工程教育改革路徑探析

朱青

摘要：隨著社會系統(tǒng)的復(fù)雜化與社會變遷的加速，社會對工程人才的需求正在發(fā)生新的變革。通過對比中、美、法、德四國工程教育認證標準中有關(guān)畢業(yè)要求的相關(guān)內(nèi)容發(fā)現(xiàn)，培養(yǎng)解決復(fù)雜工程問題的人才是當(dāng)下工程教育改革的核心與關(guān)鍵。著眼復(fù)雜工程問題，對其內(nèi)涵和特征進行剖析和解讀，對現(xiàn)階段我國工程教育改革的開展具有重要意義。

關(guān)鍵詞：復(fù)雜工程問題；人才培養(yǎng)；工程教育改革

中圖分類號：F2文獻標識碼：Adoi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2022.21.013

工程教育認證是對人才輸出的一種規(guī)范性約束，便于社會識別人力資源質(zhì)量，提高人力資源的整體配置效率。認證活動的基本思路是，設(shè)立一個基本的評估標準，觀測被認證方是否達到該標準，以此判定是否給予其認證“標簽”。經(jīng)過認證的人才往往具備作為優(yōu)秀工程人才的素質(zhì)，以及成為工程領(lǐng)域領(lǐng)軍人物的能力或潛力，從而推動工程行業(yè)發(fā)展。對工程人才所需素質(zhì)的界定，也反映了社會發(fā)展中各行各業(yè)對人才的切實需要?，F(xiàn)行的工程教育認證標準基于成果導(dǎo)向等原則，規(guī)定了畢業(yè)生應(yīng)具備的素質(zhì)，用于反映社會實際需求，也為當(dāng)前我國開展工程教育改革指明了方向。

1各國工程教育認證標準對比

當(dāng)前，在世界范圍內(nèi)，以《華盛頓協(xié)議》為代表的國際工程聯(lián)盟將世界各國和地區(qū)納入趨同化的認證框架之下，實現(xiàn)了工程教育認證的實質(zhì)等效。以中國、美國、法國、德國四國為例，工程教育認證標準中有關(guān)工程人才畢業(yè)要求的內(nèi)容呈現(xiàn)出一些共性（表1）。

1.1知識關(guān)系

（1）知識掌握。一方面，認證標準回答了畢業(yè)生應(yīng)該掌握什么知識的問題；另一方面，解釋了“掌握”一詞的內(nèi)涵，強調(diào)掌握的本質(zhì)在于對知識的理解而不是簡單記憶。

（2）設(shè)計、控制與分析。要求學(xué)生在理解數(shù)學(xué)、科學(xué)、工程基礎(chǔ)理論的基礎(chǔ)上，進一步甄別確認問題、表達問題并進行分析研究，研究當(dāng)中能夠自主設(shè)計實驗、分析與解釋數(shù)據(jù)并通過信息綜合得到合理有效地結(jié)論，換言之，即實現(xiàn)“理論指導(dǎo)下的實踐”“理論與實踐的結(jié)合”。這一步驟承上啟下，是上一維度的進階也是下一維度解決復(fù)雜工程問題的基礎(chǔ)。在研究過程中，學(xué)生需要基于較寬廣的知識面，應(yīng)用多學(xué)科的視角開展問題研究，以獲得明確且清晰的結(jié)論。一方面，在方案設(shè)計中充分考慮諸多非技術(shù)因素；另一方面，發(fā)揮主觀能動性，在設(shè)計和開發(fā)環(huán)節(jié)有所創(chuàng)新。

（3）知識運用。作為知識相關(guān)模塊的最后環(huán)節(jié)，該環(huán)節(jié)要求畢業(yè)生能夠真正“學(xué)以致用”，將所學(xué)知識應(yīng)用于解決復(fù)雜工程問題，而非僅僅停留在認知層面；同時，工程問題的“復(fù)雜性”也在這一環(huán)節(jié)得以凸顯，即要求工程人才在解決實際問題時，將可持續(xù)發(fā)展原則付諸實踐，充分認識與尊重工程問題可能涉及的社會價值。具體而言，可持續(xù)發(fā)展原則要求工程人才在處理工程問題時，能夠兼顧社會、經(jīng)濟、環(huán)境及管理等要素，提出有針對性地問題解決方案。同時，從可持續(xù)性發(fā)展的視角，正確認識和評估專業(yè)工程工作對人類社會和生存環(huán)境的影響。認識和尊重社會價值原則強調(diào)，工程人才應(yīng)科學(xué)評估問題解決方案、專業(yè)工程實踐對社會造成的影響，明確自身所應(yīng)承擔(dān)的責(zé)任。對于影響的評析，要求具體到某一問題解決方案或?qū)I(yè)實踐活動，討論的角度不可宏觀；對于責(zé)任，則要落實到具體的人員。

