深化工程实践能力的理论教学体系建设

摘  要：面向国家高等教育强国发展需求，以一流新工科理念推动高校工程教育专业认证，通过总结工程实践教学存在的问题，该文以工程概论课程体系为例，注重交叉学科内容建设、多维教学手段融合、引进企业导师支撑、创新实践平台集成和持续改进质量监控等方面建设，构建深化工程实践能力的创新性理论教学体系，形成奠定基础→促进交流→增资指导→深化资源→优化效果等闭环良性循环机制，完善优势互补的“教-产-研-赛”多元协同育人模式，最大限度地强化学生解决复杂工程问题能力的培养，期望为新工科背景下高等学校工程实践能力培养提供参考。

关键词：教育专业认证;工程概论课程体系;工程实践能力;良性循环机制;协同育人模式

中图分类号：G642      文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2024）17-0110-04

Abstract： To meet the development needs of powerful countries in higher education， the concept of new engineering is used to promote the professional certification of engineering education in colleges and universities. By summarizing the problems existing in engineering practice teaching， this paper takes the course system of Engineering Introduction as an example and focuses on the construction of interdisciplinary content， integration of multi-dimensional teaching means， support from the introduction of enterprise mentors， integration of innovative practice platform， continuous improvement of quality monitoring and other aspects. This study constructs an innovative theoretical teaching system that deepens engineering practical experience， forms a closed-loop virtuous cycle mechanism such as laying foundation → promoting communication → increasing capital → deepening resources → optimizing effects， improves the multi-component collaborative education mode of "teaching-production-research-competition" that complicates each other's advantages， and maximize the cultivation of student's ability to solve complex engineering problems. This study hopes to provide a reference for the training of engineering practice ability in colleges and universities under the background of new engineering.

Keyword： education professional certification; Engineering Introduction course system; engineering practice experience; virtuous cycle mechanism; collaborative education model

为贯彻落实习近平总书记加强理论与实践融合共进的哲学思想，教育部高等教育司于2017年2月提出新工科，充分认识高校工科对国家科技创新、产业创新及转型发挥的主体作用[1]，综合考虑全球应用型高校实践人才培养需求，主动布局未来科技领域人才培养模式[2]。中国高等教育学会联合厦门大学、东南大学、中国矿业大学等10所高校共同就理论与实践教学深度融合展开研讨，2020年11月出版《新时代高校理论与实践教学深度融合若干问题观察报告》[3]，结合新时代国情与国家经济社会发展需求，积极探索解决理论与实践教学相脱节的教学改革思路。通过系统总结我国高校理论与实践教学深度融合存在的问题与不足，借鉴发达国家对工科毕业生规定的要求，开展深化工程实践能力的理论教学体系建设工作，以工程概论课程体系支撑工程技术人员的知识、素质与能力的培养[4]，促进学生各个维度综合素质的协调发展，解决理论教学与工程实践深度融合的问题，实现工程技术人才可持续全面发展。

一  目前工程实践能力培养存在的问题分析

随着“大数据、人工智能、互联网+”技术的飞速发展，在新一轮科技革命和经济变革重构的大背景下，为了适应几何级数增长的信息和知识对人才素质和能力提出更高要求，对比培养引领未来产业界和社会发展的领导型工程人才，目前工程实践教学呈现以下问题（图1）[5]。

（一）  课程模式以学科专业为主，工程通识课程缺失

目前，我国大多数工科院校课程体系仍是知识导向型为主，每门专业课程的教学大纲按知识点分解而展开，课程教学与学习过程中，强调课程的基础知识、专业课程以及知识点的掌握程度，导致知识面无法衍生至工程实践能力。面向学科专业交叉融合的新技术、新趋势、新业态，距离培养主动适应和引领经济的领导型工程技术人才，专业课程体系的设置缺少工程实践通识课的有效补充。

（二）  校企合作虽建立联合机制，未能实现深度融合

校企合作在培养高素质、多样化、创新型且具有家国情怀和国际竞争力的卓越工程科技人才方面尤为重要，但高校和企业两大主体未能利用平台优势与技术优势实现资源共享，在经济利益和人才培养目标上存在冲突和矛盾，缺少技术研发、科技创新、人才培养和教育培训等资源的有机整合，在创新工程实践中培养解决复杂工程问题能力的校企“产学研”协同育人较为薄弱。

（三）  大学生综合实践竞赛较多，实践经验不足

以兴趣引导为起始，竞赛驱动为内核的综合竞赛实践是检验专业理论知识的有效途径，能够发现自身知识构成的不足，并不断积累实践过程的工程经验，对于专业深造及后续就业中呈现出较大的优势。由于学生不具备工程实践背景，缺少工程开发理论知识的指导，另外教师队伍工程经验参差不齐，致使学生参与互动的积极性不高，难以有效激发学生的参与兴趣。

