工程教育如何與時代同頻共振
http://www.sharifulalam.com 2018-10-09 17:29 來源：中國科技報
一流的工程教育必須和科技的進步緊密結合，實現科學、工程同頻共振。創新能力培養是當代一流工程教育的主旋律，必須與時代發展相適應，與科技進步相匹配，關鍵還是培養學生的創新精神和實踐能力，這是工程教育最本質的特征和當今對工程教育的最高要求。
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記者 王之康
自1702年德國在弗萊貝格成立采礦與冶金學院，學校形態的工程教育便正式邁入人類歷史。在至今的300多年間，工程教育的發展為世界各國培養了大批高水平、專業化的工程技術人才，顯著推動了各國的工業化進程。
當前，隨著世界范圍內的新一輪科技革命和產業變革的加速進行，以新技術、新業態、新產業、新模式為特點的新經濟蓬勃發展，迫切需要一大批多樣化、創新型卓越工程科技人才，工程教育也進入了新的發展階段。
在這一背景下，國際工程教育提出哪些新要求、新挑戰？中國工程教育又該如何發展？要弄清楚這些問題，不妨從在世界高等教育中占有一席之地的中國工程教育的發展現狀說起。
接軌國際的現實
2016年6月，我國成為國際本科工程學位互認協議《華盛頓協議》的正式會員，工程教育質量認證體系實現國際實質等效。
據教育部今年6月發布的一條信息顯示，截至2017年底，教育部高等教育教學評估中心和中國工程教育專業認證協會共認證了全國198所高校的846個工科專業，這標志著我國有846個工科專業的質量實現了國際實質等效，進入全球工程教育“第一方陣”。目前，我國工程教育專業認證已覆蓋21個專業類，計劃2020年實現所有專業大類全覆蓋。
據統計，目前我國共有1100多所學校舉辦工程教育，1.9萬多個工科專業，在校生約550萬人，畢業生120多萬人。從數量上看，中國普通高等院校工科專業招生數、在校學生數以及畢業生數都穩居世界首位。
“除了數量上的優勢，在內涵上，教育部、中國工程院等多家部門也積極推動‘卓越工程師教育培養計劃’，加快建設發展新工程，強化工程倫理意識，呼喚回歸工匠精神。”近日，中國工程院院長李曉紅在清華大學舉行的第一屆國際工程教育論壇上指出，從國際上看，我國正在積極推動形成中國工程教育質量標準體系，為世界工程教育貢獻中國智慧和中國經驗。“所有這些，無疑奠定了我國的工程教育大國地位。”
近些年來，我國以申請加入《華盛頓協議》為契機，逐步實現工程教育改革的全面深化，工程教育取得諸多突破，如結構布局不斷優化，培養層次、類型、種類設置更加注重與工業發展相適應、與區域發展相協調。
此外，教育部又于2017年啟動實施“新工科”建設，改造升級傳統工科專業，加快發展新興工科專業，著力推動我國從工程教育大國逐步邁向工程教育強國。
不過，在我國工程教育接軌國際、深入發展的情況下，面向全球工程教育的諸多挑戰早已暗流涌動。
諸多問題的挑戰
“進入21世紀以來，全球科技創新空前活躍，新一輪科技革命和產業變革正在重構全球創新版圖、重塑全球經濟結構。信息、生命、制造、能源、空間、海洋等領域的原創突破為前沿技術、顛覆性技術提供了更多創新源泉。學科之間、科學和技術之間、自然科學和人文社會科學之間日益呈現交叉融合的趨勢。”中國科學院院士、清華大學校長邱勇說，迅速變化的世界為工程與工程教育的發展提供了難得的發展機遇，同時也提出了更多、更大的挑戰。
在他看來，挑戰之一就是工程教育的弱化趨勢。
“在全球范圍內，工程教育不同程度存在著以理科教育的方式培養工程師的現象。工科教師工程背景缺乏，工科學生的實踐動手能力不高，行業企業對人才培養過程參與不夠等問題廣泛存在。”邱勇說，在很多發達國家和發展中國家，工程師的經濟收入與商業、管理、法律等職業相比差距越來越大，“工程師這一職業對青年人的吸引力持續減弱，優秀青年對工科專業的興趣降低甚至出現‘逃離工科’的現象”。
而工程教育的弱化趨勢，尤其是我國工程教育的弱化趨勢，也正是中國工程院院士、上海交通大學校長林忠欽所擔憂的。
在他看來，工程教育的成功得益于工程教育培養的成功，但我國工程教育人才培養的成效往往存在很大的滯后性。“從人才培養的視角來看，主要存在三個方面的短板，即情懷、素養與視野。從情懷來講，工科已不再是國內優秀學子的第一選擇；素養方面，缺乏專業教育，使工程教育變成紙上談兵；而在視野上，教育的內容遠遠跟不上工程技術的發展。”
