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摘 要:本文简要论述了国内在加强大学生工程实践能力培养方面存在的问题。指出,目前国内一些高校存在培养目标定位偏离实际,培养机制、培养模式和考核模式落后,对学生工程意识培养薄弱,工程训练等实践性环节明显薄弱,工程教育模式缺乏特色等问题。简要介绍了哈尔滨工业大学材料科学与工程学院在加强大学生工程能力培养方面开展的工作,包括:改革培养模式,把工程意识和能力培养贯穿整个培养过程,专业工程师(见习工程师)培训认证,基于项目学习的材料科学与工程类人才培养模式,加强考核模式改革。
关键词:大学生 工程能力 培养
中图分类号:G64 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)08(a)-0242-02工程技术人才对于一个国家的科技水平及国际地位有着决定性的影响,重视学生工程能力的培养已经成为世界各国高等工程教育的共识和新的趋势[1]。为了缩短科学发现与技术应用之间的转化时间,及时地将先进的科研成果转化为社会的现实生产力,对现代工程技术人员知识面、理论基础、工程意识和工程能力提出了更高的要求。而从事工程技术工作所需的基础理论和很多工程知识都是在大学阶段获取的,因此,如何培养既掌握现代科学理论和技术手段,又具备较高的工程能力以适应社会和经济发展需要的工程技术人才,是我国工科院校必须面对和解决的问题[2]。
本文简要分析了国内工程能力培养方面存在的问题,介绍了哈尔滨工业大学材料科学与工程学院在加强大学生工程能力培养方面开展的工作。
1 目前国内在工程实践能力培养方面存在的问题
我国现代制造产业的发展对高等工科院校工程人才的培养质量提出了更高的要求。但目前国内高等工科院校在办学中普遍存在理论脱离实际、工程实践教学环节薄弱、工程训练不足、企业参与程度低、双师型教师数量严重匮乏等问题,严重制约着高等工程教育的发展,严重影响着我国工程实用化人才的培养质量[3]。中外用人企业对我国工科大学毕业生的共同反映是:知识面窄,团结协作能力、实践动手能力较差,工程意识薄弱和解决工程问题能力欠缺,上岗适应慢,职业道德、敬业精神等人文素质薄弱等。
1.1 培养目标定位偏离实际,培养机制落后
国内的一些以工见长的研究型大学把培养目标定位于培养科学家,培养目标定位偏离社会及产业发展需求,这必然导致培养方案及课程设置上偏重于理论。
在人才培养机制上基本是关门办学,缺乏跟产业界和社會的沟通互动。企业对高校培养创新人才的要求比较高,但自身却往往很少参与到高校创新人才培养的过程中去。高校缺乏足够的工程实践条件,企业对其投入也很少[4]。
1.2 培养模式落后,对工程意识和素质培养不够
(1)工程意识培养薄弱
国内一些高校比较注重加强实践性教学环节,培养学生的动手能力,而在对学生工程意识和工程素质的培养方面明显重视不够。实际上工程意识和素质是工程能力的重要组成部分,对于工程技术人员来讲,良好的工程意识和素质往往比强的实践能力更重要。而本科学习阶段是培养工程意识和工程素质的最佳时期,忽视对学生工程意识的培养,难以真正提高学生的工程能力。
(2)培养方案不够合理
工程能力的内涵非常丰富,包括知识的学习与应用能力,工程设计、工程意识与实践能力,创新与创造能力,表达与协作能力,人文素质与敬业精神等,这些能力与素质的培养应贯穿于本科培养过程的各个环节。如美国的高等教育在课程设置上非常注重知识的前沿性,学生所学尽可能地与该学科最新的理论研究和实践技术相对接,授课知识的更替速度很快[5];国内的高校在制定培养方案时,通常以学科为导向,追求知识的完备性,片面强调给学生灌输知识的系统性;设置课程、安排教学计划时对产业需求考虑的少,综合性的课程数量少;课程内容上难以吸纳新的科技成果,内容陈旧,对学生的创新能力培养不强,人文社会科学知识薄弱,总体上课程体系不够合理。
