卓越工程师工程能力的构成及培养路径.docx

卓越工程师工程能力的构成及培养路径 卓越工程师工程能力的构成及培养路径基金项目：浙江省教科规划20XX年度重点研究课题“基于卓越工程师培养中的工程能力构建和提升研究以宁波工程学院为例”（SB119）作者简介：洪晓波（1962-），男，浙江余姚人，助理研究员，主要从事工程教育管理和教学研究。洪晓波（宁波工程学院，浙江 宁波 315016）摘要：针对应用型本科院校培养卓越工程师的教育改革实践，分析应用型卓越工程师工程能力的内涵和构成，并对其培养路径进行了阐述，如在教育思想上树立工程教育观，改革课程体系与教学内容，改进教学方式和教学方法，加强实践教学和拓宽实践渠道，推进与工程能力培养相适应的学习评价方法改革，从社会实践中提升工程综合能力，加强教师工程实践经历的锻炼等。关键词：卓越工程师；工程能力；构成；培养路径中图分类号：文献标识码：A文章编号：1674-5884（20XX）04-0043-04为了培养具有实践和创新能力的新型工程技术人才，适应社会发展需要，教育部决定实施“卓越工程师教育培养计划”（以下简称“卓越计划”）。通过教育和行业、高校和企业的密切合作，以实际工程为背景，以工程技术为主线，着力提高学生的工程意识、工程素质和工程实践能力，进而培养大批各类型的工程师。“卓越计划”的核心就是培养学生的工程能力和创新能力，而它又是当前国内高校在工程教育中普遍存在的薄弱环节之一。由于工程实践中遇到的实际问题，经常是不确定的，有些还甚至包括未发现的科学，我们必须用处理工程问题特有的方法和手段来解决。因此，卓越工程师教育必须加强学生工程能力的培养，使学生掌握独立观察、判断和科学分析的方法，学会在复杂多变的实际问题中抓住主要矛盾，并以合理、经济、简便的方式来解决工程技术问题，提高工程能力及结合实践的自我学习、自我完善能力，使他们真正成为企业需要的合格工程人才。尽管工程能力是在一个循序渐进、逐步提高的过程中形成，但作为担负工程技术人才培养任务的“卓越计划”，如何从学生的工程能力内涵出发，构建卓越工程师工程能力的结构体系，寻找工程能力培养的有效途径，着力提升工程能力培养力度势在必行。本文旨在针对目前工科院校的工程教育改革实践，分析应用型卓越工程师后备人才的特点，就工程能力的培养进行探讨。一卓越工程师工程能力的构成分析（一）工程能力的内涵工程教育中学生的工程能力是指学生的综合素质在工程实践活动中表现出的实际本领和能量。它不能脱离其特定的职业岗位而谈其应具备的能力1。作为工程教育的“卓越计划”培养目标是现代工程师，现代工程师除需要具备在一般活动中表现出来的思维能力、学习能力、观察力、记忆力等外，还应具备以下5个方面的特殊能力：（1）判断和分析能力；（2）解决工程实际问题的实践能力；（3）工程创新能力；（4）表达与交流能力；（5）协调和组织能力。（二）应用型卓越工程师工程能力的结构分析在对学生工程能力内涵分析的基础上，结合当今我国经济社会对工程技术人才的要求，比较卓越工程师其他各层次、类型的培养标准，应用型卓越工程师以服务地方经济建设和解决工程实际问题为主，侧重培养从事工程施工和管理的现场工程师，分析其职业特征，应用型卓越工程师的能力结构可分解为以下6个方面：（1）遵循职业道德和养成职业价值观的能力。在现实社会生产过程中，工程活动不是在一个独立封闭的系统内进行的，它广泛地涉及到人文、自然、精神和社会等方方面面的问题，并且带有明显的功利性，而这种功利性经常与工程利益关联者的利益冲突相互交织在一起。工程师应该依据职业道德标准对公众的健康、安全和福祉负责，并能有效调节工程利益关联者的各种利益冲突。培养卓越工程师，除了要求他们具备专业技术能力和工程技术的应用之外，还要他们在各类工程活动中，遵循职业道德和具有在利益冲突、道义与功利矛盾中做出道德选择的能力。（2）独立获取知识与具备终生学习的能力。在日常的工程实践活动中，会不断遇到新的知识和理论。在本科学生教学过程中，需要重视培养独立获取知识这一能力，目的是要求学生自己根据规定能熟练、高效地学懂本专业有关新的文献和资料，而且还能学懂相邻专业新的知识和理论。此外，由于现代科学技术的迅猛发展，交叉学科、边缘学科不断涌现，知识积累与更新、发明与创造呈指数增长，原有的知识和技能很快就不够用或过时，在激烈竞争中要想生存和取胜，必须具备终身学习的能力，能不断进行有目的的知识充电，为继续发展奠定良好的基础。