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工程教育体系与内容的革新探析

2013/11/16 阅读:

1课程设置的目的和意义

高等工程教育的职责是培养品学兼优、有知识、有能力、具有较高实践技能的应用型人才。近年来,中国工程教育的快速发展以及所取得的诸多成绩是有目共睹的,但也不能忽视存在的诸多问题,中国的高等教育普遍“重科技轻文化”。中科院杨叔子院士曾在广东省科协论坛第41期报告会上疾呼:人文文化关系民族存亡,人文文化可以提高幸福感。杨叔子表示:人文是为人之本,科学是立世之基,人文文化决定民族的存亡,影响国家强弱、社会进退、人格高低、涵养深浅以及人的思维智慧。信仰缺乏,没有正确的人生观和价值观其后果是非常可怕的,如现在的学生普遍存在的“智商高、情商低”的问题;“沉迷网络、游戏、手机控”的问题;“明辨是非能力差、道德缺失”的问题“;缺乏自我约束和社会责任感”的问题;毕业生“理论知识丰富、实践动手能力差”的问题等等。究其根源,既有社会的,也有家庭的,更主要的则是由教育弊端所造成。因此,杨叔子院士认为:现在的年轻人非常压抑,原因在于人文文化的缺失。面对社会高速发展过程中产生的阴暗面、黑暗面,要通过人文教育教会年轻人怎么做人。所以,本门课程就是要在人文和科学之间建立起有机联系,搭建“大工程”知识结构体系,构建系统的工程意识,以教育为载体,以文化为背景,融入科学的“人文精神”,引导学生建立正确的价值观和科学观,使科学成为真正能够造福人类的工具,从而在工科院校探索出一套系统的可操作性强的“人文精神”与科学教育于一体的“大工程”意识培养模式。本课程一方面通过各工程领域的典型案例,加强学科交叉,拓宽学生知识面,增强学生的工程认知能力,为后续的实践和创新训练打下理论基础;另一方面,深刻挖掘工程背后的“人文精神”,为使学生在以后的工作和科学实践中树立起闪烁人性光辉的科学精神和崇高的科学道德,从而实现工程教育和人文精神的双重“回归”进行有益的探索与实践。对其他高校培养融“人文精神”与“工程意识”于一体的新型高级专门人才具有重要的参考价值。

2课程体系与教学内容改革研究与实践

2.1课程体系的研究与实践

按照传统意义,一门课程在内容上应该是系统的、连续的、完整的,授课形式要么为纯课堂讲授(理论教学),要么为课堂讲授(理论教学)加实验(实践教学),要么是独立设课的实验课或实践课,各节课程内容之间相辅相承构成该门课程的内容体系,不同环节、不同形式的合理设置支撑该门课程取得最好的教学效果,从而构成该门课程的课程体系。但开设的《工程教育》有别于传统意义上的课程,授课形式上有它的独特性,多环节、多形式、多内容的组合从而构成了该门课程的课程体系。该门课程由概论课、专题讲座、录像教学、参观展板、参观展室以及展厅几大环节组成,随着高等教育需求的变化,经过不断地建设和发展,课程的体系也在不断的完善,从第1阶段(开课之初)的概论课+专题讲座(9大领域)+参观工程训练基地、现代制造工程中心、电子元器件实物展室、计算机实物展室、刀具陈列室、机械原理零件展室以及大学生综合创新展厅+参观11个专题的展板,到第2阶段的概论课+专题讲座(11个专题)+录像教学+参观11个专题的展板(人文教育基地)+参观5个展室、展厅,再到第3阶段的除概论课外,14个专题讲座(包括2次录像教学)+参观11个专题的展板+参观5个展室、展厅的量贩式组合模式,目前实施的则是在第3阶段的基础上增加了各个环节的灵活性,以学生为本,以需求为导向,以学生感兴趣和能够充分调动学生积极参与为原则,每学期精选2-3个专题针对所有专业设置专题讲座+学生调研+成果汇报分享环节,将过去每个专题一次课改为个别专题多次课、多环节组合的形式。

2.2课程内容的研究与实践

因为,工程的、科技的、人文的、社会的教育内容本身就是工程教育的组成部分。为了达到上述目的,对课程内容进行了不断的尝试,从最初设置的机械、能源、材料、计算机、环境、建筑、电子、机器人等9大领域专题讲座的注重相关概念术语的介绍以及发展史话和发展趋势的这种纯工程教育,通过校内外调研、专家指导、学生反馈以及每个学期的专题研讨,逐步改进,充实完善,目前已形成以注重工程背后的人文精神和工程文化为核心的课程体系,充实完善了机械、能源、建筑、材料、计算机、环境、电子、科技的负面影响、机器人技术等14个专题的内容。文献中明确提出要“更加关注大学生的实践创新能力培养”,为此设置了创新单元,通过TRIZ理论的概要介绍和工程中的创新案例,激发大一新生的创新意识,再通过实践环节--学生调研寻找身边的创新案例以及创新展厅的参观,进一步激发大一新生参与创新的热情,引导大一新生积极参加大学生科协各个创新协会,如航模协会、电子科技制作协会、机器人协会等,继而通过专门的创新训练和参加全国大赛,展示自己的创新能力和创新成果。

