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我们需要什么样的工程教育

2018-09-30 03:02 来源:光明网-《光明日报》 

演讲人:邱勇 演讲地点:清华大学 演讲时间:2018年9月24日

  工程推动社会进步,工程教育增进人类福祉

  工程的历史是一部人类文明进化史。工程是人类生产生活的伟大创造,为人类的生存与发展奠定了坚实的基础,为人类文明的存续与繁荣创造了广阔的空间。工程也是人类探索世界的伟大实践,工程与科学技术的结合为文明的进步提供了不竭动力源泉。无论是埃及金字塔、古希腊帕提农神庙、古罗马斗兽场、印第安人神庙、柬埔寨吴哥窟、印度泰姬陵等古代建筑奇迹,还是中国的万里长城、京杭大运河、都江堰、郑国渠等重大工程,都因为造福人类社会发展而被载入人类文明史册。

我们需要什么样的工程教育

  邱勇 1964年出生,博士,教授,中国科学院院士。第十三届全国人大常务委员会委员,第十三届全国人大教育科学文化卫生委员会副主任委员,第十三届全国人大代表。1983年9月考入清华大学化学与化学工程系,1994年7月博士毕业留校工作。2003年获国家杰出青年科学基金资助,2006年入选教育部“长江学者奖励计划”特聘教授,2007年获全国模范教师称号,获2011年度国家技术发明一等奖。2013年当选为中国科学院院士。2015年3月任清华大学校长。长期致力于有机光电材料与器件研究,研究重点包括有机半导体材料、有机电子学基础理论、有机发光显示材料和器件。发表SCI论文290余篇,申请国内外专利530余项。

  工程师是工程技术创新的核心力量。著名的航天工程学家冯·卡门曾说“A Scientist discovers that which exists, an Engineer creates that which never was。(科学家发现已有的世界,工程师创造从未有过的世界。)”工程师以无与伦比的创造力,设计和完成了各种卓越工程,解决了社会发展中遇到的突出问题,创造了更好的生活环境,提高了人类的生活质量,为增进全人类的福祉发挥了不可替代的作用。一项伟大的工程往往不仅影响人类生活,甚至影响到人类历史进程。

  地球上的工程都是人类建造的。工程教育承担着培养工程人才的使命。历史上,学校形态的工程教育开始于18世纪初。1702年德国在弗莱贝格成立了采矿与冶金学院,1747年法国建立了路桥学校。1794年巴黎综合理工大学的建立,开创了基础科学和工程技术结合的理工学院模式。虽然路径不同,大部分工业化国家都在19世纪末建立起了工程教育体系。1889年技术教育法案颁布后,英国大学从传统的文理为主的教育扩展到工程技术教育。19世纪德国的很多工业学校升格为工科大学。1826年俄罗斯成立莫斯科技工学校,逐渐形成了生产技术与实践教学紧密结合的工程师培养模式。美国工程教育在起步阶段深受法国和英国的影响,1819年建立的西点军校、1823年创立的伦斯勒理工学院和1828年设立的俄亥俄州机械学院是美国的第一批技术学院。二战前美国基本形成了本国特色的工程教育体系。工程教育的发展为世界各国培养了大批高水平、专业化的工程技术人才,显著促进了各国工业化进程。

  中国古代的工程教育在长期发展中形成了师徒相授的传统。中国近代工程教育肇始于19世纪60年代的洋务运动。“西学东渐”为中国带来了近代工程学知识与工程技术,促进了包括工业专门学校在内的各种西式学堂的兴建。晚清留美幼童中产生了中国第一批近代工程师。1912年,中国共有专门学校111所,其中工业专门学校10所。第一批近代工程师和西式学堂培养的工程人才在推进中国工程建设中起到了举足轻重的作用。1949年之后,中国工程教育快速发展,逐步建立了完备的工程教育体系,教育层次结构逐步趋于合理,教育水平显著提升,走出了一条符合中国国情的工程教育发展道路,取得了举世瞩目的成就。

