中国教育

王静康院士

　　随着世界人口的日益增长以及人类需求的不断提高，地球资源和环境面临着极其严峻的挑战，工程与技术在创造性地解决这些问题方面正起着越来越重要的作用。另外，经济全球化必然要求一个国家的高等工程教育进入世界经济的大循环中，服从全球性趋向。因此，这对高等工程教育提出了更高的要求，并推动着高等工程教育不断改革与创新。

　　一、国际工程教育研究与实践进展

　　知识经济时代，国家间的竞争主体形式为科技的竞争--人才的竞争。所以，国际工程教育已经以培养创新型人才为目标，并广泛开展研究实施可持续发展的教学改革。

　　2005 年10 月，欧盟举行了一次非正式首脑峰会，一致认为，为了应对全球化的挑战，最重要的是研究与创新。2006 年1 月，专家小组提交了题为《创建创新型欧洲》的报告，提出了创建创新型欧洲的战略，并指出要实现这个战略，核心是要形成一个激励创新的市场；同时，还要提高研究和创新的资源投入，提高人才、资金和组织机构的灵活性。报告建议将电子、医疗、药品、运输与物流、环境、数字内容产业、能源以及安全作为重点领域，并统一协调欧盟及各成员国在上述领域的行动。

　　2006年3月，美国国家科学院、国家工程院及两院下属医学研究所发布了题为"迎接风暴：振兴美国经济，创造就业机会，建设美好未来"的联合报告。报告将人才与创新作为美国提升国家竞争力的核心要素，并提出具体建议和若干行动计划。2007 年8 月，在此计划基础上，布什总统签署了《美国竞争法案》。美国工程与技术认证委员会(ABET) 制定了新的对工程教育培养专业人才的11 条评估标准：(1) 有应用数学、科学与工程等知识的能力；(2) 有进行设计、实验分析与数据处理的能力；(3) 有根据需要去设计一个部件、一个系统或一个过程的能力；(4) 有多种训练的综合能力；(5) 有验证、指导及解决工程问题的能力；(6) 有对职业道德及社会责任的了解；(7) 有效地表达与交流的能力；(8) 懂得工程问题对全球环境和社会的影响；(9) 学会终身学习的能力；(10) 具有有关当今时代问题的知识；(11) 有应用各种技术和现代工程工具去解决实际问题的能力。这11条评估标准被认为是一名合格的现代工程师应具备的能力和素质。

　　2007 年2 月，日本政府发布了《日本创新战略2025》报告。报告提出，推进创新的基本战略是科学技术创新、社会创新、人才创新，当前亟待解决的政策课题有：摆脱困境成为世界经济增长和国际贡献的引擎，倍增信息技术投资，推动大学改革，增加科技投资，为促进创新修正各种规定、制度和规则，继续推进"科学技术立国"的体制改革等。

　　高等工程教育面临的问题--工程技术人才短缺和工程教育质量问题，是全世界面临的共同问题。为了缩小当前高等工程教育中的理论和实际操作能力之间的差距，提升工程职业能力，国际高等教育在教育理念、课程设置和教学方式等方面积极进行教育教学改革，并已经取得明显进展。美国教育改革的思想和动作非常明显，它的改革趋向反映了国际高等工程教育改革发展的主要趋势。

　　当代国际高等工程教育具有综合化、交叉化的发展趋势。美国麻省理工学院（MIT）首先提出"大工程"和"全球经济中的工程"教育新理念，强调知识的集成化、学科交叉、工程技术与经济的紧密结合。例如，它强调新生能力的培养，认为大学一年级是整个大学学习的基础，一年级学生应通过选修不同的核心课程为以后三年的本科学习做好准备。新生必须参加由导师组织的新生指导研讨会、本科生研讨会、解决复杂问题课程以及面向新生的学习共同体，例如联合课项目、实验研究组、实践项目等。这些学习共同体有各自的教师、学习地点和管理方法，但共同点是师生之间有很强的互动。美国各工学院纷纷进行"学科交叉计划"。MIT有5个独立学院，通过组建四种横向联合机构：工程部门、实验室、研究中心、项目计划来实现学科交叉。这一改革既能促进传统专业的提升与改造，又可适应市场的新需求，逐步形成新专业。

