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基于工程教育专业认证的高师院校工程类专业人才培养

  1 背 景
  近年来,高等教育的研究热点之一是高等工程教育,研究关键词有“工程教育专业认证”“华盛顿协议”“中国制造2025”等。我国的工程教育专业认证在毕业生能力要求方面与华盛顿协议的毕业生特性是对应的,主要目的是解决部分国家国际本科工程学位互认的问题[1]。“中国制造2025”是?⑽夜?从“制造大国”向“智造强国”转变的战略规划,它包括教育、科技、人才培养等战略。
  当前的普通高等师范院校(以下称“高师院校”)综合化趋势明显,部分高师院校设立了电子工程、软件工程、生物工程等工程类专业,在人才培养过程中遇到了诸多问题。一是高等工程教育本身的问题,“工程教育仍偏重于学科属性,学生的数理和专业基础扎实,逻辑思维能力较强,但是学生的工程思维能力和综合运用能力欠缺,团队合作、沟通与交流能力较弱”[2]。二是高师院校的师范传统问题,高师院校与工科院校比较,在工程应用方面处于弱势,缺少工程传统和工程底蕴,缺乏工程经验和工程能力。高师院校的师范传统在培养学生的语言表达能力、写作能力、交流能力等综合素质方面具有优势,这些素质与专业认证中毕业生的要求是统一的。因此,从工程教育专业认证的角度出发,高师院校在工程专业人才培养中借助师范优势,突出特色,弥补其工程能力不足的弱势,有利于高师院校找准定位,向应用型高校和应用型专业转型,与国家工程创新人才培养同步。因此,笔者从改进人才培养方案和改善课堂教学两个方面,研究将师范的特色优势向工程素质教育转化,构建体现高师特色的工程人才培养模式,服务经济社会的发展。
  2 改进培养方案,促进师范素质向工程素质迁移
  工程专业人才的能力构成主要包括专业能力和工程素质两部分[3]。专业能力是工程专业的学术属性;工程素质包括工程伦理、职业道德、团队意识、终身学习能力等要素。在工程专业人才培养中融入师范特色,实现师范能力向工程能力迁移,属工程素质的范畴。形成融入师范特色并契合认证要求的培养方案,先要理清师范素质与工程素质的关系,然后参照认证标准要求,形成培养方案框架。
  2.1 培养方案的基本内容
  人才培养方案通常由培养目标、学制学位、课程模块、专业计划等部分组成。笔者以高师院校计算机科学与技术专业的培养方案为样本,重点分析培养目标和课程体系,在此基础上探索融入师范特色的工程人才培养模式。
  1)培养目标。
  培养目标是毕业生应获得的知识和能力,计算机科学与技术专业的培养目标是:系统掌握专业领域的基本理论和基本知识,具有合理的知识结构;掌握科学思维方法和科学研究方法,具备较好的分析问题和解决问题的能力;掌握软件开发新技术,具有较强的计算机应用软件设计和开发能力;了解计算机科学与技术学科前沿、应用前景、发展动态,具有较强的创新意识和创新能力;具有良好的人文社会科学素养、职业道德素质、团队合作能力及较强的英语综合能力;具备良好的自学习惯,具有健康的体魄和良好的心理素质,形成良好的品德和健康的个性。
  2)课程模块。
  计算机科学与技术专业培养方案课程体系分通识教育课程、专业教育课程、素质能力课程、综合能力训练4个平台。
  通识教育课程平台主要指学科通识课程、语言能力课程和专业基础课程;专业教育课程平台是核心专业课程,与专业认证中的工程知识能力、问题分析能力、设计/开发解决方案能力对应;素质能力课程平台包括人文素质类课程和师范技能类课程;综合能力训练平台面向课程实践,既包括课程内实践、课程设计,也包括综合的项目实训。
  2.2 培养方案与专业认证标准的关系分析
  2.1节的培养方案包括专业知识、思维方法、实践能力、人文素质、终身学习等方面,符合多数普通高校的计算机科学与技术专业人才培养要求。工程教育专业认证的目标是确认毕业生应达到行业认可的质量标准要求,保证人才培养质量在国内和国际具有可比性,实现培养目标与毕业出口契合。2015年版工程教育专业认证标准(以下简称为“认证标准”)对毕业生的毕业基本要求共12项[4],笔者通过认证标准与人才培养方案中培养目标的对应关系矩阵来分析培养方案与专业认证标准的吻合情况,结果见表1。
  可以看出,该人才培养方案与工程教育专业认证基本相符,说明现有培养方案经过缜密思考,有较强的可行性,但在一些方面,还存在改进空间。
  认证标准中的工程与社会、环境与可持续发展、沟通3个方面内容,与培养方案有一定对应,但并不完全吻合,说明高师院校的培养方案在这些方面还需要向认证标准靠近。其中,“环境与可持续发展”指能够理解和评价针对复杂工程问题的专业工程实践对环境、社会可持续发展的影响;“沟通”指能够就复杂工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流,具备一定的国际视野,能够在跨文化背景下进行沟通和交流。这些内容多属于高师院校的特色内容,属工程素质范畴,高师院校的一些课程通过迁移可以为上述指标提供支撑。
