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工程教育范文1
(一)我国工程教育中工程实践面临的难题目前我国工程教育中的实践环节面临一系列挑战。一是改革开放以来,企业与工科院校之间的联系因为市场化改革以及主管部门的变化而被割裂,打破了原先企业和高校同属一个部门,主要依靠行政手段保证工程实践顺利开展的模式。二是我国高等教育快速进入大众化阶段,学生规模不断扩大增加了工程实践教育的难度。三是工程教育科学化的倾向对工程实践产生了冲击。“由于科学导向,对工程教育必不可少的实践环节的认识也模糊了,有的以模拟、虚拟化、演示观摩来代替,使学生解决实际问题的能力严重缺失。”①如何建立起新的工程实践教育模式,以此改善工科学生的工程实践环节,这个问题已提出来很久,但仍未找到答案。工科学生参与到工业界的生产实践中,一直是工程教育的重要内容。正在实施的“卓越工程师教育培养计划”的重点内容之一是,创新高校与行业企业联合培养人才的新模式,通过建立工程实践教育中心,解决工科学生到企业学习和实践的问题。目前参与“卓越计划”的高校主要与大型企业和高技术企业开展合作,据统计,与高校签订合作培养人才协议的6155家企业中,61.4%是大型企业,48.5%是高新技术企业①。然而随着时展,工程实践的环境已经发生了变化。在大型企业和高新技术企业中,由于技术先进、复杂,设备自动化程度高,对工程师的知识、能力有较高要求,对人数则有限制,使到企业实习的学生无法真正参与到工程实践中,影响了实习效果。工程教育界需要在新形势下重新认识工程实践教育的目的,探寻弥补工程实践要求和实践条件之间现实差距的新路径。
(二)对工程实践的再认识工程实践的目标是多方面的,一般来说是使工科学生在知识、能力、情感态度三个方面得到发展。包括更好地学习、理解、应用知识;提升组织领导、团队合作、沟通交流、处理复杂关系等多方面的能力;具有正确的工程伦理观,树立社会责任感,了解国情,能够促进跨文化交流和理解等。现有的企业实习很难实现上述全部目标,特别是能力和情感态度方面的目标。学校应当创造机会让学生亲自参与到一个真实的工程项目中,担负实际责任,并且体验整个项目的运作过程。这样的工程实践项目不一定在技术上最先进,也不一定与学生的专业完全对口。关键在于项目是真实的、完整的,具有现实中的复杂关系;学生能够真正参与,对社会有实际贡献并直接体验到这种贡献。
二、EPICS的产生与成效
(一)EPICS产生的背景随着科技的加速发展,工程系统日趋综合化、复杂化、国际化,这对工程教育提出了新的更高的要求。工程教育不仅要讲授系统的理论知识和工程技术,而且要鼓励工科大学生从跨入大学校门之初就投入到工程领域的真实世界中去。②上世纪80年代以来,服务学习策略在美国教育界越来越受到重视。到上世纪末,有46%的中小学报告参与到服务学习的活动中③,越来越多的大学也把这一理念运用到教学当中。美国工程教育共同体对工程教育相关问题反思后认为,虽然毕业生拥有较强的技术背景,但是缺乏职业成功需要的其他技能。他们一致认为,学生要为未来做好准备,应该具备的专业技能包括,在团队环境中工作,有效沟通,与客户合作,管理项目,辨识影响工程项目的相关问题(如伦理、法律和环境等),以及与来自不同背景和不同社会环境的人共事的能力。④依靠传统工程教育课程培养学生的能力,应对上述挑战是比较困难的。所以需要新的课程结构来满足这些要求,既要继续维持学生深厚的技术素养,同时也要创造新的经验,发展附加的能力。与此同时,现代社会中社区服务组织必须利用技术来改善和协调他们所提供的服务,需要寻找一种长期的、低成本的、拥有个性化技术支持的项目。EPICS的创立满足了大学与社区的相互需求,使双方形成长期的合作伙伴关系。该项目的愿景是通过建立这种合作关系使双方受益。工程专业的学生通过参与长期的、大规模的、来自真实世界的工程项目取得学分;同时也造福社区,为社区合作者提供低成本的技术服务,并在这一过程中体会到成就感,提高服务社会的能力。①EPICS最初是在1995年秋季由普渡大学电气和计算机工程学院发起,开始共有40名学生组成项目团队。此后该项目的规模稳步发展,目前普渡大学每学期都有超过400名学生组成约33个团队参与到EPICS当中。同时,普渡大学也是全美EPICS总部,有22所大学和学院加入这一项目。从上世纪末到本世纪初期,美国工程教育学会(ASEE)和国家科学基金会(NSF)对推动服务学习在工程教育领域的快速发展起到了重要作用。它们一方面向为创立和实施EPICS作出突出贡献的普渡大学教师颁奖,扩大EP-ICS的影响;另一方面投入资金支持相关大学开展EPICS,促使EPICS在更多高校推广。EPICS先后获得来自联邦、企业和校友的资助,累计超1000万美元。
(二)EPICS实施的范围EPICS已经在社区内得到了有效实施,实际上,这种教育模式还可以扩展到地区、全国甚至是国际的层面。当地社区项目。实施EPICS最常见的地方是在当地社区,这样有许多优点。如寻找项目地点和社区合作伙伴都很方便;更易于维护长期的合作伙伴关系;交通和物流更便捷;学生真实感受到他们的学习和工作有益于社区;在当地社区看到的社会问题有助于学生理解工程问题往往就在“身边”,而不仅是从新闻上看到的遥远的地方。地区项目。有些EPICS是在当地社区以外完成的,这些项目可能涉及地区或区域组织的范围,与之相关的合作关系能够产生更广泛的影响,让学生获得更大范围的体验。教师们或者学校会利用在其他领域的相关联系人,通过与区域和地区组织合作来安排这样的项目。美国赠地学院通常与州政府都有良好的合作关系,他们会利用这种关系加强同本州的相关机构合作。例如,普渡大学建立了与印第安纳州人居组织的合作关系,致力于州政府组织的建设项目。国家项目。与区域项目相似,国家合作关系提供了扩大EPICS的范围和影响的机会。EPICS与非营利组织———人类家园国际组织的合作就是国家合作伙伴关系的典型例子,普渡大学和威斯康星大学与其全国总部合作,设计和交付信息管理项目,该项目能分发信息给全国各地的机构。国际项目。这是涉及范围最广的项目,教师通常把满足发展中国家的需要等内容整合到项目当中,并组织学生团队到国外实施项目。参加这些活动的学生能够获得跨文化体验和全球化的视角,而且这类项目对发展中国家也会产生巨大的潜在影响,使学生和项目所在国家双方都获益。国际项目的物流和资源问题比较复杂,但也有很多成功的模式。例如,工程师无国界组织主要致力于应对社区发展中那些基于工程问题的挑战,包括清洁饮用水、适当的卫生设施、电力的持续供应等提高人们生活质量的问题。
