工科学生工程能力培养体系的探索

工科学生工程能力培养体系的探索

王素玲

工程是人们综合运用科学理论和技术手段去改造客观世界的实践活动，是一种创造性的活动。工程技术对社会进步、经济增长具有重要的推动作用，这是有目共睹的。面对变化了的当今世界，工程学科间的交叉与融合日益明显，现代工程作为一个多学科的综合体，越来越依赖于社会、政治、经济、环境、法律和文化背景。事实证明，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。因此，如何切实提高学生的工程能力，以培养适应社会、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。

一、工科学生的工程能力结构

（一）工程能力的内涵

能力是完成某种活动所具备的稳定的个性心理特征，是在运用智力、知识和技能的过程中，经过反复训练获得的、在认识和改造世界过程中所表现出来的心身能量。它包括一般能力和特殊能力，一般能力指在一般活动中表现出来的能力，如：思维能力、学习能力、观察力、记忆力等。特殊能力是指在特定的实践活动中所必须具备的能力，如分析能力、创新能力、组织能力、协调能力等。工科学生的工程能力，特指学生的综合素质在工程实践活动中的实际本领和能量，高等工程教育的培养目标是现代工程师。除了一般能力外，作为现代工程师还应具备以下五个方面的能力：（1）能正确判断、解决工程实际问题的系统分析与综合能力；（2）能进行广泛交流、文字处理和语言表达的能力；；（3）懂得如何去设计、开发复杂技术系统的创造、创新能力；（4）了解工程与社会间的复杂关系，能胜任跨学科合作的协调和合作能力；（5）能适应并胜任多变的职业领域,终生学习的能力。

（二）工程能力的结构

根据我国经济、社会对工程技术人员的要求，高等工程教育所培养的学生应该

具有：知识的学习与应用能力、思维判断与分析能力、工程设计与实践能力、表达与交流能力、创造创新能力，这就是工科学生的工程能力之结构组成。

1.知识的学习与应用能力

工科院校的毕业生必须具备数理、计算机等基础知识的学习与应用能力，相关专业知识的学习与应用能力，跨学科知识的摄取与应用能力，社会、人文等知识的学习与应用能力。此外，由于科学技术的迅猛发展，交叉学科、边缘学科不断出现，发明创造、知识积累与更新呈指数增长，原有的知识和技能很快就不够用或过时。世界性的就业压力、职业频繁变动，要想在激烈竞争中生存和取胜，还必须具有终身学习的能力，活到老、学到老，不断进行有目的的知识充电。

2.思维判断与分析能力

思路决定一切。客观世界变幻莫测，这就要求工程技术人员熟练掌握文献情报检索技术，密切注视国内外相关领域的科技、生产、经济、能源、政治、文化、环境等信息，在此基础上进行分析利用，运用大工程整体意识、系统分析与综合能力进行独立观察与判断，形成独到的研究方向。

3.工程设计与实践能力

工程与科学的一个显著区别是工程的实践性，理论与实际相结合是工程的灵魂。因此，工科学生应当具备：基本实验测试能力、工程设计与规划能力、方案的实施能力、实际动手能力、设备的操作与维护能力、计算机等基本操作与软件应用能力。

4.表达与交流能力

一项工程实践活动往往与社会各个方面发生联系，涉及多种学科、多个部门，一些大的工程技术任务、课题必须应用不同领域的知识才能完成。学会做人、培养团队协作精神、学会与人共事成为未来工程师的通行证。所以，语言表达与文字处理能力、人际沟通与交流能力、组织协调能力、工程管理能力十分重要。

