课程设计视角下高等工程教育论文

2022-09-21 15:28:30 来源:写作指导

一、研究结果

(一)教育目标

工程教育应当以培养工程师为己任。教育目标应该体现培养什么样的工程人才,今后能够从事的职业或岗位等内容。教育目标是对人才培养使命或教育目的的分类型、分层次的规定。6所研究型大学的人才培养使命大多用“高素质”“拔尖创新”“高级专门”以及“高层次”“创新型”“复合型”等词汇来修饰;但C大学的学校人才培养使命相对具体。关于专业教育目标,6所大学主要关注知识基础和毕业后能够从事的职业和岗位类型,较少关注其他方面的内容。这实质上是将人才培养的重点放在知识和做事的层面。

(二)预期学习结果

教育目标和预期学习结果是课程改革的“指南针”。预期学习结果是对教育目标的细化,使之达到可操作、可实施的程度。预期学习结果反映了学生在毕业时期望的和所能达到的学习水准,它常常与学生掌握的知识、具备的技能和态度有关。6所大学工程教育的预期学习结果在知识、技能和态度这3个维度设置上大体一致。但不同学校设计的预期学习结果内涵也有差异。例如,A大学和E大学在知识要求中将经济管理知识单列;C大学特别强调工具性知识和社会发展及相关领域知识。我国大学对工程专业中“知识”要求的趋同性,说明自然科学知识的基础性得到了重视,但技术知识的分化、交叉与快速变化的特性没有受重视,工程科学知识没有很好地被重视。究其原因,可能是我国高校对工程的本质和工程实践的时代特性没有精准地把握。又如,关于学习结果的技能要求,C大学独树一帜,将终身学习能力、工程实践能力、解决问题能力、创新能力以及交流、协调、合作与竞争能力纳入其中。关于态度要求,6所大学的表述非常泛化,还停留在精神、思想、素养、意识层面。可见,我国大学对工程专业中“技能”和“态度”的要求,还需更关注21世纪工程师职业新形象和工程实践新特征对培养学生能力和素质的影响。

(三)课程结构

课程结构是课程设计的重要内容,它是连接教育目标和最终学习结果的桥梁。课程结构包含课程类别、内容、学分比例、选课性质等要素。由于我国大学课程模块划分没有统一标准,为规范统计口径,本研究将课程类别分为以下7类:(1)通识通选课程,包括政治、军事理论课,外语、体育和计算机工具类课程以及学校单独设置的通识教育课程模块;(2)自然科学课程,指数学、物理、化学类课程;(3)学科技术基础课程,指大类学科基础课、学科平台课、技术基础知识课或专业基础课;(4)专业课程,是指直接针对本专业的专业主干课、专业核心课;(5)专业方向课,是指单独划专业分类的课程,包括分组方向选修、分模块选修、分课程群选修等;(6)集中实践环节,是指对立于课堂教学的一类课程,不包括具体课程涵盖的实验、研讨和课外自学,但包括一门课程结束之后的课程设计;(7)单独设置的跨学科选修课。数据分析表明,6所学校课程学分总数从160~208不等;通识通选课总学分数超过40的学校有5所;自然科学课程学分平均为26;学科技术基础课学分从21.5~54,集中实践环节学分从14~45不等,这两类课程学分配置差异较大,说明课程学分设置被学校认识的重要程度有差异。各类课程占总学分的比例有所不同。如果按某类课程的学分数占本专业总学分的比例超过20%这一标准来衡量,6所学校的通识通选课比例全部超过该标准,学科技术基础课比例有5所学校超过该标准,集中实践环节有3所学校超过该标准。自然科学课程和专业课程的学分比例均低于总学分的20%。关于专业方向课和跨学科选修课,分别有3所和2所大学单独设置了该类型。自然科学类课程所占总学分比例变化不大,全距R=6.2;学科技术课程占总学分比例有波动,全距R=16.8,上异常值为30.2%,下异常值为13.4%;集中实践环节的下异常值为B大学的8.8%。上述数据表明,不同学校对不同类型课程的重要性程度认识不同。数据统计分析结果还说明了专业课程(学科技术基础、专业课、专业方向和跨学科课程)中必修与选修的学分配置情况。从选修课程学分占总学分比例来看,比例最高的是B大学,选修学分高达32;比例最小的是C大学,选修学分低至7;这说明这两所大学对选修课程的功能和学生学习选择的灵活性,有着不同的理解和做法。其余4所大学选修课程比例大体相同。如果单从选修门数的绝对值来图2专业课程选修与必修门数看,A大学高居榜首,其值为51;C大学最少,其值为8;选修课提供门数有下异常值,为C大学的8。绝对值只表明量的多少,要说明学生选课的自由度,还要考察可选门数与应选学分的比值。该比值越高,表明单位学分可选门数越多。从表3可以看出,D大学和A大学提供的选修门数与学分之比较高,可以推论,其学生的选课自由度可能较高。B大学和E大学提供的选修门数与学分之比较低,其学生的选课自由度可能较低。

