美国工科院校培养学生工程实践能力的经验及其启示

● 胡美丽 黄慧 睢琳琳

大学生工程实践能力是指大学生能够将自己所学的理论知识和现实相联系，将知识应用到设计、制造、管理、营销或其他工程实践环节，综合考虑环境、文化、法律等各种因素，为社会提供产品、技术服务或是工艺流程等解决现实工程问题的能力。[1]这种能力是工科类专业学生从事相关岗位工作必备的能力之一，也是应用型本科院校在人才培养方面着力追求的目标。为此，相当一部分高校纷纷紧随时代脉搏，陆续开展了以培养大学生工程实践能力和创新能力为主旨的教育教学改革。但由于改革还处在起步和摸索阶段，很多高校毕业生的工程实践能力相对比较薄弱，和当前社会现实需求还有很大差距。因此，加强学生工程实践能力和创新精神的培养，依然是今后应用型本科院校提高教育质量的中心环节。

2013年，笔者有幸赴美国加利福尼亚州参加为期三周的高等教育管理培训，考察和走访了加州州立大学长滩分校 （California State University at Long Beach）、斯坦福大学（Stanford University）、加州理工学院 （California Institute of Technology） 等多所高校。通过培训和考察，对美国的高等教育管理尤其是工科类院校对大学生工程实践能力培养方面的经验有了较为深入的认识和研究，这些经验值得我们学习和借鉴。

一、美国在大学生工程实践能力培养方面的经验

美国作为目前世界上公认的工程实践教学发达的国家之一，他们的工程实践教育已有200余年的历史，无论从理念设计上，还是从课程设置、教育教学模式创新，直至产学合作、合作教育等方面，美国工科院校在大学生工程实践能力的培养上可谓是独树一帜。

（一）在理念上重视对学生工程实践能力的培养

20世纪40年代到80年代之间，美国的高校曾经出现过高等工程教育偏离工程实践的问题。80年代末，麻省理工学院 （Massachusetts Institute of Technology）最早提出了回归工程——即从科学向工程的回归。在麻省理工学院回归工程理念的引导下，全美工程教育界掀起了回归工程的浪潮，各大高校纷纷树立工程实践教育理念，对工程教育的内容进行重新整合，更加重视工程人才实践能力的培养。20世纪90年代以来，美国高等工程教育界的有识之士从不同角度提出了培养新一代高素质人才的目标——培养面向21世纪的新一代工程师。各大工程类院校在课程设置、教学内容和教学方法等方面都作了较大调整和改革，以适应造就新一代工程实践能力强的高素质人才的需要。

美国工科院校从教育理念、培养目标、教学内容、教学模式、校内外合作等方面高度重视对学生工程实践能力的培养。美国的工程学院为了提高学生的工程实践能力，每个专业都安排了各种各样的实习课程，且实习成绩是学生取得学位的核心部分。一位学生即便以全A的成绩完成了他的本科必修课程，但如果没有实习经验，也一样拿不到学位。这一理念促使学生必须高度重视实习实践环节的学习，学会应用各种技术和现代工程工具去解决实际问题，从而培养和提高自己的工程实践能力。

（二）在课程设置及教育教学上重视实践教学环节的比重

美国大学并没有一个适应于全校本科生的统一教学计划，他们所谓的教学计划是一个由各类必修课、限选课和任选课所组成的适应本科生各种学习需要的庞大课程体系。其中，实践教学课程占据了非常大的比重。如四年制本科生的教学计划中规定学生要修满124个学分，其中60个学分是通识教育课程学分，64个学分是专业必修课程学分。在这64个学分里，实践教学比重占了一半以上。以密西根大学机械工程系为例，学生的专业必修课共计64个学分，其中实践教学占了36个学分，分别是：设计与制造（3门，12学分）、实验与技术交流（2门，8学分）、技术选修课程（12学分）、相关技术课程（4学分）。[2]

在课堂教学环节，美国大学里的课程大都要通过小组合作的形式来完成。在小组中，为了调动学生探索和实践的积极性与创造性，让每个人充分体验动脑、动手的乐趣，允许每个人根据自己的特点和个人倾向选择角色和工作任务，在模拟或真实的情境中尝试把课堂中学到的理论知识运用于实践，从而搭建了从理论到实践的桥梁。而且，这种教学模式在美国高校中已占据了主导地位。同时，美国大学的专业课中都含有重要的实验内容，这部分内容一般给予8—12个实验学分。一些高校要求学生到了三、四年级必须完成为期一年或一年半的独立课题与研究计划，题目一般由学生与导师协商确定。学生既可以参与学校的学术研究或科研项目，也可与公司、研究机构合作，参加公司的工作或研究实践。总之，学生必须参与到科研实践中去，提高自己的工程实践能力。

