加大工程技術(shù)人才培養(yǎng)改革力度

1、加大工程技術(shù)人才培養(yǎng)改革力度北京交通大學 談?wù)褫x（報告人：東南大學 宋鐵成） 第三屆全國高等學校電子信息類專業(yè)人才培養(yǎng)高峰論壇（2015年10月24日）1 目 錄1， 高等工程教育現(xiàn)狀(4)2， 辯證處理好幾個關(guān)系(5)3， 加大人才培養(yǎng)改革力度(5)21，高等工程教育現(xiàn)狀1.1 工程教育大國，不是工程教育強國1.2 反思高等工程教育問題1.3 經(jīng)濟發(fā)展為人才成長提供機遇1.4 實施新的高等工程教育計劃32013年普通高等教育分科招生人數(shù)工學：33.42%42009年普通高等教育分科招生人數(shù)0.08%5.88%3.87%3.57%19.24%0.52% 10.21%31.39%1.81%6.2

2、2% 17.21%哲學經(jīng)濟學法學教育學 2，文學歷史學4，理學1，工學農(nóng)學醫(yī)學3，管理學工學：31.39%5 2013年高等工程教育新生層次結(jié)構(gòu)工科：44.53%、33.42%、35.27%、37.73%6 2009年高等工程教育在校生層次結(jié)構(gòu)工科：31.41%、26.45%、23.97%、41.33%71.1 工程教育大國，不是工程教育強國 我國高等教育毛入學率逐年遞增:2010年24.2，2011年26.9、2012年32、2013年34.5；2010年“中長期國家教育發(fā)展規(guī)劃綱要”：到2020年高等教育毛入學率40。 本科規(guī)模相對穩(wěn)定，專科規(guī)模有所增加。 2013年普通高校畢業(yè)生699萬

3、人，居世界首位； 我國大學生34%學工科，印度25、日本20%、德國15、英國7%、美國6。 瑞士洛桑世界經(jīng)濟論壇公布 “2012-2013全球競爭力報告”，在“科學家和工程師的可用度”指標中，中國在2008年度參與55國家中位于48位，2013年排名第46位。結(jié)論：工程教育大國，不是工程教育強國8 1.2 反思高等工程教育問題1，重規(guī)模，輕質(zhì)量：理工科學校對工程科技人才培養(yǎng)定位 含糊，特色不明。2，重知識傳授，輕解決問題能力培養(yǎng)：包括教師、教材、實驗和作業(yè)把工程問題當成“可以解決”的簡單問題。造成學生不能發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、簡化問題并最終解決問題。3，重答案，輕過程：好奇心是創(chuàng)新的基礎(chǔ)，有成

4、就的科技工作者大多具有較強批判精神，敢于問“為什么”，并從中找到科學創(chuàng)新點。學生最初不會提問，然后害怕提問，最后變成沒有問題可提。 9 1.2 反思高等工程教育問題4，重以教師為中心，輕以學生為中心：關(guān)注教師授課體系，輕視學生知識系統(tǒng)。教師灌輸教學方式，學生死記硬背學習方式，無法掌握知識的內(nèi)涵。教師提供“標準答案”，學生習慣于互相看答案。5，重科學論文，輕工程設(shè)計和實踐教育：重書面成績，缺工程實踐。缺乏設(shè)計和工程實踐環(huán)節(jié)，學生很少對實驗產(chǎn)生深刻印象，更不用說影響學生興趣和愛好。專業(yè)缺乏學科融合與交叉。與企業(yè)關(guān)系疏遠；重理論輕實踐,重課堂教學,忽視實踐環(huán)節(jié)，注重傳授知識，不重視能力或者輕視能力培

5、養(yǎng)。101.3 經(jīng)濟發(fā)展為人才成長提供機遇 古今中外發(fā)展表明：工程科技人才成長的基本規(guī)律是：沒有工程實踐和需求提供的崗位，不可能產(chǎn)生有作為的工程科技人才。重大工程一定需要高水平工程科技人才，高水平工程科技人才一定源于重大工程。 美國正是通過上世紀40年代曼哈頓原子彈工程、60年代阿波羅登月計劃、90年代信息高速公路計劃等重大工程培養(yǎng)和造就一大批工程科技人才，同時成為世界最強大國。 我國三峽工程、載人航天、高速鐵路等國家重大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和技術(shù)裝備制造需要高水平工程科技人才。 高等教育培養(yǎng)出數(shù)量足夠，能面向生產(chǎn)一線的優(yōu)秀工程科技人才，這是中國高等工科院校不可推卸的歷史責任。11 目前，以“卓越工程