(四)实践环节

工程专业的课程计划中,实践环节的设计对工程教育尤为重要。从6所大学课程计划的集中实践环节设置看,集中实践环节的学分数占总学分的比例有一定的差距,最低8.7%,最高24.4%。集中实践环节的类别按出现的频率由高到低依次是:认知实践、毕业设计论文、军训、课程设计、各类实习、综合项目设计。值得指出的是,“综合项目设计”本应是工程教育实践环节的重要内容。但遗憾的是,无论从学分设置(4~5学分)还是采用学校(3所)来看,均没有凸显该类实践环节应有的地位。富有个性化的是,A大学设置了大学生科研项目训练(2学分),旨在为学生提供课外科学研究、接触教授的机会。C大学设置了创新拓展项目(2学分),旨在鼓励学生积极参加校内实验室、教学基地、创新实践基地组织的学习活动。C大学还要求参加“卓越工程师教育培养计划”的工程专业必须建立学校与企业培养联合体。这代表着工程教育课程改革在实践环节方面的创新。

(五)学习经验与评价

关于学习经验,我国高校的课程计划大多没有专门规定。在课程计划中反映的学习经验,主要体现在不同类型课程与教学的要求中,个别大学还规定了课程内部各教学环节的学时要求。例如,A大学的课程计划规定,每个专业必须有2门双语教学的课程和2门研究型教学的课程(Seminar);每门课程的学时由5部分组成:授课、实验、讨论、上机和课外学时,各门课程可根据具体情况有侧重地设计相应环节。又如,C大学人才培养方案规定,为了实现人才培养的知识、能力与人格标准的要求,采用小班化教学、分小组学习、项目作业以及讨论式、案例式和做中学的学习方法。再如,F大学水利水电工程专业开设了“Project课程”,即项目课程,旨在为学生提供项目设计经验,培养工程设计能力;学生还可参加学校组织的“大学生科研训练”项目,获取科学研究的学习经验。上述教学要求为学生学习工程提供了一定的经验。学习评价在课程计划中反映的程度总体不高。从6所学校人才培养方案中捕捉到的关于学习评价方式,大致可归结为2类。第一类是“简化”模式,以E大学为典型。在课程计划中有一项“考核分配”的要求,规定了所列课程是“考试”或“考察”,仅此而已。第二类是“对应”模式,以C大学为典型。C大学除了在课程计划中表明考核方式外,还对成绩评价方法进行了限定,要求评价方法与专业培养目标中的“知识、能力与人格”要求相对应。例如,对“数学或逻辑学的基础知识”,其评价方法是“数理知识通过课程期中、期末考试并考虑平时成绩、实验报告等综合评价”;对“与人合作共事的能力”,评价方法为“若干专业课实行小班化、讨论式、案例式、做中学、大作业以及通过面试和笔试等方式综合评价学生成绩”。C大学的学习评价模式紧扣学习预期结果,其改革的先进性和政策力度值得借鉴。

二、讨论

上述研究结果呈现了案例大学工程教育课程现状的教育目标、预期学习结果、课程结构、实践环节、学习经验与评价等关键要素。从静态的课程设计角度进一步考察课程现状与工程实践的契合度,深入探讨这些现状背后隐藏的问题并揭示其潜在成因,是本研究关注的另一重要问题。

(一)课程现状与工程实践的契合度

从课程设计的角度分析课程现状与工程实践的契合度,可以看出我国高等工程教育课程与工程实践的关联度不高,具体表现在以下方面。其一,从教育目标来看,无论是学校人才培养使命还是专业教育目标,大多没有体现面向实践的工程教育愿景。案例大学均是具有良好工程教育声誉的研究型大学,理应肩负培养国家新型工业化战略所需工程师的使命。但其教育目标的表述,并没有突出培养工程人才这一重点。其二,从学习结果来看,知识、技能和态度之间是分离关系,没有体现工程实践的整合能力观。虽然知识要求面较广,但没有与工程实践相联系;技能要求还只是一般本科生所应达到的通用标准,没有体现“工程师”的能力特质;态度要求更是泛泛而谈,不易操作和评价。其三,从课程结构来看,总学分数和学分比例设置不合理。首先,总学分数偏高,这意味着课内学时太多,限制了学生自主学习时间,可能会遏制学生工程创新能力的培养;其次,各类课程学分比例设置不合理,理论课程过多,实践课程偏少,实践内涵不够丰富。这些现状与工程教育的实践特性这一本质属性的要求相差甚远。其四,从学习经验和评价来看,教学方法还是以讲授为主,学习经验的设计仅停留在研讨课、双语课等形式层面,远没有触及工程实践的本质。学习评价仍以“考试”或“考察”为主,从现行课程计划中几乎看不出改革与前进的步伐。唯一例外的是C大学提出采取不同的形式、与能力标准相对应进行学习评价,但这只是一个尝试,实施效果要拭目以待。

