力学本科培养中的工程实践教育的问题和思考

徐文涛

摘 要：力学学科作为一个传统的理论性基础学科，学生的工程实践能力培养在本科阶段教学过程中是有所欠缺的，形成这种欠缺性的因素来自多方面。本文从工程实践教育的发展历史入手，结合所在专业的情况分析了力学学科工程实践教育的现状，讨论了制约其发展的瓶颈，及提升工程實践能力培养的意义，并就如何加强工程实践能力提出了一些观点。

关键词：力学学科;工程实践教育;本科教学;高等教育

Abstract： Mechanics discipline is a basic theoretical science. Usually， the engineering practice abilities of the undergraduates are insufficient in the course of undergraduate teaching， and there are a variety of reasons. In this paper， starting from the importance of the higher engineering practice education， those are important that looking back the developing history of the engineering practice education based on the development of Mechanics discipline， proposing the main connotation and the existed problems. Then， some advice are offered with personal recommendation， and looking forward the future development of the engineering practice education.

力学学科作为一个传统的基础理论学科，在现代知识交叉大融合的理论体系中，焕发出更强大生命力，具有更加鲜明的应用性、综合性和适用性的特点。随着国家高等教育体系的改革，本科教育更加侧重用工程技术人材的培养。这些决定了工程实践培养是力学力学高等教育的重要内容。创新是一个国家的灵魂，也是国家发展永不衰竭的动力。要尽快建成国家的创新体系，就需要培养出国家各领域所需要的创新精神和创新能力。这些能力的提高和素质的培养，除了需要比较系统的理论教学外，还需要通过实践教学、实验教学和不断改善社会的工程实践环境，强化工程实践教育来解决[1-2]。

工程实践教育源于实践而最终又要归于实践，这就是工程教育的实质[3]。为我国的现代化建设培养出更多的优秀工程技术人才，是我们广大教育工作者义不容辞的责任和使命。我国的“卓越工程师计划”和之前发布的《国家中长期教育规划纲要（2011-2020）》都提出了强化实践教学环节、促进高校与行业企业深度融合等方面的要求[4-5]。回归工程实践不仅是一种工程培养理念更是当前工程教育改革的具体任务。典型国家的工程教育界回归工程的实践已走在前面，其成功做法对我国当前高等工程教育改革具有重要的借鉴意义。

我国工程实践教育的发展有一定的历史，但受传统观念、学校教育和工作环境的影响，其创新精神和综合素质与时代要求有较大差距。工程技术人员的创新动力、创新目标和创新毅力都十分缺乏[6]。高等教育是工程技术人员培养的主渠道，为工程科学技术的发展源源不断地提供着新鲜活力。高等工程实践培养对工程技术人员的知识、能力、素质等形成起着主要作用，特别是对创新精神与创新能力培养有决定性的影响[7-8]。因此，对力学学科而言，深入研究相应的知识结构、人才培养目标、应用领域、工程特点、时代背景等要素，探讨合理可行的工程实践培养模式具有重要意义。

一、国际工科工程实践教育

力学学科在国外往往属于大工科环境，相应工程背景清晰，应用领域明确，本科阶段的教育与工程实践紧密结合。从大环境来看，国外的工程实践教育也经历了大回归时代。特别是美国工程界早在20世纪80年代明确提出确立“大工程观”，并发出回归工程实践的动议。与实践结合，这对学科生命力的延续及发展具有重要意义。作为一种工程实践教育理念，国外的高等教育工程实践能力培养具有以下几种方式：

1. 工程实践教育目标规划

2. 根据教育目标规划的工程人才培养制度调整

3. 工程实践教学方法的改进

4. 课程教材的综合化

5. 通过工程技术力量促进实践能力培养

6. 加强合作教育机制建设

国外的工程实践能力教育并不是独立于高等教育类型之外的另类，而是在传统的高等教育之中有机的融入工程的特色，以提高学生的工程能力，其强调的工程教育回归的本义包含以下三个方面：

1. 从高等教育体制来看，随着新兴学科、交叉学科的大量出现，学科的成熟度和独立性不断增强，教育体系再也不需要仅借助科学教育构筑其学科身份之基，回归工程实践就是重构工程教育体系。

