本站小編為你精心準備了工程教育中的工程實踐研究參考范文，愿這些范文能點燃您思維的火花，激發您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

對于工程師來說，要把科學原理轉化為可用的發明，實踐能力是必不可少的，因此工程實踐是工程教育中十分重要和必不可少的組成部分。美國等發達國家的工程教育經歷了傾向于科學的階段以后，重新關注學生實踐能力的培養，并結合時代需求，開創了多種工程實踐模式。我國工程教育在教學改革中需要學習和借鑒這些新的模式，加強實踐環節，讓學生對工程有更好的理解與掌握，同時進一步樹立對國家和社會的責任感。美國普渡大學的“社區服務工程項目”(EngineeringProjectsInCommunityService，EP-ICS)較好地滿足了工程和教育的共同需求，對解決我們工程教育中的實踐問題提供了新思路。

一、對工程教育中工程實踐的反思

(一)我國工程教育中工程實踐面臨的難題目前我國工程教育中的實踐環節面臨一系列挑戰。一是改革開放以來，企業與工科院校之間的聯系因為市場化改革以及主管部門的變化而被割裂，打破了原先企業和高校同屬一個部門，主要依靠行政手段保證工程實踐順利開展的模式。二是我國高等教育快速進入大眾化階段，學生規模不斷擴大增加了工程實踐教育的難度。三是工程教育科學化的傾向對工程實踐產生了沖擊。“由于科學導向，對工程教育必不可少的實踐環節的認識也模糊了，有的以模擬、虛擬化、演示觀摩來代替，使學生解決實際問題的能力嚴重缺失。”①如何建立起新的工程實踐教育模式，以此改善工科學生的工程實踐環節，這個問題已提出來很久，但仍未找到答案。工科學生參與到工業界的生產實踐中，一直是工程教育的重要內容。正在實施的“卓越工程師教育培養計劃”的重點內容之一是，創新高校與行業企業聯合培養人才的新模式，通過建立工程實踐教育中心，解決工科學生到企業學習和實踐的問題。目前參與“卓越計劃”的高校主要與大型企業和高技術企業開展合作，據統計，與高校簽訂合作培養人才協議的6155家企業中，61．4%是大型企業，48．5%是高新技術企業①。然而隨著時展，工程實踐的環境已經發生了變化。在大型企業和高新技術企業中，由于技術先進、復雜，設備自動化程度高，對工程師的知識、能力有較高要求，對人數則有限制，使到企業實習的學生無法真正參與到工程實踐中，影響了實習效果。工程教育界需要在新形勢下重新認識工程實踐教育的目的，探尋彌補工程實踐要求和實踐條件之間現實差距的新路徑。

(二)對工程實踐的再認識工程實踐的目標是多方面的，一般來說是使工科學生在知識、能力、情感態度三個方面得到發展。包括更好地學習、理解、應用知識;提升組織領導、團隊合作、溝通交流、處理復雜關系等多方面的能力;具有正確的工程倫理觀，樹立社會責任感，了解國情，能夠促進跨文化交流和理解等。現有的企業實習很難實現上述全部目標，特別是能力和情感態度方面的目標。學校應當創造機會讓學生親自參與到一個真實的工程項目中，擔負實際責任，并且體驗整個項目的運作過程。這樣的工程實踐項目不一定在技術上最先進，也不一定與學生的專業完全對口。關鍵在于項目是真實的、完整的，具有現實中的復雜關系;學生能夠真正參與，對社會有實際貢獻并直接體驗到這種貢獻。

