基于大工程观的工科专业课程教学一体化建设

林 华，曾鸿鹄

(桂林理工大学环境科学与工程学院，广西桂林541004)

建设创新型国家的关键在教育，在人才，特别是在以企业为主体、以市场为导向、产学研结合的技术创新体系的建设，高等工程教育承担着十分重要的使命［1］。我国高等工程教育经过数十年的发展，培养规模名列世界第一，为我国经济社会的快速发展做出了突出贡献，但随着科学技术的不断进步，社会经济的快速发展，社会对现代工程师的素质提出了更高的要求，同时高等工程教育也存在着培养目标不明确，定位不明确，实践环节薄弱，以及工程教育与社会需求的结合不紧密等诸多问题。在新形势下如何进一步深化高等工程教育的改革，培养适应经济社会发展需要的现代工程师，是工科高校面临的巨大挑战。课程与教学是高等教育的基本形式和核心内容，如何改进高校工科专业课程建设与教学现状，成为亟待解决的问题之一。桂林理工大学在“水污染控制工程”国家级精品课程建设与教学改革中以大工程观教育理念为导向，积极探索课程教学一体化建设新途径，推动课程教学目标、教学内容、教学方式融汇一体，相互促进，进而显著提升人才培养质量。

一 以大工程观为导向进行课程教学一体化建设的必要性分析

大工程观自20世纪90年代首次提出后，由于其实践性、整合性、创新性等特点，越来越受到工程教育界的认可［2］。大工程观教育理念是将科学、技术、非技术、工程实践融为一体的，具有实践性、整合性、创新性的“工程模式”教育理念体系。它强调知识之间的关联性、整体性，在知识结构上体现宽与专的统一［3］。如何在人才培养过程中践行大工程观教育理念，是近年来高等工程教育界一直思考与探索的重大问题之一。笔者认为在高等工程教育改革中占据核心地位的课程和教学改革是践行大工程观的最佳载体和实现途径，在人才培养过程中应通过完善课程设置、深化课程体系和教学改革加以体现。

课程体系与教学内容是一个有机整体，然而长期以来课程建设与教学改革被认为是彼此分离的领域，课程与教学之间缺乏统一规划，课程教学目标、教学内容、教学方式之间缺乏连续性、承继性，常常导致教育效率低下。课程规定着“教什么”，而教学是教育的过程或手段，规定着“怎么教”。教师作为教育的主体之一，在考虑怎样教的同时，必然涉及教什么的问题，因而两者是相互关联、密切相关的，是内容与形式、目的和手段的关系。因此课程建设与教学改革必须综合起来进行整体性规划与考虑，走课程教学一体化的建设路径。在高等工程教育中，对课程教学一体化的建设尤为迫切。因为培养的现代工程师需要承担工程科学与技术的开发与应用任务，课程与教学的内容就必须真实反映行业领域的职业标准、职业特点、综合素质与工程能力的要求以及现实需求。在高等工程教育领域，课程教学一体化可以弥合高校与社会、行业在人才培养方面的分歧，整合各方资源，形成课程合力，丰富完善高等工程教育课程与教学体系、方法和内容;同时在课程与教学一体化过程中，教师兼具课程开发者身份与教学执行者双重身份，使课程与教学得以双向互动，互为促进。

二 工科专业课程教学一体化建设的基本思路及其原则

高等工程教育目标是培养适应现代工程需要的高级工程技术人才。作为一名合格的现代工程师应具有合理的知识结构、多元的能力结构、综合的素质和高尚的品德。知识结构方面要求具备广博的工程技术知识、科学知识、人文社科知识以及经验知识等;能力结构方面要求具备工程设计能力、创新能力、工程实践能力、知识学习能力、分析综合能力等;素质方面要求具备创新人格、战略视野、市场意识和创造思维等;品德方面要求具有强烈的事业心、高度的责任感、不断进取的毅力、团结协作的精神、敬业奉献精神等。因此，高等工科专业课程教学一体化建设应注重贯穿大工程观教育理念，注重学生知识、能力、素质和品德的培养，特别是工程能力和创新能力的培养。由此，我们将工科专业课程一体化建设的基本思路归纳为以学生为中心，以社会需求为导向，依托工科专业对口的行业特色，发挥教师兼具课程开发者和教学执行者的双重身份的作用，在课程定位与方向、课程内容与要求、教学方式方法和教学过程与评价等突出工程能力和创新能力的培养，推动课程与教学融汇一体，课程教学全程互动，相互促进。相应的建设原则是:

1.整体性原则

整体性原则要求从系统观的角度出发，全面地、整体地分析构成课程体系和教学系统的各要素及这些要素相互间的关系。在整体把握这些要素关系的基础上，构建最佳的课程与教学结构，发挥最佳的育人功能。

