時間：2023-03-16 16:39:18
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“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(xiàn)科學技術進步和經濟發(fā)展的同時，要充分考慮文化、環(huán)境、道德等多方面因素，實現(xiàn)同步發(fā)展，而大工程觀就是一種以整合、系統(tǒng)、應變、再循環(huán)的視角看待大規(guī)模復雜系統(tǒng)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(fā)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(fā)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(yǎng)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(yè)界始終是受到質疑的，這可能就是所謂企業(yè)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(fā)展方向。《美國工程教育與實踐》和《本科的科學、數(shù)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(zhàn)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(guī)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(fā)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(tǒng)性，這個“大”把現(xiàn)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(huán)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(chuàng)造性地解決有關專業(yè)的技術難題，還要求他們善于合作和協(xié)調，處理好與工程活動相關聯(lián)的各種社會關系。同時，工程活動對社會和環(huán)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(yǎng)學生系統(tǒng)性和整體性的認知方式，不僅僅強調單個的專業(yè)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(lián)性和整體性。大工程觀指導下的工程教育培養(yǎng)的應該是優(yōu)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(yǎng)目標
培養(yǎng)目標是依據(jù)國家的教育目的和社會對人才的需要提出的培養(yǎng)人才的具體要求。不同層次、不同專業(yè)、不同學校的高等工程教育對人才培養(yǎng)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(yǎng)目標趨同，缺乏科學性、規(guī)范性和可操作性，目標模糊，具體定位不清晰，無法充分體現(xiàn)現(xiàn)代工程教育理念，對于“到底應該培養(yǎng)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(yǎng)目標可以概括為，培養(yǎng)適應社會主義現(xiàn)代化建設需要，德、智、體全面發(fā)展，獲得必要的工程師訓練的高級工程科技人才。這個培養(yǎng)目標的特點是突出了“工”，強調為工業(yè)、工程第一線培養(yǎng)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(xiàn)階段的主要發(fā)展空間，建立具有自己特色的人才培養(yǎng)目標，但各目標中應該要重視培養(yǎng)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(yè)道德和社會責任感的培養(yǎng)，高等工程教育培養(yǎng)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(yǎng)，包括溝通能力、領導能力、環(huán)境適應能力、商業(yè)能力等。
3.2專業(yè)設置
建國初期，我國在前蘇聯(lián)教育模式的影響下，專業(yè)多是按照崗位進行設置，隨著時間的發(fā)展，專業(yè)的種類逐步減少，專業(yè)口徑不斷拓寬，專業(yè)的設置更加規(guī)范、科學。但是總體上來說專業(yè)設得過多、過細、過窄，行業(yè)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(huán)境下多項技術工作的需要，工程畢業(yè)生對社會適應性不強，缺乏必要的創(chuàng)新的精神與能力。“技術上狹窄”和“狹窄的技術”難以適應現(xiàn)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(yǎng)新型復合型人才。各工科院校要根據(jù)“大工程觀”的需求，結合自身學校的特點，設置與社會發(fā)展相適應的專業(yè)。
3.3課程設置
“大工程觀”的核心是“工程系統(tǒng)學”，要求培養(yǎng)的學生不僅具備科學與基礎理論修養(yǎng)，形成對宏大或復雜工程的系統(tǒng)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(yǎng)，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(chuàng)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(xiàn)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(yǎng)，還應該注重培養(yǎng)學生的實踐能力，注重學生創(chuàng)造力、領導力等非技術能力的培養(yǎng)。總之，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
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(guī)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(yǎng)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(fā)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(fā)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(yǎng)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(yǎng)人文素質，其實理科學習也能培養(yǎng)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(chuàng)造的，并服務人類、符合社會與自然規(guī)律的文明產物，在發(fā)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(lián)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(yǎng)上要做到:大成智慧教育必須理、工、文、藝齊發(fā)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(fā)揮課堂教學的優(yōu)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(yǎng)全面發(fā)展的高素質人才。高等教育之“高等”其實就體現(xiàn)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(chuàng)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。科技教育的作用就在于啟迪人的科技思維，培養(yǎng)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?zhèn)巍⒛軇?chuàng)新。人文教育的作用就在于啟發(fā)人的思想，提高人的修養(yǎng)，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(chuàng)造精神。可見，要培養(yǎng)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(xiàn)在理科類學科的學習，實踐活動的目標、方法和學習態(tài)度上，體現(xiàn)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
