作者:赵继 来源:中国科学报 发布时间:2022/8/10 11:55:13
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工程教育要“硬”起来

 

制造业在我国国民经济中的地位及其所起的作用有目共睹。要实现制造业的这些战略发展目标,一批基本功扎实、富于创造精神和实践能力的工科优秀人才是必不可少的。

然而,一个不容忽视的现象是,在工程教育的一些领域,高校的工程教育还存在着知识体系、课程内容跟不上科技和产业发展的情况。也就是说,目前很多高校工程教育不能完全适应科技进步和产业发展对高素质人才的需求,这使得原本应引领产业发展的工程教育,反而落到了某些高技术产业之后。

这一现象在本科教育层面尤其明显。

在我看来,工程教育中的本科教育主要是培养工程师的“毛坯”。一个合格的工程师起码需要7~8年时间成长,而本科教育在其中属于打基础的阶段,如果基础不能打牢,将严重影响工程人才的后续成长。

对“四大能力”的培养亟需加强实践环节

通俗地说,工程的核心使命是利用可持续发展的资源创造未来美好的世界。换言之,如果科学的目的是发现自然规律,阐释自然现象的话,工程的主要针对目标就是工程人造物,是创造一个新的世界。这也决定了工程人才需要具备以下几个特点。

首先是建构能力。这种建构能力不一定仅体现在某种有形物理实体的创造中,做出某个零件是一种建构,创造某个软件和虚拟现实也是建构。作为工程人才,这种建构能力是非常重要的,是必须的,否则无法创造未知世界。

二是创新能力。因为只要涉及创造,就必须要有创新。在这一点上理科和工科是相通的,只有创新,才能推动产业升级和社会进步。

三是整合能力,工程建设是多学科的集合体,优秀的工程人才需要涉猎和了解多个学科专业,才能在需要时快速整合资源以及运用相关理论和技术,进行相应的技术创新和开发。

四是实践能力。不管是工程学科本身还是具体的某个工程项目,真正落地实施都不能是纸上谈兵,这就好比游泳和开车一样,一旦脱离开实践,不管懂得多少书本理论和知识,也是永远都学不会的。

对于工科学生而言,具备上述四个能力是极其重要的,也是最基础的能力。但要培养和锻炼这些能力,却不能仅仅依靠高校内部的课堂教育,在此之外,实验教学、实践教学乃至其它工程训练的重要性要得到充分体现。但遗憾的是,这方面我还有一些短板,这些短板必须要补上。

比如,我们曾经引以为骄傲的传统实践环节—生产实习目前就面临很大挑战。我国传统的工程教育非常强调学生到企业实习,虽然学生经过实习也不见得立即就能够“上手”,但这种训练和环节对上述四个能力特别是实践能力的培养、拓宽工程视野、体验工程实施的过程是非常重要的。

坦率地讲,现代日益自动化、智能化的工程生产流程并不方便学生的实际动手,特别是企业出于安全等因素的考虑,接收学生实习的意愿在不断减退。在本科生数量巨大的背景下,学生的工程实习已经遇到很大困难。

此外,作为工程人才培养重要组成部分,目前高校的青年教师也基本都是“校门来、校门走”,其很大比例的人都有留学背景,基础知识也很扎实、创新意识也很强,但相对来说,对工程实际问题的不熟悉成为最大短板。

这一问题往小处说,是实践训练不足乃至工程实际接触的机会少、缺乏经验,往大处说,实际上是我们的工科教师队伍中很多人缺乏工程背景。我记得,我们这一代工科出身的教师,当年曾经连续十年八年的指导学生去工厂实习,每年都会在工厂里呆上一个月以上的时间。但这样的经历在当下的青年教师中已是很少见了,这当然有很多客观的因素。

工程教育评价是一个值得关注的问题

随着国内高校教学和研究条件越来越好,国内学生的科研论文产出量已与此前不可同日而语,这在很大程度上体现了学生整体科研能力的提升,这是值得肯定的。但从整个工程教育角度看,绝大多数开展工程教育的高校,还是应当定位于培养工程师或工程师的毛坯,只有少数高校才能实施培养工程科学家的目标,如果都完全按照科学人才的培养方式来培养未来工程师,显然不能适应对于工程人才四种能力培养的要求。

