论工程教育的科学发展观

论工程教育的科学发展观

中国工程人才的匮乏2010年10月，联合国教育、科学和技术部（undco）发布了关于发展的380页的工程报告。工程人才的缺口是全球性的。全球最大的人力资源公司Manpower于2010年发表人力资源调查报告,指出全球面临“技工荒”中国工程人才的短缺也十分严重。长三角和▲表示招聘技工不在十大困难(见表2)之列。珠三角地区熟练工人和高级技工从2010年开始出现大面积短缺。随着大批外资企业外迁、农民工返回家乡以后,大多数人再也没有回来。经济的复苏带来生产活动的增长,企业需要的工人和技工越来越多,但是招聘非常困难,许多企业要到西部地区用优厚条件去请工人,薪金和福利甚至高过一些应届大学毕业生的待遇。更为严重的缺口是工程技术人员。由于产业转型升级,要从“中国制造”转变到“中国创造”,从OEM(原始设备制造商)到ODM(原始设计制造商),许多企业需要研发和设计工程师,使产品更新换代。而每年大量的大学毕业生难以挑起这样的重担。已在岗位的5000多万工程技术人员中,从事研发工作的约3%,其中只有0.25%从事原创性的研发工作世界最大规模数据的确定2010年诺贝尔经济学奖授予了两位美国和一位塞浦路斯的经济学教授联合国教科文组织在1972年发布了一个名为“学习做人”的长达300多页的报告世界著名的战略咨询公司McKinsey在一份基于83个跨国公司人力资源部调查报告中给出的统计数据表明,跨国公司所需的人才和具有相应大学文凭的求职者之间具有巨大差距自从2009年以来,中国唯一一家专事教育数据采集和分析的机构麦可思教育咨询公司每年发布中国大学生就业蓝皮书大学文化中的“顾客至上”美国国家工程院前院长WilliamA.Wulf博士指出,“我们社会依赖于工程师们创造的技术。工程和技术发展极其迅速,我认为工程教育必须以更快的速度改变才能保障我们生活的质量。”工程教育改革势在必行,从事工程教育的人们没有退路和别的选择。即使没有当前人才危机这样的压力,工程教育系统如果要维持它的生命力、发展力并达到它的目标,也必须保持持续改进的理念和实践。因此,改革不是一时的运动,而是一种常态。只有不断地改进,系统才能生存和发展。相比起社会其他方面的进步和改变而言,教育的改变是极其缓慢的!这方面,教育要向产业学习。一百年来,在市场需求的驱动下,在科学技术发展的引领和支持下,产业发生了翻天覆地的变化。落后于社会需要的产业不断被淘汰,新型产业则层出不穷。这种改变常常是革命性的、颠覆性的!尽管每一次革命性改变都会伤及一部分产业和既得利益者的利益,甚至危及其生存。但市场的选择则义无返顾地全力支持和推进这样的改革。“沉舟侧畔千帆过,病树前头万木春”!这样的持续改革从来没有间断过。正是它推动了社会经济的发展、人类生活方式的改变,影响着人类文明的进程。许多人,包括一些高层的领导,误认为产业的目标和功能与大学不一样,所以不应当有相同的文化。这是一种认识误区。任何社会组织,都有其特殊性,也有其共性。产业和教育亦然。产业在社会的分工和功能上与大学不同,所以它的目标和定位肯定与大学不同。但是作为社会组织,它们又有共同点,因为它们都要面对各自的市场,组织行为是受市场驱动、检验和限制的。从组织行为学的角度看,任何一个社会组织在责任(Commitment)、能力(Ability)、流程(Pro-cess)、监测(Measurement)、认证(Validate)5个基本方面都要遵循共同的原则,这就是组织行为的元模型。作为一种类比,大学是为社会提供人才产品和教育服务的组织机构,在一定意义上和为社会提供产品及服务的制造企业有相同之处,只是前者一般为非营利机构,而后者是营利组织。因此,大学与产业的文化和管理应当有许多共通之处。例如,产业文化的核心是顾客至上,要为社会和顾客提供完整的产品与服务;大学当然也要明确自己的顾客是谁,否则如何提供教育服务给顾客?!但是,中国的大学对于自己的顾客的观念非常模糊。不知道自己的顾客是谁。学生和家长花了时间和学费来购买大学的教育服务,应当是大学的直接顾客。