非工程专业学生工程素养培养研究

摘要：制造业领域是大学生就业的主要去向。首先分析了制造业对非工程类大学生工程素养培养的要求，然后提出了围绕工业产品的开发过程设立通识课程体系，按照产品全生命周期管理各阶段涉及的技术为主线来整合课程体系内容。通过教学内容、方法和师资队伍工程化使非工程专业学生领略到工程思维的方法，把学习逐步地纳入大工程系统中。并通过三年的教学改革使得非工程类学生的工程素养快速提高，在市场竞争中立于不败之地。

关键词：产品开发；非工程类；工程素养；通识课程体系

作者简介：蒋亚南（1969-），女，浙江余姚人，宁波大学科学技术学院，副教授。（浙江 宁波 315212）

基金项目：本文系2012年宁波市教育科学规划课题项目（项目编号：YGH003）、浙江省2013年课堂教学改革项目（项目编号：kg2013534）的研究成果。

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）02-0041-03

当前人类的生产与生活都与工程技术密切相关，工程技术在社会中扮演着越来越重要的角色，潜移默化地改变着人们的生活方式；随着社会经济的迅猛发展，工程活动与经济、文化、法律、生态等的联系越来越紧密，工程技术与社会各个领域互相渗透、促进，交叉化、整体化特征也越来越明显。[1]美国国际技术教育协会认为工程素养不仅对于工程师、建筑师以及其他技术领域的从业者至关重要，而且对于技术领域之外的所有公民都是重要的。1996年的“面向全体美国人的技术计划”试图通过学校教育把未来的美国公民普遍培养成为有工程素养的公民。因此，在我国也应该将工程教育置于优先发展的地位，应该倡导全面工程教育的理念。在全面工程教育体系中，不管是工程专业的学生还是非工程专业的学生，都必须对工程方法有基本的理解，具有坚实的学术的、技术的和社会的能力。[2]

我国是制造业大国，制造业领域是提供高校毕业生，尤其是非工科专业毕业生就业岗位的主要来源，所以工程意识、工程知识和技能不仅是工科领域毕业生必备的素质，也是工程领域非工科专业工作者应有的素养。随着社会分工的细化和社会工作人员的知识化发展，培养具有工程素养的复合型人才已经成为当前社会发展对高等教育的迫切需要。

一、制造业领域非工程类专业工程素养需求分析

工程素养是指人们在考虑工程问题、从事某项具体工程工作时所表现出的内在品质和作风，现代工程领域对工作人员的工程素养要求分为两类情况：一是对工程专业毕业的工程师的工程素质要求，二是对工程技术领域从事会计、管理、后勤服务等非工程师的工程素养要求。前者主要集中在各方面能力的肯定，包括基础学科知识、专业理论知识、专业技术、知识与技术的综合运用能力、新知识和新技术的搜索和学习能力、专业工作的交流能力、工程技术文件的写作能力等。[3]而后者则偏向于工程基础知识的了解，懂得工业产品的生命周期中涉及的设计、制造的基本原理，以及使用、维护和管理产品等知识，掌握解决最基本、最常见的工程技术问题的基本技能。

本文着重研究制造业领域非工程师们工程素养的培养问题，与工程师们的工程素养相比，非工程类专业学生的工程素养培养要求是：掌握全面而浅显的工程领域知识；能够从生产制造、成本核算、服务顾客等综合角度来理解基本的工程知识；能利用所学的工程基础知识解决一些最基本、最常见的工程项目中的细节问题。

结合制造业领域对非工科学生工作岗位的工程素养需求，可以将非工程类专业所需的工程素养进一步细化：

（1）全局意识。要具备工程领域的整体工程观，能够从产品的整个生命周期来考虑产品开发与项目管理中的问题，同时又要兼顾产品开发与项目管理与宏观及微观环境的协调。

（2）成本意识。追求经济效益是企业存在和发展的目的，也是产品生产制造或工程项目建造的最终目的，所以企业员工必须从成本的角度去思考与管理。

（3）质量意识。企业员工的质量观念和质量意识影响着产品在市场中的竞争地位，同时也影响着企业的生存与发展，所以产品或工程项目的质量意识是工程素质的重要组成部分，当前应树立由制造大国向制造强国转变的“质量强国”观念。

（4）创新意识。创新是一个民族的灵魂，也是一个企业的灵魂。如果没有多种形式的创新，组织就很难继续生存与发展，更谈不上在市场竞争中脱颖而出，所以制造业领域的创新素养应包含设计创新、技术创新、管理创新等。

