工程教育质量保障体系得到了国际认可。下一步国内将继续高等工程教育的改革，特别对本科教育培养方案进行调整和完善，从而提高教学质量，使毕业生的素质和能力都达到一个更高的标准。但是，我国工科院校尤其是地方工科院校数量众多，而且办学水平差异较大，如何提高地方工科院校毕业生工程实践能力成为社会关注的重要问题。

一、地方工科院校工程实践能力培养存在的问题

教育部《中国工程教育质量报告》对260多家用人单位进行了调查。数据显示，由于工程教育人才培养仍然侧重知识的传授，对学生能力特别是工程核心能力的培养重视不够，导致毕业生在工程科技前沿现状和发展趋势的了解水平、工程设计的综合意识和能力、国际交流能力、社会责任感等方面需要加强。《中国大学生学习与发展追踪研究（CCSS）》数据显示，工科学生学习投入总体状况不乐观，学校应该从学业挑战度、师生互动和校园环境支持等方面加强重视。工科学生在校满意度并不明显优于其他学科类的学生，低年级学生比高年级学生的满意度低。孙志凤对北京、上海、江苏和广东四地10个城市26家不同类型的企业进行调查，用人单位对学生的自学和领悟能力及解决问题的能力非常不满意，所谓领悟力在一定程度上是指学习重组的能力，也指对问题系统化思维的洞察能力。用人单位还希望学生能够真正地经历一场实习，时间最好在半年左右，而不是为了实习而实习。赵婷婷等对近五年本科工科毕业生用人单位的满意程度进行了调查，主要调查机械类、交通类、水利类、化工与制药类和食品工程类等169家企业，在实践学习及相关能力、获取信息能力两个指标上没有显著性差异，并且对几种能力的满意度均值都不高，均值分别为获取信息能力（71.38），系统设计能力（58.72），综合意识与能力（54.16），实践学习及相关能力（55.56），创新意识与创新方法（56.14）。从我国工程教育人才培养的现状和学生工程实践能力的现状可以看出：按照科学家的逻辑培养工程师，教师工程实践背景和能力普遍不足，学校缺乏与企业的紧密联系，学生缺少工程实践的机会，这导致学生工程实践能力不足，运用知识解决问题能力、综合设计能力和创新能力不强，这是我国工程教育亟待解决的问题。本文以工程师的应然能力素质为标准，将地方工科院校本科生工程实践能力归纳为五个结构维度，包括运用和整合知识的能力，交流表达与协作管理能力，工程设计和实验能力，运用系统思维解决问题的能力和创造、创新能力等五个维度。这五种能力又依次划分为基础能力、综合能力、专业能力和核心能力。

二、建构主义对地方工程院校工程实践能力培养的启示

建构主义认为学习不是简单的知识转移，而是学习者主动构建的过程。建构主义的“学习”过程是一种学习主体展开多元对话来形成认知性实践、社会性实践、伦理性实践的过程。建构主义认为知识的获得并不是教育和教学的终极目标，教育和教学的终极目标是促进意义的生成和个体的发展。建构主义认为教学不是传递现成的知识，而是激发和促进学生相关知识经验的增长，促进知识的建构，从而促成知识经验的重新改造。教学是为了给学生创造理想情境、激发学生推理的高级思维活动，并为学生提供丰富的信息资源，促进其自身不断地建构的过程。建构主义培养主动建构知识的人，建构主义认为教学应该遵循学习的规律，以学生为中心、以促进学习、创设恰当的学习环境为目标。学生通过充分发挥主观能动性，主动探索和发现来进行意义建构。建构主义以培养学生能力发展为导向；教师的知识结构、教学方法和教学内容的选择影响学生的主动建构和能力发展；建构主义的教学方法通过创设真实的情境来促进学习者主动建构和能力发展。比较成熟的教学方法有：支架式教学、抛锚式和随即通达式教学；建构主义的学习环境包括情境、协作、交流和意义建构四个要素。学习过程是学生知识结构改变的过程。

三、地方工科院校工程实践能力培养对策建议

1.与企业联合制定工程师的培养目标。培养目标应该由学校和企业共同制定，因为企业能够准确把握社会对工程人才的需求，清楚未来工程师的关键能力和素质，并且深刻了解毕业生在知识、能力和素质上存在的不足和需要完善的地方。只有这样才能制定既满足人才市场需求又切实可行的工程师培养目标。人才培养理念应使学生将来能够在某一群体内更好地适应和发展，使其在未来工作中能够胜任为目标，因此应用型工程人才培养要面向产业、面向工程实践。在培养目标设定时应该充分立足于应用型工程师的应然素质要求，在知识层面上注重数理等基础理论知识、学科知识和相关专业知识的同时，还应注重人文、经管、美学、环境及伦理方面的知识。能力层面应以工程实践能力培养为主线，重点培养工程知识的运用与整合能力、工程实验的操作能力、工程设计能力、运用适当的理论和实践方法解决工程实际问题的能力，良好沟通与交流能力和工程创新能力。