（三）通过产学合作或合作教育方式培养学生的工程实践能力

加强与工业、企业的合作是高校培养学生的工程实践能力和科研创新能力的有效途径，这在美国理工科院校中已达成普遍共识。所谓产学合作，是指企业与高等院校在人才培养、科学研究、技术开发、生产经营以及人员交流、资源共享、信息互通等方面所结成的互利互惠、互补互促的联合与协作关系。[3]在美国的产学合作过程中，企业提供资金和课题项目，大学提供研究人员进行开发研究，产出的科技成果及时转化为生产力。企业解决了自己难于应对的技术难题，大学在得到更多科研经费的同时，提高了科技成果转化为生产力的水平，并培养了学生的实践和应用能力，从而实现了大学与企业的双赢。同时美国还通过建立大学——企业联合研究中心、兴办合资企业等方式，为教师和学生提供进入科研前沿和实践领域的平台。

合作教育与产学合作不同。合作教育是一种以培养学生全面素质、实践能力和就业竞争力为重点，利用学校和企业两种不同的教育环境和教育资源，采取课堂教学与学生参加实际工作有机结合的方式培养学生实践能力的一种教育模式。比如，高校一些设计类的实践课程的题目直接来源于当地的企业，项目完成后，请企业来评定；请企业的资深工程技术人员来学校讲授示范；学生到企业实习或短期工作，把课堂上学到的理论知识运用到工程实际中去，既提高了工程实践能力，又得到了职业体验，为将来的择业打下了基础。

二、美国高校学生工程实践能力培养对我们的启示

我国近代工程教育最初兴办于清末洋务运动时期的各类西式学堂中。经过一个半世纪的发展，我国的工程教育已成为世界上规模最大的国家，且形成了较为完整的实践教学体系，为经济发展和社会进步培养了大批工程技术人才。但仍然存在诸多问题有待改进，例如，在人才培养计划上不同程度地存在着重理论轻实践、缺乏基本的工程训练和工程意识，学生的工程实践能力较弱、社会适应性差等问题；作为实践性很强的工科教育，面向企业和行业不够、缺乏产学合作的弊端也日益凸显。近些年来，大学毕业生就业难和企业所需的技术技能人才供给不足这一矛盾有力地说明了这一问题。必须把提高学生工程实践能力摆到日程上来。而美国高校在培养学生工程实践能力方面的很多做法，对我们国内高校办学改革具有一定的启示作用和借鉴意义。

（一）转变传统教育观念，给予工程实践能力培养的应有地位

新中国成立之初，在计划经济体制之下，为了尽快满足国家建设的需要，教育以对口专业需要为目的，人才的培养基本上是以应试教育、传授知识为主，在工程实践能力培养上涉及甚少。实行社会主义市场经济体制以来，工程技术人才的结构和质量规格均无法满足产业界的需求。面对这一突出矛盾，由高校努力推进的校企联合培养学生的工程实践能力的举措，也因企业在校企联合培养学生一事上无利可图而越来越流于形式，收效甚微。加之我国对工程教育思想缺乏系统的研究和足够的重视，本科工程教育模式变得越来越“去工程化”，理论教学日益“中心化”，工程实践训练被日益 “边缘化”，工程实践训练环节由软化、淡化、虚化、弱化而走向形式化，最终沦为工程科学教育的“附庸”。[4]然而，全球化局势以及工业化倾向迫使我们今后必须重视学生工程实践能力的培养，对过去那种重理论轻应用、重知识轻能力的一贯教法加以调整，要清楚地认识到我国工科院校的人才培养定位就是能在工业生产第一线从事工程技术工作、解决工程实践中实际问题的高级工程技术人员，这必须要在工科院校的人才培养方案中有充分的体现。

