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瞿振元:推动高等工程教育向更高水平迈进
时间:2017-03-22  点击量:

摘 要:我国高等工程教育为国家建设做出了巨大贡献,但还存在突出问题:人才培养缺乏明确标准,理科化倾向比较严重,忽视工程价值观和工程伦理教育,师资队伍建设不能适应现代工程教育的要求。近年来,工程教育启动并实施卓越工程师教育培养计划、进行CDIO工程教育改革、启动并实施工程教育专业认证,取得了较好效果。要完善高等工程教育人才培养标准、重视教学内容和课程体系改革、深入开展教学方法创新、注重教师队伍建设、培养学生健全人格、工程伦理、职业素养和人文艺术修养,推动高等工程教育向更高水平迈进。

关键词:高等工程教育 人才培养 课程改革 教学方法 教师队伍

  2016年是我国高等工程教育发展史上值得大写的一年。6月2日,我国正式成为工程教育“华盛顿协议”第18个成员国,标志着我国工程教育真正融入世界工程教育,人才培养质量开始与其他成员国达到了实质等效,同时,也为以后我国参加国际工程师认证奠定了基础,为我国工程师走向世界创造了条件。面向未来,成为“华盛顿协议”成员国这一标志性突破,将有力促进我国高等工程教育学习国际先进理念和质量标准,深化工程教育教学改革、提高人才培养质量,有力促进我国工程教育与国际工程教育的交流与合作,以开放倒逼工程教育教学改革向纵深推进。

  我国是工程教育大国。2015年,全国共有1650所院校设立了工科专业;本科工科专业布点数达16284个,工科在校本科生人数达524.7万,约占本科生在校生总人数的33.3%。与美国、英国以及欧盟相比,我国工科毕业生数量庞大,约占世界工科毕业生总数的1/3多,规模是实实在在的世界第一。新中国成立以来,我国高等工程教育培养了数以千万计的专门人才,为国家建设做出了历史性的、巨大的、耀眼的贡献,有力支撑了工业体系的形成和发展。我国工业体系从最初形成发展到今天,是靠自己的工程教育培养的人才实现的;工程教育有力支撑了我国成为世界最大的工业产品制造国;有力支撑了国家一大批举世瞩目的重大工程建设,无论是计算机、通讯,还是高铁、载人航天等一系列国家重大工程项目,都是靠自己培养的工程人才发展起来的;高等工程教育有力支撑了国家经济整体高速增长,对国家经济建设做出了巨大的、历史性贡献。但也要看到:我国虽然是制造业第一大国,拥有联合国产业分类中所有工业门类,但制造业仍大而不强,面临转型升级的压力。纵观世界,新一轮科技革命和产业变革方兴未艾,一些重大颠覆性技术创新正在创造新产业、新业态,大数据、云计算、移动互联网等新一代信息技术同机器人和智能制造技术加速融合,这既给社会生产力的大提高、劳动生产率的大飞跃带来了新契机,也给世界各国工程教育创新发展带来了前所未有的机遇与挑战。这一切需要高等工程教育抓住机遇、深化改革,加快推动从工程教育大国迈向工程教育强国,为国家经济转型和社会发展提供强有力的人才保障、智力支持和创新支撑。

一、当前高等工程教育存在的主要问题

1.人才培养缺乏明确的标准

  任何行业都需要标准,无标准就无质量,高等工程教育领域亦是如此。长期以来,我国高等工程教育对所培养学生的知识、能力、素质要求,没有清晰、明确、可衡量、易操作且国际实质等效的标准,仅有若干标准也是笼统的、通用的且过于理想化、针对性不强。实践中各高校虽然采取各种措施努力提高工程教育人才培养质量,各评估机构采用不同指标体系展开评价,但工程教育人才培养始终没有明确的、完善的、操作性较强的标准。因此,科学制定和正确实施工程教育人才培养质量标准是工程教育面临的首要问题。现行工程人才培养质量标准较多关注学生的知识水平,较少考核学生的能力素质。工程人才培养质量标准一般被认为是教学评价标准,但教学评价标准主要是对教学过程及结果进行测量,并给予价值判断。工程人才培养质量标准应是“培养标准”,是对工程人才培养质量能否满足经济社会发展需求而制定的具体的、可量化的标准。此外,现有工程人才培养质量评价在外部评价机制方面,主要问题是学校与企业、行业及用人单位间的有效互动评价机制不够完善,利用外部评价促进持续改进的效果不明显,行业、企业等利益相关方参与工程教育质量保障的程度不高。
 