（3）思维判断与科学分析的能力。现代工程实践活动要求工程师能密切关注国内外相关领域的政治、经济、科技、生产、能源、环境等信息，熟练掌握文献情报的检索技术，并在此基础上进行系统分析和利用。能够独立观察与判断问题，会运用理论进行推理分析，具有运用科学分析方法来解决工程实际问题的能力。（4）工程综合设计与实施的能力。在设计一项工程或一种产品时，必然会有诸多因素对其产生影响，凡能够妥善综合各种因素而得出优化设计方案的能力，就是综合设计能力。工程的实践性是工程与科学的显著区别，而理论与实际相结合是工程活动的灵魂。因此，还必须具备解决工程方案的具体实施能力。（5）交往、沟通与社会协调的能力。工程实践活动往往涉及多种学科、多个部门，与社会各个方面会发生密切联系，许多大的工程技术项目必须应用各种领域的知识才能完成。学会与人共事、具有团队协作精神是成为现代工程师的通行证。所以，具备语言与文字的表达交流能力、人际关系的沟通能力、综合协调与管理工程活动的能力十分重要。（6）创造创新的能力。现实世界的许多实际问题需要工程活动来解决，创造性是工程的核心，工程的根本任务是将科学技术转化为生产力，这种转化就是一种创新。唯有创造和创新，工程科学或工程应用才有生命力。因此，必须树立创新意识，训练和养成创造性思维能力，掌握创新技巧与创新方法，并在工程实践活动中灵活运用。二应用型卓越工程师工程能力培养的路径（一）在教育思想上树立工程教育观切实转变教育观念，突破固化的教育思维定势，树立大工程观意识，明确工程能力培养在“卓越计划”中的地位与作用，以工程能力培养为特色，确立真正体现面向工程的新教育教学理念和人才培养目标，使工程教育的任务由培养工程科学家向培养企业工程师转变。要让学生从大学学习伊始就能得到工程意识的教育和培养，并且在校期间建立起牢固的工程概念或工程意识，使他们能从工程观点出发学习知识、研究问题、思考问题、处理问题和解决问题，对他们将来的工程实践活动会带来深远的影响。工程教育要区别于其它教育，需凸显工程理念、伦理、文化和工程安全及环境保护等方面的内容。针对目前工程教育存在过分强调专业化和科学化而割裂工程本身的现象，人文、科学与工程教育并重是改革的路径，由单一学科向综合学科转变，由专业教育向工程素质教育转变，由注重共性教育向侧重个性发展和因材施教转变，由注重科学系统性向重视工程综合性转变，由注重理论知识传授向重视工程实践和创新能力培养转变，体现出科学与技术基础之上的包括社会、经济、文化、道德、环境等多因素的“大工程观”2，由此为卓越工程师的培养构建新型的知识体系和能力结构。（二）改革课程体系与教学内容，增强学生工程能力如果工科学生把科学类课程的学习当成大学的学习目标，将极大地阻碍工程能力的培养。要以改革课程体系为重点，课程设置按通识类、工程基础类和工程专业类等三大教育内容设计，并将应用型卓越工程师学校培养标准分解落实到课程教学环节。通识教育内容包括综合基础和基本工具模块。着重培养学生思想道德素质、职业道德素质、工程文化素质和基本工具的应用能力，同时也为工程专业教育打下坚实的基础。具体有思想政治、社会、自然科学、人文艺术、经济管理、外语、计算机信息技术和体育等知识体系组成。在通识教育实施中，还需要按不同专业类别实施分类教学，按学生学习能力和个人兴趣的不同实施分层次教学。同时，通识类课程要增加实践和学生自主学习的比例。工程基础教育内容包括工程科学基础和专业基础模块，着重培养学生掌握学科专业基础知识、专业方向的基本理论与基本技能。工程专业教育内容包括工程专业方向和工程实践模块，着重培养学生掌握工程专业知识，提高专业工程实践能力，培养创新精神。在工程基础和工程专业教育实施过程中，以强化工程实践能力、工程设计能力和创新能力为核心，借鉴“CDIO”工程教育理念，精心规划、设计各个工程专业的课程，重构现有的课程体系，重组教学内容。总之，在“卓越计划”实施专业的课程建设中，要遵循工程集成与创新的特征，应着重做好以下两方面工作：一是理清能力结构，明确每门课程的能力培养目标，要基于培养标准实现矩阵，整合与重组课程教学体系；二是组织每门课程的课程内容，课程内容决定于课程目标，要保证这些目标的顺利实现，必须对课程内容进行科学的筛选，实现课程内容的组织从以学科知识体系为主转变为以实现培养目标为主。