大工程觀理念下自動化專業課程改革

陳鵬飛?程艷

摘要：課程作為直接作用于人的教學媒介，是人才培養的核心要素之一。改革原有課程體系，理清工程科學與工程技術、社會—人—技術—生態環境的關系，構建符合現代工程人才培養的課程體系對于工程技術人才培養、增強國家科技競爭力、推動社會經濟發展具有重要意義。根據高等工程教育改革趨勢，針對我國高等工程教育存在的主要問題，提出以“大工程觀”指導理念，以專業知識為基礎與其他相關學科交叉滲透，理論與實踐結合，課程內訓練與綜合實踐結合，構建符合時代要求的課程體系。

關鍵詞：高等工程教育；大工程觀；學科交叉

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）36-0142-02

20世紀末，特別是進入21世紀以來，工程教育在創造性地解決人口、資源、環境所產生的問題及次生問題方面發揮著越來越重要的作用?？萍嫉难杆侔l展、經濟全球化和市場競爭的日益激烈都需要工程教育的不斷改革，以適應當今形式的發展?！按蠊こ逃^”正是在這一背景下由原麻省理工學院院長莫爾提出，所謂“大工程觀”并不是指工程規模本身大小而言，而是指在解決工程問題時突破原有狹窄的工程技術觀念，綜合運用多方面、多學科知識解決工程實際問題。

大工程觀在不斷的改革實踐中形成了“回歸工程”的教育理念，并且在此基礎上麻省理工學院和瑞士的三所大學合作開發除了CDIO的工程教育模式。在我國，汕頭大學、清華大學等一批高校相關專業參與到CDIO的改革中來，并且在改革中結合自己學校實際情況建立了一批具有特色的課程體系。黨的十八大報告指出要堅持走中國特色新型工業化、信息化、城鎮化、農業現代化道路，加快轉變經濟增長方式，由工業經濟想知識經濟轉變。我國基于工程教育發展現狀和社會需求，2007年提出“卓越工程師計劃”，并于2010年正式啟動。我國的“卓越工程師計劃”首批參與高校達61所。

一、目前我國高等工程教育存在的主要問題研究

我國支撐著世界上規模最大的工程教育，但我國所培養合格的工程人才偏少，人才培養質量遠未能達到企業要求，在上崗之前企業還需要對其所招聘的人才進行重新培訓。國際權威機構瑞士洛桑國際管理學院歷年發布的《國際競爭力報告》的數據顯示， 我們國家目前勞動力結構中“合格的工程師”人才非常不理想[1]。

目前我國工程教育發展面臨諸多的問題，其中有兩個突出問題：工程科學化、狹義技術化。如何改革這些問題，已經成為是否能夠促進我國工程教育健康發展，為企業輸送合格人才，繼續推進我國經濟發展的關鍵。

1.工程科學化

我國從建國之后仿照蘇聯模式走專業技術型道路，培養以掌握理論+技術實踐，解決工程問題能力的工程技術型人才；改革開放之后，借鑒美國模式培養理論+發展新技術，發表科研成果的工程科學人才。注重新技術的發展而非技術的掌握運用。潘云鶴院士在2009年國際工程教育大會上表示目前我國工程教育存在三大弊端，其中之一就是：實踐教育和工程設計環節缺失；教育重論文、輕設計、缺實踐；工科教師隊伍的非工化趨向嚴重[2]?，F在的工程教育多數處于重理論輕實踐，重視論文數量和新技術的研發多于實際技能的培訓。馮·卡門教授有句名言：“科學家研究已有的世界，工程師創造未來的世界?！笨茖W和工程處于理論和實踐兩個不同的層次，完成兩個不同的任務。工科教師的來源單一化，主要是各大高校和科研院所的博士生，主要接受的是學科系統化的課程。