二、EPICS的產生與成效

(一)EPICS產生的背景隨著科技的加速發展，工程系統日趨綜合化、復雜化、國際化，這對工程教育提出了新的更高的要求。工程教育不僅要講授系統的理論知識和工程技術，而且要鼓勵工科大學生從跨入大學校門之初就投入到工程領域的真實世界中去。②上世紀80年代以來，服務學習策略在美國教育界越來越受到重視。到上世紀末，有46%的中小學報告參與到服務學習的活動中③，越來越多的大學也把這一理念運用到教學當中。美國工程教育共同體對工程教育相關問題反思后認為，雖然畢業生擁有較強的技術背景，但是缺乏職業成功需要的其他技能。他們一致認為，學生要為未來做好準備，應該具備的專業技能包括，在團隊環境中工作，有效溝通，與客戶合作，管理項目，辨識影響工程項目的相關問題(如倫理、法律和環境等)，以及與來自不同背景和不同社會環境的人共事的能力。④依靠傳統工程教育課程培養學生的能力，應對上述挑戰是比較困難的。所以需要新的課程結構來滿足這些要求，既要繼續維持學生深厚的技術素養，同時也要創造新的經驗，發展附加的能力。與此同時，現代社會中社區服務組織必須利用技術來改善和協調他們所提供的服務，需要尋找一種長期的、低成本的、擁有個性化技術支持的項目。EPICS的創立滿足了大學與社區的相互需求，使雙方形成長期的合作伙伴關系。該項目的愿景是通過建立這種合作關系使雙方受益。工程專業的學生通過參與長期的、大規模的、來自真實世界的工程項目取得學分;同時也造福社區，為社區合作者提供低成本的技術服務，并在這一過程中體會到成就感，提高服務社會的能力。①EPICS最初是在1995年秋季由普渡大學電氣和計算機工程學院發起，開始共有40名學生組成項目團隊。此后該項目的規模穩步發展，目前普渡大學每學期都有超過400名學生組成約33個團隊參與到EPICS當中。同時，普渡大學也是全美EPICS總部，有22所大學和學院加入這一項目。從上世紀末到本世紀初期，美國工程教育學會(ASEE)和國家科學基金會(NSF)對推動服務學習在工程教育領域的快速發展起到了重要作用。它們一方面向為創立和實施EPICS作出突出貢獻的普渡大學教師頒獎，擴大EP-ICS的影響;另一方面投入資金支持相關大學開展EPICS，促使EPICS在更多高校推廣。EPICS先后獲得來自聯邦、企業和校友的資助，累計超1000萬美元。

(二)EPICS實施的范圍EPICS已經在社區內得到了有效實施，實際上，這種教育模式還可以擴展到地區、全國甚至是國際的層面。當地社區項目。實施EPICS最常見的地方是在當地社區，這樣有許多優點。如尋找項目地點和社區合作伙伴都很方便;更易于維護長期的合作伙伴關系;交通和物流更便捷;學生真實感受到他們的學習和工作有益于社區;在當地社區看到的社會問題有助于學生理解工程問題往往就在“身邊”，而不僅是從新聞上看到的遙遠的地方。地區項目。有些EPICS是在當地社區以外完成的，這些項目可能涉及地區或區域組織的范圍，與之相關的合作關系能夠產生更廣泛的影響，讓學生獲得更大范圍的體驗。教師們或者學校會利用在其他領域的相關聯系人，通過與區域和地區組織合作來安排這樣的項目。美國贈地學院通常與州政府都有良好的合作關系，他們會利用這種關系加強同本州的相關機構合作。例如，普渡大學建立了與印第安納州人居組織的合作關系，致力于州政府組織的建設項目。國家項目。與區域項目相似，國家合作關系提供了擴大EPICS的范圍和影響的機會。EPICS與非營利組織———人類家園國際組織的合作就是國家合作伙伴關系的典型例子，普渡大學和威斯康星大學與其全國總部合作，設計和交付信息管理項目，該項目能分發信息給全國各地的機構。國際項目。這是涉及范圍最廣的項目，教師通常把滿足發展中國家的需要等內容整合到項目當中，并組織學生團隊到國外實施項目。參加這些活動的學生能夠獲得跨文化體驗和全球化的視角，而且這類項目對發展中國家也會產生巨大的潛在影響，使學生和項目所在國家雙方都獲益。國際項目的物流和資源問題比較復雜，但也有很多成功的模式。例如，工程師無國界組織主要致力于應對社區發展中那些基于工程問題的挑戰，包括清潔飲用水、適當的衛生設施、電力的持續供應等提高人們生活質量的問題。