但是在大学文化中并没有把这些顾客放在“上帝”的位置。学生在大学中处于缺乏自主和尊严、只有服从和被动接受的地位;他们的培养和求职需求没有真正成为学校最重要的使命并体现在学校的所有活动中。企业是大学工科毕业生的用人单位。从社会人才供应链的角度看,大学应当为企业服务,为它们提供合乎需要的毕业生。但是,多数大学和企业很少往来,在大学培养目标的确定和培养过程中鲜于倾听产业的声音,只是一相情愿地大量培养“人才”。这样的情况,在市场经济下的产业界是不可想象的。以跨国公司为代表的产业界千方百计地倾听、研究、满足、引领顾客的需求,为他们提供长期、完整甚至终身的产品服务。没有一个企业能像大学这样长期忽视自己的顾客而在市场上得以生存。所以,学校要学习产业文化中的“顾客至上”的特征。产业文化的另一个特征是不断创新和持续改进。这是产业不断发展并推动社会前进的动力。教育从本质上来说应当是最具创新性的事业,但是长期的因循守旧使它停滞不前或改变极其缓慢。可以看看教育的机制、目标、方法、内容一百年来、几十年来有多少向好的方向的改变!我们看到一百年前的大学课堂和实验室的照片,除了师生的衣着与今天不同,其他都不陌生。而百年前工科大学学生在工厂拆装机器和设计制造的场景在今天的许多工科大学中几乎看不到了。学校的改革常常是一场运动,是迫于社会舆论和发展的压力,但从来没有作为一种常态持续地、不间断地改进过——像产业对待自己的产品和服务那样。除了在产品问世前企业要在生产线上设立大量观测点检测控制零部件和整机的质量已达到设计要求(采用的技术叫做统计过程控制SPC)外,产品出售后产业还要不断地跟踪、调查、分析、研究自己的产品在市场的表现、与竞争者的差距、顾客的满意度,找出问题及时解决,以期不断改进产品和服务。“没有最好,只有更好”真切地反映了产业这一持续改进的文化特征。产业界在这些活动中都是基于证据的,用数据说话。而中国大学很少全面系统地跟踪自己的产品——毕业生,极其缺乏有关毕业生和校友就业从业的准确数据,不了解自己产品在市场上的表现和问题,即使了解一些也没有及时改变以期解决,长此以往,问题越来越多,最后积重难返。这对一个制造企业来说是不可想象的濒临倒闭的境地。产业文化崇尚团队合作和有效沟通。产业以市场和顾客的需求为己任,面对问题的解决,而不是强调个人的专业和专长。工程实际问题大都是综合的,综合问题的解决必须依靠跨学科跨专业甚至跨行业的团队合作。而教育的文化则强调单打独斗,一个人,一门课,听讲、作业、实验、考试,从小学直到大学,在教学过程中学生很少有机会训练团队合作能力;教师也以单干为主,没有为学生树立团队合作的榜样。因此,中国的大学毕业生缺乏团队合作能力,也缺乏沟通能力,这两项能力被企业认为是大学毕业生能力中和产业需要相比最差的方面。当然,其根本原因是大学文化缺乏这一元素,所以大学也应学习产业文化的这一特征,以改造校园文化。产业文化中还有许多其他值得大学学习和借鉴的特征。例如工商企业的管理,在人力资源、奖惩制度、工作规章制度、工作效率和绩效等方面,都值得大学借鉴。工程教育是为产业培养人才的事业,必须把产业文化环境特征引入学校作为工程教育的环境特征,才能使学生在校期间受到产业文化的熏陶,在步入工程职场时对此不感陌生;才能使学校的管理更现代化,使学校工作更有效率和实效,更能满足社会、产业及学生的需要。反思和把握中国工程教育的科学发展观中国的工程教育有全球最大的规模,有最大的优秀生源,有最大的工程人才就业市场,这是中国工程教育的优势。同时,中国人很聪明,据美国工程院DavidWisler院士的数据,中国具有最高智商的人数为25%以上,多于美国全国人口。但是,中国产业中创新型和创业型工程人才的比例很低,企业中有原始独立创新品牌的比例很低,这说明我们的工程教育的质量存在问题,没有充分发掘优质生源中的创新潜力,使得这一宝贵资源白白浪费。目前,从中央到百姓,从教育部到大学,全国兴起轰轰烈烈的工程教育改革呼声和浪潮。巨大的资金流向教育改革各个方面。这样一片大好形势,显示了人们理念的变化。