加大工程技术人才培养改革力度

加大工程技术人才培养改革力度北京交通大学谈振辉（报告人：东南大学宋铁成）第三届全国高等学校电子信息类专业人才培养高峰论坛（2015年10月24日）1目录1，高等工程教育现状(4)2，辩证处理好几个关系(5)3，加大人才培养改革力度(5)21，高等工程教育现状1.1工程教育大国，不是工程教育强国1.2反思高等工程教育问题1.3经济发展为人才成长提供机遇1.4实施新的高等工程教育计划32013年普通高等教育分科招生人数工学：33.42%42009年普通高等教育分科招生人数0.08%5.88%3.87%3.57%19.24%0.52%10.21%31.39%1.81%6.22%17.21%哲学经济学法学教育学2，文学历史学4，理学1，工学农学医学3，管理学工学：31.39%5318.444.53%381.4333.42%54.0935.27%7.0537.73%050100150200250300350400专科AssociateDegree本科Bachelor硕士Master博士Doctor新生数NewEnrollments（万人）工科所占比例%Percent2013年高等工程教育新生层次结构工科：44.53%、33.42%、35.27%、37.73%61280.4931.41%1405.5226.45%155.323.97%24.6341.33%02004006008001000120014001600AssociateDegreeBachelorMasterDoctor在校生数StudentPopulation（万人）工科所占比例%Percent2009年高等工程教育在校生层次结构工科：31.41%、26.45%、23.97%、41.33%71.1工程教育大国，不是工程教育强国我国高等教育毛入学率逐年递增:2010年24.2％，2011年26.9％、2012年32％、2013年34.5％；2010年“中长期国家教育发展规划纲要”：到2020年高等教育毛入学率40％。本科规模相对稳定，专科规模有所增加。2013年普通高校毕业生699万人，居世界首位；我国大学生34%学工科，印度25％、日本20%、德国15％、英国7%、美国6％。瑞士洛桑世界经济论坛公布“2012-2013全球竞争力报告”，在“科学家和工程师的可用度”指标中，中国在2008年度参与55国家中位于48位，2013年排名第46位。结论：工程教育大国，不是工程教育强国81.2反思高等工程教育问题1，重规模，轻质量：理工科学校对工程科技人才培养定位含糊，特色不明。2，重知识传授，轻解决问题能力培养：包括教师、教材、实验和作业把工程问题当成“可以解决”的简单问题。造成学生不能发现问题、提出问题、简化问题并最终解决问题。3，重答案，轻过程：好奇心是创新的基础，有成就的科技工作者大多具有较强批判精神，敢于问“为什么”，并从中找到科学创新点。学生最初不会提问，然后害怕提问，最后变成没有问题可提。91.2反思高等工程教育问题4，重以教师为中心，轻以学生为中心：关注教师授课体系，轻视学生知识系统。教师灌输教学方式，学生死记硬背学习方式，无法掌握知识的内涵。教师提供“标准答案”，学生习惯于互相看答案。5，重科学论文，轻工程设计和实践教育：重书面成绩，缺工程实践。缺乏设计和工程实践环节，学生很少对实验产生深刻印象，更不用说影响学生兴趣和爱好。专业缺乏学科融合与交叉。与企业关系疏远；重理论轻实践,重课堂教学,忽视实践环节，注重传授知识，不重视能力或者轻视能力培养。101.3经济发展为人才成长提供机遇古今中外发展表明：工程科技人才成长的基本规律是：没有工程实践和需求提供的岗位，不可能产生有作为的工程科技人才。重大工程一定需要高水平工程科技人才，高水平工程科技人才一定源于重大工程。美国正是通过上世纪40年代曼哈顿原子弹工程、60年代阿波罗登月计划、90年代信息高速公路计划等重大工程培养和造就一大批工程科技人才，同时成为世界最强大国。