习而学工程教育体系分析范文

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2010年6月23日,教育部启动“卓越工程师教育培养计划”,该计划[1]主要有三个特点:一是行业企业深度参与培养过程,二是学校按通用标准和行业标准培养工程人才,三是强化培养学生的工程能力和创新能力。[2]从以上“卓越工程师教育培养计划”的特点来看,不论是行业企业的深度参与、采用通用标准和行业标准,还是强化工程能力和创新能力,核心都是强调工程教育中的工程实践能力培养,只有通过充分的工程实践,才能改善我国“工程教育与工业界的联系不紧密,学生参与实践机会非常少”[3]的现状,才能在高等工程人才培养中做到工程科学教育与工程技术教育的有机结合。在重视工程实践的工程教育思想方面,我国著名桥梁学家茅以升先生在1950年就曾提出“习而学”的工程教育思想,因此,在今天强调工程教育中的工程实践能力培养的背景下,研究茅以升先生的工程教育思想有着切实的现实意义。

一、“习而学”工程教育思想概述

茅以升是我国著名的桥梁专家,先后担任过多所工科院校校长,主持或参与了我国多条著名桥梁的设计和建造。在长期的工程实践和教育中,茅以升先生发现我国工程教育存在理论与实际脱节、通才与专才脱节、科学与生产脱节[4]、招生标准偏重理论、对于学生毕业的条件偏重理论轻视实践等问题,并结合自己多年的工程实践和工程教育经验,提出了包括培养目标、教学计划、课程设置、培养模式等方面内容的工程教育思想,即“习而学”的工程教育思想。茅以升“习而学”工程教育思想的形成可划分为两个阶段:第一个阶段以1926年发表的《工程教育之研究》为标志,提出了“习而学”工程教育思想的一些初步想法;第二个阶段是在读了的《实践论》后,茅以升觉得自己有关“习”与“学”关系的认识是符合马克思主义的辩证唯物主义认识论原理的,自己的工程教育思想有了坚实的理论基础,更加坚定了信心,于1950年4月到1951年1月间连续发表了《习而学的工程教育》、《习而学的工程教育制度》、《工程教育的方针与方法》、《工程教育中的学习问题》和《实行先习而后学的教育制度》等一系列文章,形成了完整的“习而学”工程教育思想,而对其工程教育思想表述最为完整的是《习而学的工程教育制度》一文。

二、重视实践能力的工程人才培养目标

在《工程教育之研究》一文里,茅以升讲到一个比较初步而笼统的工程教育培养目标“工程教育之最大目的在培植工程上之有为人才”[5],就强调工程人才必须是在工程实践上是有为的,到建国后茅以升又提出“工程教育,应以完成工程任务为目的”[6],“新制的精神,是要训练见闻广博的熟练专家,而非造就‘精通理论’的万能通才。”[7]以及“新制造就出的人才是好的,因他们能结合理论与实际,而且他们的理论将是巩固的,他们的实际,将是深入的。”[8]将上面的论述进行综合,就可以得出茅以升要造就的工程人才就是以完成工程任务为目的,理论与实际相结合的见闻广博的熟练专家。而这样的培养目标与我们目前工程教育改革强调工程实践能力的背景是相适应的。

三、强调培养学生工程实践能力的教学计划

茅以升“习而学”的教学计划是从其1926~1951年的一系列文中阐发出来的,笔者将这些文中的原始材料,以时间为维度,对教学计划中的进程、实施场所、教学内容、教学方法和作用分别加以分析综合,如表1所示。从表1可以看出,该教学计划为期4年共8个学期,按照先工程专业知识后基础科学知识、先生产实习再理论学习,亦即先习后学、习学交替的原则进行,由于这种教学计划对于通行的工程教育模式是一种革命性的改造,因此,有必要对其要点做出说明:

(1)本教学计划以“习”为中心,先习后学、习学交替,即整个工程教育教学过程以培养工程实践能力为中心。

(2)“习而学”工程教学计划的精髓在于理论与实践的紧密结合,其本质特征是实践基础上的理论化。[9]先习后学,再习再学,工程实践与科学理论密切配合,则工程实践过程中的破碎、割裂、偶然的具体现象,才能依靠科学理论的指导解释、整合、联系为一体,而对科学理论的掌握,也因为有工程实践的具体经验而更加理解深刻和透彻,因而学生的工程创新能力也更强。

