基于大工程觀的工科專業課程教學一體化建設

林 華，曾鴻鵠

(桂林理工大學環境科學與工程學院，廣西桂林541004)

建設創新型國家的關鍵在教育，在人才，特別是在以企業為主體、以市場為導向、產學研結合的技術創新體系的建設，高等工程教育承擔著十分重要的使命［1］。我國高等工程教育經過數十年的發展，培養規模名列世界第一，為我國經濟社會的快速發展做出了突出貢獻，但隨著科學技術的不斷進步，社會經濟的快速發展，社會對現代工程師的素質提出了更高的要求，同時高等工程教育也存在著培養目標不明確，定位不明確，實踐環節薄弱，以及工程教育與社會需求的結合不緊密等諸多問題。在新形勢下如何進一步深化高等工程教育的改革，培養適應經濟社會發展需要的現代工程師，是工科高校面臨的巨大挑戰。課程與教學是高等教育的基本形式和核心內容，如何改進高校工科專業課程建設與教學現狀，成為亟待解決的問題之一。桂林理工大學在“水污染控制工程”國家級精品課程建設與教學改革中以大工程觀教育理念為導向，積極探索課程教學一體化建設新途徑，推動課程教學目標、教學內容、教學方式融匯一體，相互促進，進而顯著提升人才培養質量。

一 以大工程觀為導向進行課程教學一體化建設的必要性分析

大工程觀自20世紀90年代首次提出后，由于其實踐性、整合性、創新性等特點，越來越受到工程教育界的認可［2］。大工程觀教育理念是將科學、技術、非技術、工程實踐融為一體的，具有實踐性、整合性、創新性的“工程模式”教育理念體系。它強調知識之間的關聯性、整體性，在知識結構上體現寬與專的統一［3］。如何在人才培養過程中踐行大工程觀教育理念，是近年來高等工程教育界一直思考與探索的重大問題之一。筆者認為在高等工程教育改革中占據核心地位的課程和教學改革是踐行大工程觀的最佳載體和實現途徑，在人才培養過程中應通過完善課程設置、深化課程體系和教學改革加以體現。

課程體系與教學內容是一個有機整體，然而長期以來課程建設與教學改革被認為是彼此分離的領域，課程與教學之間缺乏統一規劃，課程教學目標、教學內容、教學方式之間缺乏連續性、承繼性，常常導致教育效率低下。課程規定著“教什么”，而教學是教育的過程或手段，規定著“怎么教”。教師作為教育的主體之一，在考慮怎樣教的同時，必然涉及教什么的問題，因而兩者是相互關聯、密切相關的，是內容與形式、目的和手段的關系。因此課程建設與教學改革必須綜合起來進行整體性規劃與考慮，走課程教學一體化的建設路徑。在高等工程教育中，對課程教學一體化的建設尤為迫切。因為培養的現代工程師需要承擔工程科學與技術的開發與應用任務，課程與教學的內容就必須真實反映行業領域的職業標準、職業特點、綜合素質與工程能力的要求以及現實需求。在高等工程教育領域，課程教學一體化可以彌合高校與社會、行業在人才培養方面的分歧，整合各方資源，形成課程合力，豐富完善高等工程教育課程與教學體系、方法和內容;同時在課程與教學一體化過程中，教師兼具課程開發者身份與教學執行者雙重身份，使課程與教學得以雙向互動，互為促進。

二 工科專業課程教學一體化建設的基本思路及其原則

高等工程教育目標是培養適應現代工程需要的高級工程技術人才。作為一名合格的現代工程師應具有合理的知識結構、多元的能力結構、綜合的素質和高尚的品德。知識結構方面要求具備廣博的工程技術知識、科學知識、人文社科知識以及經驗知識等;能力結構方面要求具備工程設計能力、創新能力、工程實踐能力、知識學習能力、分析綜合能力等;素質方面要求具備創新人格、戰略視野、市場意識和創造思維等;品德方面要求具有強烈的事業心、高度的責任感、不斷進取的毅力、團結協作的精神、敬業奉獻精神等。因此，高等工科專業課程教學一體化建設應注重貫穿大工程觀教育理念，注重學生知識、能力、素質和品德的培養，特別是工程能力和創新能力的培養。由此，我們將工科專業課程一體化建設的基本思路歸納為以學生為中心，以社會需求為導向，依托工科專業對口的行業特色，發揮教師兼具課程開發者和教學執行者的雙重身份的作用，在課程定位與方向、課程內容與要求、教學方式方法和教學過程與評價等突出工程能力和創新能力的培養，推動課程與教學融匯一體，課程教學全程互動，相互促進。相應的建設原則是:

1.整體性原則

整體性原則要求從系統觀的角度出發，全面地、整體地分析構成課程體系和教學系統的各要素及這些要素相互間的關系。在整體把握這些要素關系的基礎上，構建最佳的課程與教學結構，發揮最佳的育人功能。

