項目驅(qū)動的工程教育本科教學(xué)

1、項目驅(qū)動的工程教育本科教學(xué) 一、國內(nèi)外各級工程教育概況 制造業(yè)企業(yè)所需的人才主要是具備工程訓(xùn)練及教育的現(xiàn)代中高級工程師。在國際上大學(xué)本科工程教育主要是cdio(構(gòu)思、設(shè)計、實現(xiàn)和運作)為主旨進(jìn)行推廣，由美國麻省理工學(xué)院、瑞典查爾姆斯技術(shù)學(xué)院、瑞典林克平大學(xué)和瑞典皇家技術(shù)學(xué)院4所工程大學(xué)發(fā)起，全球有多所大學(xué)參與，合作開發(fā)的一個國際工程教育合作項目，即構(gòu)想、設(shè)計、實施、操作，培養(yǎng)學(xué)生在現(xiàn)代生產(chǎn)制造及工程領(lǐng)域中應(yīng)具有的生存和學(xué)習(xí)能力，以項目實現(xiàn)作為工程實踐教育的組織原則，培養(yǎng)學(xué)生協(xié)作精神、交流溝通能力，以及多學(xué)科、大系統(tǒng)的整體管理及掌控組織意識。此外，能夠?qū)⒔處熍c學(xué)生的關(guān)系從教師單向的知識傳授擴(kuò)展至

2、師生基于問題解決的互動學(xué)習(xí)，將學(xué)生以繼承知識為主的學(xué)習(xí)引導(dǎo)至對未知事物主動探索的學(xué)習(xí)，從而使學(xué)生從要我學(xué)變?yōu)槲乙獙W(xué)的教育改革方向。國內(nèi)在2000年左右以汕頭大學(xué)為代表開始發(fā)展cdio工程教育，并有多所大學(xué)參加。目前，在我國主要是開展以卓越工程師教育為發(fā)展方向的工程教育，其內(nèi)容是創(chuàng)立高校和企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)機(jī)制。高校和企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)人才機(jī)制的內(nèi)涵是共同制訂培養(yǎng)目標(biāo)、共同建設(shè)課程體系和教學(xué)內(nèi)容、共同實施培養(yǎng)過程、共同評價培養(yǎng)質(zhì)量。本科及以上層次學(xué)生要有一年左右的時間在企業(yè)學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)企業(yè)的先進(jìn)技術(shù)和先進(jìn)企業(yè)文化，深入開展工程實踐活動，參與企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新和工程開發(fā)，培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)精神和職業(yè)道德。在此基礎(chǔ)上組織教

3、師、專家、工程技術(shù)人員等從考核機(jī)制、教學(xué)實踐機(jī)制、管理機(jī)制等多方面進(jìn)行全方位的管理和組織。 二、基于項目驅(qū)動的工程教學(xué)思路 國際cdio工程教育及國內(nèi)開展的卓越工程師教育均有著獨特的優(yōu)點，但在實施過程中也存在一些問題: (1)對于學(xué)生的素質(zhì)要求高。學(xué)生具有學(xué)習(xí)的主動性，前沿探索精神，對學(xué)業(yè)知識已有深入的掌握，并且對于周邊知識有著豐富的理解。此外，動手能力較強(qiáng)，實踐經(jīng)驗豐富。 (2)對于教師的專業(yè)素質(zhì)要求高。參與工程教育的教師必須具備良好的專業(yè)素養(yǎng)，從而可以指導(dǎo)學(xué)生參加各種項目及產(chǎn)品的設(shè)計及制備。此外，還需要有著遠(yuǎn)比專業(yè)知識多的工科知識，包括原材料種類及名稱、生產(chǎn)及采購、成本核算、市場需求分析、

4、外觀設(shè)計、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求、管理協(xié)調(diào)能力等。 (3)需要有著完善的實驗及制備環(huán)境。由于產(chǎn)品設(shè)計、調(diào)研、制備組裝、測試分析等需要較多的設(shè)備及工具，而只有具有完備或完好的工具才能實現(xiàn)項目的良好完成，這不僅是產(chǎn)品生產(chǎn)的要求，而且是面向市場達(dá)到國際及國家產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的必要條件。 (4)需要較高的費用支撐。工程教育中需要進(jìn)行多種多系列的產(chǎn)品設(shè)計和生產(chǎn)，但其數(shù)量及品質(zhì)只是實驗室級的，有許多未見得能進(jìn)入市場銷售，且一些零部件也不能重復(fù)利用，這就需要對原材料有較多的成本要求。 (5)需要企業(yè)的全程參與。如我國卓越工程師的定位在于工程教育與實際生產(chǎn)相聯(lián)系，因此需要企業(yè)把現(xiàn)有生產(chǎn)的產(chǎn)品之一拿出來與學(xué)校交流和參與，之后投放

