工程教育论文范例

1大工程观产生的背景和内涵

“大工程观”作为一种新的教育思潮，是美国工程教育与科学教育进行比较后提出的一个概念。社会作为一个不可分割的整体，要求我们在实现科学技术进步和经济发展的同时，要充分考虑文化、环境、道德等多方面因素，实现同步发展，而大工程观就是一种以整合、系统、应变、再循环的视角看待大规模复杂系统的思想。“大工程观”的产生顺应了时代的变化，具有必要性和历史发展的必然性。工程教育的模式经历了三个阶段，即工程技术模式、工程科学模式和工程模式。工程技术模式主要是侧重于技艺技能与工程经验，侧重于工程技术知识的掌握，工程技术本身的研究与运用；工程科学模式，由“技术型”向“科学型”的转变，主要发生在欧洲大陆以外的国家和20世纪80年代以后的中国，主要聚焦于理工学科，培养过程中注重教学与研究相结合，“科学性”的工程知识体系以及它所造就的“分析型”工程师，在各国的工业界始终是受到质疑的，这可能就是所谓企业文化与学术文化的冲突；工程模式，即“大工程观”，在20世纪80年代，正当中国的工程教育由“技术型”工程学科向“科学型”转变的时候，美国却听从了一大批有识之士的告诫，改变其原有的工程教育发展方向。《美国工程教育与实践》和《本科的科学、数学和工程教育》等一系列教育报告，拉开了整个美国工程教育大改革的序幕。1989年，MIT的报告指出，战后的工科课程向着工程科学方向演变是不可避免的，也是合理的，但是今天已然是“过度科学化”。1994年，MIT院长乔尔•莫西斯提出了《大工程观与工程集成教育》的长期规划，1995年，《重建工程教育》等一系列报告使得美国的工程教育发生了重大转变，但并不是由“科学性”退回到“技术型”，而是“回归工程”，形成在新的水平上综合了科学和技术的新范式，即“大工程观”。

2大工程观的要求

大工程观的“大”不能只从简单的大小来理解，“大”是用来修饰“观”的，是更加注重工程的整体性和系统性，这个“大”把现代工程的领域扩大、意义增长、使命加强和价值提升突出地表达了出来。工程环境的丰富性和工程技术的复杂性，对工程师提出了更高的要求，要求21世纪的工程师须是集知识、素质和能力于一身的高水平人才，不仅要求他们拥有丰富的学科知识和精湛的技术能力，能创造性地解决有关专业的技术难题，还要求他们善于合作和协调，处理好与工程活动相关联的各种社会关系。同时，工程活动对社会和环境的影响越来越大，这就要求工程技术人员应该打破技术眼光的局限，对工程活动的全面社会意义和长远社会影响有自觉的认识，承担起应有的社会责任。基于“大工程观”观的工程教育，就是要培养学生系统性和整体性的认知方式，不仅仅强调单个的专业科学技术知识和实践能力，更强调各个知识体系和实践能力间的关联性和整体性。大工程观指导下的工程教育培养的应该是优秀的复合型人才，他们不但具备从事复杂工作的能力，也具备良好的较宽领域的适应能力。

3基于大工程观的工程教育改革对策

3.1人才培养目标

培养目标是依据国家的教育目的和社会对人才的需要提出的培养人才的具体要求。不同层次、不同专业、不同学校的高等工程教育对人才培养的要求都应该是不一样的，但总体来说我国各高校工程人才具体培养目标趋同，缺乏科学性、规范性和可操作性，目标模糊，具体定位不清晰，无法充分体现现代工程教育理念，对于“到底应该培养什么样的人才”这个问题缺乏清晰的认识，基本上凭经验或者模仿别人办学。我国工程教育的总体培养目标可以概括为，培养适应社会主义现代化建设需要，德、智、体全面发展，获得必要的工程师训练的高级工程科技人才。这个培养目标的特点是突出了“工”，强调为工业、工程第一线培养人才。从大工程观的视角来看，不同类型的高校必须认清自身现阶段的主要发展空间，建立具有自己特色的人才培养目标，但各目标中应该要重视培养学生综合的知识背景、工程实践能力以及整体性的思维方式，还要注意学生职业道德和社会责任感的培养，高等工程教育培养的工程师不仅要具备一定深度和广度的科学知识、精湛的技术能力，还应该注重其他非技术能力的培养，包括沟通能力、领导能力、环境适应能力、商业能力等。

