理工科大学生工程意识的培养与工程素质的养成

理工科大学生工程意识的培养与工程素质的养成

张新义

(山东理工大学，淄博255049)

理工科院校是培养未来工程师的摇篮。科学技术的迅猛发展和现代工程的综合性、多样性及复杂性，要求理工科院校培养的人才应当具有良好的现代自然科学和管理科学素养，具备扎实的技术基础并掌握工程技术专业知识与技能，富有进取精神和人文精神，善于解决工程实际问题。这也是我国高等工程教育追求的目标。要达到这个目标，必须强化大学生的工程意识培养和促进大学生工程素质的养成。

一、工程意识与工程素质的关系

1．工程意识的内涵

工程意识是人脑对事物、经济环境、自然环境的能动反应，是在充分掌握自然规律的基础上，通过尊重自然、保护自然，合理合法地开发利用自然条件，完成某项工程，创造出新的物质财富的意念。工程意识的内涵主要包括以下几点。

①创新意识:创新是一个民族进步的灵魂，是国家兴旺发达的不竭动力，创新是人类社会进步的基础和生命力所在，勇于创新是工程师的首要工程意识。

②时代意识:现代工业生产是集技术、经济、社会、环境及组织管理于一体的庞大系统。工程师负有推动工业发展、社会进步的责任，因此，要紧随时代步伐，有强烈的时代意识。

③竞争意识:现代科学技术迅猛发展，导致现代工业的技术设备、产品更新的周期逐渐缩短，竞争日益剧烈。在此情形下，任何企业都处于挑战和机会并存的环境之中，要想求生存、图发展，必须积极参与竞争。

④实践意识:实践经验对工程设计具有特殊的意义，工程师的设计一定要符合生产实际要求，这就必须有实践意识。

⑤经济意识和社会意识:工程设计具有综合性的特点，现代工业生产已与整个社会、经济息息相关，不考虑经济效益，企业难以生存，不顾及国家和社会效益，忽视生态、环境和可持续发展的要求，不仅为国家和社会所不允许，而且企业自身的经济效益亦将受到损害，因此，高明的工程师设计任何工程或产品，都必须自觉地接受这两方面的制约，并选择最佳的配合方案，这就要求工程师必须树立工程的经济意识和社会意识。

⑥管理意识:工程具有很强的实践性，一项工程在设计前后都需要考虑实施问题。作为工程师，从事设计、制造、实施、运行或研究开发工作，亦不可避免地涉及人际关系，为此熟悉现代企业组织管理状况和管理规律是十分重要的。

⑦职业道德意识:工程师还应具有较强的职业道德意识。工程造福于人类并非只通过科技来完成，还必须通过工程师的正义感、责任心和敬业精神，才能真正实现科技价值。职业道德意识涉及工程技术人员的思想境界、价值取向、工作态度、对职业意义的理解及道德水准等，除了特定的职业道德或伦理规范要求外，还包括对人类赖以生存的生态和社会环境的觉悟，对人类数千年来形成的文明和文化的理解，尤其要具有更广泛的以全球为中心的视野或世界观。

工程意识是一个整体概念，只具备其中某一方面或某几种意识而缺乏其他方面意识的工程技术人员，不能算已具备工程意识。在当今世界已走向知识经济的时代，科技发展突飞猛进，工程意识的内涵也随着时代的发展和社会的进步而不断深化和扩展。

2．工程素质的内涵

工程素质也称为工程素养，是指从事工程实践的人们所具有的一种能力，是面向工程实践活动所具备的潜能和适应性。工程素质主要是具有良好的数学、自然科学和人文社会科学的基本素养，比较扎实和宽厚的工程技术科学基础和工程应用技术专业知识，受过必要的、基本的工程训练，具有综合分析和解决工程实际问题的能力和管理才能，具有高尚的人文精神和科学精神。

其中，“具有高尚的人文精神和科学精神”，是要求培养的未来工程师要学会“做人”。工程技术人员在“做事”时，不仅要回答“会不会做”的问题，即能否运用科学理论和技术手段合理地解决问题，而且要回答“该不该做”的问题，即是否经济，是否符合国家的法律法规、社会公德、文化传统、民族习俗等方面的要求，也就是说，必须以“做人”来统帅“做事”。特别是在改革开放的今天，在市场经济的背景下，以什么样的素质和道德标准来“做人”和“做事”，是每一个未来工程师都不能忽视的重要问题。因而，培养的工程师必须能从工程伦理、法律法规、社会可持续发展等方面去考虑这项工程活动的可行性。

