面向工程教育的工科专业教学改革探讨

那振宇　刘 畅　毕 胜大连海事大学信息科学技术学院 辽宁大连 116026

面向工程教育的工科专业教学改革探讨

那振宇刘 畅毕 胜
大连海事大学信息科学技术学院 辽宁大连 116026

针对我国工科高校中普遍存在的重视科学教育而轻视工程教育、课程内容陈旧、课程体系与课程设置僵化、实践缺乏与行业对接等问题，分析了问题原因，并从几个方面探讨如何进行面向工程教育的工科专业教学改革，以期提升工科专业教学水平，培养合格的工程人才。

教学改革；工科专业；工程教育；实践

新世纪以来，我国高等教育取得了跨越式发展。占比高等教育近一半的工科高等教育一直受前苏联凯洛夫教育思想的影响，以传统的课堂教学为主导、灌输式的授课方式和一成不变的实验与实践课程，很大程度上限制了学生的创新思维开发和实践能力培养。随着经济体制变革、产业结构调整以及市场需求变化，培养理论基础扎实、实践技能过硬、跟得上社会发展的合格工程人才，已经是工科高等教育的当务之急。

教学改革是高等教育改革中的重要方面。一方面，教学改革向下以学生为对象，负责教学内容、教学方法、教学模式研究与创新，从知识接受主体的角度，变革当前教学体制。另一方面，教学改革向上以社会为导向，面向工程与实践应用，吸纳对应行业和领域的最新需求、最新技术、最新应用，并融入教学中，从知识应用客体的角度，主动适应社会需求。因此，很有必要深入探讨面向工程教育的工程教学改革问题。以下针对工科专业特点，从复杂的系统因素中厘清几点思路，对工科专业教学改革提几点浅拙看法与同行探讨。

1　工程教育及国内现状

工程是综合应用基础科学、技术科学知识使自然资源最佳地为人类服务的专门领域，同时包含技术方法和科学理论问题，相对基础科学和技术科学，其任务是改造客观世界并取得实际的结果。[1]工程教育是以技术科学为基础的，在工科高等学校以培养工程师或工程技术人才为目标的高等教育。这个目标并不是狭义地限制工科高校仅培养工程师，而是注重培养学生具备将所学知识应用于工程实践的能力。[2]工科学校培养的学生只是准工程师，其工程实践能力还需在其职业环境中继续积累和锻炼。

近年来，作为我国工程教育主要承担者的工科高校，在很多方面存在的问题一直饱受诟病。人才培养体系亟待完善，教育体系延承前苏联模式，强调以研究为导向的工程教育，工科趋向理科；重视科学教育，而轻视技术实践，把工程实践作为科学的附庸，导致人才培养趋同化、单一化。而实际教学过程中，工程实践和训练不足，实践教学远远滞后于理论教学，实践教学设置缺少自主性和创新性，实践教学趋于理论化、形式单一，方法和手段落后。此外，工科高校缺乏与行业内外企业公司的广泛对接，不甚了解社会和市场的人才需求，所以高校难以根据需求调整专业设置、专业课程、工程实训，导致人才培养与人才市场需求脱节。

因此，以完善教育体系为根本、以强化实践教学为中心、以与社会和市场对接为导向，积极推进面向工程教育的教学改革是工科高校未来发展与改革的必然方向。[3]

2　工科专业工程教学改革

工科是指以数学、物理、化学、力学等基础科学为工具，结合在生产实践中积累的技术经验而发展起来的学科。工科的目标是面向实践能力，培养工程领域从事规划、设计、施工研究和管理等方面工作的高级工程技术人才。面向工科专业的工程教学，在工程教育中占有极其重要的地位。学生未来实践中所需的基本方法、理论、技能都需要通过教学过程获得。然而，在实际教学过程中，还有很多亟须解决的问题。

一直以来，工科专业过多地注重课程本身体系完整性、统一性和规范性，在所谓重要知识点的传授上“面面俱到”，忽视了吸收新兴科学技术、与相关学科交叉、将文化元素融入教学中。据统计，当前70%的课程主要内容没有更新，30%的课程更新较慢甚至对社会发展和需求并无关联。这致使学生毫无兴趣地记忆分立的知识点、无法建立课程之间的联系，更谈不上学以致用。

