時(shí)間:2023-03-16 16:39:18
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“大工程觀”作為一種新的教育思潮,是美國(guó)工程教育與科學(xué)教育進(jìn)行比較后提出的一個(gè)概念。社會(huì)作為一個(gè)不可分割的整體,要求我們?cè)趯?shí)現(xiàn)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí),要充分考慮文化、環(huán)境、道德等多方面因素,實(shí)現(xiàn)同步發(fā)展,而大工程觀就是一種以整合、系統(tǒng)、應(yīng)變、再循環(huán)的視角看待大規(guī)模復(fù)雜系統(tǒng)的思想。“大工程觀”的產(chǎn)生順應(yīng)了時(shí)代的變化,具有必要性和歷史發(fā)展的必然性。工程教育的模式經(jīng)歷了三個(gè)階段,即工程技術(shù)模式、工程科學(xué)模式和工程模式。工程技術(shù)模式主要是側(cè)重于技藝技能與工程經(jīng)驗(yàn),側(cè)重于工程技術(shù)知識(shí)的掌握,工程技術(shù)本身的研究與運(yùn)用;工程科學(xué)模式,由“技術(shù)型”向“科學(xué)型”的轉(zhuǎn)變,主要發(fā)生在歐洲大陸以外的國(guó)家和20世紀(jì)80年代以后的中國(guó),主要聚焦于理工學(xué)科,培養(yǎng)過(guò)程中注重教學(xué)與研究相結(jié)合,“科學(xué)性”的工程知識(shí)體系以及它所造就的“分析型”工程師,在各國(guó)的工業(yè)界始終是受到質(zhì)疑的,這可能就是所謂企業(yè)文化與學(xué)術(shù)文化的沖突;工程模式,即“大工程觀”,在20世紀(jì)80年代,正當(dāng)中國(guó)的工程教育由“技術(shù)型”工程學(xué)科向“科學(xué)型”轉(zhuǎn)變的時(shí)候,美國(guó)卻聽(tīng)從了一大批有識(shí)之士的告誡,改變其原有的工程教育發(fā)展方向?!睹绹?guó)工程教育與實(shí)踐》和《本科的科學(xué)、數(shù)學(xué)和工程教育》等一系列教育報(bào)告,拉開(kāi)了整個(gè)美國(guó)工程教育大改革的序幕。1989年,MIT的報(bào)告指出,戰(zhàn)后的工科課程向著工程科學(xué)方向演變是不可避免的,也是合理的,但是今天已然是“過(guò)度科學(xué)化”。1994年,MIT院長(zhǎng)喬爾•莫西斯提出了《大工程觀與工程集成教育》的長(zhǎng)期規(guī)劃,1995年,《重建工程教育》等一系列報(bào)告使得美國(guó)的工程教育發(fā)生了重大轉(zhuǎn)變,但并不是由“科學(xué)性”退回到“技術(shù)型”,而是“回歸工程”,形成在新的水平上綜合了科學(xué)和技術(shù)的新范式,即“大工程觀”。
2大工程觀的要求
大工程觀的“大”不能只從簡(jiǎn)單的大小來(lái)理解,“大”是用來(lái)修飾“觀”的,是更加注重工程的整體性和系統(tǒng)性,這個(gè)“大”把現(xiàn)代工程的領(lǐng)域擴(kuò)大、意義增長(zhǎng)、使命加強(qiáng)和價(jià)值提升突出地表達(dá)了出來(lái)。工程環(huán)境的豐富性和工程技術(shù)的復(fù)雜性,對(duì)工程師提出了更高的要求,要求21世紀(jì)的工程師須是集知識(shí)、素質(zhì)和能力于一身的高水平人才,不僅要求他們擁有豐富的學(xué)科知識(shí)和精湛的技術(shù)能力,能創(chuàng)造性地解決有關(guān)專(zhuān)業(yè)的技術(shù)難題,還要求他們善于合作和協(xié)調(diào),處理好與工程活動(dòng)相關(guān)聯(lián)的各種社會(huì)關(guān)系。同時(shí),工程活動(dòng)對(duì)社會(huì)和環(huán)境的影響越來(lái)越大,這就要求工程技術(shù)人員應(yīng)該打破技術(shù)眼光的局限,對(duì)工程活動(dòng)的全面社會(huì)意義和長(zhǎng)遠(yuǎn)社會(huì)影響有自覺(jué)的認(rèn)識(shí),承擔(dān)起應(yīng)有的社會(huì)責(zé)任?;?ldquo;大工程觀”觀的工程教育,就是要培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)性和整體性的認(rèn)知方式,不僅僅強(qiáng)調(diào)單個(gè)的專(zhuān)業(yè)科學(xué)技術(shù)知識(shí)和實(shí)踐能力,更強(qiáng)調(diào)各個(gè)知識(shí)體系和實(shí)踐能力間的關(guān)聯(lián)性和整體性。大工程觀指導(dǎo)下的工程教育培養(yǎng)的應(yīng)該是優(yōu)秀的復(fù)合型人才,他們不但具備從事復(fù)雜工作的能力,也具備良好的較寬領(lǐng)域的適應(yīng)能力。
3基于大工程觀的工程教育改革對(duì)策
3.1人才培養(yǎng)目標(biāo)
培養(yǎng)目標(biāo)是依據(jù)國(guó)家的教育目的和社會(huì)對(duì)人才的需要提出的培養(yǎng)人才的具體要求。不同層次、不同專(zhuān)業(yè)、不同學(xué)校的高等工程教育對(duì)人才培養(yǎng)的要求都應(yīng)該是不一樣的,但總體來(lái)說(shuō)我國(guó)各高校工程人才具體培養(yǎng)目標(biāo)趨同,缺乏科學(xué)性、規(guī)范性和可操作性,目標(biāo)模糊,具體定位不清晰,無(wú)法充分體現(xiàn)現(xiàn)代工程教育理念,對(duì)于“到底應(yīng)該培養(yǎng)什么樣的人才”這個(gè)問(wèn)題缺乏清晰的認(rèn)識(shí),基本上憑經(jīng)驗(yàn)或者模仿別人辦學(xué)。我國(guó)工程教育的總體培養(yǎng)目標(biāo)可以概括為,培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)需要,德、智、體全面發(fā)展,獲得必要的工程師訓(xùn)練的高級(jí)工程科技人才。這個(gè)培養(yǎng)目標(biāo)的特點(diǎn)是突出了“工”,強(qiáng)調(diào)為工業(yè)、工程第一線培養(yǎng)人才。從大工程觀的視角來(lái)看,不同類(lèi)型的高校必須認(rèn)清自身現(xiàn)階段的主要發(fā)展空間,建立具有自己特色的人才培養(yǎng)目標(biāo),但各目標(biāo)中應(yīng)該要重視培養(yǎng)學(xué)生綜合的知識(shí)背景、工程實(shí)踐能力以及整體性的思維方式,還要注意學(xué)生職業(yè)道德和社會(huì)責(zé)任感的培養(yǎng),高等工程教育培養(yǎng)的工程師不僅要具備一定深度和廣度的科學(xué)知識(shí)、精湛的技術(shù)能力,還應(yīng)該注重其他非技術(shù)能力的培養(yǎng),包括溝通能力、領(lǐng)導(dǎo)能力、環(huán)境適應(yīng)能力、商業(yè)能力等。
3.2專(zhuān)業(yè)設(shè)置
建國(guó)初期,我國(guó)在前蘇聯(lián)教育模式的影響下,專(zhuān)業(yè)多是按照崗位進(jìn)行設(shè)置,隨著時(shí)間的發(fā)展,專(zhuān)業(yè)的種類(lèi)逐步減少,專(zhuān)業(yè)口徑不斷拓寬,專(zhuān)業(yè)的設(shè)置更加規(guī)范、科學(xué)。但是總體上來(lái)說(shuō)專(zhuān)業(yè)設(shè)得過(guò)多、過(guò)細(xì)、過(guò)窄,行業(yè)色彩過(guò)濃局面還是未曾得到很好的改善。學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)不夠?qū)挘曇氨容^窄,難以適應(yīng)大工程環(huán)境下多項(xiàng)技術(shù)工作的需要,工程畢業(yè)生對(duì)社會(huì)適應(yīng)性不強(qiáng),缺乏必要的創(chuàng)新的精神與能力。“技術(shù)上狹窄”和“狹窄的技術(shù)”難以適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)對(duì)工程師的要求。高等工程教育應(yīng)該要樹(shù)立“大工程觀”的教育思想,注重工程知識(shí)教育、能力教育以及素質(zhì)教育,盡量拓寬學(xué)生的知識(shí)面,培養(yǎng)新型復(fù)合型人才。各工科院校要根據(jù)“大工程觀”的需求,結(jié)合自身學(xué)校的特點(diǎn),設(shè)置與社會(huì)發(fā)展相適應(yīng)的專(zhuān)業(yè)。
3.3課程設(shè)置
“大工程觀”的核心是“工程系統(tǒng)學(xué)”,要求培養(yǎng)的學(xué)生不僅具備科學(xué)與基礎(chǔ)理論修養(yǎng),形成對(duì)宏大或復(fù)雜工程的系統(tǒng)視野;又能從多學(xué)科的視角審視,同時(shí)還有具備人文情懷和工程組織素養(yǎng),具備集成的知識(shí)結(jié)構(gòu)。在對(duì)工程知識(shí)的教學(xué)過(guò)程中,尊重工程教育的特殊性——實(shí)踐性、綜合性和創(chuàng)新性,是工程教育改革取得成功的關(guān)鍵。明確21世紀(jì)工程師的素質(zhì)要求,進(jìn)行扎實(shí)的適合工科的課程改革是工程教育改革取得成功的重要保證。“大工程觀”需要寬的知識(shí)面,工程教育應(yīng)打破學(xué)科壁壘,整合教育資源,實(shí)現(xiàn)多學(xué)科之間的融合,使學(xué)生獲得更加廣泛的知識(shí),更好的適應(yīng)社會(huì)對(duì)工程人才的不同需求。工程教育的課程設(shè)置不僅要注重學(xué)生工程理論知識(shí)的培養(yǎng),還應(yīng)該注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力,注重學(xué)生創(chuàng)造力、領(lǐng)導(dǎo)力等非技術(shù)能力的培養(yǎng)。總之,學(xué)校對(duì)學(xué)生跨學(xué)科、綜合化的知識(shí)體系和結(jié)構(gòu)的建構(gòu)負(fù)有不可推卸的責(zé)任。
3.4教師隊(duì)伍建設(shè)
結(jié)合多年來(lái)教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和教育理論探索,筆者總結(jié)工程文化的具體內(nèi)涵包括:科學(xué)理論體系,即科學(xué)理論知識(shí)、客觀規(guī)律等;實(shí)際操作過(guò)程,即人類(lèi)生產(chǎn)、制造產(chǎn)品,實(shí)踐理論等的行為過(guò)程;人文素養(yǎng)的修為,即一切關(guān)于道德、審美、價(jià)值等文化層面的要素。
二、工程文化教育的內(nèi)涵
目前,高等教育的發(fā)展正經(jīng)歷著“偏重文科教育—偏重理科教育—文理教育融合”的階段性轉(zhuǎn)變。正在從理科教育為主向文理教育融合轉(zhuǎn)變。這就要求我們的思維方式、發(fā)展模式、課程體系和結(jié)構(gòu)都能跟上這一轉(zhuǎn)變的要求。為了適應(yīng)新形勢(shì)的變化,培養(yǎng)全面素質(zhì)的人才,工程文化教育更應(yīng)該注重學(xué)科交叉、文理融合,在通識(shí)教育中強(qiáng)化人文知識(shí)和素質(zhì)。人們以往都片面地認(rèn)為只有文科的學(xué)習(xí)才能培養(yǎng)人文素質(zhì),其實(shí)理科學(xué)習(xí)也能培養(yǎng)人的人文精神,但是關(guān)鍵在于如何把文科理科緊密融合起來(lái)。任何學(xué)科都是人類(lèi)創(chuàng)造的,并服務(wù)人類(lèi)、符合社會(huì)與自然規(guī)律的文明產(chǎn)物,在發(fā)展過(guò)程中兩者應(yīng)該是能夠相互作用、相互促進(jìn)的,不應(yīng)該是彼此獨(dú)立,互不聯(lián)系的,無(wú)論是哪種學(xué)科都應(yīng)當(dāng)致力于人類(lèi)的文明進(jìn)步與人自身的完善,在追求真、善、美的人文精神的目標(biāo)之下共同攜手進(jìn)步。錢(qián)學(xué)森寫(xiě)給錢(qián)學(xué)敏教授的信中強(qiáng)調(diào),在大成智慧教育和人才培養(yǎng)上要做到:大成智慧教育必須理、工、文、藝齊發(fā)展,要打通,必集大成才能得智慧。大成智慧教育必須堅(jiān)持哲學(xué)與科學(xué)技術(shù)相結(jié)合,必須加強(qiáng)情感和品德的教育。工程文化觀的教育理念與錢(qián)學(xué)森的教育觀其實(shí)是一致的,在工科教學(xué)中應(yīng)當(dāng)充分發(fā)揮課堂教學(xué)的優(yōu)勢(shì),文理學(xué)科相互融合,大力進(jìn)行世界觀、人生觀、自然觀的教育,培養(yǎng)全面發(fā)展的高素質(zhì)人才。高等教育之“高等”其實(shí)就體現(xiàn)在人文素質(zhì)和文化氛圍上。一個(gè)受過(guò)高等教育的人,如果身心是健康的,又具有社會(huì)責(zé)任感,且人文知識(shí)和科技知識(shí)基礎(chǔ)寬厚又能融會(huì)貫通,那么他的視野一定是寬廣的,思想肯定是活躍的,創(chuàng)造能力也是很強(qiáng)的,其綜合素質(zhì)也必然是很高的。事實(shí)上,人文素質(zhì)和科學(xué)素質(zhì)并不矛盾,很多杰出的科學(xué)家往往也具有很高的人文素質(zhì),只是在我國(guó)的應(yīng)試教育體制下,理科與文科的學(xué)習(xí)被割裂開(kāi)來(lái)了。理科的科技教育的目的就是期望通過(guò)教育使受教育者獲得生存的技能和本領(lǐng)??萍冀逃淖饔镁驮谟趩⒌先说目萍妓季S,培養(yǎng)人的科技技能,鼓舞人克服各種困難的精神。而人文社會(huì)科學(xué)是人類(lèi)社會(huì)不斷獲得精神需求的豐富源泉。人文素質(zhì)教育的目的就是期望通過(guò)教育使受教育者會(huì)思想、有靈魂、辨真?zhèn)巍⒛軇?chuàng)新。人文教育的作用就在于啟發(fā)人的思想,提高人的修養(yǎng),凈化和洗滌人的心靈,啟迪人的科學(xué)思維,熏陶人的靈感,孕育人的創(chuàng)造精神??梢?jiàn),要培養(yǎng)全面高素質(zhì)的人,人文素質(zhì)教育與科學(xué)技術(shù)教育是絕對(duì)不能分家的。具體說(shuō)來(lái),人文精神體現(xiàn)在理科類(lèi)學(xué)科的學(xué)習(xí),實(shí)踐活動(dòng)的目標(biāo)、方法和學(xué)習(xí)態(tài)度上,體現(xiàn)在對(duì)科學(xué)精神的追求上。滲透人文精神的理科教學(xué)將更豐富,更富有生機(jī),更突出人的主體地位,這樣不僅使學(xué)生得到具體的科學(xué)知識(shí),而且還受到高尚的人文精神與道德情操的熏陶,有助于使學(xué)生形成良好的品格和習(xí)慣,樹(shù)立健康的人生價(jià)值觀。
