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面向工程過程的工程教育課程體系探討論文
原標(biāo)題：面向工程過程的課程體系研究。
【摘要】培養(yǎng)適應(yīng)和引領(lǐng)新工業(yè)革命人才的基本載體仍然是課程。工程教育改革的方向仍然是回歸工程，回歸工程的本質(zhì)是課程體系要反映工程的真實(shí)過程。本研究建立了面向工程過程的課程體系，構(gòu)建該課程體系的邏輯關(guān)系是工程生命周期、學(xué)生認(rèn)知周期和在校學(xué)習(xí)周期的疊加。本研究發(fā)展了CDIO關(guān)于工程生命周期的劃分，提出工程的生命周期應(yīng)該劃分為構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、運(yùn)行、回收五個(gè)階段。本研究提出培養(yǎng)新工程人才的課程體系應(yīng)該包含科學(xué)文化、工程技術(shù)、信息技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、管理、法律等六個(gè)領(lǐng)域。本研究提出了過程式課程體系的構(gòu)建方法，按照簡(jiǎn)單工程、中等工程、復(fù)雜工程的順序，圍繞工程生命周期的每一個(gè)階段，分別設(shè)計(jì)六個(gè)領(lǐng)域的課程，并均衡地分布到各個(gè)學(xué)期。
【關(guān)鍵詞】新工業(yè)革命；新工程人才；工程教育回歸工程；課程體系；過程式。
新工業(yè)革命初見端倪，世界各國(guó)都在為迎接新工業(yè)革命的到來做準(zhǔn)備。首先要做的準(zhǔn)備就是培養(yǎng)人才。培養(yǎng)什么樣的人才，怎么培養(yǎng)人才就是我們必須超前思考的問題。我們必須培養(yǎng)適應(yīng)和引領(lǐng)新工業(yè)革命的人才，但新工業(yè)革命尚未真正到來，我們只能預(yù)測(cè)新工業(yè)的形態(tài)，并據(jù)此來制定人才培養(yǎng)目標(biāo)和設(shè)計(jì)新的課程體系。
無(wú)論新工業(yè)是什么形態(tài)，它也必然要遵循工程發(fā)展的規(guī)律；無(wú)論新工程人才是什么樣子，培養(yǎng)他們也要遵循工程教育發(fā)展的規(guī)律。因此，我們依據(jù)專家對(duì)新工業(yè)革命的預(yù)測(cè)，依據(jù)對(duì)工程教育發(fā)展規(guī)律的研究，對(duì)如何培養(yǎng)新工程人才進(jìn)行了思考。我們認(rèn)為培養(yǎng)適應(yīng)和引領(lǐng)新工業(yè)革命的人才的基本載體還是課程，但是傳統(tǒng)的課程體系已經(jīng)不能適應(yīng)新工業(yè)革命的要求，培養(yǎng)新工程人才，必須要從建立新的課程體系開始。為此，我們對(duì)工程教育的課程體系進(jìn)行了研究和分析，提出了面向工程過程的課程體系。
一、工程教育重要課程構(gòu)建模式概述。
層級(jí)式課程構(gòu)建模式（簡(jiǎn)稱層級(jí)式模式）一般是按照公共課、基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)課、專業(yè)選修課的序列構(gòu)成課程體系。層級(jí)式模式的邏輯關(guān)系是學(xué)科知識(shí)體系。按照層級(jí)式模式構(gòu)筑的課程體系因?yàn)榕c學(xué)科知識(shí)體系一致，反映了人類對(duì)科學(xué)規(guī)律的認(rèn)知，有利于學(xué)生系統(tǒng)地學(xué)習(xí)本專業(yè)的知識(shí)體系。
模塊式課程構(gòu)建模式（簡(jiǎn)稱模塊式模式）是由若干知識(shí)單元組成一門課程，由若干門課程組成一個(gè)課程模塊，再由若干課程模塊組合成課程體系。模塊式模式的邏輯關(guān)系具有多樣性和靈活性，既可以是學(xué)科知識(shí)體系，也可以是培養(yǎng)目標(biāo)體系，還可以是學(xué)習(xí)者的興趣。按照模塊式模式構(gòu)建的課程體系因?yàn)榉从沉藢W(xué)習(xí)者多樣化的認(rèn)知過程，有利于促進(jìn)學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展。
