本站小編為你精心準備了工科教育改革與實現(xiàn)參考范文,愿這些范文能點燃您思維的火花,激發(fā)您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。
一、工科教育模式和問題
1.課程中心的教育模式。
西方工科教育的模式是以課程為中心開展的。其邏輯起點是以課程為載體,以學生的職業(yè)生涯發(fā)展需要為目標,通過精心設計的課程集合,完成學生知識積累和能力培養(yǎng)。這種模式的基礎(chǔ)是大量的課程和課程組合,學生有最大的自由選擇課程,完成某專業(yè)的學習。
按照課程中心模式學習的工科畢業(yè)生,在工程基礎(chǔ)理論和學科知識以及自主學習能力、交流能力方面得到基本的訓練,為開展工程活動奠定了良好的基礎(chǔ)。但是,由于工程項目的系統(tǒng)性和日趨復雜的學科交叉性,通過自主選擇課程獲得的知識和能力缺乏必要的系統(tǒng)和綜合,畢業(yè)生面對國際化背景下的實際工程項目需要一個艱難的適應過程。
2.專業(yè)中心的教育模式。
目前國內(nèi)高校的教育模式基本圍繞專業(yè)開展,課程設置以即將從事某專業(yè)研究、設計所需要的知識、能力為中心。專業(yè)中心模式的特點是教學環(huán)節(jié)的設置集中在畢業(yè)生能夠從事產(chǎn)品設計和實現(xiàn)兩個環(huán)節(jié),畢業(yè)生在一個團隊中能夠勝任本專業(yè)某個研究、設計或?qū)嵤┉h(huán)節(jié),但其知識、能力不能滿足在工業(yè)生產(chǎn)日益國際化社會的產(chǎn)品、流程和系統(tǒng)構(gòu)思、設計、實現(xiàn)和運行的全過程的需要,不能適應領(lǐng)導一個團隊或在團隊中工作的需要,特別是不能適應在所學專業(yè)以外的領(lǐng)域開展工作的需要。
3.工科教育問題分析。
中國工程院院士朱高峰[1]認為,我國工程教育存在的主要問題,一是工程教育定位不明確,學科專業(yè)劃分過細,學生知識面太窄,科學基礎(chǔ)不堅實并缺乏工程實踐的基礎(chǔ)訓練;二是培養(yǎng)層次、結(jié)構(gòu)體系和人才類型與企業(yè)需求存在一定程度的脫節(jié),缺乏對綜合運用知識解決工程問題能力的培養(yǎng);三是對繼續(xù)教育重要性的認識不足,繼續(xù)教育與產(chǎn)業(yè)和企業(yè)結(jié)合不夠緊密,培訓需求與供給的矛盾比較突出。因此,中國的工科教育在管理、理念、師資等眾多方面都存在著違背高等教育一般規(guī)律和與社會經(jīng)濟發(fā)展脫節(jié)的問題,工科人才培養(yǎng)的質(zhì)量難以滿足社會經(jīng)濟發(fā)展的需要。
現(xiàn)代工程技術(shù)項目是涉及多個學科和工程領(lǐng)域的多學科交叉的復雜體系,工程師需要為產(chǎn)品、流程和系統(tǒng)提出解決方案并加以實現(xiàn),因此,僅僅依靠傳統(tǒng)的一個專業(yè)的理論、知識和技能已經(jīng)遠遠不能滿足工程實際的需要,這也是在目前專業(yè)教育的模式下進行學習的大學畢業(yè)生不能適應實際工程技術(shù)工作的重要原因之一。
專業(yè)培養(yǎng)方案設計和課程設置,缺乏與產(chǎn)業(yè)和社會的溝通互動。各專業(yè)教學指導委員會幾乎全部由教授組成,產(chǎn)業(yè)界對培養(yǎng)目標、培養(yǎng)過程、教學手段和方法幾乎沒有影響,這使得工科教育從培養(yǎng)目標到培養(yǎng)過程乃至培養(yǎng)結(jié)果總體偏離工科教育的本意。
70年代以后,工科教師大多數(shù)是從校門到校門,雖然有很高的學歷,但先天的工程背景薄弱和對工程本質(zhì)后天追求的懈怠,導致與業(yè)界溝通以及共同語言的缺失,工科教育越來越向工程研究的人才培養(yǎng)方向轉(zhuǎn)變,在這種模式下培養(yǎng)出來的畢業(yè)生,動手能力欠缺,沒有實踐經(jīng)驗,不愿意也不會做工程師該做的具體工作。