2.狹義技術化

當代工程發展呈現多學科綜合交叉滲透的趨勢，工程實際問題已不再是僅依靠技術就可以解決，需綜合社會、經濟、生態、人文等多方面。我國現有的工程教育模式是在技術層面和專業的基礎上發展起來的，已經不再適應當今的工程發展趨勢。我國目前的工程教育局限在技術層面，工科畢業生不具備多學科交叉的知識和綜合解決實際問題的能力，大部分工科畢業生不懂得經濟、管理、成本預算、獨立運行大項目的能力，缺乏人文修養。

二、關于問題解決的幾點建議

1.重視工程實踐，強化教師工程背景

現有的工程教育模式并不能為學生提供充足的工程訓練，工科畢業生缺乏綜合運用知識解決實際工程問題和駕馭復雜工程設計的能力。因此必須增加工程實踐的訓練課時，作為培養未來工程師的教育，我們除了增加校內實踐課時，還需加強與企業之間的聯動，進行產學合作以加深學生對于技術的理解能力和提高實際動手能力。對于學生在學期間的最后一關——畢業論文，需從實際工程案例著手而非從紙上來，在紙上畫，嘴上說，真刀實槍的檢驗學生的能力。

作為培養未來工程師的核心——教師，是保證教育質量的根本和核心所在。不論作為什么類型或處于什么層次的高校，在本科階段應都是培養工程師而不是科學家，就此而言，“雙師型”教師是所有開設工科專業院校應有的王牌?！半p師型”教師來源應多源化，多條腿走路，除了培養本校原有師資取得相應行業認證的資格證書之外，還應到相關企業進行培訓以獲得一線生產經驗；還有要引進業界的經營和管理者作為專職教師和兼職教師，對于來自企業的人士，應給予相應的平臺，充分發揮其作用。

2.打破學科壁壘，實現學科交叉

作為培養未來工程師的高等工程教育，所學應為學生以后就業及職業發展服務。我國高校畢業生的就業已由原先的國家統分到目前的自主擇業，但目前我國工科專業學生知識面仍過于狹窄，人文社科基礎薄弱，所擁有的人文社科類知識來源于有限的選修課，基本處于工程知識與人文社科知識絕緣的狀態。因此必須在強化專業的同時，構建符合現代社會要求，學科交叉的課程體系。

以自動化專業為例，自動化專業主要研究的是自動控制的基本原理和方法、自動化單元技術、集成技術及其在各類控制系統中的應用。按照人的全面發展理論來看，作為現代教育的共同追求，高等工程教育不是也不應是僅培養技術工人。高等工程教育的培養目標應是在自動化行業生產一線從事產品設計制造、 技術運用與改造、 運行管理和經營銷售的高級應用型工程技術人才[3]。課程作為教學的媒介，對于學生能力的培養和發展具有重要的作用。新課程體系的構建必須符合人才培養目標和現代企業需求，充實現有內容。根據前人已有研究，筆者認為自動化專業課程體系構建可分為四個模塊：基礎模塊、專業模塊、實踐模塊、綜合模塊（如圖1所示）。

（1）基礎模塊?；A模塊主要由外語、自然科學、數學、計算機、人文社科等組成。美國在1958年《國防教育法》中就明確了數學、外語、自然科學的重要性。隨著世界經濟一體化進程的加快，再也不是“學好數理化，走遍天下都不怕”的時代了，參與世界經濟就必須掌握好一門外語，具有閱讀、翻譯外語書籍和技術資料的能力， 與他人進行簡單對話的能力。對于工科專業而言，自然科學主要是物理，物理與數學作為知識基礎，在掌握相關內容的基礎上培養學生的抽象思維能力、邏輯推理與數學建模能力。計算機主要應學會使用相關軟件的操作應用，并掌握一門高級編程語言。人文社科主要是使學生突破狹隘的技術觀念，掌握其他交叉學科的內容。

