以“JIT理念”为基础的大工程观意识培养新模式

1、以“ JIT 理念”为基础的大工程观意识培养新模式摘 要：将大工程观融入到工程教育之中是我国高等 工程教育近些年来孜孜不倦的改革方向之一。经过多年实 践，文章首先对大工程观的内涵做出了自己的定义，并围绕 这一内涵构建大工程观意识培养体系。在体系的构建中引入“ JIT ”理念，特别是对“拉动式”这一生产哲学的借鉴，真 正做到从社会需求出发组织教学环节，为高等工程教育改革 提供一条新的思路。关键词：大工程观 高等工程教育 工程文化 中图分类号： F240 文献标识码： A 文章编号： 1004-4914 （2015） 03-210-04 纵观中国高等工程教育几十年来风风雨雨的改革路程， 从全面学习

2、西方科学技术知识到加强工程教育实践教学的 转变，再到近些年来倡导工程教育人文素质的培养，这一系 列的变化体现了我国高等工程人才需求从 “硬件” 到“软件” 的过渡。回顾近两年的高等工程教育研究杂志，朱高峰 和李培根院士先后五次在“院士论坛”版面就工程教育的综 合性、工程教育与人文情怀的融合性方面进行了强调。经过 六年多的探索实践，对华中科技大学、浙江大学、四川工程 职业技术学院等多所院校进行拜访学习和总结之后，我们慢 慢摸索出一条独特的工程教育改革新模式之路。一、对大工程观的重新界定大工程观的原始理念由原 MIT 工学院院长在 20 世纪 90 年代提出，其核心是“工程系统学” ，这个工程系统

3、既包括 工程技术本身形成的系统，也包含工程与其他相关的非技术 因素所形成的系统。在大工程观中国化的进程中，我国的高 等教育研究学者们不断对此概念加以丰富和完善。在不断的 自我反思之后，在同国内工程教育先行者交流学习之后，我 们将大工程观这一概念的内涵构建为三大要素：工程的系统 意识、人文情怀的导向性和工程的创新意识。1. 工程的系统意识。这一要素延续了概念的原始内涵。 在科技知识大爆炸的今天，越来越多的经济效益的产生和社 会问题的解决都依赖于工程领域的交叉，单一的工程知识无 法应对日趋复杂的生活方式。网易上一篇文章盘点了我国现 阶段跨学科交叉的热门专业，如表 1，这充分说明了从整体 把握工程教

4、育的重要性。 作为这一概念的提出者 MIT 工学院 更是走在了前面，成立了全新的组织机构一一工程系统组(Engineering Systems Division ，简称 ESD)。在 ESD 的开放 式课程网页中可以看到，针对本科生开放的 8 门课程着重强 调了工程的系统性与整体性，在面向研究生开设的 71 门课 程中则显示了更为广阔的工程系统的内涵与外延。2. 人文情怀的导向性。从华中理工大学杨叔子教授高举 工程文化大旗之后，越来越多的国内高等教育学者意识到人 文情怀在工程领域的重要性，并为此坚持不懈的努力，全心 全意地付出，开创了许多以人文精神为指导的工程教育新模 式。朱高峰院士提出了教育

5、内容的三要素及其关系：素质 知识X能力X品德。其中知识和能力都是正数，最小为零， 而品德则有正有负。由此可见，品德的正确与否直接决定了 工程对社会影响的好坏。伴随着国内高等工程教育学者们对人文情怀在工程教 育中重要性认识的不断加深，对于工程教育中应该如何诠释 人文情怀至今仍没有统一的答案。人们试着从道德、伦理、 文化、艺术、历史、哲学等层面去理解人文情怀，最终导致 工程教育改革中素质教育的一盘散沙。在我校应用型本科生 培养的教学定位下，我们将人文情怀的培养集中在以下三 点：八、（1）工程伦理。工程伦理指的是在工程中获得辩护的 道德价值，指称悦人心意的（不仅是所希望的）事，它是价 值观、公众道德

