首页 -> 2007年第4期
工科课程体系和教学内容改革论析
作者：李 正 李菊琪
关键词：课程体系；教学内容；工科
一、问题的提出
20世纪80年代以来，我国大学工程教育针对过去学习前苏联工科教育模式，导致的专业(课程)设置面过窄、课程内容过细过深的弊端，进行了大幅度改革。作为由政府自上而下发动和指导的科层化改革，它强调借鉴美国等发达国家工程教育课程模式，全面引入了通识教育和专业教育相结合的课程模式，在拓宽工程学科专业面、整合课程内容等方面取得了很大进展。但与我国实行新型工业化，建设创新型国家的要求相比，仍存在较大差距和不适应。目前我国工科课程体系和教学内容主要存在以下问题：
1．虽然工程专业领域的课程改革力度相对较大，效果较明显，工程学科专业基础和专业方向课程体系内容被大大拓宽和整合，但相比之下，人文社会科学、自然科学、数学等基础课程则相对被忽视，这几类课程的门类过于单一，内容相对封闭和陈旧，导致学生学科视野狭窄，对新旧知识之间和不同学科知识之间的迁移能力及创新能力较弱，严重影响了学生准确判断和解决包括有关社会价值问题判断在内的系统性工程问题。
2．各门课程缺少和重大研究项目、课题与相关内容的充分结合，导致工科学生探究兴趣和动手能力相对弱化，不利于创新能力的培养。
3．包括专业课程和基础课程在内的课程体系和教学内容都过于强调学科的逻辑性，学科壁垒仍然严重，以“实际问题为中心”的跨学科课程、相关性课程、综合类课程相对过少，学生的发散思维能力、想象能力和解决系统性工程问题的能力较差。
针对上述问题，我国工科课程体系必须改革和调整。由于办学目的和已有的学科基础各不相同，不同的大学不必追求课程体系和教学内容改革的统一模式，但由于大学工程教育具有同一或相近的课程目的属性，人才培养目标也都具有若干共同要素，因此，未来大学工程教育课程体系和教学内容改革将呈现若干主流方向。而以理论课程为主的课程体系和教学内容的高度集成化、多途径的实践性课程的开发和人文教育课程的继续完善将是这场变革中的三大重点，在此基础上构建和完善我国现代工程教育课程体系。
二、集成化整合：理论课程体系改革的方向
1．横向基础理论课程的改革
这里的基础课程包括三大领域(人文社会科学基础课程单独论述)：学生理解工程原理所需要的自然科学课程(物理、化学和生物)、把自然科学原理转化为技术手段的专业基础课程(力学、机械原理、化工原理、电磁学、材料科学等)、工具性基础课程(数学、计算机技术以及作为表达工具的写作课程等)。
(1)在课程体系方面，传统的工科大学发展伊始即重工程学科，数学和自然科学等基础学科课程发展先天不足。而事实上，数学作为其他自然学科和工程学科发展的基础性工具学科，将是推动其他工程学科发展的重要基础学科，并且，数学在促进工科学生抽象思维能力、逻辑推理能力、空间想象能力、数学建模能力的发展方面有重要作用。而对于生物学科，过去我国理工科大学对其并不重视，随着近年来生命科学领域的飞速发展，生物作为基础学科课程，将制约着未来众多其他应用性学科的可持续性发展，因此未来课程改革中非常需要加强数学、生物、物理、化学等基础学科课程和其他学科课程的集成与交叉发展。
(2)在课程内容方面，无论是公共基础课程还是专业基础课程，其主要目标是让学生掌握基本原理、概念和基本方法以形成广泛的工程学科背景。因此未来改革中在拓宽基础课程内容之余，集成化发展丰要侧重于原先基础课中有关原理和方法等方面的内容，通过不断集成物理、化学、生物学等学科的基础课程与专业课程内容，实现与传统学科与新兴工程学科课程内容的融合与创新。
2．纵向专业理论课程的改革
从纵向的专业课程体系(专业基础、专业方向、专业实践)来看，打破传统的院系与专业界限，集成各个层次的专业课程，开发出专业大类课程模块将是有效的改革途径。根据已有的研究与实践可以发现，集成化的专业课程模块中，纵向的工程学科专业课程学分占到总学分的50％比较合理，其中专业基础课程占到约20％较为合理(在知识更新速度较快的学科领域如计算机、电信学科课程领域，专业基础课程的比例还可以适当增加)。而知识更新相对较快，与前沿技术有关的专业方向课程学分占到约10％较为合理，专业实践课程占约20％较为合理。可以通过三方面的途径来开发纵向的专业大类课程体系：
(1)可以针对不同院系、不同方向但专业类似的课程进行集成，开发专业大类课程体系，如对建筑学院土木工程、电力学院水利水电工程、交通学院土建工程等三个专业的课程进行融合，可以开发出学科纵向平台课程如土木工程概论、工程测量、建筑材料、工程地质、结构设计理论、力学课程模块等。
(2)针对同一院系相近专业(如机械学院的机械电子工程、机械工程与自动化、机械类、土木建筑类、电类、化类、计算机类、经济管理类等)。在上述两种专业大类课程体系构建中，可以把专业课中共同的理论或方法放到专业基础课中，从而开发出包含80％以上的相同学科基础课程。
(3)针对大多数工程专业可以开发出专业基础大类课程(如力学、电磁学、热力学、材料科学、逻辑与计算机系统、系统控制)供学生分类选修，通过比较国内外同类学校课程体系可以发现，此类选修性的专业基础大类课程的学分数达到总学分数的20％比较合理。
三、多途径拓展：实践性课程的改革
相对于科学的探索性、人文艺术的表现性而言，工程在本质上是强调综合性、实践性的。“实践”是要让工科类学生尽量多地获得从事解决工程实际问题的经验，尤其指参与科研、开发、设计、制造等实践活动以培养学生的创新和实践能力。将基础理论知识教学与研究、开发、设计等实践性教学相结合来设置课程是培养学生创新精神、创新能力的关键所在。未来的课程改革中，工程实践课程要成为理论学习和创造性研究、开发、设计的结合点，学校需要改变按学科设计的课程，安排学生从一入学就参与研究实践和现场工程实践，并将其贯穿本科四年课程体系中，这对于激发学生的专业兴趣、培养工程创新能力意义重大。
创造性实践教学课程设计有以下多种途径：
(1)让学生参与教师的科研项目。参与的研究课题要与生产实际紧密相关，涉及面要广，这样既能调动学生积极性，又能提供学生综合运用多学科知识的机会。学生在参与科研过程中能接触先进设备，了解学科前沿信息，利于充分开发自身的直觉、顿悟和灵感等创造性能力来解决科研中的实际问题。
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