未来的顶级工学院什么样?以学生为中心 打破边界 成为“新兴产业发动机”

2021-06-09 20:04:22

国务院委托中国工程院开展相关研究。中国工程院院士闻玉梅、北大未来教育管理研究中心创始主任林建华和北大未来教育管理研究中心执行主任陈春花联合牵头,用一年半时间完成了研究报告,并于今年5月初邀请十多位两院院士、海外院士组成专家团,在上海知室书院就此进一步探讨。

专家们认为,打破大学和企业的边界,打破学科边界,构建全新的工程人才培养体系和评价体系,是建设未来顶级工学院的重要途径。

经济发展与产业发展,都与人才培养直接相关,其核心载体就是大学。从某种程度说,尤其集中体现在大学工科教育的领先程度上。

从全球范围看,科学发现、科学与工程结合对一个国家保持竞争优势具有绝对重要的意义,将科学与技术紧密结合的教育模式,帮助一些国家和地区成为全球产业技术的引领之地,而没有及时跟上工程科学人才培养步伐的国家与地区,在竞争中就处于落后地位。

新一代的工程人才,必须具备科学和技术的知识与能力,更深的人文和社会科学基础,能以批判和创新的眼光,敏锐地发现新的机遇,还必须有更强的领导和管理能力,组织与带领团队为共同的目标奋斗。

领先的工程教育,要能满足新时代对工程人才培养所提出的新要求。

建设顶级工学院,培养高质量工科人才,既是对国家需求的响应,也有助于提升国民科学素质与能力。如果没有领先的工程教育,不仅无法培养创新的工程技术人才,也无法保证我们作为一个国家在未来世界格局中的繁荣与安全。

转型已经开始,工程教育格局将有根本性改变

从历史发展看,有三种典型的工程教育模式。

第一种是传统的工程教育模式,主要以工程技术教育为主,时至今日,这仍然是很多工学院的特点。其培养目标是特定岗位的技术人员,因而比较注重学科的专业基础和实际工作能力,以及工程的标准和规范。

第二种是工程科学教育模式,二战后,这种将科学与技术紧密结合的教育模式在美国逐渐兴起,逐步被世界主要发达国家所接受。工程科学模式下,人才的培养目标是能够创造性地解决工程问题的人。按照钱学森先生的设想,这是一种跨学科的人才培养方案。学生首先接受良好的理科教育,然后再接受工程的规范教育,并进行实际项目的研究与实践。

目前,世界顶级工学院大都实现了从工程技术到工程科学教育的转变,但要看到的是,工程技术教育并没有被废弃,这部分教育功能主要由技术类或职业类学校承担。

同时,大多数顶级工学院都非常重视学生的人文和社会科学素养,使学生能够更好地理解社会和人的需求,并且非常注重学生学习的自主性和主导性,通过调动学生学习积极性,培养更具创造性和引领性的人才。

但是,前两种工程教育模式并非完美,为了弥补不足,近年来,一些国家开始尝试卓越引领的工程教育模式的探索,这也是第三种工程教育模式。这些国家希望从根本上改变顶级工学院的工程教育格局,培养能够引领产业变革和发展的工程人才。

实施选择性卓越策略,为新型工科人才培养塑形

随着数字时代加速到来,就我国而言,在工程本科教育中,对支撑产业升级的人才储备,尤其是高层次、创新型工程技术人才的培养明显能力不足。

我们的工程教育需要培养更具创造能力的各类人才,他们必须能够创造新的知识和技术,为经济发展提供新的动力。

麻省理工学院发布的《全球一流工程教育发展现状》报告指出,无论是现任引领机构还是未来引领机构,它们在四大方面面临着挑战:工程教育理念与关注点、大规模地以学生为中心进行高质量工程教育、大学间协同与跨学科学习、教师教学制度。而且,现有的教育系统在激发学生主动性方面有着不小的欠缺。

最近发表在《自然人类行为》(《naturehumanbehavior》)上的一则报告显示,我国每年培养的工程人才总量庞大,每年培养的工科毕业生总量超过世界工科毕业生总数的三分之一,但支撑产业升级的人才尤其是高层次、创新型工程技术人才明显不足。

此外,发表在《自然》子刊的一则四国比较报告也提及,在刚进大学及大学前两年,中国工科生的批判性思维能力与美国学生相差不大,在学术能力与批判性思维能力上要领先于印度和俄罗斯,但经过大学四年的培养,中国大学生的学术能力(主要是数学与物理)与批判性思维能力却有所下降。

