普通高师院校“大工科”专业基础课程群建设的探索与实践

2016-06-05张小奇张英波杨树臣

职业技术教育 2016年8期

张小奇?张英波?杨树臣

摘要普通师范院校在开办工科专业的过程中面临许多共性问题。以长春师范大学工程学院4个工科专业建设的实践为例，围绕地方应用型工科专业的人才培养目标，提出构建由图学课程群、力学课程群、材料课程群和电学课程群构成的“大工科”专业基础课程平台，在此基础上加强专业教学团队建设。

关键词大工科；专业基础课程；普通高师院校；工科专业

中图分类号 G658.3 文献标识码 A 文章编号 1008-3219（2016）08-0012-04

高师院校是我国高等教育体系中的重要组成部分，担负为基础教育培养师资的重大使命。随着高等教育的大众化，许多普通师范院校为扩大规模而开办非师工科专业。据统计，全国独立设置的普通师范本科院校有143所，其中90%以上的学校开设了工科专业。以吉林省为例，4所省属普通本科师范院校，全部开设工学本科专业，开始培养应用型工程技术人才的教育实践。这在一定程度上完善了高师院校的学科与专业布局、增强了学校的办学活力，为地方经济的发展提供了助力。但是，由于受师范教育传统办学思维方式的影响，使得目前地方高师院校应用型工科专业建设与发展普遍存在一些比较突出的问题，如培养规格与企业急需存在差异、应用型工科专业师资力量薄弱、适应应用型人才培养的课程体系构建不合理、教学理念与教学方法不适合应用型工科专业等。而对于设有多科性工科专业的地方高师院校，由于学科种类繁多，在课程体系构建与专业建设上表现出的问题尤为突出。其中，在专业课程体系中起到承上启下作用的专业基础课程的建设对于应用型工科专业的建设与发展尤为重要[1][2][3]。

为顺应地方经济发展需求和高等教育的发展趋势，长春师范大学于2011年成立工程学院，增开机械设计制造及其自动化、交通工程、冶金工程和车辆工程四个工科专业。针对这四个分属三个不同学科（机械工程、冶金工程、交通运输工程）的工科专业，以培养应用型工程技术人才为目标，结合各专业特点，构建了满足各专业课程要求的多学科共通专业基础课程平台——“大工科”专业基础课程平台。从应用型人才培养角度培养学生的工科素养并夯实专业基础知识，从专业建设角度完善工科课程体系。

一、工科专业的学科特性及其基础课程群分析

（一）所设工科专业的学科特性分析

机械工程是利用物理定律为机械系统作分析、设计、制造及维修的工程学科，是以有关的自然科学和技术科学为理论基础，结合生产实践中的技术经验，研究和解决在开发、设计、制造、安装、运用和维修各种机械中的理论和实际问题的应用学科。机械工程专业培养具备机械设计、制造、机电工程及自动化基础知识与应用能力，能利用计算机辅助设计、制造及技术分析，从事各种机械、机电产品及系统、设备、装置的研究、设计、制造、控制、编程，数控设备的开发、计算机辅助编程，工业机器人及精密机电装置、智能机械、微机械、动力机械等高新技术产品与系统的设计、制造、开发、应用研究，以及从事技术管理的工程技术专门人才。

冶金工程是研究从矿石等资源中提取金属或金属化合物，并制成具有良好使用性能和经济价值材料的工程技术学科。它包括钢铁冶金、有色金属冶金两大类。该工程领域与材料工程、环境工程、矿业工程、控制工程、计算机技术等工程领域及物理、化学、工程热物理等基础学科密切相关。

交通运输工程是研究铁路、公路、水路及航空运输基础设施的布局及修建、载运工具运用工程、交通信息工程及控制、交通运输经营和管理的工程领域。培养从事铁路、公路、港口、海洋、航道、机场工程勘查、设计、施工与养护，机车、汽车、航舶及航空器运用工程，铁道、公路、水路、航空信息工程及控制，铁路、公路、水路及航空运输规划、经营和管理的工程技术专门人才。

从以上三个学科特性分析中可以看出：第一，工程师语言——图学课程必不可少，工程技术领域的学科都离不开“工程语言”这一工具。第二，基于工程数学的力学课程群同样必不可少。设计、制造、冶炼、运动都要研究各种元件之间的作用关系。第三，由于现代工程技术的智能化、信息化发展趋势要求，基于物理学的电学课程群同样必不可少。第四，任何工程技术的实施都不可避免地要涉及材料工程的知识与技术，所以材料学课程群的支撑也是必不可少的。

