《工程导论》与《工程实践》在课程体系中的探索与实践

付琳 刘大为 杨雄 马文英

摘要：本文结合成都信息工程大学设置的课程体系，探讨《工程导论》与《工程实践》开设的背景和意义，并详细介绍了两门课程开设的内容与作用，充分实证了两课在工科学习中的必要性。

关键词：工程导论;工程实践;工程教育;专业素养

中图分类号：G642.0     文献标志码：A     文章编号：1674-9324（2019）12-0165-02

一、引言

随着国内外工程教育的改革浪潮，大多数高校都在大一的课程设置中安排了专业性的概论介绍，以引导学生明确专业定位。但是有些高校开设的课程体系中忽略了《工程导论》与《专业概论》的区别。事实上“概论”是为了让别人，尤其是对相关学科没有概念的人了解本学科，可以理解为本学科的大概内容。而“导论”则是为了让准备学习本学科的人有相应的知识铺垫，或者有一个整体概念。换句话来说，“概论”偏重介绍学科知识和专业技术，而“导论”则是构建一个知识体系和框架，具体到工科领域，就是工程师应具备的专业素养。

成都信息工程大学通信工程学院积极参与工程教育的改革试验，在课程体系中开设了《工程导论》与《工程实践》两门工程基础课。《工程导论》安排在通信工程专业人才培养方案中公共基础模块里，是一门对《工程实践》具有指导意义的基础课。《工程实践》则是安排在培养方案中集中性实践教学环节模块里的专业级项目，两者相辅相成。

二、作用和意义

《工程导论》课程的作用是将在从事工程活动中要用到的共通的实用方法教授给学生，让他们一入校便能对未来将从事的工程及工程师职业有一全面的了解。通过了解业界对工程师的基本要求来明确自己未来的努力方向和目标，通过运用本课程介绍的实用方法来组建团队完成指定或自选项目的构思、设计、实施和运行，为后续的《工程实践》课程中一级项目的实施打下基础。

《工程实践》是以CDIO理念为指导，让学生了解并熟悉“构思—设计—实现—运行”的产品开发模式，初步具备工程设计的基础能力，为下一阶段的课程设计和毕业设计打下基础。通过专业级题目，引导学生综合运用各基础理论课程与专业课程相关知识，形成相互关联的知识结构，充分调动学习积极性，提高动手及实践能力。

三、开设内容

《工程导论》课程目的是为学生提供工程师从事工程活动所必需的方法。要求通过本课程的学习，了解工程学及其分支，工程设计的演化过程，工程与社会的关系;了解工程师职业及其要求，掌握时间管理方法，掌握交流技巧，学会工程问题的表述，了解工程解决方案;学会开发团队的组建、管理、运行，了解产品开发的流程，学会产品设计和开发过程管理;了解创新方法，知识产权的基本内容，学会专利申请书的撰写和知识产权保护。

《工程实践》中项目要求能完整、有衔接地贯穿于整个本科教学阶段;经过相关课程与项目的训练，要求学生利用所学知识，系统、完整地展开并完成一个产品项目的构思、设计、实现、运用过程。每专业至少有两次专业级项目，一般在一、二年级进行一次。例如可通过对一个产品的解剖，了解其构成与设计，使学生提前了解即将学习的本专业核心内容与实际产品的关系，从而以一个工程师的角度去面对即将开始的专业课学习。同时通过一个早期项目的构思与设计，激发学生兴趣，展示其早期的创新思维与构思，并让他们建立起一定的整体概念。而第二次项目可作为毕业设计，通过这两次专业级项目训练最终培养学生的工程能力，包括具有运用基本专业技术的能力;具备工程实践中的专业态度、推理及解决问题的能力以及初步的职业能力;具有人际和团队交流能力;具有在社会环境中运行项目的能力。