我国三峡工程、载人航天、高速铁路等国家重大基础设施建设和技术装备制造需要高水平工程科技人才。高等教育培养出数量足够，能面向生产一线的优秀工程科技人才，这是中国高等工科院校不可推卸的历史责任。11目前，以“卓越工程师教育培养计划”为突破口，推进工程教育专业认证，加大工程教育教学改革，提高工程技术人才培养质量，从而带动高等教育质量整体提升。工程教育是为国家经济建设提供工程技术与企业管理人才的主要渠道，应该将工程教育置于优先发展的地位，以迎接未来经济和社会的挑战。人才培养类型开始多样化，科学研究型是人才，工程技术型也是人才。（不必全是“研究型大学”）1.4实施新的高等工程教育计划122，辩证处理好几个关系2.1规模与质量2.2科学与工程2.3以知识为导向和以能力为导向2.4以教师为中心和以学生为中心2.5工程技术人才多样性132.1规模与质量我国的工程教育规模居世界首位，提高工程教育质量是当务之急。关键是：有质量标准的质量，是对外开放的质量。工程教育具体需要：知识要求：包括工程知识；工程能力：包括问题分析、调查研究、设计开发、解决问题、现代工具应用；通用能力：包括个人与团队工作、与社会沟通交流、项目管理与财务；工程态度：包括环境与可持续发展、道德操守、终身学习。14工程的范畴大于科学应用，且往往早于科学而出现。例如：第一代蒸汽机出现时候，没有热力学；第一架飞机飞上天时候，没有空气动力学。但是，一直以来，工程人才的培养，就是先学自然科学知识，然后应用到工程科技上；工程具有为社会服务和创造财富的明确目标、社会责任和法律约束。工程成功除了需要科学与技术之外，还需要社会人文知识，依靠团队，必须与市场和社会密切配合。工程师既基于自然科学，又基于社会科学，还要基于所积累的实践经验；传统观念：“学好数理化，走遍天下都不怕”。实际情况：“学好数理化，不可能走遍天下”。（需要实际工程能力！）2.2科学与工程15钱学森的工程科学思想钱学森的工程科学思想主要成果为“工程控制论”。用科学的方法处理工程问题，十分重视自然科学的基础理论和工程实践的实际经验。科学包含自然科学和工程科学两个部分，前者是后者基础，而后者是科学与工程之间桥梁，两者既分工又相互依存。自然科学理论是发现，工程科学技术是发明。解决问题的思维方式上，工程师与科学家有相当大的差异。科学家在面对问题时要回答Yes或No，回答Why。工程师在面对工程问题时要回答Yes或No，回答How。162.3以知识为导向和以能力为导向“解决复杂工程问题”是国际工程教育发展的大趋势，也是合格工程师必须具备的能力。美国《2020的工程师：新世纪工程的愿景》：工程师应具备的关键特征包括，分析能力、实践能力、创造力、沟通能力、商务与管理能力、伦理道德和终身学习能力。标准中所提到的“复杂工程问题”必须具备下述特征：（1）必须运用深入的工程原理经过分析才可能得到解决；（2）需求涉及多方面的技术、工程和其它因素，并可能相互有一定冲突；（3）需要通过建立合适的抽象模型才能解决，在建模过程中需要体现出创造性；（4）不是仅靠常用方法就可以完全解决的；（5）问题中涉及的因素可能没有完全包含在专业标准和规范中；（6）问题相关各方利益不完全一致；（7）具有较高的综合性，包含多个相互关联的子问题。17突出提出、发现和解决问题能力训练问题是通向真理的门径：肯下死功夫的人不难找到，但真正有批判意识的人却不多。批判性思维离不开理论基础和学术积累，要在学习过程中，养成批判性思维能力；工程教育的改革应该从培养目标、培养内容、培养模式和培养标准等方面进行全新的注释和分类多元化的指导；更加突出能力的训练，特别是培养学生提出问题、发现问题和解决问题的能力训练；使学生增强实践性，强化工程实践训练和案例教学，恢复课程设计和毕业设计等好传统；毕业论文不是不可以写，重要的是能够研究和解决来自实际的问题。18“学问”是“学习”和“提出问题”爱因斯坦说：“想象力比知识重要”。