课堂教学与研究生工程能力的培养

课堂教学与研究生工程能力的培养

计算机科学与工程学院　梁向阳

摘　要　专业素质能力和非专业素质能力，是衡量当前研究生水平的两个主要方面。针对当前研究生的特点，在研究生课堂教学中采用工程驱动加团队结合的教学模式，将启发式学习过渡为基于问题的学习，利用与职场工作方式类似的形式，充分调动学生们的学习主动性和积极性，使个人学习转变为团队合作学习，促进学生非专业素质能力的培养和提高。最终在研究生课堂教育中实现能力培养和德育培养并举，显性教育与隐性教育互补。

关键词　研究生教育；工程能力；工程驱动教学；团队学习；非素质教育；隐性教育

近年来，随着本科生和研究生招生规模的扩大，我国工科教育得到了很大的发展。据统计^［1］，我国开设工科专业的学校总数达到了1652所，占普通高校的88.5%；工科专业在校生为600.5万人，占普通高校在校生总数的34.6%。虽然我国工科教育取得了较大的成就，但仍然存在不少问题，如学校硬件设施不足、教育观念有待更新、培养体系重理论轻实践等，使得我们培养的研究生在很多方面得不到产业界的认同^［2］。

1997年国务院学位委员会第十五次会议审议通过了《工程硕士专业学位设置方案》。其目的就是为了解决社会对高素质工程人员需求量大，而工学硕士的工程能力弱，社会认可度低的现状^［3］。而且这十几年来的实际情况并不是很理想。由此可见，社会对研究生具有较高工程能力的要求正在不断提高，而工程能力体现在专业素质和非专业素质两个方面，并成为研究生教学中的一个重要环节。理论与实践并重，专业与道德齐晖，只有这样，才算是一个工程能力强、综合素质高、具有较强竞争力的创新型人才。

世界上各个国家研究生的教育模式也在不断地改革，积极寻求自身发展与国家社会需求的耦合点。总的来说，更加注重培养学生的创新性、工程性和实用性。文中将在分析研究生传统教育特点的基础上，结合“面向对象技术”课程的教学，对改变教学理念和方法，促进研究生工程能力的提高进行了有益的探索和实践。

一、传统教学方式与当前学生特点的分析

我国的传统道德规范的弱点^［4］是“重规范，轻人格”，它过多地强调了教育者向被教育者的灌输，而不注意培养和发挥其主体性，这和传统的教育方式如出一辙。教育者往往只管教了什么，不注重学生学到了什么；只管学生会不会考，不问学生会不会用，“一考定乾坤”的方式使得高分学生常常也是低能学生。

同时，由小学、中学甚至本科时带来的长期填鸭式教育方式使得学生们对主动学习感觉陌生并缺乏认同。随着社会开放性不断增大，获取信息的方式多种多样，多元化观念不断冲击研究生的思想，使其主体意识较以前大大增加，学生更强调自己的“个性”与“自我”，喜欢并专注于自我认为“有意义”的事情和课程，而对其他的则比较淡漠。对老师教学的要求越来越高，不但要求课程有“营养”，还要“色香味”俱全才会很好的学习。看重个人的“付出回报比”，喜欢并乐于“四两拨千斤”的做事风格，而对“打硬仗”的工作与研究课题往往是排斥或望而却步。同时长期的个体性独立学习使得团结精神和协作精神极其缺乏，沟通与交流能力较弱。

由此可以看出，专业素质教育和非专业素质教育之间有着非常密切的关系，单独地进行一种素质教育是不合适的，这两者是一对矛盾的统一体，它们表现了研究生的不同方面，两者相辅相成，相互影响和促进。

二、基于回归工程的课程内容准备

面向对象技术是一门工程性很强的课程，是计算机专业学生从事各种复杂软件开发的基础。近年来，我国众多的教育家提出了高等教育的回归工程，特别是在朱高峰、张光斗院士等前辈的大力倡导下^［5－^6］，这个观点已经成为大家的共识。美国工程教育也已经重新制订其面向21世纪的发展新战略，总的趋势就是要从原来的重视工程科学（工程背后的原理）回到重视工程实践。美国工程院规划了2020年工程师的主要特质，体现在如下几个方面^［7］：很强的分析技能；实践独创性；良好的交流技巧；商务和管理技能以及领导能力；高伦理标准，有强烈的职业责任感；敏捷，灵活变通；终身学习能力；设计和描述问题的能力。

