夏國萍

摘 要：高等工程教育課程是培養(yǎng)工程師的基本保證。對澳大利亞昆士蘭大學化學工程學院項目中心型的課程目標、課程內容、課程組織、課程評價深入研究發(fā)現(xiàn)，項目中心型課程凸顯了工程教育課程回歸工程實踐的改革理念，加深了學生對工程師能力和責任的理解，實現(xiàn)了系統(tǒng)化訓練和專業(yè)性實踐的對接。項目中心型課程對我國當今工程教育課程改革具有借鑒意義。

關鍵詞：工程教育；項目中心型；課程；澳大利亞

項目中心型課程是澳大利亞昆士蘭大學1996年首創(chuàng)的新型工程教育課程體系。經(jīng)過多年的不斷探索和改進，特色突出，并于2012年3月被英國皇家工程院發(fā)布的《實現(xiàn)工程教育的卓越：成功變革的要素》報告遴選為國際典范，被譽為世界上最好的工程教育實踐之一[1]。國內目前對昆士蘭大學項目中心型課程的研究相對較少，因此本文以其為研究對象，深入剖析課程改革的特色，以期為我國工程教育課程改革提供借鑒。

一、項目中心型課程改革的原因

澳大利亞昆士蘭大學工程教育課程改革受內外因素的驅動影響。外部因素主要是澳大利亞工程教育界對高校工程教育課程和畢業(yè)生的工程實踐能力更加關注，對高等工程教育培養(yǎng)質量提出了更高要求。其一，1992年開始澳大利亞畢業(yè)生就業(yè)委員會每年對全國高校全體應屆本科畢業(yè)生進行大學生課程體驗調查，在調查中許多畢業(yè)生反映傳統(tǒng)工程教育課程體系培養(yǎng)的工程技術能力無法滿足職場變化需求和社會發(fā)展要求。其二，1996年澳大利亞工程師學會提出澳大利亞工程教育受到了前所未有的挑戰(zhàn)，與全球工程教育相比而言，澳大利亞的工程教育需要變得更加適應團體合作及全球關注的可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境等問題[2]。內部因素主要是昆士蘭大學管理層及時發(fā)現(xiàn)全球工程教育課程領域誕生了諸多新范式、新特點，而昆士蘭大學的工程學課程卻仍然沿用傳統(tǒng)的課程體系，工程教育教學方法相對落后，培養(yǎng)的工程人才還不能夠完全與社會專業(yè)需求和通用能力相匹配。因此，1996年昆士蘭大學副校長Jon Hay提出 “為滿足專業(yè)實踐特性需求，發(fā)展工程學畢業(yè)生全方位能力”的愿望，在全校范圍內開展了針對工程教育的課程改革，試圖找到一種工程教育和工程實踐相結合的新型課程體系[3]。昆士蘭大學在調研全球高等工程教育課程和咨詢工程教育界專家的基礎上，設計了項目中心型課程（ProjectCentred Curriculum，PCC），即以團體小組校內工程訓練作為必修課，從社會真實問題出發(fā)，模擬專業(yè)工程實踐、建構工程模型，扎實提升學生工程實踐能力。課程改革率先于1996年在工程、建筑與信息技術學院下轄的化學工程學院開始試點。

二、項目中心型課程改革的特色

項目中心型課程銜接問題導向與項目專業(yè)實踐模擬優(yōu)勢，創(chuàng)新了工程教育課程范式，實現(xiàn)了工程教育的卓越變革。經(jīng)過20多年不斷的改進和修訂，從課程目標、課程內容、課程組織、課程評價四個方面彰顯特色。