（5）团队合作意识。员工的团队合作意识不仅可以提高企业的竞争力和凝聚力，也可以提升个人能力，赢得发展的空间。

二、构建以产品开发为主线的非工程类工程素养通识体系

大量的非工科学生在工程领域，尤其是制造业领域从事财务、人事、行政、后勤等管理岗位，而制造业领域的产品开发工程已演变成由产品开发生命周期的多个环节组成的工程链，研究、开发、设计、制造、管理、营销等工作无不纳入这个巨大的工程链中。结合非工程类学生就业岗位的工程素质需求，笔者研究围绕工业产品或项目的开发过程建立通识课程体系，以现代工程为背景，按照产品全生命周期管理各阶段涉及的技术为主线整合通识课程体系。

目前国内外鲜有先例通过产品开发过程来整合工程知识体系。产品开发过程能够把从概念设计到产品出库、产品维修、产品报废等一系列整体过程关联起来，要求参与产品开发的人员从一开始就考虑产品生命周期中从概念设计到产品报废的多种因素，从全局上把握产品开发的工程背景。所以研究围绕工业产品的开发过程设立通识培养体系，获得产品的设计、图形表达、生产制造、工艺材料、生产管理、产品营销等工程相关知识，同时通过实习实践来加强工程素养，必然会促使非工程类学生改变知识结构，培养工程意识和创新能力。

笔者通过三轮课程改革实践设立了以工业产品开发过程为主线的通识培养体系，建立一个以工程知识集合为核心、实践项目为卫星的系列课程平台，使非工程类学生领略到工程思维的方法，逐步把学习纳入工程链系统中，从而树立学生的工程概念，培养学生的工程素养，使学生更具综合竞争力。具体的通识课程体系结构图见图1。

工程知识集合课程以工业产品全生命周期的设计与开发为主线，分成产品开发流程、产品设计方法、产品工程表达、产品生产加工四大模块。产品开发流程模块围绕产品全生命周期介绍开发过程，贯穿市场营销学中的成本、质量因素；产品设计方法模块包括工业设计和产品工程设计原则、产品制造的工程材料选材；产品工程表达模块重点是工程图样的绘制与阅读；产品生产加工模块包括产品加工工艺方面的基本知识以及现代加工工艺的现状和发展趋势等。卫星型项目主要为学生提供整合各类知识的实践机会，包括工程认知和工程体验两大模块。工程认知模块主要包括参观基础设施设备、现场观摩加工过程、参观各种产品展和设备展。工程体验模块主要包括机电工程训练中心金工实习、实际产品开发全过程跟踪体验等，与理论知识模块形成系列。

三、教学改革的具体实施

笔者所在的宁波大学科学技术学院针对全校非工科类专业开设通识选修课，即综合性的通识课程“产品开发概论”，强调加强工程基础，淡化专业；同时针对经管类专业的就业需求，在二、三年级开设专业选修课程“工业产品设计与开发”，目的是使经管类学生对工程领域有个初步了解，开阔学生的工程视野，激发学生对工程产品和项目的兴趣，进而在学习过程中培养学生的工程素养。我们创新性地对课程进行了改革，按照产品全生命周期管理各阶段涉及的技术为主线，分四篇内容展开。第一篇围绕产品全生命周期开发流程，结合市场营销学介绍了产品的整体概念；第二篇介绍了工业设计和产品工程设计的概念、设计原则、产品制造的工程材料选材；第三篇介绍产品的工程表达方法，重点是工程图样的绘制与阅读；第四篇主要是介绍产品加工工艺方面的基本知识，以及现代加工工艺的现状和发展趋势等。考虑到非工科学生的学习特点，上述四篇授课内容都包含理论授课与实践等环节，尽可能满足非工程类学生的需求，整个教学流程如图1所示。

非工程类专业学生的特点是工程接触少、缺少感性认识、工程知识普遍缺乏，但“产品开发概论”、“工业产品设计与开发”课程的特点是实践性、应用性强，所以本课程的教学改革必须处理好知识体系的广度与深度。为此，从教学内容、教学方式和师资队伍建设等三个方面进行工程化处理，以符合非工程类学生培养的要求。

1.教学内容工程化

作为工程素养教学的知识应体现工程化，内容应体现实用性、前沿性，同时又要考虑适合非工程类学生的特点。

针对非工程类学生的工程素养面广深度浅的特点，笔者所在的课题组编写并出版了《工业产品设计与开发——机械产品开发概论》（浙江省“十一五重点建设教材”），教材首先从内容上拓宽了知识点，其次从教材深度上以学生了解产品设计内涵、能读懂图样、了解计算机2D/3D绘图、了解产品制造工艺为定位，既适合管理专业、经济学类专业等文科类学生也适合理工类非机械类学生掌握机械产品设计与表达以及制造的公共工程平台教材，为教学改革的实施奠定了较好的基础。

