基于“项目教学”的本科生“工程意识”提升问卷调查分析——以湖南科技大学机械类专业“金工实习”课程为例

唐 皓，陈 武，唐 姣，高国强

(湖南科技大学 机电工程学院，湖南 湘潭411201)

按照教育部对一般普通型高校的定位，其主要任务是根据当地产业布局特点，服从政策发展战略，以“产—学—研”为导向，着力培育具有“工程意识”、“创新精神和创业能力的高素质应用型人才”[1]。所谓“工程意识”，是人脑对于“外界”真伪的“映射”运动，它“取决于一个物理系统能否在极短时间内整合大量信息”[2]，是面向工程实际的“内在过程与外部对象的关系”[3]。“工程意识”一般包括“实践意识”“创新意识”“竞争意识”“质量意识”“团队意识”“安全意识”“环保意识”“经济意识”等，具体到专业层面还包括“独立的创新能力、科研能力、自主学习能力及动手操作能力”[4]。当前，国家经济的快速发展使“科技自立自强”(人才强、科技强→产业强、经济强、国家强)已成为促进国家发展大局的根本支撑[5]。因此，如何适应形势主动对接社会经济发展和区域产业升级，满足企业对复合应用型人才的需求，是我们高校必须面对的新课题。

湖南科技大学是省属普通型高校，98个本科专业，覆盖11个学科门类，学生人数近4万。学校70%以上的专业属于复合应用型专业，其“工程意识”和“实践能力”的提升多是通过“金工实习”课程来完成的。湖南科技大学经过多年的努力，在机电工程学院的教研教改上取得了较大成效，不仅主编了普通高等教育“十一五”国家级规划教材《现代制造工程技术实践》(含实训指导与实训报告)，毕业生也得到了社会的普遍认可和欢迎。然而，如何响应湖南“三高四新”战略，促进区域产业升级，灵活、前瞻性地进行“金工实习”培养模式的改革，更快、更多地培育应用复合型人才，是高校课题组亟待解决的问题。

本文以湖南科技大学机械类专业部分学生为研究对象，借鉴“项目教学”的基本理念，在他们即将学习“金工实习”课程之前(大一第二学期末)指导他们“自立项目”，在针对性地培育他们关注身边的“事和物”、引导其构建“工程意识”的同时，还要求他们通过观察自主选择“小装置”作为“自立项目”，参照“项目结题”形式撰写书面报告并交予老师“点评”。课程结束后，比较“自立项目”组和“正常进行”组的调查问卷，发现前者教学效果更好。这说明该方法既有利于学生“工程意识”的构建，也有利于学生“实践能力”的提升。

一、“金工实习”课程教学现状

目前，湖南科技大学机械类专业“金工实习”课程的教育教学采用的是“1+1”模式，即大二第一学期开始进行为期3周的“理论+实践”教学，大四第一学期在老师的指导下完成2周的“创新实践”。其他近机械类专业的“金工实习”课程教学为期2周。显然，对机械类专业而言，“1+1”模式中的第一个“1”即3周的“理论+实践”教学环节，这对学生构建“工程意识”尤为重要。然而，部分没有被介入“自立项目”完成“1”环节的学生的调查问卷显示，尽管“很有收获”，考核“合格”，但他们的“工程意识”构建效果差强人意。主要表现为：一是绝大部分学生上大学前没有或很少参加校外实践，且大一的大部分课程是“公共课”，对“机械及工程”缺乏了解，对所开设“理论课”的应用领域认识不够清晰；二是对“实践”的理解比较狭隘，以为能“动手”装拆物品就是“实践能力”强，对设置“实践环节”的重要性认识不够深刻；三是虽然每个学生都愿意结合个人兴趣为今后更好履职付出努力，但如何将“个人兴趣”“理论学习”“实践能力”的提升有机结合，概念比较模糊。究其原因，可以概括为如下三个方面[6-7]：

(一)认识观念脱节

尽管党和政府一直积极强调对中小学学生进行“减负”，让他们有更多的时间深入生活、了解社会、拥抱自然。但大部分家长和学生仍固执地认为只要考上大学就能谋求前程。所以，大量学习书本知识仍是他们的最佳选择。

(二)迫于多方压力

目前，中、小学教师尤其是中学教师仍然过分看重“升学率”，教师一边着力畅谈“优秀”学长、学姐的辉煌历史和现在的良好境况，一边不断地鼓励学生加强自己的读书能力、练习更多的习题，这导致学生无暇顾及外面的世界。

(三)高校改革滞后

目前，国家经济发展迅速，但行政管理体制改革滞后，因此许多高校的教育理念、课程设置以及教学改革还不能适应新时代的要求，学生缺乏关心社会的时间，无法合理地规划自己的未来、聚焦工程的建设。