(三)EPICS对提升工程人才培养质量的作用EPICS是长期服务社区的具有挑战性的工程项目,同时也是教学活动,已有的实践证明它是非常成功的,学生们在以下几方面取得明显收获。首先是技术技能。每个项目都具有显著的技术挑战,学生们有机会通过解决实际问题,发展和运用课堂上学习的技巧。其次是知识整合能力。由于项目的范围和规模一般有可能超越传统的课程,学生们必须运用各种学科知识来定义和解决不够明确的问题,这些经验能够促进他们的分析思维和组织知识能力的发展。第三是沟通能力。每个项目都有书面报告,口头建议和进度简报,需要经常与项目合作伙伴、顾问沟通和在团队内部沟通。第四是团队合作经验。由于项目规模较大,团队合作是主要的工作方式,学生们学会了如何分解一个大问题,分配和调度子任务,以及再把各部分集成为一个有效的解决方案。他们也明白项目的结果依赖于团队每一个成员的努力。第五是资源管理。每个项目的建议书必须考虑到合作伙伴的资源及所需设备、空间等条件,学生们理解了在项目设计和实施过程中必须面对各种约束。第六是客户意识。项目来源于当地社区服务机构,他们的满意度是衡量项目成功的重要标准,因此学生们能认识到向客户提供高品质产品的重要性。第七是扩大对外界的关注。通过与工程学术界以外的人员合作,学生们会进一步了解他们将要踏入的大学之外的世界。第八是职业伦理。与项目相关的工程活动涉及到合作伙伴、客户、团队成员等多个人群,学生在与他们打交道时必须严格遵循职业伦理原则。①EPICS与企业实习是两种不同的工程实践模式,各有侧重。前者主要是利用工程技术来帮助社区发展,尤其是解决欠发达地区的民生问题,对学生的影响更多在价值层面上,而不是先进的技术。后者着力于提升学生解决工业生产中实际问题的能力,更加关注学生在工业界创新和创业能力的培养。两种模式相辅相承,不能替代。事实上,美国大学工学院的学生在学习过程中,常常既参加EPICS,同时也有企业实习。EPICS是工程实践的一种新形式,给学生提供了更多的实践机会。
三、普渡大学的EPICS
(一)普渡大学EPICS的特点普渡大学作为EPICS的起源地,经过长期实践,其EPICS形成了较为成熟的运作方式,具有以下特点。与社区组织紧密合作。每一个EPICS团队都有一个社区非营利性组织作为项目合作方。从发现并明确合作伙伴遇到的技术问题,再到最终为社区提供所需要的服务和支持系统,EPICS团队与项目合作方始终保持非常密切的联系,保证为社区提供有效的服务。合作方关于项目的观点、建议和对项目系统开发利用情况的反馈,为每个项目提供真实的工程背景。在大多数情况下,项目团队都能为合作方提供低成本的工程系统,为合作方更好地服务社区提供技术援助。良好的社会效果更能够促使学生积极参与到项目中去。大学-社区合作伙伴关系是EPICS的核心。选择社区合作伙伴及合作项目,主要基于以下四项标准:(1)重要性,不是所有项目都值得开展,应该选择能为社区带来最大利益的项目。(2)挑战性,项目要具有一定难度,但也要在工程系本科生的能力范围内。(3)长期性,项目最好持续几个学期,这样既可以在学术方面给予学生广泛的设计体验,也可以帮助合作伙伴解决对社区有重大影响的问题。(4)责任性,这是项目的关键因素,合作方承诺与学生共同确定项目,提出具体要求并持续提供批判性反馈。每年大学都参照这四项标准遴选新的社区合作伙伴和合作项目。新项目的来源也呈现多样化,既有教师发起的项目,又有学生建议的项目。伴随着EPICS在社区的知名度扩大,当地社区组织也会提出项目建议。大型和垂直一体化团队。每个EPICS团队都由8-20名学生组成,以便能够承担较大规模并对社区有重要影响的项目。这种大型团队采取垂直一体化的配置方式,由大一、大二、大三、大四学生混合组成。团队既需要掌握更多和较高级技术的成员,以适应项目对复杂技术的要求;也需要资历较浅,但能了解整个项目并在未来的学期担负主要任务的成员,以保证项目的可持续性和最终达成项目目标。通常,由大四学生担任技术和组织领导工作;大二和大三学生承担主要的技术性工作;大一学生主要负责了解项目合作方的需求,参与团队工作并跟踪团队的任务,为将来承担主要技术工作和组织领导工作做准备。学生长期参与。学生参与EPICS最长可达7个学期,即在大一的第二个学期加入团队,一直持续到毕业。每年都会有大一新生或者大三学生加入EPICS团队,顶替因毕业或其他原因离开团队的学生。在EPICS团队中形成了高年级学生和团队顾问培训、指导新加入成员的机制,这种机制不仅使团队有良好的持续性,确保有效地完成大型项目,同时也使每个学生在团队中学习和体验不同的角色,从新手到设计工程师再到团队领导。灵活的学分制度。参加EPICS的大一、大二学生每学期可以获得1个学分;大三、大四学生根据自己选择承担的工作量可以获得1或2个学分;技术水平高、组织能力强的学生由于担负较多技术和组织责任,可获得两倍学分。不同学院或系对学分的计算方式不同,学生毕业所需的学分也不同。例如,电气和计算机工程系要求学生完成6个选修学分,3个高级设计学分;而机械工程系的学生需要完成技术选修的6个学分。多学科团队。大型的EPICS团队通常能够容纳多个学科的学生,这是由项目需求决定的。例如,为残疾儿童或成人研发援助器械的团队就会吸引电子工程、机械工程、计算机科学、儿童发展和护理专业的学生。EPICS团队成员的专业可能分布在工程学科和非工程学科,目前已有超过20个专业的学生参与到项目中,包括电子、计算机技术、机械、土木工程、航空、生物医学,以及工业工程、计算机科学、社会学、心理学、教育学、听力学、英语、护理、视觉设计、林业和自然资源、化学、管理等。EPICS团队每学期通知,招募项目所需要的学生和对学科背景的要求。学科交叉已被证明对团队开发和提品及服务的质量起到了至关重要的作用。同时,多学科的学生在一起工作,共同去实现一个目标,从人才培养的角度看也具有非常重要的意义。全程的设计体验。为学生提供全程的设计体验是EPICS的重要价值所在。对于每个项目,学生都要从识别合作方的需求、明确定义项目目标入手;然后与合作方共同开展项目的计划、实施、评估和反馈。这个过程通常持续两年或更长时间。这为学生提供足够的时间学习和掌握工程项目设计的各个方面,包括准备不同的设计方案、项目计划和管理、团队领导、技术创新、设计的修订和经济成本的考量等。作为专业工作者,项目团队需要培训合作方代表,使其能够更加清晰、准确地表达需求,及时、有效地反馈信息。项目团队要根据合作方的需求和反馈做出合理的改变。项目交付合作方以后,团队的学生在后续学期内还要承担项目支持和维护的责任,为当地机构和组织提供长期的技术支持①。