（二）工科专业基础课程群分析

在大众化高等教育人才培养体制下，实现工科专业应用型人才培养目标的有效途径之一是构建完善的课程体系，即通过科学、合理、有序的课程组合为学生打造掌握知识与技能的学习路径。目前，大学工科课程按照属性的不同可以分为三类：公共基础课程、专业基础课程、专业课程。其中公共基础课程分为人文社会科学类（大学英语、大学语文、思想道德修养与法律基础等）与自然科学类（高等数学、大学物理、计算机基础等）两大类，以提高学生适应社会及自身发展的基本能力为目标，注重学生最基本的人文素质和科学素质的培养；而专业课程是根据培养目标所开设的专业知识和专门技能课程，其研究对象是特定化的对象，其设置反映专业或学科的特色。

专业基础课程介于公共基础课程和专业课程之间，是学生开始用基础理论分析专业知识的尝试，是专业教育的开始。它根基于理论性更强的自然科学类公共基础课程，根据专业特点和专业需要将基础课程知识向纵深拓展，形成支撑专业技术学习的理论体系和实践技能，培养学生在专业技术领域中的基本技能，并与工程实际紧密相连，它兼具基础性、理论性、专业性和工程技术性的特点[4][5]。搭建扎实的专业基础课程平台，对于专业课程体系的构建和学生基础知识与专业知识的学习均起到承上启下的作用，对于培养具有创新精神和实践能力的应用型工程技术人才有着夯基助力的作用。

二、“大工科”专业基础课程平台构建思路

机械设计制造及其自动化、车辆工程、冶金工程和交通工程四个专业分属机械类、材料类和交通类三个本科专业大类。虽然这三大类专业所培养的人才，其服务的工程技术领域与对象不尽相同，其所属的学科之间跨度大且内涵与知识结构存在诸多差异，但是对于工科应用型人才而言，所应具备的基本工科素养是相同的。由工科专业的学科特性分析可知，在各工科专业的课程体系中，均应开设能够培养学生基本绘图知识、力学知识、材料学知识和电学知识的专业基础课程。

工程学院作为新建学院，在师资力量、教学资源等条件有限的情况下，根据上述四个专业的人才培养目标与要求，构建多科性应用型人才培养课程体系，并打通学科壁垒，针对不同专业开设的同一门或同一类课程构建贯通四个专业的“大工科”专业基础课程平台，平台包括力学课程群、图学课程群、电学课程群和材料学基础课程群。各课程群根据专业人才培养目标和对专业知识能力的基本要求，围绕课程教学环节、教学内容、教学方法以及课程学时等方面开展建设[6]。工程学院多科性工科应用型人才培养课程体系构架和“大工科”专业基础课程平台如图1、图2所示。

三、“大工科”专业基础课程平台的课程设置

“大工科”专业基础课程平台中，图学课程群由理论环节（现代工程图学和应用软件）和实践环节（图学课程设计和软件应用设计）两部分组成。对于机械设计制造及其自动化专业和车辆工程专业而言，图学类课程是其专业基础课程中的重中之重，对后续专业知识例如机械原理、机械设计、机床结构等课程学习起着至关重要的作用。学生应具备较高的识图、绘图能力，因此上述两个专业的课程设置中，分别在第1、2学期开设共计82学时的现代工程图学理论课程，在此基础上后续开设CAM/CAM、CATIA、CAXA、Pro-e等二维和三维应用软件课程，并辅之以相应的图学课程设计和软件应用设计。要求学生掌握尺规绘图和熟练使用软件绘制二维、三维图形的专业技能；对于冶金工程专业和交通工程专业而言，要求学生能够具备基本的绘图、识图能力，并能利用计算机绘制二维图形即可，因此上述两个专业仅在第1学期开设 56学时的现代工程图学理论课程，在第2学期开设30学时的CAD/CAM课程以满足专业需求。

在力学课程群中，机械设计制造及其自动化专业、车辆工程专业和交通工程专业在后续专业课程学习中需要大量借助于力学知识完成各类机械结构分析与设计等内容，特别是机械设计等课程，对力学知识的要求尤为突出，因此在其课程体系中，均分别在第3、4学期开设72学时的理论力学和72学时的材料力学，以期能够满足后续课程需要；而冶金工程专业对于力学知识的要求与其余三个专业相比有所不同，因此仅在第3学期开设56学时的工程力学即可满足专业要求。

在材料学课程群中，冶金工程由于其专业特性与要求，对材料学的基础知识有较高的要求，因此在低学期开设72学时《材料科学基础课程》的基础上又开设21学时的《材料科学实验》课程，从材料的基本理论知识和材料基本问题出发，对金属材料、无机非金属材料、高分子材料和复合材料的共性以及一些主要材料的特性进行学习；机械设计制造及其自动化专业和车辆工程专业在后续专业课程的学习中，涉及到机械零件与机械装置的设计问题、车用材料的选择等问题，因此在其人才培养方案中于第5学期开设36学时的《工程材料》课程。主要学习常用工程材料的成份、组织、性能等基本知识，满足在机械设计与制造中对于材料科学知识的基本需求。

