0 引 言
高等工程教育的目標和本質是培養高級工程技術人才 [1]。 數十年來，我國高等工程教育為行業和社會培養了大量國家建 設與發展所需要的人才，支撐我國工業體系的形成與發展，在 國家建設和產業發展中發揮了不可替代的作用。
然而，由于受傳統教育思想的影響和盲目照搬國外高等 教育模式，我國高等工程教育存在培養方案科學化色彩濃厚、 工程性缺失和實踐薄弱等問題 [2]。特別是實施擴招后，高等 工程教育中“工程弱化”現象更加明顯。大多數高校的評價體 系導向重論文、輕設計、缺實踐、沒工程的趨勢，對學生的工 程教育和創業訓練重視和投入不足，校企合作不到位，企業 不重視人才培養過程的參與。許多具有行業特色的工科院校 出現了嚴重的去行業化現象，優勢和特色淡化，同質化明顯。 一系列問題導致人才培養模式與人才需求之間的尖銳矛盾： 一方面，學生的知識結構難以契合企業的實際需求 ；另一方 面，企業技術人才出現斷層，而這已成為制約企業發展的瓶 頸。在這種情況下，高等工科教育回歸工程本質乃大勢所趨。 2010 年，教育部根據我國現階段高等教育存在的問題，結合 國家產業發展與調整對人才的需求關系，啟動了“卓越工程師 教育培養計劃”；2017 年，復旦大學、天津大學等提出了“新 工科”計劃行動，該計劃行動將大大加快我國由工程教育大國 邁向工程教育強國的腳步。該計劃的宗旨是面向工業界、面向 世界、面向未來，培養造就一大批創新能力強、適應經濟社會 發展需要的高質量各類型工程技術人才，為建設創新型國家 提供人才支撐。
1 高等工程教育與教學理念
世界發達國家為適應現代化工程的要求，十分重視本國 的工程教育研究和改革，并且已形成了各自比較完善的培養體 系和科學的培養模式 [3]。目前，國際工程師培養主要分為以下 兩大模式 ：
（1）以美國為代表的“華盛頓協議”成員模式 [4]，即大學 生在校期間著重進行工科基礎教育，畢業后由社會提供工程 師職業方面的教育，并通過專門的考試和職業資格認證后成 為合格工程師；
（2）以德國和法國為代表的歐洲大陸國家模式，即大學 生在校學習期間就要完成工程師的基本訓練，畢業時獲得一個 工程師學位，同時也是職業資格。
兩種培養模式雖然形式不同，但都注重實踐教學，并較 早開始進行工程綜合訓練。通過實踐課程或項目開發，將工程 實際問題帶入課堂，學生在企業接受實踐操作技能培訓。
高等工程教育十分重視實踐技能教學 [5,6]。在國外許多工 科大學中，實踐教學占有很大的比例 [2]。如美國斯坦福大學工 程專業，各種實踐性學分為 83，占總學分的 43%。其多層次 的 Project 訓練、多形式的課外實踐構成了完整的實踐教學體 系，開放的實踐教學環境、眾多社會和企業實習鍛煉機會為 學生提供了良好的能力培養平臺。同時，具有特色的人文素質 教育體系既注重學生法律法規的教育，也注重表達能力、與人 交流能力、協作精神的培養，將素質教育與專業知識學習有機 結合。美國大學工科教育以強調專業基礎理論教育、終生學習 的思想、工程科學與社會和環境協調的思想、工程實踐中的 責任感和職業道德教育形成了鮮明的特色。在德國工科教育中， 實踐教學地位舉足輕重，在教學計劃中占有大量學時。斯圖加 特大學機械工程系基礎學習階段的課程實踐練習課與講課比達到 1∶2，專業學習階段比例更高，各種生產實習就有 26 周， 由此保證工程教育的特色和特點。
2 工程教育對人才培養方案修訂思路
高等學校人才培養方案是教育教學的總綱，是人才培養 體系的主要內容。一所大學人才培養體系的建立是一個不斷完 善的過程，不但需要具有自己的特色和特點，更要符合可持續 發展的需求。根據工程教育的內涵與發展趨勢，在新的人才 培養方案修訂中應關注國家社會需求和工程教育認證標準 [7]。 人才培養方案修訂的主要思路應該注重以下方面：