  2018年是中国改革开放40周年。40年来,中国的工程建设取得了巨大的成就。南水北调工程成效显著,天宫二号空间实验室发射升空,世界上最大的射电望远镜FAST投入运行,C919大型客机圆满首飞,世界最长的跨海大桥港珠澳大桥主体工程全线贯通,复兴号高速列车领跑世界速度,首艘国产航母顺利海试。一系列的重大工程为中国的现代化建设提供了强有力的可靠支撑。

我们需要什么样的工程教育

我国的都江堰水利工程(2015年9月28日摄)。新华社发

  截至2017年,中国各类高等教育在校总规模达3779万人,高等教育毛入学率达45.7%。全国共有普通高等学校2631所。今天的中国已成为工程教育大国,工科学生占普通高等教育在校生总数的比例超过30%。中国工程教育为国家培养了大批优秀的创新人才,对中国的现代化建设发挥了重要的推动作用。中国国家主席习近平在2014年国际工程科技大会上的主旨演讲中强调,“中国拥有4200多万人的工程科技人才队伍,这是中国开创未来最可宝贵的资源。”

  清华大学长期致力于卓越工程教育。一所好的学校往往因为她拥有的大师和培养的优秀人才而受到世人的尊敬。清华大学在工程领域拥有一批学术大师,为国家和社会培养了一大批杰出的工程科技人才。

  清华的工程教育历史悠久。1909年至1929年,清华赴美留学的1290人中,有404人学习工程,建筑学家梁思成、化工专家侯德榜就是其中的杰出代表。1932年,清华大学正式成立工学院,设立了土木工程、机械工程和电机工程三个系,由施嘉炀、庄前鼎、顾毓琇三位麻省理工学院(MIT)毕业生分别担任系主任。20世纪五十年代,清华大学转变为一所多科性工业大学,创办了一批新技术专业,倡导“又红又专,全面发展”的教育理念,开创“真刀真枪做毕业设计”的实践教学模式,被誉为“红色工程师的摇篮”。从设计密云水库到研制出中国首台数控机床,从参与“两弹一星”研制到建成屏蔽试验原子反应堆,清华培养了一批又一批杰出的工程科技人才,为国家工业化建设作出了重要贡献。

  改革开放以来,清华逐步完成了由多科性工业大学向综合性研究型大学的转变。与此同时,清华的工科科研实力不断增强,人才培养水平不断提升,取得5兆瓦低温核供热试验堆、高温气冷堆核电站示范工程、辐射成像检测技术、国家应急平台体系关键技术、大跨建筑钢-混凝土组合结构新技术、大型结构与土体接触面力学试验系统研制及应用、600兆瓦超临界循环流化床锅炉技术等一系列重大工程技术成果。重大工程技术成果代表了一个学校的工科水平,但我们更看重一大批年轻人在参与这些重大工程项目的过程中得到了充分的训练和培养。

  工程教育面临新的转折,机遇与挑战并存

  进入21世纪以来,全球科技创新空前活跃,新一轮科技革命和产业变革正在重构全球创新版图、重塑全球经济结构。信息、生命、制造、能源、空间、海洋等领域的原创突破为前沿技术、颠覆性技术提供了更多创新源泉。学科之间、科学和技术之间、自然科学和人文社会科学之间日益呈现交叉融合的趋势。迅速变化的世界为工程与工程教育的发展提供了难得的发展机遇,同时也提出了更多、更大的挑战。我们需要认真思考工程的未来,我们更需要思考工程教育的未来,因为这关乎人类的未来。

