工科大學(xué)生工程素質(zhì)養(yǎng)成訓(xùn)練及評(píng)價(jià)方法研究

王宸，王維志，宮愛紅，趙國華，陳建國，袁海兵

（湖北汽車工業(yè)學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院，湖北十堰442002）

工科大學(xué)生工程素質(zhì)養(yǎng)成訓(xùn)練及評(píng)價(jià)方法研究

王宸，王維志，宮愛紅，趙國華，陳建國，袁海兵

（湖北汽車工業(yè)學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院，湖北十堰442002）

探討了工科大學(xué)生工程素質(zhì)的內(nèi)涵，分析了工程素質(zhì)養(yǎng)成訓(xùn)練的規(guī)律及子過程間相互關(guān)系。通過Fuzzy數(shù)學(xué)綜合評(píng)判模型建立了工科大學(xué)生的工程素質(zhì)養(yǎng)成訓(xùn)練過程評(píng)價(jià)體系，并對(duì)其進(jìn)行了驗(yàn)證。幫助工科大學(xué)生了解應(yīng)具備的基本工程素質(zhì)和培養(yǎng)工程素質(zhì)的路徑和方法。

工程素質(zhì)；養(yǎng)成訓(xùn)練；評(píng)價(jià)方法

工程素質(zhì)是工程技術(shù)人員知識(shí)、能力和工程理念的綜合體現(xiàn)，是一個(gè)通過知識(shí)的日積月累、工程理念的潛移默化到創(chuàng)新思維、能力不斷升華的過程。工程素質(zhì)包含如下特征：敏捷的思維、正確的判斷和善于發(fā)現(xiàn)問題；理論知識(shí)和實(shí)踐的融會(huì)貫通；把構(gòu)思變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)的技術(shù)能力；綜合運(yùn)用資源，優(yōu)化資源配置，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)工程建設(shè)活動(dòng)可持續(xù)發(fā)展的工程理念。其內(nèi)涵包括工程知識(shí)、工程意識(shí)和工程實(shí)踐能力［1］。對(duì)于工科大學(xué)生，工程素質(zhì)是他們成為工程師最重要和最基本的素質(zhì)之一。

工程素質(zhì)包含范圍極廣，既有看得見的知識(shí)，也有看不見、摸不著的所謂理念、能力甚至智慧。工科大學(xué)生在工程素質(zhì)養(yǎng)成訓(xùn)練方面做到自我認(rèn)知、自我評(píng)價(jià)并不容易。從工程素質(zhì)評(píng)價(jià)的操作層面看，缺少一個(gè)具體、細(xì)化和具有指導(dǎo)意義的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，即使建立了也不具有令人滿意的探測(cè)效果。例如工程理念和能力必須放到一定的工程環(huán)境中才能檢驗(yàn)。限于自身的知識(shí)和所處的素質(zhì)養(yǎng)成階段，在工程環(huán)境中也無法做到客觀的自我認(rèn)知。但在校大學(xué)生可以在工程素質(zhì)的養(yǎng)成訓(xùn)練中實(shí)現(xiàn)自我監(jiān)督、自我檢查、評(píng)價(jià)，使自己的認(rèn)知活動(dòng)得到充分有效的調(diào)整和改善。

從工程素質(zhì)的基本特征出發(fā)，運(yùn)用教育心理學(xué)探討工程素質(zhì)形成的有關(guān)規(guī)律，應(yīng)用過程方法的理論識(shí)別工程素質(zhì)養(yǎng)成訓(xùn)練中的過程要素（子過程）集以及它們之間的相互關(guān)聯(lián)關(guān)系，從而建立一個(gè)可探測(cè)的過程評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。給不同的評(píng)價(jià)指標(biāo)賦予不同的權(quán)重，應(yīng)用模糊數(shù)學(xué)理論就可以建立工程素質(zhì)形成過程的Fuzzy數(shù)學(xué)綜合評(píng)判模型。綜合評(píng)價(jià)模型是面向?qū)W生的，具有指導(dǎo)意義。

