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培養目標作為高等學校教育的具體化,是針對特定的教育對象而提出的。工程認證標準,中明確提出培養目標是對該專業畢業生在畢業后5年內能夠達到的職業和專業成就的總體描述,同時要適應社會經濟發展,具體內容及要求包括如下幾點。
1.專業應有公開的、符合學校定位的、適應社會經濟發展需要的培養目標。
2.培養目標應包括學生畢業時的要求,還應能反映學生畢業后5年內在社會與專業領域預期能夠取得的成就。
3.建立必要的制度定期評價培養目標的達成度,并定期對培養目標進行修訂,評價與修訂過程應該有行業或企業專家參與。
二、培養目標制定依據
1.本專業的社會需求。
首先,為了貫徹落實《國家中長期教育改革和發展規劃綱要》精神,實現《國家中長期科學和技術發展規劃綱要》提出的發展目標———“新藥創制和關鍵醫療器械研制取得突破,具備產業發展能力”,需要培養大批掌握藥品生產制藥技術與工程設計的基本理論與工程技術、熟悉國家藥品相關政策法規的工程師技術人才。其次,本專業人才培養應與社會需求狀況相適應,著力滿足國家和地方科技創新、經濟發展和社會進步的需求。
2.本專業的學科支撐。
我校制藥工程專業的支撐學科是化學工程、化學和藥學,具有鮮明的化學、化工特色,以精細化工國家重點實驗室、遼寧省生物基化學品重點實驗室和本學院創新藥物研究平臺為依托,致力于打造國內一流的創新藥物研究平臺和產業化技術科研基地。主要研究領域,包括藥物化學、制藥工藝和現代制劑技術等領域,研究方向包括:針對腫瘤、心腦血管、糖尿病等重大疾病的創新藥物研究,手性藥物合成方法學和工藝技術研究,經皮給藥技術、功能型緩釋控釋材料和分子跨膜吸收機制等研究,新型生物載體、微流控芯片設計與制造等研究。
3.本專業的性質與學校的定位。
本專業人才的培養是學校培養目標的細化和延伸,既要體現專業特點,同時也應符合學校的辦學思想和培養模式。我校制藥工程專業經過十余年的發展和建設,形成了從本科教育到碩士研究生、博士研究生教育多層次、多類型的人才培養格局。近年來,學校順應國家產業發展的需求,在2010年成立了制藥科學與技術學院,并將制藥工程專業發展納入學校“985工程”重點建設,在辦學條件、師資隊伍建設和教學經費等方面獲得了全方位的支持。為適應社會對制藥工程專業人才的需要,學校不斷對專業課程體系和教學內容進行改革,逐步完善制藥工程專業人才培養模式。本專業已經畢業的學生,部分正逐漸成為制藥企業的技術和管理骨干。由此可見,本專業的性質和定位完全符合學校人才培養的目標和思路,是學校學科和本科專業布局及今后發展的重要一環。
三、培養目標的定位
本專業制定培養目標按認證標準中知識、能力、素質三個方面構成。
1.知識要求:
掌握化學、藥學和工程學的基本理論、基本知識,掌握藥品制造技術與工程設計的專業知識,掌握藥物生產工藝流程和質量控制、生產裝置與設備的設計方法;熟悉國家關于制藥生產、設計、研究與開發、新藥申報管理等方面的方針政策和法規;了解制藥工程學科前沿、新工藝新技術與新設備的發展動態。
2.能力要求:
能綜合運用所學科學理論,提出并解決問題,具有較強的工程實踐能力和解決藥品制造過程中實際問題的能力;具有對藥品新資源、新產品、新工藝進行研究、開發和設計的能力;具有開拓精神、創新意識和獨立獲取新知識的能力;具有較強的語言和文字表達,與人溝通能力;具有應用英語和計算機信息技術檢索中外文文獻、獲取相關信息的能力。
3.素質要求:
具有健全人格和健康體魄、良好社會責任和職業道德,具有較強的進取心,勇于面對各種挑戰的潛質,具備樹立較強的藥品質量、安全及環境意識。
四、培養目標的衡量與評估
本專業以學生必須具備的畢業要求為目標,通過制訂科學合理的本科生培養計劃,精心設計各個教學和實踐環節,以科學的管理制度和運行機制保證教學工作順利實施,通過對各個環節進行過程控制,保證課程目標的順利實現,從而使培養目標得以達成。這樣每一項畢業要求被分解到每一門課程及其教學實踐環節當中,每門課程的教學大綱和課程目標都圍繞畢業要求而展開,同時要求學生參加必要的課外活動,完成畢業設計(論文),通過答辯并成績合格,以順利畢業并獲得學位為標志衡量培養目標的達成。良好的教學過程控制,得以確保培養目標的實現。其畢業生應具備以下三種競爭優勢。