（1）以區域經濟和行業發展需求為導向，以注重工程應 用和創新能力培養為目標，提倡知識、能力、素質三位一體協 調發展的教育理念，堅持“以德為先、能力為重、全面發展” 的人才培養觀和“面向社會、面向世界、面向未來”的國際化 視野，遵循高等工程教育規律，為國民經濟建設培養工程應用 型建設人才。
（2）人才培養類型方面，依據不同學校的定位，堅持立 足區域，面向全國，服務主導行業及地方經濟與社會發展，培 養具有“基礎厚實、作風樸實、工作扎實、為人誠實、勇于創新” 特點的高級工程技術人才。
（3）在專業課程體系與教學內容方面，能夠體現行業信 息化特色和應用優勢，即以相關專業為基礎，融入計算機科學 和信息技術等多學科知識。在課程內容上，結合行業工程需 求進行延伸，形成具有明顯行業特色的課程體系。
（4）在課程體系設置方面，以工程范式為指導。強調工 程自身的綜合性，實踐性和創新性 ：一是注重知識、能力、 素質培養的一體化 ；二是技術要素與非技術要素培養的一體 化。強化綜合訓練環節，增強學生的工程應用能力和解決復 雜工程問題的能力，培養學生的團隊協作和創新精神。
（5）在課程計劃內容組織和次序方面，注重以相互支撐 的理論知識為經，以一系列能力為緯，經緯交織，實現理論與 實踐的結合，以及知識、能力、素質培養的有機融合。
3 工程教育專業課教學改革與實踐
3.1 專業課程教學中存在的主要問題
工科專業類課程是學生學習工程知識、訓練工程思維方 式和培養解決復雜工程問題能力的重要環節 [8]。工程知識具 有綜合性、系統性及實踐性強，表現形式多樣，涉及面廣等特 點，屬于復雜知識，所以工科專業類課程教學與生動形象的文 科類課程和抽象縝密的理科類課程相比具有更大的難度。
目前，我校工科專業類課程教學中主要存在以下問題 ：
（1）在課程設置方面，按照公共課、基礎課、專業基礎課、 專業課、專業選修課的層級序列構建課程體系，有利于學生 掌握學科知識體系，但對工程實際體現不夠 ；
（2）現有課程更偏向于科學教育模式，注重抽象的、脫 離工程背景的知識和概念的傳授，缺乏系統性和工程實踐性， 沒有充分體現工程知識的特點，不符合學生認知工程過程的 規律 ；
（3）教學方法依然以課堂內教師講授為主，存在傳統化、 單一化的現象，對學生科學思維、主動學習的訓練和激發不夠；
（4）實踐教學與理論教學結合不緊密，實踐教學理念陳 舊，訓練中大多數學生處于被動狀態，積極性不高，導致實踐 能力培養實效性不高；
（5）學生習慣延用學習中學知識的學習方法來開展工程 知識的學習，學習中以做題和死記硬背為主，無法真正掌握和 運用知識。
3.2 基于工程應用鏈接一體化課程教學改革
專業課作為工程知識學習的主要途經，在教學中必須遵 循工程知識所具有的綜合性、實踐性、關聯性和遞進性等特點。 在現有的以學科體系為基礎的課程設置中，工程知識分散在 個體課程中，缺乏工程實際情境化的有效聯系，學生所面對 的是獨立的課程，“只見樹木，不見森林”，知識的學習停留 在點上，沒有延伸到線和面上，很難構成較為完整的知識體系。 工科課程體系中存在著學科之間的交叉和融合，課程內容之間 存在著知識的關聯和融合。要促進知識點向知識面延伸，建 構知識體系，就需要將分散的個體課程通過工程實際有機連 接起來，使學生在一個情景化的主線引導下學習知識，進行知 識的綜合及與工程實際的關聯。
我們以網絡工程專業為例，在專業課教學改革中開展了由 網絡集成與工程設計綜合實驗系統鏈接多門專業課的一體化 課程教學模式的探索與實踐。對于網絡工程專業的學生，分 別開設了電子技術基礎、計算機組成原理、數據通信技術基 礎、計算機網絡原理、網絡協議等主要專業基礎課程，并把這 些主要的原理性和概念性課程與工程類知識與能力結合起來， 使學生能夠真正具備在社會實際應用中規劃、設計和建設計 算機信息網絡的能力，學會并掌握具有網絡集成和工程項目實 施與管理的方法和手段。通過多門相關課程工程應用鏈接的 實踐訓練，大大提高了學生的工程實踐能力。