（一）界定工程實踐能力，導引課程目標

隨著21世紀水資源、食品健康、可持續(xù)能源等危機的出現(xiàn)，對專業(yè)工程師的能力提出了更高的挑戰(zhàn)，使得一名專業(yè)工程師面對的情況更復雜、解決的問題更艱巨。昆士蘭大學提出21世紀專業(yè)工程師不僅具備多學科基礎知識和專業(yè)知識，更應具備超越這些學科的工程實踐能力、團隊合作能力等。昆士蘭大學根據(jù)國際上對工程師素質和能力的界定，提出畢業(yè)生應該具備：（1）工程知識基礎。具備扎實的工程學科知識和研究識別能力，理解自然科學、物理科學、工程基礎學科的理論基礎，至少掌握一門工程科學的深厚知識和技術能力，能夠使用基礎學科進行工程知識分析、解決問題。（2）工程實踐能力。使用知識和創(chuàng)造知識的能力，熟練運用工程知識、工程技術、設備儀器的能力，靈活地掌握多學科工程方法等。（3）團隊合作能力。學生在多學科和跨文化的團隊中有效的合作能力以及作為領導或管理者有效領導團隊成員的能力，提升在專業(yè)領域靈活的口頭表達和書面溝通能力、有序的自我管理和職業(yè)操守能力。[4]

課程目標的設置只有按照一定的邏輯結構，遵循發(fā)展順序和知識規(guī)律、終極目標和過程目標的匹配，才能對課程實施起導向、調控作用?；瘜W工程學院遵循不同學期培養(yǎng)要求，由易到難地設置課程深度。例如項目中心型課程在第一學期（CHEE2001）和第二學期（CHEE2002）的課程目標如表1所列[5]。本科前兩年項目中心型課程專注探究共識性和普及性的問題，為培養(yǎng)工程師的核心素質和基礎素養(yǎng)奠定基礎，第三年和第四年扎實提升掌握所學領域核心工程知識、專業(yè)知識轉化應用及畢業(yè)設計所要求的各種知識儲備和技術能力[6]。

（二）強調工程模型建構，重構課程內容

以項目為核心重構課程體系。課程內容改革的特色是建立一個模擬專業(yè)實踐的標準化項目程序，系統(tǒng)地和同步地培養(yǎng)學生的專業(yè)知識、工程實踐能力、團隊合作能力。化學工程學院打破原有傳統(tǒng)課程體系，圍繞項目是“支持和整合所有核心教學活動”的主體對課程進行重新設計，新增設的項目中心型課程占每學期課程總量的25%。新的課程體系強調工程實踐的集成性原則，如圖1所示[7]。昆士蘭大學全日制本科生傳統(tǒng)的基本標準是每學期至少4門課程，改革后規(guī)定每個學生每學期至少選擇1門項目中心型課程。項目中心型課程通常包括1小時/周的主題演講，2～4個/周的研討會。在整個學期，采用協(xié)同教學方法，借助開放的網(wǎng)絡學習空間，設置了許多非正式、不定期的小組討論，確保具體課程和整體項目的順暢實施。[8]

以解決真實問題為出發(fā)點。項目中心型課程最大特點就是基于真實社會問題，通過構建社會典型問題來模擬專業(yè)工程實踐。在2017年第一學期化學工程學院開設了4門項目中心型課程，項目A放射性廢物自動收集車是針對日本核泄露而設計的，項目B瓦努阿圖東圣社區(qū)的供水與水質項目是基于解決該社區(qū)居民所面臨的水資源問題而設計的，項目C活動橋是針對布里斯班市議會提出的奧克斯利河改造項目而設計的，項目D采礦挖掘機是就如何創(chuàng)新提升其工作壽命而設計的。

以建構工程模型為著力點?；瘜W工程學院所有的項目中心型課程都要求設計出解決問題的工程模型，針對性地解決現(xiàn)實問題，而且工程模型必須具有穩(wěn)定性、可操作性和推廣性。例如項目A要求建立的收集車模型必須能夠收集零散的放射性物質（磁性目標代替），并把它們倒入垃圾箱。與此同時，車輛需要實現(xiàn)：①檢測是否是磁性目標；②移動到一個磁性目標；③收集目標；④移動到垃圾桶；⑤轉儲目標進入廢料箱。項目中心型課程持續(xù)時間一般為13周，在每學期第13周進行工程模型演練和測試，并需要團隊進行30分鐘的專業(yè)匯報和提交書面工程報告。