(3)“习”,即现场实习,应以校外工程现场实习为主,并在入学后第一学年进行。这样做的好处是有利于学生确定职业方向,正如茅以升所说“学生在选系之初,如身临现场,亲眼看到将来一生的工作环境和任务性质,对于所选之系是否相宜,便能确切决定,如不相宜,趁早转系,不致浪费时间。在现行制度里,第一、二两年课程,多是理论性质,学生须到三年级学到业务课时,方知所学是否合适,如欲改系已是太晚。”[10]因此,第二年继续学习的学生都是对本专业有极大兴趣的。

(4)教学计划中的“习”,是指在工程现场参加实习或直接进行生产实践以培养工程实践能力,但同时亦必须学习相关理论,“学”也如此,在学习理论的同时也必须学习相关技能,“习而学”是指主要任务而言,并非习时不学、学时不习。

(5)习与学应往复于工程现场与教室之间,具体情况应依照课程和专业的性质而定。但实际教学过程很难办到,所以上述教学计划只能大概规定一学年中工程现场与教室各占半年。为了弥补,应该在工程现场设教室,课堂学习期间也应设置实验室或校内工厂学习,以更好地做到工程理论与工程实践的结合。综上,茅以升“习而学”的工程教学计划强调对学生工程实践能力的培养,能够使学生将科学理论与工程实践更好地结合,并具有较强的工程创新能力。符合我国现阶段高等工程教育改革的要求,是卓越工程师培养的一种思路。

四、以工程任务为中心,理论与实践相结合的课程设置

作为受过西方完整工程教育并具有丰富工程实践经历和工程教育经验的桥梁学家,茅以升清醒地认识到当时我国工程教育中课程设置的问题,在1926年的《工程教育之研究》一文中,他就批评当时工程教育中课程设置“将各种纯粹学科置于专门学科之前,而假定理论必先于实验是也”[11]“实有背于教育之原则”[12],认为最理想的办法是进行彻底的变革:“先授工程科目,次及理论科学,将现行程序完全倒置”[13]。茅以升在《习而学的工程教育制度》一文中,以高等学校桥梁工程系为例,编制了一个很有操作性的课程设置方案[14],如表2所示。此课程设置方案与前述教学计划密切配合,都是按照先工程专业课程后科学理论课程,先工程实践后理论学习,先习后学,再习再学,习学交替的原则安排的。根据茅以升在《习而学的工程教育制度》一文中的表述,笔者将此课程设置方案的要点阐述如下:

(1)本课程设置方案的指导方针是以工程任务为中心,重点强调工程实践能力的培养。“一个工程师的技术上的准备,如果是经过高等教育,他在读完每一学年的课程后,便应能担当某一阶段的任务”[15],所有课程的讲授都是依照工程任务而定,课程学习的进度、内容完全依照工程任务的进度和难度来定。

(2)本课程设置方案设计的内在逻辑是课程设计是来自于工程实践的,是来自于对工程实践的分析的(如图1所示)。图1课程设置方案设计的内在逻辑图

(3)本课程设置方案是符合认知规律的,是能够做到科学理论与工程实践的紧密结合的。现代学校教学都是以学科为中心的,强调先学习前人总结的间接抽象经验(即理论),再将理论应用于实践,这样就容易造成理论与实践脱节,而习而学的教育制度在课程安排上都是先经工程实践获得感性认识,再学科学知识获得理性认识,由“知其然”达到“知其所以然”,随后再进行相关工程实践,如此对科学理论的掌握就会更加透彻、巩固,而又因为随时有工程实践作背景,就能够明确如何以科学理论来贯通工程实践,以工程实践来应用科学理论。相配合的课程难度依据工作的展开顺序也是由简单到复杂,涉及范围由局部到整体,学习时间越久,理论与实践的结合越自如,综合职业能力越强。[16]

(4)课程内容设计采取螺旋上升式。每门课程,根据与其相关的工程任务,“分为几个往复轮回的习、学阶段分配于若干学期内,由简单到复杂,由具体到抽象。”[17](5)本课程设置方案只涉及了与工程密切相关的课程,通识教育的课程另外列出。理论课在学校教室和实验室进行,专业课在工程现场进行。每一学年的课程,必须和上下学年有纵向的连贯性,必须和同时期的课程有横向的联系性。不同学系相同名称的课程依据本学系的情况制定,不必相同。