1.基礎知識扎實、工程實踐能力強。
制藥工程專業是大連理工大學重點發展的新專業,本專業具備培養高素質和創新型人才的良好環境,具有優勢的學科支持、強勢的科研實力后盾、產學研結合的良好氛圍、優質的辦學條件和敬業愛崗、結構合理、團結協作的師資隊伍。特別是許多教師積累了豐富的科學研究和工程實踐的經歷和經驗,承擔和完成了多項國家、省部級科研課題和企業委托課題,具有從事工程教育的優良條件。秉承“加強基礎、拓寬專業、培養能力、突出創新”的辦學理念,使培養的畢業生具有扎實的理論基礎和專業基礎知識、較強的自主學習能力和綜合實踐能力。
2.綜合素質高、發展后勁足。
基于用人單位的反饋信息,本專業畢業生基礎和專業知識扎實,工作嚴謹認真,態度端正,有較強的分析問題和解決問題的能力、較強的動手能力和創新精神,能夠勝任與專業相關的技術和管理工作。本專業的畢業生肯于吃苦、樂于奉獻,一般情況下,畢業生在企業工作五年之后都可成為技術或管理骨干,自身發展潛力巨大。
3.具備深造潛質,深受名校認可。
本專業學生繼續攻讀碩士學位和出國繼續深造的比例從2010至2012年平均在40%以上。國內其他研究生培養機構(如浙江大學、南開大學、天津大學、山東大學、沈陽藥科大學和中科院大連化物所等)對我校制藥工程專業的學生評價較高,認為本專業的學生基礎知識扎實、工作踏實、有較強的責任心和吃苦耐勞的奉獻精神。境外高校也同樣認同本專業畢業生的素質和能力,近幾年已經有多名本專業的本科畢業生到國外著名大學攻讀學位。
五、結語
“大工程觀”作為一種新的教育思潮,是美國工程教育與科學教育進行比較后提出的一個概念。社會作為一個不可分割的整體,要求我們在實現科學技術進步和經濟發展的同時,要充分考慮文化、環境、道德等多方面因素,實現同步發展,而大工程觀就是一種以整合、系統、應變、再循環的視角看待大規模復雜系統的思想。“大工程觀”的產生順應了時代的變化,具有必要性和歷史發展的必然性。工程教育的模式經歷了三個階段,即工程技術模式、工程科學模式和工程模式。工程技術模式主要是側重于技藝技能與工程經驗,側重于工程技術知識的掌握,工程技術本身的研究與運用;工程科學模式,由“技術型”向“科學型”的轉變,主要發生在歐洲大陸以外的國家和20世紀80年代以后的中國,主要聚焦于理工學科,培養過程中注重教學與研究相結合,“科學性”的工程知識體系以及它所造就的“分析型”工程師,在各國的工業界始終是受到質疑的,這可能就是所謂企業文化與學術文化的沖突;工程模式,即“大工程觀”,在20世紀80年代,正當中國的工程教育由“技術型”工程學科向“科學型”轉變的時候,美國卻聽從了一大批有識之士的告誡,改變其原有的工程教育發展方向。《美國工程教育與實踐》和《本科的科學、數學和工程教育》等一系列教育報告,拉開了整個美國工程教育大改革的序幕。1989年,MIT的報告指出,戰后的工科課程向著工程科學方向演變是不可避免的,也是合理的,但是今天已然是“過度科學化”。1994年,MIT院長喬爾•莫西斯提出了《大工程觀與工程集成教育》的長期規劃,1995年,《重建工程教育》等一系列報告使得美國的工程教育發生了重大轉變,但并不是由“科學性”退回到“技術型”,而是“回歸工程”,形成在新的水平上綜合了科學和技術的新范式,即“大工程觀”。
2大工程觀的要求
大工程觀的“大”不能只從簡單的大小來理解,“大”是用來修飾“觀”的,是更加注重工程的整體性和系統性,這個“大”把現代工程的領域擴大、意義增長、使命加強和價值提升突出地表達了出來。工程環境的豐富性和工程技術的復雜性,對工程師提出了更高的要求,要求21世紀的工程師須是集知識、素質和能力于一身的高水平人才,不僅要求他們擁有豐富的學科知識和精湛的技術能力,能創造性地解決有關專業的技術難題,還要求他們善于合作和協調,處理好與工程活動相關聯的各種社會關系。同時,工程活動對社會和環境的影響越來越大,這就要求工程技術人員應該打破技術眼光的局限,對工程活動的全面社會意義和長遠社會影響有自覺的認識,承擔起應有的社會責任。基于“大工程觀”觀的工程教育,就是要培養學生系統性和整體性的認知方式,不僅僅強調單個的專業科學技術知識和實踐能力,更強調各個知識體系和實踐能力間的關聯性和整體性。大工程觀指導下的工程教育培養的應該是優秀的復合型人才,他們不但具備從事復雜工作的能力,也具備良好的較寬領域的適應能力。
