面向工程教育与产业需求的课程结构优化及教学模式探索教育文档文档格式.docx

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英国皇家工学院在2007年出版的《培养21世纪的工程师》中也指出，工业界需要那些具有“真实产业环境实践经验”的工程毕业生，将对理论知识的理解、创造力和创新、团队合作、技术广度以及商业技能等视为员工新入职时最重要的特质[1，2]。

目前我国尽管已经成为世界上高等工程教育规模最大的国家，但是从工程师的整体学历水平、设计能力尤其是优秀工程师的总体质量与欧美等发达国家甚至是发展中国家都有很大的差距，高等院校的工程教育与产业需求之间的矛盾已日渐成为制约我国区域产业升级乃至国家整体工程技术创新能力提升的主要难题之一。

　　因此，依据《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》和《国家中长期人才发展规划纲要（2010-2020年）》，我国教育部于2010年正式启动了“卓越工程师教育培养计划”，旨在培养高质量的创新型工程技术人才。

南京工程学院材料工程学院作为贯彻实施上述计划的主体和载体，逐步摸索出系列服务于江苏乃至华东区域新材料产业集群的人才培养模式及经验，但面向以“知识技术密集、能源资源低消耗、产业附加值高”为特征的新一轮产业革命，我院材料学科同样面临着学科专业和人才培养与产业需求难以完全良性对接的矛盾。

本文立足于课程设置及教学这一视角，探讨课程结构优化及教学组织模式对材料类专业工程创新教育和产业需求的影响，以期为创新型国家建设的背景下高等工程教育改革提供参考。

　　一、课程结构及教学组织存在的问题剖析

　　已有研究及数据统计表明，目前我国创新工程师的培养质量及水平难以满足现有的需求。

杜祥婉院士的课题组调研发现，目前21.8%的被调查者认为高校培养的学生脱离实际使用需求，完全不符合或基本不符合国家工程技术创新发展的需要，而52.4%的被调查者对工程专业学生质量感到失望，认为其质量一般。

中国人才热线在2006年发布的大学生求职调查报告亦显示，工程经验的欠缺已成为刚毕业大学生求职时最大的障碍，其比例达到了48%，而专业能力弱也占了18%的比例；

世界著名的麦肯锡战略咨询公司通过对全球83个跨国公司的工程师抽查显示，我国的在岗工程师符合跨国公司要求的只有10%左右，远低于发达国家。

由此可见，实践和实训的缺乏导致工程能力的不足已成为大学生就业竞争力和工程师从业能力提升的主要障碍，能否培养和造就高素质的具有创新精神的工程科技人才，参与企业的建设与发展，直接关系到创新型国家建设的成败。

