項目導向教學方法研究和實踐

摘 要 卓越工程師培養是目前高校工科教育改革的重要方向之一，其十分強調實踐教學環節。現代教育理論認為，工程師教育強調信息采集、分析和實踐應用為主的、綜合性的工程實踐能力，以及跨文化溝通合作和創新精神。本文正是以工程實踐和職業適應能力為著眼點，考慮學生的可持續發展，從課程的內涵、結構、功能的延展和分析入手，研究項目為導向的教學方法，并介紹在教學工作中的應用實踐。

關鍵詞 卓越工程師 綜合實踐課程 工程實踐能力 項目導向

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A

Research and Practice of Project-oriented Teaching Method

LI Jun

(College of Aerospace Engineering and Applied Mechanics， Shanghai， 200092)

Abstract Excellent engineer training is an important direction of education reform of engineering universities. Practice teaching is greatly emphasized in excellent engineer training. Engineer education emphasis on information gathering， analysis and engineering comprehensive practice based practical application， and cross-cultural communication and cooperation and innovation in modern educational theory. This article focuses on the ability of vocational adaptation and engineering practice. Considering the sustainable development of students， project-oriented teaching method is researched through analyzing the course content， structure and function. Finally， the practice work application of this teaching method is briefly introduced.

Key words excellent engineer; comprehensive practice course; engineering practice ability; project-oriented

0 引言

卓越工程師教育是目前高等工科教育改革的重點之一，以往的教育體系更關注學術型人才的培養，而社會需求更多的則是工程型人才。中國高校培養的工程應用人才的工程實踐能力極其匱乏，在華歐美企業最頭疼培訓剛畢業的中國大學生，因為中國高校工科教育內容滯后、專業課時少、實習經歷缺乏。工程師培養和學術型人才的培養體系有著明顯的差異性，卓越工程師計劃著重培養學生的創新精神、工程素質以及工程實踐能力，^①但是為了實現這一目標，教育體系的改革則是一項極其復雜的系統工程。論文僅僅就具體的實踐課程教學方法的改革做了一些探索，研究了項目為導向的綜合實踐課程的內涵、結構和功能，并開展了教學應用實踐。

1 新經濟所需要工程應用人才的能力構成

卓越工程師教育體系的目標是培養各種適用的工程應用型技術人才，其區別于其他類型學校教學之處就在于它特別強調實踐性教學。但是現行的高校工科教育課程體系更強調理論的邏輯性和學習理解的透徹性，設置實踐環節的目的很多是為了更好地學習理論知識，并沿襲著按學科分類進行教學的方法，使學生綜合應用各種科學技術，創造性地分析解決工程實踐問題的能力退化。工程技術人員的能力構成應包含三個方面：知識、能力、素質。^②為適應現代企業可迅速重組，組織結構扁平、高效，產品開發敏捷、準時，工作團隊小組化的特點，新經濟所需要寬泛的專業知識，需要專業素質和關鍵素質的綜合。

2 項目為導向的綜合性實踐課程的內涵、結構和功能

教學是依據課程方案來進行的，課程則是一種培養人的總體設計方案，它是教育機構為實現教育目的和培養目標而要實施的一切活動及其安排的總體規劃，其表現形式主要是根據各種客觀要求（社會與個體的需求）而制定的一系列方案和文件。^③所以，綜合實踐課程也應該是實現培養目標、構建個體全面職業能力的一個系統，有著明確的目標和針對性。

為了達成這一目標，工程師教育的課程改革勢在必行，應該將一部分課程，特別是一部分技術性較強的專業課程按實踐課程的模式進行開發，將其納入實踐課程的范疇，擴展實踐課程的內涵。作者希望實踐項目為導向的綜合實踐課程。

圖1 傳統學科分類的線性課程體系

圖2 項目為導向的綜合實踐課程體系

項目為導向的綜合實踐課程，結構有了很大的改變，它不再以孤立的學科分類（如圖1所示），而是以由淺入深的各個項目的實施為線索，在實踐的過程中掌握實踐的能力。一個項目的實施可能需要三到四門學科的知識，還可能包含一到兩種實踐技能，所以它本身就是一個綜合的系統（如圖2所示）。不同領域的知識技能是相互聯系、相互統一、相互配合的，構成一個完整的智能系統。項目為導向的綜合實踐課程打破了學科間的界限，突出了學生工程實踐中將要解決的大部分具體問題的復雜性、整體性和相互關聯的性質，從一開始就著眼于培養學生綜合運用知識技能的素質，逐步養成學生系統看待和解決問題的習慣。

