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一流本科工程教育人才培养的五大时代特征

2017-02-18


       一流本科工程教育人才培养的五大时代特征

            长沙理工大学发展规划与政策法规处   

“双一流”不能缺失一流本科教育。我校作为理工类大学主要举办的是工程教育,要创建一流本科教育,必然要办一流的本科工程教育,培养一流的工科人才。2008年国际金融危机后,为解决大量失业问题,美、日、德等国纷纷“再工业化”,对工业化改造,升级并引导制造业向本土回流。同时,与当今以数字化生产为标志第四次产业革命相适应,这些国家纷纷启动了高等工程教育改革。如美国工程院2005年发表《培养2020的工程师,为新世纪变革变革工程教育》;2014年麻省理工学院发布《MIT教育的未来》;美国2015年明确提出未来10年在122所工科学校中至少培养2万名“大挑战工程师”,以解决未来的重大工程问题。我国拥有世界上规模最大的高等工程教育,2368所高校中,设有工科专业高校占83% 20106月开始实施“卓越工程师教育培养计划”。纵观世界工程教育的变革,主要重在解决以“重硬轻软”、“重事轻人”为核心内容的五个问题:一是努力强化教育界、工程界的对接、互动,扩大人才培养过程的开放性;二是建立对接国际、规范、可操作的的人才素质评价标准;三是“回归工程”,加强人才工科实践培养环节,强调工科教育“工科化”而非“理科化”;四是协调发展知识与能力、硬件与软件、机械与智能、产品与环境、单元与系统、技术与操守、本领与伦理、当前与长远等;五是树立成果导向教育理念,以目标为导向替代过去的以学科为导向。为此,当下世界一流高等工程(工科)教育人才培养目标正在发生深刻变革,表现出五大特征,值得我们注意。

一、系统型科技基础知识和工程专业技能

一流工程教育培养的人才要有能出色将科技创新成果转化为现实生产力的能力。这种能力以数学、物理、化学、信息科学等自然科学和系统论、控制论、工程学等工程科学与材料科学等工程科学为基础;以工程制图、运算、实验、测试、计算机应用和工艺操作等知识技能等工程技术为支撑。掌握工程技术是工程教育培养的人才区别于科学教育和其他专业教育培养的人才的首要特征。基于工程全生命周期的CDIO培养大纲要求工程毕业生在工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层面综合达到预定目标。2010年中国实施“卓越工程师计划”,开始了从培养工程科学家到培养工程师的转变,亦即工程范式下的工程教育模式,强调科学教育、工程教育、人文教育的有机统一,在理论、实践两个维度上追求平衡,实现知识、能力、素质的全面发展。

二、领袖型批判性思维和创新性思维能力

一流工程师要具有解决问题的实践性思维能力和整体谋划、把握和平衡系统的系统思维能力,更重要的评价、判断、预测的批判性思维能力和形成想象、创造性的成果的创新思维能力。2010年耶鲁大学校长理查德·莱文(Richard Levin)指出“目前中国大学本科教育缺乏两个非常重要的因素,第一个缺乏跨学科的广度,第二个是缺少对于批判思维的培养。绝大多数亚洲国家的学校,本科教育是一个专识教育,一般来说学生在18岁时就选择了自己终身的职业方向,之后就不再学别的东西了。学生是被动的倾听者、接受者,他们一般不会挑战教授和彼此的观点,把注意力放在对于知识要点的掌握上,而不是去开发独立和批判性思维的能力。我们常常说要学校培养的人才“下得去、靠得住、用得上”,但存在“上不来”的问题,问题根源就是在我们的工程教育中还存在没有批判的教育没有批判的学生的弊端。解决这一问题的途径包括将批判性思维的培养作为关键性教育目标指标;创建批判性思维型教育文化;在教育中融入批判性思维的培养;开展元认知训练,培养批判性思维的敏感度和自觉性;将批判性思维能力纳入教学改革测评体系。MIT的经验值得借鉴。它的“戈登工程领袖计划(Gordon ELP) 计划通过新生课程、本科实践机会计划、工程实践计划、ELP短期课程、ELP高级课程、工程领袖发展计划、工程领袖实习、工程领袖实验室等项目,培养领袖性格、理解认同、意义建构、目标远景、实现远景、技术知识和批判性思维等六项高效能工程领袖能力。

