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卓越工程師工程能力的構成及培養路徑
卓越工程師工程能力的構成及培養路徑基金項目：浙江省教科規劃2011年度重點研究課題“基于‘卓越工程師’培養中的工程能力構建和提升研究——以寧波工程學院為例”（SB119）
作者簡介：洪曉波（1962-），男，浙江余姚人，助理研究員，主要從事工程教育管理和教學研究。
洪曉波
�。▽幉üこ虒W院，浙江 寧波 315016）
摘要：針對應用型本科院校培養卓越工程師的教育改革實踐，分析應用型卓越工程師工程能力的內涵和構成，并對其培養路徑進行了闡述，如在教育思想上樹立工程教育觀，改革課程體系與教學內容，改進教學方式和教學方法，加強實踐教學和拓寬實踐渠道，推進與工程能力培養相適應的學習評價方法改革，從社會實踐中提升工程綜合能力，加強教師工程實踐經歷的鍛煉等。
關鍵詞：卓越工程師；工程能力；構成；培養路徑
中圖分類號：G642.0文獻標識碼：A文章編號：1674-5884（2013）04-0043-04
為了培養具有實踐和創新能力的新型工程技術人才，適應社會發展需要，教育部決定實施“卓越工程師教育培養計劃”（以下簡稱“卓越計劃”）。通過教育和行業、高校和企業的密切合作，以實際工程為背景，以工程技術為主線，著力提高學生的工程意識、工程素質和工程實踐能力，進而培養大批各類型的工程師。“卓越計劃”的核心就是培養學生的工程能力和創新能力，而它又是當前國內高校在工程教育中普遍存在的薄弱環節之一。由于工程實踐中遇到的實際問題，經常是不確定的，有些還甚至包括未發現的科學，我們必須用處理工程問題特有的方法和手段來解決。因此，卓越工程師教育必須加強學生工程能力的培養，使學生掌握獨立觀察、判斷和科學分析的方法，學會在復雜多變的實際問題中抓住主要矛盾，并以合理、經濟、簡便的方式來解決工程技術問題，提高工程能力及結合實踐的自我學習、自我完善能力，使他們真正成為企業需要的合格工程人才。盡管工程能力是在一個循序漸進、逐步提高的過程中形成，但作為擔負工程技術人才培養任務的“卓越計劃”，如何從學生的工程能力內涵出發，構建卓越工程師工程能力的結構體系，尋找工程能力培養的有效途徑，著力提升工程能力培養力度勢在必行。本文旨在針對目前工科院校的工程教育改革實踐，分析應用型卓越工程師后備人才的特點，就工程能力的培養進行探討。
一卓越工程師工程能力的構成分析
（一）工程能力的內涵
工程教育中學生的工程能力是指學生的綜合素質在工程實踐活動中表現出的實際本領和能量。它不能脫離其特定的職業崗位而談其應具備的能力［1］。作為工程教育的“卓越計劃”培養目標是現代工程師，現代工程師除需要具備在一般活動中表現出來的思維能力、學習能力、觀察力、記憶力等外，還應具備以下5個方面的特殊能力：（1）判斷和分析能力；（2）解決工程實際問題的實踐能力；（3）工程創新能力；（4）表達與交流能力；（5）協調和組織能力。
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在對學生工程能力內涵分析的基礎上，結合當今我國經濟社會對工程技術人才的要求，比較卓越工程師其他各層次、類型的培養標準，應用型卓越工程師以服務地方經濟建設和解決工程實際問題為主，側重培養從事工程施工和管理的現場工程師，分析其職業特征，應用型卓越工程師的能力結構可分解為以下6個方面：（1）遵循職業道德和養成職業價值觀的能力。在現實社會生產過程中，工程活動不是在一個獨立封閉的系統內進行的，它廣泛地涉及到人文、自然、精神和社會等方方面面的問題，并且帶有明顯的功利性，而這種功利性經常與工程利益關聯者的利益沖突相互交織在一起。工程師應該依據職業道德標準對公眾的健康、安全和福祉負責，并能有效調節工程利益關聯者的各種利益沖突。培養卓越工程師，除了要求他們具備專業技術能力和工程技術的應用之外，還要他們在各類工程活動中，遵循職業道德和具有在利益沖突、道義與功利矛盾中做出道德選擇的能力。（2）獨立獲取知識與具備終生學習的能力。在日常的工程實踐活動中，會不斷遇到新的知識和理論。在本科學生教學過程中，需要重視培養獨立獲取知識這一能力，目的是要求學生自己根據規定能熟練、高效地學懂本專業有關新的文獻和資料，而且還能學懂相鄰專業新的知識和理論。