1.2能力與素養(yǎng)

（1）終身學(xué)習(xí)的能力。鑒于現(xiàn)代工程問題的復(fù)雜多變，工程人才需要樹立自主學(xué)習(xí)、終身學(xué)習(xí)的能力意識，不斷學(xué)習(xí)前沿的專業(yè)技術(shù)知識，完善自身的知識結(jié)構(gòu)，以適應(yīng)社會和個體發(fā)展的需求。

（2）運用工具的能力。強調(diào)能夠針對復(fù)雜工程問題，開發(fā)、選擇與使用恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)、資源、現(xiàn)代工程工具和信息技術(shù)工具，包括對復(fù)雜工程問題的預(yù)測與模擬，并能夠理解其局限性。

（3）溝通能力。即在復(fù)雜工程活動中，就復(fù)雜工程問題與社會公眾、領(lǐng)域同行進行有效溝通的能力。具體而言，一方面，要求工程人才具備一定國際視野，能夠在跨文化背景下進行技術(shù)交流活動。同時，擁有一定溝通技巧，能夠針對不同溝通對象采取不同溝通策略。

（4）團隊協(xié)作能力。指融入團隊、活躍團隊氛圍、促進團隊發(fā)展的能力。涉及的內(nèi)容包括自我認識、團隊精神、投入精神與領(lǐng)導(dǎo)能力、項目管理以及與專家和非專家的交流。

（5）國際化：除上述共同點之外，各國還根據(jù)國家人才培養(yǎng)戰(zhàn)略的需要，將國際化單獨列為一項要求，要求畢業(yè)生能夠掌握一至兩門外語、擁有國際工作經(jīng)驗、掌握國際經(jīng)濟信息等。

總的來說，圍繞畢業(yè)要求，工程教育認證標準是以解決復(fù)雜工程問題為中心進行建構(gòu)的。在“知識關(guān)系”模塊中，無論是掌握知識還是開展分析研究，都是解決復(fù)雜工程問題的前設(shè)步驟。反觀“能力與素養(yǎng)”模塊，也可看作從能力論角度對“培養(yǎng)解決復(fù)雜工程問題人才應(yīng)當(dāng)具備何種能力”這一問題進行回答。在整個認證標準中，“解決復(fù)雜工程問題”作為關(guān)鍵詞被多次提及或者變相涉及，尤其在我國工程教育認證協(xié)會制定的工程認證標準中，先后被多次直接提及，足以彰顯其在工程人才培養(yǎng)中的核心地位。聚焦復(fù)雜工程問題的特征和內(nèi)涵，以此為基點，對工程人才應(yīng)具備的能力素質(zhì)進行總結(jié)歸納，將為進一步完善我國工程教育改革路徑提供助益。

2復(fù)雜工程問題的特征及要求

復(fù)雜工程系統(tǒng)產(chǎn)生于客觀世界中的復(fù)雜現(xiàn)象以及人類改造客觀事物的現(xiàn)實需要，它是人類為了謀求生存與發(fā)展而在改造過程中研究、設(shè)計和創(chuàng)造出的工程系統(tǒng)。按照其他系統(tǒng)演變的規(guī)律和邏輯，可以對復(fù)雜工程問題產(chǎn)生的原因進行剖析：工程系統(tǒng)的足夠規(guī)模是其復(fù)雜化的必要不充分條件；工程系統(tǒng)構(gòu)成的多樣性和差異性，是其系統(tǒng)復(fù)雜性的主要根源；系統(tǒng)內(nèi)部各要素間的相互作用和系統(tǒng)與外部環(huán)境的相互關(guān)系是其復(fù)雜化的重要原因。從復(fù)雜工程問題的特征出發(fā)，可以對其產(chǎn)生的原因、復(fù)雜性的內(nèi)涵及其對工程人才提出的新要求進行探析。