五、分阶段、多层次、重视工程实践能力的工程人才培养模式

茅以升形成自己工程教育思想的时间,无论是在1926年还是在1950、1951年,都处于中等教育、高等教育体制都不完善,国家处于水深火热、社会急需大量建设人才的时代,在这样的时代背景下,如何高效率地培养工程人才就成了必须解决的问题。对这个问题的思考使茅以升思考一个分阶段、多层次、重视工程实践能力的工程人才培养模式,结合“习而学”的教学计划和课程设置方案,在1950年的《习而学的工程教育》一文中说“一年完毕后,学生认为桥梁不相宜时,可改系;认为相宜时,可升学。无力续学时,可在实习处所任桥梁工程的工人或领班工人(因已有高中程度)。在此二年级完毕时,学生可升学,或就地任监工员或技师。在此三年级完毕时,学生可升学,或就地任助理工务员。在此四年级完毕时,学生即系毕业,可任正式的桥梁工务员,以后按级升任工程师。”[18]为了使人们更好地理解这种工程人才培养模式,茅以升强调工程教育以完成工程任务为目的。学生修完每一年的课程就能够担当某一阶段的任务。四年中,每年成一段落,学生可于每学年末决定升学或担任符合这一阶段学习程度的工程职务,或就业一段时期后,再回校进行深造。这样一来每一阶段输出的工程人才都能够将所学很好地运用在工程实践中,保持了人才分布结构的阶段性和层次性。为此,茅以升专门制订了一个工程任务分析表和一个具体的桥梁系学生可担任的任务分析表(见《习而学的工程教育制度》一文的表一和表二),以说明完成每一学年的课程后就可胜任的工程任务以及所达到的工程实践能力。此人才培养模式即是以每一学年为一阶段,每一阶段的课程设置都是以工程任务为中心,在按照教学计划完成每一阶段后的课程后即具有了相对等的工程实践能力,就能够完成一定的工程任务,就能够担任对应的工程职务,这即是阶段性(如图2所示)。图2分阶段的人才培养模式示意图注:此图根据骆永萍《“习而学”的教育制度对职业教育课程结构的启示》一文中图一改制而成。根据每一阶段工程任务的要求,学生在学校所修的课程,无论是进度还是难度都与之充分配合,不多不少。工程任务随阶段上升趋于复杂,课程也应随学年上升趋于高深。每进行一阶段的学习,学生的理论水平、基本技能、现场工作、技术表现、管理能力、训练能力和研究能力都相应提高,这样的人才培养模式“就像造塔一样,先造一座小塔,然后再把这座小塔逐渐扩大,每扩大一点便增加一点作用。”[19]因此,本人才培养模式所培养的工程人才在分布结构上是多层次的(见图3)。这样一来,通过“习而学”人才培养模式而输出的工程人才就可以分为技术工人、技术员、技师和工程师四个层次,也就是说,这种人才培养模式是专本一体的工程人才培养模式,包括中等工程教育、高等专科和高等本科工程教育。而这样一种以工程任务为中心,分阶段达到各层次的工程职业为目标的工程教育,培养的工程人才必定是具有较强的工程实践能力的。

六、“习而学”工程教育思想的现实意义

当然,“习而学”的工程教育思想也并非完美无缺的,它从一诞生就受到许多非议,有学者对专业课先于理论课教授提出质疑,认为违背了教学的简洁性原则,另外,这种革命性的工程教育思想还有着对师资和学生能力要求较高、缺少实践检验和普遍性不足等问题。但是,其工程教育思想仍然有着不容忽视的理论价值与现实意义。茅以升不遗余力地倡导先习后学、再习再学、习学交替的“习而学”工程教育主张,其根本意图就在于改进科学理论教学与工程实践能力训练的配合形式,突出工程实践能力在工程人才综合素质中的价值和作用,促进理论学习与工程实践的紧密结合,从根本上解决我国工程教育中长期存在的理论学习与工程实践脱节,重视工程科学理论传授轻视工程实践能力训练的问题。虽然现在距离茅以升提出“习而学”工程教育思想已近一甲子,我国工程教育已取得了巨大的进步,但是我国工程人才的培养仍然存在“工程专业教育与实践脱节,学生分析问题、解决工程实际问题的能力远未达到工程产业界对人才需求的标准”[21],学生工程实践能力不足,毕业后的社会适应期过长等问题,因此,茅以升高度重视工程实践能力培养的“习而学”工程教育思想在今天仍有重要的现实意义和一定的理论价值。在今天高等工程教育改革和教育部“卓越工程师培养计划”强调重视工程人才工程能力培养和行业企业深度参与培养的时代背景下,茅以升这种和行业企业的工程实践紧密相关、重视学生工程实践能力培养的工程教育思想是相当符合的,因此,茅以升的“习而学”工程教育思想完全可以成为符合教育部“卓越工程师教育培养计划”规定的卓越工程师培养的一种思路和选择。