(3)培养模式落后
以应试教育、传授知识为主,基本上是以教师为中心、以课堂讲授为主,过于强调教材和教师课堂讲授在教学过程中的重要性,忽视学生的主体作用,对学生学习能力、工作能力、解决实际问题的能力、创新能力、获取新知识能力、技术情报收集和检索能力重视不够,更缺乏对学生创新与工程意识、思维方式、人文精神的培养,也没有真正以学生的能力增强与否来评价教学效果和质量。
(4)考核模式单一落后
课堂教学基本是以理论考试成绩评价学生的模式,过于注重学生的理论学习和书面考试成绩;实验教学多数是以学生的实验报告来给定学生的实验成绩,没有对学生参与实验过程及解决问题的能力进行考核。总体上以考核学生掌握的知识为主,缺乏对学生工程实践能力的考核。
1.3 工程训练等实践性环节明显薄弱
(1)重视不够
目前我国还不具备良好的大学后教育条件,这就要求工科大学生在校期间要经过足够的工程实践和实习的训练。由于思想认识上对实践教学重视不够,在工科院校,不同程度地存在重理论、重知识教授,轻实践、轻能力培养现象。当前我国高等工科院校现行的培养方案中,工程训练、实验等实践性环节明显弱于理论教学。
(2)实验条件有限
实验教学中,由于实验室面积、实验仪器设备条件等方面限制,真正的设计性、综合性实验少,学生亲自动手参与实验的机会少。许多利用最新科研成果开设的教学实验需要采用先进的科研设备,由于设备价格昂贵且台套数少,这类实验多设计成演示验证性实验,学生根本没有机会利用先进的设备进行实验。
(3)实习效果差
在实习环节上,这些年由于扩招,生产企业对接待学生实习缺乏热情,在实习安排上存在许多生产、管理及安全方面的制约,学生在各类实习中参观多、参与少,难以真正直接接触实际生产过程。
1.4 工程教育模式缺乏特色
工程教育的发展要综合化、多样化和国际化。但是国内在加强工程教育方面,各学校普遍采取的措施是加强实习、实验教学、创新实验等实践环节的训练,培养模式单一,缺乏特色。同时由于各学校实践教学条件、工程实践及创新研究条件差别明显,培养方案中专业基础课、专业课以及实践教学环节的设置与培养要求不对应,无法实现工程能力培养目标的要求。 如何结合学校自身条件,发挥优势,开展富有特色的工程教育,是高等院校加强工程教育改革中必须认真考虑的问题。
2 改革培养模式,开展富有特色的工程教育
多年来,哈尔滨工业大学材料科学与工程学院一直注重加强培养学生的综合素质与工程能力,开展了多种形式的工程教育,并取得了良好的效果,形成了特色鲜明的热加工领域人才培养模式。
2.1 改革培养模式,把工程意识和能力培养贯穿整个培养过程
(1)在课程体系设置中,分别在大一、大二、大三学年增设由企业工程技术人员开设的工程实践能力培养讲座、先进热加工技术及应用讲座,课程内容中及时引入最新科技成果等,加强培养学生的工程意识和综合素质。
(2)大一学年以教授工作室、研究室、研究所(中心)为平台,通过多种方式的课外科研学术活动,让学生在大学一年级就有较多的途径了解、接触科研,培养学生的创新意识。
(3)在大学二、三年级,通过让学生参与专题研究以及开展各类科技活动来提高创新能力;设立了材料科学与工程学院大学生创新基金,支持学生申报国家、学校创新研究项目。
(4)四年级推行“双师制”,采用一年制毕业设计模式,并在实践基地聘请具有丰富生产实践经验的技术人员给学生进行指导,锻炼和培养学生解决实际问题的能力和职业能力。
2.2 专业工程师(见习工程师)培训认证
近年来,哈尔滨工业大学材料科学与工程学院与国内外相关专业认证机构、学会(协会)和企业联合,开展了极具特色的国际、国内专业工程师(见习工程师)培训认证。通过专业工程师资格培训,大大提高了学生的工程化能力,学生在毕业获得毕业证、学位证的同时,还可获得相应的专业资格证书,因此显著提高了学生的就业能力及后续发展能力。