忽視工科教育不同實現(xiàn)主體的差異性也是造成工科教育質(zhì)量低下的原因。目前大多數(shù)大學本科工科類專業(yè),無論是學術(shù)型大學或者應用技術(shù)院校,一般均采用來自政府、全國統(tǒng)一的專業(yè)指導委員會推薦使用的為精英人才設計的方案,很大程度上忽視了高等教育大眾化以后學校之間、學生之間的差異,以及經(jīng)濟發(fā)達程度不同地區(qū)之間的差異,千人一面的培養(yǎng)模式導致適應性降低而培養(yǎng)質(zhì)量不能得到保證。
目前國內(nèi)高校沿襲的專業(yè)教育模式,近年來大體有兩次比較大的變化,第一次是1998年專業(yè)調(diào)整,調(diào)整后專業(yè)縮減為249種,主要是順應經(jīng)濟體制的變化和畢業(yè)生就業(yè)方式的變化,提高畢業(yè)生就業(yè)的適應性,同時可以解決由于工程科學和技術(shù)的復雜性帶來的對復合型人才的需求,“寬口徑、厚基礎(chǔ)”成為當時本科教育的一抹亮色;第二次是院校管理體制改革以后,高校教育需要更好地適應地方經(jīng)濟的發(fā)展,高校專業(yè)設置和人才培養(yǎng)與地方經(jīng)濟對接,特別是1999年擴招以后,畢業(yè)生被要求能更快地適應特定崗位的工作,一度又有更多的新專業(yè)設立或者原來被合并的老專業(yè)重新分離出來。但是,這兩次變化,專業(yè)培養(yǎng)方案的構(gòu)架沒有發(fā)生大的變動,工科教育的本質(zhì)繼續(xù)朝工程研究型教育的方向邁進,包含公共基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課三大主要部分,有的只是為擴大學生的知識面和提高綜合素質(zhì)設立的素質(zhì)拓展(選修)課程。
專業(yè)教育模式的優(yōu)勢在于圍繞專業(yè)崗位的要求設置教學環(huán)節(jié),希望完成培養(yǎng)方案的畢業(yè)生能夠適應本專業(yè)的工作。
但是,由于社會經(jīng)濟和工程技術(shù)的高速發(fā)展以及教與學多方面的原因,現(xiàn)在的畢業(yè)生難以達到原來設定的教育目標要求,同時由于在一些經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)就業(yè)機會的相對充裕,畢業(yè)生自主擇業(yè)和跨專業(yè)擇業(yè)的機會增加,高等學校教育質(zhì)量和社會期望之間的不適應日趨嚴重。
二、時代對工科教育的要求
伴隨當今社會經(jīng)濟和工程技術(shù)的發(fā)展,社會對工科教育提出了新的要求。
波音公司對工科學生的要求為:能很好地理解工程科學基礎(chǔ),包括數(shù)學、物理和生命科學、信息技術(shù);很好地理解設計和制造的過程;具有多學科、系統(tǒng)的視角;基本了解工程實踐的背景環(huán)境(經(jīng)濟、歷史、環(huán)境、顧客和社會需求);要具有良好的交流能力(書寫、口頭、圖表、聆聽);要具有很高的職業(yè)道德標準;要具備批判性和創(chuàng)造性的思維方式;要有適應快速或重大變化的能力和自信,要具備好奇心和終身學習的能力;具備在團隊中領(lǐng)導和工作的能力。[2,3]
國內(nèi)企業(yè)界對工科畢業(yè)生的要求,在重視加強教學和科學基礎(chǔ)的前提下,注重培養(yǎng)學生的工程實踐能力、表達交流溝通能力與團隊合作精神、終身學習能力、職業(yè)道德及社會責任、社會人文和經(jīng)濟管理、環(huán)境保護等知識[4]。
工科教育的目標要從專業(yè)能力的培養(yǎng)向工程能力培養(yǎng)轉(zhuǎn)變。市場經(jīng)濟已初步建立,企業(yè)的生產(chǎn)根據(jù)市場需要進行,企業(yè)對人才的需要也和企業(yè)的發(fā)展密切相關(guān),企業(yè)可以對大學畢業(yè)生進行選擇,大學畢業(yè)生也可以根據(jù)自己的發(fā)展選擇合適的企業(yè),因此,大學應該更多地滿足學生職業(yè)生涯發(fā)展的需要,培養(yǎng)方案要完成由專業(yè)中心向?qū)W生的工程技術(shù)職業(yè)生涯及發(fā)展為中心的轉(zhuǎn)變。
