0 引 言

高等工程教育的目標和本質(zhì)是培養(yǎng)高級工程技術(shù)人才 [1]。 數(shù)十年來，我國高等工程教育為行業(yè)和社會培養(yǎng)了大量國家建 設(shè)與發(fā)展所需要的人才，支撐我國工業(yè)體系的形成與發(fā)展，在 國家建設(shè)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展中發(fā)揮了不可替代的作用。

然而，由于受傳統(tǒng)教育思想的影響和盲目照搬國外高等 教育模式，我國高等工程教育存在培養(yǎng)方案科學化色彩濃厚、 工程性缺失和實踐薄弱等問題 [2]。特別是實施擴招后，高等 工程教育中“工程弱化”現(xiàn)象更加明顯。大多數(shù)高校的評價體 系導向重論文、輕設(shè)計、缺實踐、沒工程的趨勢，對學生的工 程教育和創(chuàng)業(yè)訓練重視和投入不足，校企合作不到位，企業(yè) 不重視人才培養(yǎng)過程的參與。許多具有行業(yè)特色的工科院校 出現(xiàn)了嚴重的去行業(yè)化現(xiàn)象，優(yōu)勢和特色淡化，同質(zhì)化明顯。 一系列問題導致人才培養(yǎng)模式與人才需求之間的尖銳矛盾： 一方面，學生的知識結(jié)構(gòu)難以契合企業(yè)的實際需求 ；另一方 面，企業(yè)技術(shù)人才出現(xiàn)斷層，而這已成為制約企業(yè)發(fā)展的瓶 頸。在這種情況下，高等工科教育回歸工程本質(zhì)乃大勢所趨。 2010 年，教育部根據(jù)我國現(xiàn)階段高等教育存在的問題，結(jié)合 國家產(chǎn)業(yè)發(fā)展與調(diào)整對人才的需求關(guān)系，啟動了“卓越工程師 教育培養(yǎng)計劃”；2017 年，復旦大學、天津大學等提出了“新 工科”計劃行動，該計劃行動將大大加快我國由工程教育大國 邁向工程教育強國的腳步。該計劃的宗旨是面向工業(yè)界、面向 世界、面向未來，培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強、適應經(jīng)濟社會 發(fā)展需要的高質(zhì)量各類型工程技術(shù)人才，為建設(shè)創(chuàng)新型國家 提供人才支撐。

1 高等工程教育與教學理念

世界發(fā)達國家為適應現(xiàn)代化工程的要求，十分重視本國 的工程教育研究和改革，并且已形成了各自比較完善的培養(yǎng)體 系和科學的培養(yǎng)模式 [3]。目前，國際工程師培養(yǎng)主要分為以下 兩大模式 ：

（1）以美國為代表的“華盛頓協(xié)議”成員模式 [4]，即大學 生在校期間著重進行工科基礎(chǔ)教育，畢業(yè)后由社會提供工程 師職業(yè)方面的教育，并通過專門的考試和職業(yè)資格認證后成 為合格工程師；

（2）以德國和法國為代表的歐洲大陸國家模式，即大學 生在校學習期間就要完成工程師的基本訓練，畢業(yè)時獲得一個 工程師學位，同時也是職業(yè)資格。

兩種培養(yǎng)模式雖然形式不同，但都注重實踐教學，并較 早開始進行工程綜合訓練。通過實踐課程或項目開發(fā)，將工程 實際問題帶入課堂，學生在企業(yè)接受實踐操作技能培訓。