(1)国际焊接工程师培训认证
焊接技术与工程专业与哈尔滨焊接技术培训中心合作,于2001年在国内首次创办了在校本科生国际焊接工程师培训,考核合格的学生可以获得由国际权威专业学会授予的世界公认的国际焊接工程师证书。经过国际焊接工程师培训的学生,在工程实践方面的知识面较宽,工程能力相对较强,解决问题快捷,受到工业企业极大欢迎。
目前国际焊接工程师培训已经纳入到焊接技术与工程本科生培养体系当中,所制定的本科生教学培养方案吸纳了国际先进培训内容,有利于与国际接轨,形成了具有宽厚的基础理论知识,严格的工程训练和相当水平专业技能相结合的高级人才的一种培养模式,该模式得到了全国同类专业的广泛应用。
(2)材料热处理工程师(见习工程师)培训认证
经中国机械工程学会批准,于2007年在哈尔滨工业大学材料科学与工程学院建立了材料热处理工程师、见习工程师培训与认证基地,在国内率先开展了热处理见习工程师、工程师认证工作,学生要独立完成项目的设计、可行性分析并在学院和企业进行实践,经过培训考核合格的学生可以获得由中国机械工程学会颁发的材料热处理见习工程师、材料热处理工程师资格证书。经过几年的完善,材料科学与工程专业已经将材料热处理见习工程师资格培训认证作为学生工程能力与素质培养中的重要一环,将课堂理论教学、实验实践教学、生产实习、毕业设计和材料热处理见习工程师资格认证融为一体,形成了独特的人才培养模式。
(3)电子封装国际标准认证培训
经美国电子工业装联协会(IPC)授权认可,电子封装技术专业于2009年在国内率先开展了电子封装国际标准工程师培训认证工作,通过认证考试,学生可以获得IPC-A-610 CIS(认证专员)证书,成为IPC承认的认证专员,显著拓展了国际化视野。
(4)铸造见习卓越工程师、锻压见习工程师培训认证
材料成型及控制工程专业经中国铸造协会授权,开展铸造见习卓越工程师培训认证;经中国锻压学会授权,开展锻压见习工程师培训认证,目前正在制定相关的培训方案。
2.3 基于项目学习的材料科学与工程类人才培养
基于项目的培养是国外著名工科院校开展工程教育的一种有效模式,也是国内高等工科院校在进行工程教育改革时值得学习和借鉴的人才培养模式。
2011年起,哈尔滨工业大学材料科学与工程学院启动了基于项目学习的培养模式,在现有培养计划基础上,进一步完善相关的课内外培养环节,重点培养学生主动参与学习和自我提高意识、专业项目工程能力与素质。包括:
(1)能力培养讲座课程
第一学年开设3-4次《综合能力培养讲座》、第二学年开设2-3次《科技创新能力培养讲座》、第三学年请企业工程技术人员开设2-3次《项目工程能力培养讲座》,培养学生的创新意识与工程意识。
(2)项目训练
第一学年在教学计划外为学生提供训练题目、配备指导教师,提供必要的实验条件,培養学生的项目意识与能力。
(3)大学生科技创新项目研究
第二～三学年,以课题组、研究室、重点实验室为支撑平台,组织学生申报并开展学院、学校、国家级大学生科技创新项目研究,培养学生的创新意识与能力。
(4)大学生专业项目研究
第6-7学期以教学计划内原有的专业课程设计为基础,并结合生产实习等环节进行,从生产实际中选择合适的专业题目,让学生完成典型零件的热成形或者典型材料分析与器件制备的全过程训练,重点培养学生的专业项目工程能力。
2.4 考核模式改革
教学考核摈弃了传统的一张考卷定成绩的做法,采用累加式成绩记载方式,注重对学生实际能力的考核与评价,把学生完成大作业、小论文或创新研究等体现学生综合能力的环节考核成绩纳入到总成绩中。
参考文献
[1] 祝海林,张炳生,胡爱萍,葛乐通.工科学生工程能力培养体系的探索.江苏工业学院学报,2008,9(4):69-72.
[2] 吴鸣,熊光晶.以工程能力培养为导向的工程教育改革研究.理工高教研究,2010,29(3):54-59.