各種物理量的測量是工程實踐中一個普遍的問題，傳統(tǒng)上解決的方法是針對某一種測試的要求購置一種儀器，儀器的功能由廠家定義，它一般是單一、固定的。近十幾年以來，隨著計算機技術的飛速發(fā)展，誕生了虛擬儀器這種新的測試技術。應用虛擬儀器技術使一臺普通的計算機成為一個功能完備的個人實驗室。面對工程實踐中可能遇到的各種物理量的測量與分析任務，不需要預先準備許許多多儀器，也不必現(xiàn)去訂購合用的設備，而是簡單地修改一下軟件，就得到一臺新的儀器。虛擬儀器技術的方便靈活和計算機技術的迅速普及，使物理量測量不再需要去請專業(yè)的測試技術人員來完成，每一個工程師和科學家都可以應用虛擬儀器技術完成自己遇到的測試任務，它是目前測試領域的一個技術熱點，也代表了未來儀器技術的發(fā)展方向。在機械工程專業(yè)中，傳統(tǒng)儀器教學主要是學習儀器的功能、原理、使用方法等。虛擬儀器教學重點則是儀器的“制作”，即在一定的編程環(huán)境下，指導學生自己用計算機軟件開發(fā)儀器。這樣更突出了學生在學習中的主體地位。由于虛擬儀器主要是利用計算機軟件來實現(xiàn)儀器的功能，所以儀器的內部結構對學生是透明的，學生能夠構造、修改和增加儀器的功能，更容易激發(fā)學生的學習興趣，培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維和工程實踐能力。我們把虛擬儀器教學與機械工程測試技術教學有機地結合在一起。機械工程測試技術課程是高等學校機械類專業(yè)一門重要的專業(yè)課，主要講授機械工程領域各種常見物理量的測試與分析方法。基于虛擬儀器的機械工程測試技術教學，從整體上對傳統(tǒng)的教學模式進行了改革，課堂教學主要突出測試技術的基礎理論，刪減了某些目前工程中已經很少使用的傳統(tǒng)儀器的教學內容，增加了虛擬儀器的教學內容。使學生能夠了解典型的虛擬儀器結構，掌握虛擬儀器系統(tǒng)的構成以及其中各個環(huán)節(jié)的作用。虛擬儀器的軟件教學是虛擬儀器教學的主要部分。我們選擇美國NI公司的LabVIEW作為虛擬儀器教學平臺。LabVIEW是當前諸多虛擬儀器軟件開發(fā)平臺中最流行的一個。它采用圖形語言，編程界面非常形象直觀，使用圖標、連線來編寫程序，代替?zhèn)鹘y(tǒng)編程語言的文本語句。它提供各種旋鈕、儀表盤、波形圖等控件，用于在計算機屏幕上創(chuàng)建虛擬儀器的軟面板，代替?zhèn)鹘y(tǒng)儀器的硬面板。提供了經典的信號處理的幾乎全部功能模塊和大量常用的數(shù)學分析工具。
二、基于虛擬儀器的機械工程測試技術實驗教學
虛擬儀器的生命力就體現(xiàn)在使用者可以用軟件隨心所欲地構造出自己需要的儀器，實現(xiàn)豐富與靈活的功能。應用虛擬儀器進行工程測試，是測試技術發(fā)展的必然趨勢，也有益于學生與未來的工程實踐接軌。通過虛擬儀器教學環(huán)節(jié)，學生能夠用自己開發(fā)的虛擬儀器進行機械工程測試實驗，完成編寫軟件、連接硬件，進行實驗的全部過程。實驗內容包括國內高等院校目前開設比較普遍的各個機械工程測試實驗項目。
1.應變測試實驗。
在應變梁上按不同形式粘貼好電阻式應變片，用信號調理器完成組橋并供激勵電壓和進行信號的放大、濾波，用LabVIEW提供的ConvertStrainGaugeReading函數(shù)將各種組橋方式的應變電壓信號轉換成應變值，根據(jù)ConvertStrainGaugeReading函數(shù)輸出的應變值，描繪出各種形式應變梁的撓曲軸，計算出梁的最大撓度值，構成一臺高效的多功能數(shù)字式應變儀，通過實驗，學生可以掌握應變的測量方法和電橋特性。
2.頻率響應函數(shù)與數(shù)字濾波實驗。
頻率響應函數(shù)是描述測試系統(tǒng)動態(tài)特性的重要參數(shù)。LabVIEW的TransferFunction計算頻率響應函數(shù)并返回兩個參數(shù)，一個數(shù)組是頻率響應函數(shù)的模（FrequencyResponseMag），即被測系統(tǒng)的幅頻特性；另一個是頻率響應函數(shù)的幅角（FrequencyRe-sponsePhase），即被測系統(tǒng)的相頻特性。LabVIEW開發(fā)環(huán)境內有大量的數(shù)字濾波函數(shù)和數(shù)字濾波器開發(fā)工具。我們選擇比較有典型意義的巴特沃斯（Butterworth）和切比雪夫（Chebyshev）濾波器作為測試系統(tǒng)，并根據(jù)選頻要求分別將它們設置為低通、高通、帶通和帶阻型濾波器。通過實驗學生既掌握了頻率響應函數(shù)的測試方法，又了解了各種數(shù)字濾波器的頻率響應特性。該實驗內容也可以脫離硬件進行，大大降低了實驗成本。
3.位移測試實驗。
位移傳感器采用近年來發(fā)展起來的導電塑料電位計，學生根據(jù)傳感器的電阻分壓電路，推導出位移與信號電壓的關系式，編寫位移測試的程序。實驗中用游標卡尺測試位移傳感器的位移量，代替被測量實際值，作為測試裝置的輸入值，對位移傳感器進行靜態(tài)標定。計算系統(tǒng)線性度時，采用LabVIEW的LinearFit函數(shù)擬合直線，不需要編程時進行復雜的數(shù)學計算，就能取得高精度的結果。
4.基于DataSocket的網(wǎng)絡化振動測試。
實驗中教師機產生一個頻率連續(xù)變化的正弦激勵信號，通過數(shù)據(jù)采集卡進行D/A轉換后輸出，經功率放大器送到激振器，使被測懸臂梁產生受迫振動。壓電晶體加速度傳感器拾取被測梁的振動信號。為了增加學生參與實驗的機會而不過多增加設備投資，這個實驗設計為基于計算機網(wǎng)絡的實驗，采用LabVIEW的DataSocket技術來實現(xiàn)的。實驗室計算機網(wǎng)絡是校園網(wǎng)的一部分，邏輯上是一種總線型結構，采用廣播網(wǎng)傳輸技術。實驗室中任何一臺計算機發(fā)出的消息都能被所有計算機接收到。這樣，當教師機運行振動測試服務器程序，采集被測對象加速度信號傳輸?shù)接嬎銠C網(wǎng)絡以后，同學只要在自己的振動測試程序中準確填寫教師機的IP地址或網(wǎng)絡標識名，就可以像自己的機器采集數(shù)據(jù)一樣完成振動測試實驗。
三、虛擬儀器技術對其他學科教學的促進
經過這些實驗教學訓練，學生更好地掌握了機械工程測試的有關內容和虛擬儀器編程技術。在這個基礎上可以根據(jù)各種專業(yè)課程上學到的知識，自己選擇實驗內容，自行設計實驗方案，在LabVIEW環(huán)境中進行自己感興趣的實驗。這樣生動直觀地展示許多抽象概念的物理實質，使它們更易于理解，達到課堂講授很難得到的效果。由于學生要自己“做”實驗儀器，所以就必須透徹了解實驗原理，合理地設計實驗方案，真正參與到實驗過程當中。學生對這種實驗教學方式表現(xiàn)了極大的興趣，許多學生能夠用多種方法完成同一個實驗。還有些學生為了驗證專業(yè)課學的某些知識，除教師指定的實驗題目之外，還自己設計了一些實驗，在完成教師指定練習內容的基礎上有所創(chuàng)新和突破。因此，虛擬儀器技術促進了各學科教學質量的提高。
四、虛擬儀器技術對提高學生工程素質的作用
