普通高等學校工科專業工程創新人才培養模式探討

doi：10.11835/j.issn.1005-2909.2014.01.006

收稿日期：2013-08-11

基金項目：河南省高等學校青年骨干教師資助計劃（2011GGJS-114）

作者簡介：張定才（1973-），男，中原工學院能源與環境學院副教授，副院長，博士，主要從事凝結與沸騰傳熱研究，（E-mail）dczhang73@163.com。

摘要：針對普通高等學校工科專業工程創新人才培養，提出導師引導下的自我教育模式。在課程體系方面，將工程創新素質和能力培養融入其中，并在課程設置、課程內容、課程時間安排等方面體現自我參與。在教學設計方面，以自學或獨立學習為主，并在教師指導下，針對討論中所提出的問題進行研究。

關鍵詞：工科專業；工程創新；人才培養

中圖分類號：C961 文獻標志碼：A 文章編號：1005-2909（2014）01-0022-04

人類社會在進入21世紀以后，國家之間的競爭更趨激烈，歸根到底是各國綜合國力的競爭。強大的綜合國力來源于科技實力，而科技人才又是科技實力的重要組成部分。科技人才既是科研的主力軍，又是培養人才的中堅力量。創新意識和創新能力是科技人才培養的關鍵。筆者以普通高等學校工科專業為例，就人才培養模式改革，營造適合創新型人才脫穎而出的環境，談具體的改革思路與設想。

一、人才培養模式的總體設計

什么樣的培養模式才適合創新型人才的成長呢？每個人在不同的階段可能有不同的認識，筆者認為可以采取“導師引導下的自我教育”模式[1]。

接受教育的過程是人在成長和自我完善中，社會有組織、有目的地施加影響，給予正確引導，最終激發人的潛能、使之養成自我學習的主動性，形成抽象的歸納力和理解力，具備獨立思考和解決未知問題的能力，從而實現不斷超越。知識只是教育過程中的載體，而不是最終目標。所以，從小學、中學到大學，應該是“教”的成分逐漸減小，而“學”的成分逐步增大的過程，尤其在大學教育階段，更應該體現自我教育。

要實現自我教育，應在教育的各個環節讓受教育者主動參與，并逐步養成對自己的選擇負責任的態度。當下獨生子女占比較大，如果在報考學校和專業時學生參與不多，在大學期間仍沒有太多自我選擇的余地，是很難培養出對自己選擇負責的意識，更談不上對社會負責。當然，自我教育需要引導，之所以提引導而不是指導，關鍵在于引導者所扮演的角色。受教育者在接受教育的自我參與過程中，有可能比較盲目，這需要有一個“守望者”在必要的時候給予恰當引導。這個引導者也應該是受教育者自我選擇的結果。在選擇引導者的過程中，必然伴隨著“把自己培養成什么樣的人”的思考。這個引導者可以是專業教師，也可以是校外兼職指導教師。教師在引導學生成長的過程中，也可以從中吸取營養，促進自我完善并獲得成就感和認同感。

當然，受教育者主動參與自我教育的過程，必須建立起與之相適應的課程體系和質量保障體系。

二、課程體系的建立

創新型人才培養的要求，可能最先想到的是獨立地設置創新能力培養課程，但這樣做會存在一些弊端，如培養實踐能力需要增加實踐課程，培養英語能力需要增加英語課程，培養綜合素質還需要增加課程，最后的結果必然是課程越設越多，卻難有實效。實際上，很多課程都可以將其變為創新課程，關鍵在于課程體系的總體設計和教學模式的把握。

除了設置能夠建立起專業知識體系的課程之外，應將創新意識和能力、實踐動手能力、英語能力和綜合素質培養融入課程體系之中，并在具體的培養實踐中逐步加以完善。創新意識培養的核心是質疑精神，所以只要在課程設置和教學環節有意識地加以引導，就可能培養學生質疑的習慣，再加上適當的知識儲備，就可以逐步形成創新能力。

在課程安排方面，除了應設置部分選修課程供學生選擇之外，還應在課程內容、課程時間安排等方面鼓勵學生自我參與。

首先，在課程選擇上應明確哪些課程是建立專業知識體系所必須的，即必修課；哪些是課程之間有關聯的，在選擇時需要取舍，即限制性選修課；還有的課程是可以任選的。應以學生接受的順序安排課程計劃，組織教學。在教學環節的銜接方面應體現“整體—局部—整體—具體”的培養思路：即在新生入學后應使其了解專業的總體情況；在隨后的課程學習中，學生清楚各門課程在專業知識體系中的地位；在專業主干課程學習完成之后，應設置綜合實踐環節，培養學生綜合運用專業知識的能力，并建立起較為完整的專業知識結構。在以上培養過程中，學生在深入思考的基礎上，可能提出一些有意義的具體問題，在教師的指導下，選擇其中的一部分作為下一階段研究的課題。