5、市場，形成市場可銷售的產(chǎn)品。這其實需要大量的數(shù)據(jù)情報以及生產(chǎn)管理等要求，這種工程教育需要企業(yè)一線工程師、銷售人員的積極參與。就我國目前的制造型企業(yè)的情況來說，以合資、獨資、民企為主，且多為中小型制造型企業(yè)，規(guī)模達(dá)到10億元以上的企業(yè)較少，具備產(chǎn)品設(shè)計能力的更為稀缺。由于主要的生產(chǎn)是產(chǎn)品組裝，或者為初級制造品，而且企業(yè)人員多為制造員工，一線工程師較少，生產(chǎn)工藝等通常也是從其他工廠或公司轉(zhuǎn)接過來。這些中小型企業(yè)很難做到真正長期的與學(xué)校開展人才培養(yǎng)合作，尤其是工程教育培養(yǎng)，更多的是從市場上招聘有經(jīng)驗的人員。一方面國內(nèi)真正具有產(chǎn)品設(shè)計、制造能力的大型企業(yè)相對較少，另一方面更多的企業(yè)更愿意與985及21

6、1院校開展合作。因此，對于一般工科高等院校，實現(xiàn)較為完善的校企合作的工程教育是比較困難的。對于一般院校來說，由于所收學(xué)費較低，沒有足夠的財力支撐工程教育;學(xué)校所在地愿意且有能力合作進(jìn)行工程教育的企業(yè)較少;教師多為剛畢業(yè)的博士及碩士，其企業(yè)工作經(jīng)歷極少或沒有;一個專業(yè)中學(xué)生的數(shù)量通常為50100名;實驗室以及設(shè)備較少，如何實現(xiàn)工程教育，是令人非常困惑的。 三、開展工程教育的主要措施 根據(jù)學(xué)校、專業(yè)以及行業(yè)情況來因地制宜、實事求是地實現(xiàn)工程教育是一般院校培養(yǎng)企業(yè)需要、社會需求型人才的必由之路。以我校光源與照明專業(yè)為例，這一專業(yè)是新興產(chǎn)業(yè)，企業(yè)均為中小型企業(yè)，且以民營為主。有經(jīng)驗的教師很少，民企中具

7、有豐富經(jīng)驗的工程師或者很少，或者工作非常多，壓力大，沒有時間參與到校企的工程教育中來。在開展工程教育的過程中，我們主要采取了以下措施以克服上述困難: 1、以政府縱向項目來驅(qū)動工程教育 以教師的國家、省部級科研項目為紐帶，積極組織研究生以及本科生參與，以教師研究生本科生三級指導(dǎo)機(jī)制為主線，在項目完成過程中增強(qiáng)教師的指導(dǎo)，學(xué)生之間的交流，以及學(xué)生與工廠及社會之間的交流，從而加深學(xué)生對于科研及工程實施過程的掌握。由于為縱向項目，理論性以及基礎(chǔ)性較強(qiáng)，要求有較高的理論基礎(chǔ)，參與的學(xué)生需要有較好的專業(yè)知識底蘊，而且對枯燥的實驗等能夠持之以恒。 2、以企業(yè)橫向項目來驅(qū)動工程教育 以中小型企業(yè)與教師或?qū)W校之

8、間的橫向項目為紐帶，積極組織研究生及本科生的參與。這一過程與縱向項目類似，但由于企業(yè)的橫向項目要求高、時間短、面向市場、理論性較低而實踐性極強(qiáng)，并且對于成本要求苛刻，所以對于學(xué)生的要求是能夠吃苦，具有良好的合作精神，對于市場及原材料的把握較好，交流及溝通能力強(qiáng)，有一定的專業(yè)知識底蘊，有較強(qiáng)的動手實踐能力，對于行業(yè)及產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)有初步的了解。 3、以專業(yè)競賽項目來驅(qū)動工程教育 當(dāng)前在各個專業(yè)都有一些競賽項目，包括國家級、省部級，協(xié)會、企業(yè)級，以及學(xué)校所組織開展的一些競賽，如電子設(shè)計大賽、單片機(jī)大賽、機(jī)器人大賽等諸多賽事。把這些賽事引入到學(xué)校的工程教育中來，組織本科學(xué)生以小組協(xié)作、教師指導(dǎo)形式參與。