（三）改进教学方式和教学方法，强化工程能力培养现代的工程教育，教学不仅仅是传授理论知识，而更要注重学生的动手能力和创新能力培养。因而，培养学生的工程能力，必须从改革完善教学方式和教学方法入手。首先，结合教学内容的需要，改变目前静态、呆板的教学方法。在日常的教学过程中，应以学生为中心组织教学活动，以便学生主观能动性的充分发挥。学会理论联系实际，引导学生从继承性学习走向探究发现性学习，培养学生提出新问题、发现新知识及解决问题的能力3。在教学实践中摸索最适合教学内容、性质并被实践证明有效的具有工程教育特点的新方法，结合工程实际问题，推广主动学习、合作学习、基于问题的探究式学习、基于案例的讨论式学习、基于项目的参与式学习和探索性实验等教学方法4，伸展学生的智力和能力。其次，采取大班授课、小组研讨、各种互动等多种教学组织形式，提倡教师团队化协同教学，鼓励教师探索网络教学组织形式，应用现代教育技术，开发和利用数字化教育资源，开展信息化工程教学。为了使生产与仿真模拟练习相结合，可以尝试建立开放式工程教学，应以学生为学习的主体，创造条件供学生发挥、创新提供一个学习的空间，并从亲身实践中引导学生掌握和灵活运用各种知识，摆脱死啃书本的现象。同时，注重结合地方产业实际，强调教学方法的地方性和实用性。通过与企业的项目合作，实现课堂、实验实训中心和企业的真实环境相结合，实施学生、教师和工程技术人员相交流，实行教学、科研和工程项目的相互合作，要让学生在学习期间就能直接接触到本地区和本行业的最新工程技术状况，锻炼其企业生产现场处理实际问题的能力。总之，“卓越计划”实施专业的课程教学方法的改革和其他各个教学环节的实现方式改革，不仅要保证学生有效地掌握每门课程的教学内容和实现各个教学环节的目标，而且又要确保学生的工程能力得到训练、形成和提高。（四）加强实践教学和拓宽实践渠道，培育工程实践能力实践环节是培养工程能力的最有效途径。以培养工程实践能力为重点，按照通识类、工程基础类和工程专业类等三个实践层次，渐进有序地分别安排实践教学内容，并在各个实践教学环节分解落实应用型卓越工程师各项能力培养标准。实践教学环节既包含课内实验、独立设置的实验课、各类课程设计、工程基础训练和专业认知训练，又包括科研训练、企业生产实习和毕业设计等多种形式。需建立校内工程训练中心和校外工程实践基地，为实践能力的培养提供良好的实践条件。在校内外工程实践中，注重引入企业实际工程项目到上述实践环节，引导学生提早介入工程项目。围绕各项能力的培养要求，形成验证性实验培养学生的实验基本操作能力、综合性实验培养学生的综合能力、设计性实践培养学生创新意识与能力的实践教学体系。在“卓越计划”实施专业的实践教学中，要着重做好以下两方面工作：一是将工程实践能力培养目标落到实处，必须对实践项目、内容进行整合，使之与能力的培养目标体系相适应；二是企业实习方案的设计和实施环节是重中之重，要创新实践教学方式和拓宽企业实践渠道。以前的工科专业教学计划中，也安排了一定时间的企业生产实习环节，但由于实习时间较短，针对性不强，实习效果较差，不能达到预期目标。因此，在卓越工程师的培养过程中，为了使学生的实际应用能力特别是岗位适应能力得到较好的锻炼和培养，学校必须与企业合作，实行共同培养，这就需要建立多层次、多方位的校企联合培养与合作模式。一是建立校企联合的多层次培养模式。要按照人才培养和企业需求的定位，确定学生在企业实习阶段的培养目标和标准。并根据“卓越计划”实施专业的培养要求，让学生分阶段、分层次到不同企业进行专业实习和工程实践，并在企业培养过程中实行双导师制，充分发挥学校和企业导师的各自优势，共同确定学生研发方向和工程课题，指导学生到企业生产一线实践中去完成课程设计和毕业设计。要让学生能够有机会直接参与企业工程方案的设计和开发，熟悉完成工程任务所需的工艺和方法，从而培养学生独立处理工程实际问题的能力和组织管理能力。二是建立校企多方位的合作模式，拓宽校企之间人才培养、工程研发等多种合作。为了增强培养的针对性和实用性，需聘请企业专家加入“卓越计划”实施专业的教学指导委员会，共同制订培养目标和方案。聘请具有丰富工程经验的企业人员作为学校的兼职教师，将企业要解决的工程实际问题转化为学生综合设计题目。笔者认为上面所述的关键点是落实企业深度参与“卓越计划”，利用学校和企业两种不同的教育环境和资源，在两个学习阶段的教学环节与课程的分配、教学组织形式的选择、培养方式的创新和教学资源的配置等方面上，实行分工衔接、优势互补的改革和创新。