在LabVIEW平臺上進行機械工程測試技術教學，不僅能夠應用虛擬儀器作為實驗設備對理論教學進行驗證，而且能訓練學生應用虛擬儀器進行實際工程測試的能力。由于我們的實驗環(huán)境軟硬件完全是工業(yè)標準的產品，學生在實驗中開發(fā)的許多虛擬儀器完全可以直接應用到工程實踐中去。在虛擬儀器教學內容上，我們安排了大量工程實例。學生學了這門課程以后，就知道所學的知識將來如何應用。幾年來，我們還注意利用畢業(yè)設計這個最后的實踐性教學環(huán)節(jié)，綜合應用虛擬儀器技術和各學科知識，指導學生完成了基于LabVIEW的機器視覺系統(tǒng)、旋轉機械狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷、網(wǎng)絡化機械參數(shù)測試、現(xiàn)代液壓測試技術等課題，其中有些獲得大學生科技創(chuàng)新競賽獎。這些課題來源于生產實踐，可以在工業(yè)現(xiàn)場應用，學生工程素質得到極大地提高。
五、結論
CDIO工程教育模式是能力本位的培養(yǎng)模式，其優(yōu)勢在于讓學生以主動、團隊合作、課程與課程之間有機聯(lián)系的學習方式，獲取與工程實踐相關的知識與能力。CDIO培養(yǎng)大綱將工科畢業(yè)生的能力分為工程基礎知識、個人能力、團隊合作能力和工程系統(tǒng)能力4個層面，大綱要求以綜合的培養(yǎng)方式使學生在這4個層面達到預定目標。只有把知識、能力、社會需求融合起來，以能力為導向，以學科知識和社會需要為依托，整合課程組織結構，才能培養(yǎng)出符合社會經濟發(fā)展要求的工程技術人才。CDIO工程教育以實際應用項目的開發(fā)過程為主線，提煉出項目開發(fā)經歷的構思、設計、實施、運行4個主要環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學生系統(tǒng)開發(fā)的能力[3-4]。實施CDIO工程教育模式，基本原則是落實“做中學”以及“基于項目的學習”，它體現(xiàn)了現(xiàn)代工程師所應具備的服務于現(xiàn)代工業(yè)產品從構思、設計、實現(xiàn)到運行的全過程所必須擁有的基本能力。
2基于CDIO工程教育模式的編譯原理課程教學方法
課程教學改革從以下4個方面展開。1）學生分組，導入項目。課程教學以項目導入的方式開始，首先鼓勵學生搜集編譯基礎理論和技術在計算機應用領域的成功案例；其次引導學生搜集開源的編譯工具，按照支持的源語言和語法分析方法分類。以上兩項前期工作對應CDIO模式的構思部分，需明確客戶的需求，考慮技術、企業(yè)戰(zhàn)略和制度等因素，不斷改進概念、技術和商業(yè)計劃。項目的最終目標是用C語言編寫一個PL/0語言處理系統(tǒng)。在教學過程中，學生分成若干個項目組，在教師的指導下編寫項目計劃書，劃分項目的功能模塊；指定各個模塊的負責人，模擬實際項目開發(fā)，進行分工協(xié)作。2）案例驅動，模仿提升。CDIO工程教育模式要充分體現(xiàn)“做中學”，以“項目案例”為載體組織整個教學過程，以案例開發(fā)過程安排教學內容，靈活運用啟發(fā)式和研究性的教學方法。課程教學要為學生構建項目開發(fā)的情景，調動學生的主動性與參與性，提高學生的實踐創(chuàng)新能力。在編譯原理課程教學過程中，我們發(fā)現(xiàn)有些學生學習缺乏積極性和主動性，課外缺少自主訓練和探索，雖然通過了課程考核，但是實際只了解到一些基本概念和零碎的知識斷點，不具備運用所學原理和技術進行編譯器開發(fā)的能力。為了培養(yǎng)學生“構思—設計—實現(xiàn)—運作”編譯系統(tǒng)的技能，我們將編譯原理的學習過程分為模仿和提升兩個階段。（1）模仿階段的主要目標是以PL/0語言處理系統(tǒng)為案例，引導學生學習基礎知識，掌握基本算法，激發(fā)學生興趣。項目開發(fā)分為8項子任務，這些任務可在教師的指導下完成。任務1：安裝測試用C語言實現(xiàn)的PL/0語言處理系統(tǒng)；完成PL/0語言語法的EBNF描述。任務2：PL/0編譯程序中詞法分析程序的設計和實現(xiàn)。任務3：PL/0編譯程序中語法分析程序的設計和實現(xiàn)；自頂向下遞歸調用子程序的方法。任務4：PL/0編譯程序中語義分析和中間代碼生成。任務5：PL/0編譯程序中符號表的設計與實現(xiàn)。任務6：PL/0編譯程序中運行時的存儲組織。任務7：PL/0編譯程序中的目標代碼生成。任務8：PL/0編譯程序各階段整合運行，編寫PL/0語言使用說明書。教師可展示用C語言實現(xiàn)的案例，要求學生模仿整個實現(xiàn)過程，用Java語言再次實現(xiàn)PL/0語言處理系統(tǒng)。學生則通過此案例，模擬項目開發(fā)全過程。（2）提升階段的主要目標是讓學生學習編譯器開發(fā)的流程，學會運用編譯技術進行項目開發(fā)。本階段分為以下幾個步驟。步驟1：編譯器程序設計提高。定義一個待實現(xiàn)的源語言，如PL/0語言的擴充或者C語言的一個子集，要求學生用C或者Java實現(xiàn)編譯程序。步驟2：編譯技術擴展。引導學生學習面向對象語言編譯技術，如收集整理開源編譯器GCC的資料，描述GCC的總體結構、編譯流程、代碼組織。步驟3：編譯器實用工具。引導學生學習嵌入式系統(tǒng)編譯器及其工具的應用開發(fā)，包括C和Java編譯器開發(fā)。步驟4：項目實訓。引導學生利用編譯技術進行項目開發(fā)，如設計開發(fā)C語言程序設計自動評分系統(tǒng)、基于語法分析技術的企業(yè)名稱識別算法、基于語義分析的數(shù)據(jù)驅動型漏洞檢測方法、編譯原理在通信協(xié)議轉換中的應用、編譯原理在反病毒技術中的研究和應用等。3）開放資源，自主協(xié)作。CDIO注重自主學習能力的培養(yǎng)，提升學生獨立解決問題的能力，同時也重視團隊協(xié)作精神的培養(yǎng)，發(fā)揮團隊的力量，協(xié)同工作完成任務。網(wǎng)絡環(huán)境下的自主和協(xié)作學習要求教師提供充分的網(wǎng)絡資源。在教學中，課程組搜集整理了國內外編譯原理課程的教學資源，整理了各種實用編程語言及其表示規(guī)則，設計了適合學生需要的“做中學”項目和任務，并在課程的教學網(wǎng)絡平臺共享，通過開放資源和自主協(xié)作的學習，鼓勵學生在課外通過網(wǎng)絡和移動設備開展學習討論，用課外學習彌補課程學時的不足；通過課外自學，充分發(fā)揮學生的主觀能動性，鍛煉學生“自主設計、自主實現(xiàn)、自由探索”，引導和鼓勵學生積極組織并參與項目組的學習和研討活動，讓個人融入項目團隊，提升整個團隊的工程實踐能力。4）考核評價，多點多面。CDIO注重工程實踐能力的培養(yǎng)，工程實踐能力是各種能力的綜合體現(xiàn)，因此考核評價要兼顧這種特性。所謂多點主要是指編譯原理具有紛繁復雜的知識點，因此對知識點的考核應以促進學生主動學習、研究性學習為目的，注重對學習過程的考查。教師可通過查看學習記錄、平時作業(yè)和練習情況，考核學生對基本知識點的掌握情況；通過小組活動記錄，查看學生在項目組討論中的活躍度，了解學生提出問題的數(shù)量和質量以及解決問題的思路，考核學生的知識整合和應用能力。所謂多面主要是指編譯原理課程在培養(yǎng)學生實踐創(chuàng)新能力方面具有多面性，因此考核評價方式要有利于培養(yǎng)創(chuàng)新能力、實踐技能、解決實際問題能力，從多個層面開展。教師可通過對項目構思與設計展示、子項目實施情況、項目匯報與答辯、學生的自評與互評、教師與企業(yè)工程師的評價等多種方式考核學生的專業(yè)知識、個人自身能力、團隊合作能力、設計項目和開發(fā)系統(tǒng)能力。
3CDIO模式編譯原理教學實施過程中存在的問題與對策
1）“雙師型”教師隊伍的建設問題目前，從事編譯理論研究和技術開發(fā)的教師不多，有編譯器開發(fā)經驗的教師比較缺乏。編譯原理課程“雙師型”教師隊伍奇缺。湖北省教育廳和湖北工程學院制定政策，資助并鼓勵青年教師進入相關企業(yè)與工程師合作解決實踐中的技術難題。同時，湖北工程學院每年派出專業(yè)課青年教師到武漢大學、華中科技大學等高校進修深造。通過這兩個途徑，學校可以解決“雙師型”師資隊伍建設的問題。2）學生實習實訓平臺的建設問題。畢業(yè)生就業(yè)難和符合市場需求的應用性人才短缺問題一直是高校、用人單位和畢業(yè)生共同的困擾。學生綜合能力是就業(yè)成敗的關鍵因素，CDIO工程教育模式強化工程應用實習實訓平臺的建設，希望為解決這種困擾提供幫助。湖北工程學院與中國航天三江集團公司合作共建的工程實踐教育中心和湖北工程學院國家級大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目已獲得教育部批準。在此基礎上，計算機學院已經與國內10余家IT企業(yè)和科研機構合作共建實習實訓基地，校企合作層面深化，操作方案細化，實現(xiàn)與行業(yè)需求的無縫對接。
