面向工程教育的學科基礎課改革

摘要：作為目前高校工程教育改革中相對忽視的環(huán)節(jié)，學科基礎課對于學生基本工程素質(zhì)、創(chuàng)新思維及綜合能力培養(yǎng)等起到非常重要的支撐引導作用。首先分析了學科基礎課工程化改革的必要性，然后以工程制圖課程為例，對學科基礎課工程化改革的思路和措施進行了一定的探索。

關鍵詞：工程教育 工程應用型 學科基礎課 工程制圖

隨著國家對于高等教育在社會發(fā)展中的作用地位及教育發(fā)展自身規(guī)律認識的不斷深入，高等工程教育已經(jīng)成為教育界的普遍共識和大部分高等院校教育改革的必然趨勢。在具體的課程改革實踐中，主要以專業(yè)課程的工程化教學改革為主，對于學科基礎課則由于其內(nèi)容相對理論化等原因尚未過多涉及。

文章分析了學科基礎課工程化改革的必要性和意義，從教學內(nèi)容、教學模式、考核模式三個方面提出工程化改革具體思路。

一、學科基礎課工程化改革的必要性

1.學科基礎課作用與地位

工程應用型人才最重要的三大能力是實踐、集成和創(chuàng)造能力，工程的這一創(chuàng)造性特質(zhì)，使得工程教育必須區(qū)別于其他學科的教育模式，尤其是在基本工程素質(zhì)、創(chuàng)新創(chuàng)造思維、綜合實踐能力的培養(yǎng)上。

學科基礎課是使學生獲得有關學科的基本概念、基本規(guī)律的知識和技能的課程，是學生進一步學習專業(yè)知識的基礎。在工程應用型人才的培養(yǎng)過程中，學科基礎課具有重要的地位和作用：

（1）學科基礎課是培養(yǎng)基本工程素質(zhì)的主要途徑。所謂基本工程素質(zhì)就是一個工程師應具備的基本知識、基本理論和基本技能，一定的工程實踐訓練和嚴格有素的工程習慣。工科的學科基礎課往往既具有工程教育的內(nèi)涵，又具有工程訓練的特點，是培養(yǎng)學生基本工程素質(zhì)的主要途徑。

（2）學科基礎課是訓練創(chuàng)新創(chuàng)造思維的理想載體。學科基礎課內(nèi)容上偏重于具有共通性的一般化理論介紹，具有較強的理論性，有利于訓練學生的理性思維和創(chuàng)新思維能力，而這是學習任何知識、掌握任何新技術所必需的，尤其對于工程應用型人才來講，創(chuàng)新思維是區(qū)別于一般技能型人才的重要能力。

（3）學科基礎課是啟蒙綜合實踐能力的重要契機。所謂綜合實踐能力是指學生綜合利用所學的基礎理論知識和必要的工程知識進行工程實踐的能力?，F(xiàn)代工業(yè)發(fā)展對工程師的工程綜合實踐能力提出了越來越高的要求，加強工程綜合實踐訓練是高等工程教育改革的必然選擇。綜合實踐能力培養(yǎng)是一個循序漸進的過程，利用學科基礎課的實踐機會對學生進行簡單的啟蒙和引導十分必要，而學科基礎課覆蓋課程廣的這一特點也決定了這是啟蒙綜合實踐能力的有利契機。

（4）學科基礎課對于后續(xù)專業(yè)學習具有深遠的影響。學科基礎課一般安排在大一階段，且往往面向多個專業(yè)同時開設，這意味著一門學科基礎課的學習對于后續(xù)相關課程以致相關專業(yè)學習都具有非常重要的影響。

因此，不管是從工程應用型人才培養(yǎng)基本工程素質(zhì)、創(chuàng)新創(chuàng)造思維、綜合實踐能力的要求出發(fā)，還是對后續(xù)專業(yè)學習的角度而言，學科基礎課都具有不可替代的獨特作用與地位。

2.學科基礎課教學現(xiàn)狀分析

課程教學的效果主要取決于教與學、也即教師和學生的雙方互動配合程度。學生重視程度不夠和教師工程化背景缺失是目前學科基礎課教學中存在的兩大主要問題。

由于社會整體氛圍影響，目前高校學生普遍存在浮躁、短視的現(xiàn)象，體現(xiàn)在專業(yè)學習上便是相對重視專業(yè)課程尤其是所謂“飯碗課程”的學習，對于相對較基礎、理論性較強的課程則輕視甚至漠視，在課程學習中首先關心的是“學這門課有何用？”，對于基礎課程的作用和影響缺乏正確的認識。例如很多電氣信息類專業(yè)學生對《工程制圖》的重要性認識不夠，對工程制圖在今后工作中的應用缺乏足夠的認識，甚至認為這是一門僅僅適用于機械、建筑類專業(yè)的課程。學生的重視程度不夠直接影響了課程的教學效果和教師的教學積極性。