6、師教育培養(yǎng)計劃”為突破口，推進工程教育專業(yè)認證，加大工程教育教學改革，提高工程技術(shù)人才培養(yǎng)質(zhì)量，從而帶動高等教育質(zhì)量整體提升。 工程教育是為國家經(jīng)濟建設(shè)提供工程技術(shù)與企業(yè)管理人才的主要渠道，應(yīng)該將工程教育置于優(yōu)先發(fā)展的地位，以迎接未來經(jīng)濟和社會的挑戰(zhàn)。 人才培養(yǎng)類型開始多樣化，科學研究型是人才，工程技術(shù)型也是人才。（不必全是“研究型大學”）1.4 實施新的高等工程教育計劃122，辯證處理好幾個關(guān)系2.1 規(guī)模與質(zhì)量2.2 科學與工程2.3 以知識為導向和以能力為導向2.4 以教師為中心和以學生為中心2.5 工程技術(shù)人才多樣性13 2.1 規(guī)模與質(zhì)量 我國的工程教育規(guī)模居世界首位，提高工程教育質(zhì)

7、量是當務(wù)之急。關(guān)鍵是：有質(zhì)量標準的質(zhì)量，是對外開放的質(zhì)量。 工程教育具體需要： 知識要求：包括工程知識； 工程能力：包括問題分析、調(diào)查研究、設(shè)計開發(fā)、解決問題、現(xiàn)代工具應(yīng)用； 通用能力：包括個人與團隊工作、與社會溝通交流、項目管理與財務(wù)； 工程態(tài)度：包括環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展、道德操守、終身學習。14 工程的范疇大于科學應(yīng)用，且往往早于科學而出現(xiàn)。例如：第一代蒸汽機出現(xiàn)時候，沒有熱力學；第一架飛機飛上天時候，沒有空氣動力學。但是，一直以來，工程人才的培養(yǎng)，就是先學自然科學知識，然后應(yīng)用到工程科技上； 工程具有為社會服務(wù)和創(chuàng)造財富的明確目標、社會責任和法律約束。工程成功除了需要科學與技術(shù)之外，還需要社

8、會人文知識，依靠團隊，必須與市場和社會密切配合。工程師既基于自然科學，又基于社會科學，還要基于所積累的實踐經(jīng)驗； 傳統(tǒng)觀念：“學好數(shù)理化，走遍天下都不怕”。實際情況：“學好數(shù)理化，不可能走遍天下”。（需要實際工程能力?。?.2 科學與工程15 錢學森的工程科學思想 錢學森的工程科學思想主要成果為“工程控制論”。用科學的方法處理工程問題，十分重視自然科學的基礎(chǔ)理論和工程實踐的實際經(jīng)驗。 科學包含自然科學和工程科學兩個部分，前者是后者基礎(chǔ)，而后者是科學與工程之間橋梁，兩者既分工又相互依存。自然科學理論是發(fā)現(xiàn)，工程科學技術(shù)是發(fā)明。 解決問題的思維方式上，工程師與科學家有相當大的差異?？茖W家在面對問題

9、時要回答Yes或No，回答Why。工程師在面對工程問題時要回答Yes或No，回答How。 162.3 以知識為導向和以能力為導向 “解決復雜工程問題”是國際工程教育發(fā)展的大趨勢，也是合格工程師必須具備的能力。美國2020的工程師：新世紀工程的愿景：工程師應(yīng)具備的關(guān)鍵特征包括，分析能力、實踐能力、創(chuàng)造力、溝通能力、商務(wù)與管理能力、倫理道德和終身學習能力。 標準中所提到的“復雜工程問題”必須具備下述特征 ： （1）必須運用深入的工程原理經(jīng)過分析才可能得到解決； （2）需求涉及多方面的技術(shù)、工程和其它因素，并可能相互有一定沖突； （3）需要通過建立合適的抽象模型才能解決，在建模過程中需要體現(xiàn)出創(chuàng)造性