　　为培养学生多学科的视野，加州大学伯克利分校在课程设置上进行了相应的改革。学校明确要求：为不同年级的学生提供科研机会；重视导向课程和顶峰体验课程；将研究性学习渗透到一系列课程中去，如必修课、广度课程；营造一个环境，使教师能获得同行的支持重新思考和设计课程；使图书馆人员也参与到课程发展、研究中来，为学生的学习提供支持；增强学校全体人员在教学、信息、教育技术和评价方面的合作；构建一个组织，鼓励创新和有效教学；利用优秀学生的成果来激发其他学生，例如学校开设的本科生科研学徒项目(Undergraduate Research Apprentice Program)，其目的是提供机会使学生能与教师在科研中一对一接触，在研究工作中激发学生的研究兴趣，提高其研究技能。

　　美国加州大学伯克利分校在教学方式上进行了通识教育改革，例如设置群课程(Cluster Course)。群课程的中心目标就是为学生提供从不同的角度观察世界的机会，因此它包括知识演变的结构、人类和环境的关系、人类和健康及性别之间的关系、城市文化等诸方面的知识。群课程用四分之一的时间讨论一个主题，并从不同学科的视角来考察它。群课程为学生提供了获得普通课程所不能获得的知识的机会，并具有以下特点：使学生从多角度思考问题，增加学生非主修领域知识的广度和深度，培养学生的共同体意识，增进不同院系教师之间的联系，促进跨学科的对话。又如，为大一新生开设复合通识教育课程。该课程规定学生一学期读一本书，每学期读的书都不一样。为了吸引跨学科的教师参与该课程，所挑选的书必须满足通识教育的通识和整合学习原则。

表1   美国、法国、德国工程教育体系对照表       （学制单位：年）

　　在工程教育体系上，美国、德国、法国三国各有不同。美国高等工程教育实际上是与文理科教育相同的学术型体系；德国将工程师资格纳入高等工程教育体系内，工程师不是一种资格而是一种学历。这种制度有利于高等工程教育与实践的结合并能够反映工程教育的特色；法国则兼具美、德两种模式的特点。

　　二、国内化工领域高等工程教育改革与实践进展

　　1996年，第八届全国人民代表大会第四次会议以具有法律效力的形式，正式提出了国民经济和社会发展"九五"计划和2010年远景目标，将"科教兴国"确定为基本国策。我国加入WTO之后，为适应新形势的需要，又将"人才强国"作为一项新的国策。胡锦涛总书记指出，建设创新型国家，教育是源头，人才是关键。高校是知识传播和创新人才培养的基地，是国家创新能力建设的源头。

　　2006年6月，教育部战略研究重大专项"面向创新型国家建设的中国工程教育改革"第三次研讨会在徐州召开，此次会议纪要提出：要使课程设置从单一的"工程专业课程"传授转变为"大工程观、大系统观"为指导的课程架构体系。它体现了工程师要有服务于工程实际的素质。在知识构成方面，不仅仅强调专业知识体系内的知识要素和单元，更强调知识之间的关联性、整体性，在知识结构上体现宽与专的统一。在工程能力方面，不仅仅强调工程单元设计与管理的能力，更强调单元工程与系统的关联，与环境的关联。经过几年的努力研究与实践，化工领域高等工程教育改革取得了显著成果。

　　1."化工、冶金与材料领域创新型工程科技人才培养研究"--中国工程院咨询项目子课题于2008年顺利完成

图1 工程科技人才的能力特征

　　2006年，国务院下达中国工程院咨询项目"创新型工程科技人才培养研究"，2008年"化工、冶金与材料领域创新型工程科技人才培养研究"顺利完成。研究报告指出，工程科技人才应具有如图1所示的能力特征。

　　第一，"博、专、通"的知识结构。博，是具有广博的知识范围，既包括技术知识，也包括经济社会和人文艺术方面的知识；专，是深厚的专业知识基础；通，是能对不同领域的知识进行融通。