3基于大工程觀的工程教育改革對策
3.1人才培養目標
培養目標是依據國家的教育目的和社會對人才的需要提出的培養人才的具體要求。不同層次、不同專業、不同學校的高等工程教育對人才培養的要求都應該是不一樣的,但總體來說我國各高校工程人才具體培養目標趨同,缺乏科學性、規范性和可操作性,目標模糊,具體定位不清晰,無法充分體現現代工程教育理念,對于“到底應該培養什么樣的人才”這個問題缺乏清晰的認識,基本上憑經驗或者模仿別人辦學。我國工程教育的總體培養目標可以概括為,培養適應社會主義現代化建設需要,德、智、體全面發展,獲得必要的工程師訓練的高級工程科技人才。這個培養目標的特點是突出了“工”,強調為工業、工程第一線培養人才。從大工程觀的視角來看,不同類型的高校必須認清自身現階段的主要發展空間,建立具有自己特色的人才培養目標,但各目標中應該要重視培養學生綜合的知識背景、工程實踐能力以及整體性的思維方式,還要注意學生職業道德和社會責任感的培養,高等工程教育培養的工程師不僅要具備一定深度和廣度的科學知識、精湛的技術能力,還應該注重其他非技術能力的培養,包括溝通能力、領導能力、環境適應能力、商業能力等。
3.2專業設置
建國初期,我國在前蘇聯教育模式的影響下,專業多是按照崗位進行設置,隨著時間的發展,專業的種類逐步減少,專業口徑不斷拓寬,專業的設置更加規范、科學。但是總體上來說專業設得過多、過細、過窄,行業色彩過濃局面還是未曾得到很好的改善。學生基礎知識不夠寬,視野比較窄,難以適應大工程環境下多項技術工作的需要,工程畢業生對社會適應性不強,缺乏必要的創新的精神與能力。“技術上狹窄”和“狹窄的技術”難以適應現代社會對工程師的要求。高等工程教育應該要樹立“大工程觀”的教育思想,注重工程知識教育、能力教育以及素質教育,盡量拓寬學生的知識面,培養新型復合型人才。各工科院校要根據“大工程觀”的需求,結合自身學校的特點,設置與社會發展相適應的專業。
3.3課程設置
“大工程觀”的核心是“工程系統學”,要求培養的學生不僅具備科學與基礎理論修養,形成對宏大或復雜工程的系統視野;又能從多學科的視角審視,同時還有具備人文情懷和工程組織素養,具備集成的知識結構。在對工程知識的教學過程中,尊重工程教育的特殊性——實踐性、綜合性和創新性,是工程教育改革取得成功的關鍵。明確21世紀工程師的素質要求,進行扎實的適合工科的課程改革是工程教育改革取得成功的重要保證。“大工程觀”需要寬的知識面,工程教育應打破學科壁壘,整合教育資源,實現多學科之間的融合,使學生獲得更加廣泛的知識,更好的適應社會對工程人才的不同需求。工程教育的課程設置不僅要注重學生工程理論知識的培養,還應該注重培養學生的實踐能力,注重學生創造力、領導力等非技術能力的培養??傊?,學校對學生跨學科、綜合化的知識體系和結構的建構負有不可推卸的責任。
3.4教師隊伍建設
交通運輸類專業的培養計劃要求學生必須掌握交通工程的基本理論和方法。開設交通工程學課程,必須在整個培養計劃的制定背景下,考慮課程之間的銜接。通過學習概率與數理統計、線性代數、運籌學等基本數學知識的基礎上,將有助于學生對交通流理論、通行能力計算等基本理論的學習。同時,引導學生學習與交通工程有關的概念、基本方法,對后續課程的進一步深入又起到紐帶作用。交通規劃、交通設計、交通控制與管理等課程將對交通工程學的重點內容做深入闡述,這就需要學生在此之前牢固掌握概念和基本方法。因此,交通工程學與前修后續課程存在銜接遞進的關系,建設課程體系時必須要考慮到這一點,在學期的安排上注重時間的合理分配。在課程內容上,與前修課程相關的知識點可以適當簡化,注重知識點的應用介紹內容。重視新開設課程內容的重點難點,有意識地將與后續課程相關的內容做介紹說明。引導學生構思交通工程學的設計流程,掌握交通工程設施設計的基本內容,初步學會制定規劃設計方案報告。在后續課程如交通規劃、交通設計等開設之前,引導學生發現工程設計中可能會遇到的問題,有意識地主動尋找解決辦法,激發學生學習基本理論的興趣。