此外，由于現代科學技術的迅猛發展，交叉學科、邊緣學科不斷涌現，知識積累與更新、發明與創造呈指數增長，原有的知識和技能很快就不夠用或過時，在激烈競爭中要想生存和取勝，必須具備終身學習的能力，能不斷進行有目的的知識充電，為繼續發展奠定良好的基礎。（3）思維判斷與科學分析的能力�，F代工程實踐活動要求工程師能密切關注國內外相關領域的政治、經濟、科技、生產、能源、環境等信息，熟練掌握文獻情報的檢索技術，并在此基礎上進行系統分析和利用。能夠獨立觀察與判斷問題，會運用理論進行推理分析，具有運用科學分析方法來解決工程實際問題的能力。（4）工程綜合設計與實施的能力。在設計一項工程或一種產品時，必然會有諸多因素對其產生影響，凡能夠妥善綜合各種因素而得出優化設計方案的能力，就是綜合設計能力。工程的實踐性是工程與科學的顯著區別，而理論與實際相結合是工程活動的靈魂。因此，還必須具備解決工程方案的具體實施能力。（5）交往、溝通與社會協調的能力。工程實踐活動往往涉及多種學科、多個部門，與社會各個方面會發生密切聯系，許多大的工程技術項目必須應用各種領域的知識才能完成。學會與人共事、具有團隊協作精神是成為現代工程師的通行證。所以，具備語言與文字的表達交流能力、人際關系的溝通能力、綜合協調與管理工程活動的能力十分重要。（6）創造創新的能力�，F實世界的許多實際問題需要工程活動來解決，創造性是工程的核心，工程的根本任務是將科學技術轉化為生產力，這種轉化就是一種創新。唯有創造和創新，工程科學或工程應用才有生命力。因此，必須樹立創新意識，訓練和養成創造性思維能力，掌握創新技巧與創新方法，并在工程實踐活動中靈活運用。
二應用型卓越工程師工程能力培養的路徑
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切實轉變教育觀念，突破固化的教育思維定勢，樹立大工程觀意識，明確工程能力培養在“卓越計劃”中的地位與作用，以工程能力培養為特色，確立真正體現面向工程的新教育教學理念和人才培養目標，使工程教育的任務由培養工程科學家向培養企業工程師轉變。要讓學生從大學學習伊始就能得到工程意識的教育和培養，并且在校期間建立起牢固的工程概念或工程意識，使他們能從工程觀點出發學習知識、研究問題、思考問題、處理問題和解決問題，對他們將來的工程實踐活動會帶來深遠的影響。工程教育要區別于其它教育，需凸顯工程理念、倫理、文化和工程安全及環境保護等方面的內容。針對目前工程教育存在過分強調專業化和科學化而割裂工程本身的現象，人文、科學與工程教育并重是改革的路徑，由單一學科向綜合學科轉變，由專業教育向工程素質教育轉變，由注重共性教育向側重個性發展和因材施教轉變，由注重科學系統性向重視工程綜合性轉變，由注重理論知識傳授向重視工程實踐和創新能力培養轉變，體現出科學與技術基礎之上的包括社會、經濟、文化、道德、環境等多因素的“大工程觀”［2］，由此為卓越工程師的培養構建新型的知識體系和能力結構。
�。ǘ└母镎n程體系與教學內容，增強學生工程能力
如果工科學生把科學類課程的學習當成大學的學習目標，將極大地阻礙工程能力的培養。要以改革課程體系為重點，課程設置按通識類、工程基礎類和工程專業類等三大教育內容設計，并將應用型卓越工程師學校培養標準分解落實到課程教學環節。通識教育內容包括綜合基礎和基本工具模塊。著重培養學生思想道德素質、職業道德素質、工程文化素質和基本工具的應用能力，同時也為工程專業教育打下堅實的基礎。具體有思想政治、社會、自然科學、人文藝術、經濟管理、外語、計算機信息技術和體育等知識體系組成。在通識教育實施中，還需要按不同專業類別實施分類教學，按學生學習能力和個人興趣的不同實施分層次教學。同時，通識類課程要增加實踐和學生自主學習的比例。工程基礎教育內容包括工程科學基礎和專業基礎模塊，著重培養學生掌握學科專業基礎知識、專業方向的基本理論與基本技能。工程專業教育內容包括工程專業方向和工程實踐模塊，著重培養學生掌握工程專業知識，提高專業工程實踐能力，培養創新精神。在工程基礎和工程專業教育實施過程中，以強化工程實踐能力、工程設計能力和創新能力為核心，借鑒“CDIO”工程教育理念，精心規劃、設計各個工程專業的課程，重構現有的課程體系，重組教學內容�？傊�，在“卓越計劃”實施專業的課程建設中，要遵循工程集成與創新的特征，應著重做好以下兩方面工作：一是理清能力結構，明確每門課程的能力培養目標，要基于培養標準實現矩陣，整合與重組課程教學體系；二是組織每門課程的課程內容，課程內容決定于課程目標，要保證這些目標的順利實現，必須對課程內容進行科學的篩選，實現課程內容的組織從以學科知識體系為主轉變為以實現培養目標為主。