(三)EPICS對提升工程人才培養質量的作用EPICS是長期服務社區的具有挑戰性的工程項目，同時也是教學活動，已有的實踐證明它是非常成功的，學生們在以下幾方面取得明顯收獲。首先是技術技能。每個項目都具有顯著的技術挑戰，學生們有機會通過解決實際問題，發展和運用課堂上學習的技巧。其次是知識整合能力。由于項目的范圍和規模一般有可能超越傳統的課程，學生們必須運用各種學科知識來定義和解決不夠明確的問題，這些經驗能夠促進他們的分析思維和組織知識能力的發展。第三是溝通能力。每個項目都有書面報告，口頭建議和進度簡報，需要經常與項目合作伙伴、顧問溝通和在團隊內部溝通。第四是團隊合作經驗。由于項目規模較大，團隊合作是主要的工作方式，學生們學會了如何分解一個大問題，分配和調度子任務，以及再把各部分集成為一個有效的解決方案。他們也明白項目的結果依賴于團隊每一個成員的努力。第五是資源管理。每個項目的建議書必須考慮到合作伙伴的資源及所需設備、空間等條件，學生們理解了在項目設計和實施過程中必須面對各種約束。第六是客戶意識。項目來源于當地社區服務機構，他們的滿意度是衡量項目成功的重要標準，因此學生們能認識到向客戶提供高品質產品的重要性。第七是擴大對外界的關注。通過與工程學術界以外的人員合作，學生們會進一步了解他們將要踏入的大學之外的世界。第八是職業倫理。與項目相關的工程活動涉及到合作伙伴、客戶、團隊成員等多個人群，學生在與他們打交道時必須嚴格遵循職業倫理原則。①EPICS與企業實習是兩種不同的工程實踐模式，各有側重。前者主要是利用工程技術來幫助社區發展，尤其是解決欠發達地區的民生問題，對學生的影響更多在價值層面上，而不是先進的技術。后者著力于提升學生解決工業生產中實際問題的能力，更加關注學生在工業界創新和創業能力的培養。兩種模式相輔相承，不能替代。事實上，美國大學工學院的學生在學習過程中，常常既參加EPICS，同時也有企業實習。EPICS是工程實踐的一種新形式，給學生提供了更多的實踐機會。

三、普渡大學的EPICS

(一)普渡大學EPICS的特點普渡大學作為EPICS的起源地，經過長期實踐，其EPICS形成了較為成熟的運作方式，具有以下特點。與社區組織緊密合作。每一個EPICS團隊都有一個社區非營利性組織作為項目合作方。從發現并明確合作伙伴遇到的技術問題，再到最終為社區提供所需要的服務和支持系統，EPICS團隊與項目合作方始終保持非常密切的聯系，保證為社區提供有效的服務。合作方關于項目的觀點、建議和對項目系統開發利用情況的反饋，為每個項目提供真實的工程背景。在大多數情況下，項目團隊都能為合作方提供低成本的工程系統，為合作方更好地服務社區提供技術援助。良好的社會效果更能夠促使學生積極參與到項目中去。大學－社區合作伙伴關系是EPICS的核心。選擇社區合作伙伴及合作項目，主要基于以下四項標準:(1)重要性，不是所有項目都值得開展，應該選擇能為社區帶來最大利益的項目。(2)挑戰性，項目要具有一定難度，但也要在工程系本科生的能力范圍內。(3)長期性，項目最好持續幾個學期，這樣既可以在學術方面給予學生廣泛的設計體驗，也可以幫助合作伙伴解決對社區有重大影響的問題。(4)責任性，這是項目的關鍵因素，合作方承諾與學生共同確定項目，提出具體要求并持續提供批判性反饋。每年大學都參照這四項標準遴選新的社區合作伙伴和合作項目。新項目的來源也呈現多樣化，既有教師發起的項目，又有學生建議的項目。伴隨著EPICS在社區的知名度擴大，當地社區組織也會提出項目建議。大型和垂直一體化團隊。每個EPICS團隊都由8－20名學生組成，以便能夠承擔較大規模并對社區有重要影響的項目。這種大型團隊采取垂直一體化的配置方式，由大一、大二、大三、大四學生混合組成。團隊既需要掌握更多和較高級技術的成員，以適應項目對復雜技術的要求;也需要資歷較淺，但能了解整個項目并在未來的學期擔負主要任務的成員，以保證項目的可持續性和最終達成項目目標。通常，由大四學生擔任技術和組織領導工作;大二和大三學生承擔主要的技術性工作;大一學生主要負責了解項目合作方的需求，參與團隊工作并跟蹤團隊的任務，為將來承擔主要技術工作和組織領導工作做準備。學生長期參與。學生參與EPICS最長可達7個學期，即在大一的第二個學期加入團隊，一直持續到畢業。每年都會有大一新生或者大三學生加入EPICS團隊，頂替因畢業或其他原因離開團隊的學生。在EPICS團隊中形成了高年級學生和團隊顧問培訓、指導新加入成員的機制，這種機制不僅使團隊有良好的持續性，確保有效地完成大型項目，同時也使每個學生在團隊中學習和體驗不同的角色，從新手到設計工程師再到團隊領導。靈活的學分制度。參加EPICS的大一、大二學生每學期可以獲得1個學分;大三、大四學生根據自己選擇承擔的工作量可以獲得1或2個學分;技術水平高、組織能力強的學生由于擔負較多技術和組織責任，可獲得兩倍學分。不同學院或系對學分的計算方式不同，學生畢業所需的學分也不同。例如，電氣和計算機工程系要求學生完成6個選修學分，3個高級設計學分;而機械工程系的學生需要完成技術選修的6個學分。多學科團隊。大型的EPICS團隊通常能夠容納多個學科的學生，這是由項目需求決定的。例如，為殘疾兒童或成人研發援助器械的團隊就會吸引電子工程、機械工程、計算機科學、兒童發展和護理專業的學生。EPICS團隊成員的專業可能分布在工程學科和非工程學科，目前已有超過20個專業的學生參與到項目中，包括電子、計算機技術、機械、土木工程、航空、生物醫學，以及工業工程、計算機科學、社會學、心理學、教育學、聽力學、英語、護理、視覺設計、林業和自然資源、化學、管理等。EPICS團隊每學期通知，招募項目所需要的學生和對學科背景的要求。學科交叉已被證明對團隊開發和提供產品及服務的質量起到了至關重要的作用。同時，多學科的學生在一起工作，共同去實現一個目標，從人才培養的角度看也具有非常重要的意義。全程的設計體驗。為學生提供全程的設計體驗是EPICS的重要價值所在。對于每個項目，學生都要從識別合作方的需求、明確定義項目目標入手;然后與合作方共同開展項目的計劃、實施、評估和反饋。這個過程通常持續兩年或更長時間。這為學生提供足夠的時間學習和掌握工程項目設計的各個方面，包括準備不同的設計方案、項目計劃和管理、團隊領導、技術創新、設計的修訂和經濟成本的考量等。作為專業工作者，項目團隊需要培訓合作方代表，使其能夠更加清晰、準確地表達需求，及時、有效地反饋信息。項目團隊要根據合作方的需求和反饋做出合理的改變。項目交付合作方以后，團隊的學生在后續學期內還要承擔項目支持和維護的責任，為當地機構和組織提供長期的技術支持①。