10、； （4）不是僅靠常用方法就可以完全解決的； （5）問題中涉及的因素可能沒有完全包含在專業(yè)標準和規(guī)范中； （6）問題相關(guān)各方利益不完全一致； （7）具有較高的綜合性，包含多個相互關(guān)聯(lián)的子問題。17突出提出、發(fā)現(xiàn)和解決問題能力訓練 問題是通向真理的門徑：肯下死功夫的人不難找到，但真正有批判意識的人卻不多。批判性思維離不開理論基礎(chǔ)和學術(shù)積累，要在學習過程中，養(yǎng)成批判性思維能力； 工程教育的改革應(yīng)該從培養(yǎng)目標、培養(yǎng)內(nèi)容、培養(yǎng)模式和培養(yǎng)標準等方面進行全新的注釋和分類多元化的指導； 更加突出能力的訓練，特別是培養(yǎng)學生提出問題、發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力訓練； 使學生增強實踐性，強化工程實踐訓練和案例教學，

11、恢復課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計等好傳統(tǒng)； 畢業(yè)論文不是不可以寫，重要的是能夠研究和解決來自實際的問題。18 “學問”是“學習”和“提出問題” 愛因斯坦說：“想象力比知識重要”。提出問題比解決問題重要，有想象力的人才能提出問題，能夠提出問題的人是善于思考的人，對權(quán)威的人和理論有懷疑精神。 李政道寄語：“只學答，非學問；要創(chuàng)新，需學問，問愈透，創(chuàng)更新。” 提出問題的經(jīng)典例子：“蘋果為什么會落在地上？”，“水壺蒸汽為什么把蓋子頂翻？” 192.4 以教師為中心和以學生為中心 產(chǎn)出導向（OBE，Outcome Based Education）：以培養(yǎng)目標與畢業(yè)要求引導教學活動，教師負有明確責任 ； 從“以教師

12、為中心，使學生知道了什么”，轉(zhuǎn)變?yōu)椤耙詫W生為中心，讓學生會用得怎樣” ； 以學生為中心的人才培養(yǎng)目標，圍繞學生培養(yǎng)， 實現(xiàn)由投入導向，到課程導向，再到產(chǎn)出導向轉(zhuǎn)變。 師資與教育資源的配置原則：是否可以滿足學生實現(xiàn)學習目標的要求？ 是對全體學生效果的評價，不是個別學生。20 專業(yè)技術(shù)型人才（仿蘇）= 理論學習+技術(shù)實踐，培養(yǎng)能解決工程問題的工程技術(shù)人才; 研究導向型人才（仿美）= 理論學習+發(fā)展新技術(shù)，主要培養(yǎng)能發(fā)表科研成果的工程科學人才; 技術(shù)交叉型人才 = 理論學習+技術(shù)實踐+多種主要知識，主要實現(xiàn)應(yīng)用技術(shù)集成創(chuàng)新; 新產(chǎn)品開發(fā)型人才 = 理論學習+技術(shù)實踐+創(chuàng)新設(shè)計; 工程管理與經(jīng)營型人才

13、 = 理論學習+技術(shù)實踐+創(chuàng)業(yè)與市場經(jīng)營能力。2.5 工程技術(shù)人才多樣性21 明確人才培養(yǎng)特色和定位 學校培養(yǎng)人才應(yīng)該結(jié)合社會需求，明確各自的特色定位，注意工程教育“科學化”傾向，注意并非所有工科畢業(yè)生都做科學研究； 學校應(yīng)多層次多模式，而不是趨同化。關(guān)鍵在于根據(jù)自身條件和歷史沿革特點，定位準確，實事求是，不搞攀比，努力辦出自己的特色，創(chuàng)出“名牌”學科，適應(yīng)工程需求； 工程技術(shù)人才培養(yǎng)應(yīng)該分層次，社會既需要能攻克高精尖技術(shù)難點的研發(fā)人才，又需要擅長各類實際操作的開發(fā)人才。 223.加大人才培養(yǎng)改革力度3.1 改革工程教育培養(yǎng)模式3.2 改革高等工程課程體系3.3 改革工程教學教師隊伍建設(shè) 3.

