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工程能力解讀與交通工程專業(yè)實踐能力培養(yǎng)論文
摘要：從教育科學的觀點，對工程能力（或工程智力）的本質進行了闡釋，提出工程能力外延的核心內容由工程分析智力、工程實踐智力與工程創(chuàng)新智力組成，并論述了工程分析智力、工程實踐智力及其之間的關系。最后從培養(yǎng)方案制訂、畢業(yè)設計等實踐教學環(huán)節(jié)的管理，以及課堂教學中有關工程實踐能力教學方法三方面出發(fā)，就如何培養(yǎng)交通工程專業(yè)的工程實踐能力進行了探討。
關鍵詞：工程能力、工程分析智力、工程實踐智力、交通工程專業(yè)
國民經濟和交通運輸?shù)目焖侔l(fā)展對交通工程專業(yè)人才提出了更高要求，需要本科畢業(yè)生知識面廣、靈活應變、專業(yè)和社會能力強，要求畢業(yè)生在掌握交通專業(yè)基礎知識的同時還具備較好的工程能力[1]。但是，工程能力是何種能力？絕大多數(shù)利益相關者對其理解尚處在“可意會，不能言傳”的階段。即只知其重要，卻不知其本質。在不明本質的情況下，采取不作為、順勢等待的策略，雖然也能獲得某種水平的成功，但是，一旦了解了事物的本質，進行順勢而為的實踐，則可早日獲得成功。在人才競爭日益激烈的當下，各高等學校期望工科大學生能盡快地獲得工程能力以便更好地參與人才市場的競爭。為此，需透徹了解工程能力的本質，使大學生在畢業(yè)時就具有初步的工程能力。
1工程能力解讀
1.1工程能力概念與內涵
包括工程能力在內的任何一種專業(yè)能力其概念的研究均屬心理學范疇，而其能力的培養(yǎng)則屬教育學范疇[2]。因此，在專業(yè)能力的研究和培養(yǎng)中，只能采用心理學或教育學的方法進行，其結果才有效和可操作。本文研究對象為工科學生，對專業(yè)能力改用工程能力代之，因為這兩者實為同一，不同的是隨著實踐場所的不同，工程能力的實踐對象有硬和軟之別。工程智力與工程能力是同一個概念，只不過工程智力是工程能力的依據(jù)，而工程能力則是工程智力的外在表現(xiàn)，是同一事物的兩個方面。
工程智力是理論知識與背景知識的綜合，其中理論知識主要指庫恩定義的范型理論知識，其邏輯演繹可靠性高，置信度強。而背景知識則有二種：一是專業(yè)的實務經驗；二是專業(yè)的價值經驗，前者來自個人的工程實踐，后者來自他人的社會實踐，特別是前人的工程實踐。工科大學生要獲得工程智力除了要掌握理論知識以外，還必須要有現(xiàn)場經驗，必須要掌握一些前人成功或失敗的工程案例，前人是如何處理工程實踐中不同文化的沖突以及科學與傳統(tǒng)文化沖突的范例，故工科大學生比理科大學生更要具有豐富的人文知識。
理論知識與背景知識對工程智力的提高服從木桶定律。須指出的是，理論知識與背景知識的獲得所耗費的時間和精力是不一樣的。前者耗時長、費力，理解也困難，故在專業(yè)培養(yǎng)計劃的制訂中，要有使理論知識與背景知識形影相隨的觀念。
1.2工程能力外延的組成
一項工程的完成通常要求參與者具有多種能力，這些能力在一個人的一生中，特別是職業(yè)生涯中的作用、地位和意義不同。對工科大學生職業(yè)生涯貢獻最大、最持久的能力就是專業(yè)工程智力。而對工程智力貢獻最大的是分析、實踐和創(chuàng)新三種能力。故美國教育理論家斯騰伯格稱這三種能力是成功智力[3]。
分析智力的獲得就是要掌握正確的分析方法，正確的分析是從形而上學入手，再以反形而上學終結。需要分析的事物有簡單事物和復雜事物兩種，簡單事物的分析過程是一種將事物復雜化研究的過程，這需要分析者具有解析事物構成的能力；復雜事物的分析過程是一種將復雜事物簡單化研究的過程，這需要分析者具有抽象概括事物狀態(tài)的能力。交通工程領域的研究對象均是復雜事物，因此，要求交通工程師必須具備能抽象概括交通問題的能力。
2交通工程專業(yè)實踐能力的培養(yǎng)
交通工程主要研究道路交通發(fā)生、發(fā)展的時空分布規(guī)律，道路交通調查，路網規(guī)劃、設計、營運、管理控制、安全的理論與方法，以及與道路交通相關的“6E”科學[4]，專業(yè)畢業(yè)生應具備交通系統(tǒng)分析與規(guī)劃、交通工程設計與施工、交通管理與控制、交通安全分析以及交通政策研究等方面的能力。對交通工程專業(yè)學生能力培養(yǎng)的核心是培養(yǎng)方案，而培養(yǎng)方案的核心內容則是培養(yǎng)目標，培養(yǎng)目標是制訂培養(yǎng)方案的出發(fā)點和歸宿，是由人才目標市場的需求決定的。
