習而學工程教育體系分析范文

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2010年6月23日,教育部啟動“卓越工程師教育培養計劃”,該計劃[1]主要有三個特點:一是行業企業深度參與培養過程,二是學校按通用標準和行業標準培養工程人才,三是強化培養學生的工程能力和創新能力。[2]從以上“卓越工程師教育培養計劃”的特點來看,不論是行業企業的深度參與、采用通用標準和行業標準,還是強化工程能力和創新能力,核心都是強調工程教育中的工程實踐能力培養,只有通過充分的工程實踐,才能改善我國“工程教育與工業界的聯系不緊密,學生參與實踐機會非常少”[3]的現狀,才能在高等工程人才培養中做到工程科學教育與工程技術教育的有機結合。在重視工程實踐的工程教育思想方面,我國著名橋梁學家茅以升先生在1950年就曾提出“習而學”的工程教育思想,因此,在今天強調工程教育中的工程實踐能力培養的背景下,研究茅以升先生的工程教育思想有著切實的現實意義。

一、“習而學”工程教育思想概述

茅以升是我國著名的橋梁專家,先后擔任過多所工科院校校長,主持或參與了我國多條著名橋梁的設計和建造。在長期的工程實踐和教育中,茅以升先生發現我國工程教育存在理論與實際脫節、通才與專才脫節、科學與生產脫節[4]、招生標準偏重理論、對于學生畢業的條件偏重理論輕視實踐等問題,并結合自己多年的工程實踐和工程教育經驗,提出了包括培養目標、教學計劃、課程設置、培養模式等方面內容的工程教育思想,即“習而學”的工程教育思想。茅以升“習而學”工程教育思想的形成可劃分為兩個階段:第一個階段以1926年發表的《工程教育之研究》為標志,提出了“習而學”工程教育思想的一些初步想法;第二個階段是在讀了的《實踐論》后,茅以升覺得自己有關“習”與“學”關系的認識是符合馬克思主義的辯證唯物主義認識論原理的,自己的工程教育思想有了堅實的理論基礎,更加堅定了信心,于1950年4月到1951年1月間連續發表了《習而學的工程教育》、《習而學的工程教育制度》、《工程教育的方針與方法》、《工程教育中的學習問題》和《實行先習而后學的教育制度》等一系列文章,形成了完整的“習而學”工程教育思想,而對其工程教育思想表述最為完整的是《習而學的工程教育制度》一文。

二、重視實踐能力的工程人才培養目標

在《工程教育之研究》一文里,茅以升講到一個比較初步而籠統的工程教育培養目標“工程教育之最大目的在培植工程上之有為人才”[5],就強調工程人才必須是在工程實踐上是有為的,到建國后茅以升又提出“工程教育,應以完成工程任務為目的”[6],“新制的精神,是要訓練見聞廣博的熟練專家,而非造就‘精通理論’的萬能通才。”[7]以及“新制造就出的人才是好的,因他們能結合理論與實際,而且他們的理論將是鞏固的,他們的實際,將是深入的。”[8]將上面的論述進行綜合,就可以得出茅以升要造就的工程人才就是以完成工程任務為目的,理論與實際相結合的見聞廣博的熟練專家。而這樣的培養目標與我們目前工程教育改革強調工程實踐能力的背景是相適應的。

三、強調培養學生工程實踐能力的教學計劃

茅以升“習而學”的教學計劃是從其1926~1951年的一系列文中闡發出來的,筆者將這些文中的原始材料,以時間為維度,對教學計劃中的進程、實施場所、教學內容、教學方法和作用分別加以分析綜合,如表1所示。從表1可以看出,該教學計劃為期4年共8個學期,按照先工程專業知識后基礎科學知識、先生產實習再理論學習,亦即先習后學、習學交替的原則進行,由于這種教學計劃對于通行的工程教育模式是一種革命性的改造,因此,有必要對其要點做出說明:

(1)本教學計劃以“習”為中心,先習后學、習學交替,即整個工程教育教學過程以培養工程實踐能力為中心。

(2)“習而學”工程教學計劃的精髓在于理論與實踐的緊密結合,其本質特征是實踐基礎上的理論化。[9]先習后學,再習再學,工程實踐與科學理論密切配合,則工程實踐過程中的破碎、割裂、偶然的具體現象,才能依靠科學理論的指導解釋、整合、聯系為一體,而對科學理論的掌握,也因為有工程實踐的具體經驗而更加理解深刻和透徹,因而學生的工程創新能力也更強。