三、工程文化教育的核心
各種物理量的測(cè)量是工程實(shí)踐中一個(gè)普遍的問(wèn)題,傳統(tǒng)上解決的方法是針對(duì)某一種測(cè)試的要求購(gòu)置一種儀器,儀器的功能由廠家定義,它一般是單一、固定的。近十幾年以來(lái),隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,誕生了虛擬儀器這種新的測(cè)試技術(shù)。應(yīng)用虛擬儀器技術(shù)使一臺(tái)普通的計(jì)算機(jī)成為一個(gè)功能完備的個(gè)人實(shí)驗(yàn)室。面對(duì)工程實(shí)踐中可能遇到的各種物理量的測(cè)量與分析任務(wù),不需要預(yù)先準(zhǔn)備許許多多儀器,也不必現(xiàn)去訂購(gòu)合用的設(shè)備,而是簡(jiǎn)單地修改一下軟件,就得到一臺(tái)新的儀器。虛擬儀器技術(shù)的方便靈活和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速普及,使物理量測(cè)量不再需要去請(qǐng)專(zhuān)業(yè)的測(cè)試技術(shù)人員來(lái)完成,每一個(gè)工程師和科學(xué)家都可以應(yīng)用虛擬儀器技術(shù)完成自己遇到的測(cè)試任務(wù),它是目前測(cè)試領(lǐng)域的一個(gè)技術(shù)熱點(diǎn),也代表了未來(lái)儀器技術(shù)的發(fā)展方向。在機(jī)械工程專(zhuān)業(yè)中,傳統(tǒng)儀器教學(xué)主要是學(xué)習(xí)儀器的功能、原理、使用方法等。虛擬儀器教學(xué)重點(diǎn)則是儀器的“制作”,即在一定的編程環(huán)境下,指導(dǎo)學(xué)生自己用計(jì)算機(jī)軟件開(kāi)發(fā)儀器。這樣更突出了學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主體地位。由于虛擬儀器主要是利用計(jì)算機(jī)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)儀器的功能,所以?xún)x器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)對(duì)學(xué)生是透明的,學(xué)生能夠構(gòu)造、修改和增加儀器的功能,更容易激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維和工程實(shí)踐能力。我們把虛擬儀器教學(xué)與機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)教學(xué)有機(jī)地結(jié)合在一起。機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)課程是高等學(xué)校機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)課,主要講授機(jī)械工程領(lǐng)域各種常見(jiàn)物理量的測(cè)試與分析方法?;谔摂M儀器的機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)教學(xué),從整體上對(duì)傳統(tǒng)的教學(xué)模式進(jìn)行了改革,課堂教學(xué)主要突出測(cè)試技術(shù)的基礎(chǔ)理論,刪減了某些目前工程中已經(jīng)很少使用的傳統(tǒng)儀器的教學(xué)內(nèi)容,增加了虛擬儀器的教學(xué)內(nèi)容。使學(xué)生能夠了解典型的虛擬儀器結(jié)構(gòu),掌握虛擬儀器系統(tǒng)的構(gòu)成以及其中各個(gè)環(huán)節(jié)的作用。虛擬儀器的軟件教學(xué)是虛擬儀器教學(xué)的主要部分。我們選擇美國(guó)NI公司的LabVIEW作為虛擬儀器教學(xué)平臺(tái)。LabVIEW是當(dāng)前諸多虛擬儀器軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)中最流行的一個(gè)。它采用圖形語(yǔ)言,編程界面非常形象直觀,使用圖標(biāo)、連線來(lái)編寫(xiě)程序,代替?zhèn)鹘y(tǒng)編程語(yǔ)言的文本語(yǔ)句。它提供各種旋鈕、儀表盤(pán)、波形圖等控件,用于在計(jì)算機(jī)屏幕上創(chuàng)建虛擬儀器的軟面板,代替?zhèn)鹘y(tǒng)儀器的硬面板。提供了經(jīng)典的信號(hào)處理的幾乎全部功能模塊和大量常用的數(shù)學(xué)分析工具。
二、基于虛擬儀器的機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)
虛擬儀器的生命力就體現(xiàn)在使用者可以用軟件隨心所欲地構(gòu)造出自己需要的儀器,實(shí)現(xiàn)豐富與靈活的功能。應(yīng)用虛擬儀器進(jìn)行工程測(cè)試,是測(cè)試技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì),也有益于學(xué)生與未來(lái)的工程實(shí)踐接軌。通過(guò)虛擬儀器教學(xué)環(huán)節(jié),學(xué)生能夠用自己開(kāi)發(fā)的虛擬儀器進(jìn)行機(jī)械工程測(cè)試實(shí)驗(yàn),完成編寫(xiě)軟件、連接硬件,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的全部過(guò)程。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括國(guó)內(nèi)高等院校目前開(kāi)設(shè)比較普遍的各個(gè)機(jī)械工程測(cè)試實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。
1.應(yīng)變測(cè)試實(shí)驗(yàn)。
在應(yīng)變梁上按不同形式粘貼好電阻式應(yīng)變片,用信號(hào)調(diào)理器完成組橋并供激勵(lì)電壓和進(jìn)行信號(hào)的放大、濾波,用LabVIEW提供的ConvertStrainGaugeReading函數(shù)將各種組橋方式的應(yīng)變電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成應(yīng)變值,根據(jù)ConvertStrainGaugeReading函數(shù)輸出的應(yīng)變值,描繪出各種形式應(yīng)變梁的撓曲軸,計(jì)算出梁的最大撓度值,構(gòu)成一臺(tái)高效的多功能數(shù)字式應(yīng)變儀,通過(guò)實(shí)驗(yàn),學(xué)生可以掌握應(yīng)變的測(cè)量方法和電橋特性。
2.頻率響應(yīng)函數(shù)與數(shù)字濾波實(shí)驗(yàn)。
頻率響應(yīng)函數(shù)是描述測(cè)試系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的重要參數(shù)。LabVIEW的TransferFunction計(jì)算頻率響應(yīng)函數(shù)并返回兩個(gè)參數(shù),一個(gè)數(shù)組是頻率響應(yīng)函數(shù)的模(FrequencyResponseMag),即被測(cè)系統(tǒng)的幅頻特性;另一個(gè)是頻率響應(yīng)函數(shù)的幅角(FrequencyRe-sponsePhase),即被測(cè)系統(tǒng)的相頻特性。LabVIEW開(kāi)發(fā)環(huán)境內(nèi)有大量的數(shù)字濾波函數(shù)和數(shù)字濾波器開(kāi)發(fā)工具。我們選擇比較有典型意義的巴特沃斯(Butterworth)和切比雪夫(Chebyshev)濾波器作為測(cè)試系統(tǒng),并根據(jù)選頻要求分別將它們?cè)O(shè)置為低通、高通、帶通和帶阻型濾波器。通過(guò)實(shí)驗(yàn)學(xué)生既掌握了頻率響應(yīng)函數(shù)的測(cè)試方法,又了解了各種數(shù)字濾波器的頻率響應(yīng)特性。該實(shí)驗(yàn)內(nèi)容也可以脫離硬件進(jìn)行,大大降低了實(shí)驗(yàn)成本。
3.位移測(cè)試實(shí)驗(yàn)。
位移傳感器采用近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的導(dǎo)電塑料電位計(jì),學(xué)生根據(jù)傳感器的電阻分壓電路,推導(dǎo)出位移與信號(hào)電壓的關(guān)系式,編寫(xiě)位移測(cè)試的程序。實(shí)驗(yàn)中用游標(biāo)卡尺測(cè)試位移傳感器的位移量,代替被測(cè)量實(shí)際值,作為測(cè)試裝置的輸入值,對(duì)位移傳感器進(jìn)行靜態(tài)標(biāo)定。計(jì)算系統(tǒng)線性度時(shí),采用LabVIEW的LinearFit函數(shù)擬合直線,不需要編程時(shí)進(jìn)行復(fù)雜的數(shù)學(xué)計(jì)算,就能取得高精度的結(jié)果。
4.基于DataSocket的網(wǎng)絡(luò)化振動(dòng)測(cè)試。
實(shí)驗(yàn)中教師機(jī)產(chǎn)生一個(gè)頻率連續(xù)變化的正弦激勵(lì)信號(hào),通過(guò)數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換后輸出,經(jīng)功率放大器送到激振器,使被測(cè)懸臂梁產(chǎn)生受迫振動(dòng)。壓電晶體加速度傳感器拾取被測(cè)梁的振動(dòng)信號(hào)。為了增加學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)而不過(guò)多增加設(shè)備投資,這個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)驗(yàn),采用LabVIEW的DataSocket技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。實(shí)驗(yàn)室計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是校園網(wǎng)的一部分,邏輯上是一種總線型結(jié)構(gòu),采用廣播網(wǎng)傳輸技術(shù)。實(shí)驗(yàn)室中任何一臺(tái)計(jì)算機(jī)發(fā)出的消息都能被所有計(jì)算機(jī)接收到。這樣,當(dāng)教師機(jī)運(yùn)行振動(dòng)測(cè)試服務(wù)器程序,采集被測(cè)對(duì)象加速度信號(hào)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)以后,同學(xué)只要在自己的振動(dòng)測(cè)試程序中準(zhǔn)確填寫(xiě)教師機(jī)的IP地址或網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)名,就可以像自己的機(jī)器采集數(shù)據(jù)一樣完成振動(dòng)測(cè)試實(shí)驗(yàn)。
三、虛擬儀器技術(shù)對(duì)其他學(xué)科教學(xué)的促進(jìn)
經(jīng)過(guò)這些實(shí)驗(yàn)教學(xué)訓(xùn)練,學(xué)生更好地掌握了機(jī)械工程測(cè)試的有關(guān)內(nèi)容和虛擬儀器編程技術(shù)。在這個(gè)基礎(chǔ)上可以根據(jù)各種專(zhuān)業(yè)課程上學(xué)到的知識(shí),自己選擇實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,在LabVIEW環(huán)境中進(jìn)行自己感興趣的實(shí)驗(yàn)。這樣生動(dòng)直觀地展示許多抽象概念的物理實(shí)質(zhì),使它們更易于理解,達(dá)到課堂講授很難得到的效果。由于學(xué)生要自己“做”實(shí)驗(yàn)儀器,所以就必須透徹了解實(shí)驗(yàn)原理,合理地設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,真正參與到實(shí)驗(yàn)過(guò)程當(dāng)中。學(xué)生對(duì)這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式表現(xiàn)了極大的興趣,許多學(xué)生能夠用多種方法完成同一個(gè)實(shí)驗(yàn)。還有些學(xué)生為了驗(yàn)證專(zhuān)業(yè)課學(xué)的某些知識(shí),除教師指定的實(shí)驗(yàn)題目之外,還自己設(shè)計(jì)了一些實(shí)驗(yàn),在完成教師指定練習(xí)內(nèi)容的基礎(chǔ)上有所創(chuàng)新和突破。因此,虛擬儀器技術(shù)促進(jìn)了各學(xué)科教學(xué)質(zhì)量的提高。
四、虛擬儀器技術(shù)對(duì)提高學(xué)生工程素質(zhì)的作用
在LabVIEW平臺(tái)上進(jìn)行機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)教學(xué),不僅能夠應(yīng)用虛擬儀器作為實(shí)驗(yàn)設(shè)備對(duì)理論教學(xué)進(jìn)行驗(yàn)證,而且能訓(xùn)練學(xué)生應(yīng)用虛擬儀器進(jìn)行實(shí)際工程測(cè)試的能力。由于我們的實(shí)驗(yàn)環(huán)境軟硬件完全是工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品,學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中開(kāi)發(fā)的許多虛擬儀器完全可以直接應(yīng)用到工程實(shí)踐中去。在虛擬儀器教學(xué)內(nèi)容上,我們安排了大量工程實(shí)例。學(xué)生學(xué)了這門(mén)課程以后,就知道所學(xué)的知識(shí)將來(lái)如何應(yīng)用。幾年來(lái),我們還注意利用畢業(yè)設(shè)計(jì)這個(gè)最后的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié),綜合應(yīng)用虛擬儀器技術(shù)和各學(xué)科知識(shí),指導(dǎo)學(xué)生完成了基于LabVIEW的機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)、旋轉(zhuǎn)機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷、網(wǎng)絡(luò)化機(jī)械參數(shù)測(cè)試、現(xiàn)代液壓測(cè)試技術(shù)等課題,其中有些獲得大學(xué)生科技創(chuàng)新競(jìng)賽獎(jiǎng)。這些課題來(lái)源于生產(chǎn)實(shí)踐,可以在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用,學(xué)生工程素質(zhì)得到極大地提高。