[3] 王仲民,姚合环.高校培养学生工程实践能力的途径.理工高教研究,2008,27(1):121-122.
[4] 张喜梅,杨戬,崔屹.21世纪我国高等工程教育创新人才的培养.中国冶金教育,2007(6):10-12.
[5] 王骏.高等工程教育发展趋势及启示.教育发展研究,2008.13-14:125-126.
关键词:大学生 工程能力 培养
中图分类号:G64 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)08(a)-0242-02工程技术人才对于一个国家的科技水平及国际地位有着决定性的影响,重视学生工程能力的培养已经成为世界各国高等工程教育的共识和新的趋势[1]。为了缩短科学发现与技术应用之间的转化时间,及时地将先进的科研成果转化为社会的现实生产力,对现代工程技术人员知识面、理论基础、工程意识和工程能力提出了更高的要求。而从事工程技术工作所需的基础理论和很多工程知识都是在大学阶段获取的,因此,如何培养既掌握现代科学理论和技术手段,又具备较高的工程能力以适应社会和经济发展需要的工程技术人才,是我国工科院校必须面对和解决的问题[2]。
本文简要分析了国内工程能力培养方面存在的问题,介绍了哈尔滨工业大学材料科学与工程学院在加强大学生工程能力培养方面开展的工作。
1 目前国内在工程实践能力培养方面存在的问题
我国现代制造产业的发展对高等工科院校工程人才的培养质量提出了更高的要求。但目前国内高等工科院校在办学中普遍存在理论脱离实际、工程实践教学环节薄弱、工程训练不足、企业参与程度低、双师型教师数量严重匮乏等问题,严重制约着高等工程教育的发展,严重影响着我国工程实用化人才的培养质量[3]。中外用人企业对我国工科大学毕业生的共同反映是:知识面窄,团结协作能力、实践动手能力较差,工程意识薄弱和解决工程问题能力欠缺,上岗适应慢,职业道德、敬业精神等人文素质薄弱等。
1.1 培养目标定位偏离实际,培养机制落后
国内的一些以工见长的研究型大学把培养目标定位于培养科学家,培养目标定位偏离社会及产业发展需求,这必然导致培养方案及课程设置上偏重于理论。
在人才培养机制上基本是关门办学,缺乏跟产业界和社會的沟通互动。企业对高校培养创新人才的要求比较高,但自身却往往很少参与到高校创新人才培养的过程中去。高校缺乏足够的工程实践条件,企业对其投入也很少[4]。
1.2 培养模式落后,对工程意识和素质培养不够
(1)工程意识培养薄弱
国内一些高校比较注重加强实践性教学环节,培养学生的动手能力,而在对学生工程意识和工程素质的培养方面明显重视不够。实际上工程意识和素质是工程能力的重要组成部分,对于工程技术人员来讲,良好的工程意识和素质往往比强的实践能力更重要。而本科学习阶段是培养工程意识和工程素质的最佳时期,忽视对学生工程意识的培养,难以真正提高学生的工程能力。
(2)培养方案不够合理
工程能力的内涵非常丰富,包括知识的学习与应用能力,工程设计、工程意识与实践能力,创新与创造能力,表达与协作能力,人文素质与敬业精神等,这些能力与素质的培养应贯穿于本科培养过程的各个环节。如美国的高等教育在课程设置上非常注重知识的前沿性,学生所学尽可能地与该学科最新的理论研究和实践技术相对接,授课知识的更替速度很快[5];国内的高校在制定培养方案时,通常以学科为导向,追求知识的完备性,片面强调给学生灌输知识的系统性;设置课程、安排教学计划时对产业需求考虑的少,综合性的课程数量少;课程内容上难以吸纳新的科技成果,内容陈旧,对学生的创新能力培养不强,人文社会科学知识薄弱,总体上课程体系不够合理。
(3)培养模式落后
以应试教育、传授知识为主,基本上是以教师为中心、以课堂讲授为主,过于强调教材和教师课堂讲授在教学过程中的重要性,忽视学生的主体作用,对学生学习能力、工作能力、解决实际问题的能力、创新能力、获取新知识能力、技术情报收集和检索能力重视不够,更缺乏对学生创新与工程意识、思维方式、人文精神的培养,也没有真正以学生的能力增强与否来评价教学效果和质量。
