工程教育范文

时间:2023-04-05 05:11:39

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工程教育

篇1

培养目标作为高等学校教育的具体化,是针对特定的教育对象而提出的。工程认证标准,中明确提出培养目标是对该专业毕业生在毕业后5年内能够达到的职业和专业成就的总体描述,同时要适应社会经济发展,具体内容及要求包括如下几点。

1.专业应有公开的、符合学校定位的、适应社会经济发展需要的培养目标。

2.培养目标应包括学生毕业时的要求,还应能反映学生毕业后5年内在社会与专业领域预期能够取得的成就。

3.建立必要的制度定期评价培养目标的达成度,并定期对培养目标进行修订,评价与修订过程应该有行业或企业专家参与。

二、培养目标制定依据

1.本专业的社会需求。

首先,为了贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要》精神,实现《国家中长期科学和技术发展规划纲要》提出的发展目标———“新药创制和关键医疗器械研制取得突破,具备产业发展能力”,需要培养大批掌握药品生产制药技术与工程设计的基本理论与工程技术、熟悉国家药品相关政策法规的工程师技术人才。其次,本专业人才培养应与社会需求状况相适应,着力满足国家和地方科技创新、经济发展和社会进步的需求。

2.本专业的学科支撑。

我校制药工程专业的支撑学科是化学工程、化学和药学,具有鲜明的化学、化工特色,以精细化工国家重点实验室、辽宁省生物基化学品重点实验室和本学院创新药物研究平台为依托,致力于打造国内一流的创新药物研究平台和产业化技术科研基地。主要研究领域,包括药物化学、制药工艺和现代制剂技术等领域,研究方向包括:针对肿瘤、心脑血管、糖尿病等重大疾病的创新药物研究,手性药物合成方法学和工艺技术研究,经皮给药技术、功能型缓释控释材料和分子跨膜吸收机制等研究,新型生物载体、微流控芯片设计与制造等研究。

3.本专业的性质与学校的定位。

本专业人才的培养是学校培养目标的细化和延伸,既要体现专业特点,同时也应符合学校的办学思想和培养模式。我校制药工程专业经过十余年的发展和建设,形成了从本科教育到硕士研究生、博士研究生教育多层次、多类型的人才培养格局。近年来,学校顺应国家产业发展的需求,在2010年成立了制药科学与技术学院,并将制药工程专业发展纳入学校“985工程”重点建设,在办学条件、师资队伍建设和教学经费等方面获得了全方位的支持。为适应社会对制药工程专业人才的需要,学校不断对专业课程体系和教学内容进行改革,逐步完善制药工程专业人才培养模式。本专业已经毕业的学生,部分正逐渐成为制药企业的技术和管理骨干。由此可见,本专业的性质和定位完全符合学校人才培养的目标和思路,是学校学科和本科专业布局及今后发展的重要一环。

三、培养目标的定位

本专业制定培养目标按认证标准中知识、能力、素质三个方面构成。

1.知识要求:

掌握化学、药学和工程学的基本理论、基本知识,掌握药品制造技术与工程设计的专业知识,掌握药物生产工艺流程和质量控制、生产装置与设备的设计方法;熟悉国家关于制药生产、设计、研究与开发、新药申报管理等方面的方针政策和法规;了解制药工程学科前沿、新工艺新技术与新设备的发展动态。

2.能力要求:

能综合运用所学科学理论,提出并解决问题,具有较强的工程实践能力和解决药品制造过程中实际问题的能力;具有对药品新资源、新产品、新工艺进行研究、开发和设计的能力;具有开拓精神、创新意识和独立获取新知识的能力;具有较强的语言和文字表达,与人沟通能力;具有应用英语和计算机信息技术检索中外文文献、获取相关信息的能力。

3.素质要求:

具有健全人格和健康体魄、良好社会责任和职业道德,具有较强的进取心,勇于面对各种挑战的潜质,具备树立较强的药品质量、安全及环境意识。

四、培养目标的衡量与评估

本专业以学生必须具备的毕业要求为目标,通过制订科学合理的本科生培养计划,精心设计各个教学和实践环节,以科学的管理制度和运行机制保证教学工作顺利实施,通过对各个环节进行过程控制,保证课程目标的顺利实现,从而使培养目标得以达成。这样每一项毕业要求被分解到每一门课程及其教学实践环节当中,每门课程的教学大纲和课程目标都围绕毕业要求而展开,同时要求学生参加必要的课外活动,完成毕业设计(论文),通过答辩并成绩合格,以顺利毕业并获得学位为标志衡量培养目标的达成。良好的教学过程控制,得以确保培养目标的实现。其毕业生应具备以下三种竞争优势。

1.基础知识扎实、工程实践能力强。

制药工程专业是大连理工大学重点发展的新专业,本专业具备培养高素质和创新型人才的良好环境,具有优势的学科支持、强势的科研实力后盾、产学研结合的良好氛围、优质的办学条件和敬业爱岗、结构合理、团结协作的师资队伍。特别是许多教师积累了丰富的科学研究和工程实践的经历和经验,承担和完成了多项国家、省部级科研课题和企业委托课题,具有从事工程教育的优良条件。秉承“加强基础、拓宽专业、培养能力、突出创新”的办学理念,使培养的毕业生具有扎实的理论基础和专业基础知识、较强的自主学习能力和综合实践能力。

2.综合素质高、发展后劲足。

基于用人单位的反馈信息,本专业毕业生基础和专业知识扎实,工作严谨认真,态度端正,有较强的分析问题和解决问题的能力、较强的动手能力和创新精神,能够胜任与专业相关的技术和管理工作。本专业的毕业生肯于吃苦、乐于奉献,一般情况下,毕业生在企业工作五年之后都可成为技术或管理骨干,自身发展潜力巨大。

3.具备深造潜质,深受名校认可。

本专业学生继续攻读硕士学位和出国继续深造的比例从2010至2012年平均在40%以上。国内其他研究生培养机构(如浙江大学、南开大学、天津大学、山东大学、沈阳药科大学和中科院大连化物所等)对我校制药工程专业的学生评价较高,认为本专业的学生基础知识扎实、工作踏实、有较强的责任心和吃苦耐劳的奉献精神。境外高校也同样认同本专业毕业生的素质和能力,近几年已经有多名本专业的本科毕业生到国外著名大学攻读学位。

五、结语

篇2

关键词: 工程教育 影响因素 教师培养

工程教育在中国已有百年历史,在国家经济建设的不同阶段,作出了突出贡献。当前中国的高等工程教育包括:工学博士、工学硕士、工程硕士、工学学士的培养。截至2003年,中国设有工科专业的院校达到了1303所,其中工科学生达到369.34万人,根据拟定中的《2020年中国教育发展纲要》,预计到2020年我国工程教育在学人数应该为1000万左右,从中可以看出我国工程教育已有了一定的规模,并已成为了工程教育大国[1]。然而,工程教育大国并不等同于工程教育强国,在瑞士洛桑国际管理发展研究院(IMD)每年的《世界竞争力报告》中,我国2007年劳动力市场可获得合格工程师(qualified engineers available)数量的排名如表1所示,中国在55个国家和地区当中排名53位,可见我国要想从工程教育大国真正走向工程教育强国,还有很长的路要走。

表1:中国可获得的合格工程师数量世界排名

年份

Rank/Total

2000年

47/47

2001年

49/49

2002年

49/49

2003年

51/51

2004年

50/51

2005年

48/51

2006年

50/53

2007年

53/55

2008年

48/55

数据来源:瑞士洛桑排名《世界竞争力报告》

省略/OnLine/App/Index.htm

一、影响我国成为工程教育强国的因素

1.国家对工程教育重视不足。

20世纪,工程教育在我国曾经占有比较重要的地位,但是90年代以来,由于产业结构的变化,文、法、经、管等方面的教育受到国家的重视。进入21世纪以来,随着大规模扩招和高校间的合并,原有的工科院校被并入了综合大学,原有的工程教育体系被彻底打乱和削弱,这对中国的工业化水平及自主创新能力的建设有十分严重的影响。工程教育是涉及全社会的系统工程,需要国家支持,才能提升我国工程教育质量。

2.工程教育的影响力不足。

目前工科学生在我国全日制本专科生中占35%以上,远远高于日本、德国、英国和美国,但工程教育对广大民众的吸引力明显不足,我国中学生对工程学科知之甚少。高校缺乏对工科学生职业和人生规划方面的训练,导致学生对作为工程师职业缺乏自豪感,使得大量学生流失到非工程职业领域。工程教育生源减少,进一步影响工程教育质量。

3.工科教师队伍的非工化、非师范趋向严重,影响工程教育质量。

在我国,文、理各科都有师范大学专门培养教师,甚至高职院校的教师也有专门机构在培养,而工科虽然长期属于规模最为庞大的学科门类,却没有专门的机构为工科教育输送教师,这已成为制约工科教育应对挑战、提高质量的瓶颈。

我国工程教育正处于质量与规模发展不协调阶段,高等学校工程类专业的师资主要由各类学校工程类专业的研究生教育承担,学历虽高,工程实践经验却相当缺乏,难以胜任综合性实践教学的指导工作;长年从事理论教学的老教师与现代工程实践脱节,使得实践教学师资队伍不足,“非工化”趋向日益突出。工程教育教师,只懂工程,不懂教育,缺少对教育学原理、教育基础知识、教学基本技能方面的了解,“非师范”性日渐显露。