1 工程素質(zhì)的養(yǎng)成訓(xùn)練要素及規(guī)律

根據(jù)美國著名心理學(xué)家麥克利蘭于1973年提出的“素質(zhì)冰山模型”［2］，將工科大學(xué)生工程素質(zhì)分為工程技能（解決實(shí)際工程問題）；綜合技能（敏捷的思維、正確的判斷和善于發(fā)現(xiàn)問題）；理論知識(shí)（理論知識(shí)和實(shí)踐的融會(huì)貫通）；實(shí)踐能力（把構(gòu)思變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)的技術(shù)能力）；工程倫理（綜合運(yùn)用資源，優(yōu)化資源配置；保護(hù)生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)工程建設(shè)活動(dòng)可持續(xù)發(fā)展的工程理念）。其中工程技能需要工程實(shí)踐中獲得，可以通過培訓(xùn)，校企合作實(shí)習(xí)等方式獲得。理論知識(shí)可以通過合理調(diào)整人才培養(yǎng)計(jì)劃，注重理論課與實(shí)踐課的銜接，加強(qiáng)理論與實(shí)踐的融會(huì)貫通。實(shí)踐能力可通過學(xué)生競(jìng)賽等激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新及動(dòng)手能力，把生活中靈感構(gòu)思轉(zhuǎn)為現(xiàn)實(shí)。工程倫理既是工程師所必備的職業(yè)道德和社會(huì)責(zé)任，也是一個(gè)優(yōu)秀的工程技術(shù)人才所必須的素質(zhì)。

工程素質(zhì)養(yǎng)成的研究重點(diǎn)大多站在教育組織者的角度，從改善課程體系和教學(xué)方法入手，通過改變學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)，增加實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備培養(yǎng)動(dòng)手能力，改善教師的知識(shí)結(jié)構(gòu)，增加教師的工程實(shí)踐能力等等方面培養(yǎng)學(xué)生的工程素質(zhì)。教學(xué)設(shè)備、內(nèi)容和方法的改進(jìn)符合教師為主導(dǎo)作用的原則，效果也是顯著的［3-4］。但是將研究停留在這樣一個(gè)階段是不夠的：動(dòng)機(jī)是直接推動(dòng)一個(gè)人進(jìn)行活動(dòng)的內(nèi)部動(dòng)力或動(dòng)因，在學(xué)習(xí)活動(dòng)中，學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)作為先決條件，是以增強(qiáng)行為促進(jìn)大學(xué)生培養(yǎng)工程素質(zhì)的首要因素。其次培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)積極性。最后，改善學(xué)習(xí)態(tài)度，提高學(xué)習(xí)主動(dòng)性。大學(xué)階段是工程素質(zhì)養(yǎng)成訓(xùn)練的關(guān)鍵時(shí)期，必須給予學(xué)生們必要的指導(dǎo)和幫助，幫助他們明確學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，改善學(xué)習(xí)態(tài)度，培養(yǎng)他們的學(xué)習(xí)興趣，在工程素質(zhì)養(yǎng)成訓(xùn)練方面通過自我認(rèn)知、自我評(píng)價(jià)獲得改善與幫助。上述工程素質(zhì)的養(yǎng)成訓(xùn)練的內(nèi)在規(guī)律令學(xué)生能夠清楚的了解畢業(yè)后自己應(yīng)該具備的基本工程素質(zhì)。從而幫助在校工科大學(xué)生在工程素質(zhì)的養(yǎng)成訓(xùn)練中實(shí)現(xiàn)自我監(jiān)督、自我檢查，調(diào)整和改善認(rèn)知活動(dòng)。

2 工程素質(zhì)養(yǎng)成訓(xùn)練過程

2.1 評(píng)價(jià)體系及驗(yàn)證

一個(gè)面向工科大學(xué)生的工程素質(zhì)養(yǎng)成訓(xùn)練過程評(píng)價(jià)體系，包括設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo)、建立影響要素（子過程）集、要素集的權(quán)重分析和模糊綜合評(píng)價(jià)模型建立。評(píng)估指標(biāo)體系將工科大學(xué)生工程素質(zhì)分為工程技能、綜合素質(zhì)、理論知識(shí)、實(shí)踐能力、工程倫理5項(xiàng)一級(jí)指標(biāo)和10個(gè)二級(jí)指標(biāo)。每個(gè)指標(biāo)分為重要90分，比較重要70分，一般50分3個(gè)等級(jí)。通過參閱相關(guān)資料［5-7］及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，經(jīng)過反復(fù)調(diào)整得出指標(biāo)體系數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 工科大學(xué)生工程素質(zhì)養(yǎng)成訓(xùn)練評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