而这一问题的根源之一在于目前大学课程结构及教学模式与工程教育及产业需求不符[1]。

主要表现在以下几个方面：

　　1.课程结构不够科学

　　统计发现，我国多数高等院校在课程设计及实施方面均存在“强调工程科学、软化工程实践、脱离产业需求”的问题。

课程主要包括学科基础课、专业主干课、专业方向课及跨学科选修课，总学分量偏高，学分比例不合理，工程科学类课程学分偏高，工程实践类课程学分偏低。

总学分过高减少了学生自由探索和学习的时间，限制了其创新能力养成的自我积累。

工程类课程总量偏少，内容形式单一，部分高校对学生工程实践环节重视程度不够，减少了学生对工程过程的参与及感性认识，对其内涵无法系统深入的理解与掌握。

其特征主要表现在[2]：

（1）课程目标脱离产业需求。

呈现“趋同化、智性化和空泛化”的特点，各个学校之间相互模仿与借鉴，无视自身所处的产业领域需求这一“活水源头”；

课程重点关注学科理论知识的掌握，而忽视工程创新能力的锻炼与培养；

目标缺乏实质性内容和严谨的界定，显得过于笼统与宽泛，无法有效地指导和规范课程教学行为。

（2）课程结构分离工程能力。

各个学科专业往往注重自身知识体系构成，在设置时强调其严谨性及完整性。

但其最大的问题是无法实现多种学科的交叉、渗透与融合，牺牲了培养工程能力的机会。

尽管部分高校特别设置了集中实践环节，但由于学科知识与实践锻炼的分离、课程与课程之间缺乏交叉联系，工程能力培养效果不甚理想。

　　（3）课程内容偏离工程实践。

已有的调研结果表明，学生认为专业教学中实践内容不足，课程内容陈旧或不实用，与实际产业需求相脱节。

④学生学习游离中心地位。

学生在课程学习的过程中，接收的是一种填鸭式的被动灌输，无法有效的参与学习的过程，直接参与学习内容的探讨和实践，失去了批判性的思考、团队合作和创新思维的机会；

学习的途径以课堂为主，真实的工程实践活动、人际交往活动和社会活动不足；

学生学习效果的评价方式比较单一，理论知识考试等终极性的评价方式仍占主导，实践能力考核等过程性评价缺失。

以上诸多问题的产生主要是由于高等工程教育的工程观、人才观和课程观缺乏有关。

长期以来，“理论指导实践、先有理论后有实践”的观念一直根植于心，导致教学主体在高等工程教育的过程中缺乏从课程群和课程类的角度去思考知识或技能本身的内在关联。

　　2.课程教学模式偏离工程

　　从我国现有的工程教育现状来看，教育体系仍较为混乱，不同层次和类型的高校发展目标定位不够清晰，教学模式僵化单一，无法有效实现因材施教。

工程教育内容与产业需求相脱节，职业资格制度缺失，培养体制机制不够健全，所培养的工程师普遍缺乏系统的工程训练，难以满足或适应工程技术的快速发展与变革。

这些问题产生的深层次原因在于长期以来应用研究低于或落后于学术研究，导致工程教育过分强调“工程科学”而忽视“工程实践”，其特征主要表现在[1-3]：

（1）教师的工程素质有待提高。

目前，作为课程内容传输主体的老师，其应该具备“教师”和“工程师”的双重身份，或至少具备良好的工程意识和丰富的工程经验。

但事实上，由于多种原因，理论与实践教学分工明确，前者普遍由学历高但工程实践经验缺乏的老师担任，而后者则由学历不高但工程经验丰富的教师担任。

值得注意的是，后一类教师时刻担心被剥离出教师队伍，进一步加剧实践教学的困境。

与此同时，目前部分教师尽管工程经验较为欠缺，但由于在承担课程教学任务的同时，还负责了繁重的科研、管理等事务，难以付出精力去进行教学内容、方式和方法的有效变革，导致学生第一手实践经验的缺失。

（2）教学内容需丰富与更新。

在课程内容的组织与安排上，多数老师仍拘泥于已有的知识体系，倾向于基本原理的科学教育，内容较为陈旧，缺乏及时更新，无法反应最新的工程技术发展；

同时，课堂理论教学脱离于工程实践及案例，缺乏感性认知，枯燥乏味，难以激发学生的学习兴趣与热情，学生无法将所学的科学理论与工程实践有机的结合，领悟和把握其间的内在关联，造成学而无用。

　　（3）学习场所及方式需多元化。

在我国现有的工程实践教学中，学生学习场所及方式较为单一，重点以教师课堂讲授为主，课外工程教学所占比例较少，学生缺少参与课外工程锻炼的机会。

在课堂教学时，填鸭式的传输仍占主导，“分组式的讨论”、“开放式的问题研究”、“项目设计”及“案例学习”较少，造成学生主动参与工程实践意识、创新思维及团队意识不强。

上述问题的改善与解决亟待高等院校教学方法与模式的变革。

　　二、课程结构优化及教学模式改革探索

　　1.课程结构优化设计

　　基于上述问题，南京工程学院材料学科以“大工程观”教育理念为指导，根据“导入需求、嵌入课程、植入平台、介入培养、回归工程”的人才培养思路，优化整合课程结构及体系。

主要的方法与措施为[3-4]：

（1）优化完善课程理论体系，实现多学科的交叉融合。

以区域新材料产业结构转型及升级需要为导向，结合材料优势学科，融合本科学及其他学科最新的先进理论与技术成果，优化课程设置，革新课程理论内容体系，改进完善教学方法，使学生牢固的掌握产业必需的工程基础知识及技能，具备工程伦理和职业道德，实现材料科学知识与机械学科、化工学科、电力电子、管理科学等学科的深度交叉与融合，为今后从事复杂的技术及装备创新奠定坚实的科学基础。

（2）强化多元化的教学实践课程体系，致力于工程创新能力的提升[3-8]。

根据本科学的教学改革基础，依据工程教育及产业需求的工程师培养体系及要求，致力于学生工程素养的积累与强化提高。

共设置四大类工程实践教学内容，第一类为以综合实验周为主体专业基本技能训练体系。

目前，依据本学科所面对的主要产业及其需求，除开课程实验、课程设计及专业认知实习外，还创新性的开设了材料回收与再生、创业创新教育、信息资源检索、金相技术分析、材料工程、热处理工艺、表面工程、失效分析、材料力学性能测试、知识产权及标书撰写等特色综合实验周，让学生独立或组织团队完成整个项目的设计及实施，使学生接收本学科专业技能的系统训练，具备完善的工程能力和团队意识。

