建設“新工科”從工程教育微改革開始

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【論教】

作者：雷慶(北京航空航天大學高等教育研究院副院長、研究員)

2017年初，“新工科”的概念提出以后，迅速引起社會各界的廣泛關注，在工程教育領域更是成為熱點。從那時開始，由政府教育主管部門主導，強化頂層設計，“新工科”得到“自上而下”的全面推進。“復旦宣言”“天大行動”，相關高校對建設“新工科”形成了一致意見，使“新工科”建設具有一定基礎。教育部發布《新工科研究與實踐項目指南》，并認定首批612個國家級“新工科”研究與實踐項目，完成了“新工科”建設的頂層設計。接下來，便是各高校全面推進“新工科”建設，而具體建設從何處入手，成為當前的一個重要問題。

顯而易見，上述全面推進式的改革有利于擴大“新工科”的影響，調動高校、企業、政府各部門，以及全社會的力量，參與和支持“新工科”建設。但在具體建設中，全面推進式的改革涉及整個專業、整個學院，甚至整個大學的人才培養體系，其中包含學生、教師、管理人員，課程、教材和各種教學環節，教學場所和硬件設施，以及考核評價制度、管理制度等許多要素。要把這些數量眾多、結構復雜的要素統籌協調起來，遵循同一理念，實現同一目標，難度之大可以想見。

事實上，工程教育改革在國內國外都是一個難題。CDIO工程教育模式引入我國以后，不少高校開展了試點，但據了解，目前只有為數不多的學校初步實現將人才培養目標分解到課程和教學環節，構建了培養目標-課程矩陣。幾所學校主持這一工作的負責人無不感嘆，這個任務實在太艱巨了。而在美國，老牌工科院校很少對人才培養體系做整體改革，因為這樣的改革必須得到多數教授的贊同，而教授們的意見很難統一。只有像歐林工學院這樣的新建工科院校才可能構建全新的人才培養體系。

筆者認為，在高校展開“新工科”建設中，不妨采取微改革這一途徑。

所謂微改革，是指在現有人才培養體系框架內，對某些課程的教學內容、教學方法進行改革，或者將現有部分課程重新組合，更好地滿足社會對人才的需求，提升人才培養質量。

先來看兩個案例。

“產品設計專業課程設計”是北京航空航天大學工業設計專業本科生的一門重要課程，目的是培養學生綜合運用設計知識開展產品設計的能力。以往的課程設計是從“準命題”作業入手，即教師提出要設計的產品，學生經過概念設計、模型渲染，最后以造型完美的效果圖或模型作為設計成果結束課程。目前，國際上主流的設計理念是整合設計，強調將設計、生產和市場整合為一體，在產品設計之初就充分考慮用戶需求、生產的可行性和商業化實現。依據這一理念，授課教師把教學的起點推前到探尋“產品機遇缺口”，讓學生自己調查、分析用戶潛在的需求，確定要設計的產品;在學生完成產品設計以后，將課程繼續延伸到成果轉化，指導學生制作樣品、申請專利、尋找合適的生產廠家，直到推銷產品。

美國弗吉尼亞聯邦大學達·芬奇產品創新中心是該校藝術學院、商學院、工學院、人文與科學學院聯合創立的教學機構，它提供4個跨學科人才培養項目。學生在主修原有專業的基礎上，如果學有余力并且感興趣，可以選修這些項目。例如，本科生產品創新證書項目，由一系列課程和綜合性設計組成。首先，學生選修“創新創業導論”作為項目的入門課程。其次，藝術學院、商學院和工學院分別開設“藝術和設計原理概論”“企業管理概論”“工程技術概論”課程，學生須選修非本學院開設的2到3門課程。再次，學生還要完成至少2門本學院開設的跨學科選修課。最后，學生組成跨學科團隊，解決由企業提出并提供資助的產品創新問題，解決方案也被企業采用。

以上案例有兩個共同特點。其一是在已有的人才培養體系框架內進行改革。北航的案例是針對一門課程的改革，沒有增加學時，但拓展了教學內容，更好地體現現代設計理念。弗吉尼亞聯邦大學的案例是在原來的教學計劃之外設置由若干課程組成的項目，把跨學科培養人才的理念落到實處。其二是讓學生解決真實的工程問題，經歷工程活動的全過程，從而加深對工程的理解。

國內外類似的案例還有很多，表明實踐工程教育的“新理念、新結構、新模式、新質量、新體系”，除了人才培養體系整體改革外，局部的微改革也是有效的途徑。例如，高校要滿足大數據產業對人才的需求，既可以單獨設置“數據科學與大數據技術”專業;也可以開設相關課程，其他專業的學生選修這些課程后，獲得大數據產業需要的知識和能力。而且，后一種路徑也許有更好的適應性。

值得期許的是微改革可以促進教師發揮主動性。以往的工程教育改革中有這樣的現象，一方面學校提出頂層設計的構想，但在實際操作中，改革的理念和目標層層衰減，沒有得到完全落實。另一方面，教學一線的教師、系主任或院長，對自己教授的課程或負責的專業有改革的想法，但在龐大而又復雜的人才培養體系面前又很難下手，只好采取觀望的態度，或者被動執行學校的改革方案。任何教育改革的成效最終都要體現在培養人才的質量和水平上，而培養人才的質量和水平則取決于課程和各種教學環節。因此，基層教師對待教育改革的態度和參與程度，將決定改革能否取得預期的效果。

微改革的主體正是直接承擔教學工作的教師。在課程層面的微改革中，教師掌握改革的主動權，能夠體驗到改革的成效，這對激發教師參與改革的積極性十分重要。因此，建議教育主管部門和高校更多關注工程教育微改革，發動更多教師在自己講授的課程中開展改革。一是在教改立項、“新工科”研究和實踐項目、教學成果獎的獲獎項目中有意識增加課程層面微觀改革項目的比例，避免產生綜合性的宏觀項目更容易立項、更容易獲獎的錯覺。二是轉變課程評價標準，不局限于教師的教學態度、備課是否充分、講授是否清晰，以及課堂秩序如何等基本的和表面化的要求;而是更多關注學生在課程中實際收獲了什么，課程對人才培養總目標有什么貢獻，教學內容和教學方法是否體現了先進的教育理念。三是加強對教師開展教學研究和教學改革的技術支持。把教師發展中心建成教學學術研究機構，把大學課程和教學作為高等教育學及相關學科的重要研究方向，形成一線教師與專業教育科研人員合作開展教學研究和改革實踐的機制。

【鏈接】

CDIO工程教育模式是近年來國際工程教育改革的最新成果。CDIO代表構思(Conceive)、設計(Design)、實現(Implement)和運作(Operate)，它以產品研發到產品運行的生命周期為載體，讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯系的方式學習工程。CDIO培養大綱將工程畢業生的能力分為工程基礎知識、個人能力、人際團隊能力和工程系統能力四個層面，大綱要求以綜合的培養方式使學生在這四個層面達到預定目標。

我國共有105所高校加入“CDIO工程教育聯盟”。