但是,要吸取中国历来大轰大嗡的教育改革运动的教训,不能只停留在改革的理念上、口号上,而要落实在科学研究上、深入实践上,否则就会变成走过场,就会昙花一现,最后回到老路,改革不了了之,就像上世纪五、六十年代掀起的半工半读学校运动一样,一夜之间几百所学校揭竿而起,甚至中国第一工科大学清华也办起了半工半读班。可是,转瞬之间,轰轰烈烈的半工半读运动烟消云散,成为了历史。而恰好成立于1957年的加拿大滑铁卢大学所采用的产学合作教育模式(Co-OpEducation),就类似于中国的半工半读机制,该校对此坚持了50多年,不断发现问题、研究问题、持续改进,现在一跃为世界大学排行榜前一百名,并连续15年被评为加拿大最有创新和最优秀的大学。这一典型彻底打破了“理论联系实际”的半工半读学校办不出高水平大学的论点。如果仔细研究两者的不同经验和不同结果,发现关键就在于是否具有“科学发展观”!那什么是工程教育的科学发展观呢?这是很大的命题,本文不准备全面探讨。但我认为,以下几点是应当包括在其中的。1.银行投资额和工资美国著名杂志“商务周刊”(BusinessWeek)去年一篇文章讨论了美国大学教育的投资回报(ROI,ReturnonInvestment)所大学的投资回报数据。以麻省理工学院(MIT)为例。学生在MIT的本科学习期间学费和生活费平均为189300美元,扣除这一成本后,从MIT毕业后就业30年内的薪酬比高中毕业生直接就业的要多1688000美元。图2给出了大类的统计数据。常青藤学校毕业生30年平均比高中毕业生多挣1400000美元,非常青藤大学为384400美元,其中公立学校为322500美元,私立大学为559200美元。作为投资回报,该文也将上大学的回报与股票、政府债券、黄金交易的回报率相比较,平均为9%,仅低于股票投资。考虑上学的风险比炒股票要小得多,不能只看回报率一项,因此上大学是很好的投资项目。虽然学校的好坏不能只用毕业生工资多少来衡量,但工资无疑是重要的指标之一。这篇文章给我们两点启示:①要用数据说话。科学的说法是要基于证据(Evident-based)。要说服学生和家长上好大学(常青藤大学)、上私立大学,即使多花很多学费也值得,这些数据是最有说服力的。所以美国的大学会把这样的数据写在招生简章或其他宣传品里;中国社会比较重牌子、重面子,缺乏重数据的定量说明问题的传统,因此很多事情似是而非,容易“瞎折腾、瞎指挥”。更严重的是,许多单位和个人大规模造假,没有数据造数据、编数据、凑数据,以此自欺欺人。这可以蒙混一时,但不能长久。在错误数据误导下,做事效果越来越差,最后会弄得不可收拾,全面崩溃了事。②要做到基于证据,平时必须下大力气积累证据。这在产业界、科学界是不言而喻的必要工作,而教育界对此就比较忽视。美国的大学有毕业生当年就业平均薪资数,有3年、5年、10年甚至30年的数据,而中国的大学校长对自己学校的院士数、教授数、重点学科数、重点实验室数、科研经费数可能倒背如流,但很少说得出自己的毕业生当年的平均薪资是多少。这就如同一个大企业的总经理对自己公司的设备数量、高级工程师数量、厂房面积、流动资金了如指掌,但不知道自己的产品在市场上卖多少钱、受顾客欢迎的程度,这样的企业能在强手如林的市场上存活吗?邓小平在改革初期有一句名言叫“摸着石头过河”。改革是新事务,没有经验,但是只要有科学态度和方法,就不怕。“摸着石头过河”就是“重证据”。你摸到了石头,知道不会一脚踏空,你一步步地踩实过河就没有大风险,石头就是支撑过河的证据。而中国的大学,缺乏各种基本的数据,特别是毕业生和校友的数据、职场的需求数据、产业发展的数据等等,而又要做出各种决策,只能凭想当然,这好比不摸石头就过河,或没摸着石头就过河,所以出现各种问题、特别是培养人才与社会和产业需求严重脱节的问题,就不奇怪了。2.推进“合作教育”模式、“做”和国际化工程教育和高等教育是大系统,是复杂系统。要研究解决他们的问题,一定要用系统论的思想和方法。系统论认为,整体性、关联性、等级结构性、动态平衡性、时序性等是所有系统的共同的基本特征。