2. 从高等教育主体来看，不论在哪种层次和类型的高等教育机构中教学的重要性即便再怎么强调都不为过，但事实却都对科研过分偏重体。回归工程实践就是回归教学，既是对以研究为导向的高等教育观的一种“纠偏”。

3. 从受教育的主体来看，全面发展是与以人为本的科学发展观相统一的教育教学理念，其要旨是使学生学会做人、求知、劳动、生活，促其全面和谐的发展，达至这一目标的基本手段就是教育与生产劳动的紧密结合。回归工程实践就是回归全面发展。

二、力学学科传统工程实践教育

力学学科具有较强的理论性和基础性，同时作为大工科的基础，具有较强的适用领域。也因为如此，在一些力学学科独立的院校，力学也因缺乏专业应用背景而失去了工程色彩，逐渐演变为曲高和寡的“清高”研究性学科，而与工程实践逐渐脱节，甚至在一些学生的印象中成为敬而远之的“庙堂”学科。在20 世纪60年代，高等学校的工程类学生开设专门的实践教学课程。力学的学生除了有相应的实验教学外，一般还要在企业生产认识实习1-2周、校内的金工实习6-8周、结构认识实习2周和专业实习4周以上四个重要的实践教学环节，有些工程类高校还要求学生结合真实的工程项目，深入到工厂企业，完成称之为“真刀真枪”的毕业设计。这些在大学本科阶段的实践教学环节，符合工程类学生成长规律。

随着社会和国家制造业的大力发展，目前，力学类工程实践教学基地的规模和教学形式虽然大为拓展，但工程实践教育的效果却呈现出萎缩的情况。分析起来大概有下面几种因素造成：

1. 我国科技发展及教育导向的问题。经过多年的发展，国家在科技等诸多领域已经走在了世界科技水平的前列，從以往的学习、引进、追赶的层次逐渐演变为转化、超越、引导的层次。这种变化在学术界和高等教育系统就引发了以理论创新为导向的研究型模式，这从诸多高等院校提出的建设世界性高水平研究型大学的建设目标中就可以见一斑。

2. 社会及教育评价体系的引导。在大量的成就面前，曾几何时，高等教育的部分评价体系却由服务社会、服务工程转变为诸如论文影响因子、学科排名、顶级杂志等等数字指标。对本来是学习基础知识的本科阶段的学生也有了科技论文、理论创新的要求。尤其对力学学科学生而言，本就不够凸显的工程背景在功利的引导下，工程实践兴趣的培养就显得更加索然无味。

3. 社会快速发展带给高校培养规模的压力。90年代以来高等学校逐年扩招，规模的扩大给工程实践培养带来两方面的困扰：一方面，规模的增大带来教育需求的增加，通常的一批次、同场地的实践教育就需要轮转进行，往往轮转3-5倍，这其实加压缩了实践教育的时间和兴趣，逐渐沦为走马观花;另一方面来源于人员规模的增大和对接企业生产的压力，以往精细培养的工程实践训练因专业、水平较高，对企业和学生是双赢的。而沦为走马观花的培训之后，给企业带来的是疲于应付和影响生产，这种恶性循环使得大部分高校都在大量流失企业实践培训基地资源。

4. 知识爆炸引起的理论课程与实践培养的矛盾。力学也通过与诸多学科的交叉和交融诞生出许多新的学科方向。这给高校力学的培养大纲制定带来了新的困惑。对于学生而言，力学的课程要学习，涉及到化学、医学、土木、桥梁、高分子等等交叉领域的课程亦要涉猎，对于本科以理论学习为主的阶段而言，只能牺牲的就是工程实践类的培训。所以就会看到在各个高校的实习时间不断被压缩，实习时间由8周降为5-6周，甚至2-3周，能够保证6周的学校为数不多。

由此可见，目前高等院校力学相关学科的工程实践教育的现状受到诸多客观因素的制约，状态的改变需从多方面、多个环节入手，对诸多问题都要有细致的思考。

三、关于力学工程实践教育的思考

我国的高等工程教育，由精英教育发展到大众化教育，取得了世人瞩目的进展，但也存在许多不足。针对我国高等教育，尤其是力学学科工程实践能力教育存在的诸多问题，就需要不断创造有利条件，来提升学生的工程实践能力、综合素质和创新能力。以下是几点思考：