6、、职业义务和社会责任在工程领域共同孕育 的果实。一个来自工程界的呼声指出，由于工程的社会实践 活动所涉及的社会技术背景日趋复杂，工程伦理的实践操作 和解释不应由工程师和伦理学家们独自完成，它应该由工程 师群体、法人、决策者、作为使用者或者消费者的广大公众 乃至制定相关政策的政府部门共同承担。因此，这种获得辩 护的道德价值的培养绝不应该只局限于从事工程领域的学 生中，而应该是涵盖理、工、文在内的所有受教育者。（2）以人为本。工程的最终目的，是人类应用科学技 术使自然界的物质和能源通过各种结构、机器、产品、系统 和过程高效而可靠地做出对人类有用的东西。作为一种社会 性的协作活动，工程的制定者、实施

7、者和使用者决定了工程 自始至终以人为中心的本质。必须强调一点，以人为本不是 以个人为本，以我为本，它必须是以社会为本，以全人类为 本。工程的最终结果一定要服务于社会大众，符合绝大多数 人的利益，否则很容易陷入工程伦理诘问的泥淖中去。在这 个层面上可以说，工程伦理所涉及的道德问题应该使用以人 为本的价值体系去衡量。（3）工程文化。文化的内涵非常广泛，可以说一切打 上人类烙印的事物都属于文化，所有工程涉及的物质与精神 层面都属于工程文化的范畴。因此，如何在工程教育中让学 生切实体会文化的推动作用成为一个难题。我们借用霍夫斯 泰德在跨文化领域研究的思路，以文化的地域性特征为出发 点，对同一工程领域内

8、不同地域的工程文化加以比较来达到 文化在工程中的回归与重塑。这种地域性的角度给予不同文 化进行碰撞与摩擦的可能性，表现为文化内在的超越性与自 在性的矛盾，最终在冲突中走向融合，为创新奠定坚实的基 础。3. 工程的创新意识。随着科技进步和人们生活多样化的 需求不断增加，工程的创新性从导向上和手段的可实现性上 都无可避免地成为当代工程师们必须面对的挑战。如何提高 未来工程师们的创新能力几乎成为各大高等教育学府的头 等大事。工程创新包含创新意识和创新能力两个方面，很显 然创新能力是实践教学环节应该完成的任务，因此“大工程 观”理所当然地承担起创新意识培养的任务，这也是工程认 知教育平台应该完成的重要

9、职责之一。大工程观的各要素之间并不是孤立存在，而是有着千丝 万缕的联系， 见图 1。在人文情怀还原到工程系统的过程中， 我们以人文为导向、以工程为载体来构建大工程意识培养体 系。对专业内学生而言，了解其它相关工程领域知识，系统 把握整个工程领域的全貌，由学科交叉产生的灵感更易于激 发工程创新意识。同时，针对同一工程领域不同地域文化特 征的比较，在不同文化碰撞和融合的过程中诞生新的事物， 是已经被历史证明了的一条行之有效的创新之路。二、大工程意识培养体系外部环境我校在 2006 年成立工程训练与基础实验中心，在中心 内部构建“ PE-PT-SI 培养模式”，以增强学生的实践能力和 创新能力。 P

10、E-PT-SI 培养模式中的 PE 为 Project cognition education （即工程认知教育）;PT为Project training （即工程 训练）;SI为Synthesis innovation （即综合创新），如图2。PE 平台针对大学一年级学生开设， 主要任务是培养大工程意 识；PT平台针对大学二、三年级学生开设，主要培养动手实 践能力； SI 平台针对大学三、四年级部分优秀学生开设，通 过课内、课外跨专业自主选题，进行创新能力的训练。本文 着重介绍构成 PE 平台核心的大工程意识培养模式的构建。三、以“JIT”理念为基础的大工程意识培养体系的构建J I T( j

