面向工程教育的学科基础课改革

摘要：作为目前高校工程教育改革中相对忽视的环节，学科基础课对于学生基本工程素质、创新思维及综合能力培养等起到非常重要的支撑引导作用。首先分析了学科基础课工程化改革的必要性，然后以工程制图课程为例，对学科基础课工程化改革的思路和措施进行了一定的探索。

关键词：工程教育 工程应用型 学科基础课 工程制图

随着国家对于高等教育在社会发展中的作用地位及教育发展自身规律认识的不断深入，高等工程教育已经成为教育界的普遍共识和大部分高等院校教育改革的必然趋势。在具体的课程改革实践中，主要以专业课程的工程化教学改革为主，对于学科基础课则由于其内容相对理论化等原因尚未过多涉及。

文章分析了学科基础课工程化改革的必要性和意义，从教学内容、教学模式、考核模式三个方面提出工程化改革具体思路。

一、学科基础课工程化改革的必要性

1.学科基础课作用与地位

工程应用型人才最重要的三大能力是实践、集成和创造能力，工程的这一创造性特质，使得工程教育必须区别于其他学科的教育模式，尤其是在基本工程素质、创新创造思维、综合实践能力的培养上。

学科基础课是使学生获得有关学科的基本概念、基本规律的知识和技能的课程，是学生进一步学习专业知识的基础。在工程应用型人才的培养过程中，学科基础课具有重要的地位和作用：

（1）学科基础课是培养基本工程素质的主要途径。所谓基本工程素质就是一个工程师应具备的基本知识、基本理论和基本技能，一定的工程实践训练和严格有素的工程习惯。工科的学科基础课往往既具有工程教育的内涵，又具有工程训练的特点，是培养学生基本工程素质的主要途径。

（2）学科基础课是训练创新创造思维的理想载体。学科基础课内容上偏重于具有共通性的一般化理论介绍，具有较强的理论性，有利于训练学生的理性思维和创新思维能力，而这是学习任何知识、掌握任何新技术所必需的，尤其对于工程应用型人才来讲，创新思维是区别于一般技能型人才的重要能力。

（3）学科基础课是启蒙综合实践能力的重要契机。所谓综合实践能力是指学生综合利用所学的基础理论知识和必要的工程知识进行工程实践的能力。现代工业发展对工程师的工程综合实践能力提出了越来越高的要求，加强工程综合实践训练是高等工程教育改革的必然选择。综合实践能力培养是一个循序渐进的过程，利用学科基础课的实践机会对学生进行简单的启蒙和引导十分必要，而学科基础课覆盖课程广的这一特点也决定了这是启蒙综合实践能力的有利契机。

（4）学科基础课对于后续专业学习具有深远的影响。学科基础课一般安排在大一阶段，且往往面向多个专业同时开设，这意味着一门学科基础课的学习对于后续相关课程以致相关专业学习都具有非常重要的影响。

因此，不管是从工程应用型人才培养基本工程素质、创新创造思维、综合实践能力的要求出发，还是对后续专业学习的角度而言，学科基础课都具有不可替代的独特作用与地位。

2.学科基础课教学现状分析

课程教学的效果主要取决于教与学、也即教师和学生的双方互动配合程度。学生重视程度不够和教师工程化背景缺失是目前学科基础课教学中存在的两大主要问题。

由于社会整体氛围影响，目前高校学生普遍存在浮躁、短视的现象，体现在专业学习上便是相对重视专业课程尤其是所谓“饭碗课程”的学习，对于相对较基础、理论性较强的课程则轻视甚至漠视，在课程学习中首先关心的是“学这门课有何用？”，对于基础课程的作用和影响缺乏正确的认识。例如很多電气信息类专业学生对《工程制图》的重要性认识不够，对工程制图在今后工作中的应用缺乏足够的认识，甚至认为这是一门仅仅适用于机械、建筑类专业的课程。学生的重视程度不够直接影响了课程的教学效果和教师的教学积极性。