5.创造创新能力

工程是解决现实世界的实际问题，其核心是创造性。工程以将科学技术转化为生产力为根本任务，这种转化就是一种创新。无论是工程科学或是工程应用，唯有

创造和创新，才有生命力。工科学生必须树立创新意识，训练自己的创造性

思维能力，掌握创新方法与创新技巧，并灵活应用于实际。

二、工程能力培养的重要性及存在的问题

工程能力培养，包括与现代工业生产水平相应的设计、制造、运行、施工、开发、管理能力和素质的培养，包括与现代科技发展水平相适应的创新精神和综合能力的培养，还包括与市场经济相适应的质量意识、安全意识、竞争意识、环保意识和协作意识的培养。一个创新型国家最大的创新群体是工程师队伍。本科教育是培养优秀工程师最重要的阶段，很多基础理论和工程知识，都是在这一阶段奠定的。这一阶段创新意识的形成、创新能力的强弱，对人一辈子能否取得较大的创新成果有着关键的甚至决定性的影响。因此，工科教育应该把培养学生的工程能力、造就优秀工程师放在至关重要的位置。然而，由于种种原因，我国工科院校的工程教学尤其是工程实践教学在很大程度上滞后于理论教学的改革步伐。表现为对工程教育思想缺乏系统的研究和足够的重视，工程实践教学、工程能力培养体系、教学环节没有整体优化，工程训练的强度、力度不够，工程实践教学环境缺乏应有的投入，仪器设备及各类基地、具有工程背景的师资队伍没有配套保障，学生毕业后进入岗位角色的时间变长。实践教学在培养学生的工程素质、工程能力方面非常重要。我国的高等教育在知识传授方面并不比发达国家差，差距主要在学生的工程实践能力方面。尽管我们在教学计划中安排了一定量的实践教学环节，但是多数实验和实践环节仅仅停留在验证科学现象的阶段。目前在教学过程中所进行的工程训练，仍主要局限于课堂和实验室，缺乏与社会特别是与企业工程实践的结合与协调发展。由于受到实习单位生产、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。回想几十年前，中国很多工科院校都有为培养优秀工程师而自豪的光荣传统，如清华大学有“工程师的摇篮”之美称。而今我国相当多的工科学校（包括部分重点工科大学）在培养工程师，特别是培养有创新能力的工程人才方面还不尽如人意，导致毕业生在走向社会后，处理实际工程问题的能力低下，更不用说创新能力了，

很不适应建设创新型国家的需要。近年来高校的不断扩招，学生数量成倍增长，而学校的实验设备与师资力量并未同步跟上，多年来一直提倡的自主性、设计性

实验很难大面积铺开。刚从学校毕业的教师由于缺少工程实践经验，难以真正开展密切联系工程实际问题的教学，扩招后教学工作量的猛增对教师进修提高自己的工程能力也有一定的影响。中国目前的高等教育，本科生在校时间只有4年,学制比较短，但是培养目标又要求学生达到“接受工程师的基本训练”的目的。如何从工科学生的工程能力结构出发，探索符合我国国情的工程能力培养体系、加大工程能力的培养力度势在必行。

三、工程能力培养拟解决的关键问题

针对我国高等工程教育的现状与存在的问题，为了切实提高学生的工程能力必须要解决下面几个问题。

（一）转变高等工程教育的观念

首先,应该是教育观念的转变，牢固树立“大工程观”意识，明确工程能力培养在人才培养中的地位与作用，注重以工程能力培养为特色的本科教育，真正体现“面向工程”的办学理念和培养目标，将工程教育由倾向于培养“工程科学家”转变为培养工程师。

（二）改革课程体系

应当按工程能力模块、实验实训层次来改革课程体系、组织教学内容、改革教学方式。可从企业中选择典型产品，以工程素质和能力培养为主线，将课程设计、生产实习、毕业设计融为一体，通过产品设计一一生产加工一一质量检测，最终得到合格产品，以真正训练学生的工程能力。

（三）加强学校与企业的联合,让大学更开放

随着经济全球化，企业逐渐成为技术创新的主体。一方面，企业的现代化管理理念、管理机制，先进的工艺装备和现代化加工工艺，是学生理想的工程实践场所，可以让学生在市场经济条件下，得到技术、技能、管理等方面的综合实训，这是校内实践基地无法替代的。另一方面，可以请企业参与工科学生培养计划的制