（二）依据人才培养标准，加快课程体系改革的步伐

我国工科院校的高校课程体系安排一般是基于学科逻辑的，强调知识结构的完整性，各个学科自成体系，课程之间缺乏整合，内容重复的现象也比较突出，理论课程过多，课业过重，挤占了学生实践和自由探索的时间，这显然与新时期对工程教育人才实践能力的要求是背道而驰的。对此，我国教育部颁布了《工程教育专业认证标准（试行）》，对工科类学生必须达到的知识、能力和素质等基本要求做了明确规定。由于工程教育人才应该具备的工程实践能力和素养只有通过工程实验和实践项目的参与才能获得，有些甚至需要真实的工程环境，因此必须在课程体系中增加实践教学环节的比重。国家级实验教学示范中心电子组美国高校实验教学考察团考察斯坦福大学电气工程系时发现，该系学生理论与实验课比为1:3，这是我们国家很难做得到的。[5]但对我国的工程课程体系的改革来说却是一个契机。当然，对学生工程实践能力的培养和提高，不能紧紧停留在实践课程时数的相对或是绝对增加上，而应站在一定高度，统筹规划，注重各个实践教学环节之间的层次性、连续性和贯通性，把学生应该获得的技能和素养分解到各个环节中去，有的放矢地安排每个环节的教学活动，才能收到预期的改革效果。

（三）注重校企联合培养，落实实践教学环节的教学效果

从美国高校学生工程实践能力培养的经验来看，高校与企业联合培养学生的工程实践能力是一条有效的途径。长期以来，我国大多数工科院校重视课堂教学中理论知识的严谨性和准确性，认为毕业设计和生产实习是辅助性的，因而在教学中不断压缩、挤占毕业设计和生产实习学时。有的院校即便在教学计划中保证了毕业设计和生产实习的学时数，但毕业设计做成了毕业论文，生产实习变成了走过场，弱化了这两个重要的实践环节，这对学生工程实践能力的培养是极其不利的。

生产实习是拓宽学生眼界、丰富实践知识、锻炼学生独立开展工作的至关重要的机会。要建立一套有效的实习管理制度，建立科学的实习质量评估办法，充分调动教与学两个方面的积极性和创造性。加州州立大学长滩分校在学生毕业条件中就明确规定，学生毕业前必须有至少三个月的无薪或带薪实习，且有第三方权威鉴定机构对该生在实习单位的表现情况给与真实的鉴定和评估，凡是实习成绩不合格的不予毕业。我国高校扩招后，有限的师资力量无法做到对每一个学生进行跟踪式的实习指导，更缺乏权威的机构对学生在实习单位的表现情况给予鉴定，因此学生的实习基本呈“放羊式”管理模式，实习效果不明显。为了更好地发挥实习的作用，学校要对学生实习工作做好统筹安排，加强监管，教师要适时引导学生，善于调动学生的主观能动性，认真解决实际问题，力争在实习中不断提高学生的工程实践能力。

而对于毕业设计这个理论联系实际最为明显、学生在校期间最重要的实践性教学环节，工科院校应高度重视，力求通过毕业设计这一教学环节达到培养学生综合运用所学的理论知识和技能解决实际问题的能力，为毕业后尽快适应工作打下良好的基础。一定要让学生充分认识到毕业设计的目的性和重要性，认真对待。教师要加强辅导，引导学生遵从规范的设计步骤，独立思考，敢于创造，推出全新的设计。此外，还要做好毕业设计答辩工作。答辩委员会成员除了有教学、科研人员，还可以考虑让企业的设计和施工领域的人员参加，从而对学生毕业设计做出更贴合实际的科学指导。

对校外环境来说，努力加强学校与企业间的合作，使毕业设计和生产实习等实践环节立足于企业，为学生在校期间能参加企业实践创造一个好环境，力争实现校企双赢合作。此外，政府还可以出台一些政策和措施鼓励企业参与高校的人才培养工程，让校企合作培养人才成为企业的社会责任，让企业在学生工程实践能力培养上发挥应有的作用。

[1]田逸.美国大学生工程实践能力培养及其对我国的启示[D].长沙：湖南师范大学，2007.

[2]李建强.完善工程实践体系，促进工程实践回归[J].中国高等教育，2007，（8）.

[3]王章豹.我国产学合作的基本模式与发展态势[J].教育与现代化，2000，（3）.

[4]孔垂谦.我国高等工程教育的“去工程化”困境与“情绪化”选择[J].高等工程教育研究，2005，（1）.

[5]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.