表1 基礎模塊結構

基礎模塊 外語 大學英語

數學 高等數學、線性代數、概率統計、復變函數

自然科學 大學物理

計算機 計算機基礎、C語言程序設計

人文社科 思想道德修養與法律基礎、馬克思主義基本原理、中國近代史綱要 、毛澤東思想、鄧小平理論與“三個代表”重要思想概論、環境保護技術、企業經濟基礎、企業規劃、生產計劃及控制、項目管理、報告技術、企業管理學

（2）專業模塊。專業模塊作為所有本專業學生所必須掌握的內容，在學生以后職業生涯發展中具有重要地位。按照相關技術的發展順序，從基礎到專業，要培養學生學科交叉的視野還需設定一部分專業選修課程，發散其思維，豐富看待問題的角度和解決方法。因此，專業模塊分為三個部分：專業基礎課、專業課、專業選修課。

表2 專業模塊結構

專業模塊 專業基礎課 工程制圖、電路、模擬電子技術基礎、數字電子技術基礎

專業課 自動控制原理、信號與系統、微機原理與接口技術、單片機原理與應用、電機拖動基礎 、電力電子技術 、電氣控制及PLC技術、傳感器與自動檢測技術 、自動化專業英語、軟件技術基礎、運動控制系統 、MATLAB應用技術

專業選修課 專業限選

專業選修

（3）實踐模塊。實踐是主觀見之于客觀的過程，也即是將理論加以運用，使之物化符合人們的主觀目的。因此在實踐模塊就是將在專業模塊所掌握的理論知識運用的現實中去。整個實踐模塊應包括以下幾個部分：課程實驗、課程設計、金工實習、認識實習、電工培訓等。將實驗、實習、設計和培訓貫穿于整個教學過程中，培養學生的團隊合作和溝通表達能力，學科知識的交叉和綜合運用能力。

（4）綜合模塊。綜合模塊不同于以上實踐模塊，主要是畢業設計，不是單獨運用某一門學科，而是綜合大學四年所有與本專業相關課程的理論與技術，解決實際問題。通過畢業設計這一環節，使學生對某一課題作專門深入系統的研究，鞏固、擴大、加深已有知識，培養綜合運用已有知識獨立解決問題的能力。

三、結束語

教育理念是引領大學人才培養的價值準則，是教育的必然規律與應然理想的完美結合，對教育現實具有強大的規范和引領作用[4]。大工程觀作為人們對于以往由以專業為基礎發展而來的工程教育模式的突破，是對傳統工程觀的繼承和超越，是發展當代工程教育的指南。大工程觀反映了當代利益相關者對于工程教育的期望和科技、社會、經濟、生態、人文幾者之間交叉融合的趨勢。作為培養工程人才的絕大多數院校，以上所提及的兩個問題都或多或少的存在，改善工科教師隊伍結構，改革現有工程教育，構建符合人才培養和發展的教育生態圈，對于工程教育和工程人才培養具有重要意義。對于整個工程教育的發展而言，大工程觀只能作為作為一種指南，在整個人才培養的體系中無法做到面面俱到；只能通過課程體系的研究與調整，豐富其教學內容，完善其課程體系，將工程理念以一貫之，把工程所涉及的各種知識、方法、觀念和能力系統地整合在一起，打破學科壁壘，與多學科進行融合，使學生具有整體的知識體系，并為其提供充分的實踐機會[5]。

參考文獻：

[1]陳勁，朱凌.面向創新型國家，推動中國工程教育改革[J].高等工程教育研究，2006（3）：4-7，29.

[2]齊芳.我國工程教育存在三大弊端[N].光明日報，2009-10-25.

[3]劉迎春，等.應用型本科機械設計制造及其自動化專業人才培養課程體系的研究[J].湖南工程學院學報，2006，（3）：59-62.

[4]別敦榮，張征.世界一流大學教育理念的特點與啟示[J].高等工程教育研究，2010，（6）：56-61.

[5]孫立民.關于大工程觀下高等工程教育改革思路的思考[J].教改創新，2010，（33）：18-19.

（責任編輯：劉麗娜）