11、ust in time )是 20世纪后半期起源于日本丰田汽车 公司的一种生产方式，又叫丰田生产方式。 “只在需要的时 候，按需要的量，生产所需的产品”是 just in time 一词表达 的本来含义。 JIT 生产方式的重要实现工具看板是丰田 的领导者从超市的运行中得到启示，作为一种生产、运送指 令的传递工具而被创造出来的。正是通过看板，生产中的前 一道工序按照后一道工序所需进行生产，从而在真正意义上 实现了“拉动式”生产，既灵活机动地适应了市场的变化， 又最大限度地节约了成本。我们将这一理念引入到大工程意 识培养体系中，以社会对人才的需求为导向，面向不同专业 领域形成“大工程意识看板”

12、，根据“看板”在教学资源中 进行模块组合， 真正做到为各个专业 “量身定做” 培养方案， 在实现教学效果最优化的同时，最大限度地节省教学资源。1.大工程意识培养模式架构。紧紧围绕对大工程意识内 涵探索不断深入的理念，我们在教学实践中也积极丰富教学 手段和教学组织形式。历经六年的探索，在经过多轮的督导反馈、学生反馈以及对外调研的过程中逐步形成了一套比较 完善的大工程意识培养体系模式。该体系在资源上由四大部 分组成：讲座、展板、展室展厅和知识竞赛，如图3。其中，讲座共计 15 个部分，展板 12 个部分，展室展厅 5 部分，知 识竞赛每年一届，从而形成了“ 15+12+5+1 ”的大工程意识 培养

13、体系资源库，如表 2。讲座部分的内容涵盖了建筑、材料、交通、通信、计算 机、管理、机械、机器人、电子九大工程领域，这九大领域 讲座并不是针对所有专业全部开放，而是根据各个不同专业 所需的“大工程意识看板”进行选择性的开放；科学技术的 负面影响、能源、环境以及录像教学讲座从内容的选择上支 撑工程人文情怀的培养，主要通过科技给人类带来的危害、 环境的污染以及能源短缺等内容来唤醒学生心中以人为本 的自觉，从而建立起基础的工程伦理准则；创新意识的培养 任务主要由创新讲座来承担，以案例教学的形式启发创新思 维，并由学生自主选题分组讨论，将讨论结果在创新分享课 上与大家共同分享。展板部分的建筑、材料、交通

14、、通信、计算机、机械、 机器人、电子、科学技术的负面影响、能源、环境以及科学 家介绍 12 部分是讲座的有益补充。展板分布在教学楼以及 实训中心的走廊墙壁之上，学生可以在课余时间随时随地自 主参观学习，成功营造了“工程教育”的氛围，充分体现了“工程教育就在学生身边，学生就在工程教育之中”这一教 学理念。从实践效果来看，课间休息时很多同学都对展板上 的内容产生了浓厚的兴趣。展室展厅部分的设立是为了让学生以更加直观的形式 理解部分工程领域，同时培养学习兴趣。目前由于条件所限 只建立起刀具、机械、电子和计算机四个展室。大学生创新 作品展厅主要陈列了历届“ PE-PT-SI 培养模式”体系下学生 的优

15、秀创新作品， 其中涵盖了机械、 建筑、工业设计、 电气、 铸造、焊接等方面的创新作品，其中部分展品为学生参加全 国各种竞赛的获奖作品，如全国大学生电子设计大赛、全国 工程训练综合能力大赛等。在教学实践中我们发现，学生参 观完大学生创新作品展厅之后，学习兴趣明显提高，创新欲 望也有所提升。大工程意识培养属于高等教育中的素质教育，而素质教 育是无法通过学习获得的，它只能以其它方式获得认同。为 了使学生切实感受到大工程意识，并且提高学习积极性，依 托学校的素质教育立项，我们每年举办一届“大工程”知识 竞赛。知识竞赛不仅仅设有各工程领域的知识问题，还有涉 及到能源、 环境保护、工程伦理和创新思维启发等