其次，在課程內容上，應讓學生知道哪些知識點是建立專業知識體系所必須的，哪些是可以一般性了解的。這需要專業負責人和教授委員會根據專業培養特色進行取舍。

在課程開設的時間上，應保證每學期都開設有專業主干課程供學生選擇。學生只要能夠掌握所規定的知識和具備相應的能力，即可獲得學分。這樣就可以真正實現彈性學制，有些學有余力的學生可以通過努力實現三年半甚至三年完成學業。有些學生由于各種因素，可以邊工作邊學習，甚至工作幾年，取得一定的經驗之后再回來完成學業。如果教師以自己方便而隨意調整授課時間是不可取的，應避免因人設課。

針對建筑環境與設備工程專業的特點，在新生入學時以簡圖形式向學生介紹專業主干課程體系（圖1），說明公共基礎課、專業基礎課和主干專業課在整個專業知識體系中的地位和作用。通過為學校學生量身定做專業指南，將專業綜合培養方案和各門課程的教學大綱融入其中，并對培養方案的特色、注意事項和將來就業前景進行解釋性說明，對各課程的性質特點、主要內容以及任課教師的基本情況進行推介，使學生對專業整體概況形成初步認識。

圖1 建筑環境與設備工程專業主干課程體系

在課程設置方面，1-3學期以公共基礎課程為主，4-6學期主要安排專業基礎課、主干專業課及專業選修課，這可以稱之為局部的課程學習。在第7學期，主要進行綜合課程設計。學生將綜合運用所學專業知識，進行冷熱源選型設計、管網系統設計以及設備選型等基本訓練。在“空調系統能耗檢測與評價”實踐環節，通過對實際運行的空調系統的了解與參數檢測，進行能耗評價與故障診斷，結合專業知識提出解決方案。第8學期，針對學生提出的比較集中的問題及教師的專業特長，開設少量選修課，啟發和引導學生為解決畢業設計中可能遇到的問題進行必要的知識儲備和資料收集。在最后的畢業設計中，要求學生在教師的指導下，獨立完成具有工程價值或研究意義難度適宜的專題項目。

通過六年的實踐，目前該專業已建設成為國家級特色專業、省級實驗教學示范中心、省級教學團隊，專業在全國綜合排名顯著提升。

三、教學設計

人才培養模式和課程體系可以在一定程度上幫助學生實現自我教育，但要真正形成創新能力，還需要在教學中加以引導和培養。應以問題為主線，在解決問題的過程中，學習解決問題的方法，同時養成質疑的習慣。

（一）學生通過大量自學或獨立學習，提出有代表性的問題[2]

根據課程的性質，工科專業的大部分課程可采取以自學為主，輔以興趣小組討論和課堂研討相結合的教學模式。只有那些十分依賴交流互動的課程，才需要更多地面對面教學。只有深入思考，才可能提出有意義的問題，在討論中才會有收獲。學生的課外活動也應有部分與學習相關的討論。教學的最終效果往往取決于學生提出的問題能否得到高水平的解答和恰如其分的引導，所以教師應從知識的傳授者轉變為學生學習的引導者，在討論的過程中實現師生共同提高。

（二）在教師指導下，按照創造性思維方式進行課堂討論

由教師主導，圍繞學生提出的問題以及學生的思考展開討論，教師注重發現問題的價值。問題只是一個載體，討論的目的是掌握其蘊涵的道理，啟迪思維，激發學生的潛能，并最終養成自主學習的習慣。此外，引導者還需要注意保護學生的自信心，培養其濃厚的興趣。興趣的建立過程往往會有不斷的反復，需要在討論中尋求新的興趣點。

（三）集中若干有研究價值的問題，在教師指導下展開研究

所研究的問題可以體現出培養目標和特色，根據問題的工作量可以作為課外實踐，也可以納入專題研究中，甚至由碩士生或者博士生來進行研究。對于學生參與解決的一些有意義的問題，可以通過參加各類學科競賽，促進相互交流。