五、結(jié)論
CDIO工程教育模式是能力本位的培養(yǎng)模式,其優(yōu)勢(shì)在于讓學(xué)生以主動(dòng)、團(tuán)隊(duì)合作、課程與課程之間有機(jī)聯(lián)系的學(xué)習(xí)方式,獲取與工程實(shí)踐相關(guān)的知識(shí)與能力。CDIO培養(yǎng)大綱將工科畢業(yè)生的能力分為工程基礎(chǔ)知識(shí)、個(gè)人能力、團(tuán)隊(duì)合作能力和工程系統(tǒng)能力4個(gè)層面,大綱要求以綜合的培養(yǎng)方式使學(xué)生在這4個(gè)層面達(dá)到預(yù)定目標(biāo)。只有把知識(shí)、能力、社會(huì)需求融合起來(lái),以能力為導(dǎo)向,以學(xué)科知識(shí)和社會(huì)需要為依托,整合課程組織結(jié)構(gòu),才能培養(yǎng)出符合社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求的工程技術(shù)人才。CDIO工程教育以實(shí)際應(yīng)用項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)過(guò)程為主線,提煉出項(xiàng)目開(kāi)發(fā)經(jīng)歷的構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)施、運(yùn)行4個(gè)主要環(huán)節(jié),培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的能力[3-4]。實(shí)施CDIO工程教育模式,基本原則是落實(shí)“做中學(xué)”以及“基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)”,它體現(xiàn)了現(xiàn)代工程師所應(yīng)具備的服務(wù)于現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品從構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)到運(yùn)行的全過(guò)程所必須擁有的基本能力。
2基于CDIO工程教育模式的編譯原理課程教學(xué)方法
課程教學(xué)改革從以下4個(gè)方面展開(kāi)。1)學(xué)生分組,導(dǎo)入項(xiàng)目。課程教學(xué)以項(xiàng)目導(dǎo)入的方式開(kāi)始,首先鼓勵(lì)學(xué)生搜集編譯基礎(chǔ)理論和技術(shù)在計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的成功案例;其次引導(dǎo)學(xué)生搜集開(kāi)源的編譯工具,按照支持的源語(yǔ)言和語(yǔ)法分析方法分類(lèi)。以上兩項(xiàng)前期工作對(duì)應(yīng)CDIO模式的構(gòu)思部分,需明確客戶(hù)的需求,考慮技術(shù)、企業(yè)戰(zhàn)略和制度等因素,不斷改進(jìn)概念、技術(shù)和商業(yè)計(jì)劃。項(xiàng)目的最終目標(biāo)是用C語(yǔ)言編寫(xiě)一個(gè)PL/0語(yǔ)言處理系統(tǒng)。在教學(xué)過(guò)程中,學(xué)生分成若干個(gè)項(xiàng)目組,在教師的指導(dǎo)下編寫(xiě)項(xiàng)目計(jì)劃書(shū),劃分項(xiàng)目的功能模塊;指定各個(gè)模塊的負(fù)責(zé)人,模擬實(shí)際項(xiàng)目開(kāi)發(fā),進(jìn)行分工協(xié)作。2)案例驅(qū)動(dòng),模仿提升。CDIO工程教育模式要充分體現(xiàn)“做中學(xué)”,以“項(xiàng)目案例”為載體組織整個(gè)教學(xué)過(guò)程,以案例開(kāi)發(fā)過(guò)程安排教學(xué)內(nèi)容,靈活運(yùn)用啟發(fā)式和研究性的教學(xué)方法。課程教學(xué)要為學(xué)生構(gòu)建項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的情景,調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性與參與性,提高學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力。在編譯原理課程教學(xué)過(guò)程中,我們發(fā)現(xiàn)有些學(xué)生學(xué)習(xí)缺乏積極性和主動(dòng)性,課外缺少自主訓(xùn)練和探索,雖然通過(guò)了課程考核,但是實(shí)際只了解到一些基本概念和零碎的知識(shí)斷點(diǎn),不具備運(yùn)用所學(xué)原理和技術(shù)進(jìn)行編譯器開(kāi)發(fā)的能力。為了培養(yǎng)學(xué)生“構(gòu)思—設(shè)計(jì)—實(shí)現(xiàn)—運(yùn)作”編譯系統(tǒng)的技能,我們將編譯原理的學(xué)習(xí)過(guò)程分為模仿和提升兩個(gè)階段。(1)模仿階段的主要目標(biāo)是以PL/0語(yǔ)言處理系統(tǒng)為案例,引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識(shí),掌握基本算法,激發(fā)學(xué)生興趣。項(xiàng)目開(kāi)發(fā)分為8項(xiàng)子任務(wù),這些任務(wù)可在教師的指導(dǎo)下完成。任務(wù)1:安裝測(cè)試用C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)的PL/0語(yǔ)言處理系統(tǒng);完成PL/0語(yǔ)言語(yǔ)法的EBNF描述。任務(wù)2:PL/0編譯程序中詞法分析程序的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。任務(wù)3:PL/0編譯程序中語(yǔ)法分析程序的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn);自頂向下遞歸調(diào)用子程序的方法。任務(wù)4:PL/0編譯程序中語(yǔ)義分析和中間代碼生成。任務(wù)5:PL/0編譯程序中符號(hào)表的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。任務(wù)6:PL/0編譯程序中運(yùn)行時(shí)的存儲(chǔ)組織。任務(wù)7:PL/0編譯程序中的目標(biāo)代碼生成。任務(wù)8:PL/0編譯程序各階段整合運(yùn)行,編寫(xiě)PL/0語(yǔ)言使用說(shuō)明書(shū)。教師可展示用C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)的案例,要求學(xué)生模仿整個(gè)實(shí)現(xiàn)過(guò)程,用Java語(yǔ)言再次實(shí)現(xiàn)PL/0語(yǔ)言處理系統(tǒng)。學(xué)生則通過(guò)此案例,模擬項(xiàng)目開(kāi)發(fā)全過(guò)程。(2)提升階段的主要目標(biāo)是讓學(xué)生學(xué)習(xí)編譯器開(kāi)發(fā)的流程,學(xué)會(huì)運(yùn)用編譯技術(shù)進(jìn)行項(xiàng)目開(kāi)發(fā)。本階段分為以下幾個(gè)步驟。步驟1:編譯器程序設(shè)計(jì)提高。定義一個(gè)待實(shí)現(xiàn)的源語(yǔ)言,如PL/0語(yǔ)言的擴(kuò)充或者C語(yǔ)言的一個(gè)子集,要求學(xué)生用C或者Java實(shí)現(xiàn)編譯程序。步驟2:編譯技術(shù)擴(kuò)展。引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)面向?qū)ο笳Z(yǔ)言編譯技術(shù),如收集整理開(kāi)源編譯器GCC的資料,描述GCC的總體結(jié)構(gòu)、編譯流程、代碼組織。步驟3:編譯器實(shí)用工具。引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)嵌入式系統(tǒng)編譯器及其工具的應(yīng)用開(kāi)發(fā),包括C和Java編譯器開(kāi)發(fā)。步驟4:項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)。引導(dǎo)學(xué)生利用編譯技術(shù)進(jìn)行項(xiàng)目開(kāi)發(fā),如設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)自動(dòng)評(píng)分系統(tǒng)、基于語(yǔ)法分析技術(shù)的企業(yè)名稱(chēng)識(shí)別算法、基于語(yǔ)義分析的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)型漏洞檢測(cè)方法、編譯原理在通信協(xié)議轉(zhuǎn)換中的應(yīng)用、編譯原理在反病毒技術(shù)中的研究和應(yīng)用等。3)開(kāi)放資源,自主協(xié)作。CDIO注重自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng),提升學(xué)生獨(dú)立解決問(wèn)題的能力,同時(shí)也重視團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神的培養(yǎng),發(fā)揮團(tuán)隊(duì)的力量,協(xié)同工作完成任務(wù)。網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的自主和協(xié)作學(xué)習(xí)要求教師提供充分的網(wǎng)絡(luò)資源。在教學(xué)中,課程組搜集整理了國(guó)內(nèi)外編譯原理課程的教學(xué)資源,整理了各種實(shí)用編程語(yǔ)言及其表示規(guī)則,設(shè)計(jì)了適合學(xué)生需要的“做中學(xué)”項(xiàng)目和任務(wù),并在課程的教學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)共享,通過(guò)開(kāi)放資源和自主協(xié)作的學(xué)習(xí),鼓勵(lì)學(xué)生在課外通過(guò)網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)設(shè)備開(kāi)展學(xué)習(xí)討論,用課外學(xué)習(xí)彌補(bǔ)課程學(xué)時(shí)的不足;通過(guò)課外自學(xué),充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性,鍛煉學(xué)生“自主設(shè)計(jì)、自主實(shí)現(xiàn)、自由探索”,引導(dǎo)和鼓勵(lì)學(xué)生積極組織并參與項(xiàng)目組的學(xué)習(xí)和研討活動(dòng),讓個(gè)人融入項(xiàng)目團(tuán)隊(duì),提升整個(gè)團(tuán)隊(duì)的工程實(shí)踐能力。4)考核評(píng)價(jià),多點(diǎn)多面。CDIO注重工程實(shí)踐能力的培養(yǎng),工程實(shí)踐能力是各種能力的綜合體現(xiàn),因此考核評(píng)價(jià)要兼顧這種特性。所謂多點(diǎn)主要是指編譯原理具有紛繁復(fù)雜的知識(shí)點(diǎn),因此對(duì)知識(shí)點(diǎn)的考核應(yīng)以促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)、研究性學(xué)習(xí)為目的,注重對(duì)學(xué)習(xí)過(guò)程的考查。教師可通過(guò)查看學(xué)習(xí)記錄、平時(shí)作業(yè)和練習(xí)情況,考核學(xué)生對(duì)基本知識(shí)點(diǎn)的掌握情況;通過(guò)小組活動(dòng)記錄,查看學(xué)生在項(xiàng)目組討論中的活躍度,了解學(xué)生提出問(wèn)題的數(shù)量和質(zhì)量以及解決問(wèn)題的思路,考核學(xué)生的知識(shí)整合和應(yīng)用能力。所謂多面主要是指編譯原理課程在培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力方面具有多面性,因此考核評(píng)價(jià)方式要有利于培養(yǎng)創(chuàng)新能力、實(shí)踐技能、解決實(shí)際問(wèn)題能力,從多個(gè)層面開(kāi)展。教師可通過(guò)對(duì)項(xiàng)目構(gòu)思與設(shè)計(jì)展示、子項(xiàng)目實(shí)施情況、項(xiàng)目匯報(bào)與答辯、學(xué)生的自評(píng)與互評(píng)、教師與企業(yè)工程師的評(píng)價(jià)等多種方式考核學(xué)生的專(zhuān)業(yè)知識(shí)、個(gè)人自身能力、團(tuán)隊(duì)合作能力、設(shè)計(jì)項(xiàng)目和開(kāi)發(fā)系統(tǒng)能力。
3CDIO模式編譯原理教學(xué)實(shí)施過(guò)程中存在的問(wèn)題與對(duì)策
1)“雙師型”教師隊(duì)伍的建設(shè)問(wèn)題目前,從事編譯理論研究和技術(shù)開(kāi)發(fā)的教師不多,有編譯器開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)的教師比較缺乏。編譯原理課程“雙師型”教師隊(duì)伍奇缺。湖北省教育廳和湖北工程學(xué)院制定政策,資助并鼓勵(lì)青年教師進(jìn)入相關(guān)企業(yè)與工程師合作解決實(shí)踐中的技術(shù)難題。同時(shí),湖北工程學(xué)院每年派出專(zhuān)業(yè)課青年教師到武漢大學(xué)、華中科技大學(xué)等高校進(jìn)修深造。通過(guò)這兩個(gè)途徑,學(xué)??梢越鉀Q“雙師型”師資隊(duì)伍建設(shè)的問(wèn)題。2)學(xué)生實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的建設(shè)問(wèn)題。畢業(yè)生就業(yè)難和符合市場(chǎng)需求的應(yīng)用性人才短缺問(wèn)題一直是高校、用人單位和畢業(yè)生共同的困擾。學(xué)生綜合能力是就業(yè)成敗的關(guān)鍵因素,CDIO工程教育模式強(qiáng)化工程應(yīng)用實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的建設(shè),希望為解決這種困擾提供幫助。湖北工程學(xué)院與中國(guó)航天三江集團(tuán)公司合作共建的工程實(shí)踐教育中心和湖北工程學(xué)院國(guó)家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目已獲得教育部批準(zhǔn)。在此基礎(chǔ)上,計(jì)算機(jī)學(xué)院已經(jīng)與國(guó)內(nèi)10余家IT企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)合作共建實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地,校企合作層面深化,操作方案細(xì)化,實(shí)現(xiàn)與行業(yè)需求的無(wú)縫對(duì)接。