高等工程教育十分重視實踐技能教學 [5,6]。在國外許多工 科大學中，實踐教學占有很大的比例 [2]。如美國斯坦福大學工 程專業(yè)，各種實踐性學分為 83，占總學分的 43%。其多層次 的 Project 訓練、多形式的課外實踐構(gòu)成了完整的實踐教學體 系，開放的實踐教學環(huán)境、眾多社會和企業(yè)實習鍛煉機會為 學生提供了良好的能力培養(yǎng)平臺。同時，具有特色的人文素質(zhì) 教育體系既注重學生法律法規(guī)的教育，也注重表達能力、與人 交流能力、協(xié)作精神的培養(yǎng)，將素質(zhì)教育與專業(yè)知識學習有機 結(jié)合。美國大學工科教育以強調(diào)專業(yè)基礎(chǔ)理論教育、終生學習 的思想、工程科學與社會和環(huán)境協(xié)調(diào)的思想、工程實踐中的 責任感和職業(yè)道德教育形成了鮮明的特色。在德國工科教育中， 實踐教學地位舉足輕重，在教學計劃中占有大量學時。斯圖加 特大學機械工程系基礎(chǔ)學習階段的課程實踐練習課與講課比達到 1∶2，專業(yè)學習階段比例更高，各種生產(chǎn)實習就有 26 周， 由此保證工程教育的特色和特點。

2 工程教育對人才培養(yǎng)方案修訂思路

高等學校人才培養(yǎng)方案是教育教學的總綱，是人才培養(yǎng) 體系的主要內(nèi)容。一所大學人才培養(yǎng)體系的建立是一個不斷完 善的過程，不但需要具有自己的特色和特點，更要符合可持續(xù) 發(fā)展的需求。根據(jù)工程教育的內(nèi)涵與發(fā)展趨勢，在新的人才 培養(yǎng)方案修訂中應關(guān)注國家社會需求和工程教育認證標準 [7]。 人才培養(yǎng)方案修訂的主要思路應該注重以下方面：

（1）以區(qū)域經(jīng)濟和行業(yè)發(fā)展需求為導向，以注重工程應 用和創(chuàng)新能力培養(yǎng)為目標，提倡知識、能力、素質(zhì)三位一體協(xié) 調(diào)發(fā)展的教育理念，堅持“以德為先、能力為重、全面發(fā)展” 的人才培養(yǎng)觀和“面向社會、面向世界、面向未來”的國際化 視野，遵循高等工程教育規(guī)律，為國民經(jīng)濟建設(shè)培養(yǎng)工程應用 型建設(shè)人才。

（2）人才培養(yǎng)類型方面，依據(jù)不同學校的定位，堅持立 足區(qū)域，面向全國，服務主導行業(yè)及地方經(jīng)濟與社會發(fā)展，培 養(yǎng)具有“基礎(chǔ)厚實、作風樸實、工作扎實、為人誠實、勇于創(chuàng)新” 特點的高級工程技術(shù)人才。

（3）在專業(yè)課程體系與教學內(nèi)容方面，能夠體現(xiàn)行業(yè)信 息化特色和應用優(yōu)勢，即以相關(guān)專業(yè)為基礎(chǔ)，融入計算機科學 和信息技術(shù)等多學科知識。在課程內(nèi)容上，結(jié)合行業(yè)工程需 求進行延伸，形成具有明顯行業(yè)特色的課程體系。

（4）在課程體系設(shè)置方面，以工程范式為指導。強調(diào)工 程自身的綜合性，實踐性和創(chuàng)新性 ：一是注重知識、能力、 素質(zhì)培養(yǎng)的一體化 ；二是技術(shù)要素與非技術(shù)要素培養(yǎng)的一體 化。強化綜合訓練環(huán)節(jié)，增強學生的工程應用能力和解決復 雜工程問題的能力，培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作和創(chuàng)新精神。

（5）在課程計劃內(nèi)容組織和次序方面，注重以相互支撐 的理論知識為經(jīng)，以一系列能力為緯，經(jīng)緯交織，實現(xiàn)理論與 實踐的結(jié)合，以及知識、能力、素質(zhì)培養(yǎng)的有機融合。

3 工程教育專業(yè)課教學改革與實踐

3.1 專業(yè)課程教學中存在的主要問題

工科專業(yè)類課程是學生學習工程知識、訓練工程思維方 式和培養(yǎng)解決復雜工程問題能力的重要環(huán)節(jié) [8]。工程知識具 有綜合性、系統(tǒng)性及實踐性強，表現(xiàn)形式多樣，涉及面廣等特 點，屬于復雜知識，所以工科專業(yè)類課程教學與生動形象的文 科類課程和抽象縝密的理科類課程相比具有更大的難度。