2.设置以工程实践能力为主线的课程体系。工科学生工程实践能力不是通过改变几门课程，调整课时量就能实现的，需要通过全盘考虑所有课程，科学地设计培养方案，处理好理论课程和实践课程的关系，来进行系统的设计与研究。工程教育应该将培养方案中相互分割的科学内容、人文内容、工程技术内容加以系统综合，利用集成的思想对课程体系和教学内容进行重构，促使学科交叉融合，这样可以使学生拥有综合的知识背景、综合素质和能力。对课程体系进行综合化改革，通过知识点和内容的重复，把联系紧密和相近的内容进行融合，形成综合性更强的工程知识背景。以专业知识运用能力、工程实践与设计能力和综合拓展能力为主线进行课程模块设置。通过开设新生研讨课程或者工程专业导论课程，让学生对专业知识有一个整体的了解。工程实践能力不是在学习中具备的，而是在工程实践中形成的。理论知识的教学学时要少而精，更多的学时是大量的工程实践和工程训练的时间，这样才能为工程实践能力的形成创造条件。以专业知识运用能力为核心设置公共基础课程、学科基础课程。这两种类型课程上更多注重工具性和方法性知识的传授，不仅具有知识覆盖面，而且能够灵活运用基础理论并在此基础上创新，从而为解决工程实践问题创造条件。对基础理论课程教学中，加强学生对基本原理和基本方法的深入理解和灵活运用的能力的培养，在每一门课程尤其是工程类课程的教学中，在重视学科基础知识的同时，还要把工程实例不断地充实到教学中，使教学内容成为理论与实践的统一体。适当引入工程案例，合适的工程案例有助于学生深入浅出地从现象提炼本质，运用基本原理开辟解决途径。以工程实践与工程设计能力为核心设置专业基础课程和专业课程。将专业课程的设置综合化与模块化，将原学科体系专业基础课程和专业课程等学科知识点进行分析，分类归纳学生应该掌握的专业知识和操作技能，將所有专业知识点分别分解为基础知识（A）、工艺类知识（B）、操作类知识（C）；根据相近相关原则，将A、B两类专业基础知识全部融入C类课程之中。课程教学以综合项目案例为主线，将综合案例分解到与各个知识模块相配套的实训项目中，在知识模块化、训练项目化中形成初步的实践与设计能力。以综合、拓展能力和创新能力培养为核心设置专业选修课和综合项目设计课程。在学生具备了一定的专业知识，有一定的工程实践与设计能力的基础上，通过解决复杂的实际工程问题来提高学生的综合工程实践能力。专业选修课程是为拓展学生的知识和能力水平而设置的课程，综合项目设计课程是根据真实的工程实践中比较典型的有代表性、复杂的、综合设计类课程。通过以上两类课程的学习将有助于学生通过运用专业知识进行综合分析问题、解决问题能力的提升，有助于学生创新意识和创造能力的培养。

3.校企合作提高教师工程背景，并搭建真实的工程实践环境平台。高校主动制定政策和措施，积极鼓励青年教师定期参加企业实践，并对青年教师在企业实践中给予政策优待，如减免考核工作量、职称评聘加分等。教师岗前培训过程中注重教学能力和工程实践能力培训；利用企业实际参观与考察活动让教师形成“大工程”观，并对相关行业尖端前沿技术和人才实际需求充分了解，形成以实践为主导的工程师教育理念。在此理念的指导下，使教师在课堂教学中建立以工程实践能力培养为核心的教学模式。学校还可以和行业或企业联合举办短期培训会议和学术交流会议，分派青年教师去合作企业参加有价值的商业短期培训课程，并由经验丰富的“兼职工程师教授”做考官进行严格的选拔性考试，只有顺利通过者方可正式上岗。校企合作为学生搭建专业认知类课程的校企合作联盟平台，专业类课程的真实项目和联合实验室平台，实习与毕业设计的工程真实环境平台，校企合作的常態化建设。

4.运用项目教学，把握关键环节。项目教学主要在专业综合课程设计和毕业设计中应用。项目教学将理论知识和实际技能结合在一起，通过对已有知识和技能和新知识和技能的应用来解决实际问题。以建构主义教育思想为指导，合理定位教与学的关系，并将教学内容寓于不同阶段的项目任务中，师生的教与学都围绕这些项目展开，整个教学活动最终被模拟成“在用户需求中完成特定项目”，具有很强的实践性。

项目要包含全部教学内容并尽可能自然、有机地结合多项知识点，项目任务选择一定要和工程实践紧密相连，并且最好能够将前沿和热点内容贯穿其中，这能够有效地提高学生的学习动机和参与兴趣，有助于学生主体性的发挥。项目不能选择太大或者太小的，项目大小要适中，这样有助于学习效果的达成。所以教师必须具备丰富的工程实践经验和较强的教学能力才能够把握好项目之前的承接和关联性。

四、结束语

在建构主义工程实践能力培养理论框架的指导下，以工程师为培养的目标，以知识运用与整合能力、实验与工程设计能力、综合拓展能力和创新能力培养为主线来设置课程，运用案例与项目教学方法，通过校企共建实践教学真实环境，通过企业的参与培养具有良好的科学素养和工程实践能力的师资团队，构建专业认知类课程的校企合作联盟平台、专业类课程真实项目和联合实验室平台以及实习与毕业设计的工程真实环境平台来培养工程实践能力。

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