(3)“習”,即現場實習,應以校外工程現場實習為主,并在入學后第一學年進行。這樣做的好處是有利于學生確定職業方向,正如茅以升所說“學生在選系之初,如身臨現場,親眼看到將來一生的工作環境和任務性質,對于所選之系是否相宜,便能確切決定,如不相宜,趁早轉系,不致浪費時間。在現行制度里,第一、二兩年課程,多是理論性質,學生須到三年級學到業務課時,方知所學是否合適,如欲改系已是太晚。”[10]因此,第二年繼續學習的學生都是對本專業有極大興趣的。

(4)教學計劃中的“習”,是指在工程現場參加實習或直接進行生產實踐以培養工程實踐能力,但同時亦必須學習相關理論,“學”也如此,在學習理論的同時也必須學習相關技能,“習而學”是指主要任務而言,并非習時不學、學時不習。

(5)習與學應往復于工程現場與教室之間,具體情況應依照課程和專業的性質而定。但實際教學過程很難辦到,所以上述教學計劃只能大概規定一學年中工程現場與教室各占半年。為了彌補,應該在工程現場設教室,課堂學習期間也應設置實驗室或校內工廠學習,以更好地做到工程理論與工程實踐的結合。綜上,茅以升“習而學”的工程教學計劃強調對學生工程實踐能力的培養,能夠使學生將科學理論與工程實踐更好地結合,并具有較強的工程創新能力。符合我國現階段高等工程教育改革的要求,是卓越工程師培養的一種思路。

四、以工程任務為中心,理論與實踐相結合的課程設置

作為受過西方完整工程教育并具有豐富工程實踐經歷和工程教育經驗的橋梁學家,茅以升清醒地認識到當時我國工程教育中課程設置的問題,在1926年的《工程教育之研究》一文中,他就批評當時工程教育中課程設置“將各種純粹學科置于專門學科之前,而假定理論必先于實驗是也”[11]“實有背于教育之原則”[12],認為最理想的辦法是進行徹底的變革:“先授工程科目,次及理論科學,將現行程序完全倒置”[13]。茅以升在《習而學的工程教育制度》一文中,以高等學校橋梁工程系為例,編制了一個很有操作性的課程設置方案[14],如表2所示。此課程設置方案與前述教學計劃密切配合,都是按照先工程專業課程后科學理論課程,先工程實踐后理論學習,先習后學,再習再學,習學交替的原則安排的。根據茅以升在《習而學的工程教育制度》一文中的表述,筆者將此課程設置方案的要點闡述如下:

(1)本課程設置方案的指導方針是以工程任務為中心,重點強調工程實踐能力的培養。“一個工程師的技術上的準備,如果是經過高等教育,他在讀完每一學年的課程后,便應能擔當某一階段的任務”[15],所有課程的講授都是依照工程任務而定,課程學習的進度、內容完全依照工程任務的進度和難度來定。

(2)本課程設置方案設計的內在邏輯是課程設計是來自于工程實踐的,是來自于對工程實踐的分析的(如圖1所示)。圖1課程設置方案設計的內在邏輯圖

(3)本課程設置方案是符合認知規律的,是能夠做到科學理論與工程實踐的緊密結合的。現代學校教學都是以學科為中心的,強調先學習前人總結的間接抽象經驗(即理論),再將理論應用于實踐,這樣就容易造成理論與實踐脫節,而習而學的教育制度在課程安排上都是先經工程實踐獲得感性認識,再學科學知識獲得理性認識,由“知其然”達到“知其所以然”,隨后再進行相關工程實踐,如此對科學理論的掌握就會更加透徹、鞏固,而又因為隨時有工程實踐作背景,就能夠明確如何以科學理論來貫通工程實踐,以工程實踐來應用科學理論。相配合的課程難度依據工作的展開順序也是由簡單到復雜,涉及范圍由局部到整體,學習時間越久,理論與實踐的結合越自如,綜合職業能力越強。[16]

(4)課程內容設計采取螺旋上升式。每門課程,根據與其相關的工程任務,“分為幾個往復輪回的習、學階段分配于若干學期內,由簡單到復雜,由具體到抽象。”[17](5)本課程設置方案只涉及了與工程密切相關的課程,通識教育的課程另外列出。理論課在學校教室和實驗室進行,專業課在工程現場進行。每一學年的課程,必須和上下學年有縱向的連貫性,必須和同時期的課程有橫向的聯系性。不同學系相同名稱的課程依據本學系的情況制定,不必相同。