基于回归工程的大目标，确定面向对象技术课程的课程内容时，应注意确立工程这个核心，不能偏颇。作为一门专业基础课，一方面不能过分强调理论教学，回到重理轻工的老路上去；另一方面也不能一味工程技术化，退化为纯粹的技术教育。航空工程的先驱冯卡门（Theodore von Karmen）说：科学家发现已有的世界，工程师创造未有的世界。高素质的工程师必须具备创造性，而只有打下深厚的理论功底，才可能厚积薄发，成为具有工程创新能力的工程大师。

具体来说，理论教学应注重面向对象技术中各种概念的建立和理解以及在工程的应用领域，而不是枯燥平淡的说教；注重理论的层次性和连贯性，培养学生理性思维的科学方法，达到举一反三、融会贯通的效果；注重理论的新颖性和科学性，让学生站在该领域的技术发展前沿去思考问题。

三、工程驱动式的教学方式

教学方式的改变应以人为本，重视工程能力、研究能力和创新能力的培养，同时使研究生更适应竞争环境。

常规的教学方式中，启发式教学是一种常用的方式，其目的是调动学生的主动性和积极性，从而提高授课质量和教学效果。然而，这种方式是以老师为主导，以启发课本中的教学理论和定理等内容为目标。根据对当前学生特点的分析，当授课内容的实用性和趣味性不能引起学生注意的时候，启发式教学往往并不能达到预期的效果，这也是近年来有不少优秀教师抱怨学生越来越难教的原因之一。在这样的教学方式中，课堂还是老师的“舞台”。联合国教科文组织产学研合作教席主持人，北方交通大学查建中教授指出：老师和学生的关系就像导演和演员一样，而戏永远都是演员演出来的，并提出“将课堂还给学生”。因此，如何以学生为本，调动学生的主动性是教学方式改革的首要目标。

工程驱动教学（Engineering Driven Education，EDE）以工程项目的要求为最终达到目标，目标的实现包含本课程所有的知识点及教学内容。目标是一个综合性的工作，不是一道单纯的计算题或问答题，而是没有标准答案和解题方式的技术题目，同时还包括了很多非技术性的问题。采用工程驱动教学的方式进行教学是一种行之有效的方法，真正做到了以学生为本。

美国著名的人本主义社会心理学家马斯洛提出的人的需求层次理论，将人的需求由低到高分为5个层次。其中在高层次需求中更注重人的成长性需求和发展性需求，这和研究生，这个高素质层次人群的需求是完全吻合的。现阶段的研究生，毕业后绝大多数是直接投入到本学科的工程领域，工程能力的水平决定着以后个人的发展和社会地位。在课程教学中直接引入工程项目，无疑是对其高层次需求的最大满足，必将激发起学生的极大关注和兴趣，从而在主观上调动了学生学习的主动性，实现真正意义上的“还课堂于学生”。

同时，工程性的项目又是充满挑战性的，其显著特点就是理论与实践紧密结合。课程以连续的基于问题的学习方式（Problem Based Learning，PBL）进行教学，在此过程中，学生直接面对工程问题，拥有大量的独立思考的机会，教师则在为学生提出工程目标的基础上，发挥引导、帮助及把握工程方向的功能。学生的学习方式是：工程目标－发现问题－学习－解决问题－发现新问题－学习－解决问题－……－解决问题－工程目标完成。在实践的过程中，促使学生深刻理解和灵活运用所学的理论知识，真正实现“学到，会用”的最终学习目标。促进了研究生在具备一定理论知识和实践经验的基础上，形成较强的独立发现问题、描述问题和解决问题的能力。

在工程实践中，有时不仅仅涉及本课程的专业内容，有些知识甚至是后续课程或交叉学科的知识点，但考虑到研究生学习的特点和本身自主学习时间充裕的因素，工程驱动教学方式仍然是可行的。

四、教学中非专业素质的培养

研究生非专业素质包括交流技巧、管理领导能力、协调能力、高伦理标准和责任感等多方面。2010年10月27日，西安工业大学“卓越工程师教育培养计划”研讨会上，一些企业负责人提出了“有德无才可以培养；有才无德绝对不要”的用人观点。他们认为能上大学的都是高智力水平的年轻人，欠缺的专业知识在企业的工作中可以得到弥补，反之对德育则不行。由此可以看出业界对毕业生非专业素质能力的要求越来越重视。