2綜合應用多種教學手段,強化工程教育教學方法
CDIO工程教育理念強調理論課程與工程技術實踐的有機結合。在基本理論公式推導的講授過程中,課堂教學可采用板書的形式,有助于學生思維記憶。但是在講授工程應用案例時,如對某交叉口的設計改造,可以采用多媒體教學的方式,采用課件的形式能夠以圖像、聲音的形式動態闡述工程實施前后的效果。根據不同的方案要求,通過修改交通流要素等基本參數,可以實時使學生掌握理論與實踐的分析方法,從而極大激發學生主動學習的興趣,提高學習效果。為了提高學生工程能力的培養,在教學實踐中引入了仿真軟件如vissim、transCAD等,利用軟件的強大功能,系統地讓學生了解人、車、路、交通量、車速以及密度等特點,便于學生分析和設計不同的交通調查報告、規劃方案等。強調以學生為中心的教學手段,采用小組討論、對話演講等形式,鼓勵學生在教材之外主動搜集與交通工程學有關的素材,參與網上微博、微信、論壇等各種現代化交流平臺,開放學生的思維,調動學生與外界社會的交往能力,在社會環境的背景下,運用所學的專業知識,討論交通問題,更有助于學生明確課程的意義和目的。
3培養教師實踐教學能力,提高課程教學效果
為了更好地提高教學效果,教師需要提升自身的基本素養,包括理論和實踐素養。新開課教師至少要承擔與本課程相關的實驗教學,每年課程專任教師需要輪換到實驗室從事相關實驗工作。有效利用學校實驗室,教師在帶實驗的過程中,加深對交通工程學的教學理解,有助于在課堂上把握學生的實踐能力,強調實驗教學內容的重點難點。工程教學模式強調以企業產品的基本生產流程來培養學生,同樣也就要求教師必須有在企業事業單位從事研究生產的相關工作。傳統的課內封閉式實驗方式顯然還不能滿足需要。因此,鼓勵授課教師利用課余時間與交通管理部門、規劃設計院等工作部門建立聯系,采用產學研合作的方式,幫助相關部門解決交通問題,積累工程實踐經驗。同時,也可以采用外聘具有豐富經驗的工程師來課堂講授,采取教學相長的方式。交通工程學所涉及的問題牽涉社會各個方面,多學科交叉的性質決定了學生掌握課堂知識的同時,必須增強解決現實交通問題的能力。
4采用合理的課程考核方式,提高教學質量
學生學習考核結果是課程教學效果最直觀的表現。學習效果除了筆試的方法之外,可以通過觀察平時學生的個人交流能力、設計方案的組織實施能力,采用課內外相結合的方式,制定評定量表,通過學生在平時的回顧總結、日記、作業等形式采用學生互評、自評的方法作為參考。采用多種考核方法更適合多元化的學習教育模式,也能夠增強考核數據的可靠性和有效性,最終對學習效果的判定會更具備可信度。
(一)CDIO模式下教學內容設計.NET平臺支持多種應用項目的開發,所以.NET程序設計課程的教學內容繁多,結合課時要求,除去導論部分,將授課內容整理為面向對象程序設計、Win-dows應用程序設計、數據庫訪問技術、Web技術開發四大模塊。每個模塊都以原理、設計和應用為線索組織教學,并按照知識模塊組織專題進行授課內容設計:(1)面向對象程序設計部分,涉及C#基本語法、類和對象、繼承、多態、接口及其實現、委托和事件、異常處理等;(2)Windows應用程序設計部分涉及Windows項目開發流程、窗體、控件的使用;(3)數據庫訪問技術涉及體系結構、.NETFramework數據庫提供程序、數據綁定技術;(4)Web技術開發涉及控件及內置對象、Web數據綁定技術、HTML和CSS樣式等內容。通過這樣設計教學內容,教師能從較高層次把握課程內容的地位和作用以分配不同的課時,學生容易理清不同應用項目開發所用技術的不同及之間的關系。