认识观念脱节和迫于多方压力虽然不是本文主要的讨论范围，但高校教师的教育理念、课程设置以及教学改革必须紧跟时代步伐。就“金工实习”课程而言，应转变其教育教学观念，更新课程设置，合理安排实践，为“产—学—研”搭台，进而为学生构建良好的“工程意识”，这是时代赋予我们的要求。

二、“项目教学”及“自立项目”

“项目教学”源于欧洲的“工读教育”。二十世纪中后期，生产力的发展和社会的进步使以工业社会和信息社会为特征、大众化教育和职业需求为背景的教育方式得到了蓬勃发展，“项目教学”理念应运而生。“项目教学”认为，教学就是要创设或者利用各种情境，帮助学生利用先前的知识与经验，在现实情境中进行学习与认知。学生是知识意义的主动建构者，而不是外部信息的被动接受者；教师是学生主动建构知识时的指导者，而不是理论知识的灌输者[8]166。我国的“项目教学”起步虽晚，但无论在理论研究还是实践应用上均取得了成效[9]。“项目教学”区别于“以理论为先导”“以知识体系构建为目标”的研究型人才培养模式，它体现的是“以实践为先导”“以综合能力培养为目标”，强调的是以学生为主体、以职业需要为内容、以理论与实践相结合为主的教育方式。此外，“项目教学”所涉及的项目可大可小，中国工程院院士刘经南教授就此指出，“低年级的时候可以把项目设计简单一点，小一点；到高年级的时候可以把项目设计大一点，复杂一点”[8]167，要让学生“把项目看作一个小的工程，让学生参与其中，从项目本身的指标、性能、要求各个方面去认识项目特点”[8]167，了解“需要哪些学科的知识，这些知识之间应怎样关联”[8]167，达到“以项目倒逼学生去认识工程问题”的目的，进而促进学生的“培养问题意识和工程能力”[8]167。

受此启发，本文基于“理论+实践”教学是构建“工程意识”的重要环节的理念，课题组于2021年7月选择了湖南科技大学机械设计制造及其自动化专业即将进入大二的大一本科生为调查对象，依据“项目教学”的行动模式，即：资讯—计划—决策—实施—检查—评价[10]，针对“金工实习”培养目标和课程内容，以“自立项目”为切入点，有计划、抓时机、重效果地帮助学生构建“工程意识”。概括来说，介入的“自立项目”具有以下特点：

(一)与生活息息相关

“自立项目”均是学生常见的“小装置”。如与生活相关的“厕所手动冲水阀”“全自动雨伞”等；与学习相关的“感控台灯”“光电鼠标”等；与文体活动相关的“跑步机”“原声吉他”等，旨在激发学生对“项目”的兴趣。

(二)具有项目特征

虽然在教学中对学生“自立项目”的项目大小、繁简没有要求，但内容必须完整。即应有名称、应用，有结构、原理、功能，有参照范本的个人撰写的文字报告。“自立项目”通过设置项目要求让学生对其有一个全面了解，使他们能在“自立项目”的过程中逐渐熟悉“项目”流程。

(三)助建“工程意识”

教师对“自立项目”的点评包括观察问题是否细致、结构原理描述是否清晰、撰写文字报告是否规范等。老师对“自立项目”的“点评”能让学生看到自己与他人的差距，并带着“问题”进入“金工实习”课程的学习，加强规范训练，助力其“工程意识”的提升。

三、“金工实习”课程教学效果问卷调查

为考察适时介入“自立项目”对学生构建“工程意识”的效果，课题组基于前期研究成果[11]，选择了“自立项目”组和“正常进行”组两组学生进行问卷调查。主要内容有：理论课环节学习兴趣程度对比调查、实践性环节学习兴趣程度对比调查、教学效果与学生互动性对比调查和教学条件学生满意度调查。此外，问卷调查还考虑了如下因素：

(一)性别、年级、专业和学院；

(二)八门理论课为：课程一“3D打印理论”、课程二“切削加工工艺理论”、课程三“常用金属、非金属材料的切削加工”、课程四“数控技术”、课程五“毛坯制造方法的选择及简单经济分析”、课程六“材料成型工艺理论基础”、课程七“工程材料”、课程八“机械加工方法的选择及简单经济分析”；

(三)五个实践环节分别为：环节一“机械切削加工”、环节二“数控加工”、环节三“钳工”、环节四“毛坯铸造+焊接”和环节五“快速成型+激光内雕+热处理”；

(四)为方便答题，选择“√”或“×”的答题方式，辅以少量文字；

(五)涉及的专业有：机械设计制造及其自动化、车辆工程和机械电子工程；

(六)样本：参加“自立项目”组的为机械设计制造及其自动化专业的学生，一个班共31人。参加“正常进行”组的为其他专业(含机械设计制造及其自动化2个班)的学生，7个班共211人。