過程式課程構(gòu)建模式（簡(jiǎn)稱過程式模式）是由若干課程構(gòu)成課程組，由若干課程組構(gòu)成一個(gè)課程體系。過程式模式的邏輯關(guān)系是工程的生命周期、學(xué)生對(duì)工程的認(rèn)知周期、學(xué)生在校的學(xué)習(xí)周期。按照過程式模式構(gòu)建的課程體系，由這三個(gè)周期疊加，形成一個(gè)螺旋上升的課程體系，既反映了人類對(duì)工程規(guī)律的認(rèn)知，又反映了學(xué)習(xí)者對(duì)工程的認(rèn)知過程，適應(yīng)培養(yǎng)工程人才的需要。
二、過程式課程構(gòu)建模式的邏輯關(guān)系分析。
1.按照工程生命周期構(gòu)建課程體系。
在工程教育中，學(xué)習(xí)對(duì)象是工程，因此，過程式課程學(xué)習(xí)的是工程過程，即工程的生命周期，或技術(shù)的生命周期，或產(chǎn)品的生命周期。
CDIO工程教育模式把工程的生命周期劃分為構(gòu)思（Con-ceive）、設(shè)計(jì)（Design）、實(shí)現(xiàn)（Implement）和運(yùn)行（Operate）四個(gè)階段。根據(jù)我們?cè)诠こ坦芾韺I(yè)教學(xué)改革的實(shí)踐，我們認(rèn)為隨著綠色、環(huán)保、循環(huán)經(jīng)濟(jì)、再生技術(shù)等理念的興起，應(yīng)該再增加一個(gè)回收（Recycling）階段，這樣工程的生命周期就可以劃分為 構(gòu) 思、設(shè) 計(jì)、實(shí) 現(xiàn)、運(yùn) 行、回 收 五 個(gè) 階 段（CDIOR），這樣的工程生命周期更加完整。因此，過程式課程就要以工程生命周期的五個(gè)階段為主線來設(shè)置課程，每一個(gè)階段都要設(shè)置一個(gè)課程組，這樣就需要設(shè)立構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、運(yùn)行、回收五個(gè)課程組，這五個(gè)課程組構(gòu)成一個(gè)橫向序列課程體系。
2.按照學(xué)生的認(rèn)知周期構(gòu)建課程體系。
人類對(duì)事物的認(rèn)知總是從簡(jiǎn)單到復(fù)雜、從表面到內(nèi)部、從現(xiàn)象到本質(zhì)、從特殊到一般。學(xué)生在學(xué)習(xí)工程的過程中，也應(yīng)該遵循一般的認(rèn)知規(guī)律。
理想狀態(tài)是先學(xué)習(xí)簡(jiǎn)單工程，再學(xué)習(xí)中等工程，最后學(xué)習(xí)復(fù)雜工程。當(dāng)然這里的簡(jiǎn)單、中等、復(fù)雜都是相對(duì)概念。每次學(xué)習(xí)不同復(fù)雜程度的工程，都要包括工程的構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、運(yùn)行、回收五個(gè)階段。因此，每次學(xué)習(xí)至少要包括構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、運(yùn)行、回收五個(gè)課程組。如果要學(xué)習(xí)簡(jiǎn)單、中等、復(fù)雜三個(gè)工程，那么工程生命周期的每一個(gè)階段就要學(xué)習(xí)三次，例如，簡(jiǎn)單工程設(shè)計(jì)、中等工程設(shè)計(jì)、復(fù)雜工程設(shè)計(jì)，這三個(gè)課程組也構(gòu)成一個(gè)縱向序列課程體系。
3.按照學(xué)生在校學(xué)習(xí)周期構(gòu)建課程體系。