2.工程教育理科化倾向比较严重

  高等工程教育教学比较注重理论知识体系的完整性,一定程度上忽视实用性、多科性知识的学习和实际操作能力的培养;课程体系中理论课占比过大(有的学校高达90%),实践环节占比过小;学生学业评价过于注重笔试和卷面成绩,忽视实验、设计、社会调查等多种实践考试方法和手段的应用。因此,培养的学生理论基础扎实、逻辑思维能力较强,但工程思维能力和综合运用能力相对不足,团队合作、沟通交流能力较为欠缺。这很大程度上与教学过程中过多以教师讲授为主、以知识传授为主,面向实际工程训练不足、实践教学不足直接相关。
 

3.忽视工程师价值观和工程师伦理教育

  高等工程教育在重视学理与技术教育的同时,一定程度上忽视了对学生进行与伦理、环境、人文相关的工程师价值观、工程师伦理的教育,重学理、轻伦理的现象较为明显;对工程与社会、与环境、与可持续发展的关系重视不够,教师讲授的某些技术与绿色发展理念并不一致;对个人与团队、个人与社会的关系,伦理道德的教育重视不够;与工程相关的法律、美学、伦理学等方面课程几乎空白。众所周知,高等工程教育培养的人才应“具有人文社会科学素养、社会责任感,能够在工程实践中理解并遵守工程职业道德和规范,履行责任。”但我们培养的学生与这一标准尚有一定距离,与欧美国家工程教育相比,我国工程伦理教育近几年才出现,亟需补足短板。
 

4.师资队伍建设不能满足现代工程教育的要求

  师资队伍建设上,存在片面强调高学历、轻实践经验的问题。多数从事工程教育的教师缺乏产业实践经验,教师知识结构与现代工程教育的要求不相适应。加之,由于人事管理制度的制约,企业中有丰富工程经验的技术人才很难到高校任职,高校与行业企业协同育人的机制并没有切实建立。同时,教师评价制度存在缺陷,重视科研论文产出,缺乏对教师实践教学能力的考核,造成对教师特别是青年教师发展方向的误导。
 

5.人才数量充足、质量亟待提高

  上述四项必然造成的结果是人才培养质量不足。我国现有工程科技人才4200多万,工程师数量居世界第一。但《2014—2015年全球竞争力报告》显示,在“科学家和工程师数量”这一指标上,我国仅排名第43位。《世界竞争力年鉴》指出,中国工程技术人员的国际竞争力在被调查的60个国家和地区中处于中等水平,但工程师的合格程度却处于世界末端。总体上讲,我国工程技术人才数量充足,但质量还差强人意。这种情况不仅影响了工程技术人才在国内发挥作用,还影响他们在国际上被认可和可流动,影响其在“一带一路”等国际工程项目中发挥作用。
 

二、近年来高等工程教育的实践探索

  为贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010—2020年)》,创新工程教育人才培养模式,近年来,我国高校进行了一系列探索,取得了一定成效。
 

1.启动并实施卓越工程师教育培养计划

  2010年6月23日,教育部联合有关部门和行业协(学)会,共同实施“卓越工程师教育培养计划”(简称“卓越计划”),主要目标是面向工业界、面向世界、面向未来,培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才,为建设创新型国家、实现工业化和现代化奠定坚实人力资源优势,增强我国的核心竞争力和综合国力。“卓越计划”实施的专业包括传统产业和战略性新兴产业的相关专业,特别重视国家产业结构调整和发展战略性新兴产业的人才需求,适度超前培养人才。“卓越计划”实施的层次包括工科的本科生、硕士研究生、博士研究生三个层次,培养现场工程师、设计开发工程师和研究型工程师等多种类型工程师后备人才。

