以項目為導向的工程學習

[摘 要] 當前的高等工程教育具有復雜性、綜合性和創造性等多項特征，其學習機制十分復雜。以項目為導向，從工程形成出發，在研究了工科學生在工程知識學習以及相應的教學流程后，認為工程學科的教與學，應該注重專業知識與相關知識的匹配融合，形成一個有機的知識體系，從而實現學生到工程師的飛躍。

[關 鍵 詞] 工程形成；學科知識； 知識體系；項目導向

[中圖分類號] G712 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2017）28-0086-02

隨著經濟與科技的高度發展，當代的工程技術越來越有系統性與綜合性，各專業工程技術彼此間交叉、滲透、融合日益頻繁與普遍，因此也內在地對工程技術人員提出了更高的標準，這種需求必然地傳導到工程技術學科的教育環節。對此，筆者試著從工程類學科交叉融合的角度，探討當前的大學工程類專業教學。

一、工程類學科交叉融合：從單個專業到學科

現代工程是一門具有系統性與綜合性的復雜應用型學科，要求工程技術人員具有足夠的知識遷移[1]、整合能力，提出工程的各種解決方案并依據經濟技術對比作出恰當的應對策略。以往學生在大學里學習的學科知識顯然無法滿足當下工程實踐中的高標準要求。然而，正是大學里系統的學科性學習，讓學生具備了形成知識體系的可能性。知識體系不僅僅包括某一個單獨專業的知識，還涵蓋了與此專業相關的其他專業的知識，一個形成了知識體系的工程師必然比專業的工程師擁有更多的創造性與活力。

具體而分化的專業知識是大學學科體系的關鍵組成部分，我們的高等院校工程專業的教育一直以來都緊緊圍繞某個專業知識來教與學。在新形勢下，某些高校的工程類學科已經在一定程度上從分走到了合，即新生在入校的時候只有專業大類，在進入到高年級后再確定專門的研究方向。專業的交叉、滲透、融合是學科發展的必然，同樣符合學科螺旋上升的規律。于學生而言，他們往往是先掌握具體、專業的知識，然后不斷延伸擴展到相關專業，進而形成學科體系知識，而學科體系知識又能夠促進對單個專業知識認識與理解的深入。同時，工程類學科的高度實踐性要求決定了它的教與學的方式區別于其他學科的教與學，它應該以目標為導向[2]，從工程形成[3]出發，注重專業知識與相關知識的匹配融合，形成一個有機的知識體系。

二、工程學科的教與學：項目導向下的工程形成

工程實踐具有相當的復雜性與獨特性，因此，工程師必須因地制宜地去解決具體的工程項目，并在此過程中不斷分析、優化管理與技術策略。所以，我們的工程類專業教育也必須做好相應的改革，培養復合型人才。相對于那些比較獨立的學科專業，工程更注重多學科知識的綜合運用，以及足夠的經營管理能力和協作精神等。因此，我們的工程類教學也必然需要更多地注重工程的實踐性與系統性，以培養學生創造性解決工程實際問題的能力，也就是“工程形成”。

以工程形成而言，工程類專業的教學不再是本專業的基礎知識，而是整合了其他工程專業甚至學科的知識，以為學生構建相對完整的工程知識體系。這種新的融合、整合的教育理念可以培養學生綜合的工程實踐能力，達成工程形成的教學目標。與此同時，從教學的過程來說，它也是循序漸進的。工程形成教學理念很好地將教學主體從老師轉換為學生，學生是形成者；就形式而言，體現以目標為導向。因此，學生在掌握了基礎的知識以外，也獲得了強大的自學能力、適應能力、創新能力。

三、專業知識的獲得：由建構理解到生長創新

教與學的基礎在于理解，生搬硬套是行不通的。然而，在教與學的過程中，僅有理解是NiBRuz8s/JHkKer221P0NNgtpqyOHl1HqSK24YB4acI=遠遠不夠的，任何一種知識或者能力的獲得，都存在一個以理解為基礎的消化吸收的過程，從而獲得從文字或語言升華為操作的技能。

知識的獲得有它的個性[4]，它取決于個體對知識的客觀精準感知。而知識的理解則是側重于對知識的解構與重建，因此，理解是成長與創造的決定性因素。正因為如此，當具有某些顯性，甚至是隱性概念特征的事件發生時，個體可以迅速調取記憶中的相關信息及邏輯構建近似情境模型以快速準確解決，區別僅僅在于調取的量及速度而已。然而，個體的差異是如此的奇妙，即便面對同一事物或者事件時，人腦的調取和輸出也有很多的不同，以至于建構出迥然不同的模型。但是，往往是殊途同歸。所有的人都會在經歷新的事件或事物后，不斷調整自己的認知并形成自己的經驗儲備。這正是關于學習理論在建構主義中的認識[5]，即個體在理解的基礎上，將經過加工改造的新認知轉化為經驗體系，并在特定情境下為個體所調用。以項目為導向，從工程形成出發的新的工程知識學習，就是為了強化學生對學習內容中所涉及的事物或事件背后的內在邏輯關系。在工程實踐中，遇有新的場景、新的問題的時候，工程技術人員就可以調動這些經驗儲備建立新的計算模型。個體的經驗儲備并非一成不變的，它是一個動態的過程，此外，學習者的個體差異也使學習過程變得更加復雜多變。盡管如此，每個個體既有的認知與經驗體系都為他接受新的知識奠定基礎，并以此為根本，逐漸生長與創新。

四、專業知識的應用：從菜鳥到工程師

菜鳥和工程師在專業知識的應用方面差異巨大，無論是質還是量。認知發展觀點一般指向于菜鳥之所以為菜鳥是因為知識和經驗的儲備比較貧乏，導致提取輸出困難或容易出現偏差，往往只見樹木不見森林，無法抓住問題表征下的內在根本邏輯。而工程師，或者說專家則不同，其掌握的大量表征信息常常能夠直接構建出新問題的本質模型。另外，因為知識單元的巨大差異，菜鳥甚至都無法構建閉合的單線程邏輯，而工程師在短時間內卻可以構建出多線程邏輯，調用的快速與強大的整合能力可以讓經驗豐富的工程師游刃有余地不斷糾偏并直指問題核心。

對具有因果關系的知識，根據產生式原則，人一旦儲備了大量的概念、定義、模型和情境等產生式，也就是獲得了某個學科的知識，那么在相應的情境下，就能夠發生鏈式反應般的產生式，可以高效地分析處理專業內乃至學科內的問題。在我們以往的教學中，我們過多地強調、重視解決的方法，而沒能對解決的思路給予足夠的重視。造成學生在學習的過程中被動機械地記憶，缺乏對相關知識的靈活運用，禁錮了他們的創造力。而項目為導向，從工程形成出發則很好地解決了這個弊病。所以，面向工程形成的工程知識組織是需要我們教育工作者透徹了解并努力實施的。

參考文獻：

[1]楊春敏，康學勤.工程類專業課教學中知識遷移規律的運用探討[J].煤炭高等教育，2006（2）：121.

[2]李志義，朱泓，劉志軍，等.用成果導向教育理念引導高等工程教育教學改革[J].高等工程教育研究，2014（2）：29-34，70.

[3]趙蘭香，李文東，李昌群.我國工程研究中心的建設目標與現狀的差距是如何形成的[J].科學學與科學技術管理，2006（11）：87-92.

[4]張力中.軟件工程個性化教學質量評估與改進模型的設計與開發[D].南昌大學，2014.

[5]白逸仙.建構主義學習理論與創業型工程人才培養：英美高校人才培養模式變革的案例研究[J].高等工程教育研究，2014（5）：46-51.