通過三級環節培養學生的工程能力：
第一級是認識實驗，安排在開課前，學生通過對實際應 用系統的參觀和了解，學習系統的組成和基本工作原理，對工 程知識和應用有一個初步的感性認識 ；
第二級是系統的課程學習，在教學中，將應用案例引入 課程教學過程，學生通過理論學習及與工程實際的關聯，將初 級的感性認識逐漸上升為對知識的融合與理解 ；
第三級是專業綜合實驗，學習完專業課程后，集中安排 兩周網絡綜合實驗，促進學生通過集成綜合所學知識并結合 工程應用，逐漸將工程知識向工程能力提升與轉化。
3.3 基于研究性學習方式的專業課教學改革
在以學科體系為基礎的人才培養方案中，工程知識包含 在各專業課程中，學生通過專業課的學習獲得構建自身工程知 識體系的基礎。傳統的專業課教學主要采用“課堂講授 + 課內 實驗”的方法。針對傳統專業課教學方法存在的問題，我們 提出并實踐了“問題、案例雙驅動，課內、課外互促進，理論、 實踐相結合”的教學方法。該方法將課程教學分為課前、課 中和課后三個階段，教學方法與組織過程如圖 1 所示。
開課前，通過課外第二課堂，以科技講座和情境化工程 應用實例的形式給學生介紹本課程的基本知識和應用領域，引 出相關問題 ；在課程教學中，采用研究性學習方式，開展基于 問題的學習，以案例、問題驅動課堂教學，引發學生興趣、引 導學生思考。例如，在網絡協議的學習中，因其具有抽象與概 念化的特點，學生難以理解和掌握，我們通過課堂教學，同 時在課外開展基于項目的學習，開展課外相關知識應用的專題 調研，成立導師制負責的學生實踐小組，學生通過調查發現、 了解網絡協議的應用背景，通過討論學習掌握其工作原理，從 而研究探索和解決問題，從理論學習上升為工程應用能力的 提升。
對學生的學習研究成果以學生課堂、翻轉課堂進行展示 交流，課程教學之后，開設系列網絡工程綜合實驗，通過相 關實踐使學生在不斷的知識融合、知識綜合應用過程中，達 到對所學知識的鞏固提高和能力培養。同時在課程學習過程 中引導學生參與課外創新實踐活動、教師科研項目和各類創 新創業大賽，比如課外創新實驗、網絡安全創新大賽、工程 訓練競賽、挑戰杯課外科技活動競賽等，通過這些學科交叉、 知識綜合項目的訓練，進一步培養學生的創新能力和知識應用 能力。
3.4 采用導師制的實踐教學模式
充分發揮學生自主能動的學習實踐精神，采取“集中授課 ＋分組指導＋綜合評審”“學生為主體 + 自選實驗 + 自主搭建 + 教師引導”的方式實施教學，依據“教師提框架，提要求， 學生搭平臺，做實驗”的原則完成實驗指導工作，提高了學生實驗的積極性、自主性，及學生解決問題的能力和團隊意識。 導師制綜合實驗開展過程如圖2所示。主要包括工程問題分析、 設計實驗方案、自主構建系統、一體化實驗系統、實驗測試 與結果分析和實驗演示與答辯等環節，整個實驗過程由學生自 主完成，教師主要起引導作用。
4 結 語
本文以回歸工程教育本質為導向，針對目前高等學校應 用型人才培養實施中面臨的問題，結合工程教育和應用轉型 進行了深入的研究和分析。以工程認證通用標準為依據，結 合社會經濟發展對人才培養需求的變化，指出了現行人才培 養方案在課程設置及理論教學與實踐教學等方面存在的問題 與不足，從多方面、多渠道開展著重工程素質和實踐創新能力 培養的教學內容、教學方法、教學環節的改革和實踐。研究 探索了“基于工程應用鏈接一體化課程教學改革”的教學模式， 探索實踐了“問題、案例雙驅動，課內、課外互促進，理論、 實踐相結合”的教學方法，通過項目探索與實施，取得了良好 的教學效果。