2.发展性原则

所谓发展性原则是指伴随着社会经济的快速发展，一方面课程内容要“压缩”不必要的内容，删除陈旧过时的内容;另一方面外部行业企业内不断涌现出更多的新技术、新成果，高校内部教师进行科研过也获得大量的成果，这些都需要在课程和教学中及时得以体现，及时更新课程应用于教学，以获得最佳的导学效果。

3.优化组合原则

一门课程的内容涉及大量的知识点，不同的知识点有其自身的教学特点;同时教学的方式方法也多种多样。如何在课程教学中以最优的教学方法传授知识点，需要教师在设计课程内容与教学方法的选用过程中进行优化组合。

4.理论与实践结合的原则

工科专业课程的特点是同时兼具理论内容与实践内容，在教学中既有理论环节，又有实践环节。因此在课程建设与教学改革中要强调突出理论与实践的整体性，将工程实践融入到课程的理论教学环节中，同时在实践环节注重融入理论知识点，利用信息化、网络化等现代教育手段不断创新教学活动的组织方式。

三 工科专业课程教学一体化建设的实践

桂林理工大学作为以理工科人才培养为主的地方高校，高度重视高等工程教育的改革与研究，近年来持续推进工科专业课程建设与教学改革。“水污染控制工程”课程是环境工程、给水排水工程等学校优势特色工科专业的核心课程，2007年获得国家级精品课程建设立项。近年来该课程按照学校“立足广西，服务行业，培养实践能力强、富于创新精神的应用型工程人才”的高等工程人才培养目标的要求，以大工程观教育理念为导向，积极探索课程教学一体化建设，走出了一条高等工程人才培养新路子。

1.设计优化一体化课程教学体系与内容

根据一体化课程教学建设基本原则，需要首先设计一体化的专业课程体系，教学内容和教学方案，开发理论与实践相融合、知识学习与能力培养相结合的一体化课程教学标准，明确课程教学目标、课程结构与内容、教学安排和教学保障条件等。

“水污染控制工程”课程按“理论基础→案例分析→工程应用”模式建立起包括理论课程、实验课程、课程设计等理论和实践教学环节的完整课程体系。在课程与教学内容方面充分吸收水新工艺、新技术、新设备、新方法、新标准、新规范充实课程与教学内容，同时将课程教师承担的国家“863”计划项目、国家重大水专项和国家自然科学基金在内的国家级和省部级科研项目研究成果以及“课程体系改革”、“现代教育技术应用”等教研成果作为创新课程列入《水污染控制工程》教学内容中，使课程内容突出反映本学科领域的最新科技成果和优秀教改成果，确保课程教学内容的科学性和先进性。

2.开发一体化课程教材

教材，是教师教学的重要依据，是学生学习的基础，教材对于学生和老师而言都是非常重要的。面对课程教学一体化的要求，教师既要作为课程的设计者也要作为教学的执行者，因此客观上要求教师既是教材的编写者也是教材的使用者。在课程教学一体化的建设中，课程的任课教师需要创新教材编写模式，编写理论教学和实践教学相融合的教材和教辅材料，依据工程师的职业特征、职业成长规律和典型工作任务设计教材教学单元，力争实现工作过程导向的教学模式，实现理论知识与实践能力的有机结合。

“水污染控制工程”课程教学团队凝练科研最新成果和核心观点，及时应用在教材编写和修订中，使得教材水平与学术质量不断提高，进一步增强教学内容的前沿性和动态性。近年来编写出版了国家级精品课程教材《水污染控制工程》、高等学校实验实训规划教材《水处理工程实验技术》、《工业废水处理工程实例》等理论与实践相融的教材3部，辅助教学用书5部。积极建设和充实教学辅导资源库，为学生提供充分的科研资料和最新的科研动态，启发和引导学生进行更为广泛和深人的专业学习。

3.理论教学与实践教学一体化

我国现行的高等工程教育模式，在很大程度上存在着重理论轻实践的问题［4］。课程教学一体化的建设要求理论教学与实践教学融汇贯通，更强调实践教学环节在培养和提高学生工程能力、创新能力中的重要性。课程主讲教师既是理论知识的授课教师同时也要亲自主持和设计实践教学，成为改革实验教学的形式和内容的执行者，在课程设计与规划中增设综合性、创新性实验和研究型实验，鼓励本科生参与科研活动等。理论教学与实践教学一体化的实现，还需要具备优良的教学条件，构建既能满足理论教学，又能具备实验与工程实践的一体化教学场地，创设真实的工程环境，实现理论教学与工程训练融合进行。