这些,既是系统论的基本思想,也是系统方法的基本原则。因此,要遵循这些观点和原则来研究解决工程教育系统的问题。例如,系统的整体性要求整体地观察、研究、分析和解决工程教育的问题,而不能支离破碎地、只见树木不见森林地对待。有些从事教育学研究的人们往往会就教学过程的师生关系和教与学的关系进行微观的研究和深入探讨,这是必要的和重要的;但从整体上把握工程教育的问题更为重要,否则不能从根本上解决问题。另外,关联性也非常重要。不能孤立地看待工程教育,它与基础教育、社会家庭教育、社会政治经济及产业的发展和需求都是紧密相关联的。文中采用闭环反馈控制系统模型来描述工程教育机构在工程教育系统中的定位和功能、它与社会和产业的关联,就是要把工程教育机构放在社会大环境下考量,使工程教育回归原点。再如系统的等级结构性,对于工程教育这样的复杂系统来说,是至关重要的。不将复杂系统的等级结构分析清楚,分不清主次和从属关系,最终会导致“眉毛胡子一把抓”,会“捡了芝麻丢了西瓜”,使改革陷于混乱,迷失方向,功亏一篑。在当前工程教育改革大潮下,各种出自官方的或民间的、国外的或国内的思想、理念、模式、方法都活跃在舞台上,如果不能分清它们各自的定位、功能、作用和互相之间的关联,会使人眼花缭乱、无所适从。例如许多人会困惑于“CDIO工程教育模式”与“卓越工程师计划”的关系,它们虽都是教育部主管部门主导和推动的工程教育改革项目,但不知道它们之间应当是什么关系。在大量分析研究了工程教育的问题和与产业需求间的差距后,笔者提出了五层工程教育改革模型(如图3所示)旨在澄清工程教育改革的等级结构,表明各个等级之间的的关系图1中的第一层是教育的目标,由联合国教科文组织上世纪90年代提出,也就是“四个支柱”的理论第二层是工程教育的目标,这里推荐的是比利时GroupT鲁汶工程大学校长提出的5E工程教育目标为了达到这两个目标,笔者提出了“产学合作、‘做中学’和国际化”三大改革战略模型的第四层是“三大战略”在操作层面的具体模式。“产学合作”战略的实施模式有很多,最为系统和全面的当属“合作教育”模式(Co-OpEducation)模型的第五层是“学生为中心-教师为指导、利用先进信息通讯技术(ICT)、基于项目的主动学习”模式。这一层主要是在学习过程中要充分利用学生的求知欲、好奇心、学习兴趣和激情,寓教于乐,“玩中学”,“做中学”,使学生真正成为学习的主人,教师在这一过程中只能是学生的导师,而不是“满堂灌”的教书匠。如果没有学生主动学习的要求和积极性,再好的教育资源也都无法产生效果。学生基于项目和团队合作的主动学习,要有先进ICT工具的支持。在学习过程的管理、项目管理、学生工作评价、团队管理、学生获取知识资源、学生间互动、师生互动等方面都要应用ICT工具,否则无法实现随时、随地、跨学科、跨学校、跨国界、跨年龄的基于项目的主动学习活动。这个五层模型,将工程教育的培养目标、实施战略、操作模式、学习过程的等级关系解释清楚,并讲清了它们互相之间的从属关系。曾经有人问,“三大战略”和“四个支柱”是什么关系?从这个模型可以清楚地看出,“四个支柱”是工程教育的目标,而“三大战略”是达到这样目标的手段。也曾有人指出,“三大战略”中没有提到人才培养的人文素质是缺憾,从模型中也可以回答这样的疑问:人文素质属于培养目标范畴,应当包含在“四个支柱”和“5E”之中。而不应包括在“三大战略”之中。CDIO模式是“做中学”战略的具体化模式,但它要与“产学合作”、“国际化”战略共同实施。CDIO国际组织中也有学者提出要将国际化作为第13个标准列入CDIO模式,遭到多数人的否决。从上述模型来看,“国际化”和“产学合作”是和CDIO的父辈节点“做中学”同级的,所以把它们作为CDIO的标准之一是不当的,混淆了等级关系。如前所述,“产学合作”和“国际化”也有具体的模式,是和CDIO模式同等级别的。中国的学校在实施CDIO模式时,根据本地化的需要,在提法上做了一些改变。例如汕头大学的提法为EIP-CDIO。EIP是道德、诚信、专业素养三个英文单词的缩写。这在上述模型中应当是包括在教育目标的头两层。