(二)EPICS取得成功的两大因素真实情景下的工程实践。大学与社区组织基于社区的真实环境建立长期合作关系,引导学生加入其中,并坚持用几个学期或更长时间去完成双方合作的最初承诺。学生们意识到这些合作项目都是针对社区的切实需求展开的,如果他们的工程实践效果良好,那么最终成果将会真正地投入使用。这就对项目设计的可靠性、可用性、可维护性、安全性、可制造性和美观性等提出更高的标准。为了取得工程项目的成功,学生们需要解决项目中的关键性问题,例如儿童博物馆在承受数百名儿童使用甚至滥用之后能维持几个月?升级后的软件界面能否提高社区服务工作者的工作效率?设计一个系统用于检测脑瘫儿童的姿势,并鼓励他们保持标准姿势,是否真能帮助他们改善姿态?在传统的课程学习中,学生们面对的是虚拟客户,很少遇到上述问题,更不会去深入思考,寻求答案。所以,EPICS提供真实的工程实践环境,让学生们面对的是真实的客户,非常有助于培养工科学生的社会责任感和成就感,深刻地理解自己作为工程师在社会中扮演的角色,增强对工程专业的忠诚度和荣誉感。这些是在教室和实验室里都无法获得的。长时间参与工程实践。在实际情况中,很少有工程项目能够在一学期的15周或者一学年的30周内彻底完成。EPICS的显著优势,就是通过学生最长可参与7个学期和一届届学生持续不断的参与,来打破这些人为界限。从项目和与社区组织合作的角度来看,学生团队有足够的时间进行精心设计和良好测试,然后把完成的项目交付给合作伙伴;他们能从合作伙伴那里收集反馈意见,不断完善设计;他们还能深化与社区组织的合作,寻求新的机会。从学生的角度来看,长期持续参与工程项目使他们能够体验整个项目周期不同阶段的工作,以及从实习生到设计工程师和团队领导者等不同的角色;给他们更多的时间加深本专业的学习并涉猎其他学科领域,去感受工程在社会中的角色和作用,发展自我意识和团队意识,提高专业能力。EPICS的企业家顾问还倡议,利用较长的项目周期,让学生有机会了解和追求项目的商业化。评估数据表明,EPICS确实使学生的技能得以发展。①
四、改进我国工程教育中的工程实践环节
分析美国大学的EPICS,对改进我国工程教育中的工程实践环节可以得到以下几点启示。
(一)转变对工程实践的认识随着我国经济社会发展,工科院校应适应新的形势,转变和深化对工程实践的认识。根据人才培养的总目标,本科阶段工程实践环节的目标应该多样化,不仅要让学生了解和体验先进的生产技术、现代化大生产的组织管理,也要让学生亲身参与真实的工程项目,亲身经历工程活动的全过程,理解工程对于改善民生、造福社会的重要作用。相对而言,后一个目标更加基础,但在目前还未引起足够重视。因此,在选择工程实践的场所和内容时应着重考虑以下因素。首先,工程实践要让学生真正承担起工程项目的责任。工程教育的一些目标,如在经济、法律、文化、伦理等各种约束条件下解决工程问题,以及具备社会责任感等,仅仅通过课堂讲授、模拟作业、现场考察等方式很难真正实现。只有让学生参与到真实的工程项目中,并对自己的工作负责,才能促使他们综合运用所学的理论知识,充分发挥掌握的技能和能力,深刻理解自己作为未来工程师的责任。其次,工程实践的内容不能局限于专业的界限。工程教育划分专业是为了使学生更加精通某一领域的工作,然而在现实世界中,工程问题往往涉及多方面因素,学生在真实的工程环境中解决问题必须综合运用各种知识。所以工程实践活动不一定过分要求“专业对口”,让学生在较宽的专业领域开展实践,对他们适应未来的工作会有更大帮助。第三,工程实践活动要符合学生的能力水平。工程项目的选择既要有一定技术难度,同时也要在学生的能力范围之内。工程实践活动并不一定要做高、精、尖的项目,重要的是完整的工程项目,让学生能真正参与实践,同时对社会有实际贡献。
(二)到有需要的地方开展工程实践在国内和国际两个范围内,都有许多地方需要工程为提高人们的生产水平和生活质量提出解决方法。在国内的中小企业、农村偏远地区都有对工程的需求,比如给中小企业技术升级提供技术帮助,为农村地区居民解决清洁饮用水、稳定电力、修建道路等问题。这些地方的人们更需要那些简单实用、可持续的工程解决方案,也需要整个社会给与更多的支持和关注。推动工程教育国际化并不是都要组织教师、学生到发达国家去,其实为经济落后的国家和地区解决实际工程问题、提供技术服务,同样能培养学生的跨文化交流能力和对多元文化的理解,也是工程教育国际化的一方面。我国在与欠发达国家和地区的交往中一直重视民生问题,未来的工程师们参与到这一过程中,也能使工程教育国际与国家的外交战略统一起来,对提升我国的国际声誉和国际地位起到重要作用。相对于大型企业和高新技术企业来说,中小企业和落后、偏远地区对工程有更多需求,而且所需要的主要是成熟的技术,本科生的知识和能力应该能够胜任,这就为学生解决实际工程问题提供了空间。而且这样的工程实践活动对增强学生作为未来工程师的使命感、成就感会有更大作用。
(三)探索开展工程实践的有效方式为保证学生在工程实践中实质性参与工程项目,并对工程活动过程有完整的体验,使工程实践取得实效,需要对以往的工程实践形式进行调整。一是把工程实践贯穿于工程教育全过程,协调好课程学习与工程实践的安排,使工程实践与工程项目的进度相适应。这样学生就有较长时间和较多机会参与工程实践,能够承担一个具体的工程项目,经历项目实施的全过程,取得较为完整的成果。二是打破年级、专业界线组织实践团队。这不仅是完成实际工程项目的需求,更是培养学生的有效方式。三是建立灵活的学分制度。在参与时间长短、完成工作量多少、承担责任大小、从事技术工作难易等方面给学生较多的选择权,使有兴趣、有能力、愿投入的学生更有积极性,让其他学生也能达到最低要求。
工程教育范文2
英文名称:Research in Higher Education of Engineering
主管单位:中华人民共和国教育部
主办单位:华中科技大学;中国工程院教育委员会;中国高等工程教育研究会;全国重点理工大学教学改革协作组
出版周期:双月刊
出版地址:湖北省武汉市
语
种:中文
开
本:大16开
国际刊号:1001-4233
国内刊号:42-1026/G4
邮发代号:38-106
发行范围:
创刊时间:1983
期刊收录:
核心期刊:
中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2004)
中文核心期刊(2000)
中文核心期刊(1996)
中文核心期刊(1992)
期刊荣誉:
联系方式
期刊简介