�。ㄈ└倪M教學方式和教學方法，強化工程能力培養
現代的工程教育，教學不僅僅是傳授理論知識，而更要注重學生的動手能力和創新能力培養。因而，培養學生的工程能力，必須從改革完善教學方式和教學方法入手。首先，結合教學內容的需要，改變目前靜態、呆板的教學方法。在日常的教學過程中，應以學生為中心組織教學活動，以便學生主觀能動性的充分發揮。學會理論聯系實際，引導學生從繼承性學習走向探究發現性學習，培養學生提出新問題、發現新知識及解決問題的能力［3］。在教學實踐中摸索最適合教學內容、性質并被實踐證明有效的具有工程教育特點的新方法，結合工程實際問題，推廣主動學習、合作學習、基于問題的探究式學習、基于案例的討論式學習、基于項目的參與式學習和探索性實驗等教學方法［4］，伸展學生的智力和能力。其次，采取大班授課、小組研討、各種互動等多種教學組織形式，提倡教師團隊化協同教學，鼓勵教師探索網絡教學組織形式，應用現代教育技術，開發和利用數字化教育資源，開展信息化工程教學。為了使生產與仿真模擬練習相結合，可以嘗試建立開放式工程教學，應以學生為學習的主體，創造條件供學生發揮、創新提供一個學習的空間，并從親身實踐中引導學生掌握和靈活運用各種知識，擺脫死啃書本的現象。同時，注重結合地方產業實際，強調教學方法的地方性和實用性。通過與企業的項目合作，實現課堂、實驗實訓中心和企業的真實環境相結合，實施學生、教師和工程技術人員相交流，實行教學、科研和工程項目的相互合作，要讓學生在學習期間就能直接接觸到本地區和本行業的最新工程技術狀況，鍛煉其企業生產現場處理實際問題的能力。總之，“卓越計劃”實施專業的課程教學方法的改革和其他各個教學環節的實現方式改革，不僅要保證學生有效地掌握每門課程的教學內容和實現各個教學環節的目標，而且又要確保學生的工程能力得到訓練、形成和提高。
�。ㄋ模┘訌妼嵺`教學和拓寬實踐渠道，培育工程實踐能力
實踐環節是培養工程能力的最有效途徑。以培養工程實踐能力為重點，按照通識類、工程基礎類和工程專業類等三個實踐層次，漸進有序地分別安排實踐教學內容，并在各個實踐教學環節分解落實應用型卓越工程師各項能力培養標準。實踐教學環節既包含課內實驗、獨立設置的實驗課、各類課程設計、工程基礎訓練和專業認知訓練，又包括科研訓練、企業生產實習和畢業設計等多種形式。需建立校內工程訓練中心和校外工程實踐基地，為實踐能力的培養提供良好的實踐條件。在校內外工程實踐中，注重引入企業實際工程項目到上述實踐環節，引導學生提早介入工程項目。圍繞各項能力的培養要求，形成驗證性實驗培養學生的實驗基本操作能力、綜合性實驗培養學生的綜合能力、設計性實踐培養學生創新意識與能力的實踐教學體系。在“卓越計劃”實施專業的實踐教學中，要著重做好以下兩方面工作：一是將工程實踐能力培養目標落到實處，必須對實踐項目、內容進行整合，使之與能力的培養目標體系相適應；二是企業實習方案的設計和實施環節是重中之重，要創新實踐教學方式和拓寬企業實踐渠道。
以前的工科專業教學計劃中，也安排了一定時間的企業生產實習環節，但由于實習時間較短，針對性不強，實習效果較差，不能達到預期目標。因此，在卓越工程師的培養過程中，為了使學生的實際應用能力特別是崗位適應能力得到較好的鍛煉和培養，學校必須與企業合作，實行共同培養，這就需要建立多層次、多方位的校企聯合培養與合作模式。一是建立校企聯合的多層次培養模式。要按照人才培養和企業需求的定位，確定學生在企業實習階段的培養目標和標準。并根據“卓越計劃”實施專業的培養要求，讓學生分階段、分層次到不同企業進行專業實習和工程實踐，并在企業培養過程中實行雙導師制，充分發揮學校和企業導師的各自優勢，共同確定學生研發方向和工程課題，指導學生到企業生產一線實踐中去完成課程設計和畢業設計。要讓學生能夠有機會直接參與企業工程方案的設計和開發，熟悉完成工程任務所需的工藝和方法，從而培養學生獨立處理工程實際問題的能力和組織管理能力。二是建立校企多方位的合作模式，拓寬校企之間人才培養、工程研發等多種合作。為了增強培養的針對性和實用性，需聘請企業專家加入“卓越計劃”實施專業的教學指導委員會，共同制訂培養目標和方案。聘請具有豐富工程經驗的企業人員作為學校的兼職教師，將企業要解決的工程實際問題轉化為學生綜合設計題目。筆者認為上面所述的關鍵點是落實企業深度參與“卓越計劃”，利用學校和企業兩種不同的教育環境和資源，在兩個學習階段的教學環節與課程的分配、教學組織形式的選擇、培養方式的創新和教學資源的配置等方面上，實行分工銜接、優勢互補的改革和創新。以確保學生完成企業頂崗實習和技能培訓任務，更好地達到工程能力標準，培養適合企業需要的具有職業素質和工程綜合應用能力的人才。
