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高等工程教育如何回归工程实践 ———以省属工科类高校为例

   工程的学科性决定了工程实践是高等工程教育的基石当前高等工程教育改革的普遍趋势就是回归工程实践国外国内回归工程实践的背景目的不尽相同但本质上是强调工程教育应回归教学回归人的全面自由发展在我国省属工科院校是这类改革的重点应对教育观念师资队伍建设课程建设实训基地建设教学过程与管理方面的问题省属工科院校必须坚持内涵式发展着力破除工程教学中的体制机制障碍构建符合教育规律的高等工程教育

关键词 高等工程教育 回归 工程实践 省属工科类高校

【本文】武汉工程大学科学研究基金项目基于大工程观的省属工科院校人才培养模式创新研究”(项目编号16122301)。

作者简介 王存文武汉工程大学副校长教授韩高军武汉工程大学教务处副处长副教授雷家彬武汉工程大学高等教育研究所讲师

【文章来源】高等工程教育研究 2012年第

  回归工程与实践是国际国内高等工程教育改革的必然趋势省属院校工科院校是我国高等教育的重要组成部分对工程教育改革的愿望更为紧迫期望更高因为以工科为优势学科的部属高水平大学省属工科类高职高专已经在高等工程教育的学术性和职业性的两端确立了自己的位置为数众多的省属工科类高校如何回归工程实践是当前我国高等工程教育改革的一个关键问题

工程实践高等工程教育的基石

高等工程教育属于高等教育的范畴工程学科特有的注重工程应用项目实施的鲜明学科属性决定了工程实践在其教学运行中的基础地位

1.工程的学科性

工程engineering一词最早出现在欧洲其一般含义为工程)、机械术工事操纵,“是以价值取向整合科学技术与相关要素有组织地实现特定目标的实践”[]。工程与科学技术的关系比较复杂工程是科学的延续和再造是科学和技术高度综合后的必然结果而现代大量新兴学科的涌现已令三者的界限不再泾渭分明

科学家探索未知世界工程师创造未来的世界”。从科学学的角度来看工程的学科意义源于与传统科学的比较差异它是将自然科学原理应用到工农业生产部门中去而形成各学科的总称工程是自然科学或基础科学的某种应用是综合运用已有科学研究成果解决生产实际具体问题的艺术因而具有鲜明的实践性应用性特征工程学科是高等工程教育的重要载体和基本单元它主要涉及工程绘图机械金工电力电子电信能源化工车辆维护和检验等领域我国学位授予和人才培养学科目录2011)》工学门类下的38个一级学科中工程类学科就有26 68.4%

2.高等工程教育的性质

目前学界对于工程教育与技术教育科学教育甚至职业教育间关系的认识还存在不少分歧根据联合国教科文组织教育标准分类”(ISCED1997),我国本科阶段的高等工程教育位于5A的第一阶段中间层次即工程和医学领域其培养年限一般为五年。[

如果将高等教育分为科学教育和技术教育两种类型高等工程教育则属于一种技术教育其性质在于以技术科学为其主要学科基础以应用技术为其主要专业内容”、“以工程应用为其主要服务对象”,技术科学基础与工程应用对象之间的矛盾运动和发展是高等工程教育区别于其它高等教育的重要特征所在。[由此观之高等工程教育是以工程和技术学科为基础学科以应用型研究工程职业训练工程技术服务和应用为主要功能的高等教育类型

3.工程实践是高等工程教育的应有之义

工程教育是以工程科学为主要学科基础以培养工程人才如工程师为目标的教育教学活动它以应用和实践为主强调实学集成和创新的原则其人才培养的方向是综合性实践性和创造性。[工程教育直接面向经济社会发展的前沿教学计划具有很强的实践性教学实施注重以工程项目为载体推进应提高学生用科学理论解决实际问题的能力高等工程教育意味着科学和技术的深度综合这是因为任何工程系统皆蕴含着科学都必须遵循特定的科学原理同时任何工程系统都集成众多技术技术的综合运用是科学原理的具体化也是工程系统运行的必要条件

工程实践既是工程系统本身具有的特点也是高等工程教育人才培养的根本要求高等工程教育只有真刀真枪地深入工程系统通过大量的实践课程强化实践训练才能避免传统人才培养模式重理论轻应用的弊端,“只有由具有工程师资格的教师在一个充满活力的工业环境中才能培养出真正的工程师”[]。因此工程实践分别从学科归属教育活动的特点两个方面诠释了高等工程教育的特征高等工程教育的培养目标是具有较强工程实践能力的工程师而非科学家