3．二者的关系

从工程意识和工程素质的内涵可以看出，工程意识和工程素质密切相关、互为条件，工程意识是内在的动力因素，它将促进工程素质的提高，而通过工程素质的培养将直接或间接地增强工程意识。二者均属工程师必备的基本素质，应当在工程师的成长过程中加以强化和培养，使大学生树立现代工程观念，努力学习工程基础知识，养成较强的工程实践能力、工程创新能力和工程管理能力。

二、当前工程意识教育与工程素质养成中存在的主要问题

1．高等工程教育在办学方向上“面向工程”不够

目前，高等工科专业学生的实际培养过程中更偏重科学基础，忽视了工程技术及人文素质的培养。当今世界科学技术的进步日新月异，新的科学原理、技术发明不断在工程中被采用，新的工业产品不断被开发，使得知识更新周期逐渐缩短。近年来，高等学校为适应社会对人才的需求，跟上科技进步的步伐，进行了广泛的教育教学改革，这其中包括教学内容和课程体系这一最根本的改革，也包括加强学生创新能力和实践能力的培养。这些改革只是高等工程教育如何适应经济社会发展的初步探索，仍然不能摆脱工程教育滞后于工程实际需要的局面，这是高等工程教育长期以来难以解决的矛盾。

2．过分强调学科的系统性

解决工程实际问题注重的是知识和技能的综合运用，注重工程的整体性和可行性。但目前仍存在着注重各个学科的系统性，而对综合运用各门学科知识、以工程为对象构成有机的整体考虑较少;对在培养方案中，如何体现知识、技能和能力三者的区别与联系，以及对在教学过程中怎样实现这种关系，还缺少深入细致的研究。

3．重理论轻实践

高等工程教育的特点之一是实践性。一个时期以来，轻视实践是我国高等工程教育存在的一个明显弊端。这既与重视书本、轻视实践的传统教育价值观有关，也与大部分青年教师本身工程素养和工程意识较差有关，同时也与我国教育体制中大学与企事业用人单位的需要相脱节的弊病有关，更与实践教学经费投入不足、实践教学场所难以寻找和学生难以在现场动手操作有关。在此情势下，工程训练不落实，学生难以获得工程师的基本训练。轻视实践，解决实际问题和工程实践能力差，已成为部分大学生走上工作岗位不能充分发挥作用的重要原因之一。因此，培养学生把知识运用于实践的能力与方法，是当前进一步提高教育教学质量的一个关键问题。

4．高等工程教育模式单一

在不同的地区和产业部门，高校应根据企业对人才的需求和明确分工进行多层次的工程教育。但是目前许多高校仅用单一模式去满足多种需要，课程体系比较相近，培养出来的学生没有层次感。近年来，各高校在教学模式方面进行了有益的探索，但是还没有从根本上实现根据社会需求和学校及专业特点采用有特色的教学模式，培养出满足不同需求的多类型、多层次的人才。

5．传统的教学组织模式陈旧

传统的教学组织模式基本是以教师、课堂、书本为中心，只强调对某门学科的深入分析，强调理论的系统性，注重学生的逻辑思维能力和对原理的掌握，缺少对学生主动获取知识能力的培养，没有充分调动学生的学习积极性。而现代社会需要学生主动学习、主动思考，具备独立完成实践项目的能力，需要培养学生的创新意识。因此，需要改变现在的机械记忆、被动模仿的教学模式，采取结合实际的案例式教学、综合性教学方式，在课程内容上体现知识的交叉与综合，培养学生运用经验与直观判断解决工程实际问题的能力，培养学生解决工程问题的科学精神与人文素质。

6．传统的专业培养方案忽视工科学生人文素质的培养

长期以来，高等工程教育人文类课程设置内容较少，而且很多是选修课，不利于学生人文素质的培养。在现代科技发展的态势下，在市场经济的发展过程中，需要大力加强理工科学生的人文素质教育，在工程教育的课程改革中，要使人文类、经济类、法律类课程在工程教育课程体系中占有一定比例，在授课过程中要能够与工程课程相整合，与工程技术相联系。同时在课程改革过程中，也要注意不能矫枉过正，因为复合型人才是以专业知识、技能为基础的，不能过分强调通才的培养而忽略专业知识的传授。工程教育的目标仍是培养专业人才，但要扩大适应面，以适应社会需要及应付各种变化的需要，实现从单一型专业人才到复合型通才的转变。