提倡以自學為主，輔以研討的教學模式需要解決以下問題。

高仿真的教學媒介：按照接受者的水平和思路設計多媒體，經專業媒體制作，引入商業化運作，通過利益共享機制，形成不同難度級別的多媒體品種，供學習者選擇。

高水平的引導者：根據學生的基礎和培養需求，作出必要的選擇和有效地引導。可以先簡介，也可先階段性小結，通過作業、答疑等形式了解學生的掌握情況。引導者可以是學校的教師，也可以吸收社會力量參與教學，吸引其他學校的專家學者，或者根據需求到社會上聘請專業人士。

問題的提出：由教師首先提問讓學生思考，逐步過渡到學生提問再展開討論，培養學生的團隊意識和協作精神。教師提問的水平很關鍵，可以根據培養對象和相應的需求，提出一些學生通過努力可以解決的學術問題或工程問題，重點是在人才培養的過程中幫助學生養成質疑的習慣。

在建筑環境與設備工程專業基礎課程傳熱學的教學實踐中，通過“知識樹”給學生一個完整的知識結構印象，使其在學習過程中明白各主要知識點之間的關系，及對解決傳熱問題的作用。在導熱、對流和輻射的教學過程中，先著重介紹每部分的關鍵點，再引導學生自學并提問。如導熱部分，主要內容是通過建立物理模型及其數學模型，運用數學知識求解并將結果應用到工程實踐中。在課堂中主要講解建立物理模型和數學模型的方法，以及如何將求解結果應用到工程實際，簡單數學模型的求解過程安排學生自學。

引導部分學有余力的學生參與教學研究。如：解決大平壁非穩態導熱問題離不開β，而β受超越方程βBi=cotβ的控制。學生在參與該方程計算機求解過程中，提出了“算術平均法”的求解算法，使得方程收斂速度和精度大大提高。

在每一部分學習完成后，設置綜合課程答辯。教師先提出若干與工程實際聯系緊密的傳熱問題，安排學生組成興趣小組思考、討論，最后形成一致意見，選派代表參與研討。這一做法有助于培養學生的學習興趣、思考習慣、團隊意識以及資料收集能力。

采用“科研案例法”啟發學生思維。結合自身的專業特長，將管內對流傳熱強化技術及凝結與沸騰傳熱強化等內容，以專題形式作介紹，不要求學生掌握此內容，而是以解決科研問題所要遵循的一般方法為主線，培養學生的工程興趣，啟發創新思維。

經過5年的教學實踐，該課程已建成省級精品課程，并獲得中國紡織工業協會教學成果二等獎。在2010年的全國研究生入學考試中，報考該課程的44名學生平均成績達113分，使當年的考研成功率超過80%。在近5年的全國“人環獎”評比中成績突出，獲得二等獎1次，三等獎3次。

四、教師應具備的素質

正如教育家韓愈所說：“師者，傳道、授業、解惑也”，也就是以高尚的人格影響學生；以知識為載體，以引導和激發學生的潛能為己任，注重培養學生的原創精神；在學生面對疑難的時候，能夠給予正確和高效的引導。

首先，“傳道”。優秀的教師應該是一座道德的豐碑，不管是哪個教育階段，這一點至關重要。學生在成長的過程中，一直處在不知不覺的模仿狀態，正所謂言傳身教，而身教重于言傳。

其次，“授業”。如何在傳授知識的同時“育人”，筆者認為教師應具備以下素質。

一是，教師應本著“對三尺講臺的敬畏，對學生的敬重”重視教學。每一個教學環節，都是師生間的心靈溝通，教師能夠走上神圣的講臺，是一種榮耀，更是一種責任。教師在照亮別人的同時，得到更多光和熱。

二是，教師應具備“人間大愛”，唯有如此，才能幫助學生樹立戰勝困難的信心，保持對學習的濃厚興趣并養成自主學習的良好習慣。學生在學習的過程中，對新知識可能缺少興趣，情緒波動，不愿意主動思考。這就需要教師把自己對知識的理解，以獨特的語言傳授給學生，把自己對知識的興趣與學生共勉，把自己從知識的海洋里得到的快樂與學生分享。教師應以其博大的胸懷去面對學生的進步與困難。對學生的進步恰如其分地給予贊揚，指出努力提高的方向；對面臨挫折或者“后進”的學生，不能粗暴批評了事，應幫助學生分析原因，引導學生如何挖潛自己的優勢，彌補不足。

三是，教師應具備與教學相對應的淵博知識，并形成行之有效的獨特教學方法。不同的教育階段對教師知識的要求有所不同，但是教師應具備與這個階段相對應的知識面，能夠對所教的知識和誨澀的理論具有比較深刻的理解和把握，能夠用個性化的語言表達，形成各自的教學風格。