16、各种问题， 是工程系统认识、人文情怀以及创新意识培养的综合体现。 通过知识竞赛， 使学生切实体会到 “工程教育就在学生身边， 学生就在工程教育之中。 ”整个大工程意识培养模式在资源上由讲座、展板、展室 展厅和知识竞赛组成，其中每个资源模块不同内容又分别支 撑着工程意识的不同要素。 根据“JIT”从需求出发安排生产 的特点，我们从社会需求出发，从各专业人才对大工程意识 的不同需要出发，将现有教学资源进行整合，以达到最优化 效果。这种以“ JIT ”理念为基础的大工程意识培养模式，真 正做到了兼顾不同专业的交叉学科背景需求以及人才素质 的整体提高，如图 4 所示。2.“大工程意识看板”。许多专家将

17、“拉动式”生产方 式看做 JIT 的一种哲理，其核心是从市场需求出发，按照订 单组装产品，以“看板”向前一道工序下达生产任务，逐层 递进，直到原材料的采购，从而保证了产品的质量和避免生 产浪费。我们将这一理念应用在大工程观培养体系中，把社 会需求看成企业订单，把大工程意识培养体系资源库看做生 产原材料，把学生培养看做生产过程，从社会需求出发通过 “看板”组织不同专业领域学生的大工程意识培养。在整个体系中，创新意识和人文情怀是当代大学生必须 具备的两项素质，因此不分专业都要纳入到整个培养体系 中。在工程系统意识培养的环节，我们根据社会需求制定了 “大工程意识看板” ，有针对性地在资源库中进行选择

18、来安 排培养环节，如表 3。这样就形成了“ N+4+3 ”的模块组合 体系， N 代表由看板产生的系统意识培养模块，4 代表人文 情怀培养中以人为本和工程伦理的内容， 3 代表创新意识培养的环节。3.工程与工程文化的融合。大工程观意识培养体系中系统意识培养模块还担负着另外一个重要职 责工程文化的彰显。 我们的指导原则是 “以工程为载体， 以人文为导向” 。传统的学生素质培养模式是工程知识与素 质培养分割在不同的课程之中，且由于学分制度的差异使得 素质课效果甚微。我们在内容的组织上将文化还原到工程之 中，着重透过工程透析其背后文化的引导作用。霍夫斯泰德 曾将世界不同地域的文化在五个维度上量化加以

19、比较，我们 借鉴这种比较的手段来阐述不同地域文化对工程的影响，通 过对比来彰显工程在文化上的差异，同时为工程中文化的融 合带来创新意识提供一种潜在的可能。以建筑与文化讲座为例来说明文化与工程的融合。 该讲座的内容设计如图 5，在地域上选择中国传统建筑与西 方古建筑加以比较。在案例的组织上着重介绍中国传统（下 转第 214页）（上接第 212 页）文化对中国传统建筑产生了 怎样的影响，西方人信仰层面的改变又对西方建筑的变化产 生了何种决定作用，通过建筑的对比引申到文化层面的对 比，最后指出建筑的不同源于两种思想价值体系的迥异。四、结束语 大工程观意识培养体系的创新之处在于：首先，对“大 工程观”

20、这一理念进行了系统的延伸，明确了该理论的内涵 三要素系统意识、人文情怀和创新意识，这为整个体系 的构建提供了明确的理论依据与架构依托；其次，在具体运 行过程中首次将“ JIT ”理念引入到教学之中，借用“拉动式” 的哲学思想构建整个体系，真正做到了从社会需求出发来整 合教学环节，既保证了教学效果，又节省了教学资源。当然，本研究还存在许多不足之处值得改进。其一是如 何能够快速响应社会需求的变化，这需要面向用人单位设计 一套调查问卷，逐年进行分析，根据社会需求变化快速作出 调整；其二是该体系的效度评价问题，应建立类似美国伦理 教育评价体系，运用一定的工具进行定性与定量的分析，比 如 ESIT 。值得一提的是，“ JIT