4結語
學生通過自由組合，由6～8人組成一個設計小組協(xié)同完成工廠設計任務，每個設計組設小組長1人，組長負責統(tǒng)籌整個設計項目的分工與實施，同時規(guī)劃整個項目與總結等。在教學過程中，講授、設計和討論并重，其中講授約占總學時的12左右。教師在講授了基本的課程內容及要點后，各小組學生根據(jù)二級項目內容查找資料、討論設計內容、初步設計并形成項目報告。每個二級項目結束后，在討論課上，各小組匯報自己的項目內容，其他學生可提問、點評，最后由教師進行總結。教師在項目設計過程中要隨時解決學生提出的各種問題。在討論課中，一方面要把握住方向，另一方面也從中受到啟發(fā)，達到教學相長的目的。通過這種教學形式，學生真正開動腦筋，互相學習，培養(yǎng)了學生創(chuàng)新思維和實踐能力，同時亦培養(yǎng)了學生團隊合作能力、組織能力和競爭意識。
二、化工過程模擬軟件在化工設計中的應用
化工過程模擬與實驗研究的結合是最有效和最廉價的化工過程研究方法。可以大大節(jié)約實驗成本，加快新產品和新工藝的開發(fā)過程。在化工廠設計中，化工過程軟件的模擬也是必不可少的工具，因此在化工設計課程中應該做為重點講授內容，適當安排相關計算機上機實際操作，對具體的CDIO項目進行物料衡算和熱量衡算模擬等。除此之外，還可以使用相關軟件進行優(yōu)化，比如利用AspenPinch進行熱集成，實施熱量集成與優(yōu)化，將化工過程中冷熱物流進行匹配優(yōu)化，將系統(tǒng)中冷熱量消化在體系內部，實現(xiàn)能源的節(jié)約目的。
三、對參加按照CDIO模式培養(yǎng)的學生建檔管理，跟蹤反饋
將所有參加《化工設計》課程按照CDIO模式培養(yǎng)的學生全部建檔管理，每個人都建成電子信息表，包括個人的所有基本信息、工作單位和其他相關信息等，然后根據(jù)具體信息對其進行定期的跟蹤反饋，及時了解相關企業(yè)對學生的知識體系、個人能力和工程能力的評價等，并通過交流，總結寶貴的經驗。
四、改進傳統(tǒng)的考試方法
考試是評價和改進教學，使之有利于培養(yǎng)創(chuàng)新人才的基本途徑；考試是引導學生主動、創(chuàng)造性地學習的重要手段；考試是檢測和提高學生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié)。因此，科學合理的、鼓勵創(chuàng)新的、富有活力的考試制度有利于培養(yǎng)高校學生的創(chuàng)造力，有利于造就建設創(chuàng)新型國家所需要的創(chuàng)新型人才。我們認為，教學是一個動態(tài)的持續(xù)過程，考試作為教學質量的評價手段，要達到客觀評價的目的，其評價活動應貫穿整個教學過程，不應以一次考試決定成績。為此，團隊提出了“做中學，學中考”的考核方式，具體做法如下：基于化工設計課項目式教學模式的教學方法，我們對考核內容做了合理化分配（見表1），從三個方面進行考核，平時成績、設計報告、期末考試。平時成績占總成績的20%，主要考核學生出勤、回答問題等課堂表現(xiàn)情況；每一個二級項目完成后，在規(guī)定時間內提交完整的項目設計報告，設計報告占總成績的50%，是考核的主要部分；期末考試采用閉卷方式，主要考核化工設計過程中涉及的基本原理、方法、步驟等問題。這種分配方式突出強調了設計報告的重要性，弱化了期末考試的分值，這與化工設計課自身實踐性強的特點是相適應的，學生通過考核就必須認真作好二級項目，不但鞏固了化工設計的基本理論，又熟悉了相應的設計規(guī)范，這樣就避免了學生考試突擊現(xiàn)象。幾年來，沒有學生要求劃范圍、劃重點，考試時也沒有作弊現(xiàn)象。
五、結束語：
調查統(tǒng)計的總體結果顯示，88％的工程師認為進入企業(yè)工作后的教育活動對專業(yè)職稱、職位的晉升有幫助，77％的工程師認為目前所接受的教育進修以及自學情況能夠滿足個人職業(yè)發(fā)展的需要，58％的工程師認為在學習期間的工資待遇不低于平時的正常工資，同時男女工程師對以上問題的認同差異不顯著。由此可以看出，工程師對企業(yè)教育培訓的相關制度和措施表示認可，工程師與企業(yè)對教育培訓的重要作用達成了共識，即教育培訓是企業(yè)戰(zhàn)略發(fā)展的需要、是企業(yè)人才儲備的主要措施，能夠激勵員工發(fā)揮自身潛能、造就更適合企業(yè)的特色技能。
1．學習愿望強烈、學習動機明確
在這樣的大環(huán)境下，作為企業(yè)先進技術的代表者、企業(yè)發(fā)展骨干力量的工程師，對學習表現(xiàn)出強烈的愿望，學習動機直接表現(xiàn)為通過學歷教育獲取文憑、或通過職業(yè)培訓提高專業(yè)技能水平。可以看出，60％的工程師認為需要參加學歷教育，81％的工程師認為需要參加職業(yè)培訓提升自己的專業(yè)技能水平。同時，在908個有效樣本中，70％的工程師接受過正規(guī)的學校教育，具有一定的專業(yè)背景，同時又是通過層層選拔進入企業(yè)工作的，但是所學專業(yè)與所從事的工作的相關性卻差異顯著，從圖2看出，目前所從事的工作與所學專業(yè)完全相關的僅占24％，基本以及有一些相關的占68％，完全不相關的占8％。早在1974年，克拉斯用定量方法分析了工程師參加繼續(xù)教育情況與工作業(yè)績的關系，結果表明參與繼續(xù)工程教育對工程師的職業(yè)發(fā)展有積極作用、參加繼續(xù)教育的工程師的工資增長更顯著。本文的研究結果印證并豐富了克拉斯的結論，即繼續(xù)教育對工程師發(fā)展具有正相關作用。首先，工程師通過不斷學習來提升職業(yè)能力，能夠獲得更多的升職、升級機會，從而提高經濟收入、改善生活品質。雖然難以用單純的物質成果來量化繼續(xù)工程教育的經濟效益的大小，但是繼續(xù)工程教育的教育收益率卻不容質疑。其次，工程師所接受的正規(guī)教育不足以幫助其解釋或解決實際工作中遇到了問題。李鋒亮等在中國大范圍實施“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”的時代背景下，通過實證研究也發(fā)現(xiàn)，在高等教育階段專業(yè)知識的準備不足將顯著提高工程師入職后發(fā)生過度教育的概率。最后，隨著中國產業(yè)結構的調整、科技進步的發(fā)展，企業(yè)的生產模式、經營模式、發(fā)展戰(zhàn)略在不斷發(fā)展變化，對專業(yè)技術崗位的要求越來越高，工程師只有通過持續(xù)專業(yè)化的學習，才能使自己從準專業(yè)或專業(yè)化程度較低的從業(yè)者成為專業(yè)化水平較高的從業(yè)者。
2．對學習內容的種類、層次的要求差異性顯著
由于工程師涉及不同的專業(yè)領域，對象較為廣泛，工程師個人特征和職業(yè)經歷的不同，對學習內容的種類、層次的要求差異性很大。不同年齡的有效樣本在哲學人文知識、專業(yè)知識及技能、職業(yè)素養(yǎng)、認知溝通能力四個方面有顯著差異、不同學歷的有效樣本在專業(yè)知識及技能方面有顯著差異、不同職稱的有效樣本在職業(yè)素養(yǎng)、認知溝通能力方面有顯著差異。雖然國際社會對工程師的知識和能力的整體結構達成了一定共識，建立一些比較成熟的工程師素質模型，例如約翰等提出的工程師領導力模型、莫文建構的工程師特質四面體以及布倫達等的工程師能力框架。然而，形成工程師學習內容差異性的原因不容忽視。首先，正規(guī)的學校教育對工程師的知識結構，特別是專業(yè)知識結構的建構具有決定性作用。院校工程教育的重要作用是不言而喻的，使學生在完成學業(yè)時，初步具備成為工程師的基本素質和條件。其次，在工程師不同的職業(yè)生涯階段，所需獲取的知識和提升的技能是有所變化的，年輕工程師所需學習的知識及技能對其職業(yè)發(fā)展影響更大。最后，工程師認證標準不僅規(guī)定了工程師的職業(yè)準入資格，而且基本反映了工程師的職業(yè)水平和等級，級別越高的工程師對職業(yè)素養(yǎng)和認知溝通能力的要求越高。