  “卓越计划”实施6年来,已有208所高校的1257个本科专业点、514个研究生层次学科点参与了该计划,参与在校生约26万人。基本形成了教育部门和行业部门协同推进、高等学校和企事业单位深入合作的工程人才培养机制。

2.进行CDIO工程教育改革

  CDIO工程教育模式是近年来国际工程教育改革的新成果,按照构思(Conceive)—设计(Design)—实施(Implement)—运行(Operate)的系统工程理念,细化人才培养标准,构建以项目为导向的工程教育课程体系,2005年我国引入CDIO工程教育模式,2008年教育部组织成立“CDIO工程教育研究与实践课题组”,2012年成立“CDIO工程教育试点工作组”,以机械、土木、电气和化工等四类专业开展试点,目前有近200所高校开展CDIO改革试点。汕头大学、清华大学等高校先后加入CDIO国际合作组织,2016年1月,汕头大学发起成立“中国CDIO联盟”,以提升我国工程教育的国际影响力。

  目前,开展CDIO改革的高校既有研究型大学,也有教学型大学,还有高职高专,几类高校侧重点各有不同。研究型大学以培养学术型、研究型工程科学人才、研究开发人员和设计工程师为主;教学型大学以培养能在生产、工程第一线从事工程实施和管理的工程技术人才为主;高职高专培养适应生产、建设、管理、服务第一线需要的高等技术应用性专门人才。

3.启动并实施工程教育专业认证

  2006年,我国启动工程教育认证工作,在借鉴国际先进经验基础上,逐步建立了国际实质等效的工程教育认证体系。2013年我国成为“华盛顿协议”预备成员国。2015年中国工程教育专业认证协会正式成立,基本确立第三方机构独立实施的工程教育专业认证体系。我国工程教育专业认证坚持结果导向(Outcome-Based-Education,OBE)、以学生为中心、持续改进理念,按照国际实质等效的认证标准开展认证工作。目前已覆盖31个工科专业类中的18个。工程认证工作取得积极成效,建立了高等工程教育与行业企业联系机制,为建立注册工程师制度奠定了基础。工程教育认证标准参照“华盛顿协议”毕业生素质要求和工程师职业能力制定,保证认证结果为行业认可。开展工程教育专业认证,有力推动了工程教育国际化,提升了工程教育的国际影响力和竞争力。同时,工程教育专业认证工作为我国高校开展工程教育改革提供了系统化、科学化的质量保障机制和人才培养模式。

  自2005年我国开始进行工程教育专业认证试点至2015年底,已经进行了570个专业点的认证工作,涉及124所高校,其中30所“985工程”高校、64所“211工程”高校。认证标准主要包括学生、培养目标、毕业要求、课程体系、师资队伍、支持条件和持续改进等七个方面。认证工作严肃严格严谨,坚持标准、绝不放水。2015年受理认证158个专业点,实际通过认证126个,通过率为79.9%;未获通过的继续建设。从严开展工程教育专业认证,使“重在建设”的要求落在实处,促进了高等工程教育的质量提升和国际实质性等效。

  笔者曾到北京交通大学和燕山大学进行调研,这两所高校是“华盛顿协议”成员国专家委员会实地考察的两个点。2015年专家委员会来我国考察过,但没有完全同意;2016年考察了北京交通大学、燕山大学有关专业点以后,“华盛顿协议”专家委员会的专家们一致同意我国成为正式成员国,说明这两个学校工程教育质量得到了国际专家的高度认同。调研以后,我也回顾了自己曾经作为清华大学一名工科学生的成长经历,感到我们已进行的工作和将要推进的工作,是要立足国家发展战略需求,在以往成功做法的基础上借鉴工程教育的国际经验,革新工程教育理念,以切实措施提高工程教育质量。这两个学校的经验值得推广。

三、推动高等工程教育迈向更高水平的思考

1.完善高等工程教育人才培养标准

  教育部将颁布实施全部92个本科专业类教学质量标准,作为本科人才培养质量的国家标准和基本要求。相应地,各高校要依据“国标”,结合实际,修订本校专业教学质量标准、优化人才培养方案。这些标准实际上是质量底线,“上不封顶,下要保底”。