（三）推行團隊合作方式，改進課程組織

項目中心型課程的指導和實施皆采用團隊合作方式。課程指導采用教師團隊合作，項目完成采用學生團隊合作。一般來說，每個學生團隊包括4～6個成員，平均一個指導教師指導4～6個學生團隊。

教學團隊合作保證了指導的有效性和適切性。教學團隊包括授課教師、實驗室人員、工程技術人員等，有時也聘請校外專業(yè)技術人員。例如，《廢水和固體廢棄物處理課程》邀請布里斯班城區(qū)污水處理廠的工程師介紹工廠建設、運行中的各種工程技術問題，邀請昆士蘭州環(huán)保局公務員介紹該州水體富營養(yǎng)化現(xiàn)狀及控制措施等，邀請承擔多項企業(yè)合作項目的水處理領域教授介紹實驗研究與工程過程的區(qū)別與聯(lián)系[9]。教學團隊圍繞技術提高、時間管理和團隊合作對學生團隊進行指導，最密集的指導集中于二年級。每學期開始，化學工程學院都會為項目中心型課程安排指導教師，每個學期最少有3次正式指導會議。正式指導會議主要就項目實施過程中遇到的難題進行解惑答疑，通常在20分鐘到1小時之間。[10]

學生團隊合作完成項目是項目中心型課程的突出特色。每學期學生根據(jù)自己的興趣愛好選擇項目中心型課程之后自行組隊，從前期的項目論證、項目設計到最終工程模型演示和提交專業(yè)工程報告，既需要每個項目成員保質保量的各司其職，又需要團隊領導人員宏觀地對項目進度、項目管理、項目測試等進行統(tǒng)籌規(guī)劃和實施把控。項目實施過程中需要就如何分析工程問題、如何分解工程任務、如何集成工程方案不斷協(xié)同工作，這就需要項目成員之間不斷地討論、溝通、協(xié)調。團體成員合作過程體現(xiàn)了成員之間為既定目標達成所需要的協(xié)同合作和共同奮斗的精神，調動了資源共享、信息互通、成員互信的合作氛圍，保證團隊工作效率的最大化。

（四）注重定性定量結合，豐富課程評價

在課程實施之后對課程做出全面客觀的評價，是課程改革必不可少的環(huán)節(jié)。項目中心型課程采用標準化的大學課程評價（Student Evaluation of Course and Teacher，SECaT）。SECaT評價指標[11]包括8個定量和2個定性指標，每個指標下面有5個選項（5強烈不同意、4不同意、3不置可否、2同意、1強烈同意），具體指標為：Q1.對課程目標有一個清晰的理解；Q2.該課程促進智力提升；Q3.課程結構合理；Q4.學習材料幫助學習這門課程；Q5.明確的評估要求；Q6.在課程中得到了有益的反饋；Q7.這門課學到了很多；Q8.總體評價；Q9.這門課程最好的方面是什么？Q10.你的改進建議是什么？SECaT為學生反饋上課感受和學校教學提供了機會，只要學生選擇了某門課程就會被邀請參與課程評價。課程協(xié)調員將生成的課程報告副本發(fā)送給相應的教師，用于課程的教學改進。通過歷年統(tǒng)計顯示，項目中心型課程滿意度方面普遍高于傳統(tǒng)的工程學課程。

三、項目中心型課程改革的成效

昆士蘭大學項目中心型課程致力于培養(yǎng)學生的工程實踐能力，創(chuàng)新了課程體系和教學范式，開發(fā)出了高品質的教學實踐，得到了學生、用人單位及澳大利亞工程教育界的一致認可與好評。