14、4 改革工程教學模式3.5 校企共建工程實踐教育中心23 3.1 改革工程教育培養(yǎng)模式 特色學院（班）：竺可楨學院，吳健雄學院，周培源力學班，李四光地質(zhì)班，錢學森系統(tǒng)工程班，范長江新聞班，陳省身數(shù)學班 教學方式：基于問題的教學、基于案例的教學、基于項目的教學等模式； 教學管理：基于ISO標準的教學質(zhì)量保障體系； 瑞典皇家工學院創(chuàng)建的CDIO模式：即Conceive(構(gòu)思)、Design(設(shè)計)、 Implement (實現(xiàn))、Operate(運作)。 24 茅以升工程教育思想 “先習而后學，邊習邊學”、“科研、教學和生產(chǎn)相結(jié)合”、“專精廣博，理論聯(lián)系實際”等觀點； 先知其然，然后知其所以然；培

15、養(yǎng)興趣，感性入手激發(fā)學生主動性和學習愿望； 結(jié)合工程背景，完整充分掌握理論。不僅進實驗室，而且要到現(xiàn)場實踐，透徹鞏固專業(yè)基礎(chǔ)，有利于創(chuàng)造力培養(yǎng)； 啟發(fā)式教育法，提出立志勵學,注重科學、藝術(shù)和哲學等知識； 培養(yǎng)工程師的三個切入點，即興趣、實踐能力和人格素養(yǎng)，其中實踐能力的培養(yǎng)需要觀察、分析進而歸納，循序漸進； “小橋工程”。25 麻省理工學院（MIT） 憑借其科研優(yōu)勢,利用課余及假期加強學生的工程實際訓練，實施以下三個計劃： 1、本科研究導向計劃（UROP），在教授指導下做研究實驗，吸收65本科生； 2、本科實踐導向計劃（UPOP），與企業(yè)結(jié)合，組織學生參與某項設(shè)計或工程實踐，25本科生參加；

16、3、技術(shù)創(chuàng)業(yè)計劃，少數(shù)優(yōu)秀學生參與，探索創(chuàng)新，允許辦公司實施。 課外實踐不影響課程學習，自愿參加，四年累計總課時相當于全部課時13左右； 全校2000多門課程在網(wǎng)上公開，為學生創(chuàng)造靈活自由主動學習環(huán)境，充分調(diào)動學生參加工程實踐、主動學習積極性。26 斯坦福大學 與硅谷園區(qū)和產(chǎn)業(yè)界緊密互動,在產(chǎn)學研結(jié)合中培養(yǎng)人才：聘請行業(yè)專家為兼職教師；把行業(yè)最新鮮，最有用的知識帶進校園；把學生輸送到企業(yè)直接培養(yǎng)；與企業(yè)共建研發(fā)中心；推動“真刀真槍”畢業(yè)設(shè)計； 合作學習（Cooperative Learning）小組工作：結(jié)合某個實際項目或?qū)嶒?，把學生組織在若干小組內(nèi)，幾個學科的教師聯(lián)合指導，讓學生自己合作去完

17、成該項目，從中學習相關(guān)知識和培養(yǎng)學生的綜合能力；讓學生學會橫向思考、學會聯(lián)系實際學習、學會對各部分內(nèi)容進行綜合、學會處理好一些不確定性因素、學會團隊合作工作的配合等； 不是去替代課堂講授，而是相輔相成，促進對課堂教學的改革。273.2 改革高等工程課程體系 處理好通識基礎(chǔ)課程、學科基礎(chǔ)課程、專業(yè)基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程的關(guān)系。學生需要扎實的基礎(chǔ)課程，是今后長遠發(fā)展的基礎(chǔ)；需要工程實際方面的訓練，學會用基礎(chǔ)課程知識去解決工程實際問題。 處理好課程體系的三角形與啞鈴形。 學科基礎(chǔ)課程通識教育課程專業(yè)基礎(chǔ)課程專業(yè)課程專業(yè)課程學科基礎(chǔ)課程通識教育課程專業(yè)基礎(chǔ)課程28 改革專業(yè)學科：InterPro計劃 密歇