《高等工程教育研究》学报1982年由教育部党组决定创办,1983年创刊。20多年来,学报一贯坚持探讨教育规律、开展学术讨论、反映研究成果、交流教育信息、推动教育改革、促进国际交流的宗旨;以其工程应用性、学术前沿性的鲜明特色,深受我国高教界、工程界的好评――1992年、1996年、2000年、2004年连续四届被评为“全国中文核心期刊”。1998年11月,中国工程院成立教育委员会,负责指导与协调工程院在工程教育方面(含工、农、医等领域)的咨询研究和学术活动,就中央和地方政府有关工程教育的改革与发展提出建议,同年决定,将《高等工程教育研究》作为工程院教委会会刊。根据工程院教委会的安排,本刊作为重要的研究资料,每个院士人手一册,从而进一步扩大了在全国高教界和工业界的影响。
工程教育范文3
1.思想重视不够,对基地建设认识不足。
曾经说过,大学生在课堂上接受的教育还只是基础教育,尽管这个教育十分重要,但毕竟不是高等教育的全部,人才的培养及其健康成长最终要在社会的伟大实践和自身的不断努力中实现。虽然学校很早就提出:“培养社会需要的应用型人才”,但是工作落到实处,往往是“雷声大,雨点小”。从学校领导到任课教师,对如何培养应用型人才缺乏清晰的认识,没有真正了解实训基地在应用型人才培养中的地位和作用。教师普遍认为把理论知识讲授给学生就完成了教育任务,而把基地实训和工厂实习仅作为正常教学之外的辅工作,严重制约了实践教学质量的提高。即使在形式上与企业展开合作开辟校外工程教育中心,也通常只挂牌而无实际培训内容。
2.基地设施投入不足,教学硬件体系不完整。
教育部《关于进一步加强高等学校本科教学工作的若干意见》明确提出,要大力加强实验、实习、实践和毕业设计(论文)等实践教学环节,特别要加强专业实习和毕业实习等重要环节。我校设有18个二级学院,62个本科专业,轻化工程专业在其中属于相对弱势学科,学校投入相对较少,不足以支撑实践教学的正常开展。加之专业系与企业横向联系较少,自身的“造血”能力不强,无力添置和更新教学设施,以至于实训基地设备老化、陈旧,实训开出率较低,基地建设停滞不前,实践教学硬件体系难以完善。而校外基地由于从学校得到的技术支撑及帮助较少,与学校的联系多止步于一年几次的参观实习,因此提供学生进行实际操作的机会几近于无。
3.考核评价体系不科学,管理制度不严格。
长期以来高校实践教学考核方法不科学,主要采用以类似于标准答案的、刻板的评分标准作为培养考核评价体系,这种考核制度显然不利于学生创新意识和实践能力的培养。我校轻化工程专业以前工程实训的学分一般是按一周一个学分来考核,由于考核办法简单,缺乏应有的激励机制,一方面有的学生常常不去实习,实习报告等等书面材料往往以抄袭别人来应付,实践能力得不到有效提高;另一方面学生在实训过程所涌现出来的小制作、小发明、小创造得不到学分上的奖励,严重抑制了学生工作的积极性。在管理方面,也多注重工程教育实践教学管理制度的建设,却很少关注实训教学具体环节的运行情况和制度执行情况。
4.师资队伍不合理,教学内容不实用。
实训师资的缺乏是多数高校的普遍存在问题,往往由理论课教师兼任。比如我校轻化工程专业专业教师9人,其中理论课教师7人,实验课教师仅2人,而学生数目达到283人,平时教师课务繁重,学历进修压力大,生产锻炼的时间严重缺乏,对于一些难度较大的,费时、费力的实践教学项目力不从心。另外,由于经费投入的不足,实训教学内容目前也多以理论验证型为主,动手操作机会只有一次,学生无法反复进行,故常常处于被动状态,难以激发他们的学习兴趣。尽管学校很重视这一问题,组织教师改编或新编工程教育实训教程,但不能从根本上改变工程实训教学原有的框架,而且由于与企业联系较少,教材的编写很难与技术飞速发展的步伐合拍。
5.校外基地建设不给力,教学过程不规范。
建设相对稳定的实训基地是专业实习工作的重要保障,然而受各种因素特别是经费不足的影响,大部分高校都存在着实训基地建设工作滞后的窘况,因此利用企业现有的条件进行实训教学就显得尤为重要。作为企业一方,受市场经济的影响,一些企业考虑到管理、生产等方面的原因不愿意真正作为实习基地;另一方面作为高校,未能向相关企事业单位提供具有吸引力的优惠政策、科技支撑,也导致一些企业不愿接受实习生。我校轻化工程专业在全面开展与企业合作之前这一问题尤为突出,在企业实习只能是“走马观花”,得不到企业单位的支持,教师也只能将学生“放羊”,最后只管学生交上来的报告和鉴定表格,而不管学生的具体实习过程和实际收获,因此很难保证工程实训教学环节的质量。
二、可行应对举措
应用型高校承载着培养和造就德、智、体全面发展,能适应现代化生产、建设、管理、服务第一线岗位需要的,掌握高新技术并能熟练应用的高级应用型人才的历史使命,在不断推进中国特色社会主义高等教育事业发展的进程中,应该把提高大学生工程实训教育摆上教学改革的重要位置,真抓实干,扎实推进,抓出成效。笔者认为,尽快统一思想、提高认识,多管齐下,以形成“对症下药”的强大合力。
1.提高认识,转变观念,有针对性的制定工程教育实训教学方案。
工程实训教学是应用型大学人才培养体系的重要组成部分,对提高学生综合素质,培养学生创新精神和实践能力有着理论教学不可替代的特殊作用。在提高对工程实训教学的认识上,我院一是组织中层教学管理干部对学院办学定位和培养目标进行深入地探讨,研究实现工程实训教学的各种途径,强调培养的人才要以为地方经济社会发展服务为宗旨;二是对广大教师进行集中的工业生产专业技能培训;三是利用各种形式对学生进行有关职业能力要求的宣传,在学院内营造了一个良好的重视实践教学的氛围;四是根据校外合作企业的生产实际,有针对性的编排教学内容,组织整合规划,形成科学的知识技能培训体系。
2.加大基地投入,推进产学研合作,积极为企业提供技术支撑。
现在,我国致力转变经济增长发展方式,出台了一系列激励科技创新的优惠政策,大力度支持产学研合作,为校企合作发展提供了大有作为的广阔天地。我院自2012年以来,一方面加强实训教学的基础设施建设,先后投入350万元购入诸如溢流染色机、平网印花机、热定型机等行业内主流生产机型,强化了轻化工程专业实训教学的硬件设施。另一方面鼓励并帮助轻化工程专业教师与盐城市印染有限公司、盐城市科创印花有限公司、盐城市悦达集团、盐城市濯源印染有限公司、盐城市鹰昌服装印花有限公司等等13家生产企业建立产学研联盟,努力把教师的研究方向和工业生产实际有机结合起来,搭建科技资源共享平台,互通有无,从而更好地为人才的培养提供雄厚的物质基础。
3.走出去,引进来,加强建设“双师”素质教师队伍。
我院自2012年以来,一方面定期把教师和学生送到工厂,以实际生产中的工作人员为师,不拘泥于学校内部的模拟训练。另一方面聘请企业部分生产、技术、管理一线的骨干人员作为兼职实习实训指导教师,利用他们的丰富经验指导学生更好的运用理论知识。此外还加强了“双师”素质师资队伍的建设工作,明确要求教师不仅要有理论知识、业务素质和教学科研能力,而且还要有相关职业资格证书和比较丰富的一线实践工作经验,同时打破原来的学科知识结构,逐步建立以职业能力培养为主的教学体系,鼓励学生积极参加各种技能考试。