9、以工程教育為主題，鼓勵學(xué)生以獲獎為目標(biāo)，從而推動工程教育的開展。其中更重要的是要把工程教育的內(nèi)容及實踐作為主題，這是以競賽來驅(qū)動工程教育的目標(biāo)，可鼓勵學(xué)生獲獎，但更多的是激勵學(xué)生參與，否則如果不能獲獎，就會挫傷學(xué)生的積極性。 4、以學(xué)生中心或協(xié)會形式構(gòu)建創(chuàng)新項目來驅(qū)動工程教育 由于當(dāng)前各個專業(yè)學(xué)生人數(shù)較多，能夠參與到教師、企業(yè)以及競賽項目中的學(xué)生相對較為優(yōu)秀、基礎(chǔ)較好，但數(shù)量畢竟有限，而這些學(xué)生到企業(yè)中進(jìn)行實習(xí)學(xué)習(xí)的話也很難有足夠的企業(yè)進(jìn)行接收。組建專業(yè)學(xué)習(xí)性質(zhì)的學(xué)生協(xié)會，以教師所提供的項目、企業(yè)的一般項目和當(dāng)前科技新方向的項目為基礎(chǔ)進(jìn)行延伸，并結(jié)合專業(yè)知識，形成新的分層次項目群或項目庫，組織

10、專業(yè)學(xué)生組織團(tuán)隊參與，包括調(diào)研、立項、實施及結(jié)項，以成果及報告形式完成工作。能力稍差或基礎(chǔ)弱的學(xué)生主要參與初級項目，以學(xué)習(xí)鍛煉為主;中級項目以增強(qiáng)技能及知識儲備為目標(biāo);高級項目則以各種競賽以及產(chǎn)品研制為目標(biāo)。這些項目更為靈活，著重考慮了學(xué)生的基礎(chǔ)和實際情況。而且對于工程教育的訓(xùn)練能夠?qū)崿F(xiàn)科學(xué)組織，完善內(nèi)容，加強(qiáng)過程控制。 5、以教學(xué)要求來驅(qū)動工程教育 由于目前網(wǎng)絡(luò)信息龐雜以及社會不良習(xí)慣的影響，一部分同學(xué)過于沉迷于游戲或其他活動之中，對于學(xué)習(xí)的重視程度稍差，如何把這些學(xué)生引導(dǎo)到主要的學(xué)習(xí)中來，是需要一定強(qiáng)制性的。以教學(xué)要求來引導(dǎo)，配合學(xué)分制，能夠在一定程度上促進(jìn)工程教育廣泛性的擴(kuò)展，加強(qiáng)學(xué)生對

11、于這一教育內(nèi)容的重視程度也是必不可少的。 （一）針對教師企業(yè)工作經(jīng)驗少、產(chǎn)品設(shè)計及開發(fā)能力差、檢驗工藝不熟悉等特點，也要全方位地進(jìn)行教師的工程教育。參與工程教育對教師來說是與學(xué)生共同成長、共同進(jìn)步，是提升自我的重要途徑。對于教師的工程教育培養(yǎng)，主要有以下幾點措施: (1)進(jìn)入企業(yè)進(jìn)行半脫產(chǎn)學(xué)習(xí); (2)以產(chǎn)品設(shè)計及開發(fā)或科研項目為主題系統(tǒng)掌握工程教育; (3)以指導(dǎo)教師形式指導(dǎo)學(xué)生，形成團(tuán)隊小組，教師也全身心的投入; (4)教師對所開發(fā)或設(shè)計的產(chǎn)品做全方位了解，形成積累，完善一種或一系列的產(chǎn)品設(shè)計、開發(fā)、制備、檢驗的工藝及能力。 （二）對學(xué)生素質(zhì)培養(yǎng)來說，需要完成的工程教育目標(biāo)的最低要求是:

12、(1)獨立工作能力。使每一名學(xué)生能夠具有獨立完成一項工作的能力，不需其他人的協(xié)助，這是對于工程師的基本要求，為負(fù)責(zé)未來的單獨產(chǎn)品開發(fā)作好能力儲備。 (2)協(xié)作精神。使學(xué)生之間為所負(fù)責(zé)的一個產(chǎn)品或一個項目的完成，共同協(xié)作，實現(xiàn)良好的溝通和交流，包括情感及技術(shù)等多個方面，妥善地處理項目完成期間發(fā)生的矛盾，并取得共同的進(jìn)步。 (3)吃苦耐勞精神。培養(yǎng)學(xué)生為達(dá)到目標(biāo)不怕挫折，不怕吃苦，勇于承擔(dān)重任的精神。這不僅是工程教育的重要主旨，也是人文教育的主要內(nèi)容。 (4)閱讀及編寫文檔能力。工程教育中的一個重要方面是技術(shù)及成果的展示，因而外文閱讀能力以及文檔編寫能力是必不可少的。如果能力不足，與他人進(jìn)行成果交