鉴于以上因素,笔者认为在一系列工程教育问题中,最迫切的问题就是工程教育师资问题,需从国家、高校和社会三方构建的机制入手。

二、政府应大力支持工程教育教师培养

工程教育事关创新型国家建设的大局,对于工程教育师资的培养,政府始终起着不可替代的作用,从政策上引导和规范我国工程教育教师的培养。近年来,教师工作的专业性得到了日益广泛的认可,专业化发展已成为全球教师教育的共同趋势。为了适应这种趋势,更为了解决工程教育质量等诸多现实问题,国际知名工科大学已经推出“成立工程教育委员会”、“设立工程教育系”等举措,探索工程教师培养新模式。

2004年4月9日,美国普度大学(Purdue University)董事会决定创建一个全新的学术部门――工程教育学系(Department of Engineering Education),这是美国大学中设置的第一个工程教育学系。2004年4月12日,弗吉尼亚理工大学(Virginia Tech)工程基础部(Division of Engineering Fundamentals)也宣布更名为工程教育学系(Department of Engineering Education),并公布了包括提供工程教育研究生课程在内的一系列改革措施[3]。而美国其他的大学,如MIT、哈佛都设立了工学院等,也正在研究如何进行改革以应对工程教育面临的新挑战。

在法国,工程教育一直由综合性大学和工程师学校承担。工程师学校不仅划归国家,而且隶属于技术性部门,享受政府全额拨款。作为享誉全球的巴黎高科成员,法国国立高等先进技术学校(ENSTA)非常重视通识教育,正致力于为学生提供一种“全科工程师教育”课程,而不再是培养传统意义上的单纯的工程师,职业工程师已不是该校的培养目标。

1. 以政府为主导,从宏观政策上支持、引导,积极推进设立“工程教育学”二级学科学位点(硕士、博士)工作,专门致力于培养工科教师。

(1)培训工程院有意留校任教的研究生。这些学生担任助教,必须按规定合格地修完一门教育学类的课程。(这些人的成长,不能仅仅限于目前跟着教研室学或去听专业课的状况,而应组织力量,系统讲授相关的教育学、心理学课程,研究学生心理与教育问题。)

(2)组织力量对工科学生讲授工科平台的专业课,如工程发展史、工程哲学、工程思维、工程方法论等课程。

(3)高校工科专业教师队伍中应该有一定比例的具有丰富经验的高级工程师或工程师。作为工科教师,他们应具有丰富的实践和工程学方面的知识,但作为教师,他们缺乏教育学知识,学校管理者可以按照即将建立的“工程教育学”二级学科的培养目标,对其进行教育学方面的知识的培训,培训内容为:①专业教育课程,主要讲授教育哲学、教育原理、教育心理学等专业理论课,以提高教师专业素养和专业技能。②教学方法课程,主要指导如何实施启发式教学,怎样提高教学艺术等。③教育硕士和教育博士课程。④学术课程。培训现代科技和文化发展的新内容[4]。将他们培养成既精通专业知识又能很好把握教学规律和教学技能的教师,使其加入到高等工程教育师资的队伍中来。

2.充分调动企业参与工程教育的积极性。

工程教育具有明显的社会实践性,政府要提供相关的政策支持、财政资助,加紧制定相关法律政策,鼓励企业和高校合作,如:税收激励政策、财政补贴政策,明确规定为大学工科学生提供工程实践机会的企业拥有的相关权利和义务,在大中型企业建立稳定规范的高校工科专业学生的实践实习基地,使得企业和高校之间形成一种紧密的互动关系。

3.推进工程教育学系的建设,作为教师教育的必要补充,(补充师范大学在工程教育教师培训方面之不足)大力打造国家基地,鼓励条件成熟的师范高校成立工程教育学系。

工程师范系不同于师范大学(以培养文理学科教师为主),而是师范院校的必要补充,要承担现有师范院校难以承担的职能,其使命与目标主要有:提高工科教师的教育、教学能力,以及工程思维、工程方法、工程文化[6]。开展工程教育的研究与普及,强化工程教育的“草根”影响,培养专门研究工程教育发展规律的研究型人才。

三、高校内部对工程教育教师的培养机制

学校担负着工程教育的神圣使命,优秀的工程教育教师是高等工程教育得以实施的重要保障。从高校层面看,建设好高校培养工程教育的新机制需要做到以下几点:

1.完善工程教育师资管理运行机制。

当前高校的师资管理模式和运行机制仍具有计划经济时代的特点,如:教师难以自由和合理流动,师资管理封闭,使得整个教师队伍缺乏应有的活力,师资优化配置难以实现。应构建高等工程教育师资队伍的社会化管理体制,把师资管理交由学校自主管理和市场“无形的手”进行自我调解。

2.培养“双师型”的工程教育教师。

“双师型”教师是指既具有系统的相应专业理论知识和较高的教学水平,同时又具有较强的专业实践能力和丰富的实际工作经验,能够理论联系实际,解决生产、经营、管理和服务过程中遇到的具体问题[4]。首先,应科学制定有利于教师优化并建立“双师型”教师知识结构的评价标准,规范“双师型”教师的认定和选拔工作。其次,要建立有助于教师通过优化知识结构脱颖而出成为“双师型”教师的机制,包括职称评审制度等。在利益分配机制上,应建立对“双师型”教师的奖励机制,在工资待遇等方面向“双师型”教师倾斜。[4]

3.提高高等工程教育教师的素质,建立高等工程教育教师激励和评价机制。

工程教育教师的素质直接影响到高等工程教育的质量。应建立专业教师定期实践制度,支持教师到企业和其他用人单位进行工作实践,重点提高教师的专业技能和工程教师的教学能力[7]。高等工程教育应该是多层次、多类别的,相应的工程教育教师应是多层次的,评价也应是多层次的,应建立高等工程教育教师激励和评价机制。

总之,要想成为工程教育强国,就必须有一支高素质的工程教育师资队伍,国家、社会及高校三方要从制度上保证工程教育教师培养的专业化,建立工程教育学系。只有全社会都重视工科教师的培养,才能从根本上提高我们民族的创新能力和创新意识,最终走上高等工程教育强国之路。

参考文献:

[1]吴启迪.中国高等工程教育已从大国走向强国.光明日报,2007.10.22.

[2]s省略/OnLine/App/Index.htm 2007瑞士洛桑《世界竞争力报告》.

[3]涂善东,潘艺林.时代需要“全面工程教育”.光明日报,2007.8.14.

[4]潘艺林.呼之欲出的“工程教育学”.

[5]陈彬.普渡大学工程教育学系的建设及对我国的启示.

[6]涂善东.全面工程教育的兴起与实践[R].“新形势下工程教育的改革与发展”高层论坛报告集[C].中国上海,2007-9-24.

[7]孙平.“双师型”工程教育教师的知识结构及发展路径[J].高等工程教育研究,2007.5.

篇3

无独有偶,紧随其后的美国麻省理工学院前校长、美国国家工程院院长查尔斯·威斯特博士也在其报告中提出:“21世纪,许多国家在共同面对和解决各种全球性问题进行合作,这为工程师们提供了服务于全球利益的绝佳机会。”

全球都面临工程师短缺

“我们必须提高公民中拥有物理学、工程学和数学学位的人数和比例。”

“由于德国工程师缺失,有些要从印度引进。”

“日本高科技行业工程师严重缺失。”

查尔斯·威斯特博士,先后担任过美国总统克林顿和布什的科技顾问,把他最近搜集来的几个发达国家对于工程师和研发人员的需求一一列举在屏幕上。台下听众席上许多中国工程院院士认真地用笔一一记录下来。

威斯特博士的学术报告题目是《21世纪的工程及面临的挑战》,这同时也是美国工程院的一个研究项目。在报告中,威斯特博士认为20世纪,技术的发展推动发达国家的经济不断实现增长,进入21世纪,现代化的技术为更多的国家、地区和人民加速发展经济提供了条件。

这种工程科学与工业全球化的趋势,导致了各国之间竞争与合作并存,对工程师的需求大幅增加。

而潘云鹤院士所做《关于国家创新型工程科技人才培养的研究》报告中的一组数据更好地印证了这个结论。这一研究报告是中国工程院的一个重大咨询项目,有170位院士、268位专家参加。

“全球近40%的雇主难以在市场上找到合适人才填补空缺,最缺的前三名人才是业务代表、工程师和技术人员。日本数字技术行业缺少50万名工程师。德国急缺1.5万名工程师,英国、澳大利亚、巴西、波兰等许多国家都存在工程师短缺的问题。”

报告同时指出,在工程师短缺的同时,工程师的素质也正处于换代升级之际。美国工程院提出了面向2020年的工程师必须具备的关键特征是:分析能力、实践经验、创造力、沟通能力、商务与管理能力、伦理道德、终身学习能力等。

我国工程专业学生生源好但创新不足

由于全球依靠技术进步提高经济发展的趋势日益明显,我国创新型工程技术人才培养面临着难得的机遇。

“在未来10~20年,我国的工程科技人才培养将进入一个难得的机遇期。”

潘云鹤院士指出,一方面我国大规模的制造业为工程技术人员提供了用武之地,另外,我国庞大的基础建设和交通运输工程建设,为我国工程科技人员的成长提供了千载难逢的机遇。

2004年9月,第三届国际工程教育大会在北京召开。这是美国工程教育界最具影响力的组织——美国工程教育协会(ASEE)第一次选择在发展中国家举办工程教育大会,它们选择中国的理由非常简单:“中国是未来的制造业大国,未来的中国急需大量的工程师,工程教育在中国的前途不可限量。”