2.1培養(yǎng)方案中保障工程能力培養(yǎng)的方法
目前，我國有百所以上高校開設交通工程專業(yè)，主要依托道路工程、機械工程、電子與信息工程三個方向[5]。無論依托哪個方向，目標市場對交通工程專業(yè)人才的基本要求是厚基礎、寬專業(yè)，高素質、強能力，而達成目標人才市場需求的前提是制訂科學、完善的培養(yǎng)方案。培養(yǎng)方案是使大多數(shù)學生通過規(guī)定內容的學習能達到培養(yǎng)目標要求的計劃，并能夠依據(jù)所擇定的目標人才市場需求，有效地使學生將其專業(yè)知識轉變?yōu)閷I(yè)智力。
對交通工程專業(yè)學生而言，其未來的就業(yè)去向，無外乎是設計工作或者是現(xiàn)場指導、指揮工作，這兩類人才通俗地稱為設計工程師和現(xiàn)場工程師。因此，在擬制交通工程專業(yè)培養(yǎng)方案時，要兼容考慮二者的工作需要，不偏愛、偏廢，才能“通吃”人才市場。一方面，要開展廣泛的調研，充分把握目標人才市場對交通工程專業(yè)畢業(yè)生工程智力的需求，并進一步將這種需求分解落實到理論及實踐實驗教學各環(huán)節(jié)，同時還應有針對性地設計教學方法。
交通工程專業(yè)學生設計能力提高的核心，是使學生經歷兩種完全設計的訓練。第一種完全設計是指“概念設計→技術設計→工程設計”，針對交通工程領域，因為部分概念、原理不齊全或不成熟，須進行概念設計，如規(guī)劃設計就是概念設計，可行性研究就是技術設計，施工設計就是工程設計。第二種完全設計是指“系統(tǒng)設計→參數(shù)設計→容差設計”，系統(tǒng)設計是保證設計項目的全部預期目標都能夠通過設計得以實現(xiàn)；參數(shù)設計的核心內容是要通過邏輯（如數(shù)學模型），或實驗（如優(yōu)選法）等對設計的特征參數(shù)進行擇優(yōu)賦值；容差設計是要通過某種方法，主要是經濟學方法對特征參數(shù)的容差給以規(guī)定，通過容差設計可提高學生對技術與經濟均衡的觀念。只有受過這兩類完全設計訓練的學生，其日后的設計能力才能得以突飛猛進的提高，或小或大的設計任務都能勝任。因此，在培養(yǎng)方案中應考慮這方面的內容并通過合適的課程或實踐環(huán)節(jié)加以落實。
交通工程專業(yè)學生現(xiàn)場能力提高的核心要旨就是，首先要向學生灌輸并最終形成現(xiàn)場第一、現(xiàn)場優(yōu)先的觀念；其次，要求學生對待工程項目的竣工以及結項要有如履薄冰的謹慎態(tài)度，要使學生了解“毒在尾部”，竣工前稍有疏忽，就可能導致全盤皆輸；再次，要求學生明確優(yōu)秀工程師的優(yōu)秀來自于完備致勝以及注重細節(jié)。
2.2畢業(yè)設計對工程能力培養(yǎng)的貢獻
交通工程專業(yè)學生的現(xiàn)場經驗主要來自實習、課程設計或畢業(yè)設計，故學生切不可為找工作而忽視畢業(yè)設計。設置畢業(yè)設計的目的，就是要使學生通過設計，將在校所學的基礎和專業(yè)知識轉化為專業(yè)智力，畢業(yè)設計環(huán)節(jié)在工程能力培養(yǎng)中的貢獻率最大。
在開展畢業(yè)設計之前，必須先完成好前期準備工作，其中最重要的是課程設計和畢業(yè)實習。通過課程設計，學生可以初步體驗理論與背景相干的作業(yè)過程，但這些背景知識只是一些常識性、局部的感性知識。而只有通過畢業(yè)實習，才可能使學生獲得和感受到較為系統(tǒng)以及有較高專業(yè)水準的背景知識。因此，課程設計與畢業(yè)實習不僅要落實在培養(yǎng)方案中，還需通過完備的教學管理規(guī)章制度有序實施。