學(xué)生在校學(xué)習(xí)的周期是指各個(gè)學(xué)期，如四年制的八個(gè)學(xué)期。在八個(gè)學(xué)期內(nèi)要從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的學(xué)習(xí)三個(gè)完整的工程生命周期，因此，工程生命周期的每一個(gè)階段都要多次學(xué)習(xí)，但是，每一次都不是簡(jiǎn)單的重復(fù)性學(xué)習(xí)，而是內(nèi)容更加復(fù)雜和更加深入，體現(xiàn)了循序漸進(jìn)、螺旋式上升的教學(xué)要求。
因此，每一次學(xué)習(xí)的學(xué)時(shí)學(xué)分都是不一樣的。學(xué)生在校學(xué)習(xí)周期內(nèi)學(xué)習(xí)的負(fù)荷應(yīng)該保持均衡，使學(xué)時(shí)學(xué)分盡可能均勻地分布到八個(gè)學(xué)期當(dāng)中去，這樣才能構(gòu)成一個(gè)完整的過程式課程體系。
三、過程式課程模式的科學(xué)性分析。
（一）工程教育改革的歷史回顧。
美國(guó)工程教育自19世紀(jì)60年代創(chuàng)立，至今已有250余年的歷史，其教育理念最初是注重實(shí)際的（技術(shù)范式），后來出現(xiàn)了強(qiáng)調(diào)實(shí)踐與強(qiáng)調(diào)理論的分歧，工程教育模式發(fā)生了從強(qiáng)調(diào)工業(yè)實(shí)用向強(qiáng)調(diào)科學(xué)原理（科學(xué)范式）的轉(zhuǎn)變，工程教育變得過于強(qiáng)調(diào)工程科學(xué)和理論的分析，而忽視了工程實(shí)踐和工程設(shè)計(jì)。
到了20世紀(jì)80年代，工科畢業(yè)生的工程素質(zhì)屢屢遭到行業(yè)企業(yè)的質(zhì)疑，工程教育偏離工程實(shí)踐帶來的嚴(yán)重性漸漸地為教育界所重視。美國(guó)工程教育界開始對(duì)科學(xué)范式進(jìn)行檢討和反思，提出了要“回歸工程”的改革口號(hào)。在1994年，時(shí)任MIT校長(zhǎng)的Charles Vest率先提出“工程教育必須更密切地回到工程實(shí)踐的根本上來”.目前看來，美國(guó)“回歸工程”并不是單純的線性回歸，而是在原有基礎(chǔ)上的螺旋式回歸，是同時(shí)注重工程與科學(xué)協(xié)調(diào)發(fā)展的回歸，是為了迎接新工業(yè)革命所帶來的系統(tǒng)、復(fù)雜、綜合、全球化和綠色工程等新觀念的回歸。
相對(duì)于美國(guó)工程教育的發(fā)展歷程，我國(guó)的工程教育發(fā)展歷程更加曲折。我國(guó)在1952年進(jìn)行了全國(guó)性的院系調(diào)整，成立了一批專科性的工科院校，這些院校注重工程技術(shù)和工程實(shí)際，培養(yǎng)了一大批工程技術(shù)人才，建立起了新中國(guó)完善的工業(yè)體系。改革開放以后，為了克服工科院校專業(yè)口徑過于狹窄的問題，我國(guó)工程教育一邊倒地向美國(guó)工程教育學(xué)習(xí)，不斷加強(qiáng)科學(xué)教育。
1998年教育體制改革后，工科院校劃歸教育部門管理，大多數(shù)工科院校都向綜合性大學(xué)轉(zhuǎn)型，工程教育全面進(jìn)入了科學(xué)范式的時(shí)代。這次改革雖然解決了高等學(xué)校條塊分割的問題，促進(jìn)了行業(yè)背景高校的發(fā)展，但同時(shí)也造成了工程教育與行業(yè)企業(yè)的脫節(jié)，更加劇了工程教育科學(xué)化的程度。
工程教育科學(xué)化造成的嚴(yán)重后果早已被我國(guó)工程界所重視，同樣提出了工程教育要“回歸工程”的呼吁。然而時(shí)至今日，我國(guó)的工程教育尚未回歸工程。
2013年2月發(fā)表的一項(xiàng)對(duì)工業(yè)界企業(yè)雇主的問卷調(diào)查再次證實(shí)了我國(guó)本科工程教育嚴(yán)重偏離工程實(shí)踐的現(xiàn)實(shí)。調(diào)查表明，高達(dá)93%的雇主認(rèn)為課程偏離了工程實(shí)踐，其中選擇嚴(yán)重偏離的占19%;同時(shí)，有65%的企業(yè)雇主認(rèn)為我國(guó)的本科工程教育課程改革的方向應(yīng)當(dāng)是“回歸工程實(shí)踐”.
