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必博娱乐,比博娱乐网址现代工程教育的几个认识问题的讨论
来源:高等工程教育研究2013.2     发布时间:2013年11月20日    点击数:

一、引言

两年前作者曾在本刊著文申论“必博娱乐,比博娱乐网址中国特色工程教育十议”[1],其中有几个与工程教育发展与改革的相关教育观念的问题,觉得有进一步研究与阐发的必要,这些问题如:变化的工程科技世界和变化的工程教育需求;多样化与学科交融;工科教育的社会化和人文化;创新及其广谱性与“两轮驱动”发展路径;“以人为本”与“学生学习结果导向”的评鉴标准。作为该文的续篇,下文着重

分述几个需要进一步探讨的问题,以抛砖引玉,期盼教正。

二、变化的工程科技世界和变化的工程教育需求

我们研究与讨论现代工程教育的相关问题,首先要研究全球与我国工程科技需求发生了哪些重要变化,这方面,科技界已有大量的研究与论述,中国工程院“创新人才”项目组《走向创新》一文[2]第一部分已作了概括,这里不再重复。工程科技的需求决定了工程教育的走向,工程教育要满足这样的新需求,必须实现变革。因此要研究现代工程教育发生了哪些重要的变化。这些变化有国际的也有中国的。大千世界变化万端,兹列其大者如下,以便接着讨论我们应当如何面对这些变化来进一步开展工程教育的改革。从世界范围来看,我们列举以下几段材料再加以分析:其一是前麻省理工学院院长、现任的美国工程院院长Vest的两段演讲材料:2006年,在瑞士举行的“全球卓越工程师”论坛上,他说,“工程教育面临着为此令人激动前沿,以生物—信息—纳米(BIO-INFO-NANO)为代表的科学前沿与宏观的能源—环境—制造—通讯—物流为代表的大工程系统同时对工程教育发出了需求与召唤,这些前沿和协同必须反映在我们的工程教育系统中。它呼唤自然科学、社会科学与工程之间的密切交缘。”他在2011年底的一个报告中[3]又说:“我们的工程的基本词汇发生了变化,以前我们讲速度—尺寸—公差—模数—电压—温度—精度……但是现在,我们又遇到一些词汇:规模—范围—状态—复杂性—集成—架构—演变—支付能力—社会范畴。后者是工程系统的语言,将工程师们的知识与能力与社会科学家、管理学家的知识和能力整合到一起,我们的大学也要培养这样的本科生,我们还听到了细胞回路、适应性免疫、重组细菌、合成生物学、天然胶结剂、细菌融合混凝土、综合癌症研究、神经义肢技术,这些是新的生物工程词汇,它融合了生命科学、工程及物质科学的新学科,生命科学以及仿生学都是工程的

新的基础。现在的生物工程的地位和电脑产业在1963年的地位差不多。”

2012年在阿根廷召开的世界工程教育论坛(WEEF)和在北京召开的全球工学院院长会议(GEDC)及在上海召开的美国工程教育协会(ASEE)国际研讨会上,以下一些关键词的频频出现引发人们的思考,这些词是:流动性—可持续—全球化—多样性—学生参与—基于问题、项目的学习。以上的典型引述向我们昭示了工程教育面向现代的新问题,它以“大工程”的概念为特征,以前沿性、系统性、交融性为重要标志。而中国的工程教育近年内也发生了具有中国特点的变化:我们已经建立了一个基本完整的高等工程教育体系,它支撑着世界第二大经济体对工程技术人才的需求,但它内部的各种类型的学校还需要调整其结构。在近三千万的高等学校在校学生中,近三分之一是学理工的,其中一小半在本科院校就读,大半为近年来迅速发展的工程职业教育。在十多年的时间里,学生的总量增加了4倍多,适应了国家工业现代化的需求,满足了社会与青年求学的愿望。与国外的工程教育相对静态的变化相比,中国工程教育的发展可视为一个快速变化的动态系统,而工程的语言中,动态系统常常是输入与输出具有时变特征,需要动态的调整;中国这么大的教育系统,在规模发展的基础上,强调质量的提高,有一个比较强大的政府部门系统管理着,在中国工程教育的分布上,沿海大城市与边远地区存在大的不平衡,独生子女的政策引致人口较快老龄化的倾向,也给高校的生源与就业提出了严峻的挑战。中国处在新型工业化的转型阶段,决定了国家人力资源需求的特点。在近年来工程教育的活动中,贯穿着“面向工业界,面向世界,面向未来”的工程教育红线,反映在质量工程、“卓越工程师培养计划”、工程教育专业认证、以构思-设计-实施-运行为主线的CDIO的工程教育、工程硕士的发展等一系列重要的工程教育改革的举措及其进步上。我们的任务应当在观察研究世界工程教育发展趋向的同时,考虑在中国这样一个与全球各国发展阶段与发展状况相比具有别样特点的国家中,如何进一步发展我们的工程教育,这是我们义不容辞的责任。

