教學做合一

工程教育的挑戰

在目前創新驅動、全球化競爭的經濟環境中,高等院校正面臨嚴峻的挑戰。在一方面知識膨脹、學科交叉加重了學生的學習量,而另一方面畢業生的才能又往往趕不上企業需要的變化。固守傳統教學思維的高校,其地位將日趨邊緣化,而面向社會,銳意求差異,創特色的新型高校,將能隨著經濟的發展而備受重視。

工科是應用型大學的重要組成部分,工程人才是企業進行技術創新的主體,工科人才的培養關係到我國推動自主創新,建設新型工業化國家的成敗,找到了培養未來企業需要的工程人才的竅門,就等於營造了應用型大學最有價值的特色。以下是香港理工大學工業中心在改進創新型工程人才培養方法方面的一些體會。

行是知之始

動手學習在我國由來已久。半個世紀以前的教育家陶行知先生,就提出了〝行是知之始〞的主張,勉勵老師和學生,通過行動構建知識,再將知識付諸實踐。過去三十多年,工業中心在秉承陶先生的理念的同時,也沒有忽略〝知〞的動態變化,所以我們不停地為〝行〞賦予新的內涵,配合這三十年來經濟、科學、技術與工程等等領域的變遷。

當工業中心剛創立時,大學以培養能管好生產現場的工程師為目標,〝知〞是識掌握各種生產工藝,〝行〞就是動手操作,工業中心以傳授技術訣竅為主要學習內容。當時實訓的編排仿照企業職能部門分工模式,以工藝為單元,單元之間相互獨立,學生只需學好當前的訓練內容。

後來,隨著技術的進步和企業製造戰略的改變,〝知〞轉變為消化和應用新科技,理工大學的工程教育提升為以培養能消化、吸收和應用新技術的製造工程師為目標,〝行〞相應地變成多種技術的綜合利用。在這階段的工業中心改以融會知識和技術為主要教學內容,將教學單元改進為按企業組織管理理念編排,以技術為單元,讓學生掌握各種技術之間的銜接和匹配。

當前,〝知〞已經轉變為以用戶為本的技術開發,企業對技術骨幹的要求,也從務實可靠的守業者,轉變為能尋找機遇,集合所需資源,執行切實可行的計畫,以適時、靈活的方式獲得利益的創業者,社會也要求工程教育以培養研發工程師和創業者為任務。

我們認為,在創新型經濟下,動手學習培養學生自發地、內在地從經驗構建知識的作用並無動搖,但“行”內涵,必須從單元化轉變為系統化;從技術導向,轉變為用戶導向;從直接進行物質和能量的轉換,轉變為組合不同的物質和能量轉換過程;從有限選擇的決策,轉變為開放、條件模糊的決策。

知是行之成

實踐出真知,動手學習的最終目的是讓學生具備實質地改變現狀的能力,經過幾年的探索,我們發現項目學習是實現“行〝知〞轉化的有效手段。

項目是創新與創業活動的實踐形態。每一個項目都是獨特和充滿變數的,各種變化只會隨著項目的推進而逐漸明晰,此外項目的各個環節往往存在依存關係,牽一髮而動全身,「做好專案」成為評價創新型工程人才的重要指標。

如何培養和評估學生的專案執行力是工程教育當前的迫切課題。工程教育一直沿用的講學和實訓相結合方法,對創新型工程人才培養並不合適,欠缺獨特性、逐漸明晰、依存關係等專案特徵,難以培育學生現代企業所需的工作能力。

綜合學習是工業中心為解決學生專案執行能力的培養問題而創立的新教學法。綜合學習是十多年來工業中心在教學模式上最重大的改革,是工程教育范式的根本轉移。綜合學習單元的編排以專案化組織為藍本,構造半開放式學習流程,學生需要將工程知識結合社會現狀,提出創新構思,解開多目標、多參數互相牽制的設計困局。

過去幾年,我們的學生在綜合學習模式下完成了多項器械和裝備設計開發專案,服務企業包括九廣鐵路、香港航空發動機維修服務有限公司、煤氣公司、嘉龍集團、嘉頓有限公司、香港政府民航署、環境保護署等,完成專案包括:糖果包裝系統、麵包盛盤堆疊系統、機場行李車掛接與牽引系統、鐵路月臺橋板、回轉式無損檢測系統、井蓋吊機等等。

學生在綜合學習後完成的成果證明,通過自主地執行專案,學生不單可以構建知識,也能將既有的知識集成,創造新的知識。以藥物包裝系統設計與射頻辨識技術應用項目和立體車庫機電控制系統設計專案為例,這兩個專案由西門子、羅克韋爾自動化等品牌提供所有最新元器件,由導師帶領學生圍繞新技術構思創新應用,整合自動化、資訊加密、無線通信、工業設計等多個技術領域。學生的設計方案獲得了合作企業的好評,獲傳媒廣泛報導。

結束語

綜合學習模式至今已實施6年,培養了超過2000名本科和碩士學生,值得我們欣慰的是,工業中心開發的綜合學習在培養創新型工程人才方面得到世界各地院校和專業團體的認同,形容工業中心是〝工程教育的創新先鋒〞,〝培養創造力的地方〞和〝產學研結合的最佳例子〞。此外,用人單位也充分肯定綜合學習的效用,大型企業開始委託工業中心採用綜合學習模式為其員工進行培訓。

持續改革為工業中心帶來持續的發展保障,世界各地企業界平均每年向我們捐助1000萬元,我們平均每年接待4000名來自各地的政策制訂者、教育家、企業家,交流工程教育方面的體會,我們被稱為〝不斷創造奇跡的地方〞,〝香港的驕傲〞,和〝傑出管理案例〞,這些讚譽鞭策我們繼續創新,擴大影響。

從各界對工業中心的關注,可以看到培養未來企業需要的工程人才的竅門,確實是應用型大學最有價值的特色。

(註:本文節錄自作者於2009年10月在浙江大學城市學院十周年校慶及發展論壇的發言稿)