以能力素質為中心的工程教育教學改革實踐

□華南師范大學 張忠福

以能力素質為中心的工程教育教學改革實踐

□華南師范大學 張忠福

經濟社會的快速發展不但深刻地改變著人們的生產生活方式，也對工程教育提出了新的更高要求。高等工程人才不僅要具備一專多能的復合型知識結構，而且需要具有適應社會經濟發展需要的多種能力和綜合素質。高等學校應通過拓寬專業方向和調整優化課程設置，提高課堂理論教學實效性，夯實學生專業理論知識基礎，強化實踐教學環節，依托科研平臺，豐富學生課外實踐活動等教學改革思路，培養現代社會所需要的工程人才。

高等學校；工程教育；以能力為中心；教學改革；思路

隨著現代科學技術的學科交叉、滲透與綜合，現代工程的科學性、社會性、實踐性、創新性、復雜性等特點更加突出。現代工程是由“研究——開發——設計——制造——運行——營銷——管理——咨詢”等環節組成的工程鏈。每個環節都存在著大量的技術和經濟問題，隨著工程鏈的前移，技術含量的比重逐步增加，隨著這條鏈的后移，經濟含量的比重將逐步上升。這就需要一大批能夠綜合地應用現代科學理論和技術手段、懂管理、會經營的高質量工程技術人才。迄今為止，我國高等工程教育已為經濟戰線培養了數百萬專門人才，為經濟的發展做出了巨大的貢獻。為了適應社會、經濟發展對工程教育的新要求，加快我國工業化進程，我們必須以提高人才的綜合素質、工程實踐能力、創業意識、創新能力為著眼點，加大工程教育的改革力度。

一、高等工程人才的知識能力結構和素質要求

1.一專多能的復合型知識結構

21世紀的高等工程人才不僅應精通本學科的專業基礎知識，專業技術理論知識和專業技術實驗與實踐知識，還要了解其他相關學科知識，要求基礎科學知識寬厚扎實，外圍知識相當廣博，既掌握自然科學，又涉獵人文社會科學，具有一專多能的復合型知識結構。

（1）堅實的工具知識

主要是指外語和計算機、網絡知識。它是現代高等工程人才生存和發展的基礎，既決定人的生活質量，又關系著工程人才發展的前途。在全球經濟一體化的信息化社會，只有熟練地掌握外語，才能發展國際交往和參與國際競爭，只有掌握了信息技術，才能在信息時代暢游知識的海洋，并通過網絡化、智能化的信息系統，在最便利的環境中共享多種信息和知識資源。

（2）人文社會科學知識

這是作為社會人的知識，包括與人類自身發展相關的知識，社會的知識和自然科學的基礎知識，如歷史、地理、生物、文學、哲學、心理學、教育學、美學、經濟學、管理學、數學、物理、化學等。這些知識使高等工程人才具有跨學科、跨專業的整合力，能與相關領域的專家合作共事。

（3）學科專業知識

除精通本學科專業知識外，還包括跨學科專業知識和綜合、交叉學科知識。現代高等工程人才的合理專業知識結構仍然是以本學科專業為基礎，結合社會需求和自身的學習狀況進行多元化選擇，善于在分化與綜合中找到平衡點，以求知識不斷更新。

2.適應社會經濟發展需要的多種能力

（1）自學能力

大學教育的本質應是學習方法與自學能力的培養。現代教育的特點是教育終身化，學習將伴隨人的一生。自學能力主要體現在不斷更新原有專業知識、學習新知識的能力和綜合各門學科知識對信息進行識別、判斷、選擇與處理的能力。

（2）思維能力

思維能力包括邏輯思維和形象思維、靈感、直覺等原創性思維和歸納、演繹、分析、綜合等推理思維能力。思維能力表現在解決問題過程的思維活動上，包括發現問題、思考問題，抓住問題的核心，找出解決問題的方案、原則、途徑和方法，并進行邏輯推理，進行論證的能力。它是現代工程人才應具備的基本能力。思維能力的獨創性就是思維活動的創造精神，又叫創造性思維。理性思維和創造性思維都是形成和發展創造能力的前提與基礎。有計劃、有目的地進行思維能力的多方面訓練，努力提高大學生的理性思維和創造性思維水平是世界高等教育發展的一個重要特點，它需要長期培養訓練并滲透到整個教育過程中才能逐步形成。