(二)“多層次遞進式”項目設計實驗項目設計采用多層次、遞進式方式。以學生為本,從簡單到復雜、從單一到綜合、從驗證型到創新型,循序漸進地把教學內容和能力培養體現在項目中。將課程實驗分為基礎驗證型、綜合設計型和實踐創新型三個層次,根據知識模塊設計相應項目引導課程的教和學,并有側重點地體現CDIO能力的培養,項目列表及對應CDIO能力培養如表1所示。凝練優秀的教學型工程項目是基于CDIO項目學習模式成功的關鍵之一。因此表1中所列項目都是經過教學實踐反復修改完善的。實踐創新型實驗與軟件工程、數據庫課程相結合,采用一個完整的項目做載體貫穿始終。這樣設計實驗,首先可以將知識和課程有機結合,有助于學生明確它們在解決復雜工程問題中的關聯和作用;然后減少了課程之間銜接的重復、冗余;也減少了學生重復完成項目的工作量。在實踐創新型項目的凝練過程中,充分考慮學生熟悉并感興趣的項目,一類是校內項目,如網上選課系統,校園二手商品交易網站等,這樣不僅能解決教師的實際需求,也能滿足學生通過實際項目開發Web開發技能的培養;另一類是自主選擇項目,可以提高學生項目的開發熱情和興趣。
(三)基于CDIO的教學實施在具體教學過程中,按照知識模塊為教學單位進行。32學時的理論授課和作業結合,并輔以小測試加強理論知識的鞏固。每個模塊的理論授課完畢完成對應的實驗項目,共20學時,加入反思及答辯環節,最后進行期末考試。理論教學采用多種教學方式。對緒論性內容、面向對象程序設計等有一定難度的理論知識,依然采用講授教學方式;對Windows應用開發,采用啟發式案例教學法,以Windows系統自帶記事本為例,逐漸講解各種控件的應用及開發流程;對Web技術開發,綜合案例教學和任務驅動教學,對已經完成的“工程訓練中心選課系統”的項目進行精練,作為授課案例,詳細講解需求分析過程,然后引導學生概要設計、詳細設計,并以具體模塊為例進行程序編碼及調試運行。整個授課環節,板書和多媒體相結合,現場程序編寫及調試,不僅幫助學生直觀理解概念、原理和方法,也可以提高學生的興趣,形成以教師為主導,學生為主體的教學模式。實驗教學不同層次實驗區別實施。對驗證型實驗和綜合設計型實驗,每人單獨完成,旨在通過實驗使學生深入掌握基本知識、原理、編程的基本技巧,實驗過程中老師及時解決學生所遇問題并掌握進展情況,每次實驗課的最后半個小時,驗收部分學生的實驗以督促學生學習;并展示往屆有代表性的實驗報告和程序,規范學生實驗報告的撰寫,激勵學生互相學習,共同進步。對實踐創新型實驗,學生4~6人為單位形成開發小組,一人任組長,進行角色劃分。團隊按照軟件工程的開發步驟,進行需求分析、概要設計及詳細設計和測試,撰寫各個階段的開發文檔,要求團隊共同參與項目答辯。各層次實驗的考核都設有答辯和反思環節。反思不僅可以啟發學生積極進行批判性思考來深化課程學習目標,而且也有助于學生進行深層次的學與問,引導學生主動學習的興趣。
二、結語
教師工程技術能力強弱直接影響對學生能力的培養。由于一些考核評價機制不合理,許多高校在人才引進方面僅以高學歷學位招人,大學教師多為直接從本科、碩士、博士一路讀上來,畢業后直接留校工作,本身工程技術能力較弱[1];對汽車生產企業焊接設備、焊接工藝、焊接技術要求標準等缺乏了解,教學中很難與工程實際結合。課堂教學變成了照本宣科,過于死板和程式化。學生缺乏學習熱情和動力,用人單位抱怨招不到合適人才。
焊接專業所用教材多為20世紀90年代編寫,如《焊接冶金學—基本原理》和《焊接冶金學—金屬焊接性》兩部主要教材為1993年編寫。這兩部教材在培養焊接專業人才方面起到了重要的作用。但是,隨著焊接新技術、新工藝、新材料的出現,教材內容已不能滿足對焊接知識的需求,存在著理論與實際工程聯系不夠等問題。因此,急需在內容上既包含現代焊接冶金基礎理論,又緊密聯系企業工程應用的教材。在例題和習題安排設計方面,應該多反映實際工程問題。比如,講解焊接熱裂紋和冷裂紋形成機理方面,讓學生理解裂紋產生的原因很重要,但教材習題過于理論化,與工程實例相關較少,沒有起到學以致用的目的。焊接專業課學時逐漸減少,如焊接冶金學—基本原理和焊接冶金學—金屬焊接性兩門課程,2007年總學時為72,到2013年總學時降為64。上課時采用PPT課件,由于內容多、課時少,學生沒有充分時間做筆記,更不用說參與課堂討論;缺乏師生間交流,教師灌輸知識,學生被動接受,不能很好地消化理解。