另外,潘云鹤院士认为最重要的一个机遇就是我国的创新战略已经显现出良好的开端。国家逐年加大科技投入,国内发明专利逐年增加。

《国家中长期科学和技术发展规划纲要》提出了具体目标:到2020年全社会研究开发投入占国内生产总值的比重达到2.5%以上;力争科技进步贡献率达到60%以上,对外技术依存度降低到30%以下。

与此同时,我国高等教育也提供了巨大的人力资源。2006年,我国本专科的工科毕业生达到614万人,研究生达到41万人。

对于这一点,威斯特博士的报告中的一组数据也提供了相同的结论。美国培养的金融类学生最多,而中国培养的工科学生远远高于其他国家。

“我国工程专业的学生生源好、规模大,就业市场和创新空间广阔,在这种条件下,就是要培养和激发他们的创新能力。”潘云鹤院士在报告中指出,我国在21世纪的发展中迫切需要五类工程人才:第一类,理论+技术实践,解决工程问题的工程技术人才;第二类,理论+发展新技术,发表科研成果的工程科学人才;第三类,理论+技术实践+新技术在本专业的应用,技术集成创新人才;第四类,理论+技术实践+创新设计,产品创意设计人才;第五类,理论+技术实践+创业与市场能力,工程管理与经营人才。

我国工程教育存在工程性与创新性缺位现象

虽然工程科技人才的培养面临着许多难得的机遇,但是潘云鹤院士在报告中同时指出了目前我国工程科技人才教育当中存在的问题。

“高等工程教育中存在着工程性与创新性缺位的现象。”潘院士解释说,这种缺位具体表现在:一是教育过程中工程性缺失,实践环节薄弱;二是人才培养模式单一,缺少多样化和适应性。另外,基础教育也缺乏对工程科技创新的兴趣培养。“在现在的中小学生中,想当科学家的多,想当工程师的少。学校注重对他们传授知识,但忽视了培养他们的动手能力。”

潘院士在报告中也肯定了一些工程学科的成功教育。他说,课题组经过调研发现我国工科中的土木类专业的学生普遍受到好评,原因就是这个专业的学生在上学时,经常有土木设计方法的实践。

潘院士认为,对于创新型工程科技人才的能力要求包括工程实践、工程设计和工程集成。

对于潘院士所做报告中提出的问题,工程院的一些院士们表示赞同。李国杰院士说,现在许多高校工程类专业的学生实习减少了,有的甚至没有了,学生们没有实践锻炼当然没有创新的来源。另外,现在工程教材陈旧,学生所学与企业所需要的知识脱节。

博士出身的大学教师几乎100%没有工程实践背景

篇4

促进残疾人的教育工作需要重视并做好对残疾和特殊教育的认识工作。

一、残疾并不意味着学习能力的丧失

不要把健康人和残疾人分成两类,并加以对立。多数人对健康和疾病、对健全与残疾、对正常与特殊有着一刀切的思维方式,那就是健全、健康、正常三个概念对等起来,所以残疾、疾病、特殊就等于不正常、有缺陷。这样的思维方式给所有的健全人带来不幸,因为他们也有不健康、不正常的时期,以为不健康就是不正常的心理造成人的恐慌与不幸,以这样的心态推己及人就理所当然地认为有残疾、疾病的人就不可能正常,不可能幸福。这种心态使我们制定社会规划与政策时,原本应该对特殊人群扶持的政策与措施变为限制与阻碍。

我们需要一种端正的、科学的态度来看待“人”。每个自称健康、健全的人应该仔细审视自己不完整的一面,承认人是不完整的,在不完整的生活与生命中,努力实现自我的价值,并推动社会的进步,这种升华的人生观使人感受到生命的尊严与价值。每个自认残疾与不健康的人应该看看自己有用的、有优势的方面,把促进自身发展与社会发展联系起来,在社会中找到定位,得到认可与尊重。人的个体差异是永远存在的,在每个人都能接纳别人的差异时,社会就会祥和,人群就会和谐、互相扶持帮助,人性的尊严就会得到发扬光大。

人的潜能的开发理论才刚刚开始,一个人的学习过去是学生年代的学习,现在是终身学习,人从有生命到生命的终结都有学习的能力;人的细胞具有自我修复的功能,大脑损失了一半的人也可以学习。世界上,盲人成为生物学家,聋人读完博士课程,智力落后青年可以上大学,脑瘫的青年写书出版,都有先例,著名物理学家霍金更是多重残疾集于一身。残疾与无能是两个完全不同的概念,国际特殊艺术团体、国际特殊奥林匹克,正是用各种不同的活动与竞赛来表现残疾人的残而不废、有学习能力的最好的明证。

二、应提倡与发展特殊需要教育

特殊教育是指残疾人的教育,也可以是促进每个人发展的特殊需要教育。自200多年前开始,特殊教育从盲人教育、聋人教育奠定基础发展到了今天的国际定义,有了很大的改变。1993年在哈尔滨召开的亚太地区特殊需要教育大会的《哈尔滨宣言》及1994年在西班牙召开的世界特殊需要教育大会的《萨拉曼卡宣言》中,用特殊需要教育(special needs education)及全纳教育(inclusive education),替代了特殊教育的概念。认为每个人都是特殊的,每个人都有特殊需要,在教育里承认儿童的个性与特殊需要,教育质量就有了具体的可操作的内涵。

篇5

课程体系作为中职学校培养人才的重要载体,它的主要目的是实现高素质人才的培养。中职工程教育课程体系从整体上考虑课程如何实现建筑人才的培养,它的教学任务是使学生能够在现实的工程环境中培养复合型工程技能。所以为了构成合理适当的课程比例关系,选择的教育内容需要更具有合理性和高效性。工程教育培养出来的高等工程技术人才更具有专业性,工业需求作为教育体系设计的直接动力,为工业界培养更多高质量的人才和推动社会发展,是新时代赋予高等教育的重要使命。立足于长期的工程教育实践中,我国的工程教育课程形成了新的体系。随着科学技术的发展,信息时生了翻天覆地的变化,工业的发展对工程教育课程体系提出的要求日益严格。工程教育课程体系面临着巨大的挑战,为了更好地顺应时展趋势,工程教育课程体系必须不断调整和创新,才能将其功能发挥得淋漓尽致。工程教育的课程改革主要以全方位工程能力的培养为核心,同时不能背离工程教育的本质规律,才能不断优化课程体系,使中职学生形成良好的综合技能的训练,在现实的工程环境中形成复合型工程技能,从而培养出一批高素质高技能的新型工程师。

二、工程教育课程体系需要注意的问题

据调查,我国中职工程教育课程体系构造缺乏多元化和国际化。为了更好地发挥我国工程教育课程体系应有功能,需要注意的问题有:课程结构失衡、课程内容单一成就和课程实施弱化等。

(1)在课程结构的调整方面,需要注意课程之间的比例和重学轻术的倾向等问题。一直以来,我国工程教育课程体系遵循以学科导向设置相关课程,造成了重学轻术的倾向。理论课程占得比例太高,实践课程相对非常少,工程教育课程设置过于注重对专业理论知识的传授,却忽略了实践教学环节在课程结构中的重要性。实践课程没有高等工程教育课程结构中发挥出重要的作用;另一方面,课程结构比较呆板和单一,缺乏新颖和灵活性,必修课程占得比例过高,选修课程比例过少,基础课与专业课等必修课在课程计划占据了大比例;可是跨科课程、综合类课程却非常少,严重制约了学生工程视野的拓展,难以实现科学的可持续发展。比如,可以科学合理地调整理论课与实践课的结构课程。应该引进“欧洲工程教育E4(EnhancingEningneefingEducationinEurope)计划”,使理论与实践课程更加符合课程体系的框架和内容结构。

(2)在课程内容的改革方面,需要提高工程教育课程内容的开放性和创新性等。课程内容不能适应时展的趋势,忽视课程的更新程度,使教材落后于当今时代科技快速发展;高等工程教育课程内容一般过于注重自然科学知识的传授;另外课程内容目前国际工程科技知识占据比例过低,使当代的中职学生未能树立正确的国际化意识和创新意识。我国的校企合作实施课程缺乏一套合理高效的运行机制。所以,可以适当地将工程伦理、社会管理、环境保护等人文社科类综合性的知识体系列入选修课表。

(3)在课程实施方面,必须要保证课程的实施要保证教学计划的落实和健全。在我国当代的工程教育课程实施中,教学的方式比较落后传统,一般都是采用以教师传授为主和课堂教学为中心的形式,没有真正达到互动民主的教学效果。忽视了学生在学习方面的主动创造性。另一方面,在课程实施国际化过程中,缺乏与国际之间的交流与合作,对比先进国家的高等工程教育课程体系,需要提高工教育课程实施国际化的速度等。采用卓越的教育计划和人才培养的课程体系,将我国工程教育现有的课程体系发挥得更系统和全面。例如:某中职学校为了推动学生的全面学习,不断加强学习项目,制定出不同的学习方案,以提高学生的创新能力。在2012级土木工程和化学工程与工艺中的专业试点的课程内容,都全面地包含了化工类、水利工程类和机械模具类的学科知识。不单只有丰富的理论知识,还加强了试验性活动的探索。在不同的专业老师指导下,为学生打造了真实性的情境式教学环境。