顯然項目為導向的綜合實踐課程的知識內涵和信息容量要大許多，能給予學生寬泛的專業知識和技能。人類的知識正以驚人的速度向前邁進，變化正在無限地加速，試圖將這些加速膨脹的信息全部傳授給學生是不現實的，而這種綜合課程能培養學生根據課題針對性地遴選和綜合應用知識的能力，因而更體現為一種系統方法的訓練，將幫助學生盡快掌握盡量寬泛的知識，這對于學生的工程實踐、繼續學習和可持續發展也許是更重要的。

現代教育越來越強調學生的可持續發展，終身從事一種職業的現象已經很少，美國《培養2020的工程師：為新世紀變革工程教育》描繪了未來工程師應該具備的品質，包括：（1）很強的分析能力；（2）實踐才能；（3）創新意識和創新能力；（4）較高的倫理道德標準以及職業素養；（5）動態、機敏、具有彈性、靈活地更新并應用知識的能力；（6）良好的溝通能力；（7）商務與管理技能；（8）領導才能；（9）終身學習能力。④它們是學生增強工程實踐能力和職業適應能力必須具備的關鍵素質，在課程中必須有所體現，并應成為中心環節。項目為導向的綜合實踐課程本身就是一個系統，它以項目的實施為線索和手段，關注學生的個性發展和素質差異，強調學生學習的主動性和自覺性，強調收集、分析和處理信息的能力，強調系統看待問題、綜合運用科學技術解決難題的能力。

3 教學應用實踐

在跨專業選修課微小飛行器設計的課程設計中，重點培養的是小型無人飛行器的設計能力，課程從三個維度培養學生的能力。第1個維度為知識體系的構建，如圖3所示；第2個維度為方法和手段的掌握，如圖4所示；第3個維度為工程應用能力，即學生們最關心的如何應用所學的知識和方法手段去解決工程實踐問題的能力。

圖3 課程涉及的知識構成

圖4 課程需要掌握的基本手段

課程設計了若干設計目標，由3~4位學生通過自由選擇組成一個設計小組，通過一學期34學時的討論式學習，完成一款小型飛行器的設計。而通過這種項目導向的綜合實踐課程的教學，學生自主地逐步地掌握各種工程技術手段和所需的理論知識基礎，特別是學會了如何選擇性學習、如何學以致用、如果運用已有和可用的知識和技能解決工程實踐問題，即實現了學生最需要的飛機設計工程實踐能力的培養。選課的同學給出了“大學生涯最有收獲的課程”的評價，是對課程設計方案的最大肯定。

4 結束語

項目為導向的綜合實踐課程并不能解決高校工科教育工程師培養的一切問題，不能完全取代學術型分科課程，基礎課、一部分專業課也不適合綜合實踐課程的形態。同時這種強調工程技術應用能力的實踐課程不是要放棄理論的學習，相反在基礎課、選修課中還應強化理論的基石作用。而且項目為導向的綜合實踐課程的開發需要綜合方方面面的力量和因素，有相當的難度。然而從內涵、結構、功能各方面的深入分析以及國外的實驗效果看，是必須引起我們重視的，從教學實踐效果看也是有成效的。也許，我們可以從部分分科課程的項目為導向的教學方法的應用，開始這種綜合實踐課程改革的探索。

資助信息：本文得到同濟大學教學改革研究與建設項目(1330104074)，同濟大學實驗教學改革項目(1330104079)的資助

注釋

① 苗露.卓越工程師培養中的實踐教學體系研究[J].價值工程，2011.30(5): 252-253.

② 林健.工程師的分類與工程人才培養[J].清華大學教育研究，2010.31(1):51-60.

③ 黃克孝.職業和技術教育課程概論[M].上海:華東師范大學出版社，2001:1-13.

④ Educating the Engineer of 2020: Adapting Engineering Education to the New Century[M]. Washington DC: The National Academies Press， 2005.