别国的回归与我国的回归

国外国内高等工程教育改革有着不同的背景目的和特征突出工程应用重点开发学生的实践应用是回归工程实践的共同内容

1.工程教育的起源与演变

现代意义上的工程教育至今已有260余年的历史。[工程教育直接源于技术教育而随着现代科学特别是大量新兴学科的出现繁荣使得科学逐渐取得了对于技术的领先地位工程教育转而从科学中寻找其理论基础甚至在一定程度上被认为是科学教育中一个次等的旁支

譬如在英国传统的精英大学是学术型机构以多科技术学院为先导的工程院校长期充当其高等教育系统内的二等机构的角色法国和德国的工程院校最初强调以实践经历为主的工程训练但在工业革命完成后工业部门的专业化也使得科学成为其技术水平得以提升的理论基础理论性的基于科学的工程训练或学术训练取代了传统师徒式的技术教育模式而在美国早期的工科院校19世纪中期的赠地学院都强调工程实践的训练较少关注数学和科学直到二战随着公共和军事研究项目的增加科学才真正成为其工程教育的基础

由此19世纪以来工程院校的发展史就是一个围绕理论和实践的钟摆式变化过程一端是以实践熟练程度和手工工艺为基础的工程教育另一端则是完全以科学为基础的工程教育。[这样便形成了现代高等工程教育的两种模式一种是北美传统侧重科学教育培养目标是工程师的毛坯另一种是欧洲大陆传统侧重技术教育培养目标是精英型的高级工程技术人才

2.别国的回归”。

面对技术革命和科学高度分化所带来的科学与技术的融合如何重新确立工程教育的地位未来应该塑造什么样的工程师形象?这成为世界高等工程教育改革的出发点

回归工程实践是20世纪80年代以来美国工程教育改革的重要趋势美国高等教育一直以实用主义为总则二战期间成为其工程教育向科学化转型的重要分水岭工程的学术化因1957年苏联卫星上天的刺激而达至顶峰此后回归工程实践的直接原因在于冷战后联邦政府对工科院校资助研究项目的减少外部环境的压力如日本和德国等国家在精细制造等方面全面超越美国的趋势这些都使工程界和工科院校不得不将视野重新投向企业

进一步来看美国工程教育界回归工程实践改革也是工程科学成熟的必然要求随着大量新技术新科学的出现工程实践的本义已发生了重要变化工程科学作为学科或研究领域的独立性较之以前大为提高。“回归的本质是强调工程教育的综合化系统化而不是简单地回归技术回归实践或回归生产应用是建立在技术和科学基础之上的工程再造。[

3.我国的回归”。

我国现代高等工程教育发轫于清末实业学堂这些机构同时也是我国现代高等教育的源头如北洋公学秉承经世致用的办学理念以培养律例矿务制造铁路等实科应用型人才为已任新中国成立后很长一段时间我国本科阶段高等工程教育期间要进行三次校外实习即认识实习生产实习和毕业实习和一次校内实习金工实习)。这四次实习就是除课程实验课程设计毕业设计之外的实践性教学环节而自1977年以来由于多种原因三次校外实习已不再完整并基本简化为一次校内实习内容和质量很难得到保证。[

近年来回归工程实践一直是我国高等工程教育改革的大方向但这种回归与有着与美国不尽相同的背景和原因卓越工程师教育培养计划为例该计划的目的在于促进高等学校进一步调整人才培养结构提高人才培养质量推动教育教学改革增强毕业生就业能力”。要解决的问题从宏观上看是为了提高国家的创新能力中观上则是应对工程教育为谁服务工科院校如何定位微观上或者根本上则是培养何种规格的工程人才如何提高学生的实践能力和动手能力如何深化实践教学改革

可见我们的回归是为了更好地突出工程教育的应用性突出对工程应用型人才培养目标的要求促进高校与行业企业的紧密对接主要作法就是吸收职业教育的成功做法在教学计划实施的过程中更好地与行业企业保持紧密联系围绕产品的生产周期设计教育教学环节从另一个侧面来看当前的高等工程教育改革其焦点恰好就在于教学包括如何处理好理论教学与实践教学的关系如何更好地提高学生的动手能力工程素养和解决实际问题的能力从这个意义上看回归工程与实践就是回归教学回归人的全面自由发展

另外从高等工程教育系统来看这种回归其重点还在于省属工科院校部分原因在于省属工科院校是我国高等工程教育的重要组成部分深层原因则是这些院校在办学定位中的尴尬处境国家重点工科高校已经在科学教育学术教育方面占据不容质疑的统治地位而工科类高职高专院校近来通过强化实践和就业导向已经在职业教育技术教育方面强化特色并且逐步收回了过去被地方院校分割出去的高等教育市场省属工科院校作为我国高等教育重要的组成部分在这两极之间尚未找到自己安身立命之所