(二)课程现状隐含的问题及成因

我国工程教育课程偏离工程实践、与工程实践的契合度不高,这一现象背后隐含的问题颇多。若从静态的课程设计视角审视问题,我国高等工程教育课程的主要矛盾表现在课程目标和课程结构两个方面。一方面,课程目标脱离工业需求。本研究所揭示的我国本科工程教育课程目标呈现趋同化特点,各校之间“相互借鉴”表述空泛,针对性和个性化不强。同时,课程目标还呈现智性化特点,过分重视学科知识的掌握,忽视解决工程问题能力的培养,断失了工业界需求这一“活水源头”。工程教育课程目标的制定应当紧紧围绕工程师在企业环境中工作所需的知识、技能和态度。我国工程教育课程目标的内涵没有很好地吸纳工业界对工程师特质的诉求,课程目标的制定过程也没有充分考虑工业界企业雇主的参与,似乎只在学校内部“闭门造车”,脱离工业企业和工程实践的需求。另一方面,课程结构分离工程能力。研究表明,我国工程教育课程结构存在明显的学科壁垒,仍以学科知识为导向划分课程结构。按照严谨的知识体系划分课程结构的弊端是,在获得知识体系完备性的同时,牺牲了学科交叉的机会,而跨学科思维是工程师解决问题的重要思维。可见,课程结构的分离表现在两个层面:一是学科知识和实践能力的分离,两者缺乏必要的联结;二是学科课程之间的分离,各类知识缺乏渗透和有机联系。上述工程教育课程问题应当引起人们的反思。我国从20世纪80年代开始,一直在探索工程教育课程改革的新路,为何改革从未间断但问题仍很严重?究其根源,笔者认为这与我国高校工程教育课程改革缺乏工程观、人才观和课程观的指导有关。工程教育若不皈依工程本质、面向当代工程实践,如何谈及培养未来的工程师?过度科学化的课程割裂了工程实践的整体特性,而建立在“大工程观”基础上的“整体工程观”是指导工程教育课程改革的哲学思想。

三、结论与建议

本研究聚焦课程设计视角下的我国高等工程教育课程现状,通过案例和文本分析,透视了我国本科工程专业课程的真实面貌。实证分析结果揭示的突出问题是:课程现状与工程实践的契合度不高,课程目标脱离工业需求,课程结构分离工程能力,其原因在于缺乏工程观、人才观和课程观的指导。我国高等工程教育课程问题的根源在于课程改革始终摇摆在“理论”和“实践”的钟摆两端,缺乏将理论与实践联结、转换与超越的勇气。“整体工程观”对工程教育的要求是培养集知识、技能与态度于一体的“完整”的工程师,既重视技术要素又重视非技术要素在解决工程实践问题中的作用。因此,课程改革理应在工程观和人才观的指导下,构建“工程”导向而非“知识”导向的课程体系。针对我国高等工程教育课程的问题,笔者提出如下建议:(1)构建知识、技能和态度“三位一体”的课程目标,既要教学生学会求知、做事,又要教他们学会做人和与人共处,同时强调非技术能力和技术能力在预期学习结果中的同等重要性。(2)课程结构的优化要处理好理论与实践的关系,使知识和问题、项目、工作经验、社会实践交叉、融合。重点建设“大一工程导论课”“工程通识课”“集中实践环节”“综合工程课程”和“大四顶峰课程”等课程,保持与工程实践的紧密结合。(3)设计归纳式的学习经验。工程活动强调通过设计与创新来解决问题。工程思维既需要分析思维,更要有综合思维。归纳式的学习经验从具体到一般,符合工程思维。借鉴国际工程教育课程改革的有益经验,有多种学习经验可供设计,如在企业解决真实工程问题,基于问题和项目的学习,真实工程案例学习,跨学科的团队合作学习,基于工业经验的学习等。我国工程教育课程改革只有回归工程本质,找准问题,措施得当,才能迎接全球化知识经济对我国工程人才培养质量的挑战。

作者:崔军 单位:东南大学教师教学发展中心