目前，我校工科專業(yè)類課程教學中主要存在以下問題 ：

（1）在課程設(shè)置方面，按照公共課、基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課、 專業(yè)課、專業(yè)選修課的層級序列構(gòu)建課程體系，有利于學生 掌握學科知識體系，但對工程實際體現(xiàn)不夠 ；

（2）現(xiàn)有課程更偏向于科學教育模式，注重抽象的、脫 離工程背景的知識和概念的傳授，缺乏系統(tǒng)性和工程實踐性， 沒有充分體現(xiàn)工程知識的特點，不符合學生認知工程過程的 規(guī)律 ；

（3）教學方法依然以課堂內(nèi)教師講授為主，存在傳統(tǒng)化、 單一化的現(xiàn)象，對學生科學思維、主動學習的訓練和激發(fā)不夠；

（4）實踐教學與理論教學結(jié)合不緊密，實踐教學理念陳 舊，訓練中大多數(shù)學生處于被動狀態(tài)，積極性不高，導致實踐 能力培養(yǎng)實效性不高；

（5）學生習慣延用學習中學知識的學習方法來開展工程 知識的學習，學習中以做題和死記硬背為主，無法真正掌握和 運用知識。

3.2 基于工程應用鏈接一體化課程教學改革

專業(yè)課作為工程知識學習的主要途經(jīng)，在教學中必須遵 循工程知識所具有的綜合性、實踐性、關(guān)聯(lián)性和遞進性等特點。 在現(xiàn)有的以學科體系為基礎(chǔ)的課程設(shè)置中，工程知識分散在 個體課程中，缺乏工程實際情境化的有效聯(lián)系，學生所面對 的是獨立的課程，“只見樹木，不見森林”，知識的學習停留 在點上，沒有延伸到線和面上，很難構(gòu)成較為完整的知識體系。 工科課程體系中存在著學科之間的交叉和融合，課程內(nèi)容之間 存在著知識的關(guān)聯(lián)和融合。要促進知識點向知識面延伸，建 構(gòu)知識體系，就需要將分散的個體課程通過工程實際有機連 接起來，使學生在一個情景化的主線引導下學習知識，進行知 識的綜合及與工程實際的關(guān)聯(lián)。

我們以網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)為例，在專業(yè)課教學改革中開展了由 網(wǎng)絡(luò)集成與工程設(shè)計綜合實驗系統(tǒng)鏈接多門專業(yè)課的一體化 課程教學模式的探索與實踐。對于網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的學生，分 別開設(shè)了電子技術(shù)基礎(chǔ)、計算機組成原理、數(shù)據(jù)通信技術(shù)基 礎(chǔ)、計算機網(wǎng)絡(luò)原理、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議等主要專業(yè)基礎(chǔ)課程，并把這 些主要的原理性和概念性課程與工程類知識與能力結(jié)合起來， 使學生能夠真正具備在社會實際應用中規(guī)劃、設(shè)計和建設(shè)計 算機信息網(wǎng)絡(luò)的能力，學會并掌握具有網(wǎng)絡(luò)集成和工程項目實 施與管理的方法和手段。通過多門相關(guān)課程工程應用鏈接的 實踐訓練，大大提高了學生的工程實踐能力。

 通過三級環(huán)節(jié)培養(yǎng)學生的工程能力：

第一級是認識實驗，安排在開課前，學生通過對實際應 用系統(tǒng)的參觀和了解，學習系統(tǒng)的組成和基本工作原理，對工 程知識和應用有一個初步的感性認識 ；

第二級是系統(tǒng)的課程學習，在教學中，將應用案例引入 課程教學過程，學生通過理論學習及與工程實際的關(guān)聯(lián)，將初 級的感性認識逐漸上升為對知識的融合與理解 ；

第三級是專業(yè)綜合實驗，學習完專業(yè)課程后，集中安排 兩周網(wǎng)絡(luò)綜合實驗，促進學生通過集成綜合所學知識并結(jié)合 工程應用，逐漸將工程知識向工程能力提升與轉(zhuǎn)化。