Fuzzy數(shù)學(xué)綜合評(píng)判模型是目前使用較多的模糊數(shù)學(xué)方法之一，廣泛應(yīng)用于教學(xué)管理等領(lǐng)域。模糊綜合評(píng)判就是根據(jù)給出的評(píng)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)測(cè)值，經(jīng)過模糊變換后對(duì)受多種因素影響的事物或現(xiàn)象做出總的評(píng)價(jià)。Fuzzy數(shù)學(xué)綜合評(píng)判模型包括4種合成算子：1）M（∧，∨）；2）M（·，∨）；3）M（·，⊕）。模型1）和2）多用于主因素突出的合成運(yùn)算，在運(yùn)算中突出主要因素，模型3）多用于“加權(quán)平均型”，在運(yùn)算中兼顧各因素作用，考慮所有因素影響，體現(xiàn)出整體性，運(yùn)算結(jié)果具有綜合評(píng)判的效果。故選用模型3）對(duì)大學(xué)生工程素質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行驗(yàn)證。由表1的評(píng)估結(jié)果相應(yīng)的得出二級(jí)指標(biāo)模糊矩陣。

權(quán)重系數(shù)

應(yīng)用模型3）合成算子求出評(píng)判結(jié)果為

一級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重為

運(yùn)用合成算子求得整體評(píng)價(jià)結(jié)果：

根據(jù)最大隸屬原理，按照預(yù)先確定的二次量化標(biāo)準(zhǔn)量化總體：

得出上述評(píng)價(jià)指標(biāo)及權(quán)重比較合理。

為了進(jìn)一步驗(yàn)證模型是否合理，按照上述指標(biāo)評(píng)價(jià)體系，將一個(gè)班的學(xué)生在一個(gè)學(xué)期內(nèi)表現(xiàn)按照每一個(gè)二級(jí)指標(biāo)對(duì)每一個(gè)學(xué)生進(jìn)行打分測(cè)評(píng)，按照評(píng)價(jià)體系給出的權(quán)重，計(jì)算得到全體學(xué)生分值。如表2所示。

表2 T013-7班大學(xué)生工程素質(zhì)養(yǎng)成訓(xùn)練及評(píng)價(jià)

由表2可知：1）分布情況和教師對(duì)這些學(xué)生的直觀評(píng)價(jià)相吻合，比如優(yōu)秀畢業(yè)生，比賽獲獎(jiǎng)的同學(xué)分值應(yīng)該最高，一部分平時(shí)表現(xiàn)差的學(xué)生分值最低，大部分同學(xué)的分值位于中間；2）分布情況呈現(xiàn)正態(tài)分布，說明評(píng)價(jià)指標(biāo)合理，即學(xué)生的能力符合一般分布規(guī)律。模型是一個(gè)量化模型，可以對(duì)一個(gè)學(xué)生的工程素質(zhì)進(jìn)行量化評(píng)價(jià)，并指出改善方向。

2.2 在校期間培養(yǎng)工程素質(zhì)的路徑和方法

大學(xué)生在校學(xué)習(xí)期間，既是集中學(xué)習(xí)各種工程專業(yè)知識(shí)的黃金時(shí)期，更是工程素質(zhì)養(yǎng)成訓(xùn)練的關(guān)鍵過程階段。在大學(xué)生工程素質(zhì)培養(yǎng)方面，教師無疑起著主導(dǎo)作用，從改善課程體系和教學(xué)方法入手，改變學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)，增加實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力都是培養(yǎng)學(xué)生工程素質(zhì)的有效方法。同時(shí)，教育心理學(xué)理論已經(jīng)證明，學(xué)習(xí)者對(duì)自身的心理狀態(tài)、能力以及所要達(dá)到的目標(biāo)以及達(dá)到目標(biāo)所要采取的策略和方法都有明確的意識(shí)，同時(shí)在學(xué)習(xí)中時(shí)時(shí)進(jìn)行自我監(jiān)督、自我檢查、評(píng)價(jià)，從而肯定、發(fā)展正確的行為，發(fā)現(xiàn)和改正錯(cuò)誤或不良行為，就可以使自己的認(rèn)知活動(dòng)得到調(diào)整和改善。因而大學(xué)生工程素質(zhì)的培養(yǎng)效果取決于教師和學(xué)生本身2個(gè)方面的努力。