省属工科类高校回归工程实践的困境

在学术教育技术教育甚至职业教育的两极省属工科类高校在回归工程实践的过程中面临着许多问题

1.教育观念的分离

重学轻术是应该是一个世界性高等教育现象在绝大多数高等教育系统中学术型机构总比技术型职业型机构享有更高的社会地位更受政府企业学生及家长的青睐技术教育职业教育的地位一直低于学科教育科学教育过去即便像清华大学这样的国内顶尖理工院校都敢于将自己的培养目标定位于高级工程师恐怕现在很少高校有这样的办学气魄和勇气现在明确地将技术型人才当作培养目标的多是职业院校

同时重研究轻教学的现象在省属工科院校中比较普遍。[10省属工科类院校基本上是多学科多层次办学科研取代教学成为潜在的指挥棒研究的主导地位得到进一步巩固教学被降为次要的任务

相应的存在工程教育观的异化和窄化现象当前指导高等工程教育的是面向工程实践的问题导向式的教育观以及面向工业生产实际以产品设计和工艺流程为依托的教学观这是一种狭隘的工程观它割裂了工程与其它学科的内在联系实际上以办工程的思路办工程类工科造成工程学科与理科文科缺乏深度交叉整合势必制缚学生健全的工程意识和观念的形成

2.教师教学与工程实践经验匮乏

具有丰富教学和工程实践经验的教师是工科院校教学活动的生力军这也是以前我国工程教育能较好地面向行业企业提高人才实践能力的根本原因过去由于我们对教学工作的重视工科教师虽主要来自高校研究生教育承担起了师资培养的重任但在职的青年教师可利用多种方式如教研室活动出国进修或专门的课程改进教学同时在特殊的背景下高校开门办学与行业企业保有非常紧密的联系教师有去工厂农村生产第一线锻炼的经历那时的工科教师基本上都有一技之长这些都使得教师工程实践能力得到了很好的训练

当下师资队伍的质量问题一直是省属工科院校办学的软肋囿于办学实力和条件的限制省属工科院校的师资多由国内同类型高水平大学培养但是他们往往从学校到高校整个博士教育阶段的发展目标是成为学术型人才因而缺乏必要的工科教师从业训练他们绝大多数没有在企业工作系统实习的经历对于产品的生产加工流程并不太熟悉对相关企业的管理运作和企业文化缺失深刻的感悟和认同在以科研为导向的院校发展策略下对新教师教学关的重视大不如从前

3.课程建设滞后

教学活动的基本载体是课程随着工程学科与自然科学数学社会科学等学科关联性的不断强化工程学科的教学内容开发必须以大工程观为指导更加注重工程与相关学科内容的交叉和综合以便提高工程教育的系统性和针对性然而受学科设置的影响当前我们的工程课程综合性严重不足工科专业的方向过细过窄几经专业调整这种现象虽有所改观但却在不断反复这也使得我们的工程专业课程过于向单纯的项目或实践问题分化专业教育因此缺乏综合性和连贯性

课程内容更新滞后是课程建设最突出的问题当前受观念和资源等多种条件制约我们的工程课程仍以学科教育为主与产业的结合有待深入课程开发周期长前沿性实质性内容更新不多这样的课程很难适应学科发展和产业升级的要求再者实践课程开发不足以前我们认为课程开发主要指侧重学科知识的理论课程导致实践课程的开发一直滞后于专业领域的发展这不利于学生工程实践能力的提高和专业素质的养成多年的工程教育实践让我们清醒地看到对工科而言实践课程较之理论课程更具学科特征更符合工程教学的特点

4.实训基地建设乏力

回归工程实践要求工科院校改革校内实习的内容和形式更为重要的是加强校外实习。“卓越工程师人才培养计划中就明确规定参与计划的高校必须保证学生有累计一年的校外实习经历省属工科院校实训基地主要还得依托企业

有不少省属工科院校曾隶属于特定的行业部门高等教育管理体制改革前企业均为国有行业办学企业政府管理也使得这些高校能很顺利地找到对口企业提供实训基地而且校企之间在学生培养方面的依存度很高随着经济体制改革和高等教育管理体制的实施企业的自主权不断扩大行业类高校被划拨地方管理企业与高校的共生关系式微基于学生素质管理上的便利加之企业的营利特性多数企业往往不太愿意接受高校学生参加生产实习即使有合作对象也多是那些办学实力强的部属高校而非以前具有良好合作关系的省属工科院校后者因而很难保证实训基地的数量和质量