由于現(xiàn)代工程技術(shù)的復雜性,培養(yǎng)單一的專業(yè)能力要向培養(yǎng)學生的綜合能力轉(zhuǎn)變。現(xiàn)代社會的發(fā)展,工程項目的解決方案涉及到產(chǎn)品、流程和系統(tǒng)的整個生命周期———產(chǎn)品的適應性、綠色設計、綠色制造、服務和后處理等;同時工程技術(shù)的學科交叉復雜趨勢要求畢業(yè)生具備在復雜的工程條件下解決工程實際問題的復合能力。
三、工科教育的發(fā)展
我國在50年代學習前蘇聯(lián),高等院校在院系調(diào)整后以行業(yè)辦學的模式進行工科教育,其特征是分科很細的專業(yè)教育,學生受到非常專業(yè)的工程訓練。在計劃經(jīng)濟的時代,絕大部分的畢業(yè)生被分配到相應的崗位上工作,能夠很快地適應專業(yè)工作。這種分科很細的專業(yè)教育的特點是圍繞專業(yè)的需要設置相關(guān)的課程和實踐教學環(huán)節(jié),使學生得到專業(yè)所需要的工程基礎(chǔ)理論和知識、專業(yè)知識和相關(guān)的研究、設計和實施的能力,畢業(yè)生基本達到專業(yè)技術(shù)人員的要求。因此可以說,當時的高等工科教育基本適應了相當一段時期經(jīng)濟和科技發(fā)展水平以及國內(nèi)計劃經(jīng)濟的體制和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要。
改革開放以來,隨著社會主義市場經(jīng)濟的逐步建立和完善,大學畢業(yè)生由計劃分配逐漸向用人部門自主選擇畢業(yè)生和畢業(yè)生自主選擇就業(yè)“雙向選擇”轉(zhuǎn)變,太過專業(yè)的教育模式受到挑戰(zhàn),回歸“大學精神”的通識教育成為眾多大學的選擇。教育部也在1998年大刀闊斧地把當時的1039種專業(yè)削減到249種。可以說,當時的決策使得尚處精英教育階段的高等教育更加適應社會對畢業(yè)生的選擇和畢業(yè)生對職業(yè)的選擇。
高等教育大擴招以后,我國高等教育完成了從“精英教育”向“大眾教育”的轉(zhuǎn)變,教育資源的嚴重不足、高等教育的教育和受教育群體總體素質(zhì)的變化,使得原有精英教育模式對很大部分高等學校特別是新建本科院校已經(jīng)不再適用,一大批新建本科地方院校積極探索適應“大眾教育”的有效模式,有的已經(jīng)取得了一定的進展,但總體上尚未脫離專業(yè)教育的模式。
為了解決高校工科畢業(yè)生不能適應社會經(jīng)濟和工程技術(shù)發(fā)展需要的問題,由美國麻省理工學院(MIT)、瑞典查爾姆斯技術(shù)學院、瑞典林克平大學、瑞典皇家技術(shù)學院等4所工程大學發(fā)起,全球23所大學參與開發(fā)的一個國際工程教育合作項目,建立了一個新型的工程教育模式[1],稱為C(Conceive)D(Design)I(Implement)O(Operate)模式。
CDIO模式的精髓在于:掌握基礎(chǔ)技術(shù)中深厚的應用知識;培養(yǎng)善于構(gòu)思、設計、實現(xiàn)、運作新產(chǎn)品/系統(tǒng)的技能;能完成復雜的系統(tǒng)工程;能適應現(xiàn)代化開發(fā)團隊和開發(fā)環(huán)境。
CDIO把習慣的、傳統(tǒng)的“專業(yè)”要求學生學什么、怎么學轉(zhuǎn)變?yōu)閺膶W生適應社會需要的個人能力發(fā)展的根本出發(fā)。
在課程中心模式下實施工程教育,改革的要點在于把工科學生需要的知識和能力的培養(yǎng)貫穿于產(chǎn)品生命整個周期,增加不同綜合程度的項目,訓練學生在產(chǎn)品生命的各個階段思考問題的方法和原則,把從不同課程中獲取的理論和實踐知識在綜合項目的實施過程中進行有效的整合。從2005年起,汕頭大學在顧佩華教授[5]的領(lǐng)導下,在工學院開始CDIO工程教育模式的探索和實踐。2006年,汕頭大學成為首個中國高校CDIO成員。汕頭大學根據(jù)我國在職業(yè)精神和職業(yè)道德教育方面的薄弱,在CDIO改革的同時強調(diào)職業(yè)道德的重要性,把EIP(Ethics,Integrity,Professionalism)和CDIO完整結(jié)合,形成一種新的培養(yǎng)模式即EIP-CDIO模式。