課堂教學內容向深度和廣度發展時(如工程實例分析),遇到學時減少,學生記錄、理解跟不上的問題??己耸墙虒W活動中非常重要的環節,既是檢查學生掌握課堂教學知識的重要途徑,也是檢驗教師教學質量和教學效果的有效措施[2-5]。目前,本校焊接專業課程考核方式仍普遍采用靜態、單一的試卷考試形式,主要弊端是輕過程、重結果。有的學生平時上課出勤較少,而僅通過考前突擊復習就可以在考試中得到較高分數。單一的考核方式無法全面、準確評價學生對理論知識的掌握,缺乏對專業知識縱深方向的檢驗,容易造成高分低能現象。這種單一、僵化的考核措施不能適應面向工程教育教學發展的需要。
二、改革實踐
(一)工程技術人員參與教學
鑒于新畢業碩士生、博士生教師在專業課講授上的短板,且短期內無法有效提高其工程應用能力,從焊接生產企業高級工程師中引入兼職教師。理論方面可由具有一定理論研究深度的博士生講授,面向工程教育方面可由引進企業高工講授,實現了優勢互補,發揮各自特長。湖北汽車工業學院地處湖北十堰,是全國聞名的汽車城,也是中國規模最大的汽車工業基地之一,擁有中國第一,世界第三的卡車基地———東風商用車公司,擁有眾多實力雄厚的焊接生產企業和焊接技術人員。因此,可聘請相關企業焊接高級工程師來校做工程應用實例方面的講授。同時,促進新畢業教師與企業高工之間的交流,以達到對青年教師工程能力培養的目的。
(二)引入國際經典教材和國際焊接工程師培訓教材
針對焊接專業教材普遍更新較慢的問題,考慮理論教學過程中引入國際經典焊接冶金方面教材,如《WeldingMetallurgy》。該教材為美國焊接專業通用教材,內容較新。該教材中文版由哈爾濱工業大學閆久春教授翻譯,并于2012年出版。國際焊接工程師培訓是國際焊接學會(簡稱IIW)針對焊接工程技術人員進行培訓與資格認證體系,目的是通過學習國際通用標準和規范促進國際間的交流合作[6]。該培訓針對正規工科院校焊接專業本科生,培訓內容涉及國際(ISO)、歐洲(EN)、美國(ASME)、德國(DIN)標準、規程及先進焊接技術。引入該培訓資料教學既可使學生學習到國際焊接相關標準知識,又可幫助學生在參加該認證時獲得通過,從學生本身就業能力與競爭能力方面考慮是非常有利的。哈爾濱工業大學已率先對焊接專業教學進行改革,把國際焊接工程師培訓認證融入本科教學,培養具有國際焊接工程師資質的本科畢業生,受到了企業的廣泛歡迎[7]。由此證明,把國際焊接工程師培訓融入到焊接專業本科教學是可行的。
(三)實施工程案例和CAE教學
改進焊接教學授課方式,使授課更貼近工程實踐是較合理的教學方法。比如,在講到焊接化學冶金和焊接裂紋等內容時,聘請東風汽車車輪有限公司焊接高工,針對型鋼車輪焊接當中普遍存在的裂紋進行分析。由于分析中必然用到碳當量、裂紋起裂規則、拘束條件等焊接知識,而這些內容在課堂教學中也會涉及,從而做到學以致用。學生在各個焊接企業生產實習當中可再次對所學內容加以利用,從而更好地把所學知識與企業生產結合起來。這些學生畢業進入相關企業,能很快適應企業生產對焊接技術的需求,增強了畢業生的競爭力。由于工程實際中的焊接結構件大多結構復雜,工藝制定難度較大,單憑經驗已不能完全解決所遇到的問題,尤其是焊接殘余應力引起的焊接變形等。焊接CAE仿真技術可實現對復雜結構件在焊接當中產生的殘余應力、變形準確分析,從而預測變形,優化結構設計和工藝設計。大學生在計算機操作方面能力較強,可充分發揮學生在計算機方面的優勢,采用CAE教學,彌補在工程經驗方面的不足。
(四)采用多種考核方式
首先,試卷考核評價方式仍有一定的適用范圍,應在繼承的同時加以改進。比如,在命題上適當增加工程應用題,答題屬于開放式,無統一標準答案,考核重點不僅僅放在考察學生對專業知識的理解上,更應放在分析、解決問題上。
其次,增加焊接企業實際工程問題分析,由來自企業的高工進行考核,主要考察學生在焊接成本核算、焊接設備選擇、焊接工藝制定、焊接質量保證方面的能力,使學生在運用專業知識時能夠從工程實際出發。
結合多年來教學實踐經驗和教育理論探索,筆者總結工程文化的具體內涵包括:科學理論體系,即科學理論知識、客觀規律等;實際操作過程,即人類生產、制造產品,實踐理論等的行為過程;人文素養的修為,即一切關于道德、審美、價值等文化層面的要素。
二、工程文化教育的內涵