2.發展性原則

所謂發展性原則是指伴隨著社會經濟的快速發展，一方面課程內容要“壓縮”不必要的內容，刪除陳舊過時的內容;另一方面外部行業企業內不斷涌現出更多的新技術、新成果，高校內部教師進行科研過也獲得大量的成果，這些都需要在課程和教學中及時得以體現，及時更新課程應用于教學，以獲得最佳的導學效果。

3.優化組合原則

一門課程的內容涉及大量的知識點，不同的知識點有其自身的教學特點;同時教學的方式方法也多種多樣。如何在課程教學中以最優的教學方法傳授知識點，需要教師在設計課程內容與教學方法的選用過程中進行優化組合。

4.理論與實踐結合的原則

工科專業課程的特點是同時兼具理論內容與實踐內容，在教學中既有理論環節，又有實踐環節。因此在課程建設與教學改革中要強調突出理論與實踐的整體性，將工程實踐融入到課程的理論教學環節中，同時在實踐環節注重融入理論知識點，利用信息化、網絡化等現代教育手段不斷創新教學活動的組織方式。

三 工科專業課程教學一體化建設的實踐

桂林理工大學作為以理工科人才培養為主的地方高校，高度重視高等工程教育的改革與研究，近年來持續推進工科專業課程建設與教學改革?！八廴究刂乒こ獭闭n程是環境工程、給水排水工程等學校優勢特色工科專業的核心課程，2007年獲得國家級精品課程建設立項。近年來該課程按照學?！傲⒆銖V西，服務行業，培養實踐能力強、富于創新精神的應用型工程人才”的高等工程人才培養目標的要求，以大工程觀教育理念為導向，積極探索課程教學一體化建設，走出了一條高等工程人才培養新路子。

1.設計優化一體化課程教學體系與內容

根據一體化課程教學建設基本原則，需要首先設計一體化的專業課程體系，教學內容和教學方案，開發理論與實踐相融合、知識學習與能力培養相結合的一體化課程教學標準，明確課程教學目標、課程結構與內容、教學安排和教學保障條件等。

“水污染控制工程”課程按“理論基礎→案例分析→工程應用”模式建立起包括理論課程、實驗課程、課程設計等理論和實踐教學環節的完整課程體系。在課程與教學內容方面充分吸收水新工藝、新技術、新設備、新方法、新標準、新規范充實課程與教學內容，同時將課程教師承擔的國家“863”計劃項目、國家重大水專項和國家自然科學基金在內的國家級和省部級科研項目研究成果以及“課程體系改革”、“現代教育技術應用”等教研成果作為創新課程列入《水污染控制工程》教學內容中，使課程內容突出反映本學科領域的最新科技成果和優秀教改成果，確保課程教學內容的科學性和先進性。

2.開發一體化課程教材

教材，是教師教學的重要依據，是學生學習的基礎，教材對于學生和老師而言都是非常重要的。面對課程教學一體化的要求，教師既要作為課程的設計者也要作為教學的執行者，因此客觀上要求教師既是教材的編寫者也是教材的使用者。在課程教學一體化的建設中，課程的任課教師需要創新教材編寫模式，編寫理論教學和實踐教學相融合的教材和教輔材料，依據工程師的職業特征、職業成長規律和典型工作任務設計教材教學單元，力爭實現工作過程導向的教學模式，實現理論知識與實踐能力的有機結合。

“水污染控制工程”課程教學團隊凝練科研最新成果和核心觀點，及時應用在教材編寫和修訂中，使得教材水平與學術質量不斷提高，進一步增強教學內容的前沿性和動態性。近年來編寫出版了國家級精品課程教材《水污染控制工程》、高等學校實驗實訓規劃教材《水處理工程實驗技術》、《工業廢水處理工程實例》等理論與實踐相融的教材3部，輔助教學用書5部。積極建設和充實教學輔導資源庫，為學生提供充分的科研資料和最新的科研動態，啟發和引導學生進行更為廣泛和深人的專業學習。

3.理論教學與實踐教學一體化

我國現行的高等工程教育模式，在很大程度上存在著重理論輕實踐的問題［4］。課程教學一體化的建設要求理論教學與實踐教學融匯貫通，更強調實踐教學環節在培養和提高學生工程能力、創新能力中的重要性。課程主講教師既是理論知識的授課教師同時也要親自主持和設計實踐教學，成為改革實驗教學的形式和內容的執行者，在課程設計與規劃中增設綜合性、創新性實驗和研究型實驗，鼓勵本科生參與科研活動等。理論教學與實踐教學一體化的實現，還需要具備優良的教學條件，構建既能滿足理論教學，又能具備實驗與工程實踐的一體化教學場地，創設真實的工程環境，實現理論教學與工程訓練融合進行。