　　第二，"实、创、理" 的思维能力。实，是工程技术要讲把科技原理转变为切实可行的工程方案；创，是工程要求独创性，要结合工程的特定条件，创造性地运用相关技术；理，是工程要符合工程原理，既要科学思维，也要人文思维。

　　第三，"责、学、和"的精神品格。责，是责任意识；学，是要善于学习新知识；和，是要善于在工程中建立和谐良好的合作关系。

　　创新型工程科技人才还应具有以下突出特质：

　　第一，具有较强的把知识转化为工程生产实践、面对现实发现问题和系统地解决社会与生产力发展中存在问题的能力，具有很强的社会属性，这是创新型工程科技人才区别于其他类型人才的根本特质。

　　第二，具有较强的知识集成能力和以实际问题为导向的学习能力。

　　第三，具有较强的创新意识、社会成就与经济成就欲望，以为社会发展和技术经济进步做出贡献为己任，为社会创造价值。

　　报告指出，我国化工领域的人才需求仍呈稳步上升趋势，必须努力加快我国化工领域高等工程教育的改革。

　　2. 化工领域高等工程教育改革取得显著成果，教改成果荣获多项高等教育国家成果奖

　　2009年，许多化工领域兄弟院校大学化学工程教育获得了第六届高等教育国家级教学成果奖，化学工程与工艺专业的获奖项数占全国一等奖总数的10％。从这些成果可以看出,中国高等工程教育也在向国际化、多元化、产学研一体化发展，符合国际高等工程教育发展的趋势。

　　3. 开展专业认证工作，与国际高等工程教育接轨

　　1989年，美国、英国、加拿大、爱尔兰、澳大利亚和新西兰的6个工程组织正式签署了关于相互承认已认证工程专业点的华盛顿协议(Washington Accord)，其出发点是为了打破有碍经济全球化背景下工科学生和工程技术人才跨国流动的障碍，使各国的工程专业认证趋于等效，相互承认彼此认证过的专业点及其所授学历、学位。2006年5月，我国已经正式成立全国工程教育专业认证专家委员会，参照《华盛顿协议》成员国的做法，针对机械工程与自动化、电气工程及自动化、化学工程与工艺、计算机科学与技术等工程教育专业成立了试点工作组，制定了认证试点工作需要的文件体系，包括认证的标准、程序等，并逐步开展认证的试点工作。

　　为了进一步统一工程教育专业认证标准，提高工程教育专业认证水平，教育部委托化工类专业认证分委会对化学工程与工艺专业认证补充标准进行进一步完善与修订（2009版），并作为其他专业认证分委员会（试点工作组）修改专业认证补充标准的参考依据。目前，化学工程与工艺专业教学指导分委员会已经完成化学工程与工艺专业认证补充标准的修订。

　　为进一步规范工程教育专业认证工作程序，更好地推进工程教育专业认证试点，教育部组织各专业认证分委员会(试点工作组）有关专家于2009年4月3日在清华大学召开2009年度工程教育专业认证工作会议，研讨关于专业认证工作规范的有关问题及2009年工作安排。会议形成了两个系列文件：工程教育专业认证专家工作手册、工程教育专业认证专家组工作用表，会议系统规范了工程教育专业认证工作的流程、现场考查工作程序以及需要采集的基础数据和工作用表，以确保专业认证工作的规范和公平公正。