3.3 基于研究性學習方式的專業(yè)課教學改革

在以學科體系為基礎(chǔ)的人才培養(yǎng)方案中，工程知識包含 在各專業(yè)課程中，學生通過專業(yè)課的學習獲得構(gòu)建自身工程知 識體系的基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的專業(yè)課教學主要采用“課堂講授 + 課內(nèi) 實驗”的方法。針對傳統(tǒng)專業(yè)課教學方法存在的問題，我們 提出并實踐了“問題、案例雙驅(qū)動，課內(nèi)、課外互促進，理論、 實踐相結(jié)合”的教學方法。該方法將課程教學分為課前、課 中和課后三個階段，教學方法與組織過程如圖 1 所示。

開課前，通過課外第二課堂，以科技講座和情境化工程 應用實例的形式給學生介紹本課程的基本知識和應用領(lǐng)域，引 出相關(guān)問題 ；在課程教學中，采用研究性學習方式，開展基于 問題的學習，以案例、問題驅(qū)動課堂教學，引發(fā)學生興趣、引 導學生思考。例如，在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的學習中，因其具有抽象與概 念化的特點，學生難以理解和掌握，我們通過課堂教學，同 時在課外開展基于項目的學習，開展課外相關(guān)知識應用的專題 調(diào)研，成立導師制負責的學生實踐小組，學生通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)、 了解網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的應用背景，通過討論學習掌握其工作原理，從 而研究探索和解決問題，從理論學習上升為工程應用能力的 提升。

對學生的學習研究成果以學生課堂、翻轉(zhuǎn)課堂進行展示 交流，課程教學之后，開設(shè)系列網(wǎng)絡(luò)工程綜合實驗，通過相 關(guān)實踐使學生在不斷的知識融合、知識綜合應用過程中，達 到對所學知識的鞏固提高和能力培養(yǎng)。同時在課程學習過程 中引導學生參與課外創(chuàng)新實踐活動、教師科研項目和各類創(chuàng) 新創(chuàng)業(yè)大賽，比如課外創(chuàng)新實驗、網(wǎng)絡(luò)安全創(chuàng)新大賽、工程 訓練競賽、挑戰(zhàn)杯課外科技活動競賽等，通過這些學科交叉、 知識綜合項目的訓練，進一步培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和知識應用 能力。

3.4 采用導師制的實踐教學模式

充分發(fā)揮學生自主能動的學習實踐精神，采取“集中授課 ＋分組指導＋綜合評審”“學生為主體 + 自選實驗 + 自主搭建 + 教師引導”的方式實施教學，依據(jù)“教師提框架，提要求， 學生搭平臺，做實驗”的原則完成實驗指導工作，提高了學生實驗的積極性、自主性，及學生解決問題的能力和團隊意識。 導師制綜合實驗開展過程如圖2所示。主要包括工程問題分析、 設(shè)計實驗方案、自主構(gòu)建系統(tǒng)、一體化實驗系統(tǒng)、實驗測試 與結(jié)果分析和實驗演示與答辯等環(huán)節(jié)，整個實驗過程由學生自 主完成，教師主要起引導作用。

4 結(jié) 語

本文以回歸工程教育本質(zhì)為導向，針對目前高等學校應 用型人才培養(yǎng)實施中面臨的問題，結(jié)合工程教育和應用轉(zhuǎn)型 進行了深入的研究和分析。以工程認證通用標準為依據(jù)，結(jié) 合社會經(jīng)濟發(fā)展對人才培養(yǎng)需求的變化，指出了現(xiàn)行人才培 養(yǎng)方案在課程設(shè)置及理論教學與實踐教學等方面存在的問題 與不足，從多方面、多渠道開展著重工程素質(zhì)和實踐創(chuàng)新能力 培養(yǎng)的教學內(nèi)容、教學方法、教學環(huán)節(jié)的改革和實踐。研究 探索了“基于工程應用鏈接一體化課程教學改革”的教學模式， 探索實踐了“問題、案例雙驅(qū)動，課內(nèi)、課外互促進，理論、 實踐相結(jié)合”的教學方法，通過項目探索與實施，取得了良好 的教學效果。