（3）運用知識的實踐能力

工程的實踐本質明確了工程是體現在開發、設計、制造、加工等生產過程的有目的的實踐活動。沒有工程實踐，科學技術就不能轉化為現實生產力，不能轉化為確定的產品、項目和服務。因此，運用知識的實踐能力是現代高等工程人才應具備的核心能力。

（4）開拓創新能力

創新精神主要是創新意識和創造能力，包括知識創新能力和技術創新能力。現代教育的核心就是要培養人才的創造性思維和創新能力。從心理學的角度看，創新是收斂思維與發散思維有機結合的結果。實踐是創造能力形成的基礎，要培養工程人才的創新能力，除了強化創新意識，建立創新體系，實行開放式辦學，加強國際合作與交流外，還要大膽實踐，同時要營造民主、自由、寬松的學術環境，鼓勵冒尖，并容忍錯誤，讓發散思維、定向思維、逆向思維等建構創新能力的基本思維方式能夠得到充分地發展。

（5）適應社會經濟、科技發展的應變能力

社會發展的多變性要求現代高等工程人才的基本知識、基本理論、基本技能寬厚扎實，理工文管結合，知識面寬，學會學習，學會研究，不斷追求新知，拓展和更新知識，能以穩應變，以簡御繁，具有較強的應變能力。

（6）參與社會活動的組織、協調、管理能力

現代科學技術發展的綜合化趨勢，使現代工程中的非技術因素日益增多，工程逐漸成為一種綜合的社會活動。任何工程項目除了傳統的實用性與藝術性，還必須考慮工程技術的先進性與可行性、安全性、經濟的可承受性、環境的協調性、生態的持續性、文化的認同性、政策的許可性、未來發展性等，而且工程的協作配合變得越來越重要，大多數工程項目都需要由許多工程師共同分工協作才能完成。這就要求現代工程人才不僅具有工程實踐能力、創新應變能力，還需要具備參與社會經濟活動的意識與工程生產施工的組織管理能力以及人際關系、工程項目之間的協調能力。

（7）國際交往與合作能力

隨著國際經濟與科學技術的發展和互相滲透，國際經濟一體化趨勢日益明顯，許多工程活動的開發、設計、經營、銷售都具有跨國性，國際交往與國際合作活動日益頻繁，國際競爭也日趨激烈，這就要求現代工程人才必須具有國際經濟一體化的全球視野和從事國際交往與合作的跨國工作能力，熟練地掌握一至幾門外語，且外語應用能力較強。

3.較高的綜合素質

素質是在知識和能力基礎上，經過教育、內化、升華而形成的人的主體性品質或叫做智慧潛能。現代工程人才的職業特點:一是適應性，二是創造性，這就要求現代工程人才具有較高的綜合素質。

（1）思想品德素質

德為才之帥，現代工程人才首先應具有優良的思想品德素質。思想品德素質是人的政治思想和道德品質素養的總稱，是社會政治思想和社會道德內化于人身心形成的基本素質。

（2）優良的文化素質

它是構成人才整體綜合素質的基礎。包括良好的文化素養、人文態度、人道立場和人文精神、現代意識以及人際交往能力。

（3）精良的業務素質

包括科學素質和對專業知識、專業技能、專業能力掌握的水平。科學素質包括科學(技)知識、科學態度、工程意識、科技方法和科學精神，其中科學精神是核心。

（4）良好的身體心理素質

主要應具有強健的體魄，精力充沛，對外界環境有較強的適應能力，有全面發展的體能、耐力好、動作靈敏，機能健全，有一定的保健知識和良好習慣，有運動意識和體育愛好，能適應在快節奏、高智力環境下高強度工作;有理智、樂觀向上、坦誠、熱情的性格和朝氣蓬勃、沉著、剛毅、執著的氣質，有經得住失敗，不怕遭受挫折的心理承受能力與心理調節能力。