四、分项问卷调查结果分析

本次共发放问卷调查表242份，收回有效调查表232份。没能参加调查的学生7人，无效调查表3份，均在“正常进行”组。

(一)理论课学习兴趣程度对比调查

图1为“正常进行”组与“自主立项”组关于理论课兴趣程度调查对比。本文调查了八门理论课程，均为2学时，主要考察学生对哪些课程更感兴趣。为方便叙述，图中课程一至课程八分别表示这八门理论课。

从图1可知，两组学生对不同理论课的兴趣程度存在差异。其中，学生对“3D打印理论”课程和“数控技术”课程的兴趣程度较高，“自主立项”组超过了80%，“正常进行”组接近80%；对“材料成型工艺理论基础”课程和“工程材料”课程的兴趣程度较低，仅45%左右，这说明他们更关注新兴技术和现代制造方面的知识；对“毛坯制造方法的选择及简单经济分析”课程、“机械加工方法的选择及简单经济分析”课程的兴趣程度均接近60%，这说明他们具有一定的经济思维，也愿意对“事件”进行“经济分析”。对比两组学生的数据，“自立项目”组对所有理论课的兴趣程度普遍高于“正常进行”组，这说明经历“自立项目”环节的学生面对“小装置”时会面对新问题、新知识和新思考，自身的知识储备不足无形中激发了他们学习“理论课”的积极性，故兴趣程度得以提升。

(二)实践性环节兴趣程度对比调查

图2为“正常进行”组与“自主立项”组关于实践性环节兴趣程度调查对比。调查包括五个实践环节，每个环节均为2个单元，主要考察学生对哪些实践环节更感兴趣。为方便叙述，图中环节一至环节五分别表示五个实践环节。

从图2可以看出，两组学生对不同实践环节的兴趣程度存在差异，其中学生对“钳工”和“机械切削加工”的兴趣程度较高，均超70%；对“毛坯铸造，焊接”兴趣程度较低，均只有60%，这说明他们在实践性环节中更喜欢“现场观摩”和“亲自动手”；对于需要具备一定编程基础知识才能完成的“数控加工”“快速成型”以及工作条件较差的“毛坯铸造”“焊接”实践环节，关注度较低。对比两组学生的数据，“自立项目”组对所有实践环节的“兴趣程度”普遍高于“正常进行”组，这说明经历“自立项目”环节的学生对“小装置”的结构、原理及应用有新的认识，初步萌生了为提升“小装置”性能想自己动手一试的欲望，因而对“切削加工”和“钳工”更感兴趣。

(三)学习效果互动性对比调查

图3为“正常进行”组与“自主立项”组关于学习效果互动性调查对比。调查内容主要有4项，分别为：内容一“在‘金工实习’课程开始之前，您是否接触过机械加工设备”；内容二“请列出您所学过的课程中，与‘金工实习’课程相关程度最高的两门课”；内容三“结合今后的就业取向，您认为今后哪些理论课程学时内容应安排更多一些”；内容四“结合今后的就业取向，您认为今后哪些实践环节学时和内容应该安排更多一些”。图中的调查内容用“内容一”至“内容四”依次表示，调查方式主要以学生回答问题的踊跃程度来判断其学习效果互动性，若按照要求回答问题则确定为“合格”。

从图3可以看出，两组学生的学习效果互动性程度各有不同。具体表现为：对于内容一，两组学生的经历大体相当，“正常进行”组和“自主立项”组分别为21,80%和19.36%，这说明了上大学之前绝大部分学生没有接触过机械设备和机械加工，对“机械”概念模糊，因此加强“金工实习”课程的教学很有必要；对于内容二，同学们回答得都比较积极，“正常进行“组和“自主立项”组分别为78.20%和80.64%，所列课程依出现频次排序，主要有：“画法几何与机械制图”“工程力学”“大学物理”“电工学”，这说明学生对该类问题有一定思考，但仍需要教师进一步地对他们进行启发和引导；关于内容三，两组学生对“今后的职业取向”与“理论课”关系的“响应度”较低，“正常进行”组和“自主立项”组分别为56.25%和61.29%，这说明高校对他们对今后的就业思考不多，学校制定的“职业规划”系列活动还有待加强；关于内容四，两组学生对“今后的职业取向”与“实践环节”关系“响应度”亦不高，“正常进行“组和“自主立项”组分别为56.25%和64.52%，这说明课题组对“金工实习”课程目标的讲解宣传和学生的“工程意识”构建有待加强。对比两组学生的数据，可知除内容一外，“自立项目”组对所有内容的“响应度”普遍高于“正常进行”组，这说明“自立项目”环节促进了学生对“当前的学习”和“今后的就业”的进一步思考。