對于工程教育所面臨的挑戰，臺灣清華大學校長賀陳弘創造性地提出了工程教育5.0的概念。
“工程教育4.0是面向個人的定制化教育。當前，工程教育已經從2.0轉到了3.0，但仍然在使用標準化的學習方式、單向的知識傳播。所以，從目前來看，工程教育的挑戰只是為了能夠追趕4.0。”他說，對于未來工程教育的挑戰，則是工程教育5.0，即由于人工智能、大數據對知識的賦權，讓越來越多的知識可以被虛擬現實所替代，那么這時就必須思考未來的工程師該如何教育了。
面臨轉型的需求
當前工程教育所面臨的挑戰，反映在工程學上則必須進行轉型，才能適應未來世界的發展。而這一轉型對工程師也帶來了諸多需求。
在世界工程組織聯合會候任主席、南開大學原校長龔克看來，第一項就是知識方法與原則上的需求，即工程師必須對知識和能力進行整合，這就意味著，他們的知識和能力必須超越當前廣為接受的專業精神與技術水準，實現學科交叉。
對此，哈爾濱工業大學校長周玉也深以為然。
“現在的工程教育所面臨的并非工程本身，實際上是學科交叉，與其他學科的融合。”他舉例道，比如基因組工程應該是醫學本身的事情，但現在恰恰是工學的、計算機學院生物信息研究的人來承擔基因組的計劃，然后與醫學進行密切合作；再比如，他們在《自然》雜志上發表解決艾滋病的結構分子生物學的論文，實際上也是依靠工學的先進設備。
“對于互聯網、人工智能、大數據、區塊鏈等內容，未來的工程師必須掌握。因此，我們要進行更多的培訓，讓工程師形成概念、搭建知識框架。”龔克補充道，與此同時，他們還必須能夠更好地理解社會和人文方面的問題與知識，實現有效的跨學科學習與創新。“不過，在當前的工程教育中，不同學科之間的墻還很高，限制廣泛存在。”
此外，在龔克看來，還必須建立全球統一的工程能力標準并付諸應用，實現工程教育方面的世界認證，以緩解工程國際合作方面的復雜性。
未來可期的出路
其實，面對上述挑戰與需求，國際工程教育界一直在思考并采取相應措施。
比如，麻省理工學院2017年8月啟動了“新工程教育轉型”計劃，面向未來新機器和新工程體系，開設以項目為中心的跨學科專業，強調學生思維方式和綜合能力的培養。
“主要是以課題或項目為主線，鼓勵學生實現跨院系的選課與學習；通過建立小組，促進學生與多樣化的人群進行互動，并實現課堂學習、數字學習、實驗學習之間的平衡；在全球范圍內選拔頂尖人才和師資隊伍，加強國際交流與合作，共同推動工程教育的發展。”麻省理工學院副教務長理查德·萊斯特介紹道。
而全球工學院院長理事會則強調工程教育的適應性、多樣性和對學生創新意識和社會責任的培養。就像該理事會主席娜塔莎·狄波拉所說，工程是全球工業4.0發展的核心，必須通過協同合作來實現創新。“具體而言，就是工程教育要加快開發適合全球協作的平臺和工具；要改革教學方法，培養適應未來挑戰的高素質人才；要通過與行業的深入對話，實現產學研結合，尋求整體的解決方案。”
2016年6月，清華大學與中國工程院也共同設立了聯合國教科文組織國際工程教育中心，旨在打造一個高水平的人才培養基地、智庫型的研究咨詢中心和國際化的交流平臺，推動建立以平等、包容、發展、共贏為基礎的全球工程教育共同體。
與娜塔莎·狄波拉的觀點類似，在邱勇看來，未來的工程教育也要更加強化責任意識的教育，更加強化創新能力培養，更加強化交流合作。
“現代工程越來越深刻地影響和改變了我們所生活的世界，工程師所肩負的社會責任越來越大，不應該僅僅關注技術，還應該學會關注人、關注社會、關注自然。因此，工程教育必須更加重視培養學生的社會責任感。”邱勇說，工程不是單一學科知識的運用，而是復雜綜合的實踐過程，所以大學要完善學科交叉的體制機制，構建學科交叉人才培養體系。“同時，要在工程教育中加強創意創新創業‘三創’教育，強化實踐教學，讓學生在解決實際問題中提升創新能力。”
對于工程教育的未來發展，周玉也特別強調了創新實踐能力的培養。
“在這方面，工程教育的發展必須跟上時代步伐，高等學校要從專業建設、課程體系、培養手段等方面加大改革力度。”周玉說，一流的工程教育必須和科技進步緊密結合，實現科學、工程同頻共振。創新能力培養是當代一流工程教育的主旋律，必須與時代發展相適應，與科技進步相匹配，“關鍵還是培養學生的創新精神和實踐能力，這是工程教育最本質的特征和當今對工程教育的最高要求”。
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