畢業(yè)設計質量保證的關鍵是選題，選題的基本標準是：課題內容要與培養(yǎng)方向相扣合，不應出現(xiàn)竄專業(yè)現(xiàn)象；必須做到一人一題；課題任務要明確、具體，初始設計參數(shù)完備。好的畢業(yè)設計選題不應是“真刀真槍”的實踐工程項目題，而應是“演習”題。因為，要完成“真刀真槍”的設計題，一是很難擺平設計工作量與學生設計時間之間的匹配問題，二是很難達到學生在畢業(yè)設計中應受到全面訓練這一要求。在畢業(yè)設計執(zhí)行中，對其過程必須進行有效的控制管理，可以通過實施畢業(yè)設計質量管理體系進行管理。換言之，畢業(yè)設計的“大面積”質量過關應依托質量管理體系獲得，但具體到個人的設計質量保證，則要依托指導老師來完成。畢業(yè)設計必須通過答辯來評定成績，答辯的主要目的有：防止學生抄襲；與設計任務書的任務進行對比，檢查學生任務完成情況；檢查畢業(yè)生掌握理論知識的程度，以及將專業(yè)知識轉化為工程能力的情況；對學生開展嚴肅學術場合條件下的心理訓練。
2.3課堂教學中提高工程能力的方法
這里所講的工程能力，重點是指工程實踐能力。交通工程專業(yè)應用型人才培養(yǎng)過程中亟待解決的問題，就是如何在課堂教學中積累學生急需的工程實踐能力。從教育學的觀點而言，包括工程知識在內的知識可以分為8類：事實、概念、規(guī)律、規(guī)范、價值、態(tài)度、規(guī)律性原理和技能。因此，在課堂上要求授課老師，特別是專業(yè)課的授課老師，應盡可能地將上述8類知識都能結合到專業(yè)中去進行傳授。通常，在課堂上只注重前4類知識的講解，學生聽起來既乏味又不知如何在實踐中去應用這些知識。只有將后4類知識也結合在一起講，才能將死知識激活成活知識。批判之所以能震撼認識，乃是價值所為；西蒙所言管理就是決策，決策就是態(tài)度的最高表現(xiàn)[6]；而規(guī)律性原理則是一種由此及彼的原理，乃是創(chuàng)造能力的根本；而技能則是能“文”能“武”的保障。
一個人之所以能“文”能“武”，其要害就是能發(fā)現(xiàn)學科理論與實踐對象的同構性。哪些地方同構，理論就能應用到哪里。也就是說：“文”與“武”，或理論與實踐結合的依據(jù)就是學科原理與學科實踐對象同構性的發(fā)現(xiàn)，誰能發(fā)現(xiàn)這種同構性，誰就能很好地將理論應用于實踐。而這種同構性的發(fā)現(xiàn)則是人的分析能力，或分析智力的使然。
工科學生從事工程工作的大頭是設計。設計的要害是特征參數(shù)的確定，其中包括參數(shù)的擇優(yōu)組合，以及對每個參數(shù)的標稱值和容差賦值。因此，交通工程專業(yè)的教師要告訴學生如何利用標準、規(guī)范，或用插值法查表賦值，比如告訴學生如何依據(jù)規(guī)范來確定道路設計通行能力的合理取值；以及在沒有標準或規(guī)范的條件下，又要采用什么樣的工程實驗方法去完成參數(shù)的賦值，比如在交通量預測模型中彈性系數(shù)取值的確定等等。只有學生掌握了這些方法，他們在今后的設計工作中才能夠游刃有余，快速適應。
3結束語
增強交通工程專業(yè)畢業(yè)生的工程實踐能力，是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才和現(xiàn)代工程師的重要途徑，也是持續(xù)推進“四個交通”建設的迫切需求。本文通過對工程能力的解讀，以目標人才市場需求為導向，從培養(yǎng)方案、畢業(yè)設計以及課堂教學三個宏觀層面出發(fā)，對交通工程專業(yè)學生工程實踐能力的培養(yǎng)開展了初步探索。然而，工科學生工程實踐能力的培養(yǎng)是一項復雜的系統(tǒng)工程，仍需要在課程教學內容與方法，實訓平臺、實習基地建設，教師工程化水平提升以及學生課外科技活動等具體措施層面開展認真細致地研究。
參考文獻：
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[2]王承緒等，譯.布魯貝克.高等教育哲學[M].杭州：浙江教育出版社，2002.
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[4]王煒，過秀成.交通工程學[M].南京：東南大學出版社，2011.
[5]吳立新，倪鐵山.交通工程專業(yè)應用型人才培養(yǎng)模式的研究與實踐[J].黑龍江教育（高教研究與評估），2009（10）：37-38.
[6]西蒙.人工科學[M].武夷山，譯.北京：商務印書館，1987.
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