[项目导向教学方法研究和实践] 实践导向
摘 要 卓越工程师培养是目前高校工科教育改革的重要方向之一，其十分强调实践教学环节。现代教育理论认为，工程师教育强调信息采集、分析和实践应用为主的、综合性的工程实践能力，以及跨文化沟通合作和创新精神。本文正是以工程实践和职业适应能力为着眼点，考虑学生的可持续发展，从课程的内涵、结构、功能的延展和分析入手，研究项目为导向的教学方法，并介绍在教学工作中的应用实践。
关键词 卓越工程师 综合实践课程 工程实践能力 项目导向
中图分类号：G642 文献标识码：A
Research and Practice of Project-oriented Teaching Method
LI Jun
(College of Aerospace Engineering and Applied Mechanics, Shanghai, 200092)
Abstract Excellent engineer training is an important direction of education reform of engineering universities. Practice teaching is greatly emphasized in excellent engineer training. Engineer education emphasis on information gathering, analysis and engineering comprehensive practice based practical application, and cross-cultural communication and cooperation and innovation in modern educational theory. This article focuses on the ability of vocational adaptation and engineering practice. Considering the sustainable development of students, project-oriented teaching method is researched through analyzing the course content, structure and function. Finally, the practice work application of this teaching method is briefly introduced.
Key words excellent engineer; comprehensive practice course; engineering practice ability; project-oriented
0 引言
卓越工程师教育是目前高等工科教育改革的重点之一，以往的教育体系更关注学术型人才的培养，而社会需求更多的则是工程型人才。中国高校培养的工程应用人才的工程实践能力极其匮乏，在华欧美企业最头疼培训刚毕业的中国大学生，因为中国高校工科教育内容滞后、专业课时少、实习经历缺乏。工程师培养和学术型人才的培养体系有着明显的差异性，卓越工程师计划着重培养学生的创新精神、工程素质以及工程实践能力，①但是为了实现这一目标，教育体系的改革则是一项极其复杂的系统工程。论文仅仅就具体的实践课程教学方法的改革做了一些探索，研究了项目为导向的综合实践课程的内涵、结构和功能，并开展了教学应用实践。
1 新经济所需要工程应用人才的能力构成
卓越工程师教育体系的目标是培养各种适用的工程应用型技术人才，其区别于其他类型学校教学之处就在于它特别强调实践性教学。但是现行的高校工科教育课程体系更强调理论的逻辑性和学习理解的透彻性，设置实践环节的目的很多是为了更好地学习理论知识，并沿袭着按学科分类进行教学的方法，使学生综合应用各种科学技术，创造性地分析解决工程实践问题的能力退化。工程技术人员的能力构成应包含三个方面：知识、能力、素质。②为适应现代企业可迅速重组，组织结构扁平、高效，产品开发敏捷、准时，工作团队小组化的特点，新经济所需要宽泛的专业知识，需要专业素质和关键素质的综合。
2 项目为导向的综合性实践课程的内涵、结构和功能
教学是依据课程方案来进行的，课程则是一种培养人的总体设计方案，它是教育机构为实现教育目的和培养目标而要实施的一切活动及其安排的总体规划，其表现形式主要是根据各种客观要求（社会与个体的需求）而制定的一系列方案和文件。③所以，综合实践课程也应该是实现培养目标、构建个体全面职业能力的一个系统，有着明确的目标和针对性。