與此同時，教師工程化背景缺失也是影響學科基礎課教學的重要因素，高校以論文作為主要衡量指標的評價機制導致了大批教師投身于急功近利的文章“生產(chǎn)”，甘于沉積、潛心研究的科研精神逐漸缺失，在學術上也以理論研究為主，忽視了對工程實踐的應有重視，導致了教師工程化背景的缺失，而這種缺失也直接導致了學科基礎課在教學上偏重于枯燥的理論說教，卻忽視了課程對于工程應用型人才培養(yǎng)的支撐引導作用。

綜上所述，學科基礎課程目前的教學現(xiàn)狀顯然不能匹配自身對于工程應用型人才培養(yǎng)的作用和地位，從各個方面對其進行改革以適應工程教育的要求和發(fā)展趨勢，對于落實工程應用型人才培養(yǎng)定位具有重要的現(xiàn)實價值和戰(zhàn)略意義。

二、學科基礎課工程化改革思路

基于上述對于工程應用型人才能力要求的分析和學科基礎課作用、地位的認識，學科基礎課工程化改革的目標應該是落實工程應用型人才的培養(yǎng)定位，具體包括培養(yǎng)基本工程素質(zhì)、訓練創(chuàng)新創(chuàng)造思維、啟蒙綜合實踐能力三個方面，結(jié)合筆者自身近年來教學實踐總結(jié)以及膚淺的理解，工程化改革措施可以從修訂教學內(nèi)容、改革教學模式、創(chuàng)新考核模式是三個方面有針對性展開，具體關系如圖1所示。

1.通過教學內(nèi)容改革培養(yǎng)學生基本工程素質(zhì)

基本工程素質(zhì)的培養(yǎng)離不開工程實踐，作為實踐能力培養(yǎng)的主要載體，實踐教學環(huán)節(jié)是必不可少的。目前課程教學中普遍存在脫離實際、學非所用、重理論學習輕能力培養(yǎng)的現(xiàn)象，由于學時限制等具體原因，學科基礎課一般未設置實踐教學環(huán)節(jié)，也基本缺乏貼近工程實踐的部分。為達到培養(yǎng)學生基本工程素質(zhì)的目的，在教學內(nèi)容上，必須在保持知識的穩(wěn)定性和有效性的原則下，充實工程實踐知識的分量，增加實踐教學課時，加大工程實踐教學的分量。

以《工程制圖》為例，由于課時數(shù)有限（32課時），我們只能選擇教材中部分內(nèi)容實施教學，主要是投影、視圖等基礎性內(nèi)容，而對于零件圖、裝配圖等實用性內(nèi)容沒有太多課時覆蓋，尤其對于計算機輔助設計CAD等內(nèi)容，由于未設置實踐教學環(huán)節(jié)，只能采取教師課堂示范的形式加以簡單學習，學生看到的是成形的圖片，看不到制圖過程，對于基礎較差、接受能力較弱的學生而言，在進行空間想象和構(gòu)思方面還存在相當大的問題。由于教師不可能將所有實例的軸測圖都畫出來，學生是否積極進行了空間構(gòu)思和想象，想象的組合體形狀是否正確，都得不到及時的驗證，特別是讀組合體三視圖時，組合體的軸測圖圖片就在PPT中，學生就不會積極地進行空間想象，慢慢會養(yǎng)成學習惰性。

與此同時，現(xiàn)代技術的突飛猛進直接導致了與學科專業(yè)相關的知識和信息日益更新，目前課程教學內(nèi)容上普遍存在知識落后的現(xiàn)象，而學生不可能也沒必要在有限的時間內(nèi)全部學完這些知識，如何保證教學內(nèi)容的有效性和穩(wěn)定性也是十分重要的問題。因此在課程的教學內(nèi)容需要通過廣泛的調(diào)研和精心的比較，如通過對行業(yè)企業(yè)的溝通、調(diào)查，畢業(yè)生的反饋等渠道才能做出科學合理的選擇和取舍。