18、根大學：利用五年連通，培養(yǎng)學科交叉的工程碩士。創(chuàng)辦的生物醫(yī)學工程（工學院與醫(yī)學院合辦）、金融工程（工學院與商學院合辦）、制藥工程（工學院與藥學院合辦）等專業(yè)，畢業(yè)生深受企業(yè)歡迎; 麻省理工學院：先從科研入手，時機成熟，成為一個新的交叉學科。由于有各專業(yè)教授的合作，相關(guān)學科發(fā)展很快。組建生物工程科（Biological Engineering Division）（生物工程科已進入全美的前列）和工程系統(tǒng)科（Engineering System Division），培養(yǎng)學科交叉型人才。兩個科內(nèi)教授是由化工、電子、機械等專業(yè)教授兼任，每位教授有一半時間在原來系里工作，有一半時間在新科內(nèi)工作。最近成立納

19、米機械實驗室，各系都有人參加； 學科交叉計劃既不打亂原有的工程教育體系，又能靈活適應(yīng)變化中新涌現(xiàn)的需求；既促進了傳統(tǒng)性專業(yè)的提升與改造，又為逐步形成新專業(yè)創(chuàng)造了條件，是值得關(guān)注的學科改革方向。29 3.3 改革工程教學教師隊伍建設(shè) 工科教師隊伍目前普遍存在的問題是：重科研、輕教學；重理論研究、輕工程實踐，又缺乏工程實踐經(jīng)驗與能力，這對提高本科工程教育質(zhì)量非常不利; 重視制定評估教師工作質(zhì)量的標準，調(diào)整職位提升與獎酬機制，使在科研、本科教學、工程實踐三者間取得某種平衡; 積極推動科研與教學相結(jié)合，設(shè)立有效的獎勵制度； 與企業(yè)建立持久而有效的合作機制，創(chuàng)造條件鼓勵工科教師積極與企業(yè)加強合作與交流;

20、 工科教師到企業(yè)兼職，吸引工程技術(shù)人員到學校兼職; 更多地用各種靈活多樣的辦法聘請有豐富工程實際經(jīng)驗的工程師來校教學，指導學生。30 重視實驗室及隊伍建設(shè) 高水平實驗室是培養(yǎng)創(chuàng)新人才的重要陣地，是科技創(chuàng)新的主要場所，實驗室數(shù)量和水平是一所大學質(zhì)量和能力的“基本”和“重要”標志； 觀念上需要轉(zhuǎn)變：需要把實驗室工作像教學和科研工作一樣對待，千萬不能將從事實驗室工作和實驗教學的老師列為“教輔”隊伍； 實驗室開放共享不到位：可以“打通”教學實驗室與科研實驗室，本科生實驗室與研究生實驗室； 創(chuàng)新性實驗課程和自主研發(fā)實驗課程所占比例待提高。31 3.4 改革工程教學模式 在教學內(nèi)容和教學方法上，探索工程案

21、例教學； 原教育部高等學校電子信息科學與工程類專業(yè)教學指導分委員會 2010年從以信息與通信工程學科為特色的十余所重點高等院校和知名企業(yè)遴選了有豐富的工程實踐背景和教材編寫經(jīng)驗的40余位教授和專家，編寫“通信原理與應(yīng)用”，已于2015年8月由高等教育出版社正式出版。 通信系統(tǒng)案例收納48個案例，分成7個分冊： 移動通信、光通信、衛(wèi)星通信、寬帶接入、 短距離無線通信、廣播與多媒體通信、 其他無線通信。32 “通信原理與應(yīng)用”案例之一移動通信分冊的案例： 第二代蜂窩移動通信系統(tǒng) GSM, 第二代蜂窩移動通信系統(tǒng) IS-95， 第三代蜂窩移動通信系統(tǒng) WCDMA， 第三代蜂窩移動通信系統(tǒng) cdma2000, 第三代蜂窩移動通信系統(tǒng) TD-SCDMA， 第三代蜂窩移動通信系統(tǒng) WiMAX, 第四代蜂窩移動通信系統(tǒng) TD-LTE、TD-LTE-A。 33全網(wǎng)通？電子信息科學與工程專業(yè)教材建設(shè)34各類研討會10余次！ “通信原理與應(yīng)用” 清華大學