（四）  科研育人实施路径构建，协同保障机制不健全

面向未来高复杂、高集成、多学科交叉融合的工程技术趋势，利用前沿科研项目重塑专业综合课程内容，落实到本科培养方案，学生自由组建科研团队实施开发，形成创新性项目式教学模式。但实际中，协同保障机制不健全，项目小组实施过程中缺乏结合工程运用的多学科知识的工程教育，与业界同行不能进行有效的沟通和交流，未能体验正确的团队角色定位。

二  工程概论课程体系的建设

随着社会、经济、科技发展对工程技术人员的知识、素质与能力提出越来越高的标准要求，为了达成工程教育专业认证通用标准[4]，提高学生综合工程素养，必须克服单纯技术观点，掌握行业法律法规、经济分析方法、项目管理原理和系统工程方法的本领，奠定实践教学坚实基础，特别开设工科专业的通识课程工程概论课程体系，包括工程概论I（法律法规）、工程概论II（项目管理）、工程概论III（工程经济）、工程概论IV（系统方法），是一门紧密联系工程实践的重要课程，是新培养方案中培养工程型人才的重要支撑课程，补足培养方案的非技术类知识、素质和能力的支撑点，如图2所示。

（一）  法律法规与行业规范

工程实践与开发过程中涉及到的法律法规与行业规范理论知识由课程工程概论I提供。从工程实践与开发视角研究解决复杂工程问题过程中所涉及的工程伦理、知识产权、法律及法规和行业规范等非技术工程基础知识，论述法律法规与行业规范在全流程、全周期产品设计/开发解决方案中的重要地位和作用，探讨与专业相关的法律法规和行业规范的主旨和具体实践中的困境。

（二）  项目管理与产品开发

工程实践与开发过程中涉及到的项目管理与产品开发理论知识由课程工程概论II提供。从工程项目管理的基本内容、理论和方法介绍，让学生掌握工程项目管理主要思想方法，工程项目进度、质量等管理与控制技术，以及施工组织设计的基本原理等，能够有效地选择及使用现代管理工具，去分析与解决实际问题，培养学生管理工程项目开发的综合能力，为后续完成实践项目打好基础。

（三）  经济决策与成本分析

工程实践与开发过程中涉及到的经济决策与成本分析理论知识由课程工程概论III提供。以工程项目为研究对象，经济管理和成本核算为教学目标，明确经济管理在解决复杂工程问题中的地位和作用，了解经济管理的基本概念、原理及其发展历史，理解企业经济管理、成本核算和价值工程知识，能够在多学科环境下进行具体项目的资源、成本等方面的分析、估算与管理。

（四）  工程方法论与工程思维

工程实践与开发过程中涉及到的工程方法论与工程思维理论知识由课程工程概论IV提供。从系统工程方法论的层次上审视工程，讲授开发、运行系统所需的思想方法、工作程序和分析手段，理解系统科学、系统工程的分析方法和思维方法，具有初步运用系统工程思想和方法分析本学科领域某些实际问题的能力，提升自觉运用具体系统工程方法的意识，培养综合工程设计和实践能力。

三  工程概论课程体系助推工程实践能力培养

为了实现工程技术人才培养可持续发展，坚持用理论指导实践，以实践检验理论的理念。在分析“新工科+专业认证”背景下，以工程概论课程体系支撑工程技术人员的知识、素质与能力的培养，突出以学生为中心，注重交叉学科内容建设、多维教学手段融合、引进企业导师支撑、创新实践平台集成和持续改进质量监控等方面的创新性教学设计，推动理论教学与工程实践深度融合（图3）。

（一）  交叉学科内容建设，奠定实践基础

根据国家、社会、行业需求构建课程知识体系，结合学科专业特点，克服单纯理论技术观点，结合电子信息类、计算机类、自动化类等工程类专业特点，开展工程概论Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ通识课程体系的内容建设，构建反映当前科学技术发展动态和成果的工程项目案例资源库，以交叉学科视角分析工程实施过程中新思维、新方法和新手段，不断完善案例式教学与理论课程相结合的教学内容设计。

（二）  多维教学手段融合，促进实践交流

根据学生的个体差异性和知识渴望度，利用新型教学手段和信息技术构建多维教学手段融合的工程概论课程教学体系，开展启发式、讨论式、探究式教学改革，以高校科研与企业实践讲座为讨论式教学，并在项目实践中采用探究式分组模式，促进跨专业、跨学科之间学生交流、组队，协同发挥理论学习的高效性和交流互动的引导作用，积极探索课程学习评价方式、考核内容和考试方式多元化。