三、多样性与学科交融,工程教育的社会化和人文化

上一节我们讨论了工程教育国际国内发展的新态势,由于工程科技的发展变化及工程人力资源的需求,工程教育覆盖的领域进一步拓宽,除了传统的设计工程师、工艺工程师、管理工程师外,工程专业快步涉足到商务、环境、社会、医疗、保健、生命、金融、保险、物流、维修检验、销售、咨询、规划等领域,而电子商务与现代物流已经是工程本身的组成部分,凡此种种,都体现了现代工程类型的多样性[4]。

从专业与学科的交融来看,一些专业本身即具有集成交叉的特征,如环境工程涵盖工程、气候、能源、化学、地理、法律等学科的交叉。连传统的以汽车为对象的机械工程的一个专业方向也耦连及机械、电子、通讯、安全、环保、信息、能源等诸多领域,构成了一个工程系统。专业与学科,单以学科的交叉(相交是点),交缘(相交是线或面的集合)进而进入交融(即交叉与融合,其交集是三维的空间或四维的空间与时间的集合),即进入了学科与专业的综合与集合,这充分显示了专业与学科本身的多样性。

还有一种学科的交融牵涉到更加不同的学科门类,即工程学科与社会科学、人文科学、艺术等不同的学科门类的交融。上世纪90年代末期,日本东京工业大学创建社会工程学科,曾引起人们的关注。人们常说:“科学求真,人文求善,艺术求美”。2012年清华大学吴良镛先生则进一步说:“人与环境,贵在融汇”;“要把科学的精神放在人文中,将人文的精神放在艺术中,将艺术的精神放在科学中”。按数理逻辑的推想,其逆定理也可能有成真之论,即将科学的精神放在艺术中(如计算机图形与动漫),艺术的精神放在人文中(如诗词书画琴棋之于《红楼梦》),人文的精神放入科学中。[5]逻辑学家金岳霖主张“使科学与工业人化”,前清华大学教育家梅贻琦与潘光旦认为:工业化最核心的问题是如何使工科教育于适度的技术之外,取得充分的社会化与人文化。梅先生曾指出人才问题可以分为两方面:一是组织人才,一是技术人才,组织人才的重要至少不在技术人才之下。为了培养技术与组织能力兼备的人才,必须有很强的人文教育作为支撑。其实工业的组织人才,对于心理学、社会学、伦理学以至于一切的人文科学和文化背景,都应有充分的了解。解放后,我们倡导“又红又专”,它实际上包含了从“生产力-生产关系”、“经济基础—上层建筑”的辩证关系的视角,对培养人才素质的新时代背景下的新概括和新要求。

上面讲到科学人文(含社会科学)—艺术之间的交融(BLEND)。那么工程呢?我们是否可以补充一句:在“科学求真,人文求善,艺术求美”之外,“工程包容真善美”。哪一项工程不根据科学之真来设计,不根据社会与人文科学之要求服务于人类、和谐于自然以求善,不展现艺术之美以悦目怡心。因此,对学现代工程的人,懂得一些经济、法律、环境、美学是必需的。其实,这些内容应包含在教学大纲之内的课程与实践中,也应包括第二课堂的锻炼与实践学习中。而最根本的是要求高等院校为学生打好为学与为人之根基,以期他们毕业后在社会与生产实践的大课堂中不断地自我完善,实现终身学习。必博娱乐,比博娱乐网址工程与科学、人文和艺术之关系,金涌在“跨学科教育与高素质人才培养”一文[6]中,曾以四面体形象地表达人才素养的四个方面,即工程科学—自然科学—艺术—人文社会科学之间的关系,分析了这四个因素之间的关联与相互作用。世界工程组织联合会(WFEO)等组织在联合国教科文组织的专题报告[7]《工程:发展的问题、挑战与机遇》一文中,开宗明义论述了工程与

人文—科学—艺术的关系,面对现代工程教育的需要,我们应该更宏观更全面地理解工程本身及其与其它类学科的关联并与其交融,这样才能对今后工程教育的目标有一个好的顶层设计。