2008年,在教育部支持下,成立了有15個國內(nèi)高校和5個企業(yè)參加的CDIO工程教育模式研究和實踐課題組,開始進行較大規(guī)模工程教育改革的思考和實踐[6]。參與第一批試點的有成都信息工程學院等17所工科類院校。上海第二工業(yè)大學列為第二批進行改革試點單位。
四、專業(yè)教育向工程教育的漸進
專業(yè)教育模式和課程中心模式共同的問題是畢業(yè)生不能適應現(xiàn)代工程技術(shù)的需要。CDIO模式是針對課程中心模式下工科畢業(yè)生系統(tǒng)分析能力不足、交流能力欠缺、知識綜合性不強的弱點提出的培養(yǎng)合格工程技術(shù)人員的解決方案,該方案同樣也適應解決專業(yè)教育模式下工科畢業(yè)生知識能力結(jié)構(gòu)和社會需要脫節(jié)的問題。從模式結(jié)構(gòu)上分析,專業(yè)教育模式和CDIO模式具有天然的相似性,通過對專業(yè)教育模式的適當改革,工科畢業(yè)生的知識能力結(jié)構(gòu)和對社會需求適應的程度將大大提高。
專業(yè)教育的模式,比較充分地考慮了工程基礎(chǔ)理論、專業(yè)基礎(chǔ)和專業(yè)課程,使學生基本具備了從事工程技術(shù)活動的基本能力;課程設計環(huán)節(jié)的設置,使學生在學習的不同階段掌握知識的綜合應用有了很好的載體;畢業(yè)設計環(huán)節(jié)的設置,使學生在畢業(yè)設計項目這個載體上能夠全面、綜合地運用大學階段全部知識和能力。但是,目前實施的專業(yè)教育模式存在一些缺陷:一是工程項目(產(chǎn)品)生命周期的不完整性,僅僅涉及了工程項目(產(chǎn)品)生命周期的設計和實現(xiàn)階段,而忽視了構(gòu)思和運行兩個工程項目(產(chǎn)品)生命周期中非常重要的部分;二是課程和其它教學環(huán)節(jié)的功能發(fā)揮的不完整性,課程和其它教學環(huán)節(jié)僅僅完成了知識傳授的功能,課程和其它教學環(huán)節(jié)中諸如交流能力、團隊合作能力、領(lǐng)導能力培養(yǎng)的潛在功能沒有得到充分的發(fā)揮;三是課程設計和畢業(yè)設計項目設置綜合性不夠,還難以達到應達到的綜合訓練的作用。
基于以上分析,從專業(yè)教育模式向工程教育模式轉(zhuǎn)變可以從三個方面來探索和實踐:一是在培養(yǎng)目標上,把學生專業(yè)能力的培養(yǎng)轉(zhuǎn)變?yōu)閷W生工程能力的培養(yǎng),即把學生的學習領(lǐng)域擴大為國際化背景下工程綜合能力的全面培養(yǎng);二是把以專業(yè)為中心的課程設置轉(zhuǎn)向以學生能力為中心的課程設置;三是把課程由實現(xiàn)專業(yè)教育目標的載體轉(zhuǎn)變成培養(yǎng)學生能力的載體。
改革分為三個層面:
第一層面,要擴大學生的學習領(lǐng)域。
全面分析國際化背景下現(xiàn)代經(jīng)濟、科學發(fā)展水平對工程技術(shù)人員的能力要求,全面剖析現(xiàn)有培養(yǎng)方案存在的薄弱環(huán)節(jié),適當增加學生在全球化環(huán)境中對產(chǎn)品、流程和系統(tǒng)的構(gòu)思、設計、實現(xiàn)和運行全過程的把握和認識,特別是要加強產(chǎn)品、流程和系統(tǒng)前期的構(gòu)思方法和思路以及運行保障的程序和方法。具體來說,要適當增加一些教學環(huán)節(jié),如對不同文化的認同、不同國家對產(chǎn)業(yè)的規(guī)范、環(huán)境保護、能源政策、對時尚的把握、顧客的權(quán)利等。要改變原有圍繞課程開展的設計項目,圍繞某一課程群設計不同綜合程度的訓練項目(二級項目),還要重新考慮畢業(yè)設計這個綜合性環(huán)節(jié)的改革,使之成為在不同社會環(huán)境中產(chǎn)品、流程和系統(tǒng)設計全過程的全面綜合項目(一級項目),同時還要全面考慮課程設計項目與項目之間以及課程設計項目和畢業(yè)環(huán)節(jié)之間的相互關(guān)系。