目前,高等教育的發展正經歷著“偏重文科教育—偏重理科教育—文理教育融合”的階段性轉變。正在從理科教育為主向文理教育融合轉變。這就要求我們的思維方式、發展模式、課程體系和結構都能跟上這一轉變的要求。為了適應新形勢的變化,培養全面素質的人才,工程文化教育更應該注重學科交叉、文理融合,在通識教育中強化人文知識和素質。人們以往都片面地認為只有文科的學習才能培養人文素質,其實理科學習也能培養人的人文精神,但是關鍵在于如何把文科理科緊密融合起來。任何學科都是人類創造的,并服務人類、符合社會與自然規律的文明產物,在發展過程中兩者應該是能夠相互作用、相互促進的,不應該是彼此獨立,互不聯系的,無論是哪種學科都應當致力于人類的文明進步與人自身的完善,在追求真、善、美的人文精神的目標之下共同攜手進步。錢學森寫給錢學敏教授的信中強調,在大成智慧教育和人才培養上要做到:大成智慧教育必須理、工、文、藝齊發展,要打通,必集大成才能得智慧。大成智慧教育必須堅持哲學與科學技術相結合,必須加強情感和品德的教育。工程文化觀的教育理念與錢學森的教育觀其實是一致的,在工科教學中應當充分發揮課堂教學的優勢,文理學科相互融合,大力進行世界觀、人生觀、自然觀的教育,培養全面發展的高素質人才。高等教育之“高等”其實就體現在人文素質和文化氛圍上。一個受過高等教育的人,如果身心是健康的,又具有社會責任感,且人文知識和科技知識基礎寬厚又能融會貫通,那么他的視野一定是寬廣的,思想肯定是活躍的,創造能力也是很強的,其綜合素質也必然是很高的。事實上,人文素質和科學素質并不矛盾,很多杰出的科學家往往也具有很高的人文素質,只是在我國的應試教育體制下,理科與文科的學習被割裂開來了。理科的科技教育的目的就是期望通過教育使受教育者獲得生存的技能和本領??萍冀逃淖饔镁驮谟趩⒌先说目萍妓季S,培養人的科技技能,鼓舞人克服各種困難的精神。而人文社會科學是人類社會不斷獲得精神需求的豐富源泉。人文素質教育的目的就是期望通過教育使受教育者會思想、有靈魂、辨真偽、能創新。人文教育的作用就在于啟發人的思想,提高人的修養,凈化和洗滌人的心靈,啟迪人的科學思維,熏陶人的靈感,孕育人的創造精神。可見,要培養全面高素質的人,人文素質教育與科學技術教育是絕對不能分家的。具體說來,人文精神體現在理科類學科的學習,實踐活動的目標、方法和學習態度上,體現在對科學精神的追求上。滲透人文精神的理科教學將更豐富,更富有生機,更突出人的主體地位,這樣不僅使學生得到具體的科學知識,而且還受到高尚的人文精神與道德情操的熏陶,有助于使學生形成良好的品格和習慣,樹立健康的人生價值觀。
三、工程文化教育的核心
(一)實驗室建設:
建設應以專業基礎課實驗教學為主,兼顧專業課實驗的需要,結合專業方向,加強設計和綜合實驗,力圖成為本科實驗教學、科技創新和人才培養的基地。在建設過程中,高校應始終堅持教學改革的思想,深化實驗教學改革,努力提高實驗和實踐教學質量;加強實驗室的科學管理,提高管理水平和綜合效應,充分調動實驗室人員的積極性。高校應積極建設各類高等教育人才培養模式創新實驗場地,為學生獲取更好的實踐環境打下堅實的物質基礎。
(二)實習基地建設:
高校應通過與著名企事業單位構建實習基地,與知名企業或單位簽訂合作協議等多種手段,構建校外實習基地,讓本專業學生更好地了解企業需求,更好地獲得實踐機會,使學生真正參與生產實踐,為進一步提升實踐能力提供良好的硬件保障。
(三)校企合作制度建設:
為進一步加強高校對實習基地管理,避免形式上的合作,提高校企合作的質量,不僅要與合作企業簽定協議,就合作內容達成意向,還要學習國際上校企合作成效突出的一些著名高校在校企合作方面取得的先進管理模式,建立校企合作質量監控制度。一方面,對每個參與實習的班級、學生進行監控,實習效果責任具體落實到每個單位的負責人,指導教師要對學生實習內容進行考核,縮小學生與企業需求之間的鴻溝。另一方面,保證一定的實習師資力量,在實習基地保證有固定的老師指導學生實習,并聘請實習單位經驗豐富的工程師為學生作現身說法,現場講授、現場演示,按軟件企業模式運作。
(四)學習、支撐環境建設:
高校圖書館應征訂與認證專業相關的各類中文期刊、外文期刊數以及豐富的電子圖書和期刊數據庫。此外,為加強資源的交流與共享,高校可與所在省、市的一些985高校、211高校建立圖書館資源共享模式,為工程教育專業學習提供更新更有價值的文獻資料。在網絡環境方面,高校須配備高速校園網絡環境,如可通過Cernet及Chinanet雙路由與Internet聯網,實現校園有線、無線網絡雙覆蓋,為教學、工程實踐提供良好的網絡條件。此外,在網絡平臺基礎上,高校還可構建網絡教學平臺、教務網絡管理系統等,方便本專業教師進行課程網絡資源的開發與利用。
二、開展工程教育認證軟件條件的建設
(一)理論知識考核制度:
理論知識的掌握主要取決于教學過程,因而教學過程的監控決定了理論知識的考核效果。在教學中,高校要堅持可持續發展教育觀,依據專業特點選擇適當的知識為載體,實施素質教育和創新意識能力培養。具體而言,強調掌握從事專業相關工作所必需的理論基礎知識,培養符合專業發展規律的思維方式、綜合運用知識解決問題的實踐能力以及終生學習能力。注重加強對學生知識、能力、素質等三個方面的綜合教育,將三者融會貫通于教育的全過程。特別是在理論知識考核方面,要通過設計和實施專業課程體系,使學生掌握專業核心理論和專業知識。學校應制定健全的管理制度,對教學的各個環節進行嚴格監控,通過督導、檢查、評比等多種手段保證教學質量。
(二)實踐能力考核制度:
為加強對學生實踐能力的有效考核,高校實施小班化機考制度,使學生在學習過程中不再只停留于書本上理論知識的掌握,更加注重上機實踐能力的培養。為體現以學生為本的教育理念,培養基礎厚、知識寬、能力強、素質高、勇于創新的高素質專業人才,在實踐教學環節,高??梢詫⒆灾鱾€性化學習納入專業培養計劃,強化學生創新意識,培養學生實踐創新能力。對學生自主個性化學習進行定期考核。對于工科專業學生而言,畢業設計是學生在校期間最后一個綜合性實踐教學內容,是集中培養學生綜合實踐能力的一個重要環節。通過畢業設計,可提高學生綜合運用所學知識,分析和解決實際問題的能力,培養學生嚴謹的科學態度、實事求是和嚴肅認真的工作作風。針對工程教育專業認證要求,對畢業設計的指導工作高校要有明確、詳細的規定,具體包括:(1)明確畢業設計基本要求。畢業設計內容包括選題論證、文獻調查及綜述、開題報告、設計或實驗、數據處理、結果分析與討論、論文撰寫及繪圖、答辯等。在畢業設計實踐階段完成基本理論、基本方法和基本技能的綜合訓練,并完成理論計算、實驗研究、撰寫論文、答辯表達等方面的訓練,鍛煉學生的實踐能力、應用能力,特別注重學生獨立工作能力、團結協作精神的鍛煉,重視學生工程能力和創新思維的培養,鼓勵創新進取、勇于探索。(2)建立畢業設計學生選題與指導教師互認方法。畢業設計題目原則上要求一人一題,獨立完成,同時鼓勵團隊畢業設計。畢業設計可實施教師、學生雙向選擇制。畢業設計的選題力求符合專業人才培養目標,保證達到專業論文的基本要求。支持學生到校外企事業單位進行畢業設計。(3)建立畢業設計質量管理制度。學校對畢業設計要制定完整的教學文件,做出明確規定,要求指導教師全程負責,把好質量關。(4)優秀畢業設計的評選。積極鼓勵和推薦學生申報優秀畢業設計(論文)。此外,應鼓勵大學生多參加各類創新型競賽,培養學生的實踐能力和創新能力。
(三)社會評價制度:
一方面高??梢耘c實踐單位進行良好的溝通,了解就業需求,爭取創建更多更好的實踐基地,提升專業影響力;另一方面,高校應建立與畢業生就業部門之間有效的溝通與反饋機制,通過發放問卷調查或邀請畢業生返校就工作現狀與在校教師與學生進行交流等手段,了解就業生的工作行為表現,發現學生培養過程中存在的問題或不足,提出解決方案,應用于指導在校學生培養,提高學生的就業競爭力。
(四)提高師資教學水平:
在教學方式上,高校應積極推進“以教師為主導、學生為主體”的教學方法改革,強調啟發式與互動式、面向問題求解的教學方式,加強符合學生特點的個性化教學及指導方式,鼓勵采用現代化教學手段和開放式教學方式,積極采用多媒體與課件輔助教學,加強教師教學質量的管理和監控。要注重中青年教師隊伍建設,支持和鼓勵青年教師出國研修與學術交流,有計劃、分步驟培養青年骨干教師。針對青年教師培養可先行配備導師,負責對課堂教學效果檢查,不斷提高青年教師的教學和科研水平。另外,還可引入適量兼職教師,使更多的企業教師參與學生實踐環節,有助于提高學生的實踐能力。
(五)課程體系考核制度: