基于解決復(fù)雜工程問題能力的卓越工程師培養(yǎng)模式的研究

1、    基于解決復(fù)雜工程問題能力的卓越工程師培養(yǎng)模式的研究    李祥琴摘 要：根據(jù)卓越工程師培養(yǎng)計劃，本文首先探討了學(xué)生解決復(fù)雜工程問題應(yīng)具備的能力，然后分析了傳統(tǒng)人才培養(yǎng)模式存在的問題，并以荊楚理工學(xué)院計算機(jī)專業(yè)自身的特色和培養(yǎng)目標(biāo)為例，對新形勢下的人才培養(yǎng)模式進(jìn)行了探討。通過對該人才培養(yǎng)模式的具體實施，學(xué)生的創(chuàng)新能力、實踐能力、解決復(fù)雜工程問題能力將得到顯著提升，更能滿足社會發(fā)展需求。關(guān)鍵詞：復(fù)雜工程問題 卓越工程師 培養(yǎng)模式：g642.0 ：a ：1672-3791（2018）10（c）-0-02復(fù)雜工程問題的解決能力是本科工程專業(yè)學(xué)生應(yīng)具備的能

2、力，蔣宗禮先生曾明確提出本科工程教育的基本定位是培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力，即本科培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力。為了強(qiáng)化培養(yǎng)學(xué)生的工程能力和創(chuàng)新能力，我國提出了“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”1，旨在培養(yǎng)一批有創(chuàng)新能力、能適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需要的高素質(zhì)人才。林健教授也給出了如何設(shè)計適用于研究性學(xué)習(xí)的復(fù)雜工程問題，構(gòu)建完整的問題復(fù)雜性漸進(jìn)式遞增的研究性學(xué)習(xí)模式2-3，林教授的主張適合于985高校，我們離這個要求還有很大的差距。作為新建本科院校，由于本科辦學(xué)時間較短，在工程教育培養(yǎng)模式方面，目前尚處于探索階段，人才培養(yǎng)模式比較單一，在培養(yǎng)學(xué)生實踐能力、創(chuàng)新能力等方面還存在一些不足。比如，課程體系、教

3、學(xué)內(nèi)容和課程評價方法落后。因此，為了適應(yīng)新形勢下對培養(yǎng)卓越工程師的要求，新建本科院校亟需對人才培養(yǎng)模式進(jìn)行改革，實現(xiàn)以培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題能力為核心的人才培養(yǎng)模式?；诮鉀Q復(fù)雜工程問題能力培養(yǎng)的“卓越工程師”人才培養(yǎng)模式的探索與研究，對于推動創(chuàng)新人才的培養(yǎng)，提高學(xué)校人才培養(yǎng)水平具有積極作用。通過分析學(xué)生解決復(fù)雜工程應(yīng)具備的能力，將有助于解決人才培養(yǎng)方案怎樣落地的問題，有利于厘清專任教師應(yīng)該具備什么樣的專業(yè)能力問題以及對專任教師的培養(yǎng)。反之，通過專任教師執(zhí)教能力的提升，可促進(jìn)卓越工程師的培養(yǎng)，人才培養(yǎng)方案的制定和課程體系的建設(shè)，提高實踐教學(xué)質(zhì)量，進(jìn)而增強(qiáng)學(xué)生的動手能力、解決實際問題的能力和創(chuàng)

4、新能力。1 學(xué)生解決復(fù)雜工程問題應(yīng)具備的能力復(fù)雜工程問題不僅僅是某一門課程中出現(xiàn)的問題，它常常是多門課程交叉融合帶來的問題，而且不是單純的技術(shù)性問題，還可能是系統(tǒng)性問題，是針對本科生在就業(yè)工作崗位中所面對的復(fù)雜問題4。學(xué)生解決復(fù)雜工程問題，首先應(yīng)具備積累工程所需的知識儲備能力，所學(xué)知識包括數(shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程基礎(chǔ)和相關(guān)專業(yè)知識；其次具備問題的分析能力，能夠運用所學(xué)知識加以識別、闡述、分析和研究復(fù)雜工程問題，以得到有效的結(jié)論；針對復(fù)雜工程問題，具備設(shè)計解決方案的能力；此外，還需具備較好的個人交往能力、外語使用能力，較強(qiáng)的團(tuán)隊協(xié)作能力以及具備在企業(yè)和社會環(huán)境下的工程系統(tǒng)實踐能力，對項目的環(huán)境和可持

5、續(xù)發(fā)展進(jìn)行研究的能力。顯然，要達(dá)到解決復(fù)雜工程問題的卓越工程師所具備的能力，單純依靠在校期間的課程學(xué)習(xí)是不可能完全達(dá)到的，還需進(jìn)入企業(yè)或?qū)嵙?xí)實訓(xùn)基地經(jīng)過具有項目設(shè)計與管理經(jīng)驗的工程師的指導(dǎo)才能夠?qū)崿F(xiàn)。2 人才培養(yǎng)模式探索人才培養(yǎng)模式是學(xué)校為學(xué)生構(gòu)建的知識、能力、素質(zhì)結(jié)構(gòu)及其實現(xiàn)方式，它貫穿于人才培養(yǎng)的各個環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的人才培養(yǎng)模式還存在以下方面的問題：培養(yǎng)目標(biāo)不明確，與行業(yè)企業(yè)需求脫節(jié)；課程體系缺乏整體優(yōu)化，實踐教學(xué)不重視；教師隊伍的工程實踐能力與研究能力整體較弱，影響教學(xué)效果；教材更新慢，某些教材內(nèi)容滯后于科技發(fā)展和工程實踐。因此，探索適應(yīng)新形勢下的人才培養(yǎng)模式，顯得尤為重要。2.1 優(yōu)化課程

6、體系根據(jù)課程類型，可對課程的開課學(xué)期進(jìn)行調(diào)整，為了突出實踐性，還可以適當(dāng)減少理論教學(xué)時數(shù)，增加實踐教學(xué)時數(shù)，如課程實驗、課程設(shè)計和綜合實訓(xùn)。隨著信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，大數(shù)據(jù)概念的引入，原有課程體系已不能很好滿足社會需求，因此需要對原有課程體系進(jìn)行修改和擴(kuò)充。以筆者學(xué)院的計算機(jī)專業(yè)為例，可在原有的課程體系之上，構(gòu)建適應(yīng)大數(shù)據(jù)工程能力培養(yǎng)的核心課程體系。2.2 建立以卓越工程師為培養(yǎng)目標(biāo)的競賽機(jī)制開展學(xué)科競賽是實現(xiàn)創(chuàng)新教育的有效方法，有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實踐能力。通過建立以卓越工程師為培養(yǎng)目標(biāo)的競賽機(jī)制，培養(yǎng)學(xué)生卓越工程師分析解決問題的能力。同時，學(xué)生將競賽中學(xué)到的新知識新思想應(yīng)用到課程設(shè)計或

7、畢業(yè)設(shè)計中，進(jìn)而擴(kuò)充了理論知識。學(xué)科競賽帶動學(xué)生學(xué)習(xí)，實現(xiàn)了以賽促學(xué)，而教師為了引導(dǎo)學(xué)生，在競賽過程中不斷解決各種實際問題，也提升了自身的教學(xué)水平。這種以競賽為載體培養(yǎng)學(xué)生能力的教學(xué)模式已取得了較好的成效。例如，2017年7月，第三屆中國“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽湖北省賽區(qū)，獲得大賽金獎。2017年9月，湖北省第二屆網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)大賽中榮獲教育組三等獎。因此，以賽促學(xué)、以賽促教、以賽促建，不僅促進(jìn)了學(xué)校的學(xué)風(fēng)、教風(fēng)建設(shè)，還培養(yǎng)了學(xué)生的動手操作能力、溝通能力、團(tuán)隊協(xié)作能力。通過這種實戰(zhàn)和競賽機(jī)制讓學(xué)生發(fā)揮了主觀能動性，增強(qiáng)了學(xué)習(xí)興趣，提高了實踐能力和創(chuàng)新能力，實現(xiàn)了人才培養(yǎng)和企業(yè)需求的無縫銜接

8、，最終可使學(xué)生達(dá)到一個卓越工程師的培養(yǎng)要求。2.3 建立校內(nèi)導(dǎo)師制一名專職教師可帶510名學(xué)生，指導(dǎo)學(xué)生專業(yè)課程的學(xué)習(xí)、參加學(xué)科競賽、認(rèn)證考試和創(chuàng)新活動，并讓學(xué)生參與導(dǎo)師的科研或工程項目。一方面，教師在教學(xué)中傳遞科技前沿知識，讓學(xué)生了解當(dāng)前新技術(shù)、新成果，從而開拓視野，激發(fā)學(xué)習(xí)熱情，或者在講授課程中引入自己的研究課題，讓學(xué)生了解科研，逐漸參與科研。另一方面，學(xué)生也可到導(dǎo)師推薦的企業(yè)參與工程項目的研發(fā)，以提升科研能力和創(chuàng)新能力，從而形成了教學(xué)、科研、生產(chǎn)一體化。2.4 加強(qiáng)校企合作在當(dāng)前新工科背景下，學(xué)校與企業(yè)進(jìn)行產(chǎn)學(xué)研合作，教師和學(xué)生可以申報產(chǎn)學(xué)研協(xié)同育人項目，一是與企業(yè)合作建立實訓(xùn)基地，為實

9、踐教學(xué)建立平臺或工作室；二是共同建立課程教學(xué)資源，包括教學(xué)計劃、課件、教案、教材、微課教學(xué)視頻等；三是進(jìn)行師資培訓(xùn)或讓學(xué)生進(jìn)入企業(yè)學(xué)習(xí)。根據(jù)培養(yǎng)模式、教學(xué)管理的特點，以我院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)為例，提出解決復(fù)雜工程問題能力培養(yǎng)的“卓越工程師”人才培養(yǎng)模式，采用“2+1+1”模式。學(xué)生前兩年在學(xué)校完成基礎(chǔ)課程和專業(yè)基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)；第三學(xué)年進(jìn)入導(dǎo)師所在的科研團(tuán)隊學(xué)習(xí)，主要完成專業(yè)核心課程的學(xué)習(xí)；第四學(xué)年進(jìn)入企業(yè)公司進(jìn)行工程實踐，培養(yǎng)實踐能力和綜合素質(zhì)能力。建立“卓越工程師”培養(yǎng)班與企業(yè)合作，每年可接納學(xué)生人數(shù)為3050人，開展“訂單式”人才培養(yǎng)，類似“藍(lán)橋班”，學(xué)校與企業(yè)共同制訂人才培養(yǎng)方案，充分

10、做好實訓(xùn)和課堂教學(xué)的銜接，學(xué)校教師可提前與企業(yè)工程師探討制定課程的實踐內(nèi)容，將實訓(xùn)過程中可能用到的新知識和新技術(shù)進(jìn)行整合，從而制定適應(yīng)學(xué)校和企業(yè)的課程內(nèi)容。2.5 教學(xué)方式、方法改革傳統(tǒng)的教學(xué)主要是由學(xué)校教師單獨講授完成，學(xué)生掌握的知識主要以理論為主，雖然每學(xué)期也開設(shè)許多實驗實訓(xùn)課程，但仍舊不能完全滿足當(dāng)前社會需求，整體實踐偏弱。為了提高學(xué)生的實踐能力，可改變原來的教學(xué)方式，讓學(xué)校教師和企業(yè)工程師共同授課，以學(xué)校專任教師授課為主，企業(yè)工程師授課為輔。同時，教學(xué)方法也應(yīng)講求多樣化，目前主要是講授結(jié)合ppt課件的方式，以教師講授法為主，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不濃厚，課堂氛圍不活躍，因而可以轉(zhuǎn)變教學(xué)方法，使用

11、討論式、啟發(fā)式或cdio項目教學(xué)法，還可以在課堂中引入“微助教”，增強(qiáng)學(xué)生與教師的互動，從而調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。2.6 建立高水平工程實踐、實驗教師隊伍高校派出專職教師下企業(yè)參與企業(yè)實際工程項目或者進(jìn)行國內(nèi)外訪學(xué)，豐富其工程實踐經(jīng)歷。同時，面向社會和企業(yè)選聘優(yōu)秀工程師或有工程背景的博士到學(xué)校兼職，參與制定人才培養(yǎng)計劃，指導(dǎo)學(xué)生實習(xí)、實驗和實訓(xùn)等實踐教學(xué)。從而，以具有豐富工程教育經(jīng)驗的教授、企業(yè)高級工程師或企業(yè)高管為帶頭人組建工程實踐教學(xué)團(tuán)隊。3 結(jié)語針對卓越工程師的基本要求及社會發(fā)展的需要，以基于解決復(fù)雜工程問題能力培養(yǎng)目標(biāo)為導(dǎo)向，不斷探索新的教學(xué)方法和培養(yǎng)模式，構(gòu)建專業(yè)知識體系和多層次工程實踐教學(xué)體系，并圍繞這些模塊展開一系列教學(xué)改革、師資隊伍建設(shè)、產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人等措施，努力探索和構(gòu)建符合卓越計劃的教學(xué)體系，不斷創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式。參考文獻(xiàn)1 張燕，溫曉玲.基于“卓越計劃”背景下的產(chǎn)學(xué)研合作新模式j(luò).大學(xué)教育，2012（5）：20-21.2 林健