但是,为了面对中国工程教育中人文素质非常薄弱的现状,汕头大学强调这三方面的素质,把它们从教育目标中突出出来,和CDIO一起实施,作为模式的名称这是正确的。当然,这并不是说在培养目标的其他方面就可以忽视。实际上,汕头大学在实施EIP-CDIO模式中,是按照CDIO的流程标准根据职场要求全面培养学生的能力、素质、知识和技能的,并没有对CDIO的原则和标准做任何修改。又如,大连东软信息学院提出TOPCARES-CDIO模式。TOPCARES是他们建立的8项基本能力素质和知识的英文单词缩写,并把这8项细分到第三级(CDIO国际组织样板细分到第五级),成为一百多项能力素质,然后按照CDIO流程逐一落实。所以他们的模式也只是根据学校的定位精简了能力大纲,而没有改变CDIO模式本身。许多研究实施CDIO模式的人对于它与“卓越工程师教育培养计划”(后称“卓越计划”)的关系感到困惑。教育部主导提出的“计划”明确将工程教育培养目标锁定为“工程师”,是非常正确的,是对长期模糊不清的工程教育目标的澄清,回到了工程教育的原点。当然,正确定义“卓越工程师”是另外一个更重要的工作,要根据职场的需求、特别是工程人才的国际标准来定义“卓越工程师”。在上述模型中,5E培养目标实际上较好地全面定义了合乎产业发展需要的工程师。从名称上来看,“卓越计划”也是目标导向的工程教育模式,但和5E目标导向的工程教育模式相比,缺乏具体内容和细节。根据目前发表的有关“卓越计划”的指导性文件看,教育部拟采取五方面措施3.工程教育的实践基础科学发展观的另一个重要方面是科学的认识论。研究工程教育要从实际出发、要从事务的原点出发、要以实践为基础。在学习、分析、研究中,还要处理好以下几方面的关系。(1)cdio模式适用对象的共性事物都包含共性和个性,教育也如是。所有教育,无论是基础教育、专业教育、学历教育、非学历教育、中国的教育、外国的教育等等,都有它们作为教育的共同属性。当然,不同层次、不同专业、不同国家的教育,也有它们的个性。在实践中,很多人认不清这样的关系,分不清共性和个性的区别和联系,常常混淆两者,特别是只强调自己的个性,看不到个性中所包含的共性,或者错把个性当成共性。有人说,“求职导向”是职业教育的个性,不是其他专业教育(本科、研究生)的共性,这是认识错误。从专业教育的社会分工和职能来看,就是为产业培养人才、满足学生未来职业生涯的需求,当然应当是“求职导向”的教育了。而“职业教育”和其他专业教育的个性表现在它们培养的学生毕业后在职场的定位不同,因而教学目标不同、教学内容不同。因为个性包含共性,才需要学习借鉴别人的经验;因为具有共性,才需要学习理论。CDIO模式不仅适用于外国工程教育,也适用于中国工程教育,是因为中外工程教育具有共性;它不仅可用于本科、也可应用于职业教育,也是因为它们具有共性。但CDIO模式在各个学校的实施都会有其个性,所以实施的结果应当是百花齐放的。(2)科学的实践都是错误的针对事物的共性研究得出的理论具有普适性,从个性的案例和经验中抽象出来的原则和模式也具有普适性。那种借口特殊性否认和排斥理论与原则普适性的观念和实践都是错误的,因为没有科学理论和原则指导的实践就会变成盲目的实践,就会导致失败;另一方面,只停留在普适性理论和原则上,而没有创新的实践将理论和原则付诸实现,理论就会变成空洞的、无用的理论。前述模型中的“5E”、“三大战略”、“CDIO”都是针对工程和技术教育共性问题的研究成果,也得到大量个性案例的支持、修正、迭代和发展,因而是普适性的。(3)主要矛盾和次要矛盾复杂的工程教育包含大量的矛盾:专业教育和素质教育、理论学习和工程实践、教与学、教师和学生、管理者与教师、校方与学生、知识本位和能力本位、有限课时资源与学生的自由时间、教学与科研、学校与产业、学生为中心与教师为主导等等。需要在众多纷杂的矛盾中分清主要矛盾、次要矛盾,在矛盾中分清主要方面和次要方面。这不是一劳永逸的工作,因为主要矛盾和次要矛盾会随时间空间环境的改变而改变,矛盾的主、次要方面也会互相转化