　　4. 积极开展经验交流与教师培训，推广教学改革成果

　　为了促进教学改革，推广教学改革成果，国内化工领域高校积极组织各种经验交流会或培训班。例如，2008年11月22-23日，主题为"质量工程实施中的化学化工教学内容及课程体系改革与实践" 的第三届大学化学化工课程报告论坛在陕西举行，600余名来自全国相关领域的专家学者就化学化工课程体系的设置与优化、教学内容的整合与更新、实验实践教学内容的设计与组织等专题进行研讨。2008年12月6日，安徽省化学会第八届大学化学教学改革研讨会在合肥学院召开，来自全省21所高校化学、化工学院（系）的领导、专家、教授共96名代表就化学教学改革方面的经验深入交流和探讨。2009年5月23-24日，山东省高校第十一届化工院长（系主任）会议在山东科技大学召开，会议旨在促进山东省高校化学化工学院（系）间的交流与合作，在化学化工专业设置、人才培养、科研合作和即将进行的山东省大学生化学实验技能大赛方案进行讨论交流。2009年6月26-28日，题为"工科化学基础课的改革与建设"的工科化学基础课分论坛在大连理工大学举行，会议就围绕化工类专业化学基础课教学的内容与特点、国内外高校化工类专业化学教育教学的异同、化学工程专业认证对化学基础课教学的要求与挑战、《化学工程与工艺专业规范》、"基础化学（包括实验）教学基本要求"的制订思路及进展等几个议题展开讨论，来自全国高校的140多名代表与会。2009年7月4-8日，自全国高校的140多名代表参加了在天津大学举行的"有机化学、物理化学教材研讨暨师资培训"。

　　三、国内外高等工程教育的比较

　　1. 培养目标

　　我国大学高等工程教育培养目标其核心内容是强调掌握各类基础、专业知识及外语，注重学习知识，掌握方法，对于能力则只有一句"较强工程实践和研究能力的训练"， 根本没有"创新"这一关键词，提法和要求则过于空泛、简单，且各校、各专业表述方式甚至主要词语雷同，缺乏特色和针对性。而发达国家工程教育中重视能力培养，越是高学位，越强调培养能力和创新。

表 2  中外高等工程教育学习阶段培养目标的比较

　　2. 课程体系和课程设置

　　中国大学课程体系中公共基础课的比重较高，而专业基础课的比重则不够。而且，在教学安排中明显呈现重课堂教学、轻实践教学，重理论知识灌输、轻实践能力培养的现象。目前，我国各高校专业课程设置，大多构建了以公共基础课、专业基础课、专业课和专业方向课三大块，其中公共基础课按材料科学与工程一级学科所必需的公共基础知识设置，约占50%左右；专业基础课按材料类二级学科设置，约占20%～35%； 专业课及专业方向课则按二级学科以及各校设置的专业方向和办学特色进行设置，约占15%～20% 。

　　我国为了保证开设专业的教学质量以及专业布点的控制，要求各高校的专业设置需严格按照教育部颁布的《普通高等学校本科专业目录》以及《普通高等学校本科专业设置规定》等法规性文件进行申请、备案、审批。而国外大学的课程设置则具有多层次、宽专业、接触专业早、注重专业基础和实践教学课程的特点。美、欧各国对专业设置没有统一的规定，各校根据自己的学科发展方向和特色设置专业，同一类型的专业其名称也可以根据各校的特色而有所不同。针对博耶研究型大学本科教育委员会的报告建议，我国的研究型大学正尝试拆除跨学科教育的壁垒，组建了跨学科交叉专业，培养学生多学科、多角度思考问题的思维方式。例如，天津大学和南开大学联合开办了分子科学与工程专业。

　　3. 课堂教学

　　中国的大学注重的是知识的传播，教师在讲台上讲，学生一边听一边记笔记，课后花费大量的时间复习记忆以应付考试。这样的教学方式是以教师为主体，教学的重心在理论知识、在教科书。而美、欧各国的课堂教学则具有灵活性、多样性的特点，除讲课外还常常采用专题讨论、小组合作研究等多种形式进行教学，使每一个被动的受教育者变成了主动的教育者，学生成为真正的教学主体。中国的大学教学所存在的这一现象与中国高等教育体制有关。一方面，现行评聘考核体系尚不能充分调动教师本科教学的积极性。虽然在本科教学工作水平自评报告中， 13 所名校都采取了若干措施来调动教师参与本科教学工作的积极性。但事实上，科研成果仍然是教师晋升和获得奖励的首要标准。因此，研究型大学中的很多教师面临科研和承担本科教学任务的两难问题，为了长久的发展，他们常常将精力和工作重心偏向科研。研究型教学和探究式学习还未在研究型大学中得以普遍推广。另一方面，对学生学习效果的考察主要采取笔答考卷的方式，考题以概念题、选择题、问答、计算等题型出现，而综合型、研究性论文报告较少。我国许多研究型大学都尝试设立和开展了大学生研究计划，使学生尽早了解和参与研究过程。但由于很多研究型教学活动和项目还处于探索和尝试阶段，没有制度化的操作规范和程序，因此不能将研究型教学作为整个学校的普遍标准。