当前多数工科高校课程改革往往不能摆脱传统大纲的限制，基本上集中于课程学期调整、更换个别理论课程和实验章节、削减学时数、变换考核方式等，缺乏以学生为主体的角度考虑设置课程，更没有把内容生动的实践内容考虑进去。而工科专业实验和实践环节依然过度依赖教科书和大纲，实验多是验证性实验，依照现成的指导书和讲义完成规定的内容。加之大容量的课堂讲授，客观上使得学生无暇了解课外知识，更对如何实践和应用无从下手。

尽管目前很多高校与大公司、企业(如ALTERA，TI等)建立了联合实验室，可是实验室利用率较低、实践环节仍与工程、生产和实践严重脱节。很多学生能够完成课程实验和设计，仍然无法独立从事工程实践和实际项目，教师普遍反映研究生阶段学生独立完成课题能力下降。学生参加社会实践，往往流于形式，看重经历而并非实践能力本身，而企业往往也需要廉价劳动力做一些非技能实践类的琐事。

一些高校定位过于学术化，追求科研项目、论文层次和数量，使得高校形成重科研轻教学的气氛，从而使学生实践环节的指导被大大削弱。可以看到，仅仅以教学为主的高校，其实践教学成果和学生实践能力往往也不够优秀。

由此可见，高等工科学校要培养出具有实践能力的合格工程专业人才，需要花大力气，从高校科研教学定位、多元化教学、课程体系与课程设置、工程实践与行业对接等几个方面进行深入改革。

首先，对于高校科研与教学定位，应该本着立足校情、实事求是、科教相辅的基本原则，让科研对教学、特别是实践教学充分发挥指导作用。近年来，国内高校几乎同时加大了对科研的重视程度，做项目、写科研论文、申请专利成了各大学、特别是重点高校的“重头戏”，教师绩效、学科排名、晋升职称等无一不与科研直接挂钩。这种重科研的导向使得教师用在教学上的时间和精力大大减少，对学生理论和实践能力培养的负面影响已经显现，学生、家长、社会也颇有微词。因此，高校应回归以学生和教学为主体教育上，这也是培养工程人才的基本前提。高校要结合自身特色和办学层次，确定是以科研为主、教学为主或者是二者兼有。以科研为主的高校，应该在政策上适当奖励教学，引导教师回归课堂与实践教学。以教学为主的高校，也不应固守老旧，通过内引外联，拓展实践教学基地。摆正科研和教学二者关系，有利于以科研项目促进教学水平、特别是实践教学水平提升，让学生从实际工程项目中领悟如何学以致用。

其次，针对传统课程内容老旧、缺乏新技术融合、工科教学刻板乏味等问题，应吸收新科技发展中与课程相关的成果，特别是与应用、实践相关的成果；同时加强教师和学生的文化素质教育，让课程内容新鲜起来，让学生心动起来。一个不争的事实是，与国内多数教材饱受诟病相比，对国外经典教材，学生大呼看得懂。这主要归因于国外教材不吝惜大量篇幅给出背景、原理和具体应用，例如电子类专业基础教材“Practical Electronics for Inventors”不仅包括电路理论部分，还包括模拟电子技术和数字逻辑电路部分，每一部分涉及的电路元件、实际器件、都给出实物图和具体应用，各部分之间过渡都毫无突兀感，通过教师提纲挈领地讲解，学生通过自学很容易厘清从电路、模电到数电之间的关系。除此之外，工科高校普遍缺乏人文素质教育。重视学生在哲学、文学、历史、政治以及艺术等方面的教育，可以促进学生文化知识的积淀，对其形成正确的三观，进而成为行为指导规范，最终树立正确的科学实践观具有重要的意义。尽管工科高校开设了人文类选修课，但是一来学生不够重视，二来工科高校普遍对人文相关素质教育重视不够，教师积极性不高，影响学生综合素质提高。因此，课程内容上推陈出新，重视工程教育中的人文素质教育，是面向工科教学改革的重要方面。