四、创新及其广谱性与“两轮驱动”发展路径

2008年,中国工程院有一个重要的咨询报告,名曰《走向创新》,主要观点已经发表[2],对于工程教育提出了几个很重要的基于调研的论点,诸如:工程教育具有综合性,它是自然科学知识、社会科学知识、专业知识及各种技能的融合;工程教育具有实践性;工程教育具有创新性,提出了“人人都可成才”这一创新且具有广谱性的论断;提出建设创新型国家,提升我国科技队伍的创新能力,迫切需要培养一大批创新型工程人才。但人们对创新的理解各有不同,一种理解是认为创新是高深的活动,只有那些精英或专业人士方可为之;另一种理解则认为人人都可成才,人人都可以在不同的层次和不同的角度从事创新活动。这样,社会才能实现创新能力的最大化,储存最多的创新量的总和,因为在工业界与教育界,创新不是拔尖人才的专利,而是广大科技人才应该具备的素质。笔者赞同后一种观点。创新具有广谱性,既有原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新,更有众人皆可为的各种改革与创新。它可以有科学的深度探寻和发现,可以有奇思妙想的发明,可以有对这些发现与发明的实现的科学技术开发,也可以有从创新性应用的角度实现产品的性能提升与批量制造,以及在生产管理中产生新的经济效益,还有新信息的传递与技术服务创新,有产品营销链条的组织与创新拓展,并取得实际的经济效益。于是乎那些平常被认为是凡夫俗子的人们,在新的时代要求下,都可以具有创新的意识与理念,开展创新,参与创新的活动。

在中国从事工程教育的高等院校中,不同的专业有各自的定位,这种定位适应于工程的多样性的要求和创新的广谱性分布,有的偏向于研究,有的偏重于应用。前者偏重于新兴科技前沿的工程技术研究与开发,后者偏重于生产加工制造第一线的应用开发,保证产品的质量,保证工程的经济与安全,其间需要致力于多种复合型的人才培养。因此,丰富的、多层次、多类型的培养模式,是适应国家需求与面向经济全球化需求的中国工程教育模式。

几年前,国外的工程教育界出现过一种论调,这种论调说美欧发达国家培养引领科技的人才;而对于大量的加工制造与信息软件产业的人才培养,主要应“外包”给中国、印度这样一些发展中国家来做,用这种人才培养的分工来界定不同国家工程人才培养的目标。但是对于中国这样一个迅速发展的发展中国家,工程院《走向创新》的咨询报告[2]中提出:中国应该走世界科技发展与本国产业发展双结合的“两轮驱动”的多样化的工程人才的培养道路。事实证明,我们应该培养出能研发、设计、制造诸如航天飞船、深潜设备、超高速计算机、高速铁路等高科技产品的人才,也应培养诸如从事现代制造、信息服务、大型建筑结构建造、满足广大人民衣食住行、医疗保健与教育要求的各种类型工程科技的创新人才。

五、“以人为本”与“学生学习结果导向”

高等工程教育的主要目标是培养各类高等工程科技人才,中国处于工业化转型的时期,人力资源中,工程科技人才占相当大部分;多年来,工科学生总量占大学生总量约三分之一。我们常说各项工作要“以人为本”,各学校的工科类专业主要任务是为国家为社会提供各合格的工程人才。工科的各个“专业”是学校培养人才的基本构元,评鉴专业办得如何,其主要目标取向是什么?这是至关重要的理论与实践问题,在某种意义上它是办学的“指挥棒”,同时,它也是反映学校与专业的工程教育思想的“镜子”。