3．對學習方式、學習時間和學習地點的選擇個性化突出
工程師的學習活動體現(xiàn)出成人學習的特殊性，他們的工作閱歷、生活經歷、學習經驗隨著時間的延續(xù)會不斷積累，強調學習與個體自我經歷的整合。在個體自我作用下，更希望依據(jù)個人已有的知識經驗和行為習慣來選擇最合適的學習方式、學習時間和學習地點。可以看出不同年齡階段的工程師在學習方式、學習時間和學習地點的選擇方面的不同。就學習地點而言，高等院校仍然是工程師首選的學習場所，優(yōu)質的教育資源和良好的教學環(huán)境是高校的絕對優(yōu)勢；企業(yè)現(xiàn)場學習受到年輕工程師的青睞，這種體驗式的教育方式能夠培養(yǎng)他們的現(xiàn)場意識、提高工作效率，進而提高產品的品質。就學習方式而言，課堂面授是最常用的教學方式，25～34歲和45～54歲工程師對回歸課堂表現(xiàn)出濃厚興趣；問題研討通過討論交流獲得對問題的新的認識或獲得解決問題的方法，這種學習方式受到35～44歲工程師的歡迎。在企業(yè)實際調研還發(fā)現(xiàn)，師帶徒方式較好解決了集中學習與員工需求匹配度較低的問題，緩解了工學矛盾，特別對年輕工程師熟悉工作環(huán)境和業(yè)務，獲得崗位工作經驗很有效果。此外，雖然與傳統(tǒng)學習方式相比，遠程網(wǎng)絡能夠打破時空局限降低學習成本，但是并不受到被試樣本的歡迎，這可能與行業(yè)特點、網(wǎng)絡建設情況以及工作性質有關系。
4．工作學習矛盾突出、時間成本排序第一
要想獲得理想的學習效果，工程師需要克服諸多困難，投入包括資金、時間、努力程度和勞動等學習成本。中國電力行業(yè)的工程師在參加繼續(xù)教育活動時，存在著諸多困難，其中認為時間成本有較大困難的最多，其次是工作壓力，第三是費用承擔。現(xiàn)代社會中人們對時間價值的重視程度越來越高，首先，在時間分配問題上，工程師需要兼顧的因素很多。所調查的企業(yè)普遍采取了崗位聘任制，工程師在工作時間內崗位責任大，同時工程師一般都有自己的家庭，是家庭的頂梁柱。因此，除了企業(yè)安排的在工作時間內的集中培訓和現(xiàn)場培訓外，工程師參加學習都要占用一定的業(yè)余時間，如何在工作、生活之余，抽出時一定的時間和精力進行學習是工程師面臨的最大的實際問題。其次，在有限學習時間內的學習效率問題。隨著年齡的增長，成人的記憶、感知能力等智力因素開始呈下降趨勢，對學習缺乏信心、長時間不學習容易產生惰性；而且由于教學內容的針對性不強、教學進度不緊湊等客觀原因，使工程師認為在有限的學習時間內沒有獲得最佳的學習效果，時間的浪費造成學習價值的降低。
二、工程師學習需求對繼續(xù)工程教育的影響
現(xiàn)代工程師的學習需求呈現(xiàn)出迫切性、差異化、個性化、持續(xù)性等特點，同時學習也存在諸多困難，繼續(xù)工程教育辦學機構應該更多關注工程師群體學習需求特性，通過提供全方位的教育服務獲得社會效益和經濟利益，同時使學習者獲得教育收益，國家得到所需的人才，實現(xiàn)國家、組織和個人都受益的結果。因此以工程師為辦學對象的繼續(xù)工程教育不是單純的教育培訓，已經形成一個廣泛意義上的工程師能力開發(fā)系統(tǒng)，不僅涉及教育系統(tǒng)內部，而且與政府、企業(yè)、行業(yè)協(xié)會、社會組織等外部社會系統(tǒng)有著廣泛而密切聯(lián)系。在深入理解工程師學習需求特征的基礎上，形成工程師“提高能力水平”和“發(fā)揮能力水平”的組織保障和管理機制，才能實現(xiàn)工程師自身價值、創(chuàng)造企業(yè)價值、進而推動工程科技進步。
1．工程師的個人職業(yè)發(fā)展是繼續(xù)工程教育辦學的源動力
根據(jù)馬斯洛的需求層次理論，約瑟夫在1978年提出了工程師學習需求理論，建構了工程師的需求層次，他認為大多數(shù)工程師的需求在尊重需要和自我實現(xiàn)需要兩個層次，繼續(xù)教育機構應該重點關注工程師的這兩個層次的需要。現(xiàn)代工程師對待工作，不僅僅是謀生的手段，而是在工作中體驗各種經歷并確立自己的個性和可能性，發(fā)揮自身潛能，重新塑造自我，實現(xiàn)自身價值；通過持續(xù)的學習來更新專業(yè)知識，提高職業(yè)能力，實現(xiàn)從職場新手到工程師、再到行家里手的職業(yè)發(fā)展。因此，工程師的個人職業(yè)發(fā)展是繼續(xù)工程教育辦學的源動力。繼續(xù)工程教育辦學機構為工程師提供教育服務，以學習者為中心是辦學的基本思想。工程師學習需求的個性化、多樣化決定了辦學的多元化，工程師學習的階段性和終身性決定了教育服務的可持續(xù)性。這就要求辦學機構將學習者（工程師）作為客戶來看待，研究工程師的學習需求、關注工程師的學習成本、加強與工程師的交流、考慮工程師學習的便利性。同時，辦學機構要將這一思想實施于教育培訓活動的各個環(huán)節(jié)，一方面通過提供更快速和周到的優(yōu)質教育服務吸引和維持更多的客戶，另一方面通過對業(yè)務流程的全面管理來降低運營成本。辦學機構不僅要做知識的傳授和技能的培訓，還要做品牌做生活，通過創(chuàng)建品牌核心價值觀，營造新型生活方式，實現(xiàn)工程師在社會尊重、自我職業(yè)實現(xiàn)等層次需求的滿足；通過建立客戶俱樂部并開展相關后續(xù)服務和增值服務，成為工程師交流溝通的新模式和學習休閑的驛站，成為工程師的學習圈、生活圈和交友圈。
2．工程師所在企業(yè)的激勵機制是繼續(xù)工程教育辦學的驅動力
工程師群體首先隸屬于一定的企業(yè)，一般有正式的組織基礎，是工程師學習的主要組織形式；其次工程師隸屬于一定的工程師協(xié)會或專業(yè)協(xié)會，這些協(xié)會一般屬于公益性的、非盈利性的非正式組織，在協(xié)調政府、企業(yè)、工程師之間的關系、維護工程師權益、提供專業(yè)等方面發(fā)揮著重要作用，是工程師學習的有利支撐。工業(yè)企業(yè)是繼續(xù)工程教育的主體，也是有效實施的重要力量；不僅能促進工程師的合理分配、使用和流動、而且能激勵工程師更加積極地提升能力和素質。因此，工程師所在企業(yè)的激勵機制是繼續(xù)工程教育辦學的驅動力。目前，國家重點建設領域和行業(yè)的大中型企業(yè)都高度認同繼續(xù)教育對工程師個人職業(yè)發(fā)展、企業(yè)發(fā)展和戰(zhàn)略實施的重要性，而且絕大多數(shù)工程師都有繼續(xù)教育經歷。大型國有骨干企業(yè)都建立了以任職體系、素質模型、績效管理為依據(jù)的教育培訓體系，而且由企業(yè)出資建設的企業(yè)大學，作為員工培訓的一種創(chuàng)新形式發(fā)展迅速。但是企業(yè)教育培訓體系有待完善、企業(yè)大學的師資水平和教學質量有待提高、培訓內容的針對性和實用性有待加強。此外，中小企業(yè)和民營企業(yè)繼續(xù)教育狀況存在很多困難，這是由于中小企業(yè)規(guī)模小、所擁有的社會資源少、對高素質人才的吸引力較弱，員工的流動性大，造成這些企業(yè)的工程師數(shù)量少、一崗多責，更多的是依靠行業(yè)協(xié)會、社會培訓機構參加教育培訓。因此行業(yè)協(xié)會和社會培訓機構針對中小企業(yè)和民營企業(yè)工程師學習需求特點，要建立相應的繼續(xù)教育模式和組織動員機制。
3．工程師的制度管理構成繼續(xù)工程教育辦學的約束力
社會的發(fā)展和技術的進步，對工程師的專業(yè)化程度和能力水平的要求越來越高，使得這一職業(yè)的不可替代性越來越強。嚴格的工程師制度管理是工程師職業(yè)存在的基礎，體現(xiàn)了工程師執(zhí)業(yè)的專業(yè)地位和壟斷地位。對工程師的權利和義務的規(guī)定可以保證工程師職業(yè)整體的質量和水平；標準化和權威性的工程師“從業(yè)資格”和“執(zhí)業(yè)資格”制度是檢驗工程師學習和培訓效果的重要參考依據(jù)；社會化、專業(yè)化的工程師管理可以提高工程師的勞動所得以及社會公眾的認同感。因此，工程師的制度管理構成繼續(xù)工程教育辦學的約束力。雖然由于工程師學習需求旺盛，繼續(xù)工程教育辦學機構近年發(fā)展迅猛，隊伍規(guī)模不斷壯大，但是建設發(fā)展不均衡、辦學標準不規(guī)范等問題造成辦學機構良莠不齊，繼續(xù)教育面臨“學而無用”、“含金量低”的尷尬局面，制約著辦學機構的進一步發(fā)展。由于繼續(xù)工程教育辦學機構的建設和發(fā)展與工程師職業(yè)資格制度之間存在關聯(lián)性，將工程師的繼續(xù)教育、專業(yè)技術資格的獲得和晉升與其職業(yè)發(fā)展結合起來，能夠形成工程師供需的良性循環(huán)。以培養(yǎng)合格工程師為核心的繼續(xù)工程教育辦學標準化建設，能夠規(guī)范和約束辦學機構的辦學行為、引導辦學機構提高辦學質量和完善管理。工程師制度管理中有關繼續(xù)教育課程、學時、學分要求及規(guī)定為辦學機構的課程體系建設和教學內容安排提供依據(jù)和參考借鑒。