二、高等工程人才培養的教學改革思路與實踐

1.拓寬專業方向和調整課程設置，培養復合型人才

工科專業結構的進一步調整，要充分重視工業結構升級與國際競爭力變化帶來的挑戰，重視通信業、輕工、食品工業、運輸、礦業及林業等方面的專業建設和發展，招生比例應作相應的調整。要拓寬專業面，走大專業與專業方向相結合的道路，可考慮工科生按新專業目錄中的大類專業招生，如建筑與規劃、機械工程、信息工程、材料工程等。每個大類專業又可分為由課程模塊構成的若干個專業方向，每個學生可以選兩個專業方向，模塊化的專業方向可有多種不同的組合方式，使培養出的人才既具有適應性，又具有多樣性，而不是單一模式。

優化課程結構的核心任務是拓寬學生的知識面。在重新設計學科體系的基礎上，要精心設計必修課、限選課與任選課的合理結構。可通過學分制和提倡建立跨學科的專業教學計劃，以保證學生的知識結構實現文理滲透、理工結合，這樣，也有利于實施不同層次教育的轉軌。

按照培養現代工程師基本素質的需要，教育內容的整個體系，應當由目前的科學技術占絕對主導地位的相對單一的體系，發展為能夠兼容科學、技術、經濟、文化、道德、環境、社會發展等諸方面，體現時代綜合發展的體系。課程體系中應增加市場與經濟、環境與發展、人文與道德等課程門類。

加強設計教育和工程訓練（包括工程試驗與實踐訓練）在人才培養方案中的比例（專科則更應強調工程實踐與動手能力的訓練）。實踐訓練應由局部到全局，循序漸進，始終不斷線。設計教育則可通過項目并與工程實踐的密切聯系，重在培養學生掌握設計的方法及分工協作的精神。由此，才能使學生所學知識活化，真正理解工程的本質，把培養學生的工程意識、動手能力、分析能力、綜合能力、合作精神、創新品質、自學能力等真正落到實處。

2.提高課堂理論教學實效性，夯實學生專業理論知識基礎

課堂教學一般要依據教學計劃，完成一定的教學任務。教師對課堂教學應進行科學合理設計。設計思路包括明確教學目標，使教學結構層次化，在理清整體知識脈絡的同時，將風趣幽默的語言或事例適當引入，以激發和引導學生學習興趣，讓學生在認知和思維上發生明顯的變化并得到發展，從而實現階段的學習目標。

（1）以建立整體專業知識概念為主要目標，制定合理的知識傳授結構

課堂教學過程應該是一個整體，一個多任務、多層次、多元素構成的復雜系統。這個動態過程要達到的目的是多方面的，既要使學生獲得扎實的整體專業知識、技能為主要目標，又要培養學生良好的能力和素質，同時，使這些任務全面、協調地發展。要實現這一過程，完成教學任務，就要有優化的課堂教學結構、發展的課堂教學模式并配以適當的教學手段。專業教師要把大綱、教材規定的知識按固有的結構體系教給學生，同時應充分發揮教師的能動性，側重精講，注重知識的系統性、完整性。

（2）制定合理的課堂教學內容及層次

在教學內容上，要在向學生傳授基本知識的基礎上，更注重專業和學科前沿知識的教育；在教學方法上，重視現代化教育技術的推廣應用，充分利用現代化教育技術推進教育技術與課程的整合，研制高質量的多媒體課件。