以确保学生完成企业顶岗实习和技能培训任务，更好地达到工程能力标准，培养适合企业需要的具有职业素质和工程综合应用能力的人才。（五）推进与工程能力培养相适应的学习评价方法改革学生是否真正学到各种知识和掌握基本技能，有没有达到应用型卓越工程师行业和学校的培养标准，效果考核、成绩评价是否具有科学性、客观性和可操作性，没有现成的可以借鉴，这也是工程能力培养必须解决的一个重要问题。工程专业学生学习考核、评价的内容和方式应该有别于传统教学。传统的用于评价学生学习的方法是教学测试，如测试基础知识、步骤和程序，以此来评价该课程的知识掌握程度。而工程教育需要模仿真实世界，学生离开课程教学后就会面对这个现实，并且许多工程环境所要求的高水平认知，仅在传统的教学测试方法中是无法被预言和测试的。因此，在构建考核评价体系时，首先，要建立在以人为本的基础上，对学生工程能力的评价要有一种人性化的认识。其次，要考虑个体能力与群体能力培养的相辅相成。最后，推进评价方式、方法改革，充分发挥考评导向作用，实行以课程类型进行分类评价的方法。在此基础上建立起科学、客观、灵活且具有可操作性的应用型卓越工程师能力培养评价体系，能够用指标客观、科学地定性和定量的评定学生的工程能力。要在应用部分传统的评价方法基础上，探索非传统的学习评价改革。在具体形式上，可使用学生自我评价、相互评价、口头测试、平时学习记录、作品及成果展示和发表论文等，还可包括问题的准确表述、问题的解决方案、批判式思考、工程设计、创新设计和团队工作坊式等，着重从原来死记硬背的考试方式转换为生动灵活的考核。同时，为了便于课程设置、教学内容调整和教学方法的改进，应及时反馈学习评价的结果。要重点分析研究学校培养的学生综合能力，是否贴近当今社会的快速发展和激烈竞争之需要，寻找和改进考评体系存在的问题，从而提高学生工程能力的企业认可度。（六）从社会实践中提升工程综合能力实施学生社会实践等第三课堂教育，在各类社会实践中训练综合能力，它涵盖课外科技活动、各类校外社会实践、各类竞赛、各类技能考证和学生社团工作等课外活动。可通过学生参与教师的科研项目构思、设计和实施，使学生在学术科技活动中提高知识运用能力和初步的科研能力；可通过参与综合性竞赛，通过各类专业证书教育和各类专项培训，提高专业应用能力和技术开发能力；通过组织学生参加各类社会、文化活动，提高学生的社会交际能力、团结协作精神等等。学校应将第一、二课堂学到的各种知识和训练的各项能力与第三课堂实施有机结合，实现课外活动与课内教学、校外社会实践与校内活动的相互融合。形成适用于应用型卓越工程师知识、能力及素质培养标准的系列课程、系列社会实践和工程文化活动，构建项目化管理、学分制认证、规范化运作的社会实践体系，进一步提高学生的思想品德、文化素质和工程综合能力。（七）加强教师工程实践经历的锻炼作为传授知识的教师是工程人才培养的主体，在教学过程中，教师在学生中的引导地位和作用始终贯穿教学活动的全程，是工程能力培养的关键。教师应当树立较强的责任意识，更新陈旧观念，突破传统的教学模式及框架，探索卓越工程师培养模式，改革工程教学实施环节。实施以学生主动学习、实践并结合教师指导的工程教学过程，从而培养学生的职业道德、社会责任心、工程素质以及工程实践和创新能力。教师在这个教育过程中，应该具备工程实践经历，能够了解企业实际情况。学校需要通过制度管理，组织教师到各类企业挂职或实习，还可到知名大企业进行工程研发培训，不断加强教师工程设计、创造及管理能力等工程经历的锻炼，使教师更新知识、开阔视野和提高教学业务水平。同时，要鼓励教师科研与工程实践相结合，改变以往过分强调学术背景、学术经历和学术成果的做法，在学校、教师的认识和实际行动上，形成重视工程背景、工程经历和工程成果的现象。参考文献：1 傅宇。高等工程教育的工程能力结构及其培养途径。理工高教研究，20XX,25（3）：79-80.2 张安富，刘兴凤。实施卓越工程师教育培养计划的思考。高等工程教育研究，20XX（4）：56-59.3 林健。“卓越工程师教育培养计划”专业培养方案研究。清华大学教育研究，20XX,32（2）：47-55.4 林健。“卓越工程师教育培养计划”专业培养方案再研究。高等工程教育研究，20XX（4）：10-17.