工程能力解读与交通工程专业实践能力培养论文
摘要：从教育科学的观点，对工程能力（或工程智力）的本质进行了阐释，提出工程能力外延的核心内容由工程分析智力、工程实践智力与工程创新智力组成，并论述了工程分析智力、工程实践智力及其之间的关系。最后从培养方案制订、毕业设计等实践教学环节的管理，以及课堂教学中有关工程实践能力教学方法三方面出发，就如何培养交通工程专业的工程实践能力进行了探讨。
关键词：工程能力、工程分析智力、工程实践智力、交通工程专业
国民经济和交通运输的快速发展对交通工程专业人才提出了更高要求，需要本科毕业生知识面广、灵活应变、专业和社会能力强，要求毕业生在掌握交通专业基础知识的同时还具备较好的工程能力[1]。但是，工程能力是何种能力？绝大多数利益相关者对其理解尚处在“可意会，不能言传”的阶段。即只知其重要，却不知其本质。在不明本质的情况下，采取不作为、顺势等待的策略，虽然也能获得某种水平的成功，但是，一旦了解了事物的本質，进行顺势而为的实践，则可早日获得成功。在人才竞争日益激烈的当下，各高等学校期望工科大学生能尽快地获得工程能力以便更好地参与人才市场的竞争。为此，需透彻了解工程能力的本质，使大学生在毕业时就具有初步的工程能力。
1工程能力解读
1.1工程能力概念与内涵
包括工程能力在内的任何一种专业能力其概念的研究均属心理学范畴，而其能力的培养则属教育学范畴[2]。因此，在专业能力的研究和培养中，只能采用心理学或教育学的方法进行，其结果才有效和可操作。本文研究对象为工科学生，对专业能力改用工程能力代之，因为这两者实为同一，不同的是随着实践场所的不同，工程能力的实践对象有硬和软之别。工程智力与工程能力是同一个概念，只不过工程智力是工程能力的依据，而工程能力则是工程智力的外在表现，是同一事物的两个方面。
工程智力是理论知识与背景知识的综合，其中理论知识主要指库恩定义的范型理论知识，其逻辑演绎可靠性高，置信度强。而背景知识则有二种：一是专业的实务经验；二是专业的价值经验，前者来自个人的工程实践，后者来自他人的社会实践，特别是前人的工程实践。工科大学生要获得工程智力除了要掌握理论知识以外，还必须要有现场经验，必须要掌握一些前人成功或失败的工程案例，前人是如何处理工程实践中不同文化的冲突以及科学与传统文化冲突的范例，故工科大学生比理科大学生更要具有丰富的人文知识。
理论知识与背景知识对工程智力的提高服从木桶定律。须指出的是，理论知识与背景知识的获得所耗费的时间和精力是不一样的。前者耗时长、费力，理解也困难，故在专业培养计划的制订中，要有使理论知识与背景知识形影相随的观念。
1.2工程能力外延的组成
一项工程的完成通常要求参与者具有多种能力，这些能力在一个人的一生中，特别是职业生涯中的作用、地位和意义不同。对工科大学生职业生涯贡献最大、最持久的能力就是专业工程智力。而对工程智力贡献最大的是分析、实践和创新三种能力。故美国教育理论家斯腾伯格称这三种能力是成功智力[3]。
分析智力的获得就是要掌握正确的分析方法，正确的分析是从形而上学入手，再以反形而上学终结。需要分析的事物有简单事物和复杂事物两种，简单事物的分析过程是一种将事物复杂化研究的过程，这需要分析者具有解析事物构成的能力；复杂事物的分析过程是一种将复杂事物简单化研究的过程，这需要分析者具有抽象概括事物状态的能力。交通工程领域的研究对象均是复杂事物，因此，要求交通工程师必须具备能抽象概括交通问题的能力。
2交通工程专业实践能力的培养