提出问题比解决问题重要，有想象力的人才能提出问题，能够提出问题的人是善于思考的人，对权威的人和理论有怀疑精神。李政道寄语：“只学答，非学问；要创新，需学问，问愈透，创更新。”提出问题的经典例子：“苹果为什么会落在地上？”，“水壶蒸汽为什么把盖子顶翻？”……192.4以教师为中心和以学生为中心产出导向（OBE，OutcomeBasedEducation）：以培养目标与毕业要求引导教学活动，教师负有明确责任；从“以教师为中心，使学生知道了什么”，转变为“以学生为中心，让学生会用得怎样”；以学生为中心的人才培养目标，围绕学生培养，实现由投入导向，到课程导向，再到产出导向转变。师资与教育资源的配置原则：是否可以满足学生实现学习目标的要求？是对全体学生效果的评价，不是个别学生。20专业技术型人才（仿苏）=理论学习+技术实践，培养能解决工程问题的工程技术人才;研究导向型人才（仿美）=理论学习+发展新技术，主要培养能发表科研成果的工程科学人才;技术交叉型人才=理论学习+技术实践+多种主要知识，主要实现应用技术集成创新;新产品开发型人才=理论学习+技术实践+创新设计;工程管理与经营型人才=理论学习+技术实践+创业与市场经营能力。2.5工程技术人才多样性21明确人才培养特色和定位学校培养人才应该结合社会需求，明确各自的特色定位，注意工程教育“科学化”倾向，注意并非所有工科毕业生都做科学研究；学校应多层次多模式，而不是趋同化。关键在于根据自身条件和历史沿革特点，定位准确，实事求是，不搞攀比，努力办出自己的特色，创出“名牌”学科，适应工程需求；工程技术人才培养应该分层次，社会既需要能攻克高精尖技术难点的研发人才，又需要擅长各类实际操作的开发人才。223.加大人才培养改革力度3.1改革工程教育培养模式3.2改革高等工程课程体系3.3改革工程教学教师队伍建设3.4改革工程教学模式3.5校企共建工程实践教育中心233.1改革工程教育培养模式特色学院（班）：竺可桢学院，吴健雄学院，周培源力学班，李四光地质班，钱学森系统工程班，范长江新闻班，陈省身数学班……教学方式：基于问题的教学、基于案例的教学、基于项目的教学等模式；教学管理：基于ISO标准的教学质量保障体系；瑞典皇家工学院创建的CDIO模式：即Conceive(构思)、Design(设计)、Implement(实现)、Operate(运作)。24茅以升工程教育思想“先习而后学，边习边学”、“科研、教学和生产相结合”、“专精广博，理论联系实际”等观点；先知其然，然后知其所以然；培养兴趣，感性入手激发学生主动性和学习愿望；结合工程背景，完整充分掌握理论。不仅进实验室，而且要到现场实践，透彻巩固专业基础，有利于创造力培养；启发式教育法，提出立志励学,注重科学、艺术和哲学等知识；培养工程师的三个切入点，即兴趣、实践能力和人格素养，其中实践能力的培养需要观察、分析进而归纳，循序渐进；“小桥工程”。25麻省理工学院（MIT）凭借其科研优势,利用课余及假期加强学生的工程实际训练，实施以下三个计划：1、本科研究导向计划（UROP），在教授指导下做研究实验，吸收65％本科生；2、本科实践导向计划（UPOP），与企业结合，组织学生参与某项设计或工程实践，25％本科生参加；3、技术创业计划，少数优秀学生参与，探索创新，允许办公司实施。课外实践不影响课程学习，自愿参加，四年累计总课时相当于全部课时1／3左右；全校2000多门课程在网上公开，为学生创造灵活自由主动学习环境，充分调动学生参加工程实践、主动学习积极性。26斯坦福大学与硅谷园区和产业界紧密互动,在产学研结合中培养人才：聘请行业专家为兼职教师；把行业最新鲜，最有用的知识带进校园；把学生输送到企业直接培养；与企业共建研发中心；推动“真刀真枪”毕业设计；合作学习（CooperativeLearning）小组工作：结合某个实际项目或实验，把学生组织在若干小组内，几个学科的教师联合指导，让学生自己合作去完成该项目，从中学习相关知识和培养学生的综合能力；让学生