(4)考核模式单一落后
课堂教学基本是以理论考试成绩评价学生的模式,过于注重学生的理论学习和书面考试成绩;实验教学多数是以学生的实验报告来给定学生的实验成绩,没有对学生参与实验过程及解决问题的能力进行考核。总体上以考核学生掌握的知识为主,缺乏对学生工程实践能力的考核。
1.3 工程训练等实践性环节明显薄弱
(1)重视不够
目前我国还不具备良好的大学后教育条件,这就要求工科大学生在校期间要经过足够的工程实践和实习的训练。由于思想认识上对实践教学重视不够,在工科院校,不同程度地存在重理论、重知识教授,轻实践、轻能力培养现象。当前我国高等工科院校现行的培养方案中,工程训练、实验等实践性环节明显弱于理论教学。
(2)实验条件有限
实验教学中,由于实验室面积、实验仪器设备条件等方面限制,真正的设计性、综合性实验少,学生亲自动手参与实验的机会少。许多利用最新科研成果开设的教学实验需要采用先进的科研设备,由于设备价格昂贵且台套数少,这类实验多设计成演示验证性实验,学生根本没有机会利用先进的设备进行实验。
(3)实习效果差
在实习环节上,这些年由于扩招,生产企业对接待学生实习缺乏热情,在实习安排上存在许多生产、管理及安全方面的制约,学生在各类实习中参观多、参与少,难以真正直接接触实际生产过程。
1.4 工程教育模式缺乏特色
工程教育的发展要综合化、多样化和国际化。但是国内在加强工程教育方面,各学校普遍采取的措施是加强实习、实验教学、创新实验等实践环节的训练,培养模式单一,缺乏特色。同时由于各学校实践教学条件、工程实践及创新研究条件差别明显,培养方案中专业基础课、专业课以及实践教学环节的设置与培养要求不对应,无法实现工程能力培养目标的要求。 如何结合学校自身条件,发挥优势,开展富有特色的工程教育,是高等院校加强工程教育改革中必须认真考虑的问题。
2 改革培养模式,开展富有特色的工程教育
多年来,哈尔滨工业大学材料科学与工程学院一直注重加强培养学生的综合素质与工程能力,开展了多种形式的工程教育,并取得了良好的效果,形成了特色鲜明的热加工领域人才培养模式。
2.1 改革培养模式,把工程意识和能力培养贯穿整个培养过程
(1)在课程体系设置中,分别在大一、大二、大三学年增设由企业工程技术人员开设的工程实践能力培养讲座、先进热加工技术及应用讲座,课程内容中及时引入最新科技成果等,加强培养学生的工程意识和综合素质。
(2)大一学年以教授工作室、研究室、研究所(中心)为平台,通过多种方式的课外科研学术活动,让学生在大学一年级就有较多的途径了解、接触科研,培养学生的创新意识。
(3)在大学二、三年级,通过让学生参与专题研究以及开展各类科技活动来提高创新能力;设立了材料科学与工程学院大学生创新基金,支持学生申报国家、学校创新研究项目。
(4)四年级推行“双师制”,采用一年制毕业设计模式,并在实践基地聘请具有丰富生产实践经验的技术人员给学生进行指导,锻炼和培养学生解决实际问题的能力和职业能力。
2.2 专业工程师(见习工程师)培训认证
近年来,哈尔滨工业大学材料科学与工程学院与国内外相关专业认证机构、学会(协会)和企业联合,开展了极具特色的国际、国内专业工程师(见习工程师)培训认证。通过专业工程师资格培训,大大提高了学生的工程化能力,学生在毕业获得毕业证、学位证的同时,还可获得相应的专业资格证书,因此显著提高了学生的就业能力及后续发展能力。
(1)国际焊接工程师培训认证
焊接技术与工程专业与哈尔滨焊接技术培训中心合作,于2001年在国内首次创办了在校本科生国际焊接工程师培训,考核合格的学生可以获得由国际权威专业学会授予的世界公认的国际焊接工程师证书。经过国际焊接工程师培训的学生,在工程实践方面的知识面较宽,工程能力相对较强,解决问题快捷,受到工业企业极大欢迎。