  制定工程教育人才培养标准需要做到三个结合:统一性与多样性相结合,稳定性与发展性相结合,国际化和本土化相结合。要建立高校教学质量持续改进的机制,开展自我评估,根据培养目标和毕业要求,对教学条件、教学过程、教学效果进行常态化自我评估,形成有效的校内教学质量监测和调控机制,形成年度教学质量报告并向社会公布,接受社会监督。

2.重视教学内容和课程体系改革

  北京交通大学和燕山大学能被“华盛顿协议”成员国专家认可,主要在于他们在教学理念和实际做法上有清晰的设计和具体制度安排。他们的教学始终坚持以学生为中心,根据具体专业与产业对接的要求确定学生培养目标和毕业要求。这种培养目标不是我们通常文件里司空见惯的那种空泛的、大而化之的表述,而是学校某个专业具体的培养目标。这种目标又具体化为学生的毕业要求和毕业5年后可能达成的要求,或者说5年后的预期,把它们作为整体培养目标;以学生能力提升为中心,对培养环节,包括课程、实验、实践、设计、活动和课堂教学内容进行系统设计。学校人才培养方案集中体现的是对4年本科教育的教学系统化设计。

  我们常用学分制认定学生修满140、160或180个学分就可以毕业,但对140、160或180个学分是什么样的知识结构、学生修满学分后具备什么样的能力关注不够。这与对学分制的片面理解有关。实际上,发端于德国的学分制并不完全排斥指导性教学计划,而是在教学过程中,学生在指导性教学计划规定范围内,在教师指导下自主选修课程以取得所选课程的总学分来衡量其学习总量,以取得一定学分作为毕业和获得学位的标准。简言之,学分制是在指导性教学计划框架下、以选课制为基础、以学分为计量的教学管理制度。
 

  结构决定功能,在教学上,知识结构也相当大程度上决定着能力。所以,教学系统化设计是一个非常重要的理念,大学课程不应是一种模糊的经验安排,也不应是学生在学校的课程“超市”里的自由选购,而是按一定培养目标进行的符合教学规律的系统设计,体现的是规范性要求和灵活性选课及自主性学习之间的结合与平衡。这样的教学系统化设计,为的是让学生在毕业时达到必须具备的专业能力和进一步发展的能力。

  20世纪以来,两大潮流对高等教育人才培养带来了重大影响,即教学系统化设计运动和在线开放教学。从时间来看,教学系统化设计在前,在线开放教学在后。在系统化教学设计和在线开放教学两大潮流影响下,教和学都发生着深刻变化。无论是倡导“以学习者为中心”的教学理念,还是实施MOOC、混合式教学等教学模式的创新,都有赖于对课程的精细化设计,都无一例外要依靠科学的课程体系和课程、课堂去具体落实。目前,工程教育课程存在不少问题:第一,课程内容、课程体系与整个人才目标之间的联系并不紧密,学生上这些课与毕业时要达成的培养目标、5年后可能达成的目标有怎样的联系,尚缺乏系统设计、统筹考虑。第二,课程内容更新慢,相对落后,这是很多专业的共性问题。笔者任中国农业大学党委书记时,一些教师反映课堂教学内容和生产实际差距大,有的甚至严重落后于生产实际。笔者也到过一些先进的农业生产基地,看到无论从装备设施到生产工艺技术,都比学校课堂上讲的更先进,这是个很大的问题。第三,具体课程在整体教学过程中的地位、作用不明确。授课教师仅知道自己讲什么课,但较少关心和思考所承担的课程在整个人才培养体系中处于什么地位、起什么作用,不明白自己讲授的这门课对学生的能力培养有什么具体要求,唯一习惯的是按学科的系统性一路讲下去,不知道为达成学生毕业目标应培养怎样的能力。这是工程教育教学中的突出问题。对此,要抓住教学内容和课程体系改革这个核心,进一步推进工程教育教学改革,提升工程教育人才培养能力。
 