一、工程教育中对培养目标的要求

培养目标作为高等学校教育的具体化，是针对特定的教育对象而提出的。工程认证标准，中明确提出培养目标是对该专业毕业生在毕业后5年内能够达到的职业和专业成就的总体描述，同时要适应社会经济发展，具体内容及要求包括如下几点。

1.专业应有公开的、符合学校定位的、适应社会经济发展需要的培养目标。

2.培养目标应包括学生毕业时的要求，还应能反映学生毕业后5年内在社会与专业领域预期能够取得的成就。

3.建立必要的制度定期评价培养目标的达成度，并定期对培养目标进行修订，评价与修订过程应该有行业或企业专家参与。

二、培养目标制定依据

1.本专业的社会需求。

1文献的选取与组织

本文依次使用篇名、主题、关键词三种方式，以“CDIO工程教育”为检索词，时间段从2006年11月到2014年7月，共检索到2533条记录。通过人工剔除重复及无关主题内容文献，最后整理得出2328条记录。分别从以下几个方面进行分析：文献数量（篇）年度分布、较多的作者分布、较多的作者单位分布、频率较高的关键词分布、论文获得的基金类别分布。

2文献分析

2.1文献数量统计

统计发现，2006、2007年各为1篇，两篇，2008年发表26篇，2009年发表72篇，2010年发表251篇，以后各年发表的数量逐级增长，累计论文2328篇。说明国内关于CDIO工程教育模式领域的研究始于2006年，其后人们对此领域的关注度不断上升。

2.2作者发文量统计

数据显示，广州大学的研究者江帆发表相关论文12篇，是到目前为止研究此领域发文量最多的研究者。

一、民办高校工程教育的现状

1.师资队伍失衡，教师缺乏工程经历

民办院校的师资队伍主要由两部分组成：其一是以青年教师及退休的教授为主的专职教师队伍，其二是以源自公办高校的退休人员、校外在职教师为主的兼职教师队伍。这支教师队伍中中年骨干教师出现断层，未形成合理的学术梯队。专职教师从本科、研究生毕业后就从事高等教育工作，缺乏工程经历，实践教学能力弱。民办院校的教师大部分是“教学型”，考核依据主要是教学工作量。“教学型”教师进行在职进修、科研、企业顶岗锻炼的时间很少，教师工程实践能力的提高在一定程度上受到了限制。同时，由于各学校人才培养目标存在差异，兼职教师队伍不能完全适应民办院校的教学需求，同时在管理上也缺乏约束力。

2.专业设置缺乏特色

民办高校在专业设置方面主要是借鉴公办本科高校或者结合经济社会发展需求设置相应的主流专业或热门专业。随着我国经济的发展，制造装备业不断壮大，人才需求缺口越发明显。目前，公办高校和民办高校都开设了工程类专业。就国内工程专业特色而言，一些公办院校都在不断创出自己的特色品牌专业，而民办院校的工程专业建设还是随大流，没有开始自己的特色之路，对于研究工程教育模式的民办院校也很少，如何在“卓越工程师教育培养计划”（以下简称“卓越计划”）大背景下形成自己的特色、如何进行工程教育改革已经成为民办高校亟待解决的问题。