按照指標(biāo)評(píng)價(jià)體系給出的各項(xiàng)評(píng)價(jià)因素及評(píng)價(jià)權(quán)重，通過對(duì)一個(gè)班的學(xué)生打分進(jìn)行驗(yàn)證，根據(jù)對(duì)該班學(xué)生平時(shí)表現(xiàn)，如平均學(xué)分績點(diǎn)、課程設(shè)計(jì)成績、參加科技競(jìng)賽成績等，驗(yàn)證了該指標(biāo)評(píng)價(jià)體系的合理性。在這一評(píng)價(jià)體系中，實(shí)踐動(dòng)手、創(chuàng)新能力及合理制定解決方案能力權(quán)重系數(shù)較高，所占重要性比例較高，較其他指標(biāo)因素更為重要?？刹扇￠_放性、系統(tǒng)性的培養(yǎng)方式，強(qiáng)調(diào)大學(xué)生自主性培養(yǎng)是提高他們工程素質(zhì)的有效途徑，設(shè)置由基本實(shí)驗(yàn)實(shí)踐、綜合設(shè)計(jì)性實(shí)踐和研究創(chuàng)新性實(shí)踐3個(gè)層次組成的實(shí)踐能力培養(yǎng)框架，對(duì)學(xué)生在校期間實(shí)踐能力培養(yǎng)按照感性認(rèn)識(shí)、實(shí)踐操作和能力提升3個(gè)階段進(jìn)行，積極進(jìn)行校企合作，利用假期將學(xué)生安排在企業(yè)內(nèi)，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)操作，提高工程意識(shí)，將學(xué)習(xí)自主權(quán)交給學(xué)生，最大限度地發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性。包括：給予學(xué)生選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容、選擇教師、及自主安排實(shí)踐活動(dòng)的權(quán)利和學(xué)生能夠根據(jù)自己的興趣愛好、職業(yè)導(dǎo)向和與相關(guān)企業(yè)簽訂實(shí)習(xí)協(xié)議。采取上述一系列路徑和方法激發(fā)大學(xué)生在校期間自主學(xué)習(xí)的能動(dòng)性。

3 總結(jié)

本課題研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)在于工程素質(zhì)本身涵蓋面極廣，形成規(guī)律復(fù)雜。通過一個(gè)量化的指標(biāo)體系完整評(píng)價(jià)工程素質(zhì)形成過程還是有極大難度的，需要有一個(gè)反復(fù)驗(yàn)證和完善的過程。本文中建立了影響子過程集，子過程集的權(quán)重分析和模糊綜合評(píng)價(jià)模型，通過Fuzzy數(shù)學(xué)綜合評(píng)判模型建立一個(gè)學(xué)生工程素質(zhì)的驗(yàn)證評(píng)價(jià)模型；通過不斷地評(píng)價(jià)、驗(yàn)證和修改，檢驗(yàn)了評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的完備性和權(quán)重分析的客觀性。大學(xué)生工程素質(zhì)的養(yǎng)成訓(xùn)練的自我認(rèn)知、自我評(píng)價(jià)是非常有意義的，目前對(duì)工程素質(zhì)養(yǎng)成訓(xùn)練的過程和規(guī)律有待進(jìn)一步研究，工程素質(zhì)養(yǎng)成訓(xùn)練的過程和規(guī)律的研究有助于大學(xué)生在工程素質(zhì)方面的自我認(rèn)知和自我評(píng)價(jià)。

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Study on Apprenticeship Training and Evaluation Method of Engineering Students’Engineering Quality

Wang Chen，Wang Weizhi,Gong Aihong,Zhao Guohua,Chen Jianguo,Yuan Haibing
（School of Mechanical Engineering,Hubei University of Automotive Technology,Shiyan 442002,China）

The connotation of engineering students’engineering quality was discussed,the rules of engineering quality apprenticeship training and the relation between the sub-processes were analyzed.An evaluation index system of engineering quality apprenticeship training process for engineering students was established based on Fuzzy mathematics comprehensive evaluation model,and the validity of the evaluation system was verified.It can help the engineering students to know the basic engineering quality and the path and method of engineering quality cultivation.

engineering quality;apprenticeship training;evaluation method

G640

A

1008-5483（2015）01-0077-04

10.3969/j.issn.1008-5483.2015.01.017

2014-10-15

湖北省教育科學(xué)規(guī)劃研究課題（2012B159）

王宸（1983-），男，湖北十堰人，碩士，從事機(jī)械電子方面的研究。E-mail：59932684@qq.com