4.完善标准,加强激励,健全实训教学管理与考核评价体系。
加强教学管理的制度建设是学校强化和规范教学管理的前提和保障。工程实训教学涉及面广、具有多重目标、过程纷繁复杂,其管理工作难度较理论教学大得多。我院自2012年以来,制定了切合实际的实践教学管理文件,根据教学计划和大纲的要求,制定相应的实训环节教学细则和实施方案,明确专人指导,专人负责,并进行统一部署。在实践能力考核中,对学生科技活动小发明小制作,根据工作量大小和质量的高低给予相应的学分,从而在制度上为培养大学生的实践能力和创新精神提供保障。对于学生反映良好的、教学效果显著的教师,实践能力提高较快的学生给予一定的奖励,而对一些不负责任的教师和表现较差的学生进行相应的惩罚。
三、结束语
工程教育范文4
为了促进工程教育改革和创新,教育部在“十二五”期间大力推进“卓越工程师教育培养计划”。卓越工程师教育培养模式是通过项目设计将整个课程体系有机而系统地结合起来的。所有需要学习和掌握的内容都围绕项目设计这个核心,形成一个有机的整体。CDIO与“卓越工程师教育培养计划”在基本目标、任务、理念与方法以及内容上具有高度的相关性和兼容性,因此采用CDIO工程教育改革的理念实现“卓越工程师教育培养计划”的目标是未来工程教育改革的主流方向。CDIO以产品研发到产品运行的生命周期为载体,这四个大写字母分别代表构思(Conceive)、设计(Design)、实现(Implement)和运作(Operate)。CDIO工程教育模式是近年来国际工程教育改革的最新成果,其核心理念是尽可能接近工程实际,让学生在工程实践的真实环境中以主动的、实践的、课程之间存在有机联系的方式学习,参与从工程构思、工程设计、工程实现到工程运作的全过程,从而获得对工程项目整个生命周期的全面认识,在工程基础知识、个人能力、团队能力和工程系统能力四个层面达到预定目标,在毕业后能更快融入社会,更好地满足社会对工程技术人才的需求。CDIO强调实践教学的重要性,强调培养学生主动学习的态度和动手实践的能力,以及分析问题和解决问题的能力,强调培养学生职业技能和道德,以及团队协作和交流。对于具体课程,教学设计者可以依据CDIO基本理念和教学需要,围绕学科进行课程组织,制定符合相应课程的CDIO能力培养目标及贯彻方法使学生能够进行以主动性、实验性、分组学习为特征的学习活动,通过参与、构思、设计、实现个人技术体验,达到理想的学习目标。
二、软件类课程教学存在的问题
软件类课程实践性强,而学习者的专业背景差异及对软件类课程的学习能力的不同导致学习效果存在较大差异。CDIO理念下重新审视这类教学会发现诸多不足,可以归纳为以下几个方面。
(一)缺少科学的“一体化”课程教学思想
这类课程往往是理论课和上机实践各占一定的比例。一般采用教师集中讲授,然后集中上机操作的教学模式,导致相当一部分学生无法突破入门水平,教学效率低下。理论课多采用课堂讲授和实例操作演示的方式进行,学生学习过程中处于被动学习状态,而且随着课堂内容的深入,由于所学知识得不到及时的实践强化,学生的认知负荷不断加大,出现认知负荷超载,从而导致学习兴趣降低,影响学习效果;而上机实践往往滞后于理论教学,学生在理论课上所学的操作性内容大量被遗忘,上机操作时又需要重新学习,这样既占用了练习的时间,又增加了学生的学习任务,上机实践效果大打折扣。这类课程的教学将理论与实践相割裂,缺少一体化的课程教学思想。这种教学模式下学生所掌握的知识技能和所创作的作品常常给人一种散乱而无序的感觉,缺少系统的工程设计思想和严谨的逻辑体系。
(二)教学目标定位不够清晰准确
这类课程教学目标大多强调学生相关技能的学习和掌握,大多是笼统列举学生应该掌握哪些知识点和操作技能,而对学生应达到的工程能力没有给予明确的规定。课程定位在“知识灌输和技能习得”的低级层次,不利于学生高级思维能力和系统工程能力的培养。清晰明确的教学目标的缺失导致教师对教学目标是否达到多是依靠主观判断,缺少科学的评定方法。
(三)课程教学过程中缺少深入的反思和讨论
教学过程中教师和学生处于分离的状态,缺少教师与学生及学生与学生之间的合作与分享;教师和学生之间即使有不定期的互动,也多是围绕某个具体知识点或操作技巧而开展,缺少基于项目开发、创作及实施中遇到问题而进行的深度反思与讨论,从而影响学生对知识的深层理解和学习能力的提高,同时不利于教师进行新的教学设计,影响教学水平的提高。
(四)现行的评价方式不利于学生综合能力的培养
这类课程的考核大多侧重考查学生理论知识和局部技巧的掌握情况,很难做到全面、客观、公正、科学。这种评价方式不利于学生对所学知识建立系统完整的认知,并灵活解决实际问题。学生缺少系统的分析能力,缺少在真实开发环境中创作的经验和能力,遇到真实问题时,不能够快速有效地进行构思、设计、实现和运行,并很好地解决实际问题。评价方式多为上机考试,即让学生在规定时间内按要求制作出示例效果,或者让学生提交综合作品的形式。上机考试的形式很难全面考查学生掌握的情况,且评价标准单一;提交综合作品的形式虽然可以相对全面地考查学生知识的掌握情况,但作品创作中非常重要的团队协作精神、反思能力、沟通交流能力则没有得到锻炼和提高。综上所述,由于软件类课程传统的教学方法淡化了课程的应用性特征,忽视了学生的积极性、主动性,缺乏对学生创造力和理解力的培养,学生仅仅是掌握了个别案例的制作,但没有系统地掌握应用软件创作作品的全过程。在这类课程的教学中虽然有些教学方法,如案例教学法,使学生在教学过程中受到一定的启发、训练,但在团队协作精神、对创作项目的工程性认识、企业需求和环境认知方面都存在明显欠缺。因此针对这类课程的教学进行探索,尝试构建一个高效的、适用性强的教学模式,并能制定出一套针对学习者的学习效果进行科学、合理评价的评价体系,对提高软件类课程的教学效果有着积极的现实意义。
三、CDIO理念下软件类课程基于项目的教学——以非线性编辑课程为例
