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晨楓:新型理論與實(shí)踐相結(jié)合,改革中國大學(xué)的工科教育
關(guān)鍵字: 中國工業(yè)教育美國加拿大大學(xué)合作教育中國理工科大學(xué)美國工科大學(xué)教育大學(xué)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(xué)化學(xué)工程博士,在加拿大化工行業(yè)工作25年?!?/strong>
【國務(wù)院總理李克強(qiáng)在十二屆全國人大五次會(huì)議上作政府報(bào)告時(shí),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(bào)告中出現(xiàn)?!爸袊圃?025”與中國工業(yè)發(fā)展密切相關(guān),而工業(yè)的發(fā)展離不開工業(yè)人才的培養(yǎng)。令人擔(dān)憂的是,目前中國大學(xué)工科教育中存在理論與實(shí)踐相脫節(jié)的問題。若欲實(shí)現(xiàn)“中國制造2025”的目標(biāo),我們便不能不正視這一教育缺陷?!?/strong>
大學(xué)工科教育中理論與實(shí)踐脫節(jié)是一個(gè)世界性問題,最大的原因在于,大量工科教授從學(xué)校到學(xué)校,缺乏工程實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn),因此從課程設(shè)置到講授都沒法真正與工程實(shí)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(shí)是大學(xué)和工業(yè)界合作的結(jié)果,學(xué)生的學(xué)習(xí)在課堂和工業(yè)界之間交替反復(fù)進(jìn)行。合作制在不小程度上彌補(bǔ)了工科大學(xué)教學(xué)里的理論與實(shí)踐脫節(jié)問題。
改革開放在經(jīng)濟(jì)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(jì)未來可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵,工科教育將為其提供人才基礎(chǔ)。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(gè)練習(xí)性質(zhì)為主的畢業(yè)設(shè)計(jì),更進(jìn)一步是歷史的要求,改革是當(dāng)務(wù)之急。
他山之石,可以攻玉,合作制是很值得中國大學(xué)工科教育借鑒的經(jīng)驗(yàn)。觀察者網(wǎng)登載的《半工半讀產(chǎn)學(xué)結(jié)合以促進(jìn)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(zhì)區(qū)別,在學(xué)習(xí)期間掙一點(diǎn)生活費(fèi)不是合作制的主要目的,合作制也與大學(xué)里的科技創(chuàng)新沒有什么關(guān)系。
對很多人來說,理工科常?;鞛橐徽?,但理科和工科是有很大區(qū)別的。理科專注于科學(xué)教育,畢業(yè)生從事科學(xué)探索為主??茖W(xué)探索的基本特點(diǎn)是從已知出發(fā),通過理論或者實(shí)驗(yàn)的方法,探索未知。由于現(xiàn)實(shí)世界高度復(fù)雜,科學(xué)探索的學(xué)科劃分越來越細(xì)。另一方面,高度專業(yè)的學(xué)科之間有很多交叉地帶,這又形成大量邊緣學(xué)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(shí)踐為主。工程實(shí)踐的特點(diǎn)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(yán)格的方法就用精確、嚴(yán)格的方法,沒有就用近似方法,實(shí)在不行就憑經(jīng)驗(yàn)估計(jì),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(shí)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(gòu),判斷特定方法、數(shù)據(jù)、經(jīng)驗(yàn)是否適用與其說是科學(xué),不如說是藝術(shù)。工程實(shí)踐的關(guān)鍵在于要在有限的時(shí)間和資源條件下安全、可靠、經(jīng)濟(jì)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(shù)實(shí)際上開始得比現(xiàn)代科學(xué)還要早,在沒有科學(xué)方法的時(shí)候,人們已經(jīng)在修橋筑屋、造車造船了。在沒有科學(xué)方法指引時(shí),就只能靠經(jīng)驗(yàn)、靠試錯(cuò),在比已有經(jīng)驗(yàn)往前再走一步的時(shí)候,只能靠安全系數(shù)來確保不會(huì)出問題。米開朗琪羅在羅馬造圣彼得大教堂的時(shí)候,想模仿羅馬萬神廟那樣造一個(gè)大穹頂,但缺乏科學(xué)的計(jì)算方法,只能加料,最后穹頂座圈底部厚度超過一米。這當(dāng)然造成浪費(fèi),但也是缺乏精確方法和數(shù)據(jù)時(shí)的典型工程方法。
羅馬圣彼得大教堂
現(xiàn)代科學(xué)方法發(fā)展起來后,工程技術(shù)也科學(xué)化了,不光工具精確化,思維也精細(xì)化了。這本身是進(jìn)步,不是問題,但問題出在工科教育。
隨著工程科學(xué)的精細(xì)化、深入化,工程研究的起點(diǎn)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(shí)間、精力和資源。在理論上,工程研究與工程實(shí)踐交替進(jìn)行,理論結(jié)合實(shí)際,這是最理想的,但實(shí)際上很少有這樣的機(jī)會(huì),也沒有這個(gè)時(shí)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(shí)踐。工程方法也越來越多,越來越細(xì),“必須掌握”的東西越來越多,在客觀上造成課堂學(xué)時(shí)不夠用的問題。而從事工程實(shí)踐的人又缺乏足夠的理論背景,“不夠資格”擔(dān)任工科教學(xué)。工科教育在理論和實(shí)踐之間出現(xiàn)分裂。
工程實(shí)踐不只是技術(shù)、工具與方法的堆積。工程技術(shù)有科學(xué)的一面,更有藝術(shù)的一面。這藝術(shù)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(yàn)、判斷和諸多只可意會(huì)不可言傳的東西。用比方的話,兵書裝備好比科學(xué),有一定之規(guī),但工程技術(shù)好比帶兵打仗,教條主義是要害死人的。
工程實(shí)踐還需要團(tuán)隊(duì)努力?,F(xiàn)在提倡工匠精神,但工匠是在工程師制定的技術(shù)方向下運(yùn)作的。這就像軍隊(duì)里一樣,經(jīng)驗(yàn)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(jì)劃,得到官兵的理解、支持、補(bǔ)充和按照指揮意圖隨機(jī)應(yīng)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(zhì)、范圍、歷史、教訓(xùn)等,這一切都是從溝通交流開始的。
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