二、民办高校工程教育改革的必要性

为贯彻落实十七大以来党中央、国务院提出走中国特色新型工业化道路，建设创新型国家、建设人力资源强国的战略部署，贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020）年》（以下简称《教育规划纲要》）和《国家中长期人才发展规划纲要（2010-2020）年》（以下简称《人才规划纲要》）。《教育规划纲要》提出了全面提高高等教育质量及提高人才培养质量的要求，重点扩大应用型、复合型、技能型人才培养规模，促进高校办出特色，引导高校合理定位，形成各自的办学理念和风格。《人才规划纲要》提出了到2020年，在制造装备、信息、生物技术、新材料、能源资源、农业科技等经济重点领域开发急需紧缺专门人才500多万人的人才建设任务。在统筹推进人才队伍建设过程中，《人才规划纲要》提出到2020年，专业技术人才总量达7500万人，高、中、初级专业技术人才比例为10∶40∶50；到2020年高技能人才总量达3900万人，其中技师、高级技师达1000万左右。同年6月，教育部联合有关部门和行业启动了“卓越工程师教育培养计划”（以下统称“卓越计划”）。“卓越计划”是《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020）年》提出的高等教育重大改革计划，目前共有194所高校参与“卓越计划”，占目前全国开设工科专业的普通本科院校总数的19.1％。所有参与“卓越计划”的高校中，“985工程”大学27所、“211工程”大学38所、普通本科院校110所、新建本科院校19所，民办高校无一入选“卓越计划”。面对公办本科院校进行的一系列工程教育改革，考虑到民办高校的长期性发展以及工程专业毕业生就业竞争形势，民办高校的工程专业学科建设、工程教育模式改革显得势在必行。

一、相关基本概念

多年担任哈佛大学校长的博克认为，大学教育的核心事务是“教育目标”与“教育方法”，“真正影响教育品质的事发生在大学课堂，师生互动的教学情景中”。“探究式方法”作为强调基于问题、面向实际，凸显自主探究、合作互动的一种学习的方法，是指学生在学习时，教师通过给他们一些事例和问题，让学生通过阅读、思考、讨论、听讲等途径去独立探究，自行发现并掌握相应结论的一种方法。在探究式教学的过程中，学生的主体地位、自主能力都得到了加强。“工程教育”是指以培养未来工程师为目标，主要以工科课程为主，密切联系工程应用的教育方式，目前主要指一些工科专业。“以问题为导向”是在教学环节的设计中，无论是回顾旧知识点、导入新知识点、建立新旧知识联系、新知识点之间的衔接，还是结论的突出均以问题的形式展出，并且以问题或案例在其中穿针引线和突出教学内容及目标。

二、工程类教学的特点

工程类课程具有其固有的特点。部分工程类课程抽象性强，如“工程电磁场”，因为场是抽象看不见的，在中学介绍电场时只是口述场是如何分布的。在高校这门课程当中，由于理论更加深，所以抽象思维要求更高。例如，介绍场的概念时多举例，速度场可以看路上奔跑的汽车，高度场可以在平常出去爬山，每个人所处的海拔高度，等等。在这类课程里，多媒体演示和计算机仿真教学较为重要。部分工程类课程有实践性强的特点，如“电机学”、“电力系统自动化装置”、“发电厂电气主接线”等。在这类课程中必须和实际工程项目多结合，有条件的情况下，带学生实地看看现场设备，看看设备的工作情况，了解实际企业的电气接线图是如何设计的。只需要初步认识，就能对理论的理解深刻很多。还有部分工程类课程具有理论性强的特点，如“电力系统分析”，对于这类课程基本上一条线。需要教师在教学上由浅入深，一步一步引导，让学生每节课都感觉有所得，才能提高学习兴趣。当然，很多工程类课程兼顾几方面的特点。