目前国际焊接工程师培训已经纳入到焊接技术与工程本科生培养体系当中,所制定的本科生教学培养方案吸纳了国际先进培训内容,有利于与国际接轨,形成了具有宽厚的基础理论知识,严格的工程训练和相当水平专业技能相结合的高级人才的一种培养模式,该模式得到了全国同类专业的广泛应用。
(2)材料热处理工程师(见习工程师)培训认证
经中国机械工程学会批准,于2007年在哈尔滨工业大学材料科学与工程学院建立了材料热处理工程师、见习工程师培训与认证基地,在国内率先开展了热处理见习工程师、工程师认证工作,学生要独立完成项目的设计、可行性分析并在学院和企业进行实践,经过培训考核合格的学生可以获得由中国机械工程学会颁发的材料热处理见习工程师、材料热处理工程师资格证书。经过几年的完善,材料科学与工程专业已经将材料热处理见习工程师资格培训认证作为学生工程能力与素质培养中的重要一环,将课堂理论教学、实验实践教学、生产实习、毕业设计和材料热处理见习工程师资格认证融为一体,形成了独特的人才培养模式。
(3)电子封装国际标准认证培训
经美国电子工业装联协会(IPC)授权认可,电子封装技术专业于2009年在国内率先开展了电子封装国际标准工程师培训认证工作,通过认证考试,学生可以获得IPC-A-610 CIS(认证专员)证书,成为IPC承认的认证专员,显著拓展了国际化视野。
(4)铸造见习卓越工程师、锻压见习工程师培训认证
材料成型及控制工程专业经中国铸造协会授权,开展铸造见习卓越工程师培训认证;经中国锻压学会授权,开展锻压见习工程师培训认证,目前正在制定相关的培训方案。
2.3 基于项目学习的材料科学与工程类人才培养
基于项目的培养是国外著名工科院校开展工程教育的一种有效模式,也是国内高等工科院校在进行工程教育改革时值得学习和借鉴的人才培养模式。
2011年起,哈尔滨工业大学材料科学与工程学院启动了基于项目学习的培养模式,在现有培养计划基础上,进一步完善相关的课内外培养环节,重点培养学生主动参与学习和自我提高意识、专业项目工程能力与素质。包括:
(1)能力培养讲座课程
第一学年开设3-4次《综合能力培养讲座》、第二学年开设2-3次《科技创新能力培养讲座》、第三学年请企业工程技术人员开设2-3次《项目工程能力培养讲座》,培养学生的创新意识与工程意识。
(2)项目训练
第一学年在教学计划外为学生提供训练题目、配备指导教师,提供必要的实验条件,培養学生的项目意识与能力。
(3)大学生科技创新项目研究
第二～三学年,以课题组、研究室、重点实验室为支撑平台,组织学生申报并开展学院、学校、国家级大学生科技创新项目研究,培养学生的创新意识与能力。
(4)大学生专业项目研究
第6-7学期以教学计划内原有的专业课程设计为基础,并结合生产实习等环节进行,从生产实际中选择合适的专业题目,让学生完成典型零件的热成形或者典型材料分析与器件制备的全过程训练,重点培养学生的专业项目工程能力。
2.4 考核模式改革
教学考核摈弃了传统的一张考卷定成绩的做法,采用累加式成绩记载方式,注重对学生实际能力的考核与评价,把学生完成大作业、小论文或创新研究等体现学生综合能力的环节考核成绩纳入到总成绩中。
参考文献
[1] 祝海林,张炳生,胡爱萍,葛乐通.工科学生工程能力培养体系的探索.江苏工业学院学报,2008,9(4):69-72.
[2] 吴鸣,熊光晶.以工程能力培养为导向的工程教育改革研究.理工高教研究,2010,29(3):54-59.
[3] 王仲民,姚合环.高校培养学生工程实践能力的途径.理工高教研究,2008,27(1):121-122.
[4] 张喜梅,杨戬,崔屹.21世纪我国高等工程教育创新人才的培养.中国冶金教育,2007(6):10-12.
[5] 王骏.高等工程教育发展趋势及启示.教育发展研究,2008.13-14:125-126.