作者：張仁巍 田爾布 單位：三明學院建筑工程學院
教學過程使我們教師對橋梁基礎理論有了更好地掌握，為橋梁工程研究創(chuàng)造更好的基礎條件，只有自己從事橋梁相關科研，掌握豐富的知識，才能在教學過程中做到思路開闊，課堂教學生動活潑，使學生對知識易于接受和理解。科研對教學的積極影響顯而易見。提高教學質量除了教學方法的改革，就是要提高教師的素養(yǎng)和知識水平，掌握基礎知識的同時，還要在科研工作中去實踐和應用，這樣在教學過程中才能夠高屋建瓴，做到深入淺出，激發(fā)學生的學習興趣。在橋梁工程科研工作中，會不斷地遇到新問題，探索解決問題的新思路，積累的研究方法會自覺不自覺地帶入到課堂上，讓學生學會提出問題、分析問題和解決問題的方法，而不僅僅是對書本上的知識機械性地學習。另一方面，也使學生不要迷信課本，以為課本上的內容完全是金科玉律。事實上，課本上的知識的確很重要，但當今科技發(fā)展日新月異，需要不斷地得到補充和完善，這就要靠教師對本領域的發(fā)展具有全新的認識，才能夠將教學工作做好。
實踐教學是通過課程設計、畢業(yè)實習和畢業(yè)設計，使學生具備將專業(yè)基礎課知識運用到橋梁結構理論分析的素質，初步具備解決實際橋梁設計的能力。此階段是橋梁設計能力得以充實和提高的關鍵階段。在實踐教學體系中有可分為課程實踐和課外實踐（工程實踐）兩大類型。橋梁課程實踐是鍛煉學生的感性認識能力和動手能力，培養(yǎng)學生實踐創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，以彌補現(xiàn)行教材知識滯后的缺陷，了解學科發(fā)展的最前沿知識。工程實踐是鞏固深化理論知識，培養(yǎng)工程意識和工程能力的重要環(huán)節(jié)，同時鍛煉學生的橋梁結構理論的分析能力和中小橋梁的設計能力，還是培養(yǎng)橋梁工程專業(yè)特色人才的重要途徑。在橋梁課程設計中宜盡量選擇在橋梁中常用的梁形，結合先修材料力學、混凝土結構設計原理、結構力學等課程，全面進行橋梁課程設計。教師應提前準備好課程設計任務書及指導書，發(fā)給學生進行預習。教師加強過程監(jiān)督與輔導。例：（1）公路鋼筋混凝土簡支T形梁橋設計。主要進行：結構尺寸擬定、荷載計算、內外梁內力計算（涉及荷載橫向分布）、抗彎和抗剪鋼筋設計、主要內容檢算，繪制設計圖。（2）鐵路預應力混凝土簡支T形（或箱型）梁橋設計。主要進行：結構尺寸擬定、荷載計算、內力計算、預應力鋼筋設計、主要內容檢算，繪制設計圖。（3）公路（或鐵路）鋼筋混凝土橋墩（或雙柱式墩）設計。主要進行：結構尺寸擬定、荷載計算、內力計算、配筋設計、主要內容檢算，繪制設計圖。
在橋梁工程的教學過程中，注重將能力培養(yǎng)貫穿于課程教學的始終，堅持以學生為主體、教師為主導，實施啟發(fā)式、互動式教學，積極推進討論式、探究式、提問式教學、案例教學和合作式學習等教學方法；充分發(fā)揮教師的引導作用。在課堂上講深講透基本概念、基本方法，幫助學生分析理解課程中的重點和難點內容，講清關鍵問題和內在聯(lián)系，提高學生自主學習和獨立思考與探索的能力。并將完整的橋梁工程實例貫穿于教學過程之中。實踐證明，在這種教學模式下，學生真正成為教學活動的主體，從被動學習轉變?yōu)橹鲃訉W習，并在教與學的過程中實現(xiàn)師生間的心靈溝通。使整個教學過程都成為師生共同的思維互動過程。在這樣反復的互動過程中，教師傳授的知識很重要，但更重要的是在傳授知識的同時開發(fā)了學生智能，從而引發(fā)想象、激發(fā)靈感，培養(yǎng)了學生的鉆研精神與解決問題的能力。把學習過程中的發(fā)現(xiàn)、探究等認識活動凸顯出來，使學習過程更多地成為發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、解決問題的過程。總之，教師應根據(jù)具體的教學需要以及學生的具體情況，采用靈活多變的教學方法，讓學生真正成為學習、交流和討論的主體，全面提高學生的學習興趣和學習質量，同時提高自身的教學藝術水平，針對不同的學生因材施教，這都需要在教學中不斷探索，不斷認識，及時總結反思，再到教學實踐中去完善提高。
機械設計制造及其自動化專業(yè)以機械設計與制造為基礎，融入信息技術、計算機科學、微電子科學和控制論的基本原理，其主要任務就是運用先進的設計制造技術和理論，解決現(xiàn)代工程領域中的復雜技術問題，從而實現(xiàn)產品設計與制造的智能化。機械行業(yè)作為國家的基礎及支柱產業(yè)，在國民經濟中占有相當重要的地位。對于煤炭、鋼鐵、有色金屬等上游產業(yè)和房地產、快消品等下游產業(yè)具有重要意義，同時也具有很強的拉動能力。而機械制造中最活躍的領域便是機械制造自動化技術，也是企業(yè)提高生產效率、增加工業(yè)產值和提升市場競爭能力的必要手段。我國自改革開放以來，從境外引進了大量的先進技術及裝備，雖然使自身機械制造業(yè)有所發(fā)展，但是外資企業(yè)不斷對我國民族制造業(yè)進行干預和收購，使我國機械制造業(yè)始終無法擺脫“外資”和“進口”的雙重枷鎖。隨著社會的發(fā)展和人們不斷提高的生活水準，機械制造業(yè)作為一個發(fā)展多年的傳統(tǒng)領域面臨著越來越多的挑戰(zhàn)和競爭，在工業(yè)生產逐漸趨向科技化、信息化的洪流中，先進的生產技術和高素質的專業(yè)人才成為我國機械制造業(yè)必然的選擇趨勢。所以，我國高等工程教育機械設計制造及其自動化專業(yè)大學生進行工程教育評估對于當前市場環(huán)境顯得尤為重要
2專業(yè)認證過程與方式
機械類專業(yè)認證工作的開展主要依據(jù)機械制造及其自動化專業(yè)認證工作組起草的相關文件:《高等學校機械制造及其自動化專業(yè)本科教育認證方法與程序》、《高等學校機械制造及其自動化專業(yè)本科教育認證標準》、《高等學校機械制造及其自動化專業(yè)本科教育認證試點學校準備工作指南》、《高等學校機械制造及其自動化專業(yè)本科教育認證專家培訓與遴選辦法》、《高等學校機械制造及其自動化專業(yè)本科教育認證考核小組工作指南》。專業(yè)認證的過程主要包括學校自評、專家組進校考察和形成認證報告3個階段。首先認證學校應向工作組提供申請表，并應包含以下內容。①師資情況(教師崗位結構、教師職稱結構、教師學歷結構)。②近3年學生數(shù)量(招生數(shù)、在校生數(shù)、畢業(yè)生數(shù)、授予學位數(shù))。③圖書館資源概況(學校藏書、專業(yè)資源)。④實踐教學條件(主要實驗、實踐、實訓條件)。⑤近3年教學經費(教學經費、科研經費)。工作組接到學校的申請表和申請報告后，對申請進行審核評析，審核通過后申請學校需進行自我評價，并撰寫自評報告。工作組接到學校的自評報告后，與學校協(xié)商并進行實地考察，目的是對學校自評報告的準確性和真實性進行實地考察，并了解高校未曾在報告中反映出來的其他情況。
3認證實踐