CDIO项目按规模和范围可以分为三级:一级项目为包含本专业主要核心课程和能力要求的项目;二级项目为包含一组相关核心课程、能力要求的项目;三级项目是为单门课程而设的项目,旨在增强理解和培养相关能力。软件类课程基于项目的教学属于CDIO三级项目,对于软件类课程一线教师的教学更具有可操作性。软件类课程要考虑课程内容的连续性和继承性,同时还要考虑理解性和可操作性。非线性编辑课程是教育技术学专业教育电视编导方向的核心课程之一,属于CDIO中的三级项目,它与摄影、摄像、影视后期等相关课程构成了教育技术学教育电视编导能力的CDIO二级项目,本课程在教学中起着使学生由前期拍摄到后期编辑的一个承上启下的核心桥梁作用,是培养学生电视编导工程能力的核心组成部分。基于项目的学习能够体现学生的学习自主性,在参与项目的过程中学生能够产生更高的学习兴趣和较强的求知欲望,感受深刻的创作体验,从而培养他们的自主学习、分析问题、解决问题的能力和协作、创新、探索的精神。以CDIO理念为指导,将工程概念引入到非线性编辑课程教学,改变注重知识灌输的传统教学模式,以项目设计为核心将课程内容有机联系起来,使学生的知识学习与实践应用之间形成良性互动,在探索创新中逐渐提高综合能力。学生通过这种主动的亲历式工程学习实践,不仅在知识学习方面获得进展,他们的团队精神、交流能力、系统掌握能力及责任感、职业道德等方面也得到了充分的锻炼和发展,从而具备适应性较强的职业技能。按照CDIO工程教育中四个有机过程和学生能力发展层次的高低,形成CDIO理念下非线性编辑课程的学生能力矩阵。非线性编辑创作中,项目开发是一个集体工程,需要团队的协作,因此在整个创作过程中,个人通过深度参与团队合作,引发个人灵感,提高分析问题和解决问题的能力,增强团队的凝聚力和成员之间的协调能力;通过系统完整的项目作品的构思、设计、实现与运作使得学生能够具备工程思想和建模能力,具备较强的实战能力,能够通过团队协作进行工程的实现与调试,从而具备综合的工程制品运作能力。在CDIO理念指导下,可以依据非线性编辑课程的教学目标,开展基于项目的课程教学。构思是项目创作的初期准备阶段,需要明确“做什么”的问题。科学合理的构思是项目顺利开展的保证,也是创作高质量作品的前提,学生的创意、灵感在这一阶段得以激发与碰撞,个体将智慧融入集体之中得以升华,既锻炼了个体的思考能力,也提高了集体的构思创意能力。设计是前期准备阶段与具体创作阶段的衔接,需要明确“如何做”的问题,清晰严谨的设计为项目的顺利开展铺平了道路,这一阶段是灵感转化为作品的技术分解与细化阶段,需要个体更多更为严谨的智慧贡献,并且在与他人的沟通交流中学会思考,并能接纳不同的意见,在沟通中形成共识,在反思中培养团队协作精神,并在设计过程中形成工程建模能力。实现是具体创作阶段,需要解决“谁来做”和“做成什么”的关键问题,是项目创作的中心环节,这一阶段是项目设计理念得到落实,将构思设计物化的过程,个体将在集体的协调分工下,及时参照项目的构思设计目标,来完成具体技术细节的实现,通过个体的努力与集体的协商,逐步实现作品的各项指标,在实践中提高项目创作的实践能力与团队协作意识。运作是创作后的测试与推广及评价阶段,需要解决“做得如何”的问题,通过前几个阶段的努力,所创作出来的工程制品是否具有实用价值和推广意义需要通过这一阶段得以评判和检验。在这一阶段,教师可采用作品推介、作品展播与交流的形式,开展项目报告、设计评估、答辩验收等活动,结合项目组内自评、项目组间互评和教师评价相结合的方式对项目制品的质量和学习效果进行多元立体式的评价,提高评价的质量与可信度。
四、结论与反思
工程教育范文5
调查统计的总体结果显示,88%的工程师认为进入企业工作后的教育活动对专业职称、职位的晋升有帮助,77%的工程师认为目前所接受的教育进修以及自学情况能够满足个人职业发展的需要,58%的工程师认为在学习期间的工资待遇不低于平时的正常工资,同时男女工程师对以上问题的认同差异不显著。由此可以看出,工程师对企业教育培训的相关制度和措施表示认可,工程师与企业对教育培训的重要作用达成了共识,即教育培训是企业战略发展的需要、是企业人才储备的主要措施,能够激励员工发挥自身潜能、造就更适合企业的特色技能。
1.学习愿望强烈、学习动机明确
在这样的大环境下,作为企业先进技术的代表者、企业发展骨干力量的工程师,对学习表现出强烈的愿望,学习动机直接表现为通过学历教育获取文凭、或通过职业培训提高专业技能水平。可以看出,60%的工程师认为需要参加学历教育,81%的工程师认为需要参加职业培训提升自己的专业技能水平。同时,在908个有效样本中,70%的工程师接受过正规的学校教育,具有一定的专业背景,同时又是通过层层选拔进入企业工作的,但是所学专业与所从事的工作的相关性却差异显著,从图2看出,目前所从事的工作与所学专业完全相关的仅占24%,基本以及有一些相关的占68%,完全不相关的占8%。早在1974年,克拉斯用定量方法分析了工程师参加继续教育情况与工作业绩的关系,结果表明参与继续工程教育对工程师的职业发展有积极作用、参加继续教育的工程师的工资增长更显著。本文的研究结果印证并丰富了克拉斯的结论,即继续教育对工程师发展具有正相关作用。首先,工程师通过不断学习来提升职业能力,能够获得更多的升职、升级机会,从而提高经济收入、改善生活品质。虽然难以用单纯的物质成果来量化继续工程教育的经济效益的大小,但是继续工程教育的教育收益率却不容质疑。其次,工程师所接受的正规教育不足以帮助其解释或解决实际工作中遇到了问题。李锋亮等在中国大范围实施“卓越工程师教育培养计划”的时代背景下,通过实证研究也发现,在高等教育阶段专业知识的准备不足将显著提高工程师入职后发生过度教育的概率。最后,随着中国产业结构的调整、科技进步的发展,企业的生产模式、经营模式、发展战略在不断发展变化,对专业技术岗位的要求越来越高,工程师只有通过持续专业化的学习,才能使自己从准专业或专业化程度较低的从业者成为专业化水平较高的从业者。
2.对学习内容的种类、层次的要求差异性显著
由于工程师涉及不同的专业领域,对象较为广泛,工程师个人特征和职业经历的不同,对学习内容的种类、层次的要求差异性很大。不同年龄的有效样本在哲学人文知识、专业知识及技能、职业素养、认知沟通能力四个方面有显著差异、不同学历的有效样本在专业知识及技能方面有显著差异、不同职称的有效样本在职业素养、认知沟通能力方面有显著差异。虽然国际社会对工程师的知识和能力的整体结构达成了一定共识,建立一些比较成熟的工程师素质模型,例如约翰等提出的工程师领导力模型、莫文建构的工程师特质四面体以及布伦达等的工程师能力框架。然而,形成工程师学习内容差异性的原因不容忽视。首先,正规的学校教育对工程师的知识结构,特别是专业知识结构的建构具有决定性作用。院校工程教育的重要作用是不言而喻的,使学生在完成学业时,初步具备成为工程师的基本素质和条件。其次,在工程师不同的职业生涯阶段,所需获取的知识和提升的技能是有所变化的,年轻工程师所需学习的知识及技能对其职业发展影响更大。最后,工程师认证标准不仅规定了工程师的职业准入资格,而且基本反映了工程师的职业水平和等级,级别越高的工程师对职业素养和认知沟通能力的要求越高。