2.通過教學模式改革培養(yǎng)學生創(chuàng)新創(chuàng)造思維

創(chuàng)新創(chuàng)造思維是創(chuàng)新人才智力結(jié)構(gòu)的核心，是工程應用型人才必須具備的重要素質(zhì)能力，它需要經(jīng)過長期的訓練、積累才能具備。在教學模式改革中，應該在具體研究課程特點的前提下，大膽通過研討式教學與探究式學習相結(jié)合的方式，達到訓練學生創(chuàng)新創(chuàng)造思維的目的。

通過研討式教學，可以很好地激發(fā)學生的學習記憶和他們的思維創(chuàng)新。如筆者在《工程制圖》課程中曾經(jīng)問過一個“點的兩面投影均在直線投影上且橫坐標相同的情況下，能否確定空間此點就在該直線上？”的問題，激發(fā)學生積極思考與熱烈討論，并有學生分別以坐標計算法、射線交叉法、反證法等角度給出證明，部分答案甚至超出了本人預計，這些都說明了學生的創(chuàng)新創(chuàng)造潛力是巨大的，關鍵在于如何通過合適的方式去引導。

在創(chuàng)新創(chuàng)造思維訓練的過程中，引導學生進行探究式學習是對研討式教學的有利補充和保障。探究式學習是一種積極的學習過程，主要指學生獨立自主地發(fā)現(xiàn)問題、實驗、操作、調(diào)查、收集與處理信息、表達與交流等探索活動。在教學實踐中，可以通過拋出若干學生感興趣的問題，以此引導學生通過自己努力嘗試尋找問題的答案，在此過程中讓學生獲得知識，培養(yǎng)能力，發(fā)展探索精神與創(chuàng)新能力。

3.通過考核模式改革考查學生綜合實踐能力

科學合理的考核模式是課程教學的重要組成部分，也是決定人才培養(yǎng)質(zhì)量的關鍵環(huán)節(jié)，考核模式既影響學生的學習積極性，也將一定程度上造成教師教學上的傾向性。尤其在當前學生相對被動的學習氛圍下，可以說培養(yǎng)效果相當程度上將取決于考核模式，因此創(chuàng)新考核模式意義重大：如何既能達到培養(yǎng)目標，又能提高學生學習興趣；既能考核學生理論知識，又能考查學生綜合實踐能力，這是擺在任課教師面前的一大難題。以《工程制圖》為例，其考核目標應該主要是學生對于制圖理論和技術的應用熟練程度，而目前一般采用閉卷考試的方式，這就引起了教學與考核之間的矛盾。因此，如何通過課程考核引導師生對于綜合實踐能力的重視培養(yǎng)是考核模式改革的重點和方向，從如何能夠理論與實踐并重、最大程度考核學生綜合素質(zhì)出發(fā)，采取靈活、實際的考核模式。在考核模式改革中，可以采用理論與實踐考核相結(jié)合的原則，任務式考核的方式，達到考查學生綜合實踐能力的目的。

采用理論與實踐相結(jié)合的原則，即要求創(chuàng)新現(xiàn)有以閉卷考試為主的考核形式，在加重實踐性考核的同時，必須使考核內(nèi)容同時涵蓋必要的原理基礎，區(qū)別于單純的技能考試，體現(xiàn)一定的理論性，既考核理論基礎水平，又考查實踐動手能力，比如在《工程制圖》中，可以通過在計算機繪圖中考核投影理論的形式進行考核，學生必須具備一定的理論基礎和實踐繪圖能力方能通過考核。

采取任務式考核即考核內(nèi)容以一個完整任務的形式體現(xiàn)，要求學生通過查找資料、分析解決方法、動手設計制作等步驟最終完成某項具體任務，在《工程制圖》中通過讓學生設計、繪制、制作扳手。任務式考核既能提高學生的興趣和積極性，又能很好地起到考查綜合實踐能力的目的。

三、結(jié)語

目前大多數(shù)改革實踐還是圍繞與工程實踐聯(lián)系相對緊密的專業(yè)課程展開，而對于為學生基本工程素質(zhì)培養(yǎng)起到重要支撐作用的基礎課程則較少涉及。本文以筆者執(zhí)教的《工程制圖》為例，從教學、實踐、考核三個方面提出課程工程化改革的思路和措施，并在此基礎上對學科基礎課的工程化改革進行一定的探索，希望能對相關課程改革起到拋磚引玉的作用。

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本文系溫州大學教學改革研究項目《電子信息類專業(yè)工程制圖教學的改革與實踐》階段性成果。