機械設計制造及其自動化以及相關專業(yè)，應以培養(yǎng)社會適應能力強、專業(yè)知識扎實全面的學生為目標，以滿足用人單位和當今市場瞬息萬變的人才需求，因此機械制造專業(yè)學生工程教育認證工作就顯得尤為重要。以華中科技大學為例，該校結合機械制造專業(yè)的課程設置和培養(yǎng)模式，對參加工程教育認證的學生進行動手能力和專業(yè)技能強化訓練的同時，加強基本教學科目的鞏固，在培訓的同時充分考慮當前機械設計制造及其自動化專業(yè)工程師面臨機械設計制造逐步與世界接軌，其基礎知識及應用能力將在國際社會上的競爭中受到挑戰(zhàn)以及考驗的實際情況。為了在步入崗位中能夠具有當代機械工程師應具備的基本素質，必須追求創(chuàng)新，應用新理論，該校在培訓過程中尤其注重學生創(chuàng)新能力和發(fā)散思維的培養(yǎng)，注重基礎理論和實踐相結合的培養(yǎng)理念，以時代和企業(yè)的需求為培養(yǎng)方向，以現(xiàn)代機械設計制造方法和理論的應用為培養(yǎng)重點。華中科技大學在機械設計工程師資格認證工作和平時的培訓過程中投入了必要的軟硬件物質，并精選優(yōu)秀師資力量，針對機械制造專業(yè)學生的教育教學特點，研究本校所適應的獨特培訓方案以及培訓模式。為了提高學生的應用能力和動手設計能力，對企業(yè)的實際工程需要進行模擬訓練及實踐操作，使機械制造專業(yè)學生更具備實用型人才的綜合素質。近幾年來該校機械制造及其自動化專業(yè)共培訓711人，603人通過認證，認證通過率達到83.2%。國內外許多大型工程公司也認可和支持對在校大學生進行機械工程設計資格認證，該認證在機械行業(yè)內具有重要影響，它代表通過認證學生的知識儲備及綜合應用能力符合當今企業(yè)需要，通過認證者在就業(yè)過程中更加受到用人單位的歡迎。在對一些資格持有者的后續(xù)跟蹤調查中，發(fā)現(xiàn)其卓越的知識應用能力和環(huán)境適應能力得到了大部分企業(yè)的認可，實現(xiàn)了企業(yè)和員工的互利雙贏。員工自身也感到受益匪淺，從而更加熱愛機械制造業(yè)，為祖國工業(yè)的發(fā)展貢獻力量。
4認證的重要作用
境外許多國家早已通行對機械工程師的工程教育認證，我國受到體制和高等教育背景的影響，正處于探索和經驗積累的時期。幾年來的試點試驗證明，開展此項工作具有以下重要作用。
(1)推進高校機械設計制造及其自動化專業(yè)的改革。
目前若干高校專業(yè)教學脫離實際，不考慮學生素質能力與社會需要的契合性，教學內容繁多而缺乏重點，空泛而不切合企業(yè)實際需求，注重理論而缺乏實踐，學生往往偏重書本的理論知識而不注重實踐能力。因此，高校的專業(yè)教育應當改革，引導學生與企業(yè)溝通，培養(yǎng)具有扎實基礎理論知識、嫻熟實踐操作能力的高素質復合型人才，并積極地與國際人才培養(yǎng)模式接軌。
(2)推動企業(yè)積極參與人才培養(yǎng)。
企業(yè)一方面對優(yōu)秀機械設計制造工程師求才若渴，一方面把培養(yǎng)集理論知識、動手操作能力為一身的高素質人才的重任全部推給高校。自身需求的矛盾使企業(yè)對高校畢業(yè)生始終不滿意，從而花費時間和精力進行“二次培養(yǎng)”。其實，高校的教育投入是有限的，再資深的老師、再完備的實驗室也很難單方面培養(yǎng)出符合企業(yè)口味的技術人才，只有充分利用企業(yè)和社會的資源，讓學習、研究、實踐和生產更緊密地結合起來，才能培養(yǎng)出理論與實踐相結合的高素質復合型人才，企業(yè)也應擔負起與高校共同培養(yǎng)人才的責任，實現(xiàn)雙贏。
(3)畢業(yè)生可以快速適應工作環(huán)境。
高校的主要任務是培養(yǎng)企業(yè)和社會所需要的適應性技術人才和管理人才，高校畢業(yè)生在步入社會后應具有獨立解決企業(yè)在生產設計過程中所面臨的技術及管理問題的能力，能夠熟練地運用在課堂中所學到的理論知識并結合嫻熟的動手操作能力，真正成為高適應性、高技術操作性的實用型人才。這也應是企業(yè)和高校共同的人才培養(yǎng)方向。
(4)為我國機械工程師得到國際認可，并走向國際市場奠定基礎。
在生產經濟趨向高度全球化的今天，專業(yè)人才培養(yǎng)目標不應僅僅停留在國內市場，應該意識到我國的工程師在專業(yè)技能、專業(yè)知識和職業(yè)資格等方面與國際水準還有差距。以《工程師流動論壇協(xié)議》為主流的國際社會通行的職業(yè)資格認可是對人才職業(yè)技能和專業(yè)知識的肯定，雖然我國目前還未加入任何國際認證體系，但是開展大學生工程教育認證為接下來的工程師國際互認做好了前期鋪墊。可以預見，未來我國的機械工程師必定會與國際接軌，并積極參與到與其他國家和地區(qū)的人才互動和技術交流中來。
5總結及思考
(一)教育目標
工程教育應當以培養(yǎng)工程師為己任。教育目標應該體現(xiàn)培養(yǎng)什么樣的工程人才，今后能夠從事的職業(yè)或崗位等內容。教育目標是對人才培養(yǎng)使命或教育目的的分類型、分層次的規(guī)定。6所研究型大學的人才培養(yǎng)使命大多用“高素質”“拔尖創(chuàng)新”“高級專門”以及“高層次”“創(chuàng)新型”“復合型”等詞匯來修飾;但C大學的學校人才培養(yǎng)使命相對具體。關于專業(yè)教育目標，6所大學主要關注知識基礎和畢業(yè)后能夠從事的職業(yè)和崗位類型，較少關注其他方面的內容。這實質上是將人才培養(yǎng)的重點放在知識和做事的層面。
(二)預期學習結果
教育目標和預期學習結果是課程改革的“指南針”。預期學習結果是對教育目標的細化，使之達到可操作、可實施的程度。預期學習結果反映了學生在畢業(yè)時期望的和所能達到的學習水準，它常常與學生掌握的知識、具備的技能和態(tài)度有關。6所大學工程教育的預期學習結果在知識、技能和態(tài)度這3個維度設置上大體一致。但不同學校設計的預期學習結果內涵也有差異。例如，A大學和E大學在知識要求中將經濟管理知識單列;C大學特別強調工具性知識和社會發(fā)展及相關領域知識。我國大學對工程專業(yè)中“知識”要求的趨同性，說明自然科學知識的基礎性得到了重視，但技術知識的分化、交叉與快速變化的特性沒有受重視，工程科學知識沒有很好地被重視。究其原因，可能是我國高校對工程的本質和工程實踐的時代特性沒有精準地把握。又如，關于學習結果的技能要求，C大學獨樹一幟，將終身學習能力、工程實踐能力、解決問題能力、創(chuàng)新能力以及交流、協(xié)調、合作與競爭能力納入其中。關于態(tài)度要求，6所大學的表述非常泛化，還停留在精神、思想、素養(yǎng)、意識層面。可見，我國大學對工程專業(yè)中“技能”和“態(tài)度”的要求，還需更關注21世紀工程師職業(yè)新形象和工程實踐新特征對培養(yǎng)學生能力和素質的影響。
(三)課程結構
課程結構是課程設計的重要內容，它是連接教育目標和最終學習結果的橋梁。課程結構包含課程類別、內容、學分比例、選課性質等要素。由于我國大學課程模塊劃分沒有統(tǒng)一標準，為規(guī)范統(tǒng)計口徑，本研究將課程類別分為以下7類:(1)通識通選課程，包括政治、軍事理論課，外語、體育和計算機工具類課程以及學校單獨設置的通識教育課程模塊;(2)自然科學課程，指數(shù)學、物理、化學類課程;(3)學科技術基礎課程，指大類學科基礎課、學科平臺課、技術基礎知識課或專業(yè)基礎課;(4)專業(yè)課程，是指直接針對本專業(yè)的專業(yè)主干課、專業(yè)核心課;(5)專業(yè)方向課，是指單獨劃專業(yè)分類的課程，包括分組方向選修、分模塊選修、分課程群選修等;(6)集中實踐環(huán)節(jié)，是指對立于課堂教學的一類課程，不包括具體課程涵蓋的實驗、研討和課外自學，但包括一門課程結束之后的課程設計;(7)單獨設置的跨學科選修課。數(shù)據(jù)分析表明，6所學校課程學分總數(shù)從160～208不等;通識通選課總學分數(shù)超過40的學校有5所;自然科學課程學分平均為26;學科技術基礎課學分從21.5～54，集中實踐環(huán)節(jié)學分從14～45不等，這兩類課程學分配置差異較大，說明課程學分設置被學校認識的重要程度有差異。各類課程占總學分的比例有所不同。如果按某類課程的學分數(shù)占本專業(yè)總學分的比例超過20%這一標準來衡量，6所學校的通識通選課比例全部超過該標準，學科技術基礎課比例有5所學校超過該標準，集中實踐環(huán)節(jié)有3所學校超過該標準。自然科學課程和專業(yè)課程的學分比例均低于總學分的20%。關于專業(yè)方向課和跨學科選修課，分別有3所和2所大學單獨設置了該類型。自然科學類課程所占總學分比例變化不大，全距R=6.2;學科技術課程占總學分比例有波動，全距R=16.8，上異常值為30.2%，下異常值為13.4%;集中實踐環(huán)節(jié)的下異常值為B大學的8.8%。上述數(shù)據(jù)表明，不同學校對不同類型課程的重要性程度認識不同。數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析結果還說明了專業(yè)課程(學科技術基礎、專業(yè)課、專業(yè)方向和跨學科課程)中必修與選修的學分配置情況。從選修課程學分占總學分比例來看，比例最高的是B大學，選修學分高達32;比例最小的是C大學，選修學分低至7;這說明這兩所大學對選修課程的功能和學生學習選擇的靈活性，有著不同的理解和做法。其余4所大學選修課程比例大體相同。如果單從選修門數(shù)的絕對值來圖2專業(yè)課程選修與必修門數(shù)看，A大學高居榜首，其值為51;C大學最少，其值為8;選修課提供門數(shù)有下異常值，為C大學的8。絕對值只表明量的多少，要說明學生選課的自由度，還要考察可選門數(shù)與應選學分的比值。該比值越高，表明單位學分可選門數(shù)越多。從表3可以看出，D大學和A大學提供的選修門數(shù)與學分之比較高，可以推論，其學生的選課自由度可能較高。B大學和E大學提供的選修門數(shù)與學分之比較低，其學生的選課自由度可能較低。
