工科大學生工程素質養成訓練及評價方法研究

王宸，王維志，宮愛紅，趙國華，陳建國，袁海兵

（湖北汽車工業學院機械工程學院，湖北十堰442002）

工科大學生工程素質養成訓練及評價方法研究

王宸，王維志，宮愛紅，趙國華，陳建國，袁海兵

（湖北汽車工業學院機械工程學院，湖北十堰442002）

探討了工科大學生工程素質的內涵，分析了工程素質養成訓練的規律及子過程間相互關系。通過Fuzzy數學綜合評判模型建立了工科大學生的工程素質養成訓練過程評價體系，并對其進行了驗證。幫助工科大學生了解應具備的基本工程素質和培養工程素質的路徑和方法。

工程素質；養成訓練；評價方法

工程素質是工程技術人員知識、能力和工程理念的綜合體現，是一個通過知識的日積月累、工程理念的潛移默化到創新思維、能力不斷升華的過程。工程素質包含如下特征：敏捷的思維、正確的判斷和善于發現問題；理論知識和實踐的融會貫通；把構思變為現實的技術能力；綜合運用資源，優化資源配置，保護生態環境，實現工程建設活動可持續發展的工程理念。其內涵包括工程知識、工程意識和工程實踐能力［1］。對于工科大學生，工程素質是他們成為工程師最重要和最基本的素質之一。

工程素質包含范圍極廣，既有看得見的知識，也有看不見、摸不著的所謂理念、能力甚至智慧。工科大學生在工程素質養成訓練方面做到自我認知、自我評價并不容易。從工程素質評價的操作層面看，缺少一個具體、細化和具有指導意義的評價指標體系，即使建立了也不具有令人滿意的探測效果。例如工程理念和能力必須放到一定的工程環境中才能檢驗。限于自身的知識和所處的素質養成階段，在工程環境中也無法做到客觀的自我認知。但在校大學生可以在工程素質的養成訓練中實現自我監督、自我檢查、評價，使自己的認知活動得到充分有效的調整和改善。

從工程素質的基本特征出發，運用教育心理學探討工程素質形成的有關規律，應用過程方法的理論識別工程素質養成訓練中的過程要素（子過程）集以及它們之間的相互關聯關系，從而建立一個可探測的過程評價指標體系。給不同的評價指標賦予不同的權重，應用模糊數學理論就可以建立工程素質形成過程的Fuzzy數學綜合評判模型。綜合評價模型是面向學生的，具有指導意義。

1 工程素質的養成訓練要素及規律

根據美國著名心理學家麥克利蘭于1973年提出的“素質冰山模型”［2］，將工科大學生工程素質分為工程技能（解決實際工程問題）；綜合技能（敏捷的思維、正確的判斷和善于發現問題）；理論知識（理論知識和實踐的融會貫通）；實踐能力（把構思變為現實的技術能力）；工程倫理（綜合運用資源，優化資源配置；保護生態環境，實現工程建設活動可持續發展的工程理念）。其中工程技能需要工程實踐中獲得，可以通過培訓，校企合作實習等方式獲得。理論知識可以通過合理調整人才培養計劃，注重理論課與實踐課的銜接，加強理論與實踐的融會貫通。實踐能力可通過學生競賽等激發學生創新及動手能力，把生活中靈感構思轉為現實。工程倫理既是工程師所必備的職業道德和社會責任，也是一個優秀的工程技術人才所必須的素質。