（1）學生對項目中心型課程廣泛持積極肯定態(tài)度。項目中心型課程加深了學生對工程師角色的理解，使學生有機會將工程知識轉化為工程設計、工程模型，扎實提高了學生的工程實踐能力。一位化學工程學院的學生指出“昆士蘭大學化學工程學院課程大部分是以項目和團隊為基礎，就像現(xiàn)實生活中經(jīng)歷的那樣，課程關注于問題解決和分析思考的技能，對于工作大有好處”，而且化學工程學院學生連續(xù)在卡瓦爾納設計大賽中獲獎也是最好的例證。

（2）用人單位普遍贊譽項目中心型課程的培養(yǎng)質量?；瘜W工程學院畢業(yè)生就業(yè)率維持在較高的水平，并且越來越多的企業(yè)持續(xù)雇傭他們的學生，甚至一些公司將昆士蘭大學的畢業(yè)生看成是未來理想員工的選擇。例如X公司近年來陸續(xù)招聘了化學工程學院的畢業(yè)生，其管理人員指出：“非常欣賞學生技術技能、細節(jié)關注度、靈活的工作能力以及溝通管理能力，項目中心型課程為公司多學科項目團隊做了良好的準備”。

（3）澳大利亞工程教育界對項目中心型課程評價較高。2003年，項目中心型課程贏得了澳大利亞全國教學與增強學生學習獎，2004年獲得了澳大利亞工程教育協(xié)會獎，2005年獲得了澳大利亞大學教學獎。澳大利亞的一位工程師指出：“昆士蘭大學化學工程學院是真正的遠見卓識者，擁有很好的聲譽，為工程教育課程改革樹立了良好的榜樣”。

四、對我國工程教育課程改革的反思

昆士蘭大學項目中心型課程創(chuàng)新了工程教育的范式，得到了世界工程教育界的支持和認可。王孫禺教授指出我國工程教育課程體系落后、內容老化、脫離工程實踐要求，面向實踐的工程訓練不足，重“學”輕“術”的傾向還較明顯[12]。我國工科課程體系與國際工程教育課程體系還存在一定差距，亟待做出調整和變革。

（一）細化科學合理的課程目標

遵循層次化和結構化的內在邏輯設置課程目標。昆士蘭大學項目中心型課程不僅對總體目標、過程目標做出了清楚明確的要求，而且充分考慮了社會發(fā)展因素和學生心身素質，有效地提升了學生的工程實踐能力。雖然我國不同高校工程教育課程目標都有明確的規(guī)定和說明，但是課程目標的設置往往籠統(tǒng)地界定和要求，課程目標的總體目標、過程目標關聯(lián)性亟待改善，課程目標的達成度也有待商榷。例如，我國工程教育課程目標設計中幾乎都提到加強學生工程實踐能力的培養(yǎng)，對如何針對性地培養(yǎng)學生工程實踐能力、如何保障學生工程實踐能力的培養(yǎng)過程卻沒有做出明確的規(guī)定。因此，第一，高校應轉變 “重理論輕實踐”的問題，設置工程教育與專業(yè)實踐相結合的總體目標和過程目標，重點培養(yǎng)學生具有扎實的工程知識基礎、嫻熟的工程實踐技能、良好的個人素養(yǎng)。第二，在課程目標設置中，充分考慮不同年級、不同專業(yè)和不同學生的差異性，遵循學生的知識能力發(fā)展規(guī)律，根據(jù)年級、專業(yè)的特點設置相應的課程目標。