那么，我國(guó)的工程教育要如何回歸工程？是回歸到過去的工程，還是回歸到現(xiàn)在的工程，還是積極迎接新工業(yè)革命的挑戰(zhàn)，回歸到未來的工程？成為我國(guó)工程教育界必須面對(duì)和解決的迫切問題。
�。ǘ┻^程式課程模式符合“回歸工程”的本質(zhì)。
從歷史的進(jìn)程看，世界工程教育大體經(jīng)歷了面向工程實(shí)踐、偏離工程實(shí)踐和回歸工程實(shí)踐三個(gè)階段。從20世紀(jì)90年代以來，工程教育回歸工程實(shí)踐便成為國(guó)際工程教育界的主流趨勢(shì)。然而，工程教育回歸工程不是復(fù)原式的回歸，而是螺旋式上升到新的工程觀的回歸。
Joel Moues1994年在“Engineering with a Big E”中指出“回歸工程”這一理念的核心內(nèi)容就是要“扭轉(zhuǎn)工程教育過度強(qiáng)調(diào)科學(xué)主導(dǎo)、偏離工程實(shí)踐的局面，使建立在科學(xué)與技術(shù)基礎(chǔ)上的工程教育回歸到工程實(shí)踐之本來要義”.工程教育是由不同類型的課程來實(shí)施的，工程教育回歸工程的本質(zhì)就是課程體系要更加接近工程的真實(shí)過程，并符合新的工程觀念。過程式課程模式是按照工程生命周期的邏輯關(guān)系來構(gòu)建課程體系，反映了工程過程的真實(shí)過程，是完全符合“回歸工程”的本質(zhì)屬性的。
從2000年起，MIT便聯(lián)合瑞典的三所大學(xué)（Royal Technical University,Chalmers Universi-ty of Technology和Linkoping University）組成跨國(guó)研究小組，獲得近2000萬(wàn)美元巨額資助，經(jīng)過四年的探索研究，創(chuàng)立了CDIO工程教育理念。
應(yīng)該說，CDIO首次將工程過程的理念引入課程體系的構(gòu)建，是對(duì)傳統(tǒng)基于學(xué)科課程體系的一次顛覆性變革。這一變革的優(yōu)越性，瑞典國(guó)家高教署2005年便加以了印證。他們采用CDIO的12條標(biāo)準(zhǔn)對(duì)本國(guó)100個(gè)工程學(xué)位計(jì)劃進(jìn)行評(píng)估，結(jié)果表明，新標(biāo)準(zhǔn)比他們以前的標(biāo)準(zhǔn)適應(yīng)面更寬，更利于提高質(zhì)量，尤為重要的是新標(biāo)準(zhǔn)為工程教育的系統(tǒng)化發(fā)展提供了基礎(chǔ)。
�。ㄈ┻^程式課程模式符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。
按照不同的邏輯關(guān)系來構(gòu)建課程體系，將會(huì)對(duì)學(xué)生認(rèn)知工程造成不同的影響。為此，我們對(duì)按照學(xué)科知識(shí)體系和工程生命周期來構(gòu)建課程體系進(jìn)行比較分析。
學(xué)科是知識(shí)的集合，學(xué)科是自然科學(xué)的下位概念�；趯W(xué)科知識(shí)體系的邏輯關(guān)系來構(gòu)建課程體系，是世界各國(guó)高校長(zhǎng)期以來一直沿用的課程體系構(gòu)建邏輯。學(xué)科的基本結(jié)構(gòu)反映了學(xué)科的邏輯關(guān)系，學(xué)科的邏輯關(guān)系實(shí)質(zhì)是科學(xué)知識(shí)的內(nèi)在邏輯關(guān)系。從自然科學(xué)類專業(yè)的課程體系構(gòu)成來看，其課程名稱可以就是一級(jí)學(xué)科或二級(jí)學(xué)科的名稱。對(duì)自然科學(xué)類專業(yè)而言，按照學(xué)科的邏輯關(guān)系構(gòu)建課程體系，基本上是反映了人類對(duì)科學(xué)知識(shí)的認(rèn)知規(guī)律的。