交通工程主要研究道路交通发生、发展的时空分布规律，道路交通调查，路网规划、设计、营运、管理控制、安全的理论与方法，以及与道路交通相关的“6E”科学[4]，专业毕业生应具备交通系统分析与规划、交通工程设计与施工、交通管理与控制、交通安全分析以及交通政策研究等方面的能力。对交通工程专业学生能力培养的核心是培养方案，而培养方案的核心内容则是培养目标，培养目标是制订培养方案的出发点和归宿，是由人才目标市场的需求决定的。
2.1培养方案中保障工程能力培养的方法
目前，我国有百所以上高校开设交通工程专业，主要依托道路工程、机械工程、电子与信息工程三个方向[5]。无论依托哪个方向，目标市场对交通工程专业人才的基本要求是厚基础、宽专业，高素质、强能力，而达成目标人才市场需求的前提是制订科学、完善的培养方案。培养方案是使大多数学生通过规定内容的学习能达到培养目标要求的计划，并能够依据所择定的目标人才市场需求，有效地使学生将其专业知识转变为专业智力。
对交通工程专业学生而言，其未来的就业去向，无外乎是设计工作或者是现场指导、指挥工作，这两类人才通俗地称为设计工程师和现场工程师。因此，在拟制交通工程专业培养方案时，要兼容考虑二者的工作需要，不偏爱、偏废，才能“通吃”人才市场。一方面，要开展广泛的`调研，充分把握目标人才市场对交通工程专业毕业生工程智力的需求，并进一步将这种需求分解落实到理论及实践实验教学各环节，同时还应有针对性地设计教学方法。
交通工程专业学生设计能力提高的核心，是使学生经历两种完全设计的训练。第一种完全设计是指“概念设计→技术设计→工程设计”，针对交通工程领域，因为部分概念、原理不齐全或不成熟，须进行概念设计，如规划设计就是概念设计，可行性研究就是技术设计，施工设计就是工程设计。第二种完全设计是指“系统设计→参数设计→容差设计”，系统设计是保证设计项目的全部预期目标都能够通过设计得以实现；参数设计的核心内容是要通过逻辑（如数学模型），或实验（如优选法）等对设计的特征参数进行择优赋值；容差设计是要通过某种方法，主要是经济学方法对特征参数的容差给以规定，通过容差设计可提高学生对技术与经济均衡的观念。只有受过这两类完全设计训练的学生，其日后的设计能力才能得以突飞猛进的提高，或小或大的设计任务都能胜任。因此，在培养方案中应考虑这方面的内容并通过合适的课程或实践环节加以落实。
交通工程专业学生现场能力提高的核心要旨就是，首先要向学生灌输并最终形成现场第一、现场优先的观念；其次，要求学生对待工程项目的竣工以及结项要有如履薄冰的谨慎态度，要使学生了解“毒在尾部”，竣工前稍有疏忽，就可能导致全盘皆输；再次，要求学生明确优秀工程师的优秀来自于完备致胜以及注重细节。
2.2毕业设计对工程能力培养的贡献
交通工程专业学生的现场经验主要来自实习、课程设计或毕业设计，故学生切不可为找工作而忽视毕业设计。设置毕业设计的目的，就是要使学生通过设计，将在校所学的基础和专业知识转化为专业智力，毕业设计环节在工程能力培养中的贡献率最大。
在开展毕业设计之前，必须先完成好前期准备工作，其中最重要的是课程设计和毕业实习。通过课程设计，学生可以初步体验理论与背景相干的作业过程，但这些背景知识只是一些常識性、局部的感性知识。而只有通过毕业实习，才可能使学生获得和感受到较为系统以及有较高专业水准的背景知识。因此，课程设计与毕业实习不仅要落实在培养方案中，还需通过完备的教学管理规章制度有序实施。