4結(jié)語(yǔ)
學(xué)生通過(guò)自由組合,由6~8人組成一個(gè)設(shè)計(jì)小組協(xié)同完成工廠設(shè)計(jì)任務(wù),每個(gè)設(shè)計(jì)組設(shè)小組長(zhǎng)1人,組長(zhǎng)負(fù)責(zé)統(tǒng)籌整個(gè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目的分工與實(shí)施,同時(shí)規(guī)劃整個(gè)項(xiàng)目與總結(jié)等。在教學(xué)過(guò)程中,講授、設(shè)計(jì)和討論并重,其中講授約占總學(xué)時(shí)的12左右。教師在講授了基本的課程內(nèi)容及要點(diǎn)后,各小組學(xué)生根據(jù)二級(jí)項(xiàng)目?jī)?nèi)容查找資料、討論設(shè)計(jì)內(nèi)容、初步設(shè)計(jì)并形成項(xiàng)目報(bào)告。每個(gè)二級(jí)項(xiàng)目結(jié)束后,在討論課上,各小組匯報(bào)自己的項(xiàng)目?jī)?nèi)容,其他學(xué)生可提問(wèn)、點(diǎn)評(píng),最后由教師進(jìn)行總結(jié)。教師在項(xiàng)目設(shè)計(jì)過(guò)程中要隨時(shí)解決學(xué)生提出的各種問(wèn)題。在討論課中,一方面要把握住方向,另一方面也從中受到啟發(fā),達(dá)到教學(xué)相長(zhǎng)的目的。通過(guò)這種教學(xué)形式,學(xué)生真正開(kāi)動(dòng)腦筋,互相學(xué)習(xí),培養(yǎng)了學(xué)生創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力,同時(shí)亦培養(yǎng)了學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作能力、組織能力和競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)。
二、化工過(guò)程模擬軟件在化工設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
化工過(guò)程模擬與實(shí)驗(yàn)研究的結(jié)合是最有效和最廉價(jià)的化工過(guò)程研究方法。可以大大節(jié)約實(shí)驗(yàn)成本,加快新產(chǎn)品和新工藝的開(kāi)發(fā)過(guò)程。在化工廠設(shè)計(jì)中,化工過(guò)程軟件的模擬也是必不可少的工具,因此在化工設(shè)計(jì)課程中應(yīng)該做為重點(diǎn)講授內(nèi)容,適當(dāng)安排相關(guān)計(jì)算機(jī)上機(jī)實(shí)際操作,對(duì)具體的CDIO項(xiàng)目進(jìn)行物料衡算和熱量衡算模擬等。除此之外,還可以使用相關(guān)軟件進(jìn)行優(yōu)化,比如利用AspenPinch進(jìn)行熱集成,實(shí)施熱量集成與優(yōu)化,將化工過(guò)程中冷熱物流進(jìn)行匹配優(yōu)化,將系統(tǒng)中冷熱量消化在體系內(nèi)部,實(shí)現(xiàn)能源的節(jié)約目的。
三、對(duì)參加按照CDIO模式培養(yǎng)的學(xué)生建檔管理,跟蹤反饋
將所有參加《化工設(shè)計(jì)》課程按照CDIO模式培養(yǎng)的學(xué)生全部建檔管理,每個(gè)人都建成電子信息表,包括個(gè)人的所有基本信息、工作單位和其他相關(guān)信息等,然后根據(jù)具體信息對(duì)其進(jìn)行定期的跟蹤反饋,及時(shí)了解相關(guān)企業(yè)對(duì)學(xué)生的知識(shí)體系、個(gè)人能力和工程能力的評(píng)價(jià)等,并通過(guò)交流,總結(jié)寶貴的經(jīng)驗(yàn)。
四、改進(jìn)傳統(tǒng)的考試方法
考試是評(píng)價(jià)和改進(jìn)教學(xué),使之有利于培養(yǎng)創(chuàng)新人才的基本途徑;考試是引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)、創(chuàng)造性地學(xué)習(xí)的重要手段;考試是檢測(cè)和提高學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié)。因此,科學(xué)合理的、鼓勵(lì)創(chuàng)新的、富有活力的考試制度有利于培養(yǎng)高校學(xué)生的創(chuàng)造力,有利于造就建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家所需要的創(chuàng)新型人才。我們認(rèn)為,教學(xué)是一個(gè)動(dòng)態(tài)的持續(xù)過(guò)程,考試作為教學(xué)質(zhì)量的評(píng)價(jià)手段,要達(dá)到客觀評(píng)價(jià)的目的,其評(píng)價(jià)活動(dòng)應(yīng)貫穿整個(gè)教學(xué)過(guò)程,不應(yīng)以一次考試決定成績(jī)。為此,團(tuán)隊(duì)提出了“做中學(xué),學(xué)中考”的考核方式,具體做法如下:基于化工設(shè)計(jì)課項(xiàng)目式教學(xué)模式的教學(xué)方法,我們對(duì)考核內(nèi)容做了合理化分配(見(jiàn)表1),從三個(gè)方面進(jìn)行考核,平時(shí)成績(jī)、設(shè)計(jì)報(bào)告、期末考試。平時(shí)成績(jī)占總成績(jī)的20%,主要考核學(xué)生出勤、回答問(wèn)題等課堂表現(xiàn)情況;每一個(gè)二級(jí)項(xiàng)目完成后,在規(guī)定時(shí)間內(nèi)提交完整的項(xiàng)目設(shè)計(jì)報(bào)告,設(shè)計(jì)報(bào)告占總成績(jī)的50%,是考核的主要部分;期末考試采用閉卷方式,主要考核化工設(shè)計(jì)過(guò)程中涉及的基本原理、方法、步驟等問(wèn)題。這種分配方式突出強(qiáng)調(diào)了設(shè)計(jì)報(bào)告的重要性,弱化了期末考試的分值,這與化工設(shè)計(jì)課自身實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)是相適應(yīng)的,學(xué)生通過(guò)考核就必須認(rèn)真作好二級(jí)項(xiàng)目,不但鞏固了化工設(shè)計(jì)的基本理論,又熟悉了相應(yīng)的設(shè)計(jì)規(guī)范,這樣就避免了學(xué)生考試突擊現(xiàn)象。幾年來(lái),沒(méi)有學(xué)生要求劃范圍、劃重點(diǎn),考試時(shí)也沒(méi)有作弊現(xiàn)象。
五、結(jié)束語(yǔ):
調(diào)查統(tǒng)計(jì)的總體結(jié)果顯示,88%的工程師認(rèn)為進(jìn)入企業(yè)工作后的教育活動(dòng)對(duì)專(zhuān)業(yè)職稱(chēng)、職位的晉升有幫助,77%的工程師認(rèn)為目前所接受的教育進(jìn)修以及自學(xué)情況能夠滿(mǎn)足個(gè)人職業(yè)發(fā)展的需要,58%的工程師認(rèn)為在學(xué)習(xí)期間的工資待遇不低于平時(shí)的正常工資,同時(shí)男女工程師對(duì)以上問(wèn)題的認(rèn)同差異不顯著。由此可以看出,工程師對(duì)企業(yè)教育培訓(xùn)的相關(guān)制度和措施表示認(rèn)可,工程師與企業(yè)對(duì)教育培訓(xùn)的重要作用達(dá)成了共識(shí),即教育培訓(xùn)是企業(yè)戰(zhàn)略發(fā)展的需要、是企業(yè)人才儲(chǔ)備的主要措施,能夠激勵(lì)員工發(fā)揮自身潛能、造就更適合企業(yè)的特色技能。
1.學(xué)習(xí)愿望強(qiáng)烈、學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)明確
在這樣的大環(huán)境下,作為企業(yè)先進(jìn)技術(shù)的代表者、企業(yè)發(fā)展骨干力量的工程師,對(duì)學(xué)習(xí)表現(xiàn)出強(qiáng)烈的愿望,學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)直接表現(xiàn)為通過(guò)學(xué)歷教育獲取文憑、或通過(guò)職業(yè)培訓(xùn)提高專(zhuān)業(yè)技能水平。可以看出,60%的工程師認(rèn)為需要參加學(xué)歷教育,81%的工程師認(rèn)為需要參加職業(yè)培訓(xùn)提升自己的專(zhuān)業(yè)技能水平。同時(shí),在908個(gè)有效樣本中,70%的工程師接受過(guò)正規(guī)的學(xué)校教育,具有一定的專(zhuān)業(yè)背景,同時(shí)又是通過(guò)層層選拔進(jìn)入企業(yè)工作的,但是所學(xué)專(zhuān)業(yè)與所從事的工作的相關(guān)性卻差異顯著,從圖2看出,目前所從事的工作與所學(xué)專(zhuān)業(yè)完全相關(guān)的僅占24%,基本以及有一些相關(guān)的占68%,完全不相關(guān)的占8%。早在1974年,克拉斯用定量方法分析了工程師參加繼續(xù)教育情況與工作業(yè)績(jī)的關(guān)系,結(jié)果表明參與繼續(xù)工程教育對(duì)工程師的職業(yè)發(fā)展有積極作用、參加繼續(xù)教育的工程師的工資增長(zhǎng)更顯著。本文的研究結(jié)果印證并豐富了克拉斯的結(jié)論,即繼續(xù)教育對(duì)工程師發(fā)展具有正相關(guān)作用。首先,工程師通過(guò)不斷學(xué)習(xí)來(lái)提升職業(yè)能力,能夠獲得更多的升職、升級(jí)機(jī)會(huì),從而提高經(jīng)濟(jì)收入、改善生活品質(zhì)。雖然難以用單純的物質(zhì)成果來(lái)量化繼續(xù)工程教育的經(jīng)濟(jì)效益的大小,但是繼續(xù)工程教育的教育收益率卻不容質(zhì)疑。其次,工程師所接受的正規(guī)教育不足以幫助其解釋或解決實(shí)際工作中遇到了問(wèn)題。李鋒亮等在中國(guó)大范圍實(shí)施“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”的時(shí)代背景下,通過(guò)實(shí)證研究也發(fā)現(xiàn),在高等教育階段專(zhuān)業(yè)知識(shí)的準(zhǔn)備不足將顯著提高工程師入職后發(fā)生過(guò)度教育的概率。最后,隨著中國(guó)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整、科技進(jìn)步的發(fā)展,企業(yè)的生產(chǎn)模式、經(jīng)營(yíng)模式、發(fā)展戰(zhàn)略在不斷發(fā)展變化,對(duì)專(zhuān)業(yè)技術(shù)崗位的要求越來(lái)越高,工程師只有通過(guò)持續(xù)專(zhuān)業(yè)化的學(xué)習(xí),才能使自己從準(zhǔn)專(zhuān)業(yè)或?qū)I(yè)化程度較低的從業(yè)者成為專(zhuān)業(yè)化水平較高的從業(yè)者。
2.對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的種類(lèi)、層次的要求差異性顯著
由于工程師涉及不同的專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域,對(duì)象較為廣泛,工程師個(gè)人特征和職業(yè)經(jīng)歷的不同,對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的種類(lèi)、層次的要求差異性很大。不同年齡的有效樣本在哲學(xué)人文知識(shí)、專(zhuān)業(yè)知識(shí)及技能、職業(yè)素養(yǎng)、認(rèn)知溝通能力四個(gè)方面有顯著差異、不同學(xué)歷的有效樣本在專(zhuān)業(yè)知識(shí)及技能方面有顯著差異、不同職稱(chēng)的有效樣本在職業(yè)素養(yǎng)、認(rèn)知溝通能力方面有顯著差異。雖然國(guó)際社會(huì)對(duì)工程師的知識(shí)和能力的整體結(jié)構(gòu)達(dá)成了一定共識(shí),建立一些比較成熟的工程師素質(zhì)模型,例如約翰等提出的工程師領(lǐng)導(dǎo)力模型、莫文建構(gòu)的工程師特質(zhì)四面體以及布倫達(dá)等的工程師能力框架。然而,形成工程師學(xué)習(xí)內(nèi)容差異性的原因不容忽視。首先,正規(guī)的學(xué)校教育對(duì)工程師的知識(shí)結(jié)構(gòu),特別是專(zhuān)業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)的建構(gòu)具有決定性作用。院校工程教育的重要作用是不言而喻的,使學(xué)生在完成學(xué)業(yè)時(shí),初步具備成為工程師的基本素質(zhì)和條件。其次,在工程師不同的職業(yè)生涯階段,所需獲取的知識(shí)和提升的技能是有所變化的,年輕工程師所需學(xué)習(xí)的知識(shí)及技能對(duì)其職業(yè)發(fā)展影響更大。最后,工程師認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)不僅規(guī)定了工程師的職業(yè)準(zhǔn)入資格,而且基本反映了工程師的職業(yè)水平和等級(jí),級(jí)別越高的工程師對(duì)職業(yè)素養(yǎng)和認(rèn)知溝通能力的要求越高。
3.對(duì)學(xué)習(xí)方式、學(xué)習(xí)時(shí)間和學(xué)習(xí)地點(diǎn)的選擇個(gè)性化突出