三、工程意识教育与工程素质养成的途径

高等工程教育的任务，一方面要给未来的工程师打下必要的、较宽的学科基础和专业基础，另一方面又要让学生受到必要的、基本的工程训练，包括实习、实验、设计等基本训练，使学生具有分析、解决工程实际问题的能力。工程意识的教育和工程素质的养成，不能仅靠理论教育而获得，还必须通过工程实践活动，通过直接的、现实的、感性的活动进行培养和造就。工程意识的教育与工程素质的养成，应采取的方式与途径虽有所不同，但两者紧密相关，互为因果。因而，首先要从高等工程教育自身，探索提高工程意识与工程素质的合理的、最佳的方案。

1．以先进的工程教育理念，引领现代工程意识的培养

在教育思想和教育观念上，要体现时代特征，要不断借鉴世界先进国家高等工程教育的成功经验，积极探索工程教育专业人才培养的新模式。

其中，基于CDIO体系的人才培养模式，受到了各国的普遍关注，是近年来国际工程教育改革的最新成果，已经在欧美等国家进行了较多研究。CDIO作为一种新的高等工科教育创新模式，汇总了当前工程教育所涉及的知识、技能及发展前景，制定了工程教育的培养目标，成为现代工程师必备的工程知识、技能和素质的一个汇编，包含了大学工程教育需要的内容，提出了系统的能力培养、全面的实施方案以及成效检验的12条标准，具有较强的可操作性。目前已有几十所世界著名大学加入了CDIO国际组织，许多高校的院系已全面采用了CDIO工程教育理念和教学大纲，并取得了良好的教学效果。

“卓越工程师培养计划”也是教育部借鉴世界先进国家高等工程教育成功经验的又一项举措，旨在通过教育和行业、高校和企业的密切合作，以实际工程为背景，以工程技术为主线，着力提高学生的工程意识、工程素质和工程实践能力，培养造就一大批创新能力强、适应企业发展需要的多种类型的优秀工程师，从而创建具有中国特色的工程教育模式。

这两项改革都是教育部当前力推的工程教育教学模式改革方案，旨在为高校其他工科专业及国内同类高校提供有益的借鉴。只要高校从教育思想上认识到工程意识培养的必要性，以先进的工程理念做引导，借鉴世界先进国家高等工程教育的成功经验，把这方面的理念纳入到培养方案中，构建必要的校内工程育人环境，积极开展产学研合作，并配备一支具有较强现代工程意识的教师队伍，就能使学生在毕业时具备一定的现代工程意识。

2．建立科学完善的培养计划体系

高校要按照国家的宏观要求，考虑自身的人才培养模式、目标定位以及服务的经济区域，制订反映本单位办学特色的培养计划体系。学校要处理好基础与专业课之间的矛盾;解决好理论教学和实践教学的关系;控制好学生课堂学习和课下自学的比例;理顺工程教育与人文教育的关系。培养方案不能几十年一贯制，要根据科技发展和市场需求的变化，不断调整、充实和完善，使培养方案具有超前性，而且处于一种动态的调整状态。

3．进行教学内容和课程体系的有机整合

坚持科学教育与工程训练并重的原则，进一步深化教学改革，改变传统的专业观念，树立现代工程观念，改革学科专业设置和课程结构，进行教学内容和课程体系的整合，使学生工程方面的基本培养和训练贯穿于本科四年教学的全过程。增设人文、社会科学课程，扩大理科课程范围，使工科逐步向理工结合、文理工渗透的方向发展，提高人才基本素质，改善学生的知识结构，使之由平面结构向立体结构方向发展，逐步适应社会和工程对各类人才知识结构综合化的需求。同时，要适度处理好各类课程设置的关系，防止单纯学科化，必须注意与工程意识的培养密切结合。在课程讲授时，应有意识地结合社会对工程师社会意识和道德意识的要求对学生进行教育，从而把工程师的工程意识与人文、社会科学的教学结合起来。

4．切实加强实践教学和工程基本训练

一是把理论教学与实践教学整合起来，建立实践性教学体系，使工程意识和工程素质的培养贯穿于整个教学过程中，体现在教材、课堂讲授、实验和其他教学活动中。二是加强校内工程实践基地的建设，建立教学实验中心。加强实践性环节的综合性、设计性、研究性项目，真正提高学生的独立工作与实际工作能力。