　　4. 教学内容

　　中国的本科教学大多以教科书内容为主，以理论教学为主导，强调课程教学内容的系统性、逻辑性；在内容组织上往往首先介绍概念、原理，然后再验证理论在实践中的应用，讨论理论如何来指导实践。而美、欧各国的课程教学通常并不仅仅按一本教科书组织教学内容，而是参考多本教材、论著以及最新发表的研究论文，一般教师会列出一系列的主要参考书和次要参考书以及相关研究论文供学生阅读；教学内容的组织往往首先从实际出发，根据现实存在的例子归纳总结抽象概念、原理，最终形成理论。

　　5. 实践教学

　　中国高校的学生实习由学校统一联系，落实相关企业，实习经费来自学校的教学经费，同一专业的学生在同一时间内进入同一个企业实习。而国外高校学生的实习由学生自己寻找企业进行联系，学校会提供相关信息和条件，学生实习期间的工资由企业支付，一般学生的实习安排在暑假的3个月内进行。这样，同一专业的学生毕业时实习经历各不相同，知识结构也各有所长，如果将高校比作企业，其"产品"--培养出的学生则是具有个性化的产品。同样，由于中外高校教学管理模式的不同，在毕业论文环节也存在着类似的差别。中国高校同一专业学生的毕业论文是统一进行的，而国外高校学生毕业论文的完成则是由学生根据学校对申请学位的要求以及自己的情况在规定的时间内分别向学校提出论文项目申请、研究工作计划及指导教师，经教学委员会评审同意后，再开始论文工作。

　　6. 能力培养

　　我国高等工程教育侧重于知识传授，对学生的能力培养几乎没有明确具体的要求，能力培养在很大程度上依附于理论教学，特别是课堂教学。这种思维和行为方式是有悖于创新性人才培养的规律的。因此，能力培养是我国工程教育应特别加强的环节。而国外在本科生阶段，即已强调通过学时论文的锻炼掌握创新技能。

　　7. 素质要求

　　首先，美国研究型大学注重培养"人"，我国研究型大学注重培养"人才"。一字之差，体现了办学理念的不同。"人"是相对于"物"的；"人才"是相对于"普通人"的。美国大学注重培养能适应社会变化的、有较好修养、有对社会及伦理的分析判断能力、能独立思考、独立研究和工作的人；我国研究型大学注重培养胜任某种职业需要的人才。其次，美国研究型大学强调培养人的适应能力，因此注重通识教育；我国研究型大学虽然也强调培养人的适应能力，但这种适应能力更多的意味着适应特定社会职业的需要。再次，美国研究型大学注重培养人的"品质"，如审美能力、兴趣爱好、文学鉴赏等能力，由此陶冶人的思想情操，激发人们的学习研究兴趣；我国的研究型大学则用思想政治教育来涵盖，忽略个性。

　　四、政策与措施建议

　　为促进化工领域创新型工程科技人才的整体涌现，提高工程科技人才的开发利用效率和创新能力，建议采取以下政策措施:

　　1．启动"国家创新型工程科技人才培养改革专项计划"

　　现代工程技术的内涵已开始向"复杂系统"和"大科技工程"的方向发展，任何一个工程都是现代科学与技术与社会、经济、文化的融合。未来的发展对工程技术人员提出了更高的要求，工程技术人才必须具有创新精神、创新能力和极强的工程实践能力，只有这样的人才才可能在科学与技术并重的基础上，发挥创造性，能够在实践中不断将先进的科研成果转化成为社会的现实生产力。