再次，对于课程体系与课程设置，应该以科学范式为基础，以工程范式为导向，构建工程科学范式。从学生的角度，学生厌倦于几年如一日的课堂式教学，困惑于过度科学化的课程体系，痛苦于教材中复杂的理论和公式。特别是对于大四学生，在被各种基础和专业课程“折磨”后，还要经受用人单位对实践能力水平的苛责，因而他们对课程设置“回归工程实践”的呼声最高，这种呼声也从侧面反映了当前社会对人才的需求方向。[4]从教师的角度，几年如一日给学生讲授相同的内容，也会大大削弱教师的参与教学的积极性。因此，课程体系和课程设置过度科学化，是阻碍培养工程人才的桎梏。以工程为导向，需要在课程设置上，适当增加实验和实践环节、减少理论课程容量，可以采用案例教学方式。例如网络上很受学生推崇的郭天祥“十天学会单片机”，就是先从实际案例开始，先让学生有直观认识，预留问题，再有重点地讲解相关知识点及运用，而不是面面俱到地讲单片机本身让学生云里雾里。当然，也不能把高校办成技校，因为科学范式是工程范式的基石，二者不是彼此孤立的关系。对高校课程体系建设来说，以学生和社会需求为出发点，以回归工程实践为目标，将科学范式与工程范式有机结合起来，构建工程科学范式。

最后，对创新实验与实践课程改革，可以在课程体系与设置改革的基础上，增加自主设计和实践环节，广泛借鉴实际项目设置专业类课程设计，积极拓宽学生校外实习和实践渠道，与行业内单位广泛联系共建实习实践基地，使学生实验、实践、实习以及毕业设计等各个环节与社会需求尽量对接。当前，国家对大学生科技创新活动支持力度不断加大，高校应积极引导学生瞄准社会和行业需求，利用这种机会培养大学生的实践能力，科学组织和精心安排各种创业、实习、调研，并从政策上支持和鼓励学生参加此类创新与实践活动。课内科学知识与课外创新实践有机结合，工程教育才会更富有生命力，为社会培养合格的工程人才。

3　结束语

新世纪的第二个十年，是我国全面提高国际竞争力的关键时期，面对发展的机遇与挑战，大力发展高等工程教育、培养合格的工程人才，是我国高等教育的一项重大任务。笔者从4个方面论述了面向工程教育的工科教学改革问题。工程教育是一项复杂的系统工程，需要多管齐下，高校应针对校情确定学校发展类型，广泛吸收最新科技成果，同时加强人文素质教育，使学生具有全面的综合素质，将科学范式中工程范式相结合，并积极与行业内外单位联合给学生创造更多参与实践的机会。

[1] 罗福午，千吉太.以现代工程为背景进行生动有效的工程教育[J].高等工程教育研究，2004(2):51-54.

[2] 崔军.我国高等工程教育课程改革研究[D].南京:南京大学，2011.

[3] 陈国松.我国重点大学本科工程教育实践教学改革研究[D].武汉:华中科技大学，2012.

[4] 李小兵，余桂英，胡会燕.以工程教育为目标的课程教学设计研究[J].中国电力教育，2013(16):104-105.

Teaching Reform Discussion on Technical Specialties Oriented to Engineering Education

Na Zhenyu， Liu Chang， Bi Sheng
School of Information Science and Technology， Dalianmaritime University， Dalian， 116026， China

According to the following problems in domestic universities， includingmain focus on science education not on engineering education， old curriculum content， rigid curriculum system and configuration， insufficient practices docked with industries， etc.， their root causes are analyzed， as well as the teaching reform of technical specialties oriented to engineering education is discussed in depth to enhance the teaching level for technical specialties and cultivate qualified engineering students.

teaching reform； technical specialties； engineering education； practice

2014-11-21

那振宇，博士，副教授。

国家级电工电子教学实验中心教改项目“教学研究与教学改革”(编号：BCA060016)；大连海事大学教改项目“面向创新人才培养的电类专业基础课教学模式研究”(编号：2014Q15)。