高等工程教育中学生工程素质培养的探讨
李会鹏 马骏 王海彦
[摘 要]工程素质培养是高等工程教育中的一个重要问题。培养合格的工程技术人才是高等工程教育的核心任务。工程素质培养的有效途径是更新工程教育理念，重视工程素质培养；有机整合课程体系和教学内容；强化实践教学环节，提高实践教学质量；构建校企协同合作的工程教育人才培养模式；打造具有工程背景、高素质的“双师型”师资队伍；构筑工程教育质量保障体系。
[关键词]工程素质；高等工程教育；人才培养
[中图分类号] G641 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2016）06-0090-03
培养合格的工程技术人才是高等工程教育的核心任务。为了培养高素质的工程技术人才，教育部从2010年开始实施“卓越工程师教育培养计划”，旨在通过教育与行业、高校与企业的通力合作，以实际工程为背景，强化培养学生的工程素质和创新能力，从而造就适应社会经济发展需要的各类型工程师。为进一步开展工程教育，检验工程教育效果，我国于2006年开展推广工程教育专业认证。2013年6月，中国在韩国首尔召开的国际工程联盟大会上，获得《华盛顿协议》预备会员资格，表明我国工程教育专业认证已被国际所认可。因此，以培养卓越工程师为目标，以专业认证为导向，培养学生的工程素质成为高等工程教育需要迫切解决的问题。
本文综合两者特点，论述工程素质的内涵，探讨培养学生工程素质的途径。
一、工程素质内涵
工程素质是指工程技术人员从事工程活动和解决复杂工程问题时所需具备的知识、意识、能力、思维和精神。工程素质主要包括工程知识、工程意识、工程能力、工程思维和工程精神五个方面，其中工程知识和工程意识是基本要素，工程能力、工程思维和工程精神为主体和高级阶段。培养工程素质，即学习工程知识，树立工程意识，掌握工程能力，建立工程思维，体现工程精神。
（一）工程知识
工程知识作为工程素质的最基本要素，来源于工程实践，又服务于工程实践。工程知识已不再局限于单一的专业领域和传统的工程学科本身，而是涉及多学科的交叉与融贯，需要以工程为对象将各学科知识整合成有机的知识体系。工程知识包括解决复杂工程问题所需的数学、自然科学和工程科学的基础知识与基本原理、人文社会科学知识、专业知识与一定的工程管理原理、经济决策方法；了解新工艺、新设备、新材料、先进制造系统和生产方式及本专业前沿和发展趋势；了解相关行业生产、设计、研发等方面的方针政策和法律法规，正确理解工程实践对环境、社会可持续发展的影响等。学习工程知识是培养工程素质的主要途径。
（二）工程意识
工程意识是指对工程本质、特点、发展趋势以及对工程活动和工程存在物的态度、观点、意念等心理过程的总和。工程意识是工程技术人员最重要、最基本的素质之一。现代工程往往涉及众多领域，工程技术人员要从工程视角出发，进行方案可行性研究，考虑目的、用途、地域特征及其文化内涵等，再加上独立思考，从众多的想法与构思中凝练出最合适的解决方案。在此过程中，工程技术人员要体现创新意识、安全意识、质量意识、伦理意识、经济意识以及团队意识等。工程意识的树立是一个不断自我修炼、终身学习提高的过程。
（三）工程能力
工程能力是指工程技术人员的综合素质在工程实践活动中表现出的实际本领和能量。工程能力一般包含，知识的学习和运用能力、分析判断能力、工程设计实践能力、工程创新能力、表达与交流能力、组织协调能力等。工程能力的内涵是随着科技发展和社会进步而发展的。2015年3月新修订的我国工程教育认证标准对工程教育的毕业生提出如下12种工程能力要求：1.工程知识；2.问题分析；3.设计/开发解决方案；4.研究；5.使用现代工具； 6.工程与社会；7.环境和可持续发展；8.职业规范；9.个人和团队；10.沟通；11.项目管理；12.终身学习。
（四）工程思维
工程思维是在工程的设计、研究和实践中形成的一种筹划性的思维，是利用工程的方法去观察、思考和分析工程实际问题，寻找解决问题的最佳途径。工程思维的建立需要大量的知识积累和一定的工程实践经历，也是对工程实践的高度概括和总结。工程思维具有科学性、逻辑性与艺术性、运筹性与集成性、可靠性、实践性、创新性等特性。
（五）工程精神
工程精神是指在长期的工程实践活动中所形成的共同信念、意志品格、价值准则、思维方式和行为规范等的总和。工程精神的内涵可概括如下：艰苦务实的创业精神、开拓进取的创新精神、追求卓越的科学精神、探本溯源的理性精神、以人为本的人文精神、实事求是的务实精神、爱岗敬业的奉献精神、关爱环境的伦理精神、和谐共处的协作精神、甘于冒险的风险精神等。
二、工程素质培养的途径
（一）更新工程教育理念，重视工程素质培养
目前，高等工程教育过程中存在着过分强调专业化和科学化，而忽视工程本身系统性和完整性的问题，因此要切实更新工程教育理念，树立大工程观意识，由专业教育向工程素质教育转变，由单一学科向多学科融合转变，由科学系统性向工程综合性转变，由理论知识传授向工程实践和创新能力培养转变。只有这样，才能真正确定基于全新工程教育理念的人才培养目标，将工程素质培养贯穿于教学的各个环节，培养出知识体系和能力结构全面发展的卓越工程师。
（二）有机整合课程体系和教学内容
应以学生工程素质培养为目标，采用集成的思想重构课程体系和教学内容，将相互分割的科学内容、工程技术内容、人文内容加以有机整合，促进学科交叉和融贯，提供多学科的知识背景，全面提升学生的综合能力和素质。课程体系可按人文社会科学类通识类课程、数学与自然科学类课程、工程基础类课程、专业基础类课程与专业类课程设置，并将培养目标和素质要求分解落实到课程教学环节中。在课程体系和教学内容整合过程中，要依据毕业要求（或培养规格）实现矩阵，重组与优化课程教学体系；明确各门课程的能力和素质培养目标；组织课程内容要从以学科知识体系为主转向以实现培养目标为主，课程内容要由课程目标来决定。完善实践教学体系，使之与理论教学体系有效衔接，增加实践教学的学时学分，提高实践教学活动的可操作性。
（三）强化实践教学环节，提高实践教学质量
实践环节是培养工程素质的最有效途径。应强化实践教学环节，突出学生的工程素质与创新意识、实践与动手能力以及团队合作精神的培养。合理规划实验教学、实习实训、课程设计、毕业设计（论文）等各实践环节比重。优化实践教学内容，应以解决复杂工程问题为目的，结合行业或企业实际，设计或开发解决方案和探索复杂工程问题。明确各个实践教学环节的目标与任务，实验教学应着重于设计实验、分析与解释数据、综合获取合理结论的训练；实习实训应着重培养学生的工程意识、工程思维和工程精神；毕业设计（论文）应着重培养设计或开发解决复杂工程问题的能力，是对工程素质的综合训练。
（四）构建校企协同合作的工程教育人才培养模式
校企协同合作是“卓越工程师教育培养计划”实施的重要环节，要建立多层次、多方位的校企联合培养与合作模式。企业根据行业特点和自身发展提出人才需求，学校发挥学科和人才培养优势，基于行业企业需求和学校定位，制订培养目标和设置专业方向。学校要从以校内实践为主向校企协同实践转变，拓宽校外工程实践教育空间，与企业联合建立校外工程实践教育基地。工程实践教学内容要根据工程实际进行开发和设计，实践教学项目要尽量贴近生产一线。加强与企业的科技合作研究，将企业技术开发与学校科研紧密结合，使产学研协同合作更具活力。
（五）打造具有工程背景、高素质的“双师型”师资队伍
学生工程素质培养，师资队伍是关键。目前，高校教师缺少必要的工程经历，缺乏宽广的工程视野，制约了学生工程素质的培养。在师资队伍建设过程中，要从注重高学历高职称向注重双师结构转变。应打造一支具有一定工程经历和工程背景的高水平专兼职师资队伍，通过“走出去”、“请进来”等措施提升教师的工程素养和实践教学水平。应定期选送青年教师深入企业实践锻炼，共同参与企业的技术攻关项目和工程项目研究工作，丰富工程实践经历和提升工程实践能力。教师要能把积累的工程实践经验生成转化为教学内容，能将工程前沿技术知识融会到理论教学和实践教学中。同时，学校也要吸收具有丰富实践经验的工程技术专家来校任教，给学生授课，协助制订培养计划和教学大纲，全程参与教学活动，以期提高指导学生工程设计和工程实习的能力。另外，还要探索校企间人才“双向交流，相互挂职”制度等。
（六）构筑工程教育质量保障体系
加快高等工程教育质量保障体系的建设，能有力保障未来卓越工程师的培养工作。应从政策、制度、建设、管理与监督等多方面入手，研究构建适应社会经济发展需要的内外协同的以评估评价为中心的工程教育质量保障体系。质量标准体系、保障主体、组织结构、运行机制等要素有机构成了工程教育质量保障体系。校内质量保障体系需要建立健全培养方案有效生成制度、师资培养与吸纳制度、教师评价机制、实践教学体系运行机制、实践教学质量信息反馈与质量评价制度、产学研合作制度等。高等工程教育中行业以及具体接纳毕业生的用人企业对教育质量评价应有很大的发言权。在进行工程教育质量评价时，应该由政府（教育行政部门）和行业组织牵头，成立由高校专家和行业企业专家组成的评估机构，以工程人才培养质量为核心建立科学有效的质量评价体系，以保证评价结果的客观公平和正确的导向。可将工程教育专业认证与“卓越工程师教育培养计划”相结合，构筑适合市场需求、行业企业需要、学校发展的质量保障体系。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 教育部.卓越工程师教育培养计划[M].北京：中国教育出版社，2010.
[2] 曾丽娟.工科大学生工程精神与工程意识的培养[J].中国石油大学学报（社会科学版），2013（3）：110-113.
[3] 于善启.工科院校学生工程素质培养研究[J].机械管理开发，2011（5）：175-177.
[4] 饶华球.新时期工程素质教育的探索与实践[J].江苏高教，2005（6）：104-105.
[5] 王章豹，樊泽恒.试论大工程时代卓越工程师大工程素质的培养[J].自然辩证法研究，2013（5）：48-54.
[6] 林健.卓越工程师教育培养计划专业培养方案研究[J].清华大学教育研究，2011（2）：47-55.
[7] 熊怡.促进专业教育国际化—培养符合新时期战略需求的工程人才[J].中国电力教育，2013（9）：16-21.
[8] 许鹏奎，虞庐松.我国高等工程教育的发展现状、问题及趋势分析[J].武汉理工大学学报（社会科学版），2013（4）：633-637.
[责任编辑：钟 岚]
[摘 要]工程素质培养是高等工程教育中的一个重要问题。培养合格的工程技术人才是高等工程教育的核心任务。工程素质培养的有效途径是更新工程教育理念，重视工程素质培养；有机整合课程体系和教学内容；强化实践教学环节，提高实践教学质量；构建校企协同合作的工程教育人才培养模式；打造具有工程背景、高素质的“双师型”师资队伍；构筑工程教育质量保障体系。
[关键词]工程素质；高等工程教育；人才培养
[中图分类号] G641 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2016）06-0090-03
培养合格的工程技术人才是高等工程教育的核心任务。为了培养高素质的工程技术人才，教育部从2010年开始实施“卓越工程师教育培养计划”，旨在通过教育与行业、高校与企业的通力合作，以实际工程为背景，强化培养学生的工程素质和创新能力，从而造就适应社会经济发展需要的各类型工程师。为进一步开展工程教育，检验工程教育效果，我国于2006年开展推广工程教育专业认证。2013年6月，中国在韩国首尔召开的国际工程联盟大会上，获得《华盛顿协议》预备会员资格，表明我国工程教育专业认证已被国际所认可。因此，以培养卓越工程师为目标，以专业认证为导向，培养学生的工程素质成为高等工程教育需要迫切解决的问题。
本文综合两者特点，论述工程素质的内涵，探讨培养学生工程素质的途径。
一、工程素质内涵
工程素质是指工程技术人员从事工程活动和解决复杂工程问题时所需具备的知识、意识、能力、思维和精神。工程素质主要包括工程知识、工程意识、工程能力、工程思维和工程精神五个方面，其中工程知识和工程意识是基本要素，工程能力、工程思维和工程精神为主体和高级阶段。培养工程素质，即学习工程知识，树立工程意识，掌握工程能力，建立工程思维，体现工程精神。
（一）工程知识
工程知识作为工程素质的最基本要素，来源于工程实践，又服务于工程实践。工程知识已不再局限于单一的专业领域和传统的工程学科本身，而是涉及多学科的交叉与融贯，需要以工程为对象将各学科知识整合成有机的知识体系。工程知识包括解决复杂工程问题所需的数学、自然科学和工程科学的基础知识与基本原理、人文社会科学知识、专业知识与一定的工程管理原理、经济决策方法；了解新工艺、新设备、新材料、先进制造系统和生产方式及本专业前沿和发展趋势；了解相关行业生产、设计、研发等方面的方针政策和法律法规，正确理解工程实践对环境、社会可持续发展的影响等。学习工程知识是培养工程素质的主要途径。
（二）工程意识
工程意识是指对工程本质、特点、发展趋势以及对工程活动和工程存在物的态度、观点、意念等心理过程的总和。工程意识是工程技术人员最重要、最基本的素质之一。现代工程往往涉及众多领域，工程技术人员要从工程视角出发，进行方案可行性研究，考虑目的、用途、地域特征及其文化内涵等，再加上独立思考，从众多的想法与构思中凝练出最合适的解决方案。在此过程中，工程技术人员要体现创新意识、安全意识、质量意识、伦理意识、经济意识以及团队意识等。工程意识的树立是一个不断自我修炼、终身学习提高的过程。
（三）工程能力
工程能力是指工程技术人员的综合素质在工程实践活动中表现出的实际本领和能量。工程能力一般包含，知识的学习和运用能力、分析判断能力、工程设计实践能力、工程创新能力、表达与交流能力、组织协调能力等。工程能力的内涵是随着科技发展和社会进步而发展的。2015年3月新修订的我国工程教育认证标准对工程教育的毕业生提出如下12种工程能力要求：1.工程知识；2.问题分析；3.设计/开发解决方案；4.研究；5.使用现代工具； 6.工程与社会；7.环境和可持续发展；8.职业规范；9.个人和团队；10.沟通；11.项目管理；12.终身学习。
（四）工程思维
工程思维是在工程的设计、研究和实践中形成的一种筹划性的思维，是利用工程的方法去观察、思考和分析工程实际问题，寻找解决问题的最佳途径。工程思维的建立需要大量的知识积累和一定的工程实践经历，也是对工程实践的高度概括和总结。工程思维具有科学性、逻辑性与艺术性、运筹性与集成性、可靠性、实践性、创新性等特性。
（五）工程精神
工程精神是指在长期的工程实践活动中所形成的共同信念、意志品格、价值准则、思维方式和行为规范等的总和。工程精神的内涵可概括如下：艰苦务实的创业精神、开拓进取的创新精神、追求卓越的科学精神、探本溯源的理性精神、以人为本的人文精神、实事求是的务实精神、爱岗敬业的奉献精神、关爱环境的伦理精神、和谐共处的协作精神、甘于冒险的风险精神等。
二、工程素质培养的途径
（一）更新工程教育理念，重视工程素质培养
目前，高等工程教育过程中存在着过分强调专业化和科学化，而忽视工程本身系统性和完整性的问题，因此要切实更新工程教育理念，树立大工程观意识，由专业教育向工程素质教育转变，由单一学科向多学科融合转变，由科学系统性向工程综合性转变，由理论知识传授向工程实践和创新能力培养转变。只有这样，才能真正确定基于全新工程教育理念的人才培养目标，将工程素质培养贯穿于教学的各个环节，培养出知识体系和能力结构全面发展的卓越工程师。
（二）有机整合课程体系和教学内容
应以学生工程素质培养为目标，采用集成的思想重构课程体系和教学内容，将相互分割的科学内容、工程技术内容、人文内容加以有机整合，促进学科交叉和融贯，提供多学科的知识背景，全面提升学生的综合能力和素质。课程体系可按人文社会科学类通识类课程、数学与自然科学类课程、工程基础类课程、专业基础类课程与专业类课程设置，并将培养目标和素质要求分解落实到课程教学环节中。在课程体系和教学内容整合过程中，要依据毕业要求（或培养规格）实现矩阵，重组与优化课程教学体系；明确各门课程的能力和素质培养目标；组织课程内容要从以学科知识体系为主转向以实现培养目标为主，课程内容要由课程目标来决定。完善实践教学体系，使之与理论教学体系有效衔接，增加实践教学的学时学分，提高实践教学活动的可操作性。
（三）强化实践教学环节，提高实践教学质量
实践环节是培养工程素质的最有效途径。应强化实践教学环节，突出学生的工程素质与创新意识、实践与动手能力以及团队合作精神的培养。合理规划实验教学、实习实训、课程设计、毕业设计（论文）等各实践环节比重。优化实践教学内容，应以解决复杂工程问题为目的，结合行业或企业实际，设计或开发解决方案和探索复杂工程问题。明确各个实践教学环节的目标与任务，实验教学应着重于设计实验、分析与解释数据、综合获取合理结论的训练；实习实训应着重培养学生的工程意识、工程思维和工程精神；毕业设计（论文）应着重培养设计或开发解决复杂工程问题的能力，是对工程素质的综合训练。
（四）构建校企协同合作的工程教育人才培养模式
校企协同合作是“卓越工程师教育培养计划”实施的重要环节，要建立多层次、多方位的校企联合培养与合作模式。企业根据行业特点和自身发展提出人才需求，学校发挥学科和人才培养优势，基于行业企业需求和学校定位，制订培养目标和设置专业方向。学校要从以校内实践为主向校企协同实践转变，拓宽校外工程实践教育空间，与企业联合建立校外工程实践教育基地。工程实践教学内容要根据工程实际进行开发和设计，实践教学项目要尽量贴近生产一线。加强与企业的科技合作研究，将企业技术开发与学校科研紧密结合，使产学研协同合作更具活力。
（五）打造具有工程背景、高素质的“双师型”师资队伍
学生工程素质培养，师资队伍是关键。目前，高校教师缺少必要的工程经历，缺乏宽广的工程视野，制约了学生工程素质的培养。在师资队伍建设过程中，要从注重高学历高职称向注重双师结构转变。应打造一支具有一定工程经历和工程背景的高水平专兼职师资队伍，通过“走出去”、“请进来”等措施提升教师的工程素养和实践教学水平。应定期选送青年教师深入企业实践锻炼，共同参与企业的技术攻关项目和工程项目研究工作，丰富工程实践经历和提升工程实践能力。教师要能把积累的工程实践经验生成转化为教学内容，能将工程前沿技术知识融会到理论教学和实践教学中。同时，学校也要吸收具有丰富实践经验的工程技术专家来校任教，给学生授课，协助制订培养计划和教学大纲，全程参与教学活动，以期提高指导学生工程设计和工程实习的能力。另外，还要探索校企间人才“双向交流，相互挂职”制度等。
（六）构筑工程教育质量保障体系
加快高等工程教育质量保障体系的建设，能有力保障未来卓越工程师的培养工作。应从政策、制度、建设、管理与监督等多方面入手，研究构建适应社会经济发展需要的内外协同的以评估评价为中心的工程教育质量保障体系。质量标准体系、保障主体、组织结构、运行机制等要素有机构成了工程教育质量保障体系。校内质量保障体系需要建立健全培养方案有效生成制度、师资培养与吸纳制度、教师评价机制、实践教学体系运行机制、实践教学质量信息反馈与质量评价制度、产学研合作制度等。高等工程教育中行业以及具体接纳毕业生的用人企业对教育质量评价应有很大的发言权。在进行工程教育质量评价时，应该由政府（教育行政部门）和行业组织牵头，成立由高校专家和行业企业专家组成的评估机构，以工程人才培养质量为核心建立科学有效的质量评价体系，以保证评价结果的客观公平和正确的导向。可将工程教育专业认证与“卓越工程师教育培养计划”相结合，构筑适合市场需求、行业企业需要、学校发展的质量保障体系。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 教育部.卓越工程师教育培养计划[M].北京：中国教育出版社，2010.
[2] 曾丽娟.工科大学生工程精神与工程意识的培养[J].中国石油大学学报（社会科学版），2013（3）：110-113.
[3] 于善启.工科院校学生工程素质培养研究[J].机械管理开发，2011（5）：175-177.
[4] 饶华球.新时期工程素质教育的探索与实践[J].江苏高教，2005（6）：104-105.
[5] 王章豹，樊泽恒.试论大工程时代卓越工程师大工程素质的培养[J].自然辩证法研究，2013（5）：48-54.
[6] 林健.卓越工程师教育培养计划专业培养方案研究[J].清华大学教育研究，2011（2）：47-55.
[7] 熊怡.促进专业教育国际化—培养符合新时期战略需求的工程人才[J].中国电力教育，2013（9）：16-21.
[8] 许鹏奎，虞庐松.我国高等工程教育的发展现状、问题及趋势分析[J].武汉理工大学学报（社会科学版），2013（4）：633-637.
[责任编辑：钟 岚]