三、结合课程特点设立问题为引导

在问题的设计中，应具有针对性，问题情境应根据教学内容，抓住基本概念和基础知识，紧扣教材的中心及重点、难点。教师应该通过这一系列的问题作答、体悟，把这节课的重点、难点逐步引入。同时，提出的问题难度要适中。问题太易，学生会产生厌倦和轻视心理；太难，学生会望而生畏。而且问题要具有层次性，在创设问题时，应尽可能设计科学的、有梯度的、有层次的问题链，考虑好问题的衔接和过渡，用组合、铺垫或设台阶等方法提高问题的整体效益，形成体系。另外，问题尽量能贴近现实或带点趣味性，就更能吸引学生的注意，调动学生的情绪。例如，在“高电压技术”课程中，就需要密切联系实践。介绍电晕放电时，需要考虑电晕放电的一些工程应用，如烟囱里静电除尘的问题。又如，在介绍串联电感和并联电容内容中，在相同情况下所需电容比电感线圈的成本低得多，这就是在实际工程应用中要考虑的问题，根据书本一般只讲授电气性能的好坏，根本不考虑实际现场工程实施时的经济成本。这些都可以在问题的设立和学生的讨论中引导。再如，在“工程电磁场”课程中一个十分基础且重要的知识点就是电场中的高斯通量定理，如公式E•dS=qε0。学生看起来是一个很简单的公式，但是要讲清楚不容易，要求学生会用它来解决实际问题更难。那么在讲解的时候可以分成若干小问题：闭合曲面积分怎么作？作多大？电场强度所求点在哪？方向是什么？等式右边的电荷量哪个地方的电荷量？为什么一个积分最后可以化为简单计算？等等。学生如果把这些问题都解决了，那么高斯通量定理也就掌握了。问题的设立要兼顾课程特点。对于主线知识点十分清晰的课程，如某些课程教材可能一大章都是围绕一个知识点，以大问题为主，在此基础上进行拓展。问题了解清楚了，就基本掌握这一大章了。对于知识点、概念比较杂散的课程，应该采用问题集合。学生了解了一个问题集合则掌握了一章，再通过问题集合里的小问题掌握杂散的重要概念。这样，学生在学习中思路会非常清晰，相当于知识点归类整理。教学时间和教师地位的把握。教师就好比一台晚会的主持人，在充分发挥学生主观能动性的基础上，把握课堂的节奏和时间。在以上两点研究内容中，一些课程的学时数并不多，那么教学内容对于问题的合适设立是教师首先需要靠充分备课来完成的。教师在整个教学过程中应是组织者、引导者、参与者，而不是旁观者，需要掌握何时何种情况下进入下一个流程、下一个问题、下一个知识点。在教学内容的讲授上应该尊重学生情感，正确地引导，而不是一味地要求学生的答案必须和教材完全一致。多媒体手段在探究式学习中的应用。一方面多媒体可辅助教师进行问题案例的显示，节省板书时间，方便合理地控制授课时间；另一方面，多媒体辅助显示授课流程，帮助教师掌握每一步教学环节的进展情况。当然，多媒体显示的流动速度性和同步性需要进行进一步的教学研究。这样才能既让学生觉得每一节课内容充实，又不觉得进度太快，难以接受。现代大学生对于很多理论性的课堂教学缺乏兴趣，被动学习。工程教育理论性强，而且抽象，和工程项目等联系紧密，纯粹地讲授无法达到预期的效果。通过对知识点形成的问题的求解和探索，提高学生课堂学习的积极性和主动性。通过问题的衔接还可建立紧凑的教学环节。工程教育的目的是培养未来的工程师，在高校中，不仅要传授学生知识，而且要培养学生的综合素质，其中最重要的就是独立发现问题、解决问题的能力。通过课堂中问题的求解过程，培养学生的自主研究、独立思考的能力。

四、结语

1CDIO教育理念

为了更好的实施CDIO工程教育模式，我校软件专业与IBM公司进行深度校企合作，共建实习基地，聘请优秀的企业人员同本专业教师一起依据12条标准共同探讨专研、修改人才培养计划、修订考核标准、重构课程体系，不再是单一的试题试卷，而是把学生的职业能力，包括软件产品、系统构建、职业素质和合作能力等，同时也提高教师工程能力。

2CDIO在高职软件专业的应用

在国内外，很多的学校和专业都在应用CDIO。例如著名的麻省理工学院，国内的汕头大学等。效果显示，社会上非常愿意接收采用CDIO教学理念以及教学模式的毕业生。在社会效应非常不错的情况下，我校积极汲取先进的教学理念、教学方式，将适合采用CDIO工程教育模式的软件技术专业优先试点。参照12条标准，软件技术专业从课程体系、课程建设、才培养模式和师资队伍建设等方面进行实践，探索如何提高高职软件技术专业学生的职业能力与终生学习的能力。