工程師的學(xué)習(xí)活動(dòng)體現(xiàn)出成人學(xué)習(xí)的特殊性,他們的工作閱歷、生活經(jīng)歷、學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)隨著時(shí)間的延續(xù)會(huì)不斷積累,強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)與個(gè)體自我經(jīng)歷的整合。在個(gè)體自我作用下,更希望依據(jù)個(gè)人已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)和行為習(xí)慣來(lái)選擇最合適的學(xué)習(xí)方式、學(xué)習(xí)時(shí)間和學(xué)習(xí)地點(diǎn)??梢钥闯霾煌挲g階段的工程師在學(xué)習(xí)方式、學(xué)習(xí)時(shí)間和學(xué)習(xí)地點(diǎn)的選擇方面的不同。就學(xué)習(xí)地點(diǎn)而言,高等院校仍然是工程師首選的學(xué)習(xí)場(chǎng)所,優(yōu)質(zhì)的教育資源和良好的教學(xué)環(huán)境是高校的絕對(duì)優(yōu)勢(shì);企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)學(xué)習(xí)受到年輕工程師的青睞,這種體驗(yàn)式的教育方式能夠培養(yǎng)他們的現(xiàn)場(chǎng)意識(shí)、提高工作效率,進(jìn)而提高產(chǎn)品的品質(zhì)。就學(xué)習(xí)方式而言,課堂面授是最常用的教學(xué)方式,25~34歲和45~54歲工程師對(duì)回歸課堂表現(xiàn)出濃厚興趣;問(wèn)題研討通過(guò)討論交流獲得對(duì)問(wèn)題的新的認(rèn)識(shí)或獲得解決問(wèn)題的方法,這種學(xué)習(xí)方式受到35~44歲工程師的歡迎。在企業(yè)實(shí)際調(diào)研還發(fā)現(xiàn),師帶徒方式較好解決了集中學(xué)習(xí)與員工需求匹配度較低的問(wèn)題,緩解了工學(xué)矛盾,特別對(duì)年輕工程師熟悉工作環(huán)境和業(yè)務(wù),獲得崗位工作經(jīng)驗(yàn)很有效果。此外,雖然與傳統(tǒng)學(xué)習(xí)方式相比,遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)能夠打破時(shí)空局限降低學(xué)習(xí)成本,但是并不受到被試樣本的歡迎,這可能與行業(yè)特點(diǎn)、網(wǎng)絡(luò)建設(shè)情況以及工作性質(zhì)有關(guān)系。
4.工作學(xué)習(xí)矛盾突出、時(shí)間成本排序第一
要想獲得理想的學(xué)習(xí)效果,工程師需要克服諸多困難,投入包括資金、時(shí)間、努力程度和勞動(dòng)等學(xué)習(xí)成本。中國(guó)電力行業(yè)的工程師在參加繼續(xù)教育活動(dòng)時(shí),存在著諸多困難,其中認(rèn)為時(shí)間成本有較大困難的最多,其次是工作壓力,第三是費(fèi)用承擔(dān)?,F(xiàn)代社會(huì)中人們對(duì)時(shí)間價(jià)值的重視程度越來(lái)越高,首先,在時(shí)間分配問(wèn)題上,工程師需要兼顧的因素很多。所調(diào)查的企業(yè)普遍采取了崗位聘任制,工程師在工作時(shí)間內(nèi)崗位責(zé)任大,同時(shí)工程師一般都有自己的家庭,是家庭的頂梁柱。因此,除了企業(yè)安排的在工作時(shí)間內(nèi)的集中培訓(xùn)和現(xiàn)場(chǎng)培訓(xùn)外,工程師參加學(xué)習(xí)都要占用一定的業(yè)余時(shí)間,如何在工作、生活之余,抽出時(shí)一定的時(shí)間和精力進(jìn)行學(xué)習(xí)是工程師面臨的最大的實(shí)際問(wèn)題。其次,在有限學(xué)習(xí)時(shí)間內(nèi)的學(xué)習(xí)效率問(wèn)題。隨著年齡的增長(zhǎng),成人的記憶、感知能力等智力因素開(kāi)始呈下降趨勢(shì),對(duì)學(xué)習(xí)缺乏信心、長(zhǎng)時(shí)間不學(xué)習(xí)容易產(chǎn)生惰性;而且由于教學(xué)內(nèi)容的針對(duì)性不強(qiáng)、教學(xué)進(jìn)度不緊湊等客觀原因,使工程師認(rèn)為在有限的學(xué)習(xí)時(shí)間內(nèi)沒(méi)有獲得最佳的學(xué)習(xí)效果,時(shí)間的浪費(fèi)造成學(xué)習(xí)價(jià)值的降低。
二、工程師學(xué)習(xí)需求對(duì)繼續(xù)工程教育的影響
現(xiàn)代工程師的學(xué)習(xí)需求呈現(xiàn)出迫切性、差異化、個(gè)性化、持續(xù)性等特點(diǎn),同時(shí)學(xué)習(xí)也存在諸多困難,繼續(xù)工程教育辦學(xué)機(jī)構(gòu)應(yīng)該更多關(guān)注工程師群體學(xué)習(xí)需求特性,通過(guò)提供全方位的教育服務(wù)獲得社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)利益,同時(shí)使學(xué)習(xí)者獲得教育收益,國(guó)家得到所需的人才,實(shí)現(xiàn)國(guó)家、組織和個(gè)人都受益的結(jié)果。因此以工程師為辦學(xué)對(duì)象的繼續(xù)工程教育不是單純的教育培訓(xùn),已經(jīng)形成一個(gè)廣泛意義上的工程師能力開(kāi)發(fā)系統(tǒng),不僅涉及教育系統(tǒng)內(nèi)部,而且與政府、企業(yè)、行業(yè)協(xié)會(huì)、社會(huì)組織等外部社會(huì)系統(tǒng)有著廣泛而密切聯(lián)系。在深入理解工程師學(xué)習(xí)需求特征的基礎(chǔ)上,形成工程師“提高能力水平”和“發(fā)揮能力水平”的組織保障和管理機(jī)制,才能實(shí)現(xiàn)工程師自身價(jià)值、創(chuàng)造企業(yè)價(jià)值、進(jìn)而推動(dòng)工程科技進(jìn)步。
1.工程師的個(gè)人職業(yè)發(fā)展是繼續(xù)工程教育辦學(xué)的源動(dòng)力
根據(jù)馬斯洛的需求層次理論,約瑟夫在1978年提出了工程師學(xué)習(xí)需求理論,建構(gòu)了工程師的需求層次,他認(rèn)為大多數(shù)工程師的需求在尊重需要和自我實(shí)現(xiàn)需要兩個(gè)層次,繼續(xù)教育機(jī)構(gòu)應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注工程師的這兩個(gè)層次的需要。現(xiàn)代工程師對(duì)待工作,不僅僅是謀生的手段,而是在工作中體驗(yàn)各種經(jīng)歷并確立自己的個(gè)性和可能性,發(fā)揮自身潛能,重新塑造自我,實(shí)現(xiàn)自身價(jià)值;通過(guò)持續(xù)的學(xué)習(xí)來(lái)更新專(zhuān)業(yè)知識(shí),提高職業(yè)能力,實(shí)現(xiàn)從職場(chǎng)新手到工程師、再到行家里手的職業(yè)發(fā)展。因此,工程師的個(gè)人職業(yè)發(fā)展是繼續(xù)工程教育辦學(xué)的源動(dòng)力。繼續(xù)工程教育辦學(xué)機(jī)構(gòu)為工程師提供教育服務(wù),以學(xué)習(xí)者為中心是辦學(xué)的基本思想。工程師學(xué)習(xí)需求的個(gè)性化、多樣化決定了辦學(xué)的多元化,工程師學(xué)習(xí)的階段性和終身性決定了教育服務(wù)的可持續(xù)性。這就要求辦學(xué)機(jī)構(gòu)將學(xué)習(xí)者(工程師)作為客戶(hù)來(lái)看待,研究工程師的學(xué)習(xí)需求、關(guān)注工程師的學(xué)習(xí)成本、加強(qiáng)與工程師的交流、考慮工程師學(xué)習(xí)的便利性。同時(shí),辦學(xué)機(jī)構(gòu)要將這一思想實(shí)施于教育培訓(xùn)活動(dòng)的各個(gè)環(huán)節(jié),一方面通過(guò)提供更快速和周到的優(yōu)質(zhì)教育服務(wù)吸引和維持更多的客戶(hù),另一方面通過(guò)對(duì)業(yè)務(wù)流程的全面管理來(lái)降低運(yùn)營(yíng)成本。辦學(xué)機(jī)構(gòu)不僅要做知識(shí)的傳授和技能的培訓(xùn),還要做品牌做生活,通過(guò)創(chuàng)建品牌核心價(jià)值觀,營(yíng)造新型生活方式,實(shí)現(xiàn)工程師在社會(huì)尊重、自我職業(yè)實(shí)現(xiàn)等層次需求的滿(mǎn)足;通過(guò)建立客戶(hù)俱樂(lè)部并開(kāi)展相關(guān)后續(xù)服務(wù)和增值服務(wù),成為工程師交流溝通的新模式和學(xué)習(xí)休閑的驛站,成為工程師的學(xué)習(xí)圈、生活圈和交友圈。
2.工程師所在企業(yè)的激勵(lì)機(jī)制是繼續(xù)工程教育辦學(xué)的驅(qū)動(dòng)力
工程師群體首先隸屬于一定的企業(yè),一般有正式的組織基礎(chǔ),是工程師學(xué)習(xí)的主要組織形式;其次工程師隸屬于一定的工程師協(xié)會(huì)或?qū)I(yè)協(xié)會(huì),這些協(xié)會(huì)一般屬于公益性的、非盈利性的非正式組織,在協(xié)調(diào)政府、企業(yè)、工程師之間的關(guān)系、維護(hù)工程師權(quán)益、提供專(zhuān)業(yè)等方面發(fā)揮著重要作用,是工程師學(xué)習(xí)的有利支撐。工業(yè)企業(yè)是繼續(xù)工程教育的主體,也是有效實(shí)施的重要力量;不僅能促進(jìn)工程師的合理分配、使用和流動(dòng)、而且能激勵(lì)工程師更加積極地提升能力和素質(zhì)。因此,工程師所在企業(yè)的激勵(lì)機(jī)制是繼續(xù)工程教育辦學(xué)的驅(qū)動(dòng)力。目前,國(guó)家重點(diǎn)建設(shè)領(lǐng)域和行業(yè)的大中型企業(yè)都高度認(rèn)同繼續(xù)教育對(duì)工程師個(gè)人職業(yè)發(fā)展、企業(yè)發(fā)展和戰(zhàn)略實(shí)施的重要性,而且絕大多數(shù)工程師都有繼續(xù)教育經(jīng)歷。大型國(guó)有骨干企業(yè)都建立了以任職體系、素質(zhì)模型、績(jī)效管理為依據(jù)的教育培訓(xùn)體系,而且由企業(yè)出資建設(shè)的企業(yè)大學(xué),作為員工培訓(xùn)的一種創(chuàng)新形式發(fā)展迅速。但是企業(yè)教育培訓(xùn)體系有待完善、企業(yè)大學(xué)的師資水平和教學(xué)質(zhì)量有待提高、培訓(xùn)內(nèi)容的針對(duì)性和實(shí)用性有待加強(qiáng)。此外,中小企業(yè)和民營(yíng)企業(yè)繼續(xù)教育狀況存在很多困難,這是由于中小企業(yè)規(guī)模小、所擁有的社會(huì)資源少、對(duì)高素質(zhì)人才的吸引力較弱,員工的流動(dòng)性大,造成這些企業(yè)的工程師數(shù)量少、一崗多責(zé),更多的是依靠行業(yè)協(xié)會(huì)、社會(huì)培訓(xùn)機(jī)構(gòu)參加教育培訓(xùn)。因此行業(yè)協(xié)會(huì)和社會(huì)培訓(xùn)機(jī)構(gòu)針對(duì)中小企業(yè)和民營(yíng)企業(yè)工程師學(xué)習(xí)需求特點(diǎn),要建立相應(yīng)的繼續(xù)教育模式和組織動(dòng)員機(jī)制。
3.工程師的制度管理構(gòu)成繼續(xù)工程教育辦學(xué)的約束力
社會(huì)的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步,對(duì)工程師的專(zhuān)業(yè)化程度和能力水平的要求越來(lái)越高,使得這一職業(yè)的不可替代性越來(lái)越強(qiáng)。嚴(yán)格的工程師制度管理是工程師職業(yè)存在的基礎(chǔ),體現(xiàn)了工程師執(zhí)業(yè)的專(zhuān)業(yè)地位和壟斷地位。對(duì)工程師的權(quán)利和義務(wù)的規(guī)定可以保證工程師職業(yè)整體的質(zhì)量和水平;標(biāo)準(zhǔn)化和權(quán)威性的工程師“從業(yè)資格”和“執(zhí)業(yè)資格”制度是檢驗(yàn)工程師學(xué)習(xí)和培訓(xùn)效果的重要參考依據(jù);社會(huì)化、專(zhuān)業(yè)化的工程師管理可以提高工程師的勞動(dòng)所得以及社會(huì)公眾的認(rèn)同感。因此,工程師的制度管理構(gòu)成繼續(xù)工程教育辦學(xué)的約束力。雖然由于工程師學(xué)習(xí)需求旺盛,繼續(xù)工程教育辦學(xué)機(jī)構(gòu)近年發(fā)展迅猛,隊(duì)伍規(guī)模不斷壯大,但是建設(shè)發(fā)展不均衡、辦學(xué)標(biāo)準(zhǔn)不規(guī)范等問(wèn)題造成辦學(xué)機(jī)構(gòu)良莠不齊,繼續(xù)教育面臨“學(xué)而無(wú)用”、“含金量低”的尷尬局面,制約著辦學(xué)機(jī)構(gòu)的進(jìn)一步發(fā)展。由于繼續(xù)工程教育辦學(xué)機(jī)構(gòu)的建設(shè)和發(fā)展與工程師職業(yè)資格制度之間存在關(guān)聯(lián)性,將工程師的繼續(xù)教育、專(zhuān)業(yè)技術(shù)資格的獲得和晉升與其職業(yè)發(fā)展結(jié)合起來(lái),能夠形成工程師供需的良性循環(huán)。以培養(yǎng)合格工程師為核心的繼續(xù)工程教育辦學(xué)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè),能夠規(guī)范和約束辦學(xué)機(jī)構(gòu)的辦學(xué)行為、引導(dǎo)辦學(xué)機(jī)構(gòu)提高辦學(xué)質(zhì)量和完善管理。工程師制度管理中有關(guān)繼續(xù)教育課程、學(xué)時(shí)、學(xué)分要求及規(guī)定為辦學(xué)機(jī)構(gòu)的課程體系建設(shè)和教學(xué)內(nèi)容安排提供依據(jù)和參考借鑒。
作者:張仁巍 田爾布 單位:三明學(xué)院建筑工程學(xué)院
教學(xué)過(guò)程使我們教師對(duì)橋梁基礎(chǔ)理論有了更好地掌握,為橋梁工程研究創(chuàng)造更好的基礎(chǔ)條件,只有自己從事橋梁相關(guān)科研,掌握豐富的知識(shí),才能在教學(xué)過(guò)程中做到思路開(kāi)闊,課堂教學(xué)生動(dòng)活潑,使學(xué)生對(duì)知識(shí)易于接受和理解??蒲袑?duì)教學(xué)的積極影響顯而易見(jiàn)。提高教學(xué)質(zhì)量除了教學(xué)方法的改革,就是要提高教師的素養(yǎng)和知識(shí)水平,掌握基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí),還要在科研工作中去實(shí)踐和應(yīng)用,這樣在教學(xué)過(guò)程中才能夠高屋建瓴,做到深入淺出,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在橋梁工程科研工作中,會(huì)不斷地遇到新問(wèn)題,探索解決問(wèn)題的新思路,積累的研究方法會(huì)自覺(jué)不自覺(jué)地帶入到課堂上,讓學(xué)生學(xué)會(huì)提出問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的方法,而不僅僅是對(duì)書(shū)本上的知識(shí)機(jī)械性地學(xué)習(xí)。另一方面,也使學(xué)生不要迷信課本,以為課本上的內(nèi)容完全是金科玉律。事實(shí)上,課本上的知識(shí)的確很重要,但當(dāng)今科技發(fā)展日新月異,需要不斷地得到補(bǔ)充和完善,這就要靠教師對(duì)本領(lǐng)域的發(fā)展具有全新的認(rèn)識(shí),才能夠?qū)⒔虒W(xué)工作做好。