我们需要什么样的工程教育 

埃及开罗吉萨金字塔群(2013年12月14日摄)。新华社发

  当前,工程教育存在弱化的趋势。在全球范围内,工程教育不同程度存在着以理科教育的方式培养工程师的现象。工科教师工程背景缺乏,工科学生的实践动手能力不高,行业企业对人才培养过程参与不够等问题广泛存在。此外,随着技术进步的加速,工程师的专业技能需要不断更新,然而由于成本和机会等原因,很多工程师难以得到充分的继续教育,工程师的终身学习面临巨大挑战。在很多发达国家和发展中国家,工程师的经济收入与商业、管理、法律等职业相比差距越来越大。工程师这一职业对青年人的吸引力持续减弱。优秀青年对工科专业的兴趣降低甚至出现“逃离工科”的现象。这些问题不是一所学校的问题,也不是一个国家的问题,而是我们全体工程教育界共同面临的问题。

  当前,工程创新人才严重缺乏。全球科技进步日新月异,新发现、新技术、新产品、新材料更新换代周期越来越短。创新型人才的缺乏已经成为工程科技领域十分突出的问题。同时,在全球化深入发展的背景下,越来越复杂的现代工程经常需要跨学科、跨领域、跨文化的解决方案,这对工程师的专业技能、胜任素质和创新能力提出了更高的要求。

  当前,工程教育资源分布存在不均衡的现象。很多发展中国家和地区,迫切需要以工程支撑可持续发展,但是大量的工程技术、经济资源、人力资源和信息资源集中在发达国家。发展中国家工程科技人力资源严重匮乏。联合国教科文组织在2010年的报告中指出,“在发达国家,每万人中有20-50个科学家和工程师;而发展中国家平均每万人中仅有5名工程师和科学家。”在一些发展中国家和地区,工科院校数量相对较少,工程教育的投入严重不足,师资、课程、实验设施极度匮乏。工程教育资源越缺乏,越是难以培养出充足、合格的工程师,通过工程科技来推动发展的目标就愈加难以实现。

  工程教育还存在其他许多问题,比如,在工程职业中女性参与机会较少。在一些国家和地区,工程领域仍然存在着性别歧视,学习工科和从事工程职业的女性比例远远低于其所占人口比例。

我们需要什么样的工程教育

建设中的港珠澳大桥(2017年5月12日摄)。新华社发

  为了面对这些挑战,国际工程教育界一直在思考并积极采取相应措施。麻省理工学院在2017年8月启动了“新工程教育转型”(New Engineering Education Transformation)计划,面向未来新机器和新工程体系,开设以项目为中心的跨学科专业,强调学生思维方式和综合能力的培养。面对工程教育的变革发展,2017年全球工学院院长理事会(GEDC)强调工程教育的适应性、多样性和对学生创新意识和社会责任的培养。截至2017年,美国有40多所大学开展了工程卓越人才培养新战略——大挑战学者计划(Grand Challenge Scholar Program),提出了“延续地球上的生命,让我们的世界更加可持续、安全、健康和快乐”的愿景,致力于培养学生跨文化、跨学科的创新能力。2016年6月6日,清华大学与中国工程院共同设立了联合国教科文组织国际工程教育中心,该中心旨在打造一个高水平的人才培养基地、智库型的研究咨询中心和国际化的交流平台,推动建立以平等、包容、发展、共赢为基础的全球工程教育共同体。

  为了进一步深入思考和应对工程和工程教育的挑战,清华大学、中国工程院和联合国教科文组织联合发起国际工程教育论坛,邀请全球工程教育界和产业界的重量级代表共聚一堂,深入探讨新的工程教育理念,谋划工程教育的未来。我相信通过大家的共同努力,工程教育的声音一定会在世界范围内更加响亮,工程教育发展的目标一定会变得更加清晰,我们致力于培养卓越工程人才的行动方案一定会变得更加协调一致。