四、实施方案

《工程导论》依托指定项目（纸桥搭建项目、废品利用等创意产品设计及实现）和自选项目让学生初步体验一个产品开发实现的完整生命周期。其中纸桥搭建项目的目标任务是在规定的场地和规定的30分钟内完成各小组的纸桥搭建。并以纸桥的桥面上（请注意是桥面的中心位置，不是桥墩上）可以承受一定重量的砝码（以承重的等级给分）。它表达了一种基于项目的学习方式，在充满挑战和趣味性的活动中体现了工程教育的内涵和实质。在这个项目中，学生以团队的方式组成，参与者需要通过小组协作与沟通，运用创造性、领导力、规划、时间管理以及成本核算等技能来建造心目中的纸桥。

《工程实践》中执行的专业级项目是经过院级教学指导委员会审核，涵盖一系列专业课程的题目。比如《数字调频收音机设计与实现》贯穿如下电类基础课程：《电路分析》《模拟电子线路》《数字逻辑设计基础》《信号与系统》《高频电子线路》《微系统与微处理器》《数字信号处理》。对参与的学生而言具有很高的综合能力，项目覆盖面广，能够很好地起到综合训练的作用。再如《公有事业（自来水）信息采集与综合管理系统设计》则融合了包括电子技术、嵌入式系统/单片机、计算机网络及TCP/IP、移动APP、数据库及开发工具、JAVA/PATHON、HTML、C#等课程在内的知识体系。涉及到的课程有《计算机网络》《嵌入式系统》《C语言》《C++语言》《数据库》《数据结构》《移动通信》，还需要学生自学《操作系统》《网站制作与HTML》《JAVA》《PYTHON》《C#》，其中《PYTHON》《C#》备选。要求精通的课程《计算机网络》《嵌入式系統》《数据库》《C语言》《JAVA》。

实施中的学生反馈，“项目之初设计虽然简单，但在制作时才发现作品涉及范围很广，作品涉及到图像采集、图像数据处理、射频通信、usb协议通信、spi协议等。很多知识都从未接触，只有从零开始学习。我们团队队员都是微电071班的同学，所学知识都相同，而项目制作过程中说涉及的知识都是从未探索的领域，这就要求我们要独立自学。这些新的知识领域也大大提高了全队的学习热情，这种有针对性的探索使我们的学习显得不盲目，大大提高了学习效率，分工合作也大大提高了项目制作进度。实验室让我们能随时交流，发现新问题能及时提出、及时解决。通过一个月的学习，队员都基本完成了自己的学习计划，学到了很多知识，我们注重的不是项目制作的结果，而是注重在制作过程中的学习”。

五、存在的問题及相应的解决思路

1.学生课程负担重——梳理课程体系的设置，压缩部分模块的学时。

2.教师工程经验的缺乏——组织定期进修和培训，加强传帮带和过程监管。

3.项目实施经费——申请教改，获得专项资金支持。

4.项目的一致性与有效性——必须经过教学指导委员会审核，并定期更新题目。

5.课程考核方式中无笔试环节，部分学生对课程的重视程度不够——改革考核方式。

六、总结

综上所述，学生通过分散在各个专业基础课程阶段的子项目（子系统）设计，可以将理论与实践进行很好的融合，既提高了理论课学习的兴趣，实践动手能力也得到了加强。让学生认为，理论并不是那么遥不可及，动手也不过如此。

由此可见，通过《工程导论》与《工程实践》课程的实施，既解决了学生刚入校时对专业定位不清楚的问题，又能帮助他们树立正确的工程师培养目标，并在有针对性地培养专业素养方面取得很好的工程教育改革效果。

参考文献：

[1]邱秧琼，宋扬，顾征，孔寒冰.工程导论：工科大学生的必修课[J].高等工程教育研究，2009，（1）：115-119.

Exploration and Practice of "Introduction to Engineering" and "Engineering Practice" in Curriculum System

FU Lin，LIU Da-wei，YANG Xiong，MA Wen-ying

（College of Communication Engineering，Chengdu University of Information Technology，Chengdu，Sichuan 610225，China）

Abstract：Based on the curriculum system set up by Chengdu University of Information Technology，the background and significance of "Introduction to Engineering" and "Engineering Practice" are discussed，and the contents and functions of the two courses are introduced in detail，and the necessity of the two courses in engineering study is fully demonstrated.

Key words：introduction to engineering;engineering practice;engineering education;professional quality