非专业素质的培养形式包括显性教育和隐性教育，在目前的课堂教学中，显性教育的内容、时间较多，仍然以说教、灌输的方式为主，隐性教育则稍弱。所谓隐性教育是指通过间接、综合、渗透的方式来实施教育^［8］。研究生自我意识强，思维独立，过多强制性的灌输反而会导致其逆反心理，产生抵触情绪。隐性教育则贯彻了渗透原理，寓教于无形，符合德育教育要遵循人的思想受各种因素综合影响、渐次发展的规律，在潜移默化中提高学生的非专业素质。因此在对研究生非专业素质培养中，以显性教育为基础，强化隐性教育，两者相互补充，才能达到最好的效果。

具体来说，在“面向对象技术”课程中，除了引入工程驱动教学，还将学生由个人学习转变为团队合作学习。按照工程量的大小和教学时间，将若干学生划分为一个工程组，对问题大家一起讨论和研究，具体开发工作则由不同的同学完成，老师参与工程组的讨论，并监督和明确每个同学的工程任务和工程进度。这种学习方式与毕业后的工作环境很相似，每个人都在明确的任务下进行学习和工作，同时为了完成自己的工作，必须和同组的其他同学进行沟通与交流，沟通和交流质量的好坏，直接关系到自己、他人直至整个工程任务完成的情况，并影响最后本课程的成绩。研究生属于高智力水平的群体，自尊心强，独立也很自信。从心理学的角度分析，自信且自尊心强的人一般不愿意因为自己的失误而给他人带来不利的情况或负面的影响。因此以团队的形式将若干人连带在一起，成为一个荣辱与共的集体，在教师的指导下，“逼迫”其走出自己封闭的圈子，强化与他人的协作。工程组讨论时，要求组成员轮流准备和主持至少一次讨论会，培养其管理和领导的能力。同时每个同学明确的时间节点和讨论中不断修改调整的方案，也将带给学生直接的压力，促进学生主动学习和解决面对的问题。这种团队合作学习的模式将很好地实现对非专业素质的隐性教育，并最终使隐性教育转变为主动自我教育，而主动的自我教育更能提高研究生的非专业素质水平，实现自我发展。

五、结论

研究生的工程能力是研究生教学的一种重要环节。除了对工程能力中专业素质技能的培养，对学生职业素养、交流技巧和个人品质等非专业素质的培养也应该贯穿于整个教学活动中。采用工程驱动教学（EDE）模式，使教学方式和日后的工作方式一致，从而充分调动了研究生的学习积极性，达到“将课堂还给学生”的目的。课堂教学从启发式学习过渡为基于问题的学习（PBL），培养学生独立思考分析以及发现问题、解决问题的能力，而这些能力是工程能力中的重要组成部分。同时变学生的个人学习为团队合作学习，培养学生的团结意识、协作精神以及领导管理的协调能力，依靠团队的力量，潜移默化地提高每个学生的非专业素质。隐性教育与显性教育互补，能力培养和德育培养并举。通过在课程学习阶段的培养，不但提高了研究生自身的工程能力，也为后续开始的课题研究工作打下良好的基础。

参考文献：

［1］　计红梅.中国企业家眼中的工程教育［N］.科学时报，2007－10－11.

［2］　任荃，潘云鹤.我国工程教育能力缘何世界垫底［N］.文汇报，2007－09－28.

［3］　李希亮.工程硕士教育的理想、现实与抉择［J］.学位与研究生教育，2008（9）：46.

［4］　邱伟光，张耀灿.思想政治教育学原理［M］.北京：高等教育出版社，1999.

［5］　朱高峰.关于中国工程教育的改革与发展问题［J］.高等工程教育研究，2005（2）：56.

［6］　张海英.工科院校应该以培养工程师为主（张光斗院士访谈录）［J］.高等工程教育研究，2005（3）：23.

［7］　陈洁君.创新能力的培养——美国工程型研究生教育核心［J］.市场周刊：研究版本，2005（6）：133.

［8］　王瑞荪.比较思想政治教育学［M］.北京：高等教育出版社，2001.