高等工程教育与理论实践相结合原则探讨
中图分类号：G640 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）36-0005-02
普通高等教育是在高中教育基础上、以基础科学或技术科学为其主要学科基础的专业教育，是各类专门人才的主要来源，负有直接推动国民经济各个领域发展的重大使命，其办学模式和质量将会影响一个国家整个教育和未来。高等工程教育是以技术科学作为主要学科基础，以培养能将科学技术转化为生产力的工程师为目标的专业教育。学以致用、理论与实践之间的关系问题是高等工程教育改革的关键问题。本文主要对高等工程本科教育、人才培养以及理论联系实际等问题进行了详细讨论，从而更加明确了科学教育与工程实践训练并重、一体化的现代工程教育观。
一、高等工程教育
教育是培养人的社会实践活动，教育和人的发展需求、社会发展需求紧紧联系在一起。大学生在校期间的学习和成长过程就是要解决好经济社会发展对自身的要求与已有基础之间的基本矛盾。高等工程教育作为技术教育的一部分，有两个显著特点：其一，以技术科学为主要学科基础，以应用技术为主要专业内容；其二，以培养工程师为人才目标，以工程应用为服务对象。技术科学基础与工程应用对象之间的特殊矛盾是高等工程教育区别于其他科类高等教育的显著标志。[1]为了深刻理解高等工程教育的特点，明确其内涵，在此需要重温工程和技术的要义。“工程”有两个含义：（1）是将自然科学的原理应用到工农业生产部门中去而形成的各学科的总称。如土木建筑工程、水利工程、冶金工程、机电工程、化学工程、海洋工程、生物工程等。这些学科是应用数学、物理、化学、生物学等基础科学的原理，结合在科学试验及生产实践中所积累的技术经验而发展起来的。主要内容有：对于工程基地的勘测、设计、施工、原材料的选择研究，设备和产品的设计制造，工艺和施工方法的研究等。（2）指具体的基本建设项目。工程的目的是利用和改造自然来为人类服务。“技术”的含义也有两个：一是泛指根据生产实践经验和自然科学原理发展而成的各种工艺操作方法和技能。二是除操作技能外，广义的还包括相应的生产工具和其他物质设备，以及生产的工艺过程或作业程序、方法。[2]工程伴随人类的诞生、生存而产生，非科学或技术的衍生物，中国工程院工程管理学部的院士们已经提出并论证了“工程本体论”的工程哲学观点。[3]但是从现代工程的发展看，技术是工程的基础，技术知识、技术方法、技术手段和技术设备是工程活动必不可少的前提和基础，工程是技术的集成体，工程和技术紧密联系在一起。因此，人们常常称为“工程技术”。“高等工程教育”概念中的“技术科学”的内涵是指针对工程技术中带普遍性的问题，即普遍存在于几门工程技术专业中的问题统一处理而形成的，如工程力学、工程制图学、电工技术、电子技术、计算机技术、工程控制论等等，是介于数学、基础科学与应用技术之间的一种科学，是二者之间的桥梁。因而，在学科门类结构中处于相当重要的地位，对高等工程教育而言是重中之重的内容。
二、高等工程教育的人才培养
高等工程教育是培养工程师或者说工程师的毛坯，这已经被科学、工程技术界、教育界所认可和统一。现代工程师所从事的工作是以技术和管理为手段，将自然科学原理应用于科学研究、技术开发、勘察设计、制造施工、运行、维护、营销活动中，有效利用自然资源，以创造和提供目的在于使用的、自然界并不存在的工程产品或技术服务。
基于工程师的工作特点，在教育上培养现代工程师时，其知识、能力和品德素养应该包括：一是有良好的数学与自然科学、人文社会科学、个人品德修养知识和技术经济、工业（企业）管理知识。这里的人文社会科学重点不是一般的“纯”人文社会科学，而是根据工程和科学的社会责任需要来选择、组织的，是适合现代工程师在从事技术系统的研究、开发、设计和制造活动所必需的内容。二是掌握比较扎实的与专业领域相关的工程技术科学基础理论、比较宽的与专业服务面向关系密切的工程技术专业理论与知识（包括原理、设计、设备、工艺和测试等）以及本专业范围内的科学技术新发展。三是受到必须的、基本的工程实践训练（包括实验、实习、实训、课程设计、毕业设计和创新意识训练），获得基本的工程技术技能（主要包括必须的现代工程制图学与CAD技术、实验、量测、计算机运用与计算以及一定的工艺操作技能等）和能力（主要包括工程设计能力、集成创新能力、工程实践能力、知识学习能力、分析综合能力、开拓创新能力和创新能力的综合要求[4]），树立强烈的工程意识。四是加强校企合作，坚持教学、科研和生产实践三结合，通过课程设计、生产实习、实训和毕业设计等真实环境训练，培养综合运用技术和非技术因素（能够考虑经济、环境、法律、伦理等），分析、解决工程实际问题的能力。这样的培养内容设置和国际工程教育认证的要求是一致的，符合国际化的要求。