實(shí)踐教學(xué)是通過(guò)課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì),使學(xué)生具備將專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課知識(shí)運(yùn)用到橋梁結(jié)構(gòu)理論分析的素質(zhì),初步具備解決實(shí)際橋梁設(shè)計(jì)的能力。此階段是橋梁設(shè)計(jì)能力得以充實(shí)和提高的關(guān)鍵階段。在實(shí)踐教學(xué)體系中有可分為課程實(shí)踐和課外實(shí)踐(工程實(shí)踐)兩大類(lèi)型。橋梁課程實(shí)踐是鍛煉學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)能力和動(dòng)手能力,培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力,以彌補(bǔ)現(xiàn)行教材知識(shí)滯后的缺陷,了解學(xué)科發(fā)展的最前沿知識(shí)。工程實(shí)踐是鞏固深化理論知識(shí),培養(yǎng)工程意識(shí)和工程能力的重要環(huán)節(jié),同時(shí)鍛煉學(xué)生的橋梁結(jié)構(gòu)理論的分析能力和中小橋梁的設(shè)計(jì)能力,還是培養(yǎng)橋梁工程專(zhuān)業(yè)特色人才的重要途徑。在橋梁課程設(shè)計(jì)中宜盡量選擇在橋梁中常用的梁形,結(jié)合先修材料力學(xué)、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理、結(jié)構(gòu)力學(xué)等課程,全面進(jìn)行橋梁課程設(shè)計(jì)。教師應(yīng)提前準(zhǔn)備好課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)及指導(dǎo)書(shū),發(fā)給學(xué)生進(jìn)行預(yù)習(xí)。教師加強(qiáng)過(guò)程監(jiān)督與輔導(dǎo)。例:(1)公路鋼筋混凝土簡(jiǎn)支T形梁橋設(shè)計(jì)。主要進(jìn)行:結(jié)構(gòu)尺寸擬定、荷載計(jì)算、內(nèi)外梁內(nèi)力計(jì)算(涉及荷載橫向分布)、抗彎和抗剪鋼筋設(shè)計(jì)、主要內(nèi)容檢算,繪制設(shè)計(jì)圖。(2)鐵路預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支T形(或箱型)梁橋設(shè)計(jì)。主要進(jìn)行:結(jié)構(gòu)尺寸擬定、荷載計(jì)算、內(nèi)力計(jì)算、預(yù)應(yīng)力鋼筋設(shè)計(jì)、主要內(nèi)容檢算,繪制設(shè)計(jì)圖。(3)公路(或鐵路)鋼筋混凝土橋墩(或雙柱式墩)設(shè)計(jì)。主要進(jìn)行:結(jié)構(gòu)尺寸擬定、荷載計(jì)算、內(nèi)力計(jì)算、配筋設(shè)計(jì)、主要內(nèi)容檢算,繪制設(shè)計(jì)圖。
在橋梁工程的教學(xué)過(guò)程中,注重將能力培養(yǎng)貫穿于課程教學(xué)的始終,堅(jiān)持以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo),實(shí)施啟發(fā)式、互動(dòng)式教學(xué),積極推進(jìn)討論式、探究式、提問(wèn)式教學(xué)、案例教學(xué)和合作式學(xué)習(xí)等教學(xué)方法;充分發(fā)揮教師的引導(dǎo)作用。在課堂上講深講透基本概念、基本方法,幫助學(xué)生分析理解課程中的重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容,講清關(guān)鍵問(wèn)題和內(nèi)在聯(lián)系,提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)和獨(dú)立思考與探索的能力。并將完整的橋梁工程實(shí)例貫穿于教學(xué)過(guò)程之中。實(shí)踐證明,在這種教學(xué)模式下,學(xué)生真正成為教學(xué)活動(dòng)的主體,從被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí),并在教與學(xué)的過(guò)程中實(shí)現(xiàn)師生間的心靈溝通。使整個(gè)教學(xué)過(guò)程都成為師生共同的思維互動(dòng)過(guò)程。在這樣反復(fù)的互動(dòng)過(guò)程中,教師傳授的知識(shí)很重要,但更重要的是在傳授知識(shí)的同時(shí)開(kāi)發(fā)了學(xué)生智能,從而引發(fā)想象、激發(fā)靈感,培養(yǎng)了學(xué)生的鉆研精神與解決問(wèn)題的能力。把學(xué)習(xí)過(guò)程中的發(fā)現(xiàn)、探究等認(rèn)識(shí)活動(dòng)凸顯出來(lái),使學(xué)習(xí)過(guò)程更多地成為發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題、解決問(wèn)題的過(guò)程??傊?,教師應(yīng)根據(jù)具體的教學(xué)需要以及學(xué)生的具體情況,采用靈活多變的教學(xué)方法,讓學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)、交流和討論的主體,全面提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)質(zhì)量,同時(shí)提高自身的教學(xué)藝術(shù)水平,針對(duì)不同的學(xué)生因材施教,這都需要在教學(xué)中不斷探索,不斷認(rèn)識(shí),及時(shí)總結(jié)反思,再到教學(xué)實(shí)踐中去完善提高。
機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)以機(jī)械設(shè)計(jì)與制造為基礎(chǔ),融入信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、微電子科學(xué)和控制論的基本原理,其主要任務(wù)就是運(yùn)用先進(jìn)的設(shè)計(jì)制造技術(shù)和理論,解決現(xiàn)代工程領(lǐng)域中的復(fù)雜技術(shù)問(wèn)題,從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造的智能化。機(jī)械行業(yè)作為國(guó)家的基礎(chǔ)及支柱產(chǎn)業(yè),在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有相當(dāng)重要的地位。對(duì)于煤炭、鋼鐵、有色金屬等上游產(chǎn)業(yè)和房地產(chǎn)、快消品等下游產(chǎn)業(yè)具有重要意義,同時(shí)也具有很強(qiáng)的拉動(dòng)能力。而機(jī)械制造中最活躍的領(lǐng)域便是機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù),也是企業(yè)提高生產(chǎn)效率、增加工業(yè)產(chǎn)值和提升市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力的必要手段。我國(guó)自改革開(kāi)放以來(lái),從境外引進(jìn)了大量的先進(jìn)技術(shù)及裝備,雖然使自身機(jī)械制造業(yè)有所發(fā)展,但是外資企業(yè)不斷對(duì)我國(guó)民族制造業(yè)進(jìn)行干預(yù)和收購(gòu),使我國(guó)機(jī)械制造業(yè)始終無(wú)法擺脫“外資”和“進(jìn)口”的雙重枷鎖。隨著社會(huì)的發(fā)展和人們不斷提高的生活水準(zhǔn),機(jī)械制造業(yè)作為一個(gè)發(fā)展多年的傳統(tǒng)領(lǐng)域面臨著越來(lái)越多的挑戰(zhàn)和競(jìng)爭(zhēng),在工業(yè)生產(chǎn)逐漸趨向科技化、信息化的洪流中,先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)和高素質(zhì)的專(zhuān)業(yè)人才成為我國(guó)機(jī)械制造業(yè)必然的選擇趨勢(shì)。所以,我國(guó)高等工程教育機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)大學(xué)生進(jìn)行工程教育評(píng)估對(duì)于當(dāng)前市場(chǎng)環(huán)境顯得尤為重要
2專(zhuān)業(yè)認(rèn)證過(guò)程與方式
機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)認(rèn)證工作的開(kāi)展主要依據(jù)機(jī)械制造及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)認(rèn)證工作組起草的相關(guān)文件:《高等學(xué)校機(jī)械制造及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)本科教育認(rèn)證方法與程序》、《高等學(xué)校機(jī)械制造及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)本科教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)》、《高等學(xué)校機(jī)械制造及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)本科教育認(rèn)證試點(diǎn)學(xué)校準(zhǔn)備工作指南》、《高等學(xué)校機(jī)械制造及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)本科教育認(rèn)證專(zhuān)家培訓(xùn)與遴選辦法》、《高等學(xué)校機(jī)械制造及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)本科教育認(rèn)證考核小組工作指南》。專(zhuān)業(yè)認(rèn)證的過(guò)程主要包括學(xué)校自評(píng)、專(zhuān)家組進(jìn)??疾旌托纬烧J(rèn)證報(bào)告3個(gè)階段。首先認(rèn)證學(xué)校應(yīng)向工作組提供申請(qǐng)表,并應(yīng)包含以下內(nèi)容。①師資情況(教師崗位結(jié)構(gòu)、教師職稱(chēng)結(jié)構(gòu)、教師學(xué)歷結(jié)構(gòu))。②近3年學(xué)生數(shù)量(招生數(shù)、在校生數(shù)、畢業(yè)生數(shù)、授予學(xué)位數(shù))。③圖書(shū)館資源概況(學(xué)校藏書(shū)、專(zhuān)業(yè)資源)。④實(shí)踐教學(xué)條件(主要實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐、實(shí)訓(xùn)條件)。⑤近3年教學(xué)經(jīng)費(fèi)(教學(xué)經(jīng)費(fèi)、科研經(jīng)費(fèi))。工作組接到學(xué)校的申請(qǐng)表和申請(qǐng)報(bào)告后,對(duì)申請(qǐng)進(jìn)行審核評(píng)析,審核通過(guò)后申請(qǐng)學(xué)校需進(jìn)行自我評(píng)價(jià),并撰寫(xiě)自評(píng)報(bào)告。工作組接到學(xué)校的自評(píng)報(bào)告后,與學(xué)校協(xié)商并進(jìn)行實(shí)地考察,目的是對(duì)學(xué)校自評(píng)報(bào)告的準(zhǔn)確性和真實(shí)性進(jìn)行實(shí)地考察,并了解高校未曾在報(bào)告中反映出來(lái)的其他情況。
3認(rèn)證實(shí)踐
機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化以及相關(guān)專(zhuān)業(yè),應(yīng)以培養(yǎng)社會(huì)適應(yīng)能力強(qiáng)、專(zhuān)業(yè)知識(shí)扎實(shí)全面的學(xué)生為目標(biāo),以滿(mǎn)足用人單位和當(dāng)今市場(chǎng)瞬息萬(wàn)變的人才需求,因此機(jī)械制造專(zhuān)業(yè)學(xué)生工程教育認(rèn)證工作就顯得尤為重要。以華中科技大學(xué)為例,該校結(jié)合機(jī)械制造專(zhuān)業(yè)的課程設(shè)置和培養(yǎng)模式,對(duì)參加工程教育認(rèn)證的學(xué)生進(jìn)行動(dòng)手能力和專(zhuān)業(yè)技能強(qiáng)化訓(xùn)練的同時(shí),加強(qiáng)基本教學(xué)科目的鞏固,在培訓(xùn)的同時(shí)充分考慮當(dāng)前機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)工程師面臨機(jī)械設(shè)計(jì)制造逐步與世界接軌,其基礎(chǔ)知識(shí)及應(yīng)用能力將在國(guó)際社會(huì)上的競(jìng)爭(zhēng)中受到挑戰(zhàn)以及考驗(yàn)的實(shí)際情況。為了在步入崗位中能夠具有當(dāng)代機(jī)械工程師應(yīng)具備的基本素質(zhì),必須追求創(chuàng)新,應(yīng)用新理論,該校在培訓(xùn)過(guò)程中尤其注重學(xué)生創(chuàng)新能力和發(fā)散思維的培養(yǎng),注重基礎(chǔ)理論和實(shí)踐相結(jié)合的培養(yǎng)理念,以時(shí)代和企業(yè)的需求為培養(yǎng)方向,以現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)制造方法和理論的應(yīng)用為培養(yǎng)重點(diǎn)。華中科技大學(xué)在機(jī)械設(shè)計(jì)工程師資格認(rèn)證工作和平時(shí)的培訓(xùn)過(guò)程中投入了必要的軟硬件物質(zhì),并精選優(yōu)秀師資力量,針對(duì)機(jī)械制造專(zhuān)業(yè)學(xué)生的教育教學(xué)特點(diǎn),研究本校所適應(yīng)的獨(dú)特培訓(xùn)方案以及培訓(xùn)模式。為了提高學(xué)生的應(yīng)用能力和動(dòng)手設(shè)計(jì)能力,對(duì)企業(yè)的實(shí)際工程需要進(jìn)行模擬訓(xùn)練及實(shí)踐操作,使機(jī)械制造專(zhuān)業(yè)學(xué)生更具備實(shí)用型人才的綜合素質(zhì)。近幾年來(lái)該校機(jī)械制造及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)共培訓(xùn)711人,603人通過(guò)認(rèn)證,認(rèn)證通過(guò)率達(dá)到83.2%。國(guó)內(nèi)外許多大型工程公司也認(rèn)可和支持對(duì)在校大學(xué)生進(jìn)行機(jī)械工程設(shè)計(jì)資格認(rèn)證,該認(rèn)證在機(jī)械行業(yè)內(nèi)具有重要影響,它代表通過(guò)認(rèn)證學(xué)生的知識(shí)儲(chǔ)備及綜合應(yīng)用能力符合當(dāng)今企業(yè)需要,通過(guò)認(rèn)證者在就業(yè)過(guò)程中更加受到用人單位的歡迎。在對(duì)一些資格持有者的后續(xù)跟蹤調(diào)查中,發(fā)現(xiàn)其卓越的知識(shí)應(yīng)用能力和環(huán)境適應(yīng)能力得到了大部分企業(yè)的認(rèn)可,實(shí)現(xiàn)了企業(yè)和員工的互利雙贏。員工自身也感到受益匪淺,從而更加熱愛(ài)機(jī)械制造業(yè),為祖國(guó)工業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)力量。