3.对学习方式、学习时间和学习地点的选择个性化突出
工程师的学习活动体现出成人学习的特殊性,他们的工作阅历、生活经历、学习经验随着时间的延续会不断积累,强调学习与个体自我经历的整合。在个体自我作用下,更希望依据个人已有的知识经验和行为习惯来选择最合适的学习方式、学习时间和学习地点。可以看出不同年龄阶段的工程师在学习方式、学习时间和学习地点的选择方面的不同。就学习地点而言,高等院校仍然是工程师首选的学习场所,优质的教育资源和良好的教学环境是高校的绝对优势;企业现场学习受到年轻工程师的青睐,这种体验式的教育方式能够培养他们的现场意识、提高工作效率,进而提高产品的品质。就学习方式而言,课堂面授是最常用的教学方式,25~34岁和45~54岁工程师对回归课堂表现出浓厚兴趣;问题研讨通过讨论交流获得对问题的新的认识或获得解决问题的方法,这种学习方式受到35~44岁工程师的欢迎。在企业实际调研还发现,师带徒方式较好解决了集中学习与员工需求匹配度较低的问题,缓解了工学矛盾,特别对年轻工程师熟悉工作环境和业务,获得岗位工作经验很有效果。此外,虽然与传统学习方式相比,远程网络能够打破时空局限降低学习成本,但是并不受到被试样本的欢迎,这可能与行业特点、网络建设情况以及工作性质有关系。
4.工作学习矛盾突出、时间成本排序第一
要想获得理想的学习效果,工程师需要克服诸多困难,投入包括资金、时间、努力程度和劳动等学习成本。中国电力行业的工程师在参加继续教育活动时,存在着诸多困难,其中认为时间成本有较大困难的最多,其次是工作压力,第三是费用承担。现代社会中人们对时间价值的重视程度越来越高,首先,在时间分配问题上,工程师需要兼顾的因素很多。所调查的企业普遍采取了岗位聘任制,工程师在工作时间内岗位责任大,同时工程师一般都有自己的家庭,是家庭的顶梁柱。因此,除了企业安排的在工作时间内的集中培训和现场培训外,工程师参加学习都要占用一定的业余时间,如何在工作、生活之余,抽出时一定的时间和精力进行学习是工程师面临的最大的实际问题。其次,在有限学习时间内的学习效率问题。随着年龄的增长,成人的记忆、感知能力等智力因素开始呈下降趋势,对学习缺乏信心、长时间不学习容易产生惰性;而且由于教学内容的针对性不强、教学进度不紧凑等客观原因,使工程师认为在有限的学习时间内没有获得最佳的学习效果,时间的浪费造成学习价值的降低。
二、工程师学习需求对继续工程教育的影响
现代工程师的学习需求呈现出迫切性、差异化、个性化、持续性等特点,同时学习也存在诸多困难,继续工程教育办学机构应该更多关注工程师群体学习需求特性,通过提供全方位的教育服务获得社会效益和经济利益,同时使学习者获得教育收益,国家得到所需的人才,实现国家、组织和个人都受益的结果。因此以工程师为办学对象的继续工程教育不是单纯的教育培训,已经形成一个广泛意义上的工程师能力开发系统,不仅涉及教育系统内部,而且与政府、企业、行业协会、社会组织等外部社会系统有着广泛而密切联系。在深入理解工程师学习需求特征的基础上,形成工程师“提高能力水平”和“发挥能力水平”的组织保障和管理机制,才能实现工程师自身价值、创造企业价值、进而推动工程科技进步。
1.工程师的个人职业发展是继续工程教育办学的源动力
根据马斯洛的需求层次理论,约瑟夫在1978年提出了工程师学习需求理论,建构了工程师的需求层次,他认为大多数工程师的需求在尊重需要和自我实现需要两个层次,继续教育机构应该重点关注工程师的这两个层次的需要。现代工程师对待工作,不仅仅是谋生的手段,而是在工作中体验各种经历并确立自己的个性和可能性,发挥自身潜能,重新塑造自我,实现自身价值;通过持续的学习来更新专业知识,提高职业能力,实现从职场新手到工程师、再到行家里手的职业发展。因此,工程师的个人职业发展是继续工程教育办学的源动力。继续工程教育办学机构为工程师提供教育服务,以学习者为中心是办学的基本思想。工程师学习需求的个性化、多样化决定了办学的多元化,工程师学习的阶段性和终身性决定了教育服务的可持续性。这就要求办学机构将学习者(工程师)作为客户来看待,研究工程师的学习需求、关注工程师的学习成本、加强与工程师的交流、考虑工程师学习的便利性。同时,办学机构要将这一思想实施于教育培训活动的各个环节,一方面通过提供更快速和周到的优质教育服务吸引和维持更多的客户,另一方面通过对业务流程的全面管理来降低运营成本。办学机构不仅要做知识的传授和技能的培训,还要做品牌做生活,通过创建品牌核心价值观,营造新型生活方式,实现工程师在社会尊重、自我职业实现等层次需求的满足;通过建立客户俱乐部并开展相关后续服务和增值服务,成为工程师交流沟通的新模式和学习休闲的驿站,成为工程师的学习圈、生活圈和交友圈。
2.工程师所在企业的激励机制是继续工程教育办学的驱动力
工程师群体首先隶属于一定的企业,一般有正式的组织基础,是工程师学习的主要组织形式;其次工程师隶属于一定的工程师协会或专业协会,这些协会一般属于公益性的、非盈利性的非正式组织,在协调政府、企业、工程师之间的关系、维护工程师权益、提供专业等方面发挥着重要作用,是工程师学习的有利支撑。工业企业是继续工程教育的主体,也是有效实施的重要力量;不仅能促进工程师的合理分配、使用和流动、而且能激励工程师更加积极地提升能力和素质。因此,工程师所在企业的激励机制是继续工程教育办学的驱动力。目前,国家重点建设领域和行业的大中型企业都高度认同继续教育对工程师个人职业发展、企业发展和战略实施的重要性,而且绝大多数工程师都有继续教育经历。大型国有骨干企业都建立了以任职体系、素质模型、绩效管理为依据的教育培训体系,而且由企业出资建设的企业大学,作为员工培训的一种创新形式发展迅速。但是企业教育培训体系有待完善、企业大学的师资水平和教学质量有待提高、培训内容的针对性和实用性有待加强。此外,中小企业和民营企业继续教育状况存在很多困难,这是由于中小企业规模小、所拥有的社会资源少、对高素质人才的吸引力较弱,员工的流动性大,造成这些企业的工程师数量少、一岗多责,更多的是依靠行业协会、社会培训机构参加教育培训。因此行业协会和社会培训机构针对中小企业和民营企业工程师学习需求特点,要建立相应的继续教育模式和组织动员机制。
3.工程师的制度管理构成继续工程教育办学的约束力