但是，在今天的工程領(lǐng)域，單一的學(xué)科已經(jīng)不能反映復(fù)雜工程的實(shí)際過程。這是因?yàn)楣こ虒W(xué)科是人們對(duì)工程進(jìn)行認(rèn)知后再加工形成的知識(shí)體系，已經(jīng)對(duì)工程的實(shí)際過程進(jìn)行了人為的切割。
如果仍然按照學(xué)科體系的邏輯關(guān)系來構(gòu)建課程體系，就不能反映工程的真實(shí)過程，在學(xué)習(xí)了課程體系之后，如何將課程知識(shí)轉(zhuǎn)換為工程實(shí)際過程，許多學(xué)生無(wú)法完成這個(gè)轉(zhuǎn)換，給學(xué)生應(yīng)用工程知識(shí)解決工程問題造成了困難。這是因?yàn)榘凑諏W(xué)科體系構(gòu)建出來的課程體系并不符合學(xué)生對(duì)工程的認(rèn)知規(guī)律。一般而言，學(xué)生對(duì)工程的認(rèn)知是從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，從現(xiàn)象到本質(zhì)的過程，是一個(gè)綜合的過程。而分學(xué)科來認(rèn)知工程則是一個(gè)分析的過程，是工程師應(yīng)用工程知識(shí)解決工程問題的過程。過程式課程模式按照工程生命周期的構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、運(yùn)行、回收五個(gè)階段，按照簡(jiǎn)單工程、中等工程、復(fù)雜工程的學(xué)習(xí)順序，更加符合學(xué)生學(xué)習(xí)工程的認(rèn)知規(guī)律。
（四）過程式課程模式的教育理論意義。
1.過程式課程模式是對(duì)教育重演理論的再現(xiàn)。
Kieran Egan在1979年出版的《EducationalDevelopment》中提出了教育重演理論（Recapitu-lation theory of education），該理論認(rèn)為：“一個(gè)人的教育發(fā)展是一個(gè)過程；學(xué)生的學(xué)習(xí)過程其實(shí)就是對(duì)整個(gè)人類文化（而非只是歐洲文化）發(fā)展過程一種認(rèn)知意義上的重演，也就是說現(xiàn)代人的認(rèn)知發(fā)展是對(duì)他們祖先的認(rèn)知水平長(zhǎng)期演化過程的濃縮”.
大學(xué)生在校期間對(duì)工程的學(xué)習(xí)是否是重演了人類對(duì)工程的認(rèn)知過程呢？從前面的分析可以看出，按照學(xué)科體系的邏輯關(guān)系構(gòu)建的課程體系，并沒有反映人類認(rèn)知工程的過程，而只是反映了人類認(rèn)知工程的結(jié)果。過程式課程模式則是從兩個(gè)角度重演了人類對(duì)工程的認(rèn)知過程，一是對(duì)認(rèn)知工程生命周期的重演，二是對(duì)認(rèn)知工程復(fù)雜程度的重演。
2.過程式課程模式對(duì)學(xué)科與課程的關(guān)系做了再思考。
約翰·S·布魯貝克1978年出版了《高等教育哲學(xué)》，他指出了高等教育科學(xué)化的傾向，即由于強(qiáng)調(diào)高深學(xué)術(shù)中的理性因素，高等教育中存在著這樣一種極為明顯的傾向，即把所有學(xué)科都當(dāng)作理論性學(xué)科來對(duì)待。因此，“學(xué)院和大學(xué)常常要么忽視實(shí)際學(xué)科，把它們當(dāng)作理論性學(xué)科來對(duì)待，要么只對(duì)它們的理論成分加以考慮”.過程式課程模式重新認(rèn)識(shí)了工程學(xué)科的屬性，工程學(xué)科盡管也屬于大學(xué)的高深學(xué)術(shù)，但不能過分強(qiáng)調(diào)工程學(xué)科的科學(xué)化，必須在科學(xué)化與工程實(shí)際之間找到平衡點(diǎn)。
另外，由于學(xué)校的“課程常常只是各門獨(dú)立的學(xué)科的選集，各門學(xué)科之間的關(guān)系也不過是學(xué)院概覽中的并列關(guān)系”,進(jìn)而造成“學(xué)生有時(shí)對(duì)所有這些孤立的學(xué)科的總和意味著什么模糊不清”.