在电学课程群中，机械设计制造及其自动化专业和车辆工程专业由于后续课程中开设了诸如单片机、PLC、测试技术等课程，涉及大量的电路分析与设计等内容，需要较深的电学知识，因此上述两个专业均分别在第3、4学期开设48学时的电工基础和52学时的电子技术；而冶金工程专业和交通工程专业则在第4学期开设64学时的电工电子技术课程，其中冶金工程专业为满足后续部分课程对于电类课程的实践技能要求，同时在第4学期开设两周的电子工艺实习；机械设计制造及其自动化专业和车辆工程专业由于后续的专业课程有相应的实践环节，因此在电学基础课程中并未设置相应的实践环节。

上述四个专业的基础课程设置根据专业的不同和课程的不同而在要求、内容、学时、环节和难易程度上均有所区别，所采用的教学方法亦有所不同[7][8][9]。

四、“大工科”专业基础课程平台教学团队建设

优秀的教学团队是课程建设和专业建设的核心，是实现人才培养目标的重要因素之一。“大工科”专业基础课程平台以各课程群的主讲教师为中坚力量，并且加入相关专业负责人组建图学课程组、力学课程组、材料学课程组和电学课程组，在此基础上从企业引入行业企业技术人员并从其他高校聘请校外兼职教师，形成“大工科”专业基础课程平台教学团队。

在团队的四个课程组中，每个课程组中既有懂课程的主讲教师又有懂专业的专业负责人，形成“课程组=课程负责人+专业负责人+主讲教师+校外聘请专家”的课程组教学团队，各课程组负责人由具有高级职称的资深教师担任，负责课程建设规划并组织开展教学与研究活动，各专业负责人的主要任务是分别针对本专业对课程知识与能力的相应要求做出准确解读，校外聘请的企业技术人员和其他高校的专家负责将企业对课程所涉及知识的实际需求、其他高校在课程建设方面的有益尝试引入课程组，而主讲教师则需要将对课程的具体要求内化为课程目标、课程内容、教学方法等并加以具体实现，抓住专业差别与内涵要求针对不同专业开设的同类课程开展课程建设。

“大工科”专业基础课程平台以课程组为基本单元，围绕课程建设开展教学与教研活动，课程组成员分工明确、责任清晰，共同打造具有工科意识的专业基础课程教学团队。

课程组注重师资队伍的内涵建设和师资队伍的可持续发展，形成阶梯式的人才梯队。各课程组以青年教师培养为重点，实行青年教师导师制，为青年教师配备高级职称导师，由导师负责青年教师的成长与规划；坚持实行试讲制度，对于不达标的青年教师不允许上讲台；同时聘请兄弟院校专家和具有一定实践经验的企业工程技术人员，一方面丰富师资队伍的构成并为学生讲授实践经验，另一方面作为青年教师的校外兼职导师，助力青年教师的成长与发展。

在引进校外人员的同时，课程组一方面将教师派出到其他工科院校，学习同类院校在课程建设方面的先进经验，取长补短；另一方面鼓励教师到行业企业学习，注重教师实践经验的提高，掌握行业企业最先进、最实用的技术，在实践中培养教师的工程意识和工程素养，避免在课程的讲授过程中理论知识脱离实践。

专业基础课程是基础课程和专业课程中间的桥梁和纽带，是学生学习专业课程的重要基础，通过“大工科”专业基础课程平台的建设，完善工科专业课程体系，加速地方高师院校工科专业建设的发展进程，为工科学生工科意识和工程素养的培养奠定专业基础，为应用型工程技术人才的培养提供助力。

综上，经过近四年不断的教学探索与实践，长春师范大学工程学院设计的“大工科专业基础课程群+教学团队建设”的组合模式在打通专业基础、培育专业特色、优化师资配置、凸显综合优势方面取得了明显成效，学生就业率与考研率同比国内其他同类师范高校相关专业处于先进行列。

参考文献

[1]梁英波，刘洁辉.关于地方高师院校工科专业课程设置的探索与实践[J].周口师范学院学报，2014（2）：74-75.

[2]陈红儿，陈庆星.师范院校发展应用型工科专业的策略分析[J].江苏教育学院学报，2008（2）：33-35.

[3]肖亚航，郭便，曹凌等.地方师范多科性院校中工科专业建设及发展的思路[J].教育教学论坛，2014（49）：89-90.

[4]易成.试论工科专业基础课程中学习兴趣的培养[J].南昌教育学院学报，2009（1）：40-42，46.

[5]翟国栋.大学工科专业基础课教学研究与实践[J].机械制造与自动化，2007（2）：61-63.

[6]徐凤生.信息与计算科学专业基础平台课程群的建设与实践[J].中国大学教学，2013（1）：57-59.

[7]朱聪玲，刘向东.高校工科机械类专业技术基础课程的问题与改革[J].中国高教研究，2004（6）：76-77.

[8]韩明荣，朱光俊，邓能运.应用型冶金工程专业基础课教学改革探讨[J].重庆科技学院学报，2009（3）：195-196.