最后，“解惑”。當學生面對疑難問題的時候，教師應給予正確和高效的引導，這其實是育人過程中最重要的環節。愛因斯坦曾經說過：“提出問題比解決問題更重要。”所提出的問題更能準確地反映學生對知識的理解和掌握，所以，要努力解答學生的問題，更要注重引導學生自己提出問題。教師應該充分尊重學生的一些“不成熟的想法”，應該用自身的知識去判斷其中是否包含“思想的光芒”。教師不能因為“面子”而不懂裝懂，或者企圖“蒙混過關”。

五、質量保障體系的思考

教學效果的評價是人才培養過程的難點之一。應建立相應的機制，真正實現學生選課與教師收入掛鉤。嚴格考試制度，部分課程可以采用課堂成績、試題庫考核、綜合面試相結合的考核形式，并實行教考分離，由社會機構對學校教育效果進行評估。通過定期發布學校專業影響力評價，學生就業、創業情況評估，學校科研實力，社會服務能力等方面的評價情況，促進學校之間相互學習，實現共同提高；應建立有效的培養體制促使引導者進步，使其有更多的時間從事科研與社會服務，從中發現有意義的問題，加以研究并解決，從而提高教學質量和科研水平。成功的教育應該是學生與教師雙方都能實現自我完善，建立有效的人才流動機制，促使科技人員按需流動，師生校際交流應更頻繁。

參考文獻：

[1] 蘆守平，王傘，孫巖，等.課外導師制在創新人才個性化培養中的策略[J].實驗室研究與探索，2011， 30（3）： 85-87.

[2] 劉道玉.關于大學創造教育模式構建[J].教育發展研究，2000（12）： 42-46.

Innovative talent training mode of engineering specialties in universities and colleges

ZHANG Dingcai

（School of Energy and Environment， Zhongyuan University of Technology， Zhengzhou 450007， P. R. China）

Abstract： According to the requirement of innovative talent training of engineering specialties in universities and colleges， a self-education mode under the guidance of tutors was proposed. As for the curriculum system， cultivation of the quality and ability of engineering innovation was added， and self-involvement was reflected in the curriculum setting， course content， and course schedule. The instructional design was dominated by self-study or independent study. Questions came from the discussion were researched under the guidance of tutors.

Keywords： engineering specialties； engineering innovation； talent training

（編輯 梁遠華）

二是，教師應具備“人間大愛”，唯有如此，才能幫助學生樹立戰勝困難的信心，保持對學習的濃厚興趣并養成自主學習的良好習慣。學生在學習的過程中，對新知識可能缺少興趣，情緒波動，不愿意主動思考。這就需要教師把自己對知識的理解，以獨特的語言傳授給學生，把自己對知識的興趣與學生共勉，把自己從知識的海洋里得到的快樂與學生分享。教師應以其博大的胸懷去面對學生的進步與困難。對學生的進步恰如其分地給予贊揚，指出努力提高的方向；對面臨挫折或者“后進”的學生，不能粗暴批評了事，應幫助學生分析原因，引導學生如何挖潛自己的優勢，彌補不足。

三是，教師應具備與教學相對應的淵博知識，并形成行之有效的獨特教學方法。不同的教育階段對教師知識的要求有所不同，但是教師應具備與這個階段相對應的知識面，能夠對所教的知識和誨澀的理論具有比較深刻的理解和把握，能夠用個性化的語言表達，形成各自的教學風格。

最后，“解惑”。當學生面對疑難問題的時候，教師應給予正確和高效的引導，這其實是育人過程中最重要的環節。愛因斯坦曾經說過：“提出問題比解決問題更重要。”所提出的問題更能準確地反映學生對知識的理解和掌握，所以，要努力解答學生的問題，更要注重引導學生自己提出問題。教師應該充分尊重學生的一些“不成熟的想法”，應該用自身的知識去判斷其中是否包含“思想的光芒”。教師不能因為“面子”而不懂裝懂，或者企圖“蒙混過關”。

五、質量保障體系的思考

教學效果的評價是人才培養過程的難點之一。應建立相應的機制，真正實現學生選課與教師收入掛鉤。嚴格考試制度，部分課程可以采用課堂成績、試題庫考核、綜合面試相結合的考核形式，并實行教考分離，由社會機構對學校教育效果進行評估。通過定期發布學校專業影響力評價，學生就業、創業情況評估，學校科研實力，社會服務能力等方面的評價情況，促進學校之間相互學習，實現共同提高；應建立有效的培養體制促使引導者進步，使其有更多的時間從事科研與社會服務，從中發現有意義的問題，加以研究并解決，從而提高教學質量和科研水平。成功的教育應該是學生與教師雙方都能實現自我完善，建立有效的人才流動機制，促使科技人員按需流動，師生校際交流應更頻繁。

參考文獻：

[1] 蘆守平，王傘，孫巖，等.課外導師制在創新人才個性化培養中的策略[J].實驗室研究與探索，2011， 30（3）： 85-87.