13、流、技術(shù)交流時必然產(chǎn)生障礙，因此必須重視這一方面的教育和能力培養(yǎng)。(5)職業(yè)素養(yǎng)。在深圳進(jìn)行企業(yè)調(diào)研過程中，一些企業(yè)抱怨當(dāng)前一些學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)缺失，包括企業(yè)忠誠度、本職工作的熱愛、企業(yè)規(guī)章制度的遵守、企業(yè)內(nèi)容的保密，以及上下級之間的尊敬等，此外對于制造企業(yè)中的一些安全保障制度也缺乏了解。這一方面在工程教育過程中也需要高度重視，這樣才會使學(xué)生滿足現(xiàn)代企業(yè)的需要，也能夠早日成為國際一流工程師級的人才。 6、其他工作 為了發(fā)展和提升本科工程教育，還需要在以下幾方面做進(jìn)一步的努力，包括: 1)學(xué)習(xí)國際工程教育發(fā)展成果。如cdio組織及內(nèi)容、國際一流制造企業(yè)的行業(yè)工程師資格要求、歐美日等發(fā)達(dá)國家的工程師

14、認(rèn)證資格要求，為學(xué)生的未來發(fā)展方向構(gòu)建知識及技能儲備。 2)掌握國內(nèi)外一流企業(yè)工程師的要求。目前一些企業(yè)或公司開展本公司的工程師認(rèn)證，包括微軟認(rèn)證，cisco認(rèn)證以及其他認(rèn)證。盡管由于公司或企業(yè)規(guī)模不同，行業(yè)不同，產(chǎn)品也不同，但可以提煉出對于工程師的基本素質(zhì)要求。通過對不同規(guī)模的企業(yè)對于工程師的不同要求進(jìn)行分類和歸納，從而在工程教育中能夠根據(jù)學(xué)生的特點有針對性地進(jìn)行培養(yǎng)。 3)專業(yè)工程師的知識能力要求。每個專業(yè)的開展都具有獨特性，這些獨特的知識與公共知識一起就形成了專業(yè)工程師的知識體系，而如何運用這些知識創(chuàng)新出新的產(chǎn)品并實現(xiàn)就是能力。知識體系和實現(xiàn)能力是缺一不可的，兩者需要在課程學(xué)習(xí)及工程實踐

15、中由簡入深，由理論到實踐，再由實踐上升到理論，最終達(dá)到知識及能力的融合，也就達(dá)到了工程師的培養(yǎng)要求，因而這也是專業(yè)工程教育的重要性所在。 4)多學(xué)科交叉能力的綜合培養(yǎng)。一件產(chǎn)品的完成涉及許多知識，如原材料的種類選擇，包括pvc、鋁型材及鐵制等。這其中涉及大量在專業(yè)學(xué)習(xí)過程中接觸不到的知識，通常會包括機(jī)械、電子、計算機(jī)、光學(xué)、熱學(xué)、液壓及氣動等知識，因而在工程教育中要根據(jù)專業(yè)特點，對于輔助專業(yè)的其他學(xué)科知識，尤其是在制造工藝中使用的知識，要進(jìn)行特別重點教學(xué)，以期提高學(xué)生的操作安全性、設(shè)計安全性及測試安全性，提高所設(shè)計產(chǎn)品的性價比，能夠開發(fā)出更多的產(chǎn)品來。在光源與照明專業(yè)的工程教育實現(xiàn)過程中，學(xué)生

16、參與熱情非常高漲，動手實踐能力得到極大的提高。這一教學(xué)改革盡管時間較短，但取得的成果非常矚目，許多相關(guān)專業(yè)的學(xué)生積極報名參加，目前開展的項目招募已經(jīng)多達(dá)30多個，一些學(xué)生參加了縱向及橫向項目的課題科研工作，一些同學(xué)還獲得了各種不同級別競賽的多個獎項。從合作企業(yè)的反饋來說，對所招聘的學(xué)生也得到非常滿意的評價?？梢哉f，這一形式的工程教育已經(jīng)取得了階段性成果。 四、結(jié)束語 工程教育是我國工業(yè)縱深發(fā)展的必由之路，是進(jìn)入國際制造分工體系的基礎(chǔ)，也是企業(yè)產(chǎn)品創(chuàng)新和技術(shù)升級的人才培養(yǎng)基石。然而，高校目前學(xué)生人數(shù)非常多，而工程教育需要的設(shè)備、實訓(xùn)基地、培訓(xùn)師資、耗材相對來說是有限的。企業(yè)的中小規(guī)模是不能負(fù)擔(dān)起這些