我们需要什么样的工程教育

工程师在国产C919飞机铁鸟试验台内进行研发试验(2016年2月29日摄)。新华社发

  面向未来的工程教育要服务于构建人类更美好的家园

  工程之本,唯在得人。高质量的工程教育是提升工程建设水平的重要基础。工程教育的历史是一部分化史,更是一部融合史。工科不同学科之间、工科与其他学科之间、工程教育与产业界之间的融合发展已经成为新的发展趋势,21世纪的工程教育正在向跨学科交叉、跨领域、跨国家、跨文化合作转变。未来的工程教育要超越“工程”本身。我们要致力于培养具有全面素质的工程人才。未来的工程教育要着力推动工程知识、工程技术、工程人才的交流,推动社会各界之间、不同地区之间的合作交流。

  工程教育要更加强化责任意识的教育。现代工程越来越深刻地影响和改变了我们所生活的世界,工程师所肩负的社会责任越来越大。随着工程科技和工程应用的发展,环境污染、生态破坏、能源危机、网络安全、生物工程等问题日益突出,工程活动越来越密切地关系到各种伦理、道德和价值问题。工程师不应该仅仅关注技术,还应该学会关注人、关注社会、关注自然。我们要培养有强烈社会责任感的工程师,有高尚道德的工程师,有灵魂的工程师。因此,工程教育必须更加重视培养学生的社会责任感。大学应当强化对学生的价值塑造,加强工程伦理教育,在启发学生认识到工程能造福人类的同时,也要引导学生思考工程可能带来的不利后果,培养学生具备健全人格、宽厚基础和社会责任感,为他们未来的工程师职业生涯奠定坚实的基础。

  工程教育要更加强化创新能力培养。工程不是单一学科知识的运用,而是复杂而综合的实践过程。21世纪是一个创新的时代,工程对创新的需要比以往任何时候都更为迫切。工程师不仅要具备纵观全局的能力,能够与不同学科的人并肩合作,更需要具备哲学思维、人文知识和企业家精神,能够提出创新性的解决方案。学科交叉融合是培养拔尖创新人才的重要途径。大学要完善促进学科交叉的体制机制,构建学科交叉人才培养体系,建立具有创新性的学科交叉培养项目,努力培育工程科技领域的创新人才。大学要在工程教育中加强创意创新创业“三创”教育,强化实践教学,让学生在解决实际问题中提升创新能力。2014年,清华大学与深圳市人民政府、加州伯克利大学联合成立清华-伯克利深圳学院,通过设立“环境科学与新能源技术”“数据科学与信息技术”“精准医学与公共健康”三个交叉方向来培养全球科技创新人才。2015年,清华大学与美国华盛顿大学和微软公司在西雅图联合创立全球创新学院,突出强调三个“I”:International,国际合作办学;Interdisciplinary,跨学科交叉;Integration,跨界融合。2018年4月,清华与意大利米兰理工大学在米兰合作建设的中意设计创新基地正式启用,该项目旨在促进教育、科研、文化和产业的融合,致力于打造具有全球影响力的设计创新中心。

  工程教育要更加强化交流合作。工程为人类文明进步作出了巨大贡献,但是工程和工程师的重要作用远未被人们充分认识和理解。国际工程界和工程教育界应该加强彼此的了解和沟通,充分交换意见,强化产学共同体建设。要加强与公众的沟通交流,及时准确地向社会传递工程的信息和价值,促进工程师参与公共政策制定,全面提升工程和工程教育在社会上的影响力,凝聚更多的国际共识和社会共识,用工程的无穷魅力激励年轻人,鼓励更多的年轻人投身工程事业。要促进不同国家之间、发展中国家之间、发展中国家与发达国家之间在工程教育上的交流合作,努力消除工程教育发展不平衡的问题。

  未来的工程教育将呈现出“工程+”的模式,这种模式将突出工程+责任、工程+创新、工程+交流。

  工程创造了我们当下生活的世界,工程教育决定了我们未来的世界。我们要以胸怀世界的豪情、眺望未来的视野、关怀人类的情怀,推动工程教育创新发展。让我们共同努力,让我们共同行动起来,共同培养卓越的工程科技人才,共同构筑人类更美好的家园。 

  《光明日报》( 2018年09月30日 06版)

[责任编辑:潘兴彪]

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