[2] 劉道玉.關于大學創造教育模式構建[J].教育發展研究，2000（12）： 42-46.

Innovative talent training mode of engineering specialties in universities and colleges

ZHANG Dingcai

（School of Energy and Environment， Zhongyuan University of Technology， Zhengzhou 450007， P. R. China）

Abstract： According to the requirement of innovative talent training of engineering specialties in universities and colleges， a self-education mode under the guidance of tutors was proposed. As for the curriculum system， cultivation of the quality and ability of engineering innovation was added， and self-involvement was reflected in the curriculum setting， course content， and course schedule. The instructional design was dominated by self-study or independent study. Questions came from the discussion were researched under the guidance of tutors.

Keywords： engineering specialties； engineering innovation； talent training

（編輯 梁遠華）

二是，教師應具備“人間大愛”，唯有如此，才能幫助學生樹立戰勝困難的信心，保持對學習的濃厚興趣并養成自主學習的良好習慣。學生在學習的過程中，對新知識可能缺少興趣，情緒波動，不愿意主動思考。這就需要教師把自己對知識的理解，以獨特的語言傳授給學生，把自己對知識的興趣與學生共勉，把自己從知識的海洋里得到的快樂與學生分享。教師應以其博大的胸懷去面對學生的進步與困難。對學生的進步恰如其分地給予贊揚，指出努力提高的方向；對面臨挫折或者“后進”的學生，不能粗暴批評了事，應幫助學生分析原因，引導學生如何挖潛自己的優勢，彌補不足。

三是，教師應具備與教學相對應的淵博知識，并形成行之有效的獨特教學方法。不同的教育階段對教師知識的要求有所不同，但是教師應具備與這個階段相對應的知識面，能夠對所教的知識和誨澀的理論具有比較深刻的理解和把握，能夠用個性化的語言表達，形成各自的教學風格。

最后，“解惑”。當學生面對疑難問題的時候，教師應給予正確和高效的引導，這其實是育人過程中最重要的環節。愛因斯坦曾經說過：“提出問題比解決問題更重要。”所提出的問題更能準確地反映學生對知識的理解和掌握，所以，要努力解答學生的問題，更要注重引導學生自己提出問題。教師應該充分尊重學生的一些“不成熟的想法”，應該用自身的知識去判斷其中是否包含“思想的光芒”。教師不能因為“面子”而不懂裝懂，或者企圖“蒙混過關”。

五、質量保障體系的思考

教學效果的評價是人才培養過程的難點之一。應建立相應的機制，真正實現學生選課與教師收入掛鉤。嚴格考試制度，部分課程可以采用課堂成績、試題庫考核、綜合面試相結合的考核形式，并實行教考分離，由社會機構對學校教育效果進行評估。通過定期發布學校專業影響力評價，學生就業、創業情況評估，學校科研實力，社會服務能力等方面的評價情況，促進學校之間相互學習，實現共同提高；應建立有效的培養體制促使引導者進步，使其有更多的時間從事科研與社會服務，從中發現有意義的問題，加以研究并解決，從而提高教學質量和科研水平。成功的教育應該是學生與教師雙方都能實現自我完善，建立有效的人才流動機制，促使科技人員按需流動，師生校際交流應更頻繁。

參考文獻：

[1] 蘆守平，王傘，孫巖，等.課外導師制在創新人才個性化培養中的策略[J].實驗室研究與探索，2011， 30（3）： 85-87.

[2] 劉道玉.關于大學創造教育模式構建[J].教育發展研究，2000（12）： 42-46.

Innovative talent training mode of engineering specialties in universities and colleges

ZHANG Dingcai

（School of Energy and Environment， Zhongyuan University of Technology， Zhengzhou 450007， P. R. China）

Abstract： According to the requirement of innovative talent training of engineering specialties in universities and colleges， a self-education mode under the guidance of tutors was proposed. As for the curriculum system， cultivation of the quality and ability of engineering innovation was added， and self-involvement was reflected in the curriculum setting， course content， and course schedule. The instructional design was dominated by self-study or independent study. Questions came from the discussion were researched under the guidance of tutors.

Keywords： engineering specialties； engineering innovation； talent training

（編輯 梁遠華）