  要以“解决复杂工程问题”为导向整合课程,淡化“学科中心”,打破学科界限,将相关学科知识进行系统性重组。设计项目导向的课程体系,回归工程实践,强调与实际需求相结合,构建凸显工程性与创新性的工程课程体系。强化工程实践教学,引导学生参与工程训练、课内外工程实践等活动。构建现代工程实践教学课程体系,推进产学研合作,构建开放、综合的实践教学环境,完善实践教学质量评估、管理与激励机制。针对工程人才成长规律,摒弃“论文至上”的过度学理化倾向,强调以工程专业实践和创新能力为导向,注重职业道德和职业伦理的培养。

3.深入开展教学方法革新

  教学方法陈旧是广受诟病的问题。教育部原部长袁贵仁在2016年全国教育工作会议上提出“掀起一场课堂革命”。目前,高校课堂教学很多方面还比较落后,有些问题是因为条件如教室或其他装备的限制。笔者在北京交通大学、燕山大学座谈时发现,这两所高校注重用“项目”的方法把学生的学习嵌入“项目”,边学习边实践,用“项目”设计的成果进行考核,体现了一种“干中学”的教学设计。工程教育克服理科化倾向就要克服纯粹“知识课堂”,在干中学习知识、积累知识,提升能力。目前,一些学校在努力改变原有的呆板课堂教学方法,有的在桌椅板凳怎么样摆放更有利于提高教学效果等方面进行了尝试。如浙江大学国际学院的教室设计着力体现“以学生为主体,以教师为主导”的理念,考虑教室的设计如何有利于提高教学的互动性、多样性、灵活性、先进性和舒适性。四川大学等高校也进行了积极的探索。但总体上说,我们在教学方法改革上依旧比较迟缓、落后,还要进一步深化。

  教学方法改革最重要的是调动教师的积极性,因为教学方法的改革归根结底要落在课堂上,而不是落在学校领导的讲话稿里成为点缀。要发动更多教师研究教学方法、掌握现代教学方法,利用先进技术推进教学方法的革新。

4.注重教师队伍建设

  当前我国154万大学教师鲜明的特点是“年轻”,45岁以下教师占全体教师的70%,40岁以下教师占全体教师的50%还多。“年轻”是特点、是优点,同时也难免有缺点。具体到高等工程教育,集中反映在工程经验积累不足。多数教师只是从书本到书本、从学校到学校,这对培养高质量工程教育专业的学生来说是有难度的。这方面有几点要强调:高校要重视青年教师师德水平和执教能力的提高,把提高青年教师对实践经验、工程经验的积累看作培养青年教师的重要环节;同时,要对青年教师多一份呵护、多一份关心,“要让教师成为让人羡慕的职业,要按照总书记的要求,切实加强待遇保障,让教师在岗位上有幸福感”。这样广大教师才能安心从教、热心从教、舒心从教、静心从教,才能把全身心的力量投入到教学改革和人才培养中去。

5.注重培养学生健全人格、工程伦理、职业素养和人文艺术修养

  高校的立身之本在立德树人。一流工程技术人员应具有工程伦理、行业操守和职业素养;具有关切环境、关怀生命的责任心;具有健全的人格;具有勇于开拓的创新创业精神;具有认真负责、扎实钻研的工匠精神;具有客观理性、明辨是非的价值观。总之,我们培养的工程技术人才,不仅会干、能干(how to do),而且懂得为什么而干(why to do)。因此,高校要始终坚持立德树人这一根本任务,积极探索通识教育和专业教育相结合的培养制度,把学生培养成全面发展的人、完整的人。要加强卓越工程师的内涵建设,不但要培养学生的工程专业技能、工程思维能力,还要加强学生工程价值观和工程伦理教育,增强学生的人文素养和情怀。工程伦理要与社会主义核心价值观相衔接,提高工科大学生的工程伦理素质,使其具有工程伦理意识、掌握工程伦理规范,提高他们的工程伦理决策能力。

  瞿振元,中国高等教育学会会长、教授

原文刊载于《高等工程教育研究》2017年第1期第12-16,23页

 

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