2.1涉及因素復(fù)雜化

復(fù)雜工程問題關(guān)涉技術(shù)、工程、其他領(lǐng)域等多方面因素，不同因素間存在著沖突的可能。在知識更新迅速、學(xué)科交叉頻繁、社會需求多元的新工業(yè)時代，解決工程問題需要考慮的因素不僅存在于技術(shù)和工程的范疇，更有可能涉及工程學(xué)科之外甚至自然科學(xué)學(xué)科之外的因素，這也使得工程問題顯得更加復(fù)雜、棘手，從而對問題解決者的組織形式與自身能力提出了更高要求。從組織形式來看，比之單打獨斗，復(fù)雜工程問題的解決更加依賴團隊的力量，工程師需要學(xué)會如何與學(xué)科背景不同、相關(guān)利益各異的其他團隊成員開展有效協(xié)作，并從中發(fā)揮自身優(yōu)勢。這無疑對工程人才所擁有的思維廣度、合作溝通能力的高低提出要求。

2.2分析過程復(fù)雜化

復(fù)雜工程問題的解決有賴于對工程原理的深入運用以及對問題本身的透徹分析。著眼點在于“深入”運用與“分析”，工程問題的復(fù)雜多變要求工程人才在真正理解原理和問題本質(zhì)的基礎(chǔ)上靈活解決問題而非簡單套用原理。同時，在分析問題的過程中，工程人才需要通盤考慮諸要素，厘清不同要素間的邏輯關(guān)系，在復(fù)雜多變的形勢下做出高質(zhì)量的綜合研判。

2.3解決方法復(fù)雜化

由于當(dāng)下工程問題變得日益復(fù)雜，現(xiàn)有工作思路、技術(shù)手段已無法服務(wù)于解決復(fù)雜工程問題?；诖?，工程人才需要轉(zhuǎn)變思路，從新的視角出發(fā)，探索新的技術(shù)路線與方法手段來處理工程問題。這無疑對工程人才的批判性思維、創(chuàng)新創(chuàng)造等能力提出了較高要求，要求學(xué)生在充分掌握已有方法路徑基礎(chǔ)上，開展發(fā)明創(chuàng)造活動。

2.4其他特征與要求

如《華盛頓協(xié)議》所述，復(fù)雜工程問題還呈現(xiàn)出問題相關(guān)各方存在利益分歧；問題所關(guān)涉因素未被完全囊括在專業(yè)標準和規(guī)范中；具有較高的綜合性，包含多個相互關(guān)聯(lián)子問題等其他特征，這些特征使得問題的解決充滿變數(shù)和不確定性，體現(xiàn)了“復(fù)雜”二字的真意。

綜上所述，復(fù)雜工程問題的產(chǎn)生和發(fā)展是社會發(fā)展的必然，其解決方式、影響因素、作業(yè)環(huán)境的復(fù)雜多變勢必對工程人才培養(yǎng)提出了更高要求，也勢必會推動工程教育改革的步伐?；谀芰τ^的視角，將解決復(fù)雜工程問題所需要的能力素質(zhì)進行分解，據(jù)此建構(gòu)與之相對的人才培養(yǎng)模式體系，或為破解這一難題提供思路。

3工程教育改革路徑探析

綜上所述，工程教育改革作為一項系統(tǒng)性工程，需要以培養(yǎng)解決復(fù)雜工程問題的人才為核心，從培養(yǎng)目標、課程改革、教學(xué)改革、考核評價等多個環(huán)節(jié)統(tǒng)籌推進。