与此同时，教师工程化背景缺失也是影响学科基础课教学的重要因素，高校以论文作为主要衡量指标的评价机制导致了大批教师投身于急功近利的文章“生产”，甘于沉积、潜心研究的科研精神逐渐缺失，在学术上也以理论研究为主，忽视了对工程实践的应有重视，导致了教师工程化背景的缺失，而这种缺失也直接导致了学科基础课在教学上偏重于枯燥的理论说教，却忽视了课程对于工程应用型人才培养的支撑引导作用。

综上所述，学科基础课程目前的教学现状显然不能匹配自身对于工程应用型人才培养的作用和地位，从各个方面对其进行改革以适应工程教育的要求和发展趋势，对于落实工程应用型人才培养定位具有重要的现实价值和战略意义。

二、学科基础课工程化改革思路

基于上述对于工程应用型人才能力要求的分析和学科基础课作用、地位的认识，学科基础课工程化改革的目标应该是落实工程应用型人才的培养定位，具体包括培养基本工程素质、训练创新创造思维、启蒙综合实践能力三个方面，结合笔者自身近年来教学实践总结以及肤浅的理解，工程化改革措施可以从修订教学内容、改革教学模式、创新考核模式是三个方面有针对性展开，具体关系如图1所示。

1.通过教学内容改革培养学生基本工程素质

基本工程素质的培养离不开工程实践，作为实践能力培养的主要载体，实践教学环节是必不可少的。目前课程教学中普遍存在脱离实际、学非所用、重理论学习轻能力培养的现象，由于学时限制等具体原因，学科基础课一般未设置实践教学环节，也基本缺乏贴近工程实践的部分。为达到培养学生基本工程素质的目的，在教学内容上，必须在保持知识的稳定性和有效性的原则下，充实工程实践知识的分量，增加实践教学课时，加大工程实践教学的分量。

以《工程制图》为例，由于课时数有限（32课时），我们只能选择教材中部分内容实施教学，主要是投影、视图等基础性内容，而对于零件图、装配图等实用性内容没有太多课时覆盖，尤其对于计算机辅助设计CAD等内容，由于未设置实践教学环节，只能采取教师课堂示范的形式加以简单学习，学生看到的是成形的图片，看不到制图过程，对于基础较差、接受能力较弱的学生而言，在进行空间想象和构思方面还存在相当大的问题。由于教师不可能将所有实例的轴测图都画出来，学生是否积极进行了空间构思和想象，想象的组合体形状是否正确，都得不到及时的验证，特别是读组合体三视图时，组合体的轴测图图片就在PPT中，学生就不会积极地进行空间想象，慢慢会养成学习惰性。

与此同时，现代技术的突飞猛进直接导致了与学科专业相关的知识和信息日益更新，目前课程教学内容上普遍存在知识落后的现象，而学生不可能也没必要在有限的时间内全部学完这些知识，如何保证教学内容的有效性和稳定性也是十分重要的问题。因此在课程的教学内容需要通过广泛的调研和精心的比较，如通过对行业企业的沟通、调查，毕业生的反馈等渠道才能做出科学合理的选择和取舍。

2.通过教学模式改革培养学生创新创造思维

创新创造思维是创新人才智力结构的核心，是工程应用型人才必须具备的重要素质能力，它需要经过长期的训练、积累才能具备。在教学模式改革中，应该在具体研究课程特点的前提下，大胆通过研讨式教学与探究式学习相结合的方式，达到训练学生创新创造思维的目的。

通过研讨式教学，可以很好地激发学生的学习记忆和他们的思维创新。如笔者在《工程制图》课程中曾经问过一个“点的两面投影均在直线投影上且横坐标相同的情况下，能否确定空间此点就在该直线上？”的问题，激发学生积极思考与热烈讨论，并有学生分别以坐标计算法、射线交叉法、反证法等角度给出证明，部分答案甚至超出了本人预计，这些都说明了学生的创新创造潜力是巨大的，关键在于如何通过合适的方式去引导。