而過程式課程模式則是重新認(rèn)識(shí)了學(xué)科與課程的邏輯關(guān)系，重新定義了課程之間的邏輯關(guān)系，使學(xué)生對(duì)課程體系整體意義有了清晰的認(rèn)識(shí)。
四、過程式課程模式構(gòu)建方法。
�。ㄒ唬�(gòu)建過程式課程體系的流程。
傳統(tǒng) 的 課 程 體 系 （ConventionalCurriculumSystem）構(gòu)建流程首先是確定專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)，再確定其培養(yǎng)規(guī)格，即學(xué)生應(yīng)具備的知識(shí)、技能、能力和素質(zhì)，再配置若干門課程和若干個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)來實(shí)現(xiàn)這個(gè)培養(yǎng)規(guī)格，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)。
過程式課程模式對(duì)傳統(tǒng)課程體系構(gòu)建流程進(jìn)行了改進(jìn)，如圖1示。
�。ǘ�(gòu)建課程體系的方法。
1.培養(yǎng)目標(biāo)類型。
工程教育的培養(yǎng)目標(biāo)（Cultivation Aims）主要是培養(yǎng)工程師。根據(jù)行業(yè)企業(yè)的需求，可將工程師的培養(yǎng)目標(biāo)分為研究型（Research）、設(shè)計(jì)型（Design）、生產(chǎn)型（Production）、服務(wù)型（Service）等四類。研究型是指主要從事工程、產(chǎn)品的科學(xué)問題研究與探索，其工作場(chǎng)地以實(shí)驗(yàn)室為主。設(shè)計(jì)型是指主要從事工程、產(chǎn)品開發(fā)與設(shè)計(jì)，其工作場(chǎng)地以設(shè)計(jì)室為主。生產(chǎn)型是指主要從事工程、產(chǎn)品的一線生產(chǎn)，其工作場(chǎng)地主要在現(xiàn)場(chǎng)、車間等生產(chǎn)一線。服務(wù)型是指主要從事工程、產(chǎn)品銷售及其相關(guān)領(lǐng)域工作，其服務(wù)的對(duì)象主要是工程、產(chǎn)品本身，以及工程、產(chǎn)品所面向或所服務(wù)的環(huán)境、人群，其工作場(chǎng)地相對(duì)其他三種類型工程師而言不那么固定。
2.培養(yǎng)目標(biāo)矩陣。
培養(yǎng)目標(biāo)是指學(xué)生在畢業(yè)后一定年限內(nèi)，在能力、素質(zhì)等方面應(yīng)達(dá)到的要求。根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、執(zhí)業(yè)資格等的要求，可將每種類型工程師的培養(yǎng)目標(biāo)分解成知識(shí)（Knowledge）、技能（Skills）、能力（Competences）、素質(zhì) （Quality）等四個(gè)部分。
對(duì)于不同類型的工程師，培養(yǎng)目標(biāo)這4個(gè)部分的要求是不一樣的。由此構(gòu)成新的培養(yǎng)目標(biāo)矩陣，如表1示。
3.知識(shí)能力體系。
新工業(yè)革命的產(chǎn)業(yè)形態(tài)必然是工程技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)、商業(yè)模式的融合，面向新工業(yè)革命的工程人才，必須構(gòu)建與之相適應(yīng)的知識(shí)體系。對(duì)于傳統(tǒng)的工程人才來說這無(wú)疑是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)，對(duì)傳統(tǒng)的工程教育來說這是一場(chǎng)革命。新工業(yè)時(shí)代的工程人才，應(yīng)該具備的知識(shí)能力體系包含6大領(lǐng)域：工程技術(shù)領(lǐng)域、信息技術(shù)領(lǐng)域、經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域、管理領(lǐng)域、法律領(lǐng)域、科學(xué)文化領(lǐng)域。每一個(gè)領(lǐng)域可以由若干個(gè)知識(shí)點(diǎn)、技能單元、能力單元和素質(zhì)單元構(gòu)成。由此構(gòu)成新的知識(shí)能力體系矩陣，如表2示。