三、结语

篇6

【关键词】工程教育高级班 工程实践与多技术领域集群培养 生产企业的公共要素 个性化和共性化

【中图分类号】C40 【文献标识码】A 【文章编号】1009-9646(2008)09(a)-0244-02

为适应现代科技高速发展对工程技术提出的新要求,浙江大学创建了以培养具有坚实的自然科学、工程理论基础、广泛掌握工程设计,能从事现代化生产实践、方法和能力的复合型人才为目标,同时还要培养具有管理现代生产、组织工程,领导项目才能的管理型、组织型人才,乃至未来的领导型人才,这是工高班的教学任务和创新思想。在培养过程中以“重理论基础、多技术集成、重设计实现、重创新思维”为核心的教学指导思想,具体落实该培养目标的一个重要环节是工程实践。工高班的工程实践不同于一般的单一专业对口工厂参观或社会调查,它是学生认识现代工业具有个性和共性的开始,并作为一门有确定教学要求和明确内容的实践性教学;它也不同于特定专业的认识实习,或不同专业的生产实习或专题的毕业实习。工高班的工程实践是以典型的现代化综合工程集群为基础的认识对象实习;其教学任务是引起学生对几类典型的现代化综合工程体系结构、运行机制、管理体制和系统的内含产生兴趣,开展主动学习,形成多类技术生产现场的实际情景与抽象的理论基础建立初步的融合概念,目的是为进一步学习工程研究和设计打下较为广泛知识面的感性认识基础,培养学生理论联系实际和在实践中灵活学习理论的综合能力。这是实施工程实践教育中不可缺少的一个重要的教学环节。

1 现代化工程企业公共要素

二十一世纪当代工程企业的体系结构是多种技术集成,现场生产过程高度机械化和自动化具有各类企业专业的特殊个性化特征,而现代企业的生产管理系统信息数据化和可视化,广泛应用新技术,全面实时管理调度和监控生产活动,达到高效率的生产目的是任何企业生产的公共要素,具有普遍意义的共性化特征。这两大特征保证现生产代企业产品的技术含量和经济价值高,原材料消耗和能耗大幅度降低,极大地降低生产成本,但能生产出高附加值的产品,而且多力求对环境污染少。

这样的现代化工程企业更新换代比较容易,体系、结构、运行和生产技术管理是高度综合信息化的,构成了现代各类工业生产存在众多的公共特征,即共性是工高班应该重点学习的一个重要方面,但很难在课堂上传授,学生必须亲临现场才能具体领会。

2 工程实践教育改革意义

工高班教育的基本任务是使学生在接受系统的理论知识同时,比其他学生更注重广泛和深入地认识和理解多类不同

技术生产工程实践的共性,及其知识和经验的积累和训练,使其在完成学业时既具备扎实的学科专业基础,又初步具备思路宽广和能力较强以及容易适应不同领域工作的现代高科技时代要求的工程技术人员,应该具备的基本素质和条件。工高班的工程实践是我国高等学校进行高等工程教育培养创新思维人才及其可付诸能力实现的基本组成部分之一,是培养和造就在工程及相关领域具有国际竞争力的高素质人才的重要环节,在大学工程教育中有举足轻重的地位。如果学校工程教育中只片面注重专业理论知识的传授,而缺乏上述见多识广,灵活适应现代生产实践的概念和相应的实践能力培养,难以满足当今社会对新型高科技人才知识面、实践能力的要求,将很难适应当代迅速变化的全球化科技与生产发展形势。目前,工程教育存在的问题是,面向工程实际不到位以致知识面不广和缺乏灵活多变的适应能力;工程教育的培养层次、体系结构和人才类型与现代企业要求不适应;工程教育与产业结合、与企业的联系和合作不够紧密;工程教育培养的学生素质不够全面等等。其主要原因是学生在校学习期间缺乏实实在在的宽广的工程实践锻炼。

3 工程实践教育改革的目的

工程实践教学是一个要求学生在企业生产第一线培养感性认识知识面较宽广的实践性教学环节,它使学生亲临应用多种不同生产技术的生产实际接受基础科学与工程技术密切联系的综合教育,涉及人文与社会科学的教育、管理科学的教育和现代工程师的教育。学生通过实习改革,优化他们的知识结构,扩大知识面、开阔知识视野,有利于今后进一步培养学生建立现代化工程的概念和会灵活应用众多集成技术和原材料,从事复杂的大生产,使学生理解到不同生产企业的产品有它们的特殊性,但是现代高科技的生产企业都有公共的生产特征和生产要素,要加强生产要素的系统学习才能培养适应能力强的高素质人才。丢掉仅强调“专业对口”的陈旧观念!专业知识是需要的,但不是唯一的要求,应该更加强调同时学习不同专业生产领域之间的公共特征和要素,即需要学习不同专业生产领域之间广泛存在着共性的方面。这种新培养模式可以适应迅速变化着的全球化工业化生产的发展趋势。换言之,要培养“专才”与“通才”相结合,为以后的工作打下良好的工程基础。例如,随着材料科学的发展,金属材料与其它材料之间的界限趋于模糊,大量出现的复合材料、纳米材料、功能材料,形成了各种材料在多样化基础上的一体化,工程技术人员应该学会灵活应用新材料的基本要求,而不应仅局限在常用的传统材料。例如,在材料的选用时不应只局限在金属材料,关键在于加工过程中要学会可以灵活采用新出现的材料,既要首先保证工艺性能和使用性能,又要考虑经济性能和社会效益,以及保护环境安全,还要重视可持续发展战略等。

4 工程实践教育改革的措施

实习基地是顺利完成实习的关键。在新的形势下,学校要打破旧的观念,通过技术服务、技术培训、人才交流等方面主动与企业合作,形成开放式的格局,调动企业的积极性,从而拓宽实习基地范围。实习企业的选择是完成教学任务的关键之一,选择原则统盘考虑能很好反映现代高科技生产专业特长及其公共的主要特征和生产要素,能反映生产技术的典型内容及其多样性和专业特殊性,如我们考虑了钢铁、核电、热电、机械、家用电器、动力机械制造、精密机械加工等多技术领域的现代化企业集群。我们遵循以下原则完善上述多类型生产企业集群的基地建设,即适当结合不同专业、厂校互惠互利、产学研一体化、就近就便。在校外实习基地建设的具体做法是:巩固老基地、开拓新基地。

4.1 巩固老基地

与原有的实习基地加强联系,如经常与上海宝山钢铁集团公司等单位保持联系,征求企业意见,为企业提供技术培训和技术咨询等,保证与老的实习基地的良好合作关系。

4.2 开拓新基地

通过多种方式加强与新企业的合作,特别是大型国营和合资企业,他们的工艺比较合理和设备比较先进,管理体制也比较符合现代工业生产。学校尽最大努力开拓这些实习基地,以满足学生实习和就业双重需要。例如与广东、福建等省的大企业、浙江秦山核电厂等十多家大型企业签订了实习基地协议,这些单位已录用了我校很多毕业生。为了进一步满足不同学生的学习需求,还在杭州市内建立了多家实习基地,如杭州钢铁总厂、杭州金松洗衣机厂、杭州汽轮机厂和杭州热电厂等,方便学生就地实习的要求。

除了进驻企业进行工程实践外,对校内的实验和实习设备进行优化组合,成立以博士生导师为指导教师的竺可桢学院工高班学生科研指导小组,吸收学生加入到课题组中参与研究工作,增加动手机会,提高解决实际问题的能力。学校努力使全校的实验和实习设备实行共享,在此基础上还增加了一些新设备,使校内实习基地初具规模,具备各种实习功能,使一些工高班学生可以在校内先进行基本训练。一些弱电专业的实验室增加了一些设计型和综合型实验台,可以让这些专业的学生进行运行和装配实习。

5 讨论

工高班工程实践并没有统一的模式,通过工高班的工程实践培养及改革有利于开宽视野,善于学习,培养学生不断的创新意识,使学生在实践中发挥主观能动性,同时养成相互合作、勇于探索、开拓进取的团队精神。为此,我们通过对学生的调查.结合学校实际情况,充分认识加强工高班工程实践教学环节的重要性.以知识、能力、素质为主线,贯穿于工程实践教学改革的整个过程,强化学生宽广的工程意识.注重培养学生学习兴趣,提高分析问题和解决问题的能力,最终形成以提高综合素质作为工程实践教学改革的指导思想。这是提高重点院校学生具有国际竞争力的高素质人才不可或缺的物质基础,对于落实素质教育和培养学生创造力具有十分重要的意义。

参考文献

[1] 俞冰,中国工程管理人才培养与工程管理认证培训[J],高等工程教育研究,2006(2):37-41.

[2] 朱懿心,倪天祥等,坚持产学研合作培养应用型人才[J],中国高教研究,2004(2):47-48.

[3] 刘津明,韩明,改进实践教学方法 提高学生综合素质[J],高等工程教育研究,2000(3):95-97.