(二)EPICS取得成功的兩大因素真實情景下的工程實踐。大學與社區組織基于社區的真實環境建立長期合作關系，引導學生加入其中，并堅持用幾個學期或更長時間去完成雙方合作的最初承諾。學生們意識到這些合作項目都是針對社區的切實需求展開的，如果他們的工程實踐效果良好，那么最終成果將會真正地投入使用。這就對項目設計的可靠性、可用性、可維護性、安全性、可制造性和美觀性等提出更高的標準。為了取得工程項目的成功，學生們需要解決項目中的關鍵性問題，例如兒童博物館在承受數百名兒童使用甚至濫用之后能維持幾個月?升級后的軟件界面能否提高社區服務工作者的工作效率?設計一個系統用于檢測腦癱兒童的姿勢，并鼓勵他們保持標準姿勢，是否真能幫助他們改善姿態?在傳統的課程學習中，學生們面對的是虛擬客戶，很少遇到上述問題，更不會去深入思考，尋求答案。所以，EPICS提供真實的工程實踐環境，讓學生們面對的是真實的客戶，非常有助于培養工科學生的社會責任感和成就感，深刻地理解自己作為工程師在社會中扮演的角色，增強對工程專業的忠誠度和榮譽感。這些是在教室和實驗室里都無法獲得的。長時間參與工程實踐。在實際情況中，很少有工程項目能夠在一學期的15周或者一學年的30周內徹底完成。EPICS的顯著優勢，就是通過學生最長可參與7個學期和一屆屆學生持續不斷的參與，來打破這些人為界限。從項目和與社區組織合作的角度來看，學生團隊有足夠的時間進行精心設計和良好測試，然后把完成的項目交付給合作伙伴;他們能從合作伙伴那里收集反饋意見，不斷完善設計;他們還能深化與社區組織的合作，尋求新的機會。從學生的角度來看，長期持續參與工程項目使他們能夠體驗整個項目周期不同階段的工作，以及從實習生到設計工程師和團隊領導者等不同的角色;給他們更多的時間加深本專業的學習并涉獵其他學科領域，去感受工程在社會中的角色和作用，發展自我意識和團隊意識，提高專業能力。EPICS的企業家顧問還倡議，利用較長的項目周期，讓學生有機會了解和追求項目的商業化。評估數據表明，EPICS確實使學生的技能得以發展。①