社会的发展和技术的进步,对工程师的专业化程度和能力水平的要求越来越高,使得这一职业的不可替代性越来越强。严格的工程师制度管理是工程师职业存在的基础,体现了工程师执业的专业地位和垄断地位。对工程师的权利和义务的规定可以保证工程师职业整体的质量和水平;标准化和权威性的工程师“从业资格”和“执业资格”制度是检验工程师学习和培训效果的重要参考依据;社会化、专业化的工程师管理可以提高工程师的劳动所得以及社会公众的认同感。因此,工程师的制度管理构成继续工程教育办学的约束力。虽然由于工程师学习需求旺盛,继续工程教育办学机构近年发展迅猛,队伍规模不断壮大,但是建设发展不均衡、办学标准不规范等问题造成办学机构良莠不齐,继续教育面临“学而无用”、“含金量低”的尴尬局面,制约着办学机构的进一步发展。由于继续工程教育办学机构的建设和发展与工程师职业资格制度之间存在关联性,将工程师的继续教育、专业技术资格的获得和晋升与其职业发展结合起来,能够形成工程师供需的良性循环。以培养合格工程师为核心的继续工程教育办学标准化建设,能够规范和约束办学机构的办学行为、引导办学机构提高办学质量和完善管理。工程师制度管理中有关继续教育课程、学时、学分要求及规定为办学机构的课程体系建设和教学内容安排提供依据和参考借鉴。
工程教育范文6
通常,大学本科学生学习的“概率论与数理统计”是数学基础课。学生将数学概念运用于工程中还有很大差距,例如,对于工程背景比较多的“假设检验”部分,学生理解起来很困难,更谈不上工程应用。学生理解概率统计的基础是在排列组合方法基础上的古典概型,而不是来自于现实的频率和工程数据。在“概率论与数理统计”的学习中应该更注重的是概念的理解,而这正是广大学生所疏忽的,学生对“什么是随机变量”、“为什么要引进随机变量”说不清楚,他们更关心的是数学计算。学生对用“不确定性”的思维方法很不习惯,经常套用确定性的思维方法而呆板的结论,不能对结论作出合理解释。实际上,只会数学推导的学生并不是对统计学做到了“知其所以然”,这是因为他们还不知道现实世界中的“所以然”。出现这种缺陷的根本原因如下:(1)数学概念的引出往往缺少工程背景;(2)低年级学生缺少对工程问题的基本认识;(3)教学以数学计算为导向,缺少解决实际问题的思维训练。
二、工程教育需要的统计学
工程师需要有效地运用科学原理和技术方法解决实际问题。工程学中所运用的工程方法基本按如下步骤进行:(1)清晰和准确地描述问题;(2)识别影响问题的重要因素;(3)对问题建立模型,明确模型的约束条件和假设;(4)通过观察和实验获得数据,并运用数据检验(2)、(3)步中的模型或结论;(5)根据观察到的数据修正模型;(6)用模型解决问题;(7)设计一项适当的实验证明问题的解是有效的;(8)根据问题的解作出总结,提出建议;(9)工程实施。在工程学中数据和模型是基本方法,统计学为工程学提供了这类数据和模型方法。在解决工程问题的过程中,常在以下环节中运用相应的统计方法。
在设计开发方面,运用实验设计和可靠性等方法;在生产环节中,运用质量控制、假设检验等方法;在销售环节中,运用相关分析、回归分析和实验设计等方法;在服务环节中,运用可靠性分析中的维修策略等。工程学对统计方法的依赖源于工程中的大量数据都具有变异性。变异性是指连续观察一个系统时并不能得到完全相同的结果。统计学给出了描述这种变异性的工具和利用这种工具作出合理决策的理论框架。在工程学中,运用统计学不仅需要计算技术,而且需要统计学的思维方式。
三、“工程统计学”与传统“概率论与数理统计”课程的区别
“工程统计学”以工程问题为导向,首先使学生认识数据包括数据的变异性,再认识随机事件和随机变量,进一步运用随机变量解决工程中的参数估计、假设检验、回归分析和实验设计等问题。传统“概率论与数理统计”课程基本以数学概念为导向,通常首先讲授样本空间,再进入与中学知识衔接密切的古典概型,引入随机变量。“工程统计学”与传统“概率论与数理统计”课程的根本区别在于“工程统计学”引导学生充分认识工程领域的统计方法,而不是单纯将统计看成是高中数学的延续。由于这些区别,“工程统计学”的内容弥补了“概率论与数理统计”的部分缺陷。“工程统计学”课程还将在以下几个方面促进工程教育,而“概率论与数理统计”课程的作用不够充分。
1.使学生尽早理解工程问题。
由于数学类基础课集中于一二年级,学生基本不了解工程问题,更不懂得工程学的思考方法,在“工程统计学”课程中可以让学生渐渐接受工程学方法。例如,经验模型的建立本质上是工程学的方法,学生往往习惯于数学中经常通过演绎推导公式,而不习惯于通过数据建模。
2.通过实际问题认识统计方法。
在数理统计中,假设检验通常是学生难以理解的问题,在工程学中有很多实际检验问题,例如产品验收,这些实际问题有助于学生理解统计方法。
3.为继续学习工程类课程提供更有力的支持。
通常的数学课程缺少与后续工程类课程的联系,“工程统计学”中统计方法与后续工程类课程的联系更紧密,学生容易产生学习兴趣。
四、“工程统计学”的CDIO教学模式
“工程统计学”适合采用CDIO教学模式。CDIO代表构思(Conceive)、设计(Design)、贯彻(Implement)和运作(Operate),它以产品研发到产品运行的生命周期为载体,让学生以主动的、实践的方式学习工程,容易将理论与实践有机联系起来。CDIO教学模式具体实施可以以项目为导向进行教学。项目导向的统计学教学具有以下特点:
(1)强调学生本位。
教学始终贯穿以学生为中心的理念及其主体的需求,强调学生需求主体的主动参与,强调主动实践学习与项目带动学习。
(2)强调能力本位。
改注重套公式演算为“做统计分析”,“做”与“听”结合,重在能力培养。这种通过完成项目进行学习的方式,有利于激发学生的探索欲望、学习兴趣,由此获得的自学能力、分析能力、应用能力和创新能力,使学生终生受益。
(3)强调职业素养培养。
教学以项目为载体,让学生体验学习统计分析对工程问题的作用,使学生能以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习,从而培养个人能力、团队能力和系统调控能力。
(4)将职业发展、职业道德与科学方法相融合,强调职业素质培养,有利于道德、诚信、团队意识、责任感等职业素养的教育与养成。
“工程统计学”采用项目导向方式进行教学,重点让学生在课外“做统计分析”,操作时注意遵循以下原则:
(1)项目准备时,教师对学生是否具备了从事项目活动所必需的统计技术的情况应当充分了解,确保项目活动成为学生应用或巩固知识与技能的途径。要善于为学生提供几个能引起他们兴趣或与专业相关的项目主题。
(2)项目实施时,教师要鼓励学生自主学习,自己选择项目主题,最好是本专业的问题,确定学习目标,寻找材料。学生可能对问题的理解比统计学的教师更好,这样讲更有利于师生互动。教师可以帮助学生确定要解决的项目。
(3)项目进行时,教师要告诫学生善于向专业教师请教或者进一步学习解决陌生的问题。