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晨楓:新型理論與實踐相結合,改革中國大學的工科教育
關鍵字: 中國工業(yè)教育美國加拿大大學合作教育中國理工科大學美國工科大學教育大學合作教育【文/觀察者網(wǎng)專欄作者 晨楓。作者系加拿大阿爾伯塔大學化學工程博士,在加拿大化工行業(yè)工作25年。】
【國務院總理李克強在十二屆全國人大五次會議上作政府報告時,3次提及“中國制造2025”,這也是“中國制造2025”連續(xù)三年在政府工作報告中出現(xiàn)。“中國制造2025”與中國工業(yè)發(fā)展密切相關,而工業(yè)的發(fā)展離不開工業(yè)人才的培養(yǎng)。令人擔憂的是,目前中國大學工科教育中存在理論與實踐相脫節(jié)的問題。若欲實現(xiàn)“中國制造2025”的目標,我們便不能不正視這一教育缺陷。】
大學工科教育中理論與實踐脫節(jié)是一個世界性問題,最大的原因在于,大量工科教授從學校到學校,缺乏工程實踐的經(jīng)驗,因此從課程設置到講授都沒法真正與工程實踐相聯(lián)系。美國和加拿大早就開始cooperative education制度,簡稱coop,意思是合作教育,也確實是大學和工業(yè)界合作的結果,學生的學習在課堂和工業(yè)界之間交替反復進行。合作制在不小程度上彌補了工科大學教學里的理論與實踐脫節(jié)問題。
改革開放在經(jīng)濟層面的最大成就是“中國制造”的大發(fā)展,“中國制造2025”將成為中國經(jīng)濟未來可持續(xù)發(fā)展的關鍵,工科教育將為其提供人才基礎。中國工科教育成就斐然,中國制造的大發(fā)展與此是分不開的。但中國工科教育依然是傳統(tǒng)模式,課堂教育為主,再加一個練習性質為主的畢業(yè)設計,更進一步是歷史的要求,改革是當務之急。
他山之石,可以攻玉,合作制是很值得中國大學工科教育借鑒的經(jīng)驗。觀察者網(wǎng)登載的《半工半讀產(chǎn)學結合以促進科技創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)》一文對合作制有所介紹,只是郭文用的半工半讀說法容易引起誤解,合作制與傳統(tǒng)的半工半讀有本質區(qū)別,在學習期間掙一點生活費不是合作制的主要目的,合作制也與大學里的科技創(chuàng)新沒有什么關系。
對很多人來說,理工科常常混為一談,但理科和工科是有很大區(qū)別的。理科專注于科學教育,畢業(yè)生從事科學探索為主。科學探索的基本特點是從已知出發(fā),通過理論或者實驗的方法,探索未知。由于現(xiàn)實世界高度復雜,科學探索的學科劃分越來越細。另一方面,高度專業(yè)的學科之間有很多交叉地帶,這又形成大量邊緣學科,成為新的探索內(nèi)容。
工科專注于工科教育,畢業(yè)生從事工程實踐為主。工程實踐的特點是給定具體問題,有現(xiàn)成工具要解決,沒有現(xiàn)成工具創(chuàng)造工具也要解決;有精確、嚴格的方法就用精確、嚴格的方法,沒有就用近似方法,實在不行就憑經(jīng)驗估計,再放足安全系數(shù)兜底。工程方法有理論依據(jù)最好,沒有的話,只要管用,就是好的。
由于現(xiàn)實世界的問題是完整地呈現(xiàn)的,常常不盡符合理論方法所依據(jù)的理想化假定的架構,判斷特定方法、數(shù)據(jù)、經(jīng)驗是否適用與其說是科學,不如說是藝術。工程實踐的關鍵在于要在有限的時間和資源條件下安全、可靠、經(jīng)濟地解決問題,是否有創(chuàng)意反而是次要的。這一切決定了工科教育有別于理科教育。
另一方面,工程技術實際上開始得比現(xiàn)代科學還要早,在沒有科學方法的時候,人們已經(jīng)在修橋筑屋、造車造船了。在沒有科學方法指引時,就只能靠經(jīng)驗、靠試錯,在比已有經(jīng)驗往前再走一步的時候,只能靠安全系數(shù)來確保不會出問題。米開朗琪羅在羅馬造圣彼得大教堂的時候,想模仿羅馬萬神廟那樣造一個大穹頂,但缺乏科學的計算方法,只能加料,最后穹頂座圈底部厚度超過一米。這當然造成浪費,但也是缺乏精確方法和數(shù)據(jù)時的典型工程方法。
羅馬圣彼得大教堂
現(xiàn)代科學方法發(fā)展起來后,工程技術也科學化了,不光工具精確化,思維也精細化了。這本身是進步,不是問題,但問題出在工科教育。
隨著工程科學的精細化、深入化,工程研究的起點越來越高,要走上起跑線就要很長的積累,要往前發(fā)展一步更是需要巨量的時間、精力和資源。在理論上,工程研究與工程實踐交替進行,理論結合實際,這是最理想的,但實際上很少有這樣的機會,也沒有這個時間。這很不幸地造成了工科教授以工程研究背景為主,缺乏工程實踐。工程方法也越來越多,越來越細,“必須掌握”的東西越來越多,在客觀上造成課堂學時不夠用的問題。而從事工程實踐的人又缺乏足夠的理論背景,“不夠資格”擔任工科教學。工科教育在理論和實踐之間出現(xiàn)分裂。
工程實踐不只是技術、工具與方法的堆積。工程技術有科學的一面,更有藝術的一面。這藝術不是琴棋書畫,而是在有限資源、不完整和不確定信息情況下的直覺、經(jīng)驗、判斷和諸多只可意會不可言傳的東西。用比方的話,兵書裝備好比科學,有一定之規(guī),但工程技術好比帶兵打仗,教條主義是要害死人的。
工程實踐還需要團隊努力。現(xiàn)在提倡工匠精神,但工匠是在工程師制定的技術方向下運作的。這就像軍隊里一樣,經(jīng)驗豐富的老班長的作用非常重要,但指揮戰(zhàn)斗還是連排長。但指揮不只是發(fā)號司令,需要溝通作戰(zhàn)計劃,得到官兵的理解、支持、補充和按照指揮意圖隨機應變。對于工程師來說,給定問題只是開始,需要深入理解問題的性質、范圍、歷史、教訓等,這一切都是從溝通交流開始的。
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- 責任編輯:李泠
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