工程素質養成的研究重點大多站在教育組織者的角度，從改善課程體系和教學方法入手，通過改變學生知識結構，增加實驗教學設備培養動手能力，改善教師的知識結構，增加教師的工程實踐能力等等方面培養學生的工程素質。教學設備、內容和方法的改進符合教師為主導作用的原則，效果也是顯著的［3-4］。但是將研究停留在這樣一個階段是不夠的：動機是直接推動一個人進行活動的內部動力或動因，在學習活動中，學習動機作為先決條件，是以增強行為促進大學生培養工程素質的首要因素。其次培養學習興趣，調動學習積極性。最后，改善學習態度，提高學習主動性。大學階段是工程素質養成訓練的關鍵時期，必須給予學生們必要的指導和幫助，幫助他們明確學習動機，改善學習態度，培養他們的學習興趣，在工程素質養成訓練方面通過自我認知、自我評價獲得改善與幫助。上述工程素質的養成訓練的內在規律令學生能夠清楚的了解畢業后自己應該具備的基本工程素質。從而幫助在校工科大學生在工程素質的養成訓練中實現自我監督、自我檢查，調整和改善認知活動。

2 工程素質養成訓練過程

2.1 評價體系及驗證

一個面向工科大學生的工程素質養成訓練過程評價體系，包括設計評價指標、建立影響要素（子過程）集、要素集的權重分析和模糊綜合評價模型建立。評估指標體系將工科大學生工程素質分為工程技能、綜合素質、理論知識、實踐能力、工程倫理5項一級指標和10個二級指標。每個指標分為重要90分，比較重要70分，一般50分3個等級。通過參閱相關資料［5-7］及實驗驗證，經過反復調整得出指標體系數據如表1所示。

表1 工科大學生工程素質養成訓練評價指標體系

Fuzzy數學綜合評判模型是目前使用較多的模糊數學方法之一，廣泛應用于教學管理等領域。模糊綜合評判就是根據給出的評測標準和實測值，經過模糊變換后對受多種因素影響的事物或現象做出總的評價。Fuzzy數學綜合評判模型包括4種合成算子：1）M（∧，∨）；2）M（·，∨）；3）M（·，⊕）。模型1）和2）多用于主因素突出的合成運算，在運算中突出主要因素，模型3）多用于“加權平均型”，在運算中兼顧各因素作用，考慮所有因素影響，體現出整體性，運算結果具有綜合評判的效果。故選用模型3）對大學生工程素質評價指標進行驗證。由表1的評估結果相應的得出二級指標模糊矩陣。

權重系數

應用模型3）合成算子求出評判結果為

一級評價指標權重為

運用合成算子求得整體評價結果：

根據最大隸屬原理，按照預先確定的二次量化標準量化總體：

得出上述評價指標及權重比較合理。

為了進一步驗證模型是否合理，按照上述指標評價體系，將一個班的學生在一個學期內表現按照每一個二級指標對每一個學生進行打分測評，按照評價體系給出的權重，計算得到全體學生分值。如表2所示。

表2 T013-7班大學生工程素質養成訓練及評價

由表2可知：1）分布情況和教師對這些學生的直觀評價相吻合，比如優秀畢業生，比賽獲獎的同學分值應該最高，一部分平時表現差的學生分值最低，大部分同學的分值位于中間；2）分布情況呈現正態分布，說明評價指標合理，即學生的能力符合一般分布規律。模型是一個量化模型，可以對一個學生的工程素質進行量化評價，并指出改善方向。

2.2 在校期間培養工程素質的路徑和方法

大學生在校學習期間，既是集中學習各種工程專業知識的黃金時期，更是工程素質養成訓練的關鍵過程階段。在大學生工程素質培養方面，教師無疑起著主導作用，從改善課程體系和教學方法入手，改變學生知識結構，增加實驗教學設備培養學生動手能力都是培養學生工程素質的有效方法。同時，教育心理學理論已經證明，學習者對自身的心理狀態、能力以及所要達到的目標以及達到目標所要采取的策略和方法都有明確的意識，同時在學習中時時進行自我監督、自我檢查、評價，從而肯定、發展正確的行為，發現和改正錯誤或不良行為，就可以使自己的認知活動得到調整和改善。因而大學生工程素質的培養效果取決于教師和學生本身2個方面的努力。