（二）構建項目中心的課程內容

整合課程內容確保項目、工程、能力各要素內在統(tǒng)一。昆士蘭大學項目中心型課程把學生工程能力培養(yǎng)與專業(yè)實踐教學納入到統(tǒng)一的課程框架中，有意識地將工程知識、工程問題和工程設計等要素統(tǒng)合在一起，保證了實踐教學的針對性和有效性。《中國工程教育質量報告（2014）》通過對525家用人單位調查研究發(fā)現(xiàn)，全國只有27%的工科專業(yè)建有完備的實踐教學體系[13]。因此，我國工程教育課程體系應該大力增設項目中心型課程，通過工程教育課程扎實提升工科畢業(yè)生工程實踐能力。其一，統(tǒng)合傳統(tǒng)課程與項目課程。項目中心型課程的設置應該與每學期傳統(tǒng)課程相匹配，鼓勵傳統(tǒng)課程知識成功運用到項目中心型課程中來，讓工程教育從側重理論向側重工程實踐轉變，確保學生獲得足夠的實踐機會和實踐平臺。其二，根據(jù)社會真實問題重新設計。鼓勵學生敢于面對未來社會發(fā)展所面臨的根本性問題，重點引入問題導向設計，使項目實施、問題解決和能力開發(fā)相結合，突出工程角色演繹，幫助學生理解抽象理論知識與具體真實工程問題的內在聯(lián)系。其三，著重進行工程模型構建。工程模型的制作強調理論聯(lián)系實踐，要求制造出具有穩(wěn)定性、可操作性、可推廣性的真實工程模型，而不是簡單的工程仿真，促進學科理論知識體系和工程技術能力相結合，可以有效豐富工程實踐環(huán)節(jié)、提升工程實踐能力培養(yǎng)。

（三）鼓勵團隊合作的課程組織

實施團隊合作的課程組織支配整個課程實施過程。昆士蘭大學項目中心型課程組織實施的關鍵在于采取團隊合作方式，學生團隊合作鍛煉了溝通能力和協(xié)作能力，教師團隊合作保障了項目實施中指導的及時、準確、有效。相對我國工程教育課程而言，一方面，有學者曾指出我國傳統(tǒng)的工程教育對于溝通、團隊合作、工程倫理等方面重視不夠，通過面向用人單位調查發(fā)現(xiàn)，用人單位更看重學生的品德、溝通、團隊合作等方面的能力[14]。雖然我國已經(jīng)正式加入《華盛頓協(xié)議》，但是對于我國畢業(yè)生能否完全達到《華盛頓協(xié)議》12條畢業(yè)生素質要求還有待商榷，尤其是溝通、團隊合作方面的能力。另一方面，《中國工程教育發(fā)展報告（2015）》指出我國卓越工程師培養(yǎng)中高水平師資短缺，校內教師和人才培養(yǎng)還不能完全匹配，教師的實踐經(jīng)驗和實踐能力有待加強[15]。我國工程教育課程改革：首先，亟待建立學生團隊合作的課程組織形式，從項目選定、工作分工、模型集成、課程結束整個過程中采用團隊合作方式，培養(yǎng)學生在團隊中溝通、協(xié)商、合作能力；其次，鼓勵構建教師團隊合作的指導方式，建立囊括授課教師、實驗室人員、工程技術人員在內的教學團隊，提升對教師工程經(jīng)驗的要求和工程能力的評價，同時積極聘請行業(yè)教師。

（四）開展多元有效的課程評價

把多元課程評價作為評估預期成果和改進課程的有效手段。課程評價本身并不是目的，它是驗證課程目標、課程內容、課程組織的重要手段，是促進課程更新和改進的重要方式。昆士蘭大學項目中心型課程評價指標體系采取定性定量相結合的方式，并積極進行用人單位調查和行業(yè)調查，重視課程評價延展性功能的應用。我國的工程教育課程評價相對起步較晚，課程評價主要以課程結束校內信息系統(tǒng)進行課程評價為主，評價的方式相對較為單一，對于改進課程目標、課程內容、課程組織的有效性和針對性也需要進一步改進。所以，我國工程教育課程評價在方法上，可以采用定量和定性相結合的方式，關注學生學習動機、行為習慣、潛能素質的評價；在主體上，建議實行學生、用人單位、同行等多元化評價方式，充分聽取和采納多方建議，及時對工程類課程進行改進。

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（責任編輯 賴佳）