5.教学过程与管理僵化

教学方法的非工程化”。受师资和办学条件的限制省属工科院校的教学改革步履缓慢教学方法仍然以传统灌输式的课堂讲授法为主师生互动少学生参与讨论和项目实践的机会有限教学内容的推演过于侧重分析法学生综合能力发散思维训练严重不足教学评价方法仍然沿用科学教育学术教育的模式过于侧重对学生理论思维能力推理能力的评测忽视动手能力和知识应用能力的要求

教学管理方面的限制如专业设置的问题许多省属工科院校属于新建本科与重点大学相比学校办学历史短优势特色专业少强势并不明显所开办的多是应用性专业这些专业对区域经济社会和行业企业的依附性较高各专业间的联系不够紧密多是单兵作战难以形成合力此外还有学时学分制方面的限制工程教育教学的实践性要求认定学业成绩的方式更加多样与企业相关院校研究机构合作培养的机制更加灵活而当前省属工科院校教育教学管理仍以服务日常教学运作为主很难适应这些变化

让高等工程教育回归本义

回归工程实践不仅是一种教育理念也是工科院校教学改革的行动指南我们应坚持内涵式发展着力破除工程教学中的体制机制障碍

1.更新教育观念

首先应做好顶层设计随着工程与其它学科综合程度的提高大工程观应成为省属工科院校定位活动的认识论院校应明确自身所涉学科在工程项目实施中的层次综合考虑人才培养的服务面向项目产品在行业产业链中的位置等因素据此设定院校发展目标而不是一味瞄准研究型大学

其次从观念上认同工程实践这意味着改变过去将工程与实践列入应用科学次等学科的偏见从而视工程学科为综合科学与技术基础之上的系统科学的分支我们需要科学家发现世界更需要工程师改造世界建设未来社会进而切实提高现代化建设水平工程实践是也是学校办学目标的另一种综合对工程实践的认同并不是迫不得已的自我贬低而是一种积极态度

越来越多的省属工科院校认识到特色工程实践对学校发展的重要性以武汉工程大学为例该校前身是武汉化工学院学校办学虽面临激烈竞争但并未跟风求综合求上层次而是更加强化原有的工程特色2005年学校改名为武汉工程大学学校一直将实践教学放在至关重要的地位早在2003明确提出并贯彻落实了以三实一创”(即实训实验学习创新为核心的专业实践教学体系教学效果明显学生受益大社会反映良好。[11

2.完善教师培养机制

首先注重教学团队建设以重点专业公共平台核心课程和教学改革项目为依托组建由校外专家教学名师中青年骨干教师新进教师构成的教学团队将课程建设与教师培养教学学术结合起来将有望强化教师教书育人的工作职责进一步确立教学在学校工作中的中心地位更好地发挥有经验的教师在教学工作中的作用

其次强化与行业企业在教师培养方面的联系省属工科院校应积极融入本区域本行业内大型企业强化高校与政府企业师资联合培养机制可积极组织具有博士学位的青年教师定期下到这些企业提供研究服务和技术支持借此企业平台使教师的实践能力得到锻炼积极为青年骨干教师出国培养创造良好的条件让他们去国外工科院校企业接受教学和工程实践培训

再次完善教师分类管理机制工程实践教学方面省属工科院校关键是做好教学人员实验和实践教学人员实践教学管理人员三类队伍的建设要把高职称教师为本科生上课作为学校教学工作的一项基本制度将工程素质的培养工程实践能力的训练作为评判相关专业教师教学质量和职称晋级的重要依据要明确实验和实践教学人员的工作职责不断提高实践教学管理人员的素质选聘具有丰富实践教学经验懂教学规律的教师充实教学管理队伍完善对实践教学的管理

3.借力行业企业建设实训基地

要充分利用好一切可利用的社会资源校友是一所高校最为宝贵的社会资源之一我们可通过校庆院庆活动校友返校日活动吸收优秀校友成为学校学术委员会董事会教学指导委员会等机构成员组织校友为在校生举行大型讲座等多种形式加强与优秀校友的紧密联系同时要充分利用行业协会的力量强化与相关企业在实践教学基地建设中的合作

企业是实训基地的主要依托应从企业的发展而不是学校人才的需要考虑基地建设做好面向企业的招生就业宣传工作从行业发展的趋向中寻找企业发展和学校实训基地建设的利益交集让企业真正意识到实训基地建设是校企双方共同的事务在合作企业的选择方面要有长远眼光不要过多考虑眼前利益应选取那些处于行业发展前沿的朝阳企业拥有自身核心技术和原创成果的企业敢于实施蓝海战略的企业