4認(rèn)證的重要作用
境外許多國(guó)家早已通行對(duì)機(jī)械工程師的工程教育認(rèn)證,我國(guó)受到體制和高等教育背景的影響,正處于探索和經(jīng)驗(yàn)積累的時(shí)期。幾年來(lái)的試點(diǎn)試驗(yàn)證明,開(kāi)展此項(xiàng)工作具有以下重要作用。
(1)推進(jìn)高校機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的改革。
目前若干高校專(zhuān)業(yè)教學(xué)脫離實(shí)際,不考慮學(xué)生素質(zhì)能力與社會(huì)需要的契合性,教學(xué)內(nèi)容繁多而缺乏重點(diǎn),空泛而不切合企業(yè)實(shí)際需求,注重理論而缺乏實(shí)踐,學(xué)生往往偏重書(shū)本的理論知識(shí)而不注重實(shí)踐能力。因此,高校的專(zhuān)業(yè)教育應(yīng)當(dāng)改革,引導(dǎo)學(xué)生與企業(yè)溝通,培養(yǎng)具有扎實(shí)基礎(chǔ)理論知識(shí)、嫻熟實(shí)踐操作能力的高素質(zhì)復(fù)合型人才,并積極地與國(guó)際人才培養(yǎng)模式接軌。
(2)推動(dòng)企業(yè)積極參與人才培養(yǎng)。
企業(yè)一方面對(duì)優(yōu)秀機(jī)械設(shè)計(jì)制造工程師求才若渴,一方面把培養(yǎng)集理論知識(shí)、動(dòng)手操作能力為一身的高素質(zhì)人才的重任全部推給高校。自身需求的矛盾使企業(yè)對(duì)高校畢業(yè)生始終不滿(mǎn)意,從而花費(fèi)時(shí)間和精力進(jìn)行“二次培養(yǎng)”。其實(shí),高校的教育投入是有限的,再資深的老師、再完備的實(shí)驗(yàn)室也很難單方面培養(yǎng)出符合企業(yè)口味的技術(shù)人才,只有充分利用企業(yè)和社會(huì)的資源,讓學(xué)習(xí)、研究、實(shí)踐和生產(chǎn)更緊密地結(jié)合起來(lái),才能培養(yǎng)出理論與實(shí)踐相結(jié)合的高素質(zhì)復(fù)合型人才,企業(yè)也應(yīng)擔(dān)負(fù)起與高校共同培養(yǎng)人才的責(zé)任,實(shí)現(xiàn)雙贏。
(3)畢業(yè)生可以快速適應(yīng)工作環(huán)境。
高校的主要任務(wù)是培養(yǎng)企業(yè)和社會(huì)所需要的適應(yīng)性技術(shù)人才和管理人才,高校畢業(yè)生在步入社會(huì)后應(yīng)具有獨(dú)立解決企業(yè)在生產(chǎn)設(shè)計(jì)過(guò)程中所面臨的技術(shù)及管理問(wèn)題的能力,能夠熟練地運(yùn)用在課堂中所學(xué)到的理論知識(shí)并結(jié)合嫻熟的動(dòng)手操作能力,真正成為高適應(yīng)性、高技術(shù)操作性的實(shí)用型人才。這也應(yīng)是企業(yè)和高校共同的人才培養(yǎng)方向。
(4)為我國(guó)機(jī)械工程師得到國(guó)際認(rèn)可,并走向國(guó)際市場(chǎng)奠定基礎(chǔ)。
在生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)趨向高度全球化的今天,專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)不應(yīng)僅僅停留在國(guó)內(nèi)市場(chǎng),應(yīng)該意識(shí)到我國(guó)的工程師在專(zhuān)業(yè)技能、專(zhuān)業(yè)知識(shí)和職業(yè)資格等方面與國(guó)際水準(zhǔn)還有差距。以《工程師流動(dòng)論壇協(xié)議》為主流的國(guó)際社會(huì)通行的職業(yè)資格認(rèn)可是對(duì)人才職業(yè)技能和專(zhuān)業(yè)知識(shí)的肯定,雖然我國(guó)目前還未加入任何國(guó)際認(rèn)證體系,但是開(kāi)展大學(xué)生工程教育認(rèn)證為接下來(lái)的工程師國(guó)際互認(rèn)做好了前期鋪墊??梢灶A(yù)見(jiàn),未來(lái)我國(guó)的機(jī)械工程師必定會(huì)與國(guó)際接軌,并積極參與到與其他國(guó)家和地區(qū)的人才互動(dòng)和技術(shù)交流中來(lái)。
5總結(jié)及思考
(一)教育目標(biāo)
工程教育應(yīng)當(dāng)以培養(yǎng)工程師為己任。教育目標(biāo)應(yīng)該體現(xiàn)培養(yǎng)什么樣的工程人才,今后能夠從事的職業(yè)或崗位等內(nèi)容。教育目標(biāo)是對(duì)人才培養(yǎng)使命或教育目的的分類(lèi)型、分層次的規(guī)定。6所研究型大學(xué)的人才培養(yǎng)使命大多用“高素質(zhì)”“拔尖創(chuàng)新”“高級(jí)專(zhuān)門(mén)”以及“高層次”“創(chuàng)新型”“復(fù)合型”等詞匯來(lái)修飾;但C大學(xué)的學(xué)校人才培養(yǎng)使命相對(duì)具體。關(guān)于專(zhuān)業(yè)教育目標(biāo),6所大學(xué)主要關(guān)注知識(shí)基礎(chǔ)和畢業(yè)后能夠從事的職業(yè)和崗位類(lèi)型,較少關(guān)注其他方面的內(nèi)容。這實(shí)質(zhì)上是將人才培養(yǎng)的重點(diǎn)放在知識(shí)和做事的層面。
(二)預(yù)期學(xué)習(xí)結(jié)果
教育目標(biāo)和預(yù)期學(xué)習(xí)結(jié)果是課程改革的“指南針”。預(yù)期學(xué)習(xí)結(jié)果是對(duì)教育目標(biāo)的細(xì)化,使之達(dá)到可操作、可實(shí)施的程度。預(yù)期學(xué)習(xí)結(jié)果反映了學(xué)生在畢業(yè)時(shí)期望的和所能達(dá)到的學(xué)習(xí)水準(zhǔn),它常常與學(xué)生掌握的知識(shí)、具備的技能和態(tài)度有關(guān)。6所大學(xué)工程教育的預(yù)期學(xué)習(xí)結(jié)果在知識(shí)、技能和態(tài)度這3個(gè)維度設(shè)置上大體一致。但不同學(xué)校設(shè)計(jì)的預(yù)期學(xué)習(xí)結(jié)果內(nèi)涵也有差異。例如,A大學(xué)和E大學(xué)在知識(shí)要求中將經(jīng)濟(jì)管理知識(shí)單列;C大學(xué)特別強(qiáng)調(diào)工具性知識(shí)和社會(huì)發(fā)展及相關(guān)領(lǐng)域知識(shí)。我國(guó)大學(xué)對(duì)工程專(zhuān)業(yè)中“知識(shí)”要求的趨同性,說(shuō)明自然科學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)性得到了重視,但技術(shù)知識(shí)的分化、交叉與快速變化的特性沒(méi)有受重視,工程科學(xué)知識(shí)沒(méi)有很好地被重視。究其原因,可能是我國(guó)高校對(duì)工程的本質(zhì)和工程實(shí)踐的時(shí)代特性沒(méi)有精準(zhǔn)地把握。又如,關(guān)于學(xué)習(xí)結(jié)果的技能要求,C大學(xué)獨(dú)樹(shù)一幟,將終身學(xué)習(xí)能力、工程實(shí)踐能力、解決問(wèn)題能力、創(chuàng)新能力以及交流、協(xié)調(diào)、合作與競(jìng)爭(zhēng)能力納入其中。關(guān)于態(tài)度要求,6所大學(xué)的表述非常泛化,還停留在精神、思想、素養(yǎng)、意識(shí)層面。可見(jiàn),我國(guó)大學(xué)對(duì)工程專(zhuān)業(yè)中“技能”和“態(tài)度”的要求,還需更關(guān)注21世紀(jì)工程師職業(yè)新形象和工程實(shí)踐新特征對(duì)培養(yǎng)學(xué)生能力和素質(zhì)的影響。
(三)課程結(jié)構(gòu)
課程結(jié)構(gòu)是課程設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容,它是連接教育目標(biāo)和最終學(xué)習(xí)結(jié)果的橋梁。課程結(jié)構(gòu)包含課程類(lèi)別、內(nèi)容、學(xué)分比例、選課性質(zhì)等要素。由于我國(guó)大學(xué)課程模塊劃分沒(méi)有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),為規(guī)范統(tǒng)計(jì)口徑,本研究將課程類(lèi)別分為以下7類(lèi):(1)通識(shí)通選課程,包括政治、軍事理論課,外語(yǔ)、體育和計(jì)算機(jī)工具類(lèi)課程以及學(xué)校單獨(dú)設(shè)置的通識(shí)教育課程模塊;(2)自然科學(xué)課程,指數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)類(lèi)課程;(3)學(xué)科技術(shù)基礎(chǔ)課程,指大類(lèi)學(xué)科基礎(chǔ)課、學(xué)科平臺(tái)課、技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)課或?qū)I(yè)基礎(chǔ)課;(4)專(zhuān)業(yè)課程,是指直接針對(duì)本專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)主干課、專(zhuān)業(yè)核心課;(5)專(zhuān)業(yè)方向課,是指單獨(dú)劃專(zhuān)業(yè)分類(lèi)的課程,包括分組方向選修、分模塊選修、分課程群選修等;(6)集中實(shí)踐環(huán)節(jié),是指對(duì)立于課堂教學(xué)的一類(lèi)課程,不包括具體課程涵蓋的實(shí)驗(yàn)、研討和課外自學(xué),但包括一門(mén)課程結(jié)束之后的課程設(shè)計(jì);(7)單獨(dú)設(shè)置的跨學(xué)科選修課。數(shù)據(jù)分析表明,6所學(xué)校課程學(xué)分總數(shù)從160~208不等;通識(shí)通選課總學(xué)分?jǐn)?shù)超過(guò)40的學(xué)校有5所;自然科學(xué)課程學(xué)分平均為26;學(xué)科技術(shù)基礎(chǔ)課學(xué)分從21.5~54,集中實(shí)踐環(huán)節(jié)學(xué)分從14~45不等,這兩類(lèi)課程學(xué)分配置差異較大,說(shuō)明課程學(xué)分設(shè)置被學(xué)校認(rèn)識(shí)的重要程度有差異。各類(lèi)課程占總學(xué)分的比例有所不同。如果按某類(lèi)課程的學(xué)分?jǐn)?shù)占本專(zhuān)業(yè)總學(xué)分的比例超過(guò)20%這一標(biāo)準(zhǔn)來(lái)衡量,6所學(xué)校的通識(shí)通選課比例全部超過(guò)該標(biāo)準(zhǔn),學(xué)科技術(shù)基礎(chǔ)課比例有5所學(xué)校超過(guò)該標(biāo)準(zhǔn),集中實(shí)踐環(huán)節(jié)有3所學(xué)校超過(guò)該標(biāo)準(zhǔn)。自然科學(xué)課程和專(zhuān)業(yè)課程的學(xué)分比例均低于總學(xué)分的20%。關(guān)于專(zhuān)業(yè)方向課和跨學(xué)科選修課,分別有3所和2所大學(xué)單獨(dú)設(shè)置了該類(lèi)型。自然科學(xué)類(lèi)課程所占總學(xué)分比例變化不大,全距R=6.2;學(xué)科技術(shù)課程占總學(xué)分比例有波動(dòng),全距R=16.8,上異常值為30.2%,下異常值為13.4%;集中實(shí)踐環(huán)節(jié)的下異常值為B大學(xué)的8.8%。上述數(shù)據(jù)表明,不同學(xué)校對(duì)不同類(lèi)型課程的重要性程度認(rèn)識(shí)不同。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果還說(shuō)明了專(zhuān)業(yè)課程(學(xué)科技術(shù)基礎(chǔ)、專(zhuān)業(yè)課、專(zhuān)業(yè)方向和跨學(xué)科課程)中必修與選修的學(xué)分配置情況。從選修課程學(xué)分占總學(xué)分比例來(lái)看,比例最高的是B大學(xué),選修學(xué)分高達(dá)32;比例最小的是C大學(xué),選修學(xué)分低至7;這說(shuō)明這兩所大學(xué)對(duì)選修課程的功能和學(xué)生學(xué)習(xí)選擇的靈活性,有著不同的理解和做法。其余4所大學(xué)選修課程比例大體相同。如果單從選修門(mén)數(shù)的絕對(duì)值來(lái)圖2專(zhuān)業(yè)課程選修與必修門(mén)數(shù)看,A大學(xué)高居榜首,其值為51;C大學(xué)最少,其值為8;選修課提供門(mén)數(shù)有下異常值,為C大學(xué)的8。絕對(duì)值只表明量的多少,要說(shuō)明學(xué)生選課的自由度,還要考察可選門(mén)數(shù)與應(yīng)選學(xué)分的比值。該比值越高,表明單位學(xué)分可選門(mén)數(shù)越多。從表3可以看出,D大學(xué)和A大學(xué)提供的選修門(mén)數(shù)與學(xué)分之比較高,可以推論,其學(xué)生的選課自由度可能較高。B大學(xué)和E大學(xué)提供的選修門(mén)數(shù)與學(xué)分之比較低,其學(xué)生的選課自由度可能較低。