三、智能型数字化网络化智能化工程能力

德国“工业4.0”、《中国制造2025》等制造业发展战略告诉我们,机械化、电气化为特征的传统制造已经发展为以数字化、网络化为特征的先进制造,正向以协同化、智能化为特征的智能制造发展。“互联网+工程”、“互联网+工业”、工程数字化成为工程智能化的主要途径,智慧能源、数字制造、智能制造、增材制造、激光制造、微纳制造、3D制造、复杂制造等关键技术与工艺的系统性、颠覆性创新成为竞争热点。信息化为特征的第四次工业革命最需要的一定是能够跨学科娴熟掌握和运用数字化技术和智能工具,有效解决数字化信息化的工程领域的各种问题的能力。比如通过信息模型技术实现建筑工程项目全生命周期过程的信息管理、共享和交互,带来工程建设与管理的颠覆性变革的BIM技术,举办建筑土木领域一流工程教育就必须大力开展BIM技术的教育培训。

四、健全型人格、职业素养、工程伦理和人文艺术修养

明确自己在《中国制造2025》实施中的中坚角色和攻坚责任,深刻认识工程界对社会的影响和理解社会对工程界的规范,

具有科学的全球视野的历史、文化、环境等的发展观。美国“2020工程师计划”提出了“伦理道德、终身学习”等未来工程师的关键特征。2012年《斯坦福大学本科教育研究报告》提出“通识教育+实用教育+创业教育”培养模式,并实施“基于必备能力”跨学科通识教育。西南交通大学校长徐飞将一流工程师健全型人格、职业素养、工程伦理和人文艺术修养具体化,认为体现在“九个具有”:具有工程伦理、行业操守和职业素养;具有关切环境、关怀生命的责任心和慈悲心;具有终生学习的求知欲和与世界工程界保持同步的上进心;具有自觉自省的人生态度;具有执着与变通相宜的健全人格;具有追求卓越、勇于开拓、敢于冒险的创新创业精神;具有职业敬畏、对工作认真、对产品负责、对技艺不断磨练、对行业执着坚守、对领域扎实专研的工匠精神;具有客观理性、明辨是非的价值观,能正确洞悉科技作用;热爱本民族历史文化、具有建立在人文艺术修养上的丰富精神世界。这一切需要跨学科、跨领域、跨文化的“跨界”培养。

五、综合型“大工程观”素质

MIT工学院院长乔尔·莫西斯(Joel Moses) 1993年提出了大工程观概念,强调工程本真,要回归到为工程实践效劳的工程教育,而不是固守以研讨为导向的科学教育工程;强调综合穿插,工程教育与科学、人文、社科教育相交融,促进学生对更大范围内经济、社会、环境和复杂工程系统的理解;强调理论创新,回归工程理论,以实践工程为背景培育学生的工程理论才能和创新才能;强调义务伦理,使工程人才具有正确的伦理观,良好的职业道德和社会义务感。 “自然——科技——经济——社会——人类”五位一体的“大工程观”成为当今国际工程教育的主流理念。对工程教育毕业生提出的素质要求,英国有10项,法国有5项,“华盛顿协议”有12项。 “华盛顿协议”12项素质要求不但包括工程知识、工程能力,还包括,甚至十分强调通用能力和品德伦理等。面对变化了的当今世界特别是大工程时期的应战,一流工程教育必定需要面向将来变革,增强综合工程素质教育,培育学问、才能、人格全面开展的将来工程师;注重工程教育的科学、技术、非技术等要素融为一体的系统性和完好性;强调工程的理论性和创新性,从工程科学理论和学问传授的科学形式回归到理论和工程系统的工程形式;注重伦理道德和社会义务感,在工程理论中能将科学、技术、经济、社会、环境生态、文化以及伦理道德等多元价值观整合起来,追求人与人、人与工程、人与自然、人与社会的调和。

 



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