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(一)工程与科学不同的成果类型

许多科学哲学家认为,科学的最终产出是理论———一套命题、一套方程式、一系列主张。这也许是一个值得推敲的科学观,但一定不适用于工程学。当然,不是说做工程不产生一些命题,但通常情况下工程是一个具体设计,其最终结果是一个人工制品,是物质的和人造的,而不是思想观点的文字陈述。这种最终结果的差别在某种程度上对一个恰当的哲学分析的形成很有意义。科学家和工程师都会参与问题论证,但是他们的目标不同。在工程领域,论证的目标是评估可能的设计,然后制定出符合规范和限制的最有效的设计。这个最优化过程通常涉及竞争目标之间的权衡,结果是没有一个设计是唯一“正确”的解决办法,而是有许多可能的解决办法。在做出选择时必须要考虑到个人、技术和成本三者的平衡。此外,新技术的出现也会使新办法不断涌现。相反,科学理论要满足一些完全不同的标准,例如简约性(倾向于更简单的解决办法),解释的一致性(任何新理论如何本质上提供观察现象的合理解释并印证有关过去的预测或者推理)。此外,科学的目的是为一系列相关的现象找到单一的、条理分明的和系统的理论。多种竞争性解释被认为是不令人满意的,如果可能,它们包含的矛盾必须通过更多数据进行解决,或者选择最佳的可获得的解释或者开发一种新的对问题现象的更加综合的理论。

(二)工程与科学不同的知识类型

第二个区别与知识有关。认识论者喜欢区分“知道它”和“知道如何”。“知道它”是一个命题知识———知道某物是一个案例,知道一个理论是真实的或者一个假设是正确的。相反,“知道如何”是一种能力或者技能。这两种知识存在着很大不同。当我们对比科学家的“知道它”和工程师“知道如何”之间的差别时,就会发现其中的不同,我们经常会看到和听到对前者实践这些技能的无能,后者怎样缺乏“知道它”的评论。“知道如何”不能产生相应的“知道它”。“知道它”也不能产生相应的“知道如何”。“知道如何”和“知道它”之间的对比显示出科学与工程之间的对比,就如同理论和人工制品之间的对比。调查科学知识的哲学家专注于“知道它”,但是如果我们想平等对待工程,我们需要更多地关注“知道如何”。

(三)工程与科学不同的问题驱动类型

第三个对比的不同特点是科学和工程问题选择的驱动可能存在性质上的不同。在纯科学里,驱动通常来自科学界内部,科学家通常选择他们自己的研究问题。相反,在工程领域,驱动通常来自于从业者的外界。工程师通常不选择他们自己的研究问题,而是由政府、企业或者其他外界来源选择。这里的不同很重要,因为问题的选择可能影响他们处理问题的方式,一个与科学适应的哲学论述未必适用于工程实践。和科学调查不同,工程设计体现出迭代性和系统性。迭代性体现在每个新设计版本都要被反复的测试然后改良。系统性体现在需要采取许多有特点的步骤。第一步是识别问题之所在并且规范和限制定义。第二步是产生解决问题的想法。工程师通常采用研究和小组会议(例如,“头脑风暴”)的方式想出一系列解决办法并设计出未来发展的备用方案。第三步是通过构建测试物理或者数学模型和检测潜在解决办法原型,所有这些都可以提供其他方式所不同提供的宝贵数据。数据在手,工程师可以分析各种方法如何满足特定规范和限制,然后评估首要设计需要改进的地方或者设计一个更好的出来。相反,科学研究可能或者不可能被当前的实践应用而驱动。一方面,某种类型的科学研究,为实践目的进行,产生重要的新技术。

例如巴斯德对疾病微生物理论作出了基础贡献,这一理论导致包括炭疽病和狂犬病的接种、预防食物腐败的牛奶巴斯德氏杀菌法等的产生。另一方面,许多科学研究是受好奇心的驱使,目的是用来回答有关世界的问题或者明白一个观测模式,例如对绕遥远星星轨道旋转的行星的搜寻。对于科学而言,开发这样一个解释能够构成成功本身,不管它是不是具有当前的实践应用。科学的目的是开发一套条理清晰、互相一致的能解释广泛现象的对世界的描述。然而,对工程而言,成功是用人类需要或者愿望满足或实现的程度来衡量的。以上是对工程和科学之间的三个对比,即理论与人造制品产出之间的对比、“知道它”与“知道如何”的知识类型之间的对比、问题内部驱动和外部驱动之间的对比,通过这些对比划分工程与科学的界限,对于工程哲学的发展会有帮助。

二、工程教育实践中工程与科学的区别

工程哲学是近十几年发展起来的一个新兴领域,是对工程造物的思辨,是研究人类改造客观世界活动的哲学,也是作为工程实践主体的工程师所必备的工程素养和哲学智慧,它对工程实践和工程教育改革具有重要的指导意义。然而工程与科学的紧密关系使得工程往往不被重视,或者与科学混为一谈,现在需要把工程在教育实践中予以明确,以下从五个方面对工程与科学在教学实践的区别进行论述,使得教师和学生能够对工程有更准确的认识。

(一)提出和定义问题的不同

问题是驱动科学和工程的引擎。科学中需要解答:存在什么和发生了什么?为什么会发生?人们怎么知道?等问题。而工程中需要解答:为满足特定的人类需要或者愿望可以做些什么?需要怎么能被更好地具体化?什么工具和技术可以用来研制以满足需要?等问题。科学和工程共同需要回答:人们如何能清晰地表述有关现象、证据、解释和设计方案?发现问题对发展科学思维习惯是必要的。提出结构良好的问题的能力是科学文化的重要组成部分,能够帮助学生成为科学知识的批判消费者,即使对于一个不会成为科学家或者工程师的人。科学问题会以多样方式呈现。人们会受到对世界的好奇心的驱使,例如,为什么天空是蓝色的?这样基本的问题。人们可能被一个模型或者理论预测或者试图扩展或改善一个模型或理论的想法所激发(例如,物质的粒子模型如何解释液体的不可压缩性?)。或者人们可能出于提供一个更好的问题解决办法的需要。例如,为什么在9.753 6米以上的高度,虹吸管不能输送水的问题导致托里切利(Evangelista Torricelli)(17世纪气压计的发明者)发现大气和识别真空。

工程领域里问题的提出也很重要,但不同于科学问题。工程师为了定义工程问题必须能够提出探索性问题。如,他们可能问:问题产生的需要或者愿望是什么?成功解决方法的标准(规范)是什么?限制是什么?当找到可能的解决办法时,他们提出其他问题:这个办法能满足设计标准吗?整合两个或者更多的想法产生更好的办法吗?可能的权衡是什么?在测试解决办法时,产生更多的问题:哪个想法应该被测试?考虑到限制,哪种想法是最佳的办法,所需要的证据是什么?科学和工程的学习应该发展和鼓励学生提出结构良好可以被实证调查的问题的能力。学生也需要识别问题之间的区别,哪些问题可以用实证的方法回答,哪些问题只能用其他知识或者人类体验的其他领域的经验来回答。

(二)开发和使用模型的不同

科学家建构现象的思想和概念模型。思想模型是内在的、个人的、特质的、不完全的、不稳定的,本质上是功能性的。它以成为思考、预测和经验意义的工具为目的。概念模型是清晰地陈述事物在某些方面所表现相似的现象。概念模型允许科学家和工程师更好地形成思维图像,在调查研究中更好地理解现象或者开发出设计问题的可能解决办法,作为结构、功能或者行为模拟运用在科学和工程学里面。概念模型包括:图表、实体复制品、数学表述、模拟以及计算机模拟等。虽然它们不能与被模拟的更复杂的实物完全对应,但是当把其他东西最小化或者模糊化时,它们能突出焦点的一些特点。所有的模型都含有近似值和假设,限制它们运用的有效界限和预测力的准确度,这对识别它们的局限性是很重要的。科学家用概念模型表现他们对目前研究中一个系统(或者是系统的一部分)的理解,帮助他们解释问题,与他人交流想法。科学家使用的一些模型是数学的,例如,理想气体定律———基于物质原子理论的简化模型。物理系统的数学表述被用来创造计算机模拟,能够使科学家预测其他难以应付的系统的行为。可以通过他们对现实世界的预测的比较重复循环评估来改善模型,然后不断调整模型。最终,潜在地产生对被模拟现象的洞察力。

在某种程度上,概念模型是科学家认同的思想模型的外部衔接,与思想模型紧密相关。相应地,更好的思想模型也会引发对科学的更深程度的理解,提高科学推理。因此对模型本身及其在科学中的角色的理解能够帮助学生建构和修正现象的思想模型。工程师利用概念模型分析现存的系统,能够发现哪里存在缺陷,以及什么条件下可能改善或者检测新问题的可能解决办法。工程师也使用模型将设计图像化,并对其进行更高水平的改良,与他人交流设计特点,并且检测原型设计的效能。模型,特别是为相关自然定律和材料特性编码的现代计算机模拟,对了解和测试结构设计特别有帮助,例如,应用到建筑物、桥梁或者飞机等方面的结构设计,这些工程产品费用昂贵而且必须经受得住罕见的恶劣条件。其他类型的工程问题在设计和检测阶段也会受益于专业的计算机模拟的使用。但是正如在科学界一样,使用模型的工程师必须注意到它们的内部局限,在已知情况下进行测试,确保它们的可靠性。