3.1重塑培養(yǎng)目標

具體來說，高等學(xué)校需要根據(jù)認證標準所提及的能力要求，對培養(yǎng)目標進行分解，再富有針對性地逐一擊破。如將工程畢業(yè)生的能力細分為工程基礎(chǔ)知識、工程系統(tǒng)能力等硬實力以及團隊協(xié)作能力、溝通能力等軟實力，并按此思路制定人才培養(yǎng)計劃。需要注意的是，在制定培養(yǎng)目標的過程中，要考慮到不同目標間的關(guān)聯(lián)性，以目標群為單位進行統(tǒng)籌規(guī)劃，進而為后續(xù)的課程優(yōu)化等工作打好基礎(chǔ)。不同類型、不同層次的院校在設(shè)置過程中也應(yīng)依據(jù)自身情況對培養(yǎng)目標予以調(diào)整細化。

3.2優(yōu)化課程體系

在課程建設(shè)方面，高校應(yīng)對原有的課程體系進行整合重組或改革?；镜乃悸肥菍φ张囵B(yǎng)目標中的各項能力，將課程體系劃分為若干模塊，使各模塊地在培養(yǎng)學(xué)生相應(yīng)素質(zhì)能力上發(fā)揮應(yīng)有作用。模塊與模塊之間應(yīng)相互聯(lián)系形成統(tǒng)一整體，這要求課程在設(shè)置時嚴格遵循受教者能力形成的基本規(guī)律，充分考慮到不同能力之間的內(nèi)在聯(lián)系。

此外，也要充分發(fā)揮通識教育的積極作用。通識教育是一門不受學(xué)科領(lǐng)域限制、允許學(xué)生根據(jù)自身興趣選擇的融合課程，旨在拓展學(xué)生知識面、培養(yǎng)學(xué)生核心能力。以往的課程多以概論講授為主，存在課程內(nèi)容深度不夠、重點不突出等缺點。為發(fā)揮通識教育輔助作用，必須以能力培養(yǎng)為核心設(shè)置相關(guān)課程。

3.3改進教學(xué)方式

從理論課程的教學(xué)方式上看，國內(nèi)高校多以大班為單位進行課堂傳授，強調(diào)課堂講授藝術(shù)，對學(xué)生實際接受、消化知識的情況了解不夠充分。從復(fù)雜能力培養(yǎng)的視角來看，單純的課堂講授也無法體現(xiàn)“學(xué)以致用、學(xué)用結(jié)合”的教學(xué)原則，難以為學(xué)生提供在實踐中鍛煉能力的機會。理論課程的教學(xué)方式需要圍繞能力培養(yǎng)這一核心豐富形式，以鼓勵學(xué)生自主學(xué)習(xí)、探究性學(xué)習(xí)為宗旨，積極開展講座型學(xué)習(xí)、體驗式學(xué)習(xí)、學(xué)術(shù)研討、模擬和案例研究等學(xué)習(xí)活動。

從實踐課程的教學(xué)方式上看，必須盡快建立全新的實踐教學(xué)模式。基本的思路是要提升學(xué)生的參與度，幫助學(xué)生實現(xiàn)從“要我實踐”到“我要實踐”的身份轉(zhuǎn)變，真正作為活動主體參與到實踐課程的各個環(huán)節(jié)中來。

3.4完善考評體系

考核評價是保證人才培養(yǎng)質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，需要高校內(nèi)部與外部共同發(fā)揮監(jiān)督保障作用。在工程教育認證邁向國際化的今天，我國需堅持“以學(xué)生為中心”“持續(xù)性改進”“成果導(dǎo)向”等核心理念，不斷優(yōu)化和完善認證體系。在實際操作層面，一方面，高校應(yīng)按照“以能力為導(dǎo)向”的培養(yǎng)理念來思考，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)教學(xué)測試方法，即通過帶有某種測試功能的合理方式，如測試基礎(chǔ)知識、基本步驟（程序），來產(chǎn)生該課程某個部分知識全部熟練程度的評價。另一方面，加快建立完善與培養(yǎng)目標相適應(yīng)的，面向高水平認知與能力的科學(xué)評判辦法，提升教學(xué)與測評環(huán)節(jié)的社會適用性與實用性。與此同時，高等院校還需要建立自我認證機制以貫徹“持續(xù)性改進”理念，確保認證體系處于不斷更新與完善的狀態(tài)。國內(nèi)的工程認證機構(gòu)則要繼續(xù)與國際認證體系接軌，在建構(gòu)滿足本國需求的工程認證體系過程中不斷推動高校新教學(xué)目標的制定、課程與教學(xué)的改革。

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