为了达成这一目标，工程师教育的课程改革势在必行，应该将一部分课程，特别是一部分技术性较强的专业课程按实践课程的模式进行开发，将其纳入实践课程的范畴，扩展实践课程的内涵。作者希望实践项目为导向的综合实践课程。
图1 传统学科分类的线性课程体系
图2 项目为导向的综合实践课程体系
项目为导向的综合实践课程，结构有了很大的改变，它不再以孤立的学科分类（如图1所示），而是以由浅入深的各个项目的实施为线索，在实践的过程中掌握实践的能力。一个项目的实施可能需要三到四门学科的知识，还可能包含一到两种实践技能，所以它本身就是一个综合的系统（如图2所示）。不同领域的知识技能是相互联系、相互统一、相互配合的，构成一个完整的智能系统。项目为导向的综合实践课程打破了学科间的界限，突出了学生工程实践中将要解决的大部分具体问题的复杂性、整体性和相互关联的性质，从一开始就着眼于培养学生综合运用知识技能的素质，逐步养成学生系统看待和解决问题的习惯。
显然项目为导向的综合实践课程的知识内涵和信息容量要大许多，能给予学生宽泛的专业知识和技能。人类的知识正以惊人的速度向前迈进，变化正在无限地加速，试图将这些加速膨胀的信息全部传授给学生是不现实的，而这种综合课程能培养学生根据课题针对性地遴选和综合应用知识的能力，因而更体现为一种系统方法的训练，将帮助学生尽快掌握尽量宽泛的知识，这对于学生的工程实践、继续学习和可持续发展也许是更重要的。
现代教育越来越强调学生的可持续发展，终身从事一种职业的现象已经很少，美国《培养2020的工程师：为新世纪变革工程教育》描绘了未来工程师应该具备的品质，包括：（1）很强的分析能力；（2）实践才能；（3）创新意识和创新能力；（4）较高的伦理道德标准以及职业素养；（5）动态、机敏、具有弹性、灵活地更新并应用知识的能力；（6）良好的沟通能力；（7）商务与管理技能；（8）领导才能；（9）终身学习能力。④它们是学生增强工程实践能力和职业适应能力必须具备的关键素质，在课程中必须有所体现，并应成为中心环节。项目为导向的综合实践课程本身就是一个系统，它以项目的实施为线索和手段，关注学生的个性发展和素质差异，强调学生学习的主动性和自觉性，强调收集、分析和处理信息的能力，强调系统看待问题、综合运用科学技术解决难题的能力。
3 教学应用实践
在跨专业选修课微小飞行器设计的课程设计中，重点培养的是小型无人飞行器的设计能力，课程从三个维度培养学生的能力。第1个维度为知识体系的构建，如图3所示；第2个维度为方法和手段的掌握，如图4所示；第3个维度为工程应用能力，即学生们最关心的如何应用所学的知识和方法手段去解决工程实践问题的能力。
图3 课程涉及的知识构成
图4 课程需要掌握的基本手段
课程设计了若干设计目标，由3~4位学生通过自由选择组成一个设计小组，通过一学期34学时的讨论式学习，完成一款小型飞行器的设计。而通过这种项目导向的综合实践课程的教学，学生自主地逐步地掌握各种工程技术手段和所需的理论知识基础，特别是学会了如何选择性学习、如何学以致用、如果运用已有和可用的知识和技能解决工程实践问题，即实现了学生最需要的飞机设计工程实践能力的培养。选课的同学给出了“大学生涯最有收获的课程”的评价，是对课程设计方案的最大肯定。
4 结束语
项目为导向的综合实践课程并不能解决高校工科教育工程师培养的一切问题，不能完全取代学术型分科课程，基础课、一部分专业课也不适合综合实践课程的形态。同时这种强调工程技术应用能力的实践课程不是要放弃理论的学习，相反在基础课、选修课中还应强化理论的基石作用。而且项目为导向的综合实践课程的开发需要综合方方面面的力量和因素，有相当的难度。然而从内涵、结构、功能各方面的深入分析以及国外的实验效果看，是必须引起我们重视的，从教学实践效果看也是有成效的。也许，我们可以从部分分科课程的项目为导向的教学方法的应用，开始这种综合实践课程改革的探索。
资助信息：本文得到同济大学教学改革研究与建设项目(1330104074)，同济大学实验教学改革项目(1330104079)的资助
注释
① 苗露.卓越工程师培养中的实践教学体系研究[J].价值工程,2011.30(5): 252-253.
② 林健.工程师的分类与工程人才培养[J].清华大学教育研究,2010.31(1):51-60.
③ 黄克孝.职业和技术教育课程概论[M].上海:华东师范大学出版社,2001:1-13.
④ Educating the Engineer of 2020: Adapting Engineering Education to the New Century[M]. Washington DC: The National Academies Press, 2005.
本文为全文原貌 未安装PDF浏览器用户请先下载安装 原版全文