  认证标准中的工程与社会、项目管理也需要在培养方案中体现。其中,“工程与社会”指能够基于工程相关背景知识进行合理分析,评价专业工程实践和复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响,并理解应承担的责任;“项目管理”指理解并掌握工程管理原理与经济决策方法,并能在多学科环境中应用。另外,高师院校的工程背景、工程能力和工程与传统工科院校的专业比较,客观上存在差距,需要在方案实施过程中改进提高。
  上述讨论仅仅是认证标准与培养方案目标或框架的对比。一些重要能力,如表达能力、人际沟通能力、自主学习能力、敬业与团队协作能力等,分散在职业素养、人文素养、教学能力等培养目标中,需要在课程教学环节逐渐深化,以符合工程教育的需要。   2.3 调整培养方案,将师范特色融入工程人才培养
  根据高师院校特点和师范类课程优势,考虑工程教育专业认证中能力、素质、道德方面的要求,在计算机科学与技术专业的人才培养方案中,应将部分综合素质课程与专业发展课程分类整合,优化素质能力课程平台和综合能力训练平台,见表2。
  在理论基础课程模块,依托教育学、心理学、现代教育技术等课程开设工程伦理学、工程职业道德课程;在职业发展课程模块,调整信息技术学科科研方法课程内容,增加职业规范、项目管理等课程;在专业实践课程模块,将教育实习部分内容向工程训练所需内容转化,开设专业实习、创新训练等课程。调整后的人才培养方案将师范优势迁移至计算机工程教育,注重提高学生的个人素质和能力,拓展本专业学生面向IT企业、基础教育领域、职业教育领域、继续教育领域、社区教育领域就业能力,毕业生的科学能力和工程能力得以增强,毕业生的综合素质得以提升,人才培养领域面向信息技术教师和现代工程师的双向需求,一定程度上解决了教师培养与工程师培养兼容能力。
  3 改善课程教学,实施师范性与工程性融合
  高师院校在工程专业人才中培养融入师范特色,是一个渐进和深入的过程,核心在于课程环节。笔者以计算机科学与技术专业的信息技术学科科研方法课程为例,分析在课程教学中将师范特质融于工程人才培养的过程。
  3.1 课程概况
  “信息技术学科科研方法”属于专业方法论的课程,其目的在于为本科生从事研究打下理论和方法论基础。学生学习该课程后,根据社会和学科需要选择课题,通过文献检索、问卷调查、实地观察、实验研究等多种途径收集事实资料,进行数据资料的处理与分析,完成基本的研究设计。课程教学中,工程教育专业认证的问题分析能力、可持续发展能力、沟通与终身学习能力等内容也可以在教学中加以拓展。
  3.2 课程内容的迁移
  在信息技术学科科研方法课程中,应将传统的教学内容拓展至工程教育相关的内容,见表3。例如,在概述部分,将有关教育研究的内容扩展至工程教育,包括工程专业课程内容的前沿和本学科的最新发展、工程教育的内部和外环境等,而这部分内容对应的则是工程教育专业认证中的“可持续发展能力”或“问题分析”能力。再如,在信息技术学科教育实证研究部分,从实验研究、调查研究、历史研究等研究方法扩展至工程实践训练的真实性研究、工程实践训练的深度和广度研究,这与工程教育专业认证中的“工程知识”“工程与社会”是相关的。
  3.3 教学方法的变革
  课程教学内容向工程教育拓展是师范特色与工程教育融合的一个重要方面,另一方面是工程人才培养的教学方法改革。通过改革教学方法,既可以保证在教学内容总量增加,学时、学分稳定情况下,完成基础教学内容,并拓展内容,也有利于在教学过程中培养学生的终身学习能力和表达能力。目前流行的MOOC、SPOC、翻转课堂等教学模式为教学方法改革提供了可能。在MOOC+SPOC教学模式下,需要教学资源的深度建设,需要加深实践环节,需要教学内容的整合优化,需要变革考核方式等[5]。而上述内容正是高师院校的优势所在。
  4 ?Y 语
  高师院校工程人才培养融入师范特质主要解决的是工程素质问题。在工程人才培养过程中,应按专业认证标准解决工程素质能力、工程伦理和道德素质、终身学习能力,强调人才培养过程中综合素质的培育。这种工程人才培养模式应以专业能力为主线,通过培养方案和课程,将工程素质的隐式存在修订为显示表达,更好地体现大工程教育的理念。而且,师范特色服务于工程人才培养,作为一种教育理念,贯穿于所有课程之中,培养现代工程师“兼善天下”的能力。

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