(四)實(shí)踐環(huán)節(jié)
工程專(zhuān)業(yè)的課程計(jì)劃中,實(shí)踐環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)對(duì)工程教育尤為重要。從6所大學(xué)課程計(jì)劃的集中實(shí)踐環(huán)節(jié)設(shè)置看,集中實(shí)踐環(huán)節(jié)的學(xué)分?jǐn)?shù)占總學(xué)分的比例有一定的差距,最低8.7%,最高24.4%。集中實(shí)踐環(huán)節(jié)的類(lèi)別按出現(xiàn)的頻率由高到低依次是:認(rèn)知實(shí)踐、畢業(yè)設(shè)計(jì)論文、軍訓(xùn)、課程設(shè)計(jì)、各類(lèi)實(shí)習(xí)、綜合項(xiàng)目設(shè)計(jì)。值得指出的是,“綜合項(xiàng)目設(shè)計(jì)”本應(yīng)是工程教育實(shí)踐環(huán)節(jié)的重要內(nèi)容。但遺憾的是,無(wú)論從學(xué)分設(shè)置(4~5學(xué)分)還是采用學(xué)校(3所)來(lái)看,均沒(méi)有凸顯該類(lèi)實(shí)踐環(huán)節(jié)應(yīng)有的地位。富有個(gè)性化的是,A大學(xué)設(shè)置了大學(xué)生科研項(xiàng)目訓(xùn)練(2學(xué)分),旨在為學(xué)生提供課外科學(xué)研究、接觸教授的機(jī)會(huì)。C大學(xué)設(shè)置了創(chuàng)新拓展項(xiàng)目(2學(xué)分),旨在鼓勵(lì)學(xué)生積極參加校內(nèi)實(shí)驗(yàn)室、教學(xué)基地、創(chuàng)新實(shí)踐的學(xué)習(xí)活動(dòng)。C大學(xué)還要求參加“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”的工程專(zhuān)業(yè)必須建立學(xué)校與企業(yè)培養(yǎng)聯(lián)合體。這代表著工程教育課程改革在實(shí)踐環(huán)節(jié)方面的創(chuàng)新。
(五)學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)與評(píng)價(jià)
關(guān)于學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn),我國(guó)高校的課程計(jì)劃大多沒(méi)有專(zhuān)門(mén)規(guī)定。在課程計(jì)劃中反映的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn),主要體現(xiàn)在不同類(lèi)型課程與教學(xué)的要求中,個(gè)別大學(xué)還規(guī)定了課程內(nèi)部各教學(xué)環(huán)節(jié)的學(xué)時(shí)要求。例如,A大學(xué)的課程計(jì)劃規(guī)定,每個(gè)專(zhuān)業(yè)必須有2門(mén)雙語(yǔ)教學(xué)的課程和2門(mén)研究型教學(xué)的課程(Seminar);每門(mén)課程的學(xué)時(shí)由5部分組成:授課、實(shí)驗(yàn)、討論、上機(jī)和課外學(xué)時(shí),各門(mén)課程可根據(jù)具體情況有側(cè)重地設(shè)計(jì)相應(yīng)環(huán)節(jié)。又如,C大學(xué)人才培養(yǎng)方案規(guī)定,為了實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)的知識(shí)、能力與人格標(biāo)準(zhǔn)的要求,采用小班化教學(xué)、分小組學(xué)習(xí)、項(xiàng)目作業(yè)以及討論式、案例式和做中學(xué)的學(xué)習(xí)方法。再如,F(xiàn)大學(xué)水利水電工程專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)了“Project課程”,即項(xiàng)目課程,旨在為學(xué)生提供項(xiàng)目設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),培養(yǎng)工程設(shè)計(jì)能力;學(xué)生還可參加學(xué)校組織的“大學(xué)生科研訓(xùn)練”項(xiàng)目,獲取科學(xué)研究的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)。上述教學(xué)要求為學(xué)生學(xué)習(xí)工程提供了一定的經(jīng)驗(yàn)。學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)在課程計(jì)劃中反映的程度總體不高。從6所學(xué)校人才培養(yǎng)方案中捕捉到的關(guān)于學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)方式,大致可歸結(jié)為2類(lèi)。第一類(lèi)是“簡(jiǎn)化”模式,以E大學(xué)為典型。在課程計(jì)劃中有一項(xiàng)“考核分配”的要求,規(guī)定了所列課程是“考試”或“考察”,僅此而已。第二類(lèi)是“對(duì)應(yīng)”模式,以C大學(xué)為典型。C大學(xué)除了在課程計(jì)劃中表明考核方式外,還對(duì)成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)方法進(jìn)行了限定,要求評(píng)價(jià)方法與專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)中的“知識(shí)、能力與人格”要求相對(duì)應(yīng)。例如,對(duì)“數(shù)學(xué)或邏輯學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)”,其評(píng)價(jià)方法是“數(shù)理知識(shí)通過(guò)課程期中、期末考試并考慮平時(shí)成績(jī)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告等綜合評(píng)價(jià)”;對(duì)“與人合作共事的能力”,評(píng)價(jià)方法為“若干專(zhuān)業(yè)課實(shí)行小班化、討論式、案例式、做中學(xué)、大作業(yè)以及通過(guò)面試和筆試等方式綜合評(píng)價(jià)學(xué)生成績(jī)”。C大學(xué)的學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)模式緊扣學(xué)習(xí)預(yù)期結(jié)果,其改革的先進(jìn)性和政策力度值得借鑒。
二、討論
上述研究結(jié)果呈現(xiàn)了案例大學(xué)工程教育課程現(xiàn)狀的教育目標(biāo)、預(yù)期學(xué)習(xí)結(jié)果、課程結(jié)構(gòu)、實(shí)踐環(huán)節(jié)、學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)與評(píng)價(jià)等關(guān)鍵要素。從靜態(tài)的課程設(shè)計(jì)角度進(jìn)一步考察課程現(xiàn)狀與工程實(shí)踐的契合度,深入探討這些現(xiàn)狀背后隱藏的問(wèn)題并揭示其潛在成因,是本研究關(guān)注的另一重要問(wèn)題。
(一)課程現(xiàn)狀與工程實(shí)踐的契合度
從課程設(shè)計(jì)的角度分析課程現(xiàn)狀與工程實(shí)踐的契合度,可以看出我國(guó)高等工程教育課程與工程實(shí)踐的關(guān)聯(lián)度不高,具體表現(xiàn)在以下方面。其一,從教育目標(biāo)來(lái)看,無(wú)論是學(xué)校人才培養(yǎng)使命還是專(zhuān)業(yè)教育目標(biāo),大多沒(méi)有體現(xiàn)面向?qū)嵺`的工程教育愿景。案例大學(xué)均是具有良好工程教育聲譽(yù)的研究型大學(xué),理應(yīng)肩負(fù)培養(yǎng)國(guó)家新型工業(yè)化戰(zhàn)略所需工程師的使命。但其教育目標(biāo)的表述,并沒(méi)有突出培養(yǎng)工程人才這一重點(diǎn)。其二,從學(xué)習(xí)結(jié)果來(lái)看,知識(shí)、技能和態(tài)度之間是分離關(guān)系,沒(méi)有體現(xiàn)工程實(shí)踐的整合能力觀。雖然知識(shí)要求面較廣,但沒(méi)有與工程實(shí)踐相聯(lián)系;技能要求還只是一般本科生所應(yīng)達(dá)到的通用標(biāo)準(zhǔn),沒(méi)有體現(xiàn)“工程師”的能力特質(zhì);態(tài)度要求更是泛泛而談,不易操作和評(píng)價(jià)。其三,從課程結(jié)構(gòu)來(lái)看,總學(xué)分?jǐn)?shù)和學(xué)分比例設(shè)置不合理。首先,總學(xué)分?jǐn)?shù)偏高,這意味著課內(nèi)學(xué)時(shí)太多,限制了學(xué)生自主學(xué)習(xí)時(shí)間,可能會(huì)遏制學(xué)生工程創(chuàng)新能力的培養(yǎng);其次,各類(lèi)課程學(xué)分比例設(shè)置不合理,理論課程過(guò)多,實(shí)踐課程偏少,實(shí)踐內(nèi)涵不夠豐富。這些現(xiàn)狀與工程教育的實(shí)踐特性這一本質(zhì)屬性的要求相差甚遠(yuǎn)。其四,從學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)和評(píng)價(jià)來(lái)看,教學(xué)方法還是以講授為主,學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)僅停留在研討課、雙語(yǔ)課等形式層面,遠(yuǎn)沒(méi)有觸及工程實(shí)踐的本質(zhì)。學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)仍以“考試”或“考察”為主,從現(xiàn)行課程計(jì)劃中幾乎看不出改革與前進(jìn)的步伐。唯一例外的是C大學(xué)提出采取不同的形式、與能力標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)應(yīng)進(jìn)行學(xué)習(xí)評(píng)價(jià),但這只是一個(gè)嘗試,實(shí)施效果要拭目以待。
(二)課程現(xiàn)狀隱含的問(wèn)題及成因
我國(guó)工程教育課程偏離工程實(shí)踐、與工程實(shí)踐的契合度不高,這一現(xiàn)象背后隱含的問(wèn)題頗多。若從靜態(tài)的課程設(shè)計(jì)視角審視問(wèn)題,我國(guó)高等工程教育課程的主要矛盾表現(xiàn)在課程目標(biāo)和課程結(jié)構(gòu)兩個(gè)方面。一方面,課程目標(biāo)脫離工業(yè)需求。本研究所揭示的我國(guó)本科工程教育課程目標(biāo)呈現(xiàn)趨同化特點(diǎn),各校之間“相互借鑒”表述空泛,針對(duì)性和個(gè)性化不強(qiáng)。同時(shí),課程目標(biāo)還呈現(xiàn)智性化特點(diǎn),過(guò)分重視學(xué)科知識(shí)的掌握,忽視解決工程問(wèn)題能力的培養(yǎng),斷失了工業(yè)界需求這一“活水源頭”。工程教育課程目標(biāo)的制定應(yīng)當(dāng)緊緊圍繞工程師在企業(yè)環(huán)境中工作所需的知識(shí)、技能和態(tài)度。我國(guó)工程教育課程目標(biāo)的內(nèi)涵沒(méi)有很好地吸納工業(yè)界對(duì)工程師特質(zhì)的訴求,課程目標(biāo)的制定過(guò)程也沒(méi)有充分考慮工業(yè)界企業(yè)雇主的參與,似乎只在學(xué)校內(nèi)部“閉門(mén)造車(chē)”,脫離工業(yè)企業(yè)和工程實(shí)踐的需求。另一方面,課程結(jié)構(gòu)分離工程能力。研究表明,我國(guó)工程教育課程結(jié)構(gòu)存在明顯的學(xué)科壁壘,仍以學(xué)科知識(shí)為導(dǎo)向劃分課程結(jié)構(gòu)。按照嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹R(shí)體系劃分課程結(jié)構(gòu)的弊端是,在獲得知識(shí)體系完備性的同時(shí),犧牲了學(xué)科交叉的機(jī)會(huì),而跨學(xué)科思維是工程師解決問(wèn)題的重要思維??梢?jiàn),課程結(jié)構(gòu)的分離表現(xiàn)在兩個(gè)層面:一是學(xué)科知識(shí)和實(shí)踐能力的分離,兩者缺乏必要的聯(lián)結(jié);二是學(xué)科課程之間的分離,各類(lèi)知識(shí)缺乏滲透和有機(jī)聯(lián)系。上述工程教育課程問(wèn)題應(yīng)當(dāng)引起人們的反思。我國(guó)從20世紀(jì)80年代開(kāi)始,一直在探索工程教育課程改革的新路,為何改革從未間斷但問(wèn)題仍很?chē)?yán)重?究其根源,筆者認(rèn)為這與我國(guó)高校工程教育課程改革缺乏工程觀、人才觀和課程觀的指導(dǎo)有關(guān)。工程教育若不皈依工程本質(zhì)、面向當(dāng)代工程實(shí)踐,如何談及培養(yǎng)未來(lái)的工程師?過(guò)度科學(xué)化的課程割裂了工程實(shí)踐的整體特性,而建立在“大工程觀”基礎(chǔ)上的“整體工程觀”是指導(dǎo)工程教育課程改革的哲學(xué)思想。
三、結(jié)論與建議
預(yù)計(jì)1個(gè)月內(nèi)審稿 省級(jí)期刊
山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院主辦
預(yù)計(jì)1-3個(gè)月審稿 部級(jí)期刊
中鐵二局股份有限公司科學(xué)技術(shù)部主辦
預(yù)計(jì)1個(gè)月內(nèi)審稿 部級(jí)期刊
中國(guó)人民解放軍軍事科學(xué)院主辦
預(yù)計(jì)1個(gè)月內(nèi)審稿 省級(jí)期刊
廣東省模具工業(yè)協(xié)會(huì)主辦
預(yù)計(jì)1個(gè)月內(nèi)審稿 省級(jí)期刊
廣東省科技廳主辦
預(yù)計(jì)1-3個(gè)月審稿 統(tǒng)計(jì)源期刊
中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)主辦