毕业设计质量保证的关键是选题，选题的基本标准是：课题内容要与培养方向相扣合，不应出现窜专业现象；必须做到一人一题；课题任务要明确、具体，初始设计参数完备。好的毕业设计选题不应是“真刀真枪”的实践工程项目题，而应是“演习”题。因为，要完成“真刀真枪”的设计题，一是很难摆平设计工作量与学生设计时间之间的匹配问题，二是很难达到学生在毕业设计中应受到全面训练这一要求。在毕业设计执行中，对其过程必须进行有效的控制管理，可以通过实施毕业设计质量管理体系进行管理。换言之，毕业设计的“大面积”质量过关应依托质量管理体系获得，但具体到个人的设计质量保证，则要依托指导老师来完成。毕业设计必须通过答辩来评定成绩，答辩的主要目的有：防止学生抄袭；与设计任务书的任务进行对比，检查学生任务完成情况；检查毕业生掌握理论知识的程度，以及将专业知识转化为工程能力的情况；对学生开展严肃学术场合条件下的心理训练。
2.3课堂教学中提高工程能力的方法
这里所讲的工程能力，重点是指工程实践能力。交通工程专业应用型人才培养过程中亟待解决的问题，就是如何在课堂教学中积累学生急需的工程实践能力。从教育学的观点而言，包括工程知识在内的知识可以分为8类：事实、概念、规律、规范、价值、态度、规律性原理和技能。因此，在课堂上要求授课老师，特别是专业课的授课老师，应尽可能地将上述8类知识都能结合到专业中去进行传授。通常，在课堂上只注重前4类知识的讲解，学生听起来既乏味又不知如何在实践中去应用这些知识。只有将后4类知识也结合在一起讲，才能将死知识激活成活知识。批判之所以能震撼认识，乃是价值所为；西蒙所言管理就是决策，决策就是态度的最高表现[6]；而规律性原理则是一种由此及彼的原理，乃是创造能力的根本；而技能则是能“文”能“武”的保障。
一个人之所以能“文”能“武”，其要害就是能发现学科理论与实践对象的同构性。哪些地方同构，理论就能应用到哪里。也就是说：“文”与“武”，或理论与实践结合的依据就是学科原理与学科实践对象同构性的发现，谁能发现这种同构性，谁就能很好地将理论应用于实践。而这种同构性的发现则是人的分析能力，或分析智力的使然。
工科学生从事工程工作的大头是设计。设计的要害是特征参数的确定，其中包括参数的择优组合，以及对每个参数的标称值和容差赋值。因此，交通工程专业的教师要告诉学生如何利用标准、规范，或用插值法查表赋值，比如告诉学生如何依据规范来确定道路设计通行能力的合理取值；以及在没有标准或规范的条件下，又要采用什么样的工程实验方法去完成参数的赋值，比如在交通量预测模型中弹性系数取值的确定等等。只有学生掌握了这些方法，他们在今后的设计工作中才能够游刃有余，快速适应。
3结束语
增强交通工程专业毕业生的工程实践能力，是培养创新型人才和现代工程师的重要途径，也是持续推进“四个交通”建设的迫切需求。本文通过对工程能力的解读，以目标人才市场需求为导向，从培养方案、毕业设计以及课堂教学三个宏观层面出发，对交通工程专业学生工程实践能力的培养开展了初步探索。然而，工科学生工程实践能力的培养是一项复杂的系统工程，仍需要在课程教学内容与方法，实训平台、实习基地建设，教师工程化水平提升以及学生课外科技活动等具体措施层面开展认真细致地研究。
参考文献：
[1]秦焕美，韩艳，曹静.交通工程本科生实践能力需求调查[J].高等建筑教育，2015，24（4）：135-138.
[2]王承绪等，译.布鲁贝克.高等教育哲学[M].杭州：浙江教育出版社，2002.
[3]吴国宏，钱文，译.斯腾伯格.成功智力[M].上海：华东师范大学出版社，1999.
[4]王炜，过秀成.交通工程学[M].南京：东南大学出版社，2011.
[5]吴立新，倪铁山.交通工程专业应用型人才培养模式的研究与实践[J].黑龙江教育（高教研究与评估），2009（10）：37-38.
[6]西蒙.人工科学[M].武夷山，译.北京：商务印书馆，1987.
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