在创新创造思维训练的过程中，引导学生进行探究式学习是对研讨式教学的有利补充和保障。探究式学习是一种积极的学习过程，主要指学生独立自主地发现问题、实验、操作、调查、收集与处理信息、表达与交流等探索活动。在教学实践中，可以通过抛出若干学生感兴趣的问题，以此引导学生通过自己努力尝试寻找问题的答案，在此过程中让学生获得知识，培养能力，发展探索精神与创新能力。

3.通过考核模式改革考查学生综合实践能力

科学合理的考核模式是课程教学的重要组成部分，也是决定人才培养质量的关键环节，考核模式既影响学生的学习积极性，也将一定程度上造成教师教学上的倾向性。尤其在当前学生相对被动的学习氛围下，可以说培养效果相当程度上将取决于考核模式，因此创新考核模式意义重大：如何既能达到培养目标，又能提高学生学习兴趣；既能考核学生理论知识，又能考查学生综合实践能力，这是摆在任课教师面前的一大难题。以《工程制图》为例，其考核目标应该主要是学生对于制图理论和技术的应用熟练程度，而目前一般采用闭卷考试的方式，这就引起了教学与考核之间的矛盾。因此，如何通过课程考核引导师生对于综合实践能力的重视培养是考核模式改革的重点和方向，从如何能够理论与实践并重、最大程度考核学生综合素质出发，采取灵活、实际的考核模式。在考核模式改革中，可以采用理论与实践考核相结合的原则，任务式考核的方式，达到考查学生综合实践能力的目的。

采用理论与实践相结合的原则，即要求创新现有以闭卷考试为主的考核形式，在加重实践性考核的同时，必须使考核内容同时涵盖必要的原理基础，区别于单纯的技能考试，体现一定的理论性，既考核理论基础水平，又考查实践动手能力，比如在《工程制图》中，可以通過在计算机绘图中考核投影理论的形式进行考核，学生必须具备一定的理论基础和实践绘图能力方能通过考核。

采取任务式考核即考核内容以一个完整任务的形式体现，要求学生通过查找资料、分析解决方法、动手设计制作等步骤最终完成某项具体任务，在《工程制图》中通过让学生设计、绘制、制作扳手。任务式考核既能提高学生的兴趣和积极性，又能很好地起到考查综合实践能力的目的。

三、结语

目前大多数改革实践还是围绕与工程实践联系相对紧密的专业课程展开，而对于为学生基本工程素质培养起到重要支撑作用的基础课程则较少涉及。本文以笔者执教的《工程制图》为例，从教学、实践、考核三个方面提出课程工程化改革的思路和措施，并在此基础上对学科基础课的工程化改革进行一定的探索，希望能对相关课程改革起到抛砖引玉的作用。

参考文献：

[1]李瑾，陈敏.30年来中国工程教育模式改革政策分析——基于社会政策的四维视角[J].高等工程教育研究，2011，（05）.

[2]朱高峰.创新人才与工程教育改革[J].高等工程教育研究，2007，（6）.

[3]柳宏志，孔寒冰，邹晓东.综合就是创造——综合工程教育模式的探索[J].高等工程教育研究，2009，（6）：13-18.

[4]张炳宗，宋巨烈.从工程教育的角度论制图课的教学[J].煤炭高等教育，1997，（04）.

[5]石磊.工程教育中实践能力的培养研究[D].西安电子科技大学，2007.

[6]冯开平，左宗义.面向21世纪的工程制图课程教学的研究与实践[J].高等工程教育研究，1998，（2）：46-50.

[7]林健.面向“卓越工程师”培养的课程体系和教学内容改革[J].高等工程教育研究，2011，（5）.

[8]朱志亮，胡静.研讨式教学及在“工程制图”课程中的实践探索[J].中国电力教育，2013，（05）.

[9]黎莉梅，骆洁嫦.关于工程制图课程考试的若干思考[J].高等工程教育研究，2000，（1）：33-35.

本文系温州大学教学改革研究项目《电子信息类专业工程制图教学的改革与实践》阶段性成果。