(三)分析和解释数据的不同

电子数据表和数据库是分析数据的有用方式,特别是大数据。大量工具能够帮助识别数据关系,包括表、图和数学。表将大量数据的主要特点简化为方便易理解的形式,图提供视觉上简化数据的方式,数学对表达数据集不同变量之间关系很必要。现代计算机图像工具通常使数据呈现不同形式,从而使学习者在他们的分析中互动地使用数据。此外,标准统计技术可以帮助减少将一个变量与另一个变量之间关联的错误效应。数据一旦被收集,就要以揭示任何模式和关系的形式呈现,其结果可以被用来与他人讨论。因为原始数据没什么意义,科学家的一个主要任务就是通过列表、制图或者统计分析来组织和解释数据。这样分析可能产生数据的意义以及它们的相关性,最终它们可以被用来作为证据。工程师也要基于一个可实施的具体的设计做出决定,他们很少依赖反复试验。工程师通常用模型或者原型分析一个设计并收集它如何运作的大量数据,包括在极端条件下。这种数据的分析不仅能预示设计结果、预测或评估效能,也能帮助定义或者澄清问题、决定经济可行性、评估被选方案以及调查失败原因。学生需要机会分析大型数据集,识别数据内部相互关系。信息技术的发展可以使学生运用互联网,随时获得大量科学测量数据,这些数据扩展了学生体验的范围,帮助阐明、分析和解释数据的重要性。

(四)运用数学和统计思想的不同

数学和计算工具是科学和工程的中心。数学能对变量进行数值表示,对物理实体之间关系进行符号表示,以及结果预测。数学为描述和预测现象,如原子结构、万有引力和量子力学提供有力的模型。自从20世界中期,计算理论,信息和计算机技术、运算法则将所有科学和工程领域进行彻底的图像化变革。这些工具和技术允许科学家和工程师收集和分析大型数据集,搜寻特色模式,用之前不可能的方式识别关系和重要特点。他们也提供有力的新技术,利用数学模拟复杂现象。数学(包括统计)和计算工具对数据分析是有必要的,尤其是对大数据集。从不同角度和不同图形审视数据,测试不同变量之间关系,探索多样外界条件的交互作用需要数学技能能力,这种能力通过计算技能得到提高和拓展。数学和统计是科学调查中很有力的工具。数学作为工具具有双重实用功能,即具有作为科学语言的交流功能和进行逻辑推演的结构功能。数学能精确地表达观点、识别物质世界的新观点。例如,爱因斯坦基于狭义相对论运用数学分析产生能量守恒的概念。

麦克斯韦通过对电与磁反应的数学分析,产生了现代对电磁波的理解。现论物理学深深地受到数学的影响,也就没有必要区分数学和非数学部分。在许多现代科学中,预测和推理有概率论的性质,所以理解概率数学和统计推理是理解科学的重要部分。工程也涉及数学和统计技能。例如,建筑工程师基于自然定律,创造桥的数学模型和建筑设计,测试它们的效能,探究它们的结构界限以及评估它们是否可以在可接受的预算内完成。实际上,任何工程设计都会提出他们解决办法中有关计算的问题。尽管在科学和工程领域,数学和统计思考应用上存在不同,数学通常将两个领域联合在一起,使工程师能应用科学理论的数学形式并且使科学家使用工程师设计出来的有效的信息技术。两种专业人才可以完成调查并且分析和建构复杂模型,没有这些复杂模型是不可能解决问题的。

(五)最终目的不同

科学的目的是提高人类理解世界的能力。因此科学理论被开发用来解释特定现象的本质,预测未来事件,或者对过去事件推理。科学发展解释性理论,例如疾病微生物理论、宇宙起源的大爆炸理论、达尔文的物种进化理论。虽然它们的角色通常会被误解,毕竟“理论”一词的非正式使用可能意味着猜测,但科学理论是基于重要知识和证据的构想,在新证据下修正,在广泛的认可和应用之前,必须承受住科学界的仔细检查。理论不仅仅是猜测,它们特别有价值,因为它们为多种事例提供解释。科学解释是对科学理论与具体观测或者现象之间的联系的描述,例如,它们解释被观察变量之间的关系,描述相关的因果推理的结构。通常,理论首先表现为特殊境况下问题的具体模型,然后基于模型而发展解释。例如,如果一个人了解了氧气在体内如何获得、运输和使用,那么循环系统将会被开发出来,被用来解释为什么锻炼可以使心率和呼吸频率增高。在科学上,“假设”一词也与在日常语言中使用不同。科学假设既不是科学理论也不是猜测,它是对可以预测在特定情况下将会发生的事情的观察现象的拟真解释。假设是基于对现存的相关情况的理论理解,通常也基于问题系统的一个具体模型。

在工程上,目标是设计而不是解释。开发设计的过程是迭代性和系统性,正如同在科学上开发解释或者理论的过程。然而,工程师的活动含有区别于科学家活动的因素。这些因素包括:详述预期办法质量的限制和标准、开发设计计划、制造和测试模型或原型、从备选设计中选择最满足设计标准的设计、基于原型或者模拟的效能改良设计观点等。总之,以往教育主要关注具体科学劳动力产品,即科学事实,而不去了解科学事实是如何形成的或者忽略科学在世界领域的许多重要应用,会曲解科学并使工程的重要性边缘化。因此需要重视教学中的工程实践。参与科学实践可以帮助学生明白科学知识的发展,这种直接的参与可以使他们欣赏到调查、塑造和解释世界所用的广泛方法。参与工程实践也能帮助学生明白工程师的工作以及工程和科学之间的联系。参与这些实践能帮助学生形成对科学和工程的交叉概念和学科观点,也帮助他们认识到科学家和工程师的工作是创造性活动,这种活动深深地影响着他们所生活的世界。此外,它能使学生的知识更有意义,深深地植入他们的世界观。学生可以认识到科学和工程能应对现今社会面临的许多挑战,例如,如何产生足够的能源、预防和治疗疾病、持续提供新鲜的水和食物,应对气候变化等。

三、总结

这种对工程与科学进行的区分需要做更多的工作,需要两个研究共同体都有兴趣找到真正的不同与界限在哪。科学家们可能更关心的是相关实体的本质,工程师更关心了解观察的结果。科学家们可能更关心的是关于高度理想化的系统的描述,工程师关注现实世界的进程。我们需要更好地了解在这两个领域中的角色模型。工程哲学作为哲学发展中的一个不断生长的领域,仍有很多工作要做,需要揭示与科学的理念更多的相似之处和差异。

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[关键词]卓越工程师教育 车辆工程 培养模式

[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2014)16-0029-02

目前,我国相当多工程类专业的培养都强调理论的培训而缺乏实践的锻炼,这就使很多大学生缺少实际经验、找工作难。另一方面,一些急需专业人才的企业又招聘不到合适的人才。河南工业大学车辆工程专业课题组就此针对国际和国内的相关专业的人才培养做了研究,依托校内实验教学示范中心、工程训练中心、校外人才培养基地及郑州市产业集群优势,采用“2+2”培养模式,搭建“2基地、3层次、5模块”的三级递进式实践教学平台,打造“两全一双、协同联动”的教学团队,从而构建起具有本校特色的车辆工程专业卓越工程师教育培养模式。[1]

目前,我国设置有车辆工程专业的高等院校大约有126所,其中河南省有河南科技大学、河南工业大学、中原工学院、河南理工大学、洛阳理工等高校。河南工业大学是教育部批准的全国第二批实施“卓越计划”的133所高校之一。其车辆工程专业已有15年的办学历史。学校依据地理位置优势和郑州市多家汽车制造企业的支撑,形成了自己的办学特色,在汽车设计、制造和理论研究等方面取得了一定的成绩。

一、发达国家高等教育关于工程师的培养

发达国家的高等教育都比较注重人才的培养,采用实践教学的方法。他们教学时采用的实践训练比较早,教学与实践相结合,在课堂中解决实际工程中存在的问题,以增加学生的实际操作能力,为学生提供技能培训。这样,学生毕业后就可以把课堂中的理论应用到实践工程和操作上去。这些都是我们应该学习和借鉴的宝贵经验。总的来说,发达国家的工程师培养包括如下方式:

1.美国高校培养模式。这种模式将学生的时间规划成半天交替式,上午在校学习理论知识和基础知识,下午、晚上去企业实习,参加工作,以此来积累经验,将所学理论应用到实际中去,学校将这些工作经验也计入学分。这样,学生每周可以积累15-25小时的工作经验。2.英国高校培养模式。该模式采用的是著名的“三明治”教育模式,要求学生将工作时间安排在学习之间,先学习理论,再应用到工作中去,然后总结工作中的经验、教训,再次学习,以此得到提升。时间上,三年制的工作时间不得少于1年;四年制要保证18个月的工作时间。3.德国高校采取企业主导型、工程型人才培养模式。德国四年制教育,要求学生先进行两个学期的理论学习,然后确定大概的就业方向。第三学期学生就去企业实习工作,到第七和第八学期的时候,学生在导师和教师的帮助下接受工程师项目,并完成设计和工作。

二、我国工程专业人才培养存在的问题

(一)工程教育偏学术

我国目前的教学模式缺乏双师型教师,教学评价体系也不合理,重理论轻实践,以论文级别来评比。

(二)忽略学生个体差异性

近年来,随着高校的扩招,大多数高校通常采用大班或合班的形式对学生进行授课,忽略了学生个体差异性,不能进行因材施教,不利于学生职业能力的提高。

(三)专业基础课程教学手段单一

现在国内大多高校仍在采用“教师一言堂”式的教学模式对学生进行授课。“教师一言堂”的教学模式带来了很多负面影响:1.教学方式单一。2.教学方法呆板。这种模式不能充分调动学生的积极性,不利于学生基础知识的夯实,不利于提高学生专业涵养和知识及其实践能力。