在培养现代工程师的过程中，需要处理好知识、技能和能力之间的关系。从知识的学习和掌握到能力的形成与发展是不能直接实现的，而是要以技能为桥梁。技能是顺利完成某种工作任务的行动方式，形成技能就是将某种行动方式固定下来。多种行动方式形成并固定下来，就能够形成多种技能。能力是加工认识材料或调控行动方式的个性心理特征，具有经常性、稳定性和概括化的特征，能力要在学习知识和通过实践掌握技能的过程中不断积累，逐渐形成与发展起来。要使工程师创造出符合社会意义和个人价值的具有独特性和革新性的产品，就必须综合运用各种能力。
三、高等工程教育的理论联系实际 “理论”的含义有二：一是概念、原理的体系，是系统化了理性认识。科学的理论是在社会实践基础上产生并经过社会实践的检验和证明的理论，是客观事物的本质、规律性正确反映；它是在同错误理论不断斗争中发展起来的。科学理论的重要意义在于它能够指导人们的行动。从实际出发，理论联系实际，实事求是，是辩证唯物主义的思想路线。二是讲理，辩论是非。“实际”的含义是指客观存在的事物，真实的情况；也指人们的行动，即实践。而“实践”的内涵即社会实践。人类有目的地改造自然和社会的全部活动，主要包括生产实践、社会交往活动、科学实验、文化生活等等。实践具有客观性、能动性和社会历史性。实践是动态的，是一个过程。[2]
科学理论来源于实践，并在实践中检验和发展。工程是人类综合应用科学的理论（包括自然科学、技术科学和社会科学）和技术的手段，改造客观世界、创造财富的实践活动。一般是创造新实体或者对旧的实体进行改造，使之具有新的功能和价值。因此，工程内容包括建设项目、技术改造、研究开发等活动，也包括他们的前期工作，如规划、战略、设计等活动。简单来说，工程是对客观现实的实践活动。从“实际”概念的含义来看，它既是工程的对象，也是工程本身。因此，理论联系实际、理论实际相结合，本质上就是理论实践相结合。从高等工程教育的角度来看，就是理论与工程实践相结合。科学理论是人们认识客观世界所形成的知识体系，不直接服务于生产或其他社会实践，不是直接的现实的生产力，是知识形态的生产力，当科学原理通过研发转化为技术并运用于生产时，就转变为直接的、现实的生产力。
工程活动是高等工程教育所特有而其他高等教育所没有的一种活动。从高等工程教育的显著特点和现代工程师的素质要求、培养过程来看，既要有比较扎实的理论基础，又要有分析、解决工程实际问题的能力。因此，高等工程教育必须坚持理论与实践相结合、学以致用，坚持科学教育与工程训练并重、一体化的现代工程教育观。将这一教育观念贯穿于高等工程教育的全部过程。所谓的“一体化”，是指“使各自独立运作的个体，组成一个紧密衔接、相互配合的整体，强调协同整合。”就整个工程教育而言，就是在科学研究与人才培养之间、在理论学习和工程实践之间、在第一课堂与第二课堂之间实现协同整合；就工程实践而言，就是在校内实践和企业实践之间、在验证性实践与综合性实践之间、在设计性实践之间实现协同整合；就理论学习而言，就是在专业性知识与通识性知识之间、在结论性知识与方法性知识之间实现协调整合。[5，6]同时必须牢记，理论知识和工程训练的内容总是随时间变化的，科学前沿的扩展使得新知识、能力成为必要。当技术革新的前沿移动时，原来的知识和能力可能已经变成了标准的工作程序、技术标准、标准部件、标准设计理念，并已经由计算机工具所取代。因此，科学知识和工程训练的内容需要不断更新，与时俱进。
高等工程教育中的数学与自然科学的基础理论通常难于直接联系工程实际。课程中的基础理论是经过长期实践检验的，为了深入理解基础理论，必须联系实际做作业、实验，也就是进行实践活动。训练实验技能、培养创新精神，为从事研究和开发打好基础。技术科学基础理论和工程技术专业课程，是运用基础科学理论探讨技术机制、可行性和共同规律，直接服务于生产或其他社会实践，具有直接生产实践性。其理论联系实际是必然的和自然的，除做作业、进行基于模型的实验（试验）、观察和测试外，还要结合工程案例讲授工程技术知识如何应用于工程实际、怎样能够更好地应用于工程实际。其中的课程设计实践训练是理论联系实际的重要环节和途径。实习、实训环节是直接的理论联系实际的实践活动，在企业生产实践中学习先进的工程技术、生产工艺、组织管理和企业文化，形成比较完整的工程经验。工科的毕业设计是作为工程师基本训练的重要环节，培养学生较全面的综合运用所学知识和技能分析和解决工程实际问题的能力。毕业设计必须理论联系实际，结合生产实际选择毕业设计题目，完成毕业设计要求。人文社会科学基础理论是根据工程和科学的社会责任需要来选择、组织的，适合现代工程师在从事技术系统的研究、开发、设计和制造活动所必需的内容。这里的理论联系实际有两层含义：一是这些内容本身与人生活、学习、交流和成长的实际紧密联系；二是这些内容与工程教育的实际紧密联系。思想品德教育与修养课程更加需要理论联系实际，需要潜移默化、言传身教，否则就变成空头的教化，失去应有的本意。
四、结语
高等工程本科教育、人才培养过程所要求和体现的重要现代工程教育观就是理论与实际的关系问题，就是学以致用、理论联系实际、理论实践相结合，科学教育与工程实践一体化。工程师仅仅在高等工程院校中通过学校课堂教学是培养不出来的，校企合作、产学研结合是高等工程教育人才培养和发展的必由之路。