然而,目前社会上对高等教育的评价导向依然倾向于科研产出,评价标准也依然突出于论文的权重,虽然破“五唯”已经取得了积极效果,但相关深层次问题还需要进一步破解。

究其原因,偏重与科研导向的评价,一个大的优势在于可量化性,比如ESI前百分之多少、SCI一区二区、影响因子、论文被引次数等,均可以在某种程度上体现一定的可比性,尽管这种评价并不完全具有科学性,但至少提供了一种标准和量化参考。

然而,工程教育更加看重的实践能力,以及解决复杂工程的能力,却很难用某种评价标准进行简单测量。这一点在过去高等教育处在精英教育阶段时,由于培养的人才规模相对较小,其弊端体现得尚不明显,然而在高等教育普及化的当下,缺乏相对明晰的评价体系的弊端已经变得越来越明显。

也正因为如此,当下的工程教育更应该大张旗鼓地提倡和强调对工程人才实践能力的培养。这对于培养高素质的工程师至关重要,因为实践是工程的基础,实践是创新的源泉。

值得一提的是,目前国内一批高水平理工科院校正在着力于培养未来卓越工程师。这种人才培养模式对于学生的创新精神和实践能力的要求都很高,一定要有雄厚的理工科基础,使学生通过未来职业生涯的实践锻炼不断成长,最终成为具有一定全局意识的工程战略科学家。

在我看来,作为一种侧重于精英化人才培养的模式,探索其培养路径是有积极意义的,很有前瞻性。但对于我国国情下的绝大多数高校来说,并不适合普遍开展。因为对于更多的塔尖下面的那些工科院校而言,其人才培养依然应该建构在工程基础教育和工程实践教育的基础上,或者说应当将工程基础和工程实践教育紧密结合。

工程人才培养面临的现实瓶颈

目前,在“工程人才培养需要强化实践能力”这点上,国内高校已经形成了一定共识。然而在具体操作层面却依然存在着一定的瓶颈和挑战。

比如,目前高校本科生培养年限普遍为四年。但伴随着科技的发展以及相关学科的细化,在学习年限不变的情况下,要让学生把理论基础打牢,又要增加新知识内容,还要强化实践环节,这在操作上确实会面临挑战。

再比如,教师到企业参加产学研实践显然对教师教学和研究能力的提升大有裨益。然而,实践期间,教师的时间成本付出如何与其本身的工作量进行换算?特别是在职称评定等环节,到企业实践却很难换算成教师的“砝码”,这就严重影响了教师到企业参与工程实践的积极性。

同样缺乏积极性的还有企业,由于相关机制的不健全,企业并不能从与高校的教学实践合作中获得太多好处。相反,还可能承担一定的安全风险,不愿意接纳高校师生实习也就在情理之中了。

事实上,高校对于未来工程师的培养,是一个关乎社会发展大循环的问题,从这个角度上看,企业在为学校提供生产实习条件的同时,也等于在为自身后备力量的培养创造条件。然而,强求每个企业都有这样的认知并不现实。在此情况下,我们是否需要从国家层面,通过制度引导乃至于法律条文的方式,对高校生产实习加以保障呢?

除此之外,目前我国工程类研究生的培养与学术型研究生的培养并无太大差别,有的甚至可以说是“换汤不换药”,这也是“工科理科化”最明显的一个表现。

工程硕士和工程博士可不可以结合工程复杂问题开展相关课题的研究?这在理论上当然是可行、甚至是必要的,但现实却有很多具体问题需要解决——很多时候,这些学生的导师可能都没有亲自做过工程,甚至可能连图纸上的某些问题都发现不了,单靠这些老师和学生亲自解决实际问题,显然是勉为其难。

要解决上述问题,我们可以采取的方式包括校企协同、“双导师”等不同形式,但需要注意,此处的校企协同和“双导师”必须是实实在在的。以“双导师”为例,企业导师必须要真正进入到学生的培养体系中。不过如此一来,问题又出现了——按照高校现有遴选博导的标准,导师的遴选是需要高水平论文甚至相关奖励的,但有的企业工程师水平确实很高,但可能论文不够,也不一定获过大奖,对他们又该如何遴选和评价呢?

对此,我呼吁要站在我国未来发展战略的高度,让绝大多数工科院校的工程教育能够“硬”起来,也就是要真正突出对学生工程能力、创新精神和实践能力的培养。培养学生的建构能力、创新能力、整合能力、实践能力,为解决未来复杂工程问题的能力奠定基础。要真正做到这一点,需要从国家法律、政策、制度安排到高校本身的具体实施等不同层面共同发力。

(作者系东北大学原校长,本报记者陈彬采访整理)

 
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