“水污染控制工程”课程实践环节主要包含实验、课程实习与课程设计。我们在实验教学中开设具有综合性、创新型和研究型的实验，例如课程教师结合广西特色行业废水处理、漓江水环境治理等实际自主设计了15个具地方特色的“实战”性实验项目与理论课程相对应，同时增加创新型和研究型实验开设课时(占课程实验课时的50%)。课程设计与实习教学过程中，一方面适时地让学生进入到本课程团队承担的工程项目建设中，如桂林理工大学雁山新校区生活污水处理站、广西涠洲终端污水处理站等项目的工艺设计、施工管理和经济评价等各阶段;另一方面引导学生加入科研课题组，促使学生带着课题进行学习与研究，进一步拓宽了学生的知识视野，吸收消化教师的最新研究成果，有效提高了学生的自学能力和创新能力。近年来，学生以水污染控制工程为主题参加“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛获奖3项，广西“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛获奖5项。在一体化教学场地建设中，我们构建了“四特”型创新实践教学平台，即“水特色”、“新模式”、“大平台”、“实用型”的水污染控制实验教学中心［5］，该中心2009年被评为国家级实验教学示范中心。我们还将桂林理工大学雁山校区正在实际运行的污水处理站、与日本明电舍株式会社联合创建“中日膜技术研究中心”做为课程实践教学场地及实习基地，学生在校内即可完成真实工程环境中的顶岗实习，及时掌握新工艺、新技术、新设备的应用，形成了既能满足理论教学又能实现实验与实训的一体化教学场地。

4.加强建设一体化课程师资队伍

教师在课程教学一体化建设中起着至关重要的纽带作用。为满足课程教学一体化建设的需要，应加快培养既能讲授理论知识课，又能指导工程实践和生产实习的一体化课程“双师型”教师。注重在一体化课程建设过程中，促进教师树立大工程观的教学理念、创新教学方法、提高课程开发和教学的水平和能力，不断提升教师工程实践能力，逐步形成一支素质精良、结构合理、教学、科研和工程能力强的高水平一体化课程教学团队。

“水污染控制工程”课程教学团队结合专业建设与发展实际，积极吸收教学水平高、学术造诣深的校内外优秀教师、科研人员、工程技术人员加入课程教学团队;多渠道培养青年教师，一方面选派课程教师到国内外知名大学或研究机构进行访问和学习，提升其理论素养和科研能力;另一方建立持续改善青年教师工程能力的制度，如支持教师直接参与工程设计、鼓励其参加注册工程师考试、利用设计研究院等单位对教师进行工程能力培训和建立有工程经验教师传、帮、带指导年轻教师的机制［6］;积极探索校外导师的选拔、聘用机制，与广西南宁建宁水务投资集团有限责任公司、广西华蓝设计(集团)有限公司等生产单位签订“卓越工程师培养计划”合作培养协议，发挥企事业导师工程实践经验丰富、解决实际问题能力强的特长，建设一批稳定的企业兼职教师队伍，从而增加课程教师队伍的整体实力。围绕课程教学一体化的建设，“水污染控制工程”课程教学团队于2009年被评为国家级教学团队。

5.运用先进的教学方法和手段促进课程教学一体化建设

先进的教学方法和手段是课程教学一体化实施的有力保障。要充分利用现代教育技术，积累优质教学资源，构建和开发网络课程平台，改善互动教学效果和课堂氛围，促进学生自主学习和互动学习;充分整合现代教育技术和传统教学手段，进行多样化、综合性教学。

“水污染控制工程”在课程教学中改变传统的传授式教学，将参与式、发现式、启发式、案例式、互动式、开放式的教学方法和混合式的教学手段应用于课堂，充分利用仿真模拟技术再现工程情景，开发多媒体课件和构建网络教学平台，全方位全天候为学生提供学习资料，积极开展课上交流和课下讨论，将第一课堂与第二课堂有机结合，培育学生主动学习、探索研究、合作协调的习惯，激活学生思维，引导学生归纳和消化所学知识。

四 结语

桂林理工大学“水污染控制工程”国家级精品课程以大工程观教育理念为导向，积极探索课程教学一体化建设新途径，在课程优化设计、教材开发、理论实践结合、师资队伍等方面的一体化建设卓有成效，为学生提供了很好的学习条件和成长环境，使学生在能力、素质和品德等方面都有了很大的提高，从而使环境类高等工程人才的培养质量不断提高。

［1］张来斌.大工程观视野下高等工程教育改革的探索与思考［J］.中国高教研究，2009(8):8-10.

［2］谢笑珍.“大工程观”的涵义、本质特征探析［J］.高等工程教育研究，2008(3):35-38.

［3］程丽华，谢 颖，江禄森，等.基于大工程观教育理念下专业课程建设的研究［J］.中国电力教育，2010(24):103-104.

［4］高雪梅，孙子文，纪志成.CDIO方法与我国高等工程教育改革［J］.江苏高教，2008(5):69-72.

［5］张学洪.创建实践教学平台提升学生创新能力［J］.中国高等教育，2012(6):25-27.

［6］张学洪，张 军，曾鸿鹄.工程教育认证制度背景下的环境工程专业本科教学改革启示［J］.中国大学教学，2011(6):37-39.