（五）推進與工程能力培養相適應的學習評價方法改革
學生是否真正學到各種知識和掌握基本技能，有沒有達到應用型卓越工程師行業和學校的培養標準，效果考核、成績評價是否具有科學性、客觀性和可操作性，沒有現成的可以借鑒，這也是工程能力培養必須解決的一個重要問題。工程專業學生學習考核、評價的內容和方式應該有別于傳統教學。傳統的用于評價學生學習的方法是教學測試，如測試基礎知識、步驟和程序，以此來評價該課程的知識掌握程度。而工程教育需要模仿真實世界，學生離開課程教學后就會面對這個現實，并且許多工程環境所要求的高水平認知，僅在傳統的教學測試方法中是無法被預言和測試的。因此，在構建考核評價體系時，首先，要建立在以人為本的基礎上，對學生工程能力的評價要有一種人性化的認識。其次，要考慮個體能力與群體能力培養的相輔相成。最后，推進評價方式、方法改革，充分發揮考評導向作用，實行以課程類型進行分類評價的方法。在此基礎上建立起科學、客觀、靈活且具有可操作性的應用型卓越工程師能力培養評價體系，能夠用指標客觀、科學地定性和定量的評定學生的工程能力。要在應用部分傳統的評價方法基礎上，探索非傳統的學習評價改革。在具體形式上，可使用學生自我評價、相互評價、口頭測試、平時學習記錄、作品及成果展示和發表論文等，還可包括問題的準確表述、問題的解決方案、批判式思考、工程設計、創新設計和團隊工作坊式等，著重從原來死記硬背的考試方式轉換為生動靈活的考核。同時，為了便于課程設置、教學內容調整和教學方法的改進，應及時反饋學習評價的結果。要重點分析研究學校培養的學生綜合能力，是否貼近當今社會的快速發展和激烈競爭之需要，尋找和改進考評體系存在的問題，從而提高學生工程能力的企業認可度。
�。⿵纳鐣䦟嵺`中提升工程綜合能力
實施學生社會實踐等第三課堂教育，在各類社會實踐中訓練綜合能力，它涵蓋課外科技活動、各類校外社會實踐、各類競賽、各類技能考證和學生社團工作等課外活動�？赏ㄟ^學生參與教師的科研項目構思、設計和實施，使學生在學術科技活動中提高知識運用能力和初步的科研能力；可通過參與綜合性競賽，通過各類專業證書教育和各類專項培訓，提高專業應用能力和技術開發能力；通過組織學生參加各類社會、文化活動，提高學生的社會交際能力、團結協作精神等等。學校應將第一、二課堂學到的各種知識和訓練的各項能力與第三課堂實施有機結合，實現課外活動與課內教學、校外社會實踐與校內活動的相互融合。形成適用于應用型卓越工程師知識、能力及素質培養標準的系列課程、系列社會實踐和工程文化活動，構建項目化管理、學分制認證、規范化運作的社會實踐體系，進一步提高學生的思想品德、文化素質和工程綜合能力。
�。ㄆ撸┘訌娊處煿こ虒嵺`經歷的鍛煉
作為傳授知識的教師是工程人才培養的主體，在教學過程中，教師在學生中的引導地位和作用始終貫穿教學活動的全程，是工程能力培養的關鍵。教師應當樹立較強的責任意識，更新陳舊觀念，突破傳統的教學模式及框架，探索卓越工程師培養模式，改革工程教學實施環節。實施以學生主動學習、實踐并結合教師指導的工程教學過程，從而培養學生的職業道德、社會責任心、工程素質以及工程實踐和創新能力。教師在這個教育過程中，應該具備工程實踐經歷，能夠了解企業實際情況。學校需要通過制度管理，組織教師到各類企業掛職或實習，還可到知名大企業進行工程研發培訓，不斷加強教師工程設計、創造及管理能力等工程經歷的鍛煉，使教師更新知識、開闊視野和提高教學業務水平。同時，要鼓勵教師科研與工程實踐相結合，改變以往過分強調學術背景、學術經歷和學術成果的做法，在學校、教師的認識和實際行動上，形成重視工程背景、工程經歷和工程成果的現象。
參考文獻：
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