以往的评鉴即评估与鉴定,其所选择的要素指标,往往是注重其投入,如师资队伍,有多少院士、长江学者、杰出青年基金获得者等;多少资源,如国家重点实验室和教育部重点实验室;多少经费,如科研经费、教学经费;学生则只列出学生数,学科则列出一级和二级重点学科数。成果则列举各项国家及部级科学奖及被“视同”国家级教学奖的级别数量等等,不一而足,唯独缺乏“学生”的培养成果。若有,也只限于列举其拔尖者在国际性或全国性科技竞赛中获得的奖项。总之,理论上讲是“以人为本”,但却少见评鉴“全体学生的培养成果”。国际上对于工程教育开展认证与评估,在美国已经有80年的历史了,近年来,特别是2000年以来,由美国工程技术认证ABET推出的认证标准EC2000,其主要评鉴准则(CRTERIA)是“结果导向”(OUTCOME)型的准则。它以专业的产出结果为主要的认证目标,其各项指标,均针对评鉴“全体学生”的“结果”产出。开宗明义首先评鉴即必博娱乐,比博娱乐网址学生的毕业生素质要求。当然,也关注各项投入,包括课程体系、师资队伍、支持条件、质量的持续改进等项,但各项标准达到的考核,必须是面对学生而且是面对全体学生的。离开全体学生培养需要的各项投入以及“标志性”成果,在工程教育的评鉴中几乎被视为“零”。当前,国际上对评鉴与认证标准的提法,已从“专业结果”(PROGRAM OUTCOME)产出向着“学生学习结果”(Students Learning outcome)过渡。我国施行的“工程教育认证标准[8]”也是基于“结果导向”的。而这个结果导向是以“毕业生素质”(Graduate Attributes)的展开为主要检测对象的,它要求工程专业根据自身办学的定位,制订出本专业可度量、可测评的具体的毕业生素质的描述。这些描述的结果(知识、能力、品德)的各分项矩阵式地分解到各门课程与各个培养环节中,而最终以多年的全体毕业生素质的产出结果来证明是否达到原来预设的培养目标。这样的评鉴标准,聚焦于毕业生的培养结果,专业的一切教学活动都服务和指向毕业生的产出,应该说这是教育__教学评估鉴定以及专业认证的思想上的一个重要转变,即从重视投入向着重视结果产出转变;从强调名师与拔尖学生的教学与研究成果向着全体毕业生结果产出转变;从只重学校教学向着强调理论与实践相结合、从单纯的校内学习向着校内学习与到工业界和社会学习相结合转变;从完全由学校和专业教师从事人才培养向着学校与社会和工业界相结合来加强对学生的培养方面转变。这也自然牵动着对教师的职务聘任和职称评定,从着重研究成果与研究论文发表向着教学与研究相结合重在育人的评价标准转变。这样的转变方向正确,虽然得到鼓励与加强的时间不长,并且需要政府与社会加大对教育的投入,但我们可以期待今后将会结出丰硕的果实。

这篇短文论述的思路是经由分析全球与国内科技发展对人才需求的变化出发,引出工程科技人才培养的多样性特征和对工程学科与专业的交融及其人文化的现实发展要求;由创新的广谱性及我国人才市场需求分析引出我国“双轮驱动”的工程人才培养的策略取向;进而讨论工程专业人才培养必须聚焦到全体“毕业生素质”的“结果”产出导向的评鉴标准。由此,应该可以勾勒出对工程教育发展的若干建议:① 不同定位的工科学校和专业,不只面向眼前的需求,而应面向将来的高新技术研发和加工制造的工程系统的需求,明确办学的定位和目标规划并落实相应措施,长期坚持,办出特色;② 增加工程专业办学的柔性,鼓励

各专业的交融,既满足专业大类基本标准规定的专业特色,又大大放宽学生跨专业选课,鼓励跨专业学科报考研究生;③ 在专业评估鉴定的认证中,增强对创新能力的培养,满足全体毕业生结果产出的要求;在专业学科评鉴及教师职称评定中,落实对人才培养贡献和教育教学改革贡献的承认并增加其权重;④ 思考并落实工程专业学生在主课堂及第二课堂中,从理论与实践的结合上学习社会科学与人文知识,增进艺术素养,培养相应的能力,研究相应的认知过程的规律,并落实到培养全过程的教育教学计划之中;⑤ 加强工程教育的研究,比较不同类型国家的工程教育的现状数据与经验,在全球视野之下,研究在中国这块土地上,具有中国这样一个国家本身发展阶段特点的工程教育以及它的工程教育思想的演进与更新,并在研究吸收国外经验的基础上实施工程教育改革的战略,直至提出其实施的路线图;⑥ 教育管__理者与全体教师,应该面对工程教育面临的发展形势与国家需求,更新教育思想,落实在新的认识基础与评定标准上,推进利于教师发展的各项政策措施。

只要我们继续努力,持之以恒,在一个融入全球经济环境而具有自身特色的中国工程教育的改革与发展的明天,达成建设工程教育强国的目标是可以预期的。

参考文献

[1]余寿文:《大学者育才之谓也———中国特色高等工程教育十议”》,《高等工程教育研究》2011年第2期。

[2]中国工程院“创新人才”项目组:《走向创新》,《高等工程教育研究》2010年第1期。

[3]http:∥Nae.edu/Activites/Events/Annual Meetings/19611/53074.aspx

[4]章丽萍、孔寒冰、陈子辰:《工程硕士学位教育的国际进展》,《高等工程教育研究》2012年第2期。

[5]程钢:《清华学派综说》,《水木清华》2010年第7期。

[6]金涌:《跨学科教育与高素质人才养成》,《清华名师谈治学育人(第二版)》,清华大学出版社2009年版。

[7]联合国教科文组织报告,世界工程组织联合会(WEFO)等编:《工程:发展的问题挑战和机遇》,王孙禺、雷环、张志辉译,2012年,北京。

[8]工程教育认证标准:《中国工程教育认证协会》,2012年7月版。

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