2.1课程体系开发

随着软件行业的不断发展，社会需求的不断变更，对从事这个行业的员工的分工也越来越细。手机开发、软件测试和软件维护等岗位开始广泛吸纳高职高专的毕业生。因此，我们将软件技术专业的培养目标定位于“手机开发(手机游戏)、软件测试和软件服务”这三类岗位。2014年11月4日，以关键词“软件测试”搜索招聘职位，从智联招聘、中华英才等网站上共计搜索到58690个职位，以关键词“手机开发”检索，共计搜索到29180个职位；以关键词“软件维护”检索，共计搜索到76368个职位。而且这些职位的描述，基本上是以专科生为主的。由此可见，软件的专业目标的定位是准确的。课程设置是专业建设中的重点，一个好的课程体系不仅是让学生掌握专业基础知识和实践技能，还要让学生掌握团队合作、人与人之间沟通的能力；掌握发现问题、面对问题、分析问题、解决问题的能力；掌握良好的职业素质等方面的诸多能力。原有的软件技术专业课程体系重视理论知识的系统性；重构的软件技术专业课程体系重视工程实践，从岗位出发，强调了学生工程能力的培养，强调能力本位，重点培养学生在工作中所需要的各种能力和素质，在评价体系中不再是单纯的由教师来评价，而是通过笔试、项目答辩、项目组组长评价、学生互评和企业工程师综合评价，对学生的专业知识、合作能力等综合能力进行评价。在课程设置中，强调专业课程和素质课程有机结合，构建一个综合性质的课程体系。该课程体系以岗位需求为基础、以项目为导向，以解决问题为目的，将分散的、孤立的知识点组织起来，形成知识网，让学生从构思开始，到最终结束，都参与其中，有一个完整的经历。在对课程的重构中，首先对现有的课程以及企业中需要的技能进行分析，明确每一门课程中的知识目标、能力目标和素质目标，建立相应的课程标准，根究优化过的课程将课程调整为专业基础课、职业技能课、综合素质课，同时综合性质的课程要围绕基础来构建，学科之间并非孤立而是紧密联系、相互支撑。将知识和技能进行合理分解，然后再重构。深入分析工作过程之所需要的知识和技能。根据现在的软件高职毕业生的就业岗位，确定合适的项目，对于知识以够用为主，项目中需要什么就学什么，所学的知识都能够应用到该项目中，能够解决实际问题，强调培养学生的解决问题和自学的能力。综合培养学生的基础知识、个人能力、团队能力和工程能力。将“做项目”作为主线来组织课程，在项目中掌握知识之间的联系，能够使学生学会相关的职业能力，能够处理与之相应的工程项目整个生命周期内产生的问题。

2.2人才培养模式

一、测控技术与仪器专业认证的现状

由于历史原因，各高校的专

业基础和行业背景存在较大差异，测控技术与仪器专业通常隶属于电气工程学院、机械工程学院、仪器科学学院、光电工程学院等单位。这给测控技术与仪器专业认证标准的制定带来了不少困难和问题。2013年8月和2014年8月，教育部仪器学科教育指导委员会暨教学研讨会分别在上海和西安召开，会上专家们对中国工程教育认证协会的通用标准进行了详细解读，并对照通用标准，制定了适合于测控技术与仪器专业特殊背景的专业标准。2014年8月，教学指导委员会主任、天津大学曾周末教授做了题为《把握认证理念，推进专业教学改革》的报告，教学指导委员会委员、重庆大学王代华教授做了题为《仪器类专业认证标准解读》的报告，这两个报告从认证专家角度介绍了工程教育专业认证的意义和认证准备工作的要点。目前，已有少数高校通过了测控技术与仪器专业认证，如天津大学、合肥工业大学等；有很多高校已提交了认证申请，正在积极准备参与专业认证，如桂林电子科技大学、西安理工大学等。越来越多的高校认识到专业认证的重要性和紧迫性，以专业认证为契机，持续稳步发展专业建设，提高人才培养质量和水平，增强毕业生的就业竞争力成为各高校专业负责人的共识。

二、省属高校测控技术与仪器专业培养模式探索与思考

针对目前国际、国内经济环境、工程教育的现状和发展趋势，在国际工程教育专业认证背景下，省属高等院校测控技术与仪器专业人才培养模式应做出怎样的改变和探索？这是各个省属高等院校面临的亟须解决的一个难题。下面以西华大学为例，结合我校实际情况，对国际工程教育专业认证背景下，测控技术与仪器专业本科人才培养模式的几点思考进行简要分析。