4.課程組建設(shè)。
對(duì)于一種類型的工程人才而言，首先要分析一個(gè)簡(jiǎn)單工程，它的構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、運(yùn)行、回收五個(gè)階段，各自都需要用到哪些知識(shí)、技能、能力、素質(zhì)，并檢查是否是知識(shí)能力體系矩陣中所列出的，分別構(gòu)建構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、運(yùn)行、回收五個(gè)課程組，每個(gè)課程組可能由一門或若干門課程組成。
按照從簡(jiǎn)單、中等、復(fù)雜的順序，依次構(gòu)建課程組，形成三個(gè)課程序列。
課程組的形態(tài)可以是理論課程加上實(shí)踐課程，最好是融理論學(xué)習(xí)和實(shí)踐學(xué)習(xí)為一體的基于問題的教學(xué)模式PBL或基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)模式PjBL.PBL是以解決真實(shí)的開放性的問題為學(xué)習(xí)載體，注重思維方法和實(shí)際能力的訓(xùn)練，強(qiáng)調(diào)學(xué)生自主學(xué)習(xí)與問題解決，教師的角色是“教練員”.
PjBL是以完成項(xiàng)目為學(xué)習(xí)載體，要求學(xué)生以團(tuán)隊(duì)或小組合作的方式完成一個(gè)任務(wù)或產(chǎn)品，強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，進(jìn)行學(xué)科交叉、協(xié)作學(xué)習(xí)、自主探究。
不難看出，無(wú)論是PBL模式還是PjBL模式，實(shí)際上都是一種基于過程的學(xué)習(xí)模式。在實(shí)施過程中，低年級(jí)的學(xué)生做初級(jí)層次問題和項(xiàng)目，高年級(jí)的學(xué)生做綜合層次問題和項(xiàng)目，體現(xiàn)從簡(jiǎn)單到中等再到復(fù)雜的過程。
5.過程式課程體系。
把課程組的若干門課程均衡的分配到第1~8學(xué)期，例如，簡(jiǎn)單工程的5個(gè)課程組排在1~3學(xué)期，中等工程的5個(gè)課程組排在3~7學(xué)期，復(fù)雜工程的課程組排在7~8學(xué)期。這樣就把按照工程生命周期和認(rèn)知周期構(gòu)建的課程比較均衡的分布到學(xué)生四年的學(xué)習(xí)周期內(nèi)，形成了過程式課程體系結(jié)構(gòu)見表3所示。
在過程式課程體系中，一些課程會(huì)在不同學(xué)期重復(fù)開出，課程名稱雖然相同或相似，但由于處于認(rèn)知周期的不同階段，其課程的內(nèi)容實(shí)際上是螺旋式上升的，學(xué)分和學(xué)時(shí)也不一樣了。
由于把原來按照學(xué)科邏輯構(gòu)建的課程拆分為若干個(gè)課程，可能出現(xiàn)知識(shí)的重復(fù)、或者知識(shí)的碎片化。知識(shí)的重復(fù)問題比較好處理，已經(jīng)在上次學(xué)習(xí)過的內(nèi)容學(xué)生自己復(fù)習(xí)就可以了。至于知識(shí)的碎片化問題，可以通過教材的系統(tǒng)性和完整性來解決，學(xué)生通過三次課程學(xué)習(xí)，并借助教材，可以逐步形成并完善自己的知識(shí)體系。至于一些不能納入工程生命周期的課程，可以穿插安排在四年的學(xué)習(xí)周期內(nèi)進(jìn)行。
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