“水污染控制工程”課程實踐環節主要包含實驗、課程實習與課程設計。我們在實驗教學中開設具有綜合性、創新型和研究型的實驗，例如課程教師結合廣西特色行業廢水處理、漓江水環境治理等實際自主設計了15個具地方特色的“實戰”性實驗項目與理論課程相對應，同時增加創新型和研究型實驗開設課時(占課程實驗課時的50%)。課程設計與實習教學過程中，一方面適時地讓學生進入到本課程團隊承擔的工程項目建設中，如桂林理工大學雁山新校區生活污水處理站、廣西潿洲終端污水處理站等項目的工藝設計、施工管理和經濟評價等各階段;另一方面引導學生加入科研課題組，促使學生帶著課題進行學習與研究，進一步拓寬了學生的知識視野，吸收消化教師的最新研究成果，有效提高了學生的自學能力和創新能力。近年來，學生以水污染控制工程為主題參加“挑戰杯”全國大學生課外學術科技作品競賽獲獎3項，廣西“挑戰杯”大學生課外學術科技作品競賽獲獎5項。在一體化教學場地建設中，我們構建了“四特”型創新實踐教學平臺，即“水特色”、“新模式”、“大平臺”、“實用型”的水污染控制實驗教學中心［5］，該中心2009年被評為國家級實驗教學示范中心。我們還將桂林理工大學雁山校區正在實際運行的污水處理站、與日本明電舍株式會社聯合創建“中日膜技術研究中心”做為課程實踐教學場地及實習基地，學生在校內即可完成真實工程環境中的頂崗實習，及時掌握新工藝、新技術、新設備的應用，形成了既能滿足理論教學又能實現實驗與實訓的一體化教學場地。

4.加強建設一體化課程師資隊伍

教師在課程教學一體化建設中起著至關重要的紐帶作用。為滿足課程教學一體化建設的需要，應加快培養既能講授理論知識課，又能指導工程實踐和生產實習的一體化課程“雙師型”教師。注重在一體化課程建設過程中，促進教師樹立大工程觀的教學理念、創新教學方法、提高課程開發和教學的水平和能力，不斷提升教師工程實踐能力，逐步形成一支素質精良、結構合理、教學、科研和工程能力強的高水平一體化課程教學團隊。

“水污染控制工程”課程教學團隊結合專業建設與發展實際，積極吸收教學水平高、學術造詣深的校內外優秀教師、科研人員、工程技術人員加入課程教學團隊;多渠道培養青年教師，一方面選派課程教師到國內外知名大學或研究機構進行訪問和學習，提升其理論素養和科研能力;另一方建立持續改善青年教師工程能力的制度，如支持教師直接參與工程設計、鼓勵其參加注冊工程師考試、利用設計研究院等單位對教師進行工程能力培訓和建立有工程經驗教師傳、幫、帶指導年輕教師的機制［6］;積極探索校外導師的選拔、聘用機制，與廣西南寧建寧水務投資集團有限責任公司、廣西華藍設計(集團)有限公司等生產單位簽訂“卓越工程師培養計劃”合作培養協議，發揮企事業導師工程實踐經驗豐富、解決實際問題能力強的特長，建設一批穩定的企業兼職教師隊伍，從而增加課程教師隊伍的整體實力。圍繞課程教學一體化的建設，“水污染控制工程”課程教學團隊于2009年被評為國家級教學團隊。

5.運用先進的教學方法和手段促進課程教學一體化建設

先進的教學方法和手段是課程教學一體化實施的有力保障。要充分利用現代教育技術，積累優質教學資源，構建和開發網絡課程平臺，改善互動教學效果和課堂氛圍，促進學生自主學習和互動學習;充分整合現代教育技術和傳統教學手段，進行多樣化、綜合性教學。

“水污染控制工程”在課程教學中改變傳統的傳授式教學，將參與式、發現式、啟發式、案例式、互動式、開放式的教學方法和混合式的教學手段應用于課堂，充分利用仿真模擬技術再現工程情景，開發多媒體課件和構建網絡教學平臺，全方位全天候為學生提供學習資料，積極開展課上交流和課下討論，將第一課堂與第二課堂有機結合，培育學生主動學習、探索研究、合作協調的習慣，激活學生思維，引導學生歸納和消化所學知識。

四 結語

桂林理工大學“水污染控制工程”國家級精品課程以大工程觀教育理念為導向，積極探索課程教學一體化建設新途徑，在課程優化設計、教材開發、理論實踐結合、師資隊伍等方面的一體化建設卓有成效，為學生提供了很好的學習條件和成長環境，使學生在能力、素質和品德等方面都有了很大的提高，從而使環境類高等工程人才的培養質量不斷提高。

［1］張來斌.大工程觀視野下高等工程教育改革的探索與思考［J］.中國高教研究，2009(8):8-10.

［2］謝笑珍.“大工程觀”的涵義、本質特征探析［J］.高等工程教育研究，2008(3):35-38.

［3］程麗華，謝 穎，江祿森，等.基于大工程觀教育理念下專業課程建設的研究［J］.中國電力教育，2010(24):103-104.

［4］高雪梅，孫子文，紀志成.CDIO方法與我國高等工程教育改革［J］.江蘇高教，2008(5):69-72.

［5］張學洪.創建實踐教學平臺提升學生創新能力［J］.中國高等教育，2012(6):25-27.

［6］張學洪，張 軍，曾鴻鵠.工程教育認證制度背景下的環境工程專業本科教學改革啟示［J］.中國大學教學，2011(6):37-39.