同时,对于工科类人才培养而言,调查数据显示,仅64%的毕业生具备较强设计或开发解决方案的能力,63%的毕业生具备较好的沟通能力。在努力坚持解决难题的素质、发现与解决问题的能力、喜欢探索复杂新奇的事物及批判性思维等方面,分别有23.2%、25%、23.9%与22.3%的工程人才认为通过大学教育有很好的进步,仅34%的人认为在利用现代信息技术获得和处理信息的能力上取得明显进步。

本世纪以来,世界各国相继推出一系列教育改革纲领性文件,包括经合组织(OECD)发布了《回到教育的未来:经合组织关于学校教育的四种图景》,它认为,未来教育的四种图景包括学校教育扩展、教育外包、学校作为学习的中心、无边界学习。这些信息都为未来顶级工学院创新管理运行描绘了图景。

人的成长是一个复杂过程,人的创造性和领导能力更是由多种因素促成的。因此,在大学阶段的工科人才培养中,学生并非仅仅学习知识,而应通过各种学术和非学术的活动,树立人生目标,增长才干和能力。

而顶级工学院教学特色的核心是以学生为中心,促进师生沟通交流,致力培养学生的批判性思维与创造性思维。不同类型人才学科体系的设计、跨学科、个性化的培养方案、关注国家战略与国际化合作,培养高质量国际化人才、学校、企业与科研机构等多元协同教学与治理生态及关注人的全面发展,专业教育与通识教育(包括伦理、道德等)并行成为未来顶级工人才培养及学院治理中最需要关注的方向。

同时顶级工学院的人才培养要以专业和学科结构设计为出发点和归属,通过教育或专业选择性卓越策略,进行顶层设计,为工科学院塑造新型工科人才。

培养顶级工程人才,首当聚焦学生主体

数字技术早已打破大学对知识的垄断,当下的大学需要链接全球优质学术与产业资源,以创新发展为目标培养引领未来的产业领袖。顶级工学院不可能在所有的学科知识领域都保持世界第一,但应聚焦自己最擅长的知识领域,并与在其它领域具有比较优势的高校、研究机构或企业进行协同创新。

顶级工学院需要成为新兴产业发动机,与周边企业形成协同发展力量,构建具强大影响力的新兴产业区,充分实现现代科学技术成果与高新技术企业的高效协同;师生可以投入其中参与创业,催生新兴公司的诞生等。通过形成一个生态系统,强调技术创新与成果转化,并通过科研和教学并举、大学与产业融合,发挥协同育人的优势。

大学的灵魂生发于富有文化底蕴的本科教育,本科教育是大学之根本。本科教育能够帮助学生获得广博的知识面和视野、清晰严谨的思维方式、从容应对各种挑战的能力。本科阶段是人才成长的关键时期,决定了后续发展的潜力和高度,因而也决定了我们国家未来的科技创新领军人才,以及能够抢占未来科技发展的先机。

以学生为中心、成果导向教育及持续质量改进等已成为国际主流培养理念与标准;人才培养目标需要将国家战略、社会发展及学生兴趣充分结合起来。在世界顶级工学院的人才培养方案中,既注重学生的学术研究训练,也关注学生的实践能力培养,同时,重视学生的人文和社会科学素养,使学生能够更好地理解社会和人的需求;同时,需更注重学生学习的自主和主导性,调动学生学习积极性,培养更具创造性和引领性的人才。

研究显示,我们在工程人才培养目标与理念上,以往过于从宏观尺度与国家发展来设计培养方案,缺乏对于学生主体的关注。

同时,当下的工程教育基本上延续了苏联模式,专业划分比较过细,院系之间的壁垒很深,重专业理论,轻综合素养和能力,而且,现有模式较为单一,无法有效激活老师与学生。行业企业参与工科人才培养的长效机制不足,企业在培养目标制定、课程体系修订等工科人才培养核心环节的参与比例不超过30%。

目前,教育部积极推进新工科建设,先后形成了复旦共识、天大行动和北京指南,形成了推动本科人才培养模式改革的重要抓手。

在创新本科生工程人才培养中,更需要关注如何激发创新的教育理念,结合国家发展战略与社会需求,促进其潜能激发与全面发展。

未来顶级工程创新人才需要的关键能力包括问题发现、分析和解决的快速行动能力、创造能力及跨领域、学科合作协同能力等。而且,信息技术处理能力成为数字化时代学生需要关注的重要能力。同时,要重塑人才培养的管、办、评机制,教育教学制度要适应时代要求,并以创新人才培养为变革方向。在创新人才培养中,要特别关注产教融合、科教融合和国际协同等方面。

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