第二类为以“省校院”大学生创新计划为主体的项目训练体系。

制定和完善学校及学院两级大学生科技创新工作管理办法，鼓励学生积极参与教师的科研项目或申请参与各类大学生创新训练项目，使学生能够以某一团队负责人或成员的方式参与科技创新训练，具备工程方案设计、组织实施、数据分析及成果管理的能力，培养其工程技能、组织能力、协作能力等高水平工程师所必备的素质。

第三类为工程师职业资格认证及岗位技能培训特色项目。

一方面，根据产业发展的需求，开展与之密切相关的“模具工程师”、“国际焊接工程师”、“材料热处理工程师”、“铸造工程师”等相关工程师职业培训与认证；

另一方面，实施材料设计、加工与制造数字化CAX（CAD、CAM、CAPP、CAE）岗位技能培训，突出材料加工成型数字化设计与模拟能力的培养，强化工程能力和岗位能力；

此外，还开展了产品质量认证相关的ISO9000/14000/18000内审员资格认证工作，强化学术的质量管理、环境环境及职业安全能力与意识。

第四类为各类学科竞赛实践体系。

建立和完善学科竞赛组织管理制度，开展或参与“材料唯美艺术”、“材料回收与利用”、“江苏省大学生科技创新”、“全国大学生挑战杯”等课外竞赛，为学生提供自由发挥的创造空间，激发其工程创新潜能。

　　2.教学模式多元化改革

（1）优化教学师资队伍及结构。

已经工程教育的需求，着力打造教师和工程师素质兼备的“双师型”师资队伍。

为进一步提升本学科教师队伍的整体工程素质，学院采取了相关考核和激励措施，使教师到企业锻炼制度化、常态化，同时还通过引进来和送出去的办法，构建具有丰富工程实践经验的师资队伍，保证教学各个环节的训练进行，使学生能够获得充分的工程实践训练和经验。

（2）实施课堂与课外相结合的教学模式。

整合优势资源，深化“产学研”合作办学，构建“学科-专业-产业链”。

过去材料专业的人才培养方式倾向于科学知识的传输和科研思维的形成，造成工程教育特色不明显。

而一名出色的工程师往往需要具备多方面的知识、技能和素质，这就要求其必须接受不同学科、不同领域和不同行业的培养和熏陶。

针对这一要求，学院在不断完善校内实训基地的基础上，通过聘请企业人员做兼职教师、联合指导毕业设计、共建研实践基地、研发中心等方式不断深化“产学研”合作办学。

先后与企业合作成立了“张家港海锅铸锻工程技术研究中心”、“江苏省汽车冲压模具工程技术研究中心”、“南京汽车锻造XX公司产学研基地”等合作平台，有力补充了教学资源。

同时，申请并获建江苏省先进结构材料与应用技术重点实验室，与其他专业共享，建有“先进制造工程中心”、“先进数控技术江苏省高校重点建设实验室”、“中德合作现代制造工程中心”等各类校企共建实验室（中心）等。

通过与企业和行业的资源优势整合，一方面，实现了学校教育与社会教育、课堂学习与企业实践的有机结合；

另方面实现了“课堂教学与车间现场教学”的结合、专业理论与生产实践的紧密结合，大大提高了学生的工程实践和从业能力[3-8]。

　　三、结语

　　工程创新教育是事关一个国家未来核心竞争力关键因素之一，近年来日益受到世界各国的广泛关注。

我国在总结本国高等工程教育得失的基础上，借鉴国外成功的工程教育经验，大力推进工程教育改革。

迄今为止，已取得丰硕的改革成果，但要实现我国由工程教育大国到工程教育强国的转变，还有诸多工作要做、诸多问题需要解决。

本文所述只是本学科在面对华东及江苏新材料产业需求时所进行的系列工程教育改革成果之一，尽管仍未能完全实现本学科工程教育与产业需求的良性对接，但已在工程教育改革的漫漫征途中迈出了坚实的一步。

在未来的改革进程中，本学科将进一步深化课程结构及教学模式改革，推进学生工程创新能力的培养，使之与产业发展深度接轨，促进新材料产业的发展，为我国工程实践创新能力及整体水平的提升提供一定的参考。