(四)学习满意度对比调查

图4为“正常进行”组与“自主立项”组关于学习满意度的调查对比。调查内容主要有4项：内容一“通过本次‘金工实习’课程学习，您认为是否有所收获”；内容二“通过本次‘金工实习’，您对理论课教师是否满意”；内容三“通过本次‘金工实习’，您对实践课教师是否满意”；内容四“您对为学生学习提供的教学条件是否满意”。图中的调查内容用“内容一”至“内容四”依次表示，调查主要以学生回答问题的踊跃程度来判断其学习满意度，若按照要求回答问题则确定为“合格”。

从图4可以看出，两组学生关于学习满意度的调查存在差异。具体表现为：关于内容一，学生普遍感到有所收获，均大于60%，这说明“金工实习”课程有助于提升他们的工程实践能力和综合素质；关于内容二，学生对理论课教师更加关注，“正常进行”组和“自主立项”组分别为68.20%和64.51%，调查显示理论课教师的外在形象、敬业精神和知识水平让他们印象更加深刻；关于内容三，学生对实践环节教师的满意度不高，均小于46%，这说明该课程应着重加强实践环节的教师队伍建设；关于内容四，学生的反响比较积极，回答也比较踊跃，“正常进行”组和“自主立项”组分别为59.70%和67.74%，这说明他们关心环境、关心安全、关心集体。对比两组学生数据，“自立项目”组对内容一和内容四的满意度高于“正常进行”组，这说明“自立项目”组的“金工实习”课程学习因“自立项目”的介入，加强了学生对该课程的“认可程度”和“参与意识”；内容二和内容三的“满意度”低于“正常进行”组，则说明他们对教师的辛劳有所理解，开始严格要求自己。

五、问卷调查结果综合分析

问卷调查结果表明，适时在“金工实习”课程中介入“自立项目”环节，学生的理论课兴趣度、实践性环节兴趣度、学习效果互动性以及学习满意度普遍得到了提高，这说明“自立项目”环节有助于学生“工程意识”的构建和“实践能力”的提升。当然，“金工实习”课程作为提升学生“工程能力”的重要途径，不是只靠一个“自立项目”就能解决问题的，但是“自立项目”环节对推进“金工实习”课程教学模式的改革无疑是有所帮助的。

然而，有些问题还值得我们思考。一是问卷调查方式受到了学生的普遍欢迎。尽管有4.13%的学生因不够重视或某些原因而没能参加或选择了消极参加问卷调查，但绝大部分学生都能踊跃投入问卷调查活动，这说明他们理解教研教改，关心自身的成长和能力的提高。二是学生的“从众”“时髦”心态彰显，如学生对“3D打印理论”和“数控技术”的满意度较高，这是因为“3D打印”和“数控技术”均是在传统的机械制造基础上集成了计算机、现代控制、信息传感以及网络通信等多项技术，具有效率高、精度高和智能化等特点。而“材料成型”和“工程材料”为传统制造，涉及的基础理论相对简单，因此学生对其满意度较低。这在一定程度上也说明他们的心智还比较稚嫩，急需引导和提升。三是学生对能力的理解非常简单直白。如实践环节中学生更注重的是“钳工”和“金属切削加工”，而对“毛坯铸造”“焊接”的满意度相对较低，这说明他们对“工程”的理解比较肤浅，缺乏整体和系统的认识，需要全面和理性的引导。四是在学习效果互动性上，学生更关注的“金工实习”相关课程依次为“画法几何与机械制图”“工程力学”“大学物理”“电工学”；学生认为与实践能力提高相关的因素为理论课教师的水平和学校提供的条件，这说明学生对复合应用型人才应具备的素质的认识还停留于概念层面。针对上述4个问题，课题组将在下一步工作中积极探讨。

六、结束语

对于复合应用型人才的培养来说，“工程意识”的建构和“实践能力”的提升是非常重要的内容。本次问卷调查虽然一定程度上了解了学生的“工程意识”构建现状，适时介入“自立项目”确实也有助于提升学生的 “工程意识”和“实践能力”，为“金工实习”课程的人才培养模式改革打下了良好的基础。但是，解决调查中所反映出的问题还需要教师们不懈努力，更需要相关教育部门高度重视。如教育理念更新、师资队伍建设、实习条件改善以及与区域发展相协调等，多方共同努力。