1. 充分理解和认识国家对工程素质教育的积极导向。国家整体实力的提升需要人才，人才的层次是呈金字塔状的，固然需要学术一流的大师，更多需要具有很强工程实践能力的技术人员。这在我国近年来实施的“卓越工程师计划”和发布的《国家中长期教育规划纲要（2011-2020）》中都有明确的叙述和要求。这是提升工程实践能力、加强素质教育的重要前提。

2. 建立、健全人才和高校评价机制，增强工程实践成果的比重。高校是现今社会实现全面教育的主要载体，以建设国际化研究型大学的目标固然重要，但大量工程素质过硬的技术人员才是本科受教育主体。从学术培养规律来看，将来能够继续高水平教育和学术研究的本科生毕竟还属少数群体。在高校教育理念和建设目标中适当加强工程实践能力培养的具体目标将会从师资、配套、软环境、学生导向等方面起到重要的积极作用。

3. 依据力学学科特色建立分流导向机制，为教学大纲的制定赢得更大灵活空间。对力学的学生而言，未必每一个学生的理想都是称为理论造诣深厚的大师，在接触的学生中有更为多数的是对具体问题，工程结构，制造和实现更为感兴趣。可以在低年级对学术和工程培养进行分流，在培养大纲的制定中根据需求不同，对工程方向的学生可以减少不必要课程的学习，以基础课程为纲，以能力训练为本，切实提高素质教育。同时，适当的分流也解决了工程实践培养的规模问题，可以各取所需，相得益彰。

4. 提倡多样化的工程实践培养项目，寓教于乐。传统的工程实践培养总是与实习、参观、实训等项目不可分割。可随着社会的发展，许多实习依托的基地不复存在，或者是企业疲于应付，实践教学演变成走马观花而毫无意义。其实参照国外的工程实践经验，其教育形式是多样化的，如小组讨论、个性设计、兴趣小组、技术创新等等，亦可对力学工程方向的学生从试卷考试的繁琐中挣脱出来，以设计、制作、技术革新等为形式的考核，更能体现出工程实践素质。

四、结束语

虽然现阶段的力学学科的工程实践能力教育面临诸多客观原因，但应该明确的是工程实践教育是一种教育理念，不单指实验、生产实习、毕业设计等工程实践教学环节，不能完全与实践教学等同，它更重要地体现在大学人才培养的全过程。在教育教学中，实践教育表现出一定的稳定性、持续性、方 向性和系统性。贯彻实践教育的思想，通过课堂内外各个实践环节，全面构建完整的实践教育体系，能够切实保证和提高大学的人才培养质量。

参考文献：

[1] 刘阳， 程正则. 国外高等工程教育回归工程实践的内涵与趋势[J]. 湖北科技学院学报， 2014， 34（3）： 104-107.

[2] 傅水根. 我国高等工程实践教育的历史回顾与展望[J]. 实验技术与管理， 2011， 28（2）： 1-4.

[3] 郭建华. 重视工程教育提高工科学生工程实践能力[J]. 重庆工学院学报（自然科学版）， 2007， 21（4）： 124-127.

[4] 沈金荣， 雷凯， 束龙仓. 研究生工程实践教育平台的实践与机制研究[J]. 高等工程教育研究， 2011， 21： 131-135.

[5] 汪波， 陈超逸， 陈洛. 工程实践教育的发展机制与对策研究[J]. 天津师范大学学报（社会科学版）， 2013， 226 （1）： 73-75.

[6] 梁俊斌， 陈宁江. 具有区域特色的工程实践教育评价体系研究[J]. 教育教学论坛， 2016， 33： 129-131.

[7] 王浩程， 冯志友， 王文涛. 基于工程创新教育的实践教学体系探索[J]. 实验室研究与探索， 2014， 33（1）： 182-185.

[8] 梁延德， 王松婵， 吴卓平， 张红哲. 高等工程实践教育研究热点及变迁分析[J]. 中国大学教学， 2014， 9： 86-91.

项目资助：河南省高等教育教学改革研究与实践项目：理论力学课程教学方法改革的研究与实践;郑州大学教改项目2020zzuJXLX025

（郑州大学力学与工程科学学院  河南  郑州  450001）