四、改進我國工程教育中的工程實踐環節

分析美國大學的EPICS，對改進我國工程教育中的工程實踐環節可以得到以下幾點啟示。

(一)轉變對工程實踐的認識隨著我國經濟社會發展，工科院校應適應新的形勢，轉變和深化對工程實踐的認識。根據人才培養的總目標，本科階段工程實踐環節的目標應該多樣化，不僅要讓學生了解和體驗先進的生產技術、現代化大生產的組織管理，也要讓學生親身參與真實的工程項目，親身經歷工程活動的全過程，理解工程對于改善民生、造福社會的重要作用。相對而言，后一個目標更加基礎，但在目前還未引起足夠重視。因此，在選擇工程實踐的場所和內容時應著重考慮以下因素。首先，工程實踐要讓學生真正承擔起工程項目的責任。工程教育的一些目標，如在經濟、法律、文化、倫理等各種約束條件下解決工程問題，以及具備社會責任感等，僅僅通過課堂講授、模擬作業、現場考察等方式很難真正實現。只有讓學生參與到真實的工程項目中，并對自己的工作負責，才能促使他們綜合運用所學的理論知識，充分發揮掌握的技能和能力，深刻理解自己作為未來工程師的責任。其次，工程實踐的內容不能局限于專業的界限。工程教育劃分專業是為了使學生更加精通某一領域的工作，然而在現實世界中，工程問題往往涉及多方面因素，學生在真實的工程環境中解決問題必須綜合運用各種知識。所以工程實踐活動不一定過分要求“專業對口”，讓學生在較寬的專業領域開展實踐，對他們適應未來的工作會有更大幫助。第三，工程實踐活動要符合學生的能力水平。工程項目的選擇既要有一定技術難度，同時也要在學生的能力范圍之內。工程實踐活動并不一定要做高、精、尖的項目，重要的是完整的工程項目，讓學生能真正參與實踐，同時對社會有實際貢獻。

(二)到有需要的地方開展工程實踐在國內和國際兩個范圍內，都有許多地方需要工程為提高人們的生產水平和生活質量提出解決方法。在國內的中小企業、農村偏遠地區都有對工程的需求，比如給中小企業技術升級提供技術幫助，為農村地區居民解決清潔飲用水、穩定電力、修建道路等問題。這些地方的人們更需要那些簡單實用、可持續的工程解決方案，也需要整個社會給與更多的支持和關注。推動工程教育國際化并不是都要組織教師、學生到發達國家去，其實為經濟落后的國家和地區解決實際工程問題、提供技術服務，同樣能培養學生的跨文化交流能力和對多元文化的理解，也是工程教育國際化的一方面。我國在與欠發達國家和地區的交往中一直重視民生問題，未來的工程師們參與到這一過程中，也能使工程教育國際與國家的外交戰略統一起來，對提升我國的國際聲譽和國際地位起到重要作用。相對于大型企業和高新技術企業來說，中小企業和落后、偏遠地區對工程有更多需求，而且所需要的主要是成熟的技術，本科生的知識和能力應該能夠勝任，這就為學生解決實際工程問題提供了空間。而且這樣的工程實踐活動對增強學生作為未來工程師的使命感、成就感會有更大作用。

(三)探索開展工程實踐的有效方式為保證學生在工程實踐中實質性參與工程項目，并對工程活動過程有完整的體驗，使工程實踐取得實效，需要對以往的工程實踐形式進行調整。一是把工程實踐貫穿于工程教育全過程，協調好課程學習與工程實踐的安排，使工程實踐與工程項目的進度相適應。這樣學生就有較長時間和較多機會參與工程實踐，能夠承擔一個具體的工程項目，經歷項目實施的全過程，取得較為完整的成果。二是打破年級、專業界線組織實踐團隊。這不僅是完成實際工程項目的需求，更是培養學生的有效方式。三是建立靈活的學分制度。在參與時間長短、完成工作量多少、承擔責任大小、從事技術工作難易等方面給學生較多的選擇權，使有興趣、有能力、愿投入的學生更有積極性，讓其他學生也能達到最低要求。

(四)把工程實踐納入國家重大計劃予以支持基于工程服務的學習模式最主要的特點是，學生要參與真實的工程項目，承擔實際工作任務，并取得有實用價值的成果。對于偏遠、落后地區來說，工程專業的學生也是一支可以利用的人才隊伍。因此，國家應當把大學生的工程實踐納入西部大開發、扶貧工程、甚至對非洲援建等重大計劃中，其他政府投資的項目只要是本科生力所能及的，都可以作為學生的工程實踐項目。這樣既完成了工程項目又培養了人才，是一舉多得的事情。

作者：雷慶 苑健 單位：北京航空航天大學 高等教育研究所