（一）西华大学测控技术与仪器专业概况

西华大学是四川省省属重点大学，我校的测控技术与仪器专业隶属于电气信息学院，是在整合已有的电气工程与自动化、信息工程、自动化等专业建设的基础上申报的新专业，于2002年成立，以电子类测控为主。其主要专业方向为测控技术和智能仪器，具体领域为工业化信息领域的检测与控制技术等。经过10多年的建设，截止到2014年，已毕业本科学生近700人，在校生400余人，省内生源和省外生源比例约为8：2。

一、仿真实践做中学，培养学生流程及控制的工程实践能力

国内高校的认识实习普遍存在“只看不做”的弊端，导致实践缺失。学生虽然可以参观化工设备外形、认识化工生产流程，但缺少在实际运用中培养工程实践能力的体验，缺乏对单元过程操作参数间相互关系的理解，缺乏对自身在现代化工生产中所承担的“控制生产角色”的认识。有些同学甚至片面地认为：化工生产自动化程度非常高，我们只需要监测中控室的仪表盘，书本上的专业知识用不上。为了培养学生流程及控制方面的工程实践能力，我校认识实习建立了校内仿真实践教学环节，让学生在“做中学”。仿真实习技术用实时运行的动态数学模型代替工厂的实际操作，在计算机上进行实践教学，使学生获得了工程实践认识。根据我校校内实习基地的合成氨生产流程，以及校外实习基地的煤制甲醇生产流程，我们选购了内容匹配的仿真软件，按照学生的认知规律，在上机实践过程中，从认识泵、换热器、精馏塔等单元设备流程，到理解温度、压力、流量和液位等重要操作参数的控制知识和上机实训，再到生产流程的开停车及事故处理实训，使学生了解操作参数之间的相互关联，获得关于流程及控制的工程实践经验，激发其对后续相关理论课程的主动学习兴趣，强化认识实习的工程教育实践功能。我们以学生在线上机运行能力作为仿真环节考核的评价标准，督促学生主动学习。仿真实践教学环节极大地激发了学生的学习兴趣。

二、单元设备可视化模型，深层次展现单元操作的工程实现

下厂参观实际生产流程，获得设备外形的感性认识，对于培养学生的工程实践能力，远远不够。培养卓越化学工程师更要求其注重建立单元操作的设备结构与功能之间的关联，以及对单元操作过程强化的理解。如何获得单元设备内部结构及工艺内涵的感性认识，是目前认识实习普遍存在的问题。我校的校内认识实习基地，不仅建立了合成氨和催化裂化生产装置模型，还把工厂中废弃的泵、换热器、精馏塔盘、塔内件等实物进行了“解剖”，让学生直观地看到设备的内部结构和功能，理解单元操作是如何在工程设计层面实现的。我们还将进一步设计制造单元设备的动态可视化模型，再现设备内的物料流动状态及其与传递过程、反应过程的相互关联，让学生获得强化单元操作的重要工程概念，建立对流动状态影响传递过程等的感性认识，为培养学生的工程实践能力提供深层次的感性认识基础。

三、认识实习配套教材，加深学生对实践知识的理解和理论升华

认识实习从单一的工厂参观模式向多元化教学模式的转变，成倍地增加了带给学生的信息量。而在传统的笔记式实习授课方式下，学生只能被动地在流动参观的环境中获取对工艺流程及单元设备的感性认识，很少有时间进行自主思考，提升对实践知识的理解，这就容易造成学生不求甚解，使认识实习仅流于形式的情况长期存在。目前，国内高校普遍缺少针对认识实习的配套教材，如普通高等学校“十一五”规划教材中，就很少见到化工实践类教材。为了解决认识实习“参观内容爆炸”造成学生不求甚解的问题，我校编写了认识实习配套教材，介绍化工安全、单元操作，典型化工工艺过程，如合成氨、催化裂化、常减压蒸馏、煤制甲醇、乙烯等的原理及流程，以及化工单元及流程的仪表控制原理和开停车、运行、事故处理方案的仿真实训。学生可以边读书边实践，感性认识与理性认识相结合，有利于加深对工程实践的认识和对理论的理解，训练主动学习能力。在2014年认识实习中，认识实习配套教材以校内讲义的形式试发行，学生几乎人手一本，提升了工程实践效果。讲义在学生试用改进后已正式出版。

四、注重校外实践教学基地的产学研示范作用