建设“新工科”从工程教育微改革开始

    【论教】

    2017年初，“新工科”的概念提出以后，迅速引起社会各界的广泛关注，在工程教育领域更是成为热点。从那时开始，由政府教育主管部门主导，强化顶层设计，“新工科”得到“自上而下”的全面推进。“复旦宣言”“天大行动”，相关高校对建设“新工科”形成了一致意见，使“新工科”建设具有一定基础。教育部发布《新工科研究与实践项目指南》，并认定首批612个国家级“新工科”研究与实践项目，完成了“新工科”建设的顶层设计。接下来，便是各高校全面推进“新工科”建设，而具体建设从何处入手，成为当前的一个重要问题。

    显而易见，上述全面推进式的改革有利于扩大“新工科”的影响，调动高校、企业、政府各部门，以及全社会的力量，参与和支持“新工科”建设。但在具体建设中，全面推进式的改革涉及整个专业、整个学院，甚至整个大学的人才培养体系，其中包含学生、教师、管理人员，课程、教材和各种教学环节，教学场所和硬件设施，以及考核评价制度、管理制度等许多要素。要把这些数量众多、结构复杂的要素统筹协调起来，遵循同一理念，实现同一目标，难度之大可以想见。

    事实上，工程教育改革在国内国外都是一个难题。CDIO工程教育模式引入我国以后，不少高校开展了试点，但据了解，目前只有为数不多的学校初步实现将人才培养目标分解到课程和教学环节，构建了培养目标－课程矩阵。几所学校主持这一工作的负责人无不感叹，这个任务实在太艰巨了。而在美国，老牌工科院校很少对人才培养体系做整体改革，因为这样的改革必须得到多数教授的赞同，而教授们的意见很难统一。只有像欧林工学院这样的新建工科院校才可能构建全新的人才培养体系。

    笔者认为，在高校展开“新工科”建设中，不妨采取微改革这一途径。

    所谓微改革，是指在现有人才培养体系框架内，对某些课程的教学内容、教学方法进行改革，或者将现有部分课程重新组合，更好地满足社会对人才的需求，提升人才培养质量。

    先来看两个案例。

    “产品设计专业课程设计”是北京航空航天大学工业设计专业本科生的一门重要课程，目的是培养学生综合运用设计知识开展产品设计的能力。以往的课程设计是从“准命题”作业入手，即教师提出要设计的产品，学生经过概念设计、模型渲染，最后以造型完美的效果图或模型作为设计成果结束课程。目前，国际上主流的设计理念是整合设计，强调将设计、生产和市场整合为一体，在产品设计之初就充分考虑用户需求、生产的可行性和商业化实现。依据这一理念，授课教师把教学的起点推前到探寻“产品机遇缺口”，让学生自己调查、分析用户潜在的需求，确定要设计的产品；在学生完成产品设计以后，将课程继续延伸到成果转化，指导学生制作样品、申请专利、寻找合适的生产厂家，直到推销产品。

    美国弗吉尼亚联邦大学达·芬奇产品创新中心是该校艺术学院、商学院、工学院、人文与科学学院联合创立的教学机构，它提供4个跨学科人才培养项目。学生在主修原有专业的基础上，如果学有余力并且感兴趣，可以选修这些项目。例如，本科生产品创新证书项目，由一系列课程和综合性设计组成。首先，学生选修“创新创业导论”作为项目的入门课程。其次，艺术学院、商学院和工学院分别开设“艺术和设计原理概论”“企业管理概论”“工程技术概论”课程，学生须选修非本学院开设的2到3门课程。再次，学生还要完成至少2门本学院开设的跨学科选修课。最后，学生组成跨学科团队，解决由企业提出并提供资助的产品创新问题，解决方案也被企业采用。

    以上案例有两个共同特点。其一是在已有的人才培养体系框架内进行改革。北航的案例是针对一门课程的改革，没有增加学时，但拓展了教学内容，更好地体现现代设计理念。弗吉尼亚联邦大学的案例是在原来的教学计划之外设置由若干课程组成的项目，把跨学科培养人才的理念落到实处。其二是让学生解决真实的工程问题，经历工程活动的全过程，从而加深对工程的理解。

    国内外类似的案例还有很多，表明实践工程教育的“新理念、新结构、新模式、新质量、新体系”，除了人才培养体系整体改革外，局部的微改革也是有效的途径。例如，高校要满足大数据产业对人才的需求，既可以单独设置“数据科学与大数据技术”专业；也可以开设相关课程，其他专业的学生选修这些课程后，获得大数据产业需要的知识和能力。而且，后一种路径也许有更好的适应性。

    值得期许的是微改革可以促进教师发挥主动性。以往的工程教育改革中有这样的现象，一方面学校提出顶层设计的构想，但在实际操作中，改革的理念和目标层层衰减，没有得到完全落实。另一方面，教学一线的教师、系主任或院长，对自己教授的课程或负责的专业有改革的想法，但在庞大而又复杂的人才培养体系面前又很难下手，只好采取观望的态度，或者被动执行学校的改革方案。任何教育改革的成效最终都要体现在培养人才的质量和水平上，而培养人才的质量和水平则取决于课程和各种教学环节。因此，基层教师对待教育改革的态度和参与程度，将决定改革能否取得预期的效果。

    微改革的主体正是直接承担教学工作的教师。在课程层面的微改革中，教师掌握改革的主动权，能够体验到改革的成效，这对激发教师参与改革的积极性十分重要。因此，建议教育主管部门和高校更多关注工程教育微改革，发动更多教师在自己讲授的课程中开展改革。一是在教改立项、“新工科”研究和实践项目、教学成果奖的获奖项目中有意识增加课程层面微观改革项目的比例，避免产生综合性的宏观项目更容易立项、更容易获奖的错觉。二是转变课程评价标准，不局限于教师的教学态度、备课是否充分、讲授是否清晰，以及课堂秩序如何等基本的和表面化的要求；而是更多关注学生在课程中实际收获了什么，课程对人才培养总目标有什么贡献，教学内容和教学方法是否体现了先进的教育理念。三是加强对教师开展教学研究和教学改革的技术支持。把教师发展中心建成教学学术研究机构，把大学课程和教学作为高等教育学及相关学科的重要研究方向，形成一线教师与专业教育科研人员合作开展教学研究和改革实践的机制。

    （作者：雷庆，系北京航空航天大学高等教育研究院副院长、研究员）

    【链接】

    CDIO工程教育模式是近年来国际工程教育改革的最新成果。CDIO代表构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate），它以产品研发到产品运行的生命周期为载体，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程。CDIO培养大纲将工程毕业生的能力分为工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层面，大纲要求以综合的培养方式使学生在这四个层面达到预定目标。

    我国共有105所高校加入“CDIO工程教育联盟”。