同样以武汉工程大学为例学校一直非常重视实训基地建设创造性地将学生实践教学与校外实习实训基地建设有机结合起来大力实施以实战形式为主进行工业设计和工程实践能力训练的人才培养模式———“宜化模式”,实习和毕业设计在同一个生产或工程现场进行设计题目从工程生产技术工艺设备改造与查定项目中选择数据与设计条件取自现场指导人员由工厂技术人员和学校教师共同担任以工厂技术人员为主设计方案与设计结果直接接受现场或工程实践检验。[12该计划始于20世纪90年代末至今已普及到学校各个专业涉及相关大中型企业近20余家每年约有20%的毕业生进行宜化模式毕业设计实现了学生学校和企事业单位三赢局面受到社会各界广泛好评

4.实施有内涵的教学改革

首先加强教学方法改革教学中要创设真实的工程项目教学情景让学生真正参与到工程实施活动中来自主地进行工程项目实践借鉴国外先进工程教育理念贯彻做中学的理念尝试以问题为导向PBL的教学法以真实情景中的问题入手以学生为中心注重培养和发挥学生的自我引导能力以开放式的非结构化的问题激发和引导学生自主学习

其次加强课程建设引入行业企业工程师课程与教学论研究领域专家参与课程设计拓宽课程体系的专业领域覆盖面注重对工程应用领域综合性课程的开发将工程应用工业设计与工程素质教育内容结合起来加大对学生工程设计方面的要求根据校内校外实践教学的不同要求应大力开发与之相适应的实践指导课程紧跟国际专业人才培养标准引进国外相关专业核心课程的原版教材进行教学

再次优化学生考试考核方法改革考试内容将理论考试与实践能力考核分开在考试中适当增加工程实训内容特别是到行业企业参与工程项目的参与情况的相关内容更侧重于对学生实践能手能力实践操作能力分析和解决工程项目实际问题能力的考核改革考试形式适当提高平时实践能力考核在学生课程考试成绩中的比重针对不同课程的特点灵活运用闭卷考试课程论文项目作业工程实践学分等多种形式评价学生的学习效果

5.构筑工程教育教学平台

加快专业平台建设专业既是一种限制也是一种办学指导当前专业改革的重点是打破专业限制适当拓宽专业口径可尝试借鉴国外本科教育的做法在保持一级学科培养方案相对稳定的前提下尝试扩大学生在自由选择和组合专业的自主权同时可将双学位培养制度常态化将工程专业与其它专业如英语专业合并起来打造人才培养特区国内不少地方工科院校正在进行类似的尝试这样既可使旧专业与市场结合不够紧密的专业得到改造更令学生受益促其深化本专业课程学习对其以后就业考研都具有积极影响

加快校企合作教学平台建设省属工科院校优势特色专业不多学科门类不全学院发展不平衡单打独斗推进工程教育教学的作法并不可取而在特定区域内这些高校往往都有自己独特的学科优势和相对固定的办学面向如果将区域内有相关专业的同类院校与之有紧密业务来往的企业联合起来根据工程系统的特点将工业产品产业链相关的同类院校联合起来无疑将有利于实现专业互补教学资源互补和教师互补从而达到校校校企共同发展的合作教学目标

参考文献

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httpwww.uis.unesco.orgEducationISCEDMappingsDocumentsEast%20Asia%20and%20the%20PacificChina-ISCED-mapping.xls.2011-12-20.

张光斗王冀生:《中国高等工程教育》,清华大学出版社1995年版29

][邹晓东等:《科学与工程教育创新———战略模式与对策》,科学出版社2009年版44

][严岱年:《工程教育的创新奇葩———香港理工大学工业中心》,东南大学出版社2009年版11130

Edward F.CrawleyJohan MalmqvistSorenostlundDorisR.Brodeur.顾佩华等译:《重新认识工程教育———国家CDIO培养模式与方法》,高等教育出版社2009年版

国家教委工程教育赴美考察团:《“回归工程和美国高等工程教育改革》,《中国高等教育1996年第

10谢友柏:《回归教学责无旁贷———亲历我国高等工程教育50》,《高等工程教育研究2006年第

11陈欣李志旭:《武汉工程大学三实一创重实践》,《光明日报200911

12王存文欧阳琼:《工科院校大学生创新教育模式的构建与改革实践》,《化工高教研究2008年第

13韩高军等:《行业划转院校应用型人才培养体系的构建与实施》,《中国大学教学2010年第

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