　　针对高等院校工科毕业生存在的专业知识技能不能适应企业技术发展的需要，并结合我国的国情，以提高"创造力"为目标，以培养学生的创新意识、提高整合和运用知识及技能解决现实问题的能力为重点，对现有重点工程领域的教育理念、教育模式、教育结构、课程内容体系设置进行全面评估与改革调整。因此，建议国家结合正在实施的"质量工程"，尽快启动"创新型工程科技人才培养改革专项计划"，由国家财政支持建立专项资金，进行工程教育与人才培养模式的改革试点。

　　2．更新教育理念

　　增加有关创新方法论、人文社科类、经济管理类及学科交叉类的课程。建议在大学本科开设创新方法课程，通过本专业工程技术发展史的有关案例，启发学生树立创新的勇气，建立创新的思想，掌握创新的一些基本规律和基本方法。

　　创新思想不仅需要逻辑思维，更加需要形象思维，而人文社会科学课程是培养学生形象思维的主要途径。在前面我们已看到，MIT对人文社会科学课程设置非常重视，我国高校人文社科类选修课数量与质量均难以满足要求。加大这方面课程的学分要求，有利于培养学生的全面素质、完善学生的思维方式、提升学生的创新能力。

　　当代很多工程技术创新往往产生于学科交叉的领域或源于社会经济发展的需求，因此在课程设置中引进与本专业相关的交叉学科、经济管理的内容，不仅可以开拓学生的视野，而且可以启发学生寻找创新的基点。

　　3．改革教学方法

　　学生的独立思考能力、自我学习能力、环境适应能力、发现问题的能力、独立研究能力、写作能力、表达能力、沟通能力和团队合作能力是创新能力的基础。培养上述能力的一个重要途径，就是改进教学方法，充分利用现代化教学手段，改进现在的教师课堂讲授方式，引进生动活泼的案例教学、课堂讨论、课程论文等方法，启发学生自学、互学，培养学生的学习兴趣、创新勇气和研究与探索精神，以提高学生的各项能力和教学效果。目前开展的在全国推选教学名师的活动中，应大力树立和推广这类典型，用教学方法的创新推动创新型校园文化的建设。

　　4．充实师资队伍

　　培养创新型人才，优秀的师资队伍是基本条件之一。建议设立专项奖励计划，支持中青年教师进行工程教育创新改革试点。建议由专项计划资助，择优鼓励高等院校与企业之间开展优秀工程技术专家与教师之间的双向交流。招聘优秀的企业工程技术专家到高校任兼职教授，以及优秀教师作为企业工程项目团队的负责人。这样做，既有利于工程科技人员加强信息交流与提高，也有利于高等院校教学适应市场需求发展的变化，促进教学与工程实践的紧密结合。

　　5．支持加强国际工程教育合作、开拓国际视野

　　为了进一步扩大我国高等工程教育的开放程度，博采各国所长，必须走国际化发展之路。①加强我国高等工程教育与国外的合作，推进学术交流、学生互换等国际合作。在有条件的学校，有计划地引进国外著名大学的化工、冶金、材料专业的名师到我国开课或举办讲座，并逐步过渡到与国外大学学分互认及合作办学。在实行学历工程师后，争取做到与发达国家互认。②借鉴国外先进经验，采取多种有效措施，尽快提高我国化工、冶金、材料类工程专业的教学水平。③培养学生的国际化视野，树立全球化理念，立足于全球的冶金、材料资源和市场，开展学习、研究和创新。

　　6．支持加强学科带头人与创新团队建设

　　结合工程科技人员的成长规律，特别结合创新型工程科技人才成长过程中存在着基于创新团队的协同共生效应的特点，支持加强学科带头人与复合型创新团队建设。

　　五、结论

　　建设创新型国家，实现可持续发展，关键要靠创新型人才；培养创新型人才，关键要靠在科学发展观指导下推进教育创新。高等工程教育不仅要传授知识，更重要的是要传授继续学习的能力、灵活适应能力以及创新能力。我国化工领域的高等工程教育要以坚持质量工程为核心，继续大力深入开展教育改革。建议启动"国家创新型工程科技人才培养改革专项计划"，由国家财政支持建立专项资金，试点进行化工领域高等工程教育与人才培养模式的改革。