教学内容工程化，既要注重先进性，又要注重实用性、针对性。实用性主要体现在授课内容紧密结合生产和生活实际，穿插大量的工业产品实物图片和实际案例；前沿性指的是工程教育应涉及到技术前沿，科普内容进课堂，表现为社会关注的热点、焦点问题的延伸，使得非工程类专业学生获得一定的工程基础知识，训练工程思维，改变非工科学生的知识结构，培养工作岗位所需的工程素。

2.教学方法与手段工程化

由于面对的教学对象是毫无工程背景的非工科学生，教学的深度和教学方法有别于工程类学生，所以教学必须结合工程和生活实际，加强观摩认知实习和动手体验实训。

针对非工程类学生特点加强工程实践和实习实训，有目的地安排如参观设施设备、工程考察、产品质量跟踪调查等实践活动，建立产学研联合实践基地，激发学生学习工程知识，加深学生对工程知识的认知和提高工程实践技能。在产品加工工艺内容环节内容的学习时，依托学校机电工程训练中心，进行观摩与认知训练。通过对学校机电工程训练中心设备和加工方法的认知，为学生开启了接触工程的大门，逐步建立起工程意识，也为日后适应工作环境打下了基础。

同时在课程授课环节引入了工程实例或生活中的诸多产品，加强学生的感性认识，使得学生认识到工程知识并不是文科类学生高不可攀的；制作的PPT 课件中引入了大量的视频资料，在材料选择、制造工艺、先进制造技术等教学环节，看大量国内外的视频资料，使之成为适合非工程类专业学生工程素质教育的优秀教学资源。

3.教师队伍工程化

对于“产品开发概论”、“工业产品设计与开发”通识课程，由于内容信息量大、专业跨度大的特点，一个教师无法承担全部内容，所以组建教学团队，实施“团队教学”或“协同教学”。教师要求有不同的专业背景，负责讲授不同模块工程基础知识；通识教学团队必须有产品开发项目经验的企业教师和负责实训的教师，负责学生实践实习课程的指导。

不同的学科和专业背景的教师负责讲授不同模块工程基础知识，如工业设计专业的老师负责的是产品造型和人机工程的内容；有产品开发项目经验的企业教师和实训的教师负责学生实践实习课程的指导。聘请了几家企业内水平较高的工程师到学校任兼职教师，这些教师自身成功地开发过多件产品，还拥有多项技术专利，其中一位高级工程师还现场带来团队开发的、市场销售业绩不斐的视力检查仪，讲解了开发过程，同时还结合市场介绍了与日本韩国同类产品的竞争，给学生带来非常大的震撼。

四、结论

至今为止，“工业产品设计与表达”和“产品开发概论”通识类课程至今已开设三学年，参加课程学习的多为管理学科、经济学科、语言专业等的非工程专业学生，从学习效果看达到了培养学生工程素养的预期目标。通过系统的工程基础知识的学习，使学生了解了工程领域的广泛性、工程技术对社会进步的巨大作用，增强了工程意识；通过参观实习等环节，使学生了解了生活中与他相伴的各种产品的开发整个过程，增强了继续学习工程知识的兴趣；非工程类学生通过“工业产品设计与表达”和“产品开发概论”课程的学习掌握了工程技术领域的产品开发、设计、选材、加工、识读工程图等基本知识，拓宽了工程视野和知识面，提高了工程技术认知能力，具备工作岗位所需的非工程师工程素养，有助于大学期间的后续学习，尽快适应工作岗位。

在教学过程中有一个国贸专业的学生学习了图学方面的知识后，促成他做成第一笔外贸产品的加工订单业务；一个三年级的会计专业学生感慨：通过课程的学习明白了所学专业的与工程实际的关联，学习目标更明确了。

所以结合非工程类学生特点，研究围绕工业产品的开发过程设立通识课程体系，使非工程类学生改变思维方式，学会用工程思维去考虑工作中遇到的各种问题；改变非工程类学生的知识结构，加强学科之间的渗透与融合，增强毕业生工作应变能力和社会适应能力，有助于在激烈的市场竞争中立于不败之地，具有重要的意义。

参考文献：

[1]竺志超，杨金林，祝洲杰.基于/零距离模式的非工程类专业工程素质认知教学[J].实验技术与管理，2011，28（7）：18-20，27.

[2]涂善东，全面工程数育的探索与实践[J].中国高等教育评估，

2007，（4）：29-32.

[3]李远瑛，张德生，高加成.走产学研结合之路，加强学生工程素质培养[J].科技管理研究，2011，（2）：171-173.

[4]左延红，张克仁.工科院校应注重培养学生的工程意识[J].高等建筑教育，2010，19（2）：14-17.