五、分階段、多層次、重視工程實踐能力的工程人才培養模式

茅以升形成自己工程教育思想的時間,無論是在1926年還是在1950、1951年,都處于中等教育、高等教育體制都不完善,國家處于水深火熱、社會急需大量建設人才的時代,在這樣的時代背景下,如何高效率地培養工程人才就成了必須解決的問題。對這個問題的思考使茅以升思考一個分階段、多層次、重視工程實踐能力的工程人才培養模式,結合“習而學”的教學計劃和課程設置方案,在1950年的《習而學的工程教育》一文中說“一年完畢后,學生認為橋梁不相宜時,可改系;認為相宜時,可升學。無力續學時,可在實習處所任橋梁工程的工人或領班工人(因已有高中程度)。在此二年級完畢時,學生可升學,或就地任監工員或技師。在此三年級完畢時,學生可升學,或就地任助理工務員。在此四年級完畢時,學生即系畢業,可任正式的橋梁工務員,以后按級升任工程師。”[18]為了使人們更好地理解這種工程人才培養模式,茅以升強調工程教育以完成工程任務為目的。學生修完每一年的課程就能夠擔當某一階段的任務。四年中,每年成一段落,學生可于每學年末決定升學或擔任符合這一階段學習程度的工程職務,或就業一段時期后,再回校進行深造。這樣一來每一階段輸出的工程人才都能夠將所學很好地運用在工程實踐中,保持了人才分布結構的階段性和層次性。為此,茅以升專門制訂了一個工程任務分析表和一個具體的橋梁系學生可擔任的任務分析表(見《習而學的工程教育制度》一文的表一和表二),以說明完成每一學年的課程后就可勝任的工程任務以及所達到的工程實踐能力。此人才培養模式即是以每一學年為一階段,每一階段的課程設置都是以工程任務為中心,在按照教學計劃完成每一階段后的課程后即具有了相對等的工程實踐能力,就能夠完成一定的工程任務,就能夠擔任對應的工程職務,這即是階段性(如圖2所示)。圖2分階段的人才培養模式示意圖注:此圖根據駱永萍《“習而學”的教育制度對職業教育課程結構的啟示》一文中圖一改制而成。根據每一階段工程任務的要求,學生在學校所修的課程,無論是進度還是難度都與之充分配合,不多不少。工程任務隨階段上升趨于復雜,課程也應隨學年上升趨于高深。每進行一階段的學習,學生的理論水平、基本技能、現場工作、技術表現、管理能力、訓練能力和研究能力都相應提高,這樣的人才培養模式“就像造塔一樣,先造一座小塔,然后再把這座小塔逐漸擴大,每擴大一點便增加一點作用。”[19]因此,本人才培養模式所培養的工程人才在分布結構上是多層次的(見圖3)。這樣一來,通過“習而學”人才培養模式而輸出的工程人才就可以分為技術工人、技術員、技師和工程師四個層次,也就是說,這種人才培養模式是專本一體的工程人才培養模式,包括中等工程教育、高等專科和高等本科工程教育。而這樣一種以工程任務為中心,分階段達到各層次的工程職業為目標的工程教育,培養的工程人才必定是具有較強的工程實踐能力的。

六、“習而學”工程教育思想的現實意義

當然,“習而學”的工程教育思想也并非完美無缺的,它從一誕生就受到許多非議,有學者對專業課先于理論課教授提出質疑,認為違背了教學的簡潔性原則,另外,這種革命性的工程教育思想還有著對師資和學生能力要求較高、缺少實踐檢驗和普遍性不足等問題。但是,其工程教育思想仍然有著不容忽視的理論價值與現實意義。茅以升不遺余力地倡導先習后學、再習再學、習學交替的“習而學”工程教育主張,其根本意圖就在于改進科學理論教學與工程實踐能力訓練的配合形式,突出工程實踐能力在工程人才綜合素質中的價值和作用,促進理論學習與工程實踐的緊密結合,從根本上解決我國工程教育中長期存在的理論學習與工程實踐脫節,重視工程科學理論傳授輕視工程實踐能力訓練的問題。雖然現在距離茅以升提出“習而學”工程教育思想已近一甲子,我國工程教育已取得了巨大的進步,但是我國工程人才的培養仍然存在“工程專業教育與實踐脫節,學生分析問題、解決工程實際問題的能力遠未達到工程產業界對人才需求的標準”[21],學生工程實踐能力不足,畢業后的社會適應期過長等問題,因此,茅以升高度重視工程實踐能力培養的“習而學”工程教育思想在今天仍有重要的現實意義和一定的理論價值。在今天高等工程教育改革和教育部“卓越工程師培養計劃”強調重視工程人才工程能力培養和行業企業深度參與培養的時代背景下,茅以升這種和行業企業的工程實踐緊密相關、重視學生工程實踐能力培養的工程教育思想是相當符合的,因此,茅以升的“習而學”工程教育思想完全可以成為符合教育部“卓越工程師教育培養計劃”規定的卓越工程師培養的一種思路和選擇。