每個知識點涵蓋的內容很多，課前要進行內容加工整理，進行結構層次化設計。課堂教學結構層次，包括課堂教學內容層次：舊內容和新內容，精講和略講；時間層次：重點、難點與易點內容的分配時間；師生互動層次：教師提問，學生思考回答。對于課堂教學中的重點、難點與易點內容之間存在主次關系，又存在協調過度關系。對重點、難點內容要講清楚、講到位，需要較多時間，但要注意精講和略講之間的協調，講解時間要合理分配。在師生互動結構層次中，應精心設計出需要討論或提出的問題及“案例”，以何種方式討論或提問；對批改的作業如何進行講評，明確作業講評的目的。因此，課堂教學要內容完整統一，結構層次分明，具有節奏感。

（3）引出學習價值，激發學習興趣

采用啟發式、案例式、研討式等教學方法，讓學生充分意識到學習內容的價值，產生興趣和主動追求，這樣的課堂教學能喚起學生的學習激情。正因如此，課堂教學的設計要注意專業知識與工程、工作、生活相聯系。尤其是課程知識要融入現實的工程情景之中，讓學生感覺所學知識具有實用價值，這有助于學生提高自身素質和興趣。讓學生可借助已有的背景認知，建立感性的問題表象。讓學生帶著探索求真的期盼和渴望投入學習，使課堂教學的開始，就充滿生命的活力，進而使課堂教學的有效性得到提高。

（4）建立和諧師生關系，提高課堂教學效率

良好的師生關系是進行教學活動、提高教學效率的基本保證。但在現實的課堂教學中，這方面往往被教師所忽視，教師只重視傳授專業知識與學習專業知識之間的關系，即教與學的關系。然而，傳統的課堂教學多以教師為中心，學生只能依附順從。其后果是教師的教與學生之間形成了一道無形的屏障，教學活動難以高效、順利開展，學生的主體意識、主動精神難以得到培育和發展。因此，教師必須改變以往的課堂教學方式，使教師的教學活動不再是依據固有模式灌輸現成知識，而要應對學生活躍的思維和變化的情緒，不斷推出有創意、有針對性的教育方法，積極引導學生學習的主動積極性，從而達到和諧的課堂教學氛圍，提高課堂教學效果。

3.規范強化實踐教學環節，提升學生實踐能力

規范強化實踐教學環節，重視理論和實際相結合，是培養學生實踐能力和調動創新意識的有效途徑。高等工程專業本科培養計劃中的實踐教學環節包括：認識實習、生產實習、畢業實習、課程設計、課程實驗及畢業設計等。要注重更新完善各實踐教學環節和內容，實現規范化管理，提倡實習活動與工程生產實際相結合，加強實習實踐基地的建設，充分利用社會資源，讓學生在校期間就參與企業生產經營活動，縮短學校與社會的距離，以便提高學生的實踐能力。實習是使學生獲取直接知識、鞏固所學理論不可缺少的實踐性教學環節，是教學計劃的重要組成部分，是實現專業培養目標的重要保證。根據不同實習的性質和特點，應制定和完善相應的實習大綱、實習任務書，對實習的內容、任務，實習的組織方法及組織領導，實習的成果及要求等做出明確具體的要求。通過認識實習，讓學生感受企業和崗位，增加感性認識，提高繼續學習的積極性；通過生產實習，要讓學生認識企業和崗位，尋找和探索書本知識與實際操作的差異，同時積累工作崗位經驗，為日后專業課程的學習打下基礎；通過課程設計，運用所學的專業知識、方法和技能，幫助學生理解、掌握課程專業理論知識，培養學生運用課程知識與技能解決綜合性問題的能力；通過課程實踐或畢業實習，讓學生積極參與工程項目經營活動，在實際參與工作過程中進一步明確專業方向和崗位要求，結合企業實際和需要選擇畢業論文（設計）題目，最大限度地縮小學校與社會的距離，努力實現學業與就業短距離或零距離對接；畢業設計（論文）是工程專業大學生系統學習專業知識與技術后的重要實踐環節，又是學生未來獨立工作的前期準備。因此，在畢業設計（論文）的過程中，學生們經歷了選題、資料查詢、方案論證、設計與制作、元器件的選用與采購、軟件設計與調試等所有與系統開發有關的全過程，學生所學的專業知識得到了系統科學地運用，分析問題解決問題能力、實踐動手能力等綜合素質以及團隊精神、創業精神、創新能力等方面，會得到全方位的培養和鍛煉。