按照指標評價體系給出的各項評價因素及評價權重，通過對一個班的學生打分進行驗證，根據對該班學生平時表現，如平均學分績點、課程設計成績、參加科技競賽成績等，驗證了該指標評價體系的合理性。在這一評價體系中，實踐動手、創新能力及合理制定解決方案能力權重系數較高，所占重要性比例較高，較其他指標因素更為重要?？刹扇￠_放性、系統性的培養方式，強調大學生自主性培養是提高他們工程素質的有效途徑，設置由基本實驗實踐、綜合設計性實踐和研究創新性實踐3個層次組成的實踐能力培養框架，對學生在校期間實踐能力培養按照感性認識、實踐操作和能力提升3個階段進行，積極進行校企合作，利用假期將學生安排在企業內，進行現場操作，提高工程意識，將學習自主權交給學生，最大限度地發揮學生的主觀能動性。包括：給予學生選擇學習內容、選擇教師、及自主安排實踐活動的權利和學生能夠根據自己的興趣愛好、職業導向和與相關企業簽訂實習協議。采取上述一系列路徑和方法激發大學生在校期間自主學習的能動性。

3 總結

本課題研究的重點和難點在于工程素質本身涵蓋面極廣，形成規律復雜。通過一個量化的指標體系完整評價工程素質形成過程還是有極大難度的，需要有一個反復驗證和完善的過程。本文中建立了影響子過程集，子過程集的權重分析和模糊綜合評價模型，通過Fuzzy數學綜合評判模型建立一個學生工程素質的驗證評價模型；通過不斷地評價、驗證和修改，檢驗了評價指標體系的完備性和權重分析的客觀性。大學生工程素質的養成訓練的自我認知、自我評價是非常有意義的，目前對工程素質養成訓練的過程和規律有待進一步研究，工程素質養成訓練的過程和規律的研究有助于大學生在工程素質方面的自我認知和自我評價。

［1］李文雙，李海越.構建工程訓練實踐體系培養大學生的工程素質［J］.黑龍江教育：高教研究與評估，2008（12）：36-38.

［2］吳啟迪.提高工程教育質量，推進工程教育專業認證［J］.高等工程教育研究，2008（2）：1-4.

［3］羅永革，馮櫻，等.車輛工程應用型本科大學生工程素質培養模式的創新與實踐［J］.湖北汽車工業學院學報, 2009，23（3）：72-80.

［4］于輝，李金良，鄒芹，劉利剛.工程訓練中工程素質的培養與實踐［J］.教學研究2010,33（5）：69-71.

［5］蘇玉波，梁莉，朱正威.工科大學生工程意識與工程素質的培養［J］.西安交通大學學報：社會科學版，1999, 19（2）：73-78.

［6］張永華.應用案例教學法提高工科大學生工程素質的探討［J］.云南農業大學學報，2012 6（1）：106-109.

［7］中國工程院工程教育研究課題組.我國工程師培養的重要性與培養途徑研究［J］.高等工程教育研究，2005（1）：1-7.

Study on Apprenticeship Training and Evaluation Method of Engineering Students’Engineering Quality

Wang Chen，Wang Weizhi,Gong Aihong,Zhao Guohua,Chen Jianguo,Yuan Haibing
（School of Mechanical Engineering,Hubei University of Automotive Technology,Shiyan 442002,China）

The connotation of engineering students’engineering quality was discussed,the rules of engineering quality apprenticeship training and the relation between the sub-processes were analyzed.An evaluation index system of engineering quality apprenticeship training process for engineering students was established based on Fuzzy mathematics comprehensive evaluation model,and the validity of the evaluation system was verified.It can help the engineering students to know the basic engineering quality and the path and method of engineering quality cultivation.

engineering quality;apprenticeship training;evaluation method

G640

A

1008-5483（2015）01-0077-04

10.3969/j.issn.1008-5483.2015.01.017

2014-10-15

湖北省教育科學規劃研究課題（2012B159）

王宸（1983-），男，湖北十堰人，碩士，從事機械電子方面的研究。E-mail：59932684@qq.com