(四)在实践教育方面严重欠缺

近年来各高校在校企合作培养工程人才方面取得了一定成就,但现在企业对于校企合作教育的认识还不到位,参与的热情不够,责任感不强。此外,政府并没有出台相应的优惠政策和鼓励措施,再加上学校和教师对于实践教育的监管不充分,难以达到实践目标。

三、卓越工程师培养模式的建立与实施

(一)“2+2”模式培养

根据未来经济社会发展对汽车卓越工程师的人才需求,河南工业大学车辆工程专业制定了关于“卓越工程师培养计划”的培养方案。方案紧密结合汽车技术前沿理论,以汽车工程关键技术为指导,以校内实验教学示范中心、工程训练中心、校外人才培养基地为依托来实现培养复合型人才的目标。复合型人才具有汽车技术工程背景,能掌握汽车技术系统理论和汽车工程领域的专门知识与关键技术。“卓越工程师培养计划”的培养方案实施需要两个阶段(两年基础教育、两年专业技术教育和企业实践)的“2+2”人才培养模式。该模式突出企业的实践学习,要求学生在企业实践的时间累计不少于36周。通过这样加强学生综合运用知识、解决实际问题、沟通交流、团队合作、知识创新的能力。

车辆工程专业卓越工程师的培养主要划分为三个层次:通识教育、工程基础教育以及工程专业教育。这三个层次的划分标准以学生的工程实践能力、创新能力、科学研究能力三个能力为核心,以工程的实践与科研训练为主线。培养方案突出设计了包括工程学概论、汽车工程专题课程、工程应用类课程、科研训练、企业实践等教育内容,从理论到实践对学生进行学习指导,从学生的角度来进行设计,让学生对学习专业领域的知识感兴趣,以此逐步提高学生在工程实践、创新、科学研究方面的能力。

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现在的教育体系下高校的工程教育存在着一系列问题,严重影响了工程专业人才创新能力的培养。通过分析工程教育的现状,对高校工程教育课程改革与发展提出建议:培养有创新意识的人才,对人才培养模式进行调整,构建全面综合化的高校工程教育体系。

关键词:

工程教育;课程改革与发展;人才培养

21世纪的今天,全球化日益发展,人才的竞争日益激烈,尤其是具有创新能力的人才竞争。深化高校工程教育改革,推进工程教育专业学生的创新能力,是实现高校工程教育发展进步的切实步骤。教育是推动人类不断社会进步的重要措施,高校工程教育不仅仅是为了让培养出的工程专业人才能工作,更是要让他们推动社会进步。高校工程教育课程改革能够让学生更加适应社会的需要,推动社会的进步,提升国家的综合竞争力。

1社会对工程技术人才需求情况

专业人才的社会需求状况是随着经济的发展和科技的进步不断变化的。我国积极参与到世界的竞争,这就包括了人才的竞争和教育的竞争。随着经济的发展,社会的进步,各个领域对工程专业技术人员的需求越来越迫切,这就要求高校对现在的工程教育体系进行改革,培养高素质的人才。在一项工程进展中,不同环节的技术工作需要不同类型的人才、不同层次的专业技术人才,此外还有一些研究方面的学术型人才。由于社会分工不同,技术工作的种类不同,对人的要求结构就不同。普通的、低级技工,不需要培养,在平时的操作实践中就可以掌握相应技术;再高级一点的技工,普通职业技术学校就可以培养;高校对工程专业人才的培养,才是培养高层次的技术人才。

2高校工程教育的差距

我国高等工程教育虽然已经出现了很长时间,但真正发展的时间并不长。虽然在发展中形成了一定的体系,在现代化建设中发挥了重要作用,并且能基本上适应社会主义现代化建设的要求,但不得不说现行的人才培养体系存在着不少问题。现行教育制度基本上是重理论轻实践,导致工程教育专业毕业生专业素质并不高,大部分专业人才毕业后并不能从事对口专业。调查显示,每年大学生毕业人数激增,但是社会上还是缺少专业人才。这就表明工程教育体系不合理,教学内容与实际不相符,在教学中没有加入新兴的学科或者本学科新出现的理论成果。国家层面也没出台相应的规范措施加强工程基础教育,再加上不重视学生自主创新能力的培养,导致学生的思想僵化,参加工作时面对出现的变化反应不灵敏,缺乏竞争能力。高校工程教育并没有把学习的主动权交给学生,学生只是被动地接受知识。综合以上因素,只有对高校工程教育改革才能适应社会对人才的需求水平。

3高校工程教育改革的措施

(1)培养有创新意识的人才。

在现代化的条件下,高等工程教育必须进行改革才能适应发展的需求。现在的教育体系下过分强调专业,学生只学习本专业的知识,基本上不学习相关专业的知识,从长远来看,这种情况对社会的进步、专业人才的培养是极其不利的。随着现代化建设的推进,我国的产业结构会大幅度地调整,作为培养高级技术人才的高校工程教育专业必须培养有创新意识的技术人才,适应社会发展的要求。

(2)对人才培养模式进行调整。

人才培养模式强调人才培养的系统性,高等工程教育应该坚持培养高层次的工程专业人才。高等教育的发展,使得教育更加大众化,大众化的教育会培养大量的普通实用型人才,但是在竞争中我国的精英人才极度缺乏。大众性教育并不排挤精英教育,相反,应该把精英教育同大众教育结合起来,还要重视精英教育的发展。高校在教学资源上占据优势,就应该重视社会精英的培养,争取把每个学生培养成精英,在精英教育的理念下提升“大众化”的水平。

(3)构建全面综合化的高校工程教育体系。

综合考虑开展课程的时代背景、发展趋势,自己学校开展相应课程的优势,教师团队的质量水平,学习该门课程学生的状况,相关学科、领域的发展状况以及未来的职业发展方向,这些分析要综合地体现在人才培养方案中。综合的教育体系强调实践能力、整体思维能力和职业道德,培养目标还要与课程体系综合,然而综合并不是没有限制的,要综合就要对综合体系制定基本规范,不能一切课程都由学生选。

4结语

因为高校工程教育改革在中国受到很多情况的限制,改革不能充分进行,所以在校期间,就应该让学生认识到工程教育的重要性,培养其创新精神,让他们接受基本的训练,为将来走上社会打下坚实的基础。虽然,上述想法在中国实行起来有些困难,但是在一些工程教育发达的国家已经证明了上述措施的可行性。因此高校工程化教育改革虽然迫在眉睫,但在中国还有很长的路要走。

作者:王蓓 单位:齐齐哈尔工程学院

参考文献

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[关键词]工程教育;CDIO课;程体系

一、工程教育起源

所谓工程学是指用数学和其他自然科学的原理来设计有用物体的进程的一门应用学科。人类以工程技术作为职业的历史可以追溯到原始社会[1]。早期的工程技术与人类的军事活动密不可分,人们为战胜强大的军事对手需要营建坚固可靠的军事防御工程。由此产生了土木工程、军事工程等早期的工程项目和以营建防御工事、打造各类兵器装备为职业的工程技术人员。一般认为工程技术职业化的标志是公元前3000年左右建造的位于埃及古城孟菲斯塞加拉的阶梯金字塔。早期工程技术人员的出现极大地推进了人类基础设施建设方面技术的革新。人类社会真正意义上的工程教育只能上溯到18世纪。1702年,德国的弗赖贝格人建立了第一所以教授采矿和冶金技术为主的专门学校;1707年在今捷克首都布拉格人们建立了人类历史上最早的工程技术专门学校———捷克科技大学;国立桥路学院(1747)和国立巴黎高等矿业学院(1783)的建立标志着法国工程教育的开始;创建于1794年的巴黎综合理工学院是欧洲第一所教授数学和科学基础知识的技术专门学校。到了19世纪末,世界主要工业化国家都已建立起自己的工程技术教育体系。工程教育的发展与人类历史进程是密不可分的。每一项工程技术的进步都伴随着人类生产生活方式的改变。从人类学的角度来说,人类区别于其他生物的最为显著的特点即是人类能够通过设计和使用工具来满足人类自身生活的需要。人类能够设计和使用工具的这一特征加速了人类社会的进步。在一定意义上说,工程学发展史是贯穿广义上的人类发展史的(人类文明史、人类经济史、人类社会发展史等)。石器时代、青铜器时代、铁器时代、蒸汽时代、信息时代都与工程学的发展和进步息息相关,工程学的进步不断地建构出新型的人与世界之间交互影响的关系。工程学的发展同样延续了人类现有的文化遗产,联合国教科文组织在位于埃及南部尼罗河沿岸的阿布辛拜尔神庙的重建项目就能很好地证明这一点。