4.緊緊依托科研平臺，培養學生創新意識

要研究如何大力開展產學研合作的第三課堂，并采取多種方式，吸引具有一定創新能力的學生參與教師的科學研究工作中，使在校學生在實踐中長知識，在科研中增智慧，進一步拓寬利用教育資源培養應用型人才的途徑。要提倡實驗教學與科研課題相結合，創造條件使學生較早地參與科學研究和創新活動，在加強硬件和軟件的統籌建設和科學管理的同時，努力提高利用效率，最大限度地實現資源共享。要將學生科研能力培養與課堂教學相結合，要求教師在上課時不能只是注重傳授知識，而應將課程所涉及的重大理論問題、前沿問題讓學生思考。這樣，學生不僅可以在教師的指導下對這些問題有一定的思考，也使那些有科研興趣的學生知道在該領域研究什么，明確研究目標。要充分利用一切可利用的條件，建立和完善校內、校外實踐基地，為學生進行高質量的實踐活動提供更多的機會，提高其社會實踐創新能力。要配合課程內容，在教學過程的同步時段，結合試驗室的開放，在專業教師的指導下，讓學有余力的學生參與教師的科學研究活動，將學生科研能力的培養貫穿于教師科研活動中。從選題、收集資料、申報書的填寫到中標后項目的研究。要讓學生與教師一起進行專題研究、開展科學試驗、鼓勵學生參與社會調查或模擬操作等形式的實踐活動，使學生在參與過程中，學習怎樣去做科研工作的經驗和方法，提升他們獨立思考問題、分析問題、解決問題的能力，促進創新意識和創新能力的培養。

5.構建素質拓展課程體系，提高綜合能力

通過調查發現，企業用人首先要求具有敬業精神和職業素質，然后是有專業技術能力，溝通能力強、有親和力，有團隊精神和協作能力，在工作中具有激情。在構建實用型人才培養方案過程中，應注重培養學生的這方面素質。

素質拓展體系以培養大學生“思想道德素質”、“文化素質”、“身心素質”、“專業素質”和“能力素質”等五項內容為目的。主要有思想道德修養類、人文社科類、自然科學類、工程技術類和專業素質拓展類等課程。

思想道德修養類課程在于培養學生具有良好的思想品質，有社會責任感，有良好的社會公德和職業道德，對社會的一些重大事件有積極的見解，能夠關心他人，法制觀念強。

人文社科類課程可以幫助學生掌握一定的文學、歷史、音樂方面的知識，具有良好的口頭表達和文字表達能力，養成良好的學習習慣，形成對事物有良好的觀察能力，對現象有良好的分析和判斷能力。

工程技術基礎類修讀專業以外的工程基礎技術類課程，不僅有利于復合型人才的形成，也有利于拓寬就業渠道。

專業素質拓展主要培養學生的實踐能力及創新意識、團隊合作能力、分析問題與解決問題的能力，使專業技能得到提高。

一是組織和指導學生參加校級、省級和國家級科技專項競賽和科技小課題設計與研究。科技專項競賽有：全國、省及全校的大學生課外學術科技作品競賽(挑戰杯)、電子制作大賽，工業設計大賽、學校組織的電子設計競賽、實驗技能大賽等活動，在活動中引導學生樹立科技創新創業意識，營造良好的學術科技研究氛圍。

二是結合專業學習開展的科學研究、科技發明、學術理論研究及科技創新實踐等活動，包括撰寫科研論文、參與調查報告等活動。

三是在教師指導下，參加有關課題組的科學研究、科技開發、科技服務項目和教改活動以及參加科技報告會、研討會、學術講座等。

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G642.0

項目名稱：廣東省本科高等教育教學改革立項項目“獨立學院本科學生能力構成及培養模式的研究與改革實踐”。項目號：BKJG200765。