第二層面,根據(jù)培養(yǎng)目標(質(zhì)量標準),設計新的課程體系和實踐體系。
根據(jù)工程教育對能力培養(yǎng)的要求,新的課程體系和實踐體系構(gòu)成包括工程基礎(chǔ)能力課程組、專業(yè)能力課程組、綜合能力課程組以及在課程、課程組和綜合訓練三個不同層次的工程項目。工程基礎(chǔ)能力主要包括數(shù)學、物理、化學、生物等;綜合能力的培養(yǎng)可以通過各國文化傳統(tǒng)、邏輯方法、法律、圖形表達、外國語言、表達媒體等課程的學習來實現(xiàn);通過三個不同類型和規(guī)模的工程項目,藉以實現(xiàn)團隊合作能力,不同背景下構(gòu)思、設計、實現(xiàn)和運行產(chǎn)品、流程和系統(tǒng)的能力,以及領(lǐng)導能力等。按照工程教育的要求,在原有專業(yè)教育模式的課程體系中要適當增加培養(yǎng)綜合能力必需的課程或者其它教學環(huán)節(jié)。
第三層面,課程和實踐項目的質(zhì)量標準(課程大綱)。
按專業(yè)教育模式設置公共基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)課、課程設計、實驗項目和畢業(yè)設計(論文)各個環(huán)節(jié),在學生能力培養(yǎng)中還可以發(fā)揮更大和更全面的作用。因此,要根據(jù)能力培養(yǎng)的要求,充分發(fā)掘不同課程在能力培養(yǎng)中的潛力,并把這種能力培養(yǎng)要求加以標準化,這些標準就是課程的質(zhì)量標準,相比傳統(tǒng)的課程標準,它們應該更科學、更全面,在學生能力培養(yǎng)中發(fā)揮更加有效的作用。
例如對英語課程來說,除了傳統(tǒng)的要求掌握英語的聽說讀寫及應用以外,要加強在學習過程中了解英語國家的文化、民俗和傳統(tǒng)的要求,為學習小組設計各種主題,通過不同的表達方式(演講、報告、PPT),達到提高團隊合作及英語表達、交流能力的目的。在二工大CDIO試點班的英語教學中,該實踐取得了很好的效果。
再如,在課程設計(二級項目)實施過程中,除完成項目規(guī)定的任務外,還可以通過分組的形式,建立和實際工程項目實施相同的組織架構(gòu),明確項目組成員的角色,在任務的分解、落實和完成的全部過程中,使學生得到角色體驗、受到在工作團隊中擔任領(lǐng)導或在團隊中工作的訓練。又如,通過擴大的畢業(yè)設計環(huán)節(jié)(一級項目),讓學生從學習的早期就開始接觸實際的工程項目,在低年級開始項目前期的調(diào)研和創(chuàng)意(C),同時,深化設計(D)和實施(I),在可能的情況下考慮項目的運行(O)內(nèi)容,從而完成產(chǎn)品、流程或系統(tǒng)整個生命過程的綜合訓練。
五、結(jié)語
目前,工科教育向工程教育轉(zhuǎn)變已經(jīng)成為教育模式改革的大趨勢,許多高等學校正在進行實踐工程教育的探索,但也遇到很多的問題。對工程教育模式的認同勢必帶來對專業(yè)中心教育模式培養(yǎng)工程技術(shù)人才有效性的懷疑。筆者認為,只要在理念一致的條件下通過三個層面的漸進改革,培養(yǎng)適合社會需要的現(xiàn)代工程技術(shù)人員的目標一定能夠?qū)崿F(xiàn)。
在專業(yè)中心模式的基礎(chǔ)上,只要通過對培養(yǎng)目標重新審視,從現(xiàn)代工程技術(shù)人員能力構(gòu)成出發(fā)增加一定的教學環(huán)節(jié),按照工程技術(shù)人員能力要求重新構(gòu)建課程和實踐教學體系,發(fā)掘課程在人才能力培養(yǎng)過程中的潛力,就可以逐步實現(xiàn)工程教育的目標。