(四)實踐環(huán)節(jié)
工程專業(yè)的課程計劃中，實踐環(huán)節(jié)的設計對工程教育尤為重要。從6所大學課程計劃的集中實踐環(huán)節(jié)設置看，集中實踐環(huán)節(jié)的學分數(shù)占總學分的比例有一定的差距，最低8.7%，最高24.4%。集中實踐環(huán)節(jié)的類別按出現(xiàn)的頻率由高到低依次是:認知實踐、畢業(yè)設計論文、軍訓、課程設計、各類實習、綜合項目設計。值得指出的是，“綜合項目設計”本應是工程教育實踐環(huán)節(jié)的重要內容。但遺憾的是，無論從學分設置(4～5學分)還是采用學校(3所)來看，均沒有凸顯該類實踐環(huán)節(jié)應有的地位。富有個性化的是，A大學設置了大學生科研項目訓練(2學分)，旨在為學生提供課外科學研究、接觸教授的機會。C大學設置了創(chuàng)新拓展項目(2學分)，旨在鼓勵學生積極參加校內實驗室、教學基地、創(chuàng)新實踐的學習活動。C大學還要求參加“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”的工程專業(yè)必須建立學校與企業(yè)培養(yǎng)聯(lián)合體。這代表著工程教育課程改革在實踐環(huán)節(jié)方面的創(chuàng)新。
(五)學習經驗與評價
關于學習經驗，我國高校的課程計劃大多沒有專門規(guī)定。在課程計劃中反映的學習經驗，主要體現(xiàn)在不同類型課程與教學的要求中，個別大學還規(guī)定了課程內部各教學環(huán)節(jié)的學時要求。例如，A大學的課程計劃規(guī)定，每個專業(yè)必須有2門雙語教學的課程和2門研究型教學的課程(Seminar);每門課程的學時由5部分組成:授課、實驗、討論、上機和課外學時，各門課程可根據(jù)具體情況有側重地設計相應環(huán)節(jié)。又如，C大學人才培養(yǎng)方案規(guī)定，為了實現(xiàn)人才培養(yǎng)的知識、能力與人格標準的要求，采用小班化教學、分小組學習、項目作業(yè)以及討論式、案例式和做中學的學習方法。再如，F(xiàn)大學水利水電工程專業(yè)開設了“Project課程”，即項目課程，旨在為學生提供項目設計經驗，培養(yǎng)工程設計能力;學生還可參加學校組織的“大學生科研訓練”項目，獲取科學研究的學習經驗。上述教學要求為學生學習工程提供了一定的經驗。學習評價在課程計劃中反映的程度總體不高。從6所學校人才培養(yǎng)方案中捕捉到的關于學習評價方式，大致可歸結為2類。第一類是“簡化”模式，以E大學為典型。在課程計劃中有一項“考核分配”的要求，規(guī)定了所列課程是“考試”或“考察”，僅此而已。第二類是“對應”模式，以C大學為典型。C大學除了在課程計劃中表明考核方式外，還對成績評價方法進行了限定，要求評價方法與專業(yè)培養(yǎng)目標中的“知識、能力與人格”要求相對應。例如，對“數(shù)學或邏輯學的基礎知識”，其評價方法是“數(shù)理知識通過課程期中、期末考試并考慮平時成績、實驗報告等綜合評價”;對“與人合作共事的能力”，評價方法為“若干專業(yè)課實行小班化、討論式、案例式、做中學、大作業(yè)以及通過面試和筆試等方式綜合評價學生成績”。C大學的學習評價模式緊扣學習預期結果，其改革的先進性和政策力度值得借鑒。
二、討論
上述研究結果呈現(xiàn)了案例大學工程教育課程現(xiàn)狀的教育目標、預期學習結果、課程結構、實踐環(huán)節(jié)、學習經驗與評價等關鍵要素。從靜態(tài)的課程設計角度進一步考察課程現(xiàn)狀與工程實踐的契合度，深入探討這些現(xiàn)狀背后隱藏的問題并揭示其潛在成因，是本研究關注的另一重要問題。
(一)課程現(xiàn)狀與工程實踐的契合度
從課程設計的角度分析課程現(xiàn)狀與工程實踐的契合度，可以看出我國高等工程教育課程與工程實踐的關聯(lián)度不高，具體表現(xiàn)在以下方面。其一，從教育目標來看，無論是學校人才培養(yǎng)使命還是專業(yè)教育目標，大多沒有體現(xiàn)面向實踐的工程教育愿景。案例大學均是具有良好工程教育聲譽的研究型大學，理應肩負培養(yǎng)國家新型工業(yè)化戰(zhàn)略所需工程師的使命。但其教育目標的表述，并沒有突出培養(yǎng)工程人才這一重點。其二，從學習結果來看，知識、技能和態(tài)度之間是分離關系，沒有體現(xiàn)工程實踐的整合能力觀。雖然知識要求面較廣，但沒有與工程實踐相聯(lián)系;技能要求還只是一般本科生所應達到的通用標準，沒有體現(xiàn)“工程師”的能力特質;態(tài)度要求更是泛泛而談，不易操作和評價。其三，從課程結構來看，總學分數(shù)和學分比例設置不合理。首先，總學分數(shù)偏高，這意味著課內學時太多，限制了學生自主學習時間，可能會遏制學生工程創(chuàng)新能力的培養(yǎng);其次，各類課程學分比例設置不合理，理論課程過多，實踐課程偏少，實踐內涵不夠豐富。這些現(xiàn)狀與工程教育的實踐特性這一本質屬性的要求相差甚遠。其四，從學習經驗和評價來看，教學方法還是以講授為主，學習經驗的設計僅停留在研討課、雙語課等形式層面，遠沒有觸及工程實踐的本質。學習評價仍以“考試”或“考察”為主，從現(xiàn)行課程計劃中幾乎看不出改革與前進的步伐。唯一例外的是C大學提出采取不同的形式、與能力標準相對應進行學習評價，但這只是一個嘗試，實施效果要拭目以待。
(二)課程現(xiàn)狀隱含的問題及成因
我國工程教育課程偏離工程實踐、與工程實踐的契合度不高，這一現(xiàn)象背后隱含的問題頗多。若從靜態(tài)的課程設計視角審視問題，我國高等工程教育課程的主要矛盾表現(xiàn)在課程目標和課程結構兩個方面。一方面，課程目標脫離工業(yè)需求。本研究所揭示的我國本科工程教育課程目標呈現(xiàn)趨同化特點，各校之間“相互借鑒”表述空泛，針對性和個性化不強。同時，課程目標還呈現(xiàn)智性化特點，過分重視學科知識的掌握，忽視解決工程問題能力的培養(yǎng)，斷失了工業(yè)界需求這一“活水源頭”。工程教育課程目標的制定應當緊緊圍繞工程師在企業(yè)環(huán)境中工作所需的知識、技能和態(tài)度。我國工程教育課程目標的內涵沒有很好地吸納工業(yè)界對工程師特質的訴求，課程目標的制定過程也沒有充分考慮工業(yè)界企業(yè)雇主的參與，似乎只在學校內部“閉門造車”，脫離工業(yè)企業(yè)和工程實踐的需求。另一方面，課程結構分離工程能力。研究表明，我國工程教育課程結構存在明顯的學科壁壘，仍以學科知識為導向劃分課程結構。按照嚴謹?shù)闹R體系劃分課程結構的弊端是，在獲得知識體系完備性的同時，犧牲了學科交叉的機會，而跨學科思維是工程師解決問題的重要思維。可見，課程結構的分離表現(xiàn)在兩個層面:一是學科知識和實踐能力的分離，兩者缺乏必要的聯(lián)結;二是學科課程之間的分離，各類知識缺乏滲透和有機聯(lián)系。上述工程教育課程問題應當引起人們的反思。我國從20世紀80年代開始，一直在探索工程教育課程改革的新路，為何改革從未間斷但問題仍很嚴重?究其根源，筆者認為這與我國高校工程教育課程改革缺乏工程觀、人才觀和課程觀的指導有關。工程教育若不皈依工程本質、面向當代工程實踐，如何談及培養(yǎng)未來的工程師?過度科學化的課程割裂了工程實踐的整體特性，而建立在“大工程觀”基礎上的“整體工程觀”是指導工程教育課程改革的哲學思想。
三、結論與建議