2.3课程教学模式的研究与实践

传统的课程教学是以教师为中心的,以课堂讲授为主,这种教学更多的是教师的灌输,学生被动听讲。基于本课程的特殊性,最初设计了专题讲座加参观展板和展室的教学形式,随着对本课程内涵的理解以及教学改革的深入,逐步改革为量贩式专题讲座、录像教学、专题讨论、展板及展室参观教学等多样化组合的教学模式。在考核上从最初注重考核专业概念和术语逐渐改革为期末考试加平时考核的方式,平时考核主要考核学生的出勤情况、课堂听课情况、回答问题情况、参与课堂讨论情况以及完成课后作业情况等,期末考试为开卷形式,学生要现场完成1篇1500字的针对某个感兴趣的专题的小论文,此外还要回答一定的简答题。期末考试范围主要是讲义、教师课堂讲授的内容以及展板上的内容。

但运行实践表明,这些改革都没有从根本上实现从“要我学”到“我要学”的转变,没有真正体现以学生为根本,没有充分调动学生学习的积极性和主动性,学生学习目的不明确,学习目标不具体,被动听讲为主,主动参与不足,没有很好地达到课程设置的目的。文献[4]中强调要“创新教育教学方法,倡导启发式、探究式、讨论式、参与式教学”,要“改革考试方法,注重学习过程考查和学生能力评价。”为此,本学期精选“建筑与文化”以及“创新”2个专题,设计了任务式学习法,把原来的每个专题1次课讲座分别改为3段式(3次课)。如“建筑与文化”专题,第1阶段(本专题的第1次课),教师按照正常内容进行讲解,下课前布置任务,选择哈尔滨市内18处老建筑,如中央大街的典型欧式建筑、道台府建筑群、老道外中华巴洛克建筑群、索菲亚教堂等能够代表哈尔滨城市特点的建筑作为项目任务,按照学号进行项目分组(原则上6人1组),每组学生负责1个专题,其中4人分别完成所选建筑的4个问题的资料搜集任务,第5人负责PPT制作,第6人进行时限5min的分享汇报;第2阶段(本专题的第2次课),每组学生分别以这些建筑为载体,利用1次参观课时自已选择时间去查阅资料、实地考察,挖掘这些典型建筑的历史、背后的故事、承载的文化,以及在哈尔滨这个现代化大都市经济和社会的发展过程中所起到的作用,学生要根据调研情况回答问题、撰写调研报告和制作PPT;第3阶段(本专题的第3次课)学生汇报自己的调研成果,称之为分享课,在分享课上,分别由各组学生选出的1个代表用PPT进行调研成果介绍,教师则进行简单的点评和总结。这样,通过分享课,虽然每组学生只是负责1个典型建筑(群)的文化挖掘,但却在这次课上分享了其他组同学的调研成果。而对于创新专题则设置了创新风暴分享课,第1阶段,讲座结束前布置任务,由学生自行分组进行创意设计的讨论;第2阶段,要求学生自学TRIZ理论,任选6~8种原理试着寻找生活中利用该原理创造的产品,并寻找生活中需要解决的问题,利用TRIZ理论设计1种解决方案,并形成调研报告,用图示展示自己的创意;第3阶段,分享课上每小组用PPT结合报告演示1个创意,也可提供制作的实物。

针对这种任务式学习,教师设计了分享报告的格式和内容,每组学生按照规定内容和格式进行填写,以便于教师审阅、评比和给出成绩。这里需要说明的是,课程要求是在第1次概论课上教师就交代清楚的,并告诉了学生本门课的考核方式,除了平时听课成绩,每次调研报告成绩占30%,期末成绩由平时成绩(由其他专题讲座及参观等环节的成绩累加所得)和分享报告成绩组成,每组学生自己进行组内分工,并选出组长1人,每个学生根据分工不同,完成任务中的相应内容,最后选出1人在分享课上进行汇报。每组学生要上交分享报告(《建筑与文化》专题在分享报告上要粘贴1张全组同学在所调研建筑物前的合影),并提交调研报告的电子版和汇报的PPT。根据调研报告及分享报告的质量以及成果汇报学生的汇报质量来评定每组学生的成绩,每组内再根据学生分工及表现的不同来评定每个学生的成绩。这种模式充分发挥了学生的主动性,由学生自己分工、自己管理来合作完成1项学习任务,调动了每1名学生的积极性,培养了学生的参与意识,锻炼了学生的团队协作能力以及小组长的组织协调能力;通过分享报告和调研报告的撰写,锻炼了学生的材料分析能力、语言组织能力和文字表达能力;通过分享课汇报,给学生提供了充分展示自己的机会,锻炼了汇报学生的语言表达能力。

课程改革实践证明,让学生带着任务自己去挖掘某一工程背后的文化,自己去寻找身边的创意,要比以往教师讲授灌输效果要好得多,另外这是大一新生入校后接触到的第1门带有任务式学习的课程,这是培养学生良好的学习习惯的1个很好的开端,对后续其他课程起到了积极的示范作用。分享报告便于规范学生上交的文字材料,便于教师批阅,便于存档管理,与以往作业和试卷相比,分享报告更具有存档和保留价值,优秀分享报告和调研报告可以作为授课教师的案例素材,或作为范本供下一届学生学习参考(本专题的第1次课)。

3结语

《工程教育》课程立足于我国高等教育的现状,以培养适应新形势下社会对高等工程师综合能力需求的人才为己任,力求在拓宽培养对象知识结构覆盖层面的同时提高高校学生的道德素养,唤起潜在的人文情怀,使未来的工程师们既具有跨专业领域的协作能力,又能从自身负担起科技对自然和人类社会发挥积极作用的责任,成为文理兼容的优秀人才。文章旨在为解决高等教育人才培养模式与社会需求差异提供一种切实可行之路,在理论与实践上还有待于进一步的完善。

作者:徐文娟邹新凯宁姗邳志刚单位:黑龙江科技学院工程训练与基础实验中心

工程教育体系与内容的革新探析

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