二、现代工程学视角下的工程项目

美国麻省理工学院约瑟•萨斯曼教授认为工程项目首先是具有一定的复杂性的大型项目系统,在此特点上工程项目应该具备一定的结构和行为特征。不同的工程项目之间是相互联系的,因而发展工程项目科学的远景目标是开发社会化技术,构建开放型技术社会。据此,约瑟夫•萨斯曼提出了工程项目系统的CLIOS模型,基于对CLIOS工程项目系统模型的深入分析,可以认为,一个完整的工程系统(如图2)首先是由一连串的工程项目组成的,工程师在以同一产品目标为导向的工程项目管理模式的基础上协作完成连续的工程项目以达到项目目标。一方面,工程系统本身是处在某一特定工况条件下的,而单一工况条件又是位于整个社会经济、自然环境之中的,因此工程师在进行项目设计与运行时必须考虑项目与环境之间的相互影响。另一方面,为达到较好的经济效益,工程师设计和运行一个新的工程系统需要实时接收新的技术信息以提高自身工程素养,同步了解商业信息,帮助企业进行项目决策。在新的工程系统中,单一工程是由多个相互配合的项目系统组成的,在项目系统协调作业的过程中需要工程师之间相互沟通、协同完成整体任务。由于作业系统在实际作业时存在不可预期的突发事件,工程师在实际的系统设计、维护与运行中应该尽可能地考虑突发事件的诱发因素,并制定相关对策。在上述工程项目系统中,以下概念需要特别注意:技术和商业信息:技术信息包括本行业新材料、新结构、新工艺、新理念等,工程师必须不断革新自己的工程技能才能研发并运行新产品。商业信息包括同行业的企业和产品信息、产品原料和销售信息、同区域的产品使用信息等,工程师获取上述信息的途径包括主动咨询企业销售代表、主要客户,举行产品会,分析销售报表、城市规划细则等。突发事件处理:突发事件包括安全事故、设备故障、自然灾害和其他不可预期的自然、社会因素导致的紧急事件。突发事件的处理应该贯穿工程项目的构思、设计、实施与运行全程,在项目的构思阶段应该充分考虑工程项目可能存在的不可控因素(包括操作失误、设备故障等)。在项目的设计阶段应该遵循安全设计原理,进行基于避免伤害的安全装置的设计。并在项目说明书中详细介绍与项目有关的工程系统操作要求、防护技巧及突发事件的应对策略。在项目的实施阶段要严把质量关,保障产品安全性能符合安全设计要求。在项目的运行阶段,工程师要实时监控项目系统运行情况,定期对系统进行安全评估,排查安全隐患,确保系统运行安全。处理突发事件的熟练程度是工程师工程技能的重要体现形式之一,工程师只有具备过硬的突发事件处理能力才能满足多样化的工程项目需要。项目:在工程学上将开发(或引入)并运行一项新的工程产品的所有行动理解为项目。对于一项完整的工程项目而言,除常规的项目设计与研发工作外,还应涉及项目决策、项目维护与管理等流程。一项完整的工程项目应该包括项目调研(商业调查、技术研究)、项目分析(可行性分析)、项目实施、项目维护、项目终止(以产品服役终止为标志)、项目运行评估等。应该注意的是,工程项目并不是孤立于项目环境存在的。工程师在构思、设计、实施、运行工程项目时需综合考虑社会、工况、环境等项目伦理问题。项目系统:为完成某一工程项目所研发或引入的工程系统。一个完整的项目系统应该包括控制组件、执行组件、安全组件和定位组件4个部分。工程项目通过控制组件来控制项目整体进展。在这一过程中,安全组件保障整个项目系统安全、稳定地运行,定位系统保障项目系统的顺利安装与平稳作业。目标导向的项目管理:项目管理的目标是指在一定预算资金的支持下,在一定的时间内,按一定的技术和绩效标准,完成既定项目。依据项目管理对象的不同,项目管理可分为任务管理、技术管理、组织管理、资源管理4大类。好的项目管理应该是基于明确的项目目标的。这是因为明确的项目目标属于项目决策所必需的工作内容,可用于确定重点的项目任务和关键问题,可用于分清必需和不必需的工作,以避免人力和资源的浪费。人际交往:指工程师通过一定的工程学表达方式、语言文字技巧、肢体动作、面部表情等表达手段将工程项目信息传递给工程项目相关人员的过程。良好的人际交往关系有助于工程师更好地研发并运行项目系统。运行:一项完善的项目运行应包含项目执行的所有细节,具体说来应包括原料采购管理、设备管理、安全管理、环保管理、产品质量管理、项目进度管理、财务控制管理、行政管理、突发事件管理等内容。环境:即项目运行环境,环境是项目管理的基本要素之一。一个项目的完成通常需要对项目所依存的大环境有着敏感的认识和正确的理解。项目及其管理在通常情况下对环境有着极大的影响,但同时也受环境受制约。项目环境分为内在环境和外在环境。具体说来工程项目运行所需环境包括自然环境、社会经济环境、政治环境、员工作业环境等。

三、CDIO与CDIO课程体系

CDIO(Conceive-构思,Design-设计,Im-plement-实施,Operate-运行)教学模式是美国麻省理工学院和瑞典皇家工学院等4所院校在Wallenburg基金会的资助下,经过几年的研究、探索和实践,于2004年创立的一种新型工程人才培养模式[3]。CDIO模式下的工程人才培养模式主张以产品研发到产品运行为载体,注重以主动的、实践的方式学习。CDIO教学模式的最大特点是与工程项目联系紧密。结合玛丽亚•克努森威德尔等人在第三届国际会议上阐述的观点,[4]表1中给出了CDIO教学模式各阶段与工程项目活动的对应关系:

四、学科背景下的CDIO工学课件

CDIO教学模式强调的一体化教学模式既不同于传统的学科教学,亦不同于传统的项目教学(如图3所示):传统教学模式下的学科式教学缺乏工程实际应用方面的指导,传统项目式教学在理论知识储备方面的表现又明显不足,CDIO教学模式试图在学科教学与工程项目实践之间寻求一个契合,以期建立集系统化的理论知识与科学化的项目实践于一体的教学模式。结合学科的基本特性(即相对独立的知识体系)和已有的研究结论[6],在考虑学科体系完备性的基础上,本文拟定了如表2所示的不同层次的CDIO一体化教学模式下的学科课程体系对照表:

五、CDIO工学课程体系

以机电安全工程课程为例,从工程实践的层面来看,机电产品安全体系的确立有赖于工程技术人员过硬的机电安全知识,课程大致体系如图4所示:考虑到教材的不易变更性和课程编排的灵活性,拟定CDIO项目层次、课程体系、教材内容和课程内容的对照表如下:

六、CDIO课程改革关键词解析

基础课程(Cornerstone):即工程学基础课程,包括数学、力学、信息技术、语言表达等相关课程,一般在第1-6学期开设。顶层课程(Capstone):即工程实践课程,后于基础课程开设,包括设计课程、建造课程和运行课程等,一般第7-8学期开设。IDE-studio:全称为IntegratedDevelopmentEnvironmentStudio,即集成研发中心,通常是学生以项目团队的形式在一个被称为“虚拟原型”的环境中进行项目开发,用于支持真实的工程项目。“虚拟原型”应该包括用于虚拟开发环境的计算机、项目虚拟系统、视频会议设备等。图5和图6分别给出了以机械工程和电气工程为例的集成研发中心结构示意图:纵向研究:研究者连续跟踪研究一个学习小组数年学习状况。纵向研究能够较好地研究实行CDIO课程对受教育者的积极影响,获取较为全面、及时的效果反馈。疑难卡(MuddyCard):一种课堂卡片。用来让学生反馈课程重点难点。疑难卡不仅可以用来掌握学习者课堂中存在的疑难,而且可以用于预习效果的反馈,甚至可以作学习者家庭作业的一部分,用于实时检测学习质量。朋辈评价:学习者之间的相互评价。可以作为常规性教学评价的重要参考依据,弥补当前学生工程伦理评价、团队协作评价等诸多方面的缺失或不足。

七、尚未涉及的问题

本文虽然提出了一个较为可行的工程项目系统的概念,并结合具体的课程开发实例,诠释了一个较为完善的CDIO工程课程体系,也对CDIO工程教育改革中的核心概念进行了初步分析,但尚有以下问题亟待解决:首先,CDIO课程评估标准的考虑。CDIO课程提到了“一体化的教学”的概念。但诸如一体化的教学如何设计、一体化的教学如何评估等核心问题尚未涉足。一体化教学评估体系的建立是进行CDIO工学课程改革的重中之重,这是因为只有明确了一体化的教学评估的标准才能为相关课程的改革提供一个可参照的具体依据。其次,关于工程项目引入的决策问题。既然CDIO工程教育改革强调对学习者“工程实际应用方面的指导”,那就必然要在CDIO工程教育体系中引入切实可行的工程项目。任何新生事物的引入都存在一个价值的问题,工程项目也不例外。这类价值的讨论或许会集中在“引入的工程项目是否贴合工程实际”、“工程项目与课程体系的相关性如何”、“学生是否参与工程项目的立项构思”、“教师是否对工程项目的实现及运行进行可行性分析”等问题上。再次,CDIO课程考核模式的确定。参考麻省理工学院已有评价体系及最新的教育评价研究成果,现在只能初步拟定如表4所示的粗糙的综合能力评价方案:最后,普通本科院校的CDIO工程教育改革问题。普通本科院校为数众多,生源也较为集中,如何在普通本科院校开展CDIO工程教育改革是摆在我国工程教育改革道路上的重大难题之。

参考文献:

[1]UNESCOReport2010:Engineering-majoris-sues,challengesandopportunitiesfordevelopment.[R].UNESCOPublishing.2003-978-92-3-1039-03-4:30-31.

[2]Prof.JosephSussman.FrameworksandModelsinEngineeringSystems/EngineeringSystemDesign:LectureNote6:3.MITCourseNumber:ESD.04J/1.041J/ESD.01J.

[3][5]E.Crawley,etc.RethinkingEngineeringEd-ucation-TheCDIOApproach.[M].SpringerPress,2007.1-4,88.