高度重视实验对培养工程技术人才的重要作用，加强基础性实验，增加综合性、设计性实验，以培养学生的动手能力和创新能力;加大实验室开放力度，以启发学生进行科学实验的兴趣和积极性。应克服实验中的两种不良倾向:一是实验过于注重理论论证，对实验的实用性重视不够;二是实验过于现成化，实验仪器安排规格化，实验讲义过于详尽，实验结果极易获得，与工程实际相距太远，不利于学生的工程意识培养和工程技能训练。

加强工程基本训练，通过各种设计，培养学生综合运用理论解决实际问题的能力以及文字、图形的表达能力，使大学生受到工程实践的基本训练。因此要做好三点:第一是选题，各种设计题目均来自科研、生产协作或实验室建设的实际项目，有的还需经过教师提炼，做到内容丰富、多样，为增强实践性教学环节的活力提供重要保证;第二是开放式的培养方式，开放式的指导方式给学生的独立研究、探索与解决问题提供了必要的条件;第三是教学与科研相结合，把科研作为教学手段，使教学具有新的内容和活力。使大学生不仅受到科学研究方法的初步训练，又能在科学实践中树立依靠科学和理性的观念。

5．提高教师的工程意识与工程素质

要使学生在校期间获得较好的工程意识的培养和工程技能的训练，教师工程素质的水平有决定意义。由于历史和社会原因，大多数理工科高校的教师直接来自学校，普遍存在着不熟悉实际工程、工程素质不高、工程意识薄弱的现象，因此，改善高校现有师资队伍结构，增强教师的工程意识和工程素质具有战略意义。改进的办法有:一是有计划地选派教师下厂参加生产、科研实践，取得一定的工程实际经验;二是聘请专家到学校讲学和任兼职专业课教师;三是厂校联合培养，使教师参与工程设计、成果转化、市场销售等工程研究、生产、开发、转化的各个环节，从而提高教师的综合素质和工程观念。

6．实行教学、科研和社会实践三者的结合

培养大学生的工程意识和工程素质，还有一个重要的途径就是实行教学、科研和社会实践三者的结合。在现代化的进程中，高等教育具有举足轻重的作用;同时大学的职能也在发生转变，由过去的以传授知识与技能为主的单一功能，发展为教学、科研和社会服务三种主要功能。高等教育功能的扩大，并不改变学校培养人才的本质，而三者的结合正体现了人才培养和发展科技文化的统一。生产企业部门加强与教育的联系，有利于科技与生产的结合，增强经济的竞争力，这是经济依赖教育的重要标志。而教育与生产企业部门建立直接密切的联系，有利于根据经济与社会发展的需要培养适用人才，促进理论联系实际，及时吸收、反映新的科技成果。“三结合”不仅是大学生学习知识发展智力的重要途径，也是了解社会、认识和完善自我的过程。学校要面向社会办学，积极探索和逐步建立起适应经济社会发展的有效机制。

7．加强科技创新活动，培养工程意识和工程素质

构建创新性人才培养模式是高等教育发展的方向，这一模式的核心是突出创新能力和学生个性发展，爱护和培养学生的好奇心、求知欲，帮助学生自主学习、独立思考，保护学生的探索精神和创新思维，大学生科技创新活动是创新教育的重要组成部分。精心设计大学生课外研究活动，并使之与课堂教学紧密相连、相辅相成。着重培养本科生开展学术研究与探索的习惯，加强创新意识、创新思维和创新技能的培养，加强工程实践的培养，使本科学生在导师的指导下，自主地开展一些初步性的探索性研究工作和工程实践活动，得到独立科研工作和创新意识、创新技能的基本训练以及工程实践的基本训练。

8．加强本科生导师工作

为了加强学生工程素质的培养，提高学生对专业学习的兴趣，很多高校选拔具有副高以上职称的、教学经验丰富、熟悉高等教育教学规律、在学术上有一定造诣、具有较强的工程意识和工程素质、了解专业培养目标、熟悉专业人才培养计划和各类课程特点的技术基础课和专业课的教师担任低年级本科生导师。导师的主要职责是指导学生制定科学合理的学习培养计划，帮助学生形成完整的、系统的知识结构;引导学生明确学习目的和成才目标，注重学生创新意识、创新精神、创新能力、工程意识和工程素质的培养，促进学生知识、能力、素质协调发展;帮助学生了解自己的能力倾向和职业兴趣，提高学生的职业适应能力，做好就业准备。导师制的实施，对学生工程素质的培养将起到良好的引导与促进作用。