教学做合一

工程教育的挑战

在目前创新驱动、全球化竞争的经济环境中,高等院校正面临严峻的挑战。在一方面知识膨胀、学科交叉加重了学生的学习量,而另一方面毕业生的才能又往往赶不上企业需要的变化。固守传统教学思维的高校,其地位将日趋边缘化,而面向社会,锐意求差异,创特色的新型高校,将能随着经济的发展而备受重视。

工科是应用型大​​学的重要组成部分,工程人才是企业进行技术创新的主体,工科人才的培养关系到我国推动自主创新,建设新型工业化国家的成败,找到了培养未来企业需要的工程人才的窍门,就等于营造了应用型大学最有价值的特色。以下是香港理工大学工业中心在改进创新型工程人才培养方法方面的一些体会。

行是知之始

动手学习在我国由来已久。半个世纪以前的教育家陶行知先生,就提出了〝行是知之始〞的主张,勉励老师和学生,通过行动构建知识,再将知识付诸实践。过去三十多年,工业中心在秉承陶先生的理念的同时,也没有忽略〝知〞的动态变化,所以我们不停地为〝行〞赋予新的内涵,配合这三十年来经济、科学、技术与工程等等领域的变迁。

当工业中心刚创立时,大学以培养能管好生产现场的工程师为目标,〝知〞是识掌握各种生产工艺,〝行〞就是动手操作,工业中心以传授技术诀窍为主要学习内容。当时实训的编排仿照企业职能部门分工模式,以工艺为单元,单元之间相互独立,学生只需学好当前的训练内容。

后来,随着技术的进步和企业制造战略的改变,〝知〞转变为消化和应用新科技,理工大学的工程教育提升为以培养能消化、吸收和应用新技术的制造工程师为目标,〝行〞相应地变成多种技术的综合利用。在这阶段的工业中心改以融会知识和技术为主要教学内容,将教学单元改进为按企业组织管理理念编排,以技术为单元,让学生掌握各种技术之间的衔接和匹配。

当前,〝知〞已经转变为以用户为本的技术开发,企业对技术骨干的要求,也从务实可靠的守业者,转变为能寻找机遇,集合所需资源,执行切实可行的计画,以适时、灵活的方式获得利益的创业者,社会也要求工程教育以培养研发工程师和创业者为任务。

我们认为,在创新型经济下,动手学习培养学生自发地、内在地从经验构建知识的作用并无动摇,但“行”内涵,必须从单元化转变为系统化;从技术导向,转变为用户导向;从直接进行物质和能量的转换,转变为组合不同的物质和能量转换过程;从有限选择的决策,转变为开放、条件模糊的决策。

知是行之成

实践出真知,动手学习的最终目的是让学生具备实质地改变现状的能力,经过几年的探索,我们发现项目学习是实现“行〝知〞转化的有效手段。

项目是创新与创业活动的实践形态。每一个项目都是独特和充满变数的,各种变化只会随着项目的推进而逐渐明晰,此外项目的各个环节往往存在依存关系,牵一发而动全身,「做好专案」成为评价创新型工程人才的重要指标。

如何培养和评估学生的专案执行力是工程教育当前的迫切课题。工程教育一直沿用的讲学和实训相结合方法,对创新型工程人才培养并不合适,欠缺独特性、逐渐明晰、依存关系等专案特征,难以培育学生现代企业所需的工作能力。

综合学习是工业中心为解决学生专案执行能力的培养问题而创立的新教学法。综合学习是十多年来工业中心在教学模式上最重大的改革,是工程教育范式的根本转移。综合学习单元的编排以专案化组织为蓝本,构造半开放式学习流程,学生需要将工程知识结合社会现状,提出创新构思,解开多目标、多参数互相牵制的设计困局。

过去几年,我们的学生在综合学习模式下完成了多项器械和装备设计开发专案,服务企业包括九广铁路、香港航空发动机维修服务有限公司、煤气公司、嘉龙集团、嘉顿有限公司、香港政府民航署、环境保护署等,完成专案包括:糖果包装系统、面包盛盘堆叠系统、机场行李车挂接与牵引系统、铁路月台桥板、回转式无损检测系统、井盖吊机等等。

学生在综合学习后完成的成果证明,通过自主地执行专案,学生不单可以构建知识,也能将既有的知识集成,创造新的知识。以药物包装系统设计与射频辨识技术应用项目和立体车库机电控制系统设计专案为例,这两个专案由西门子、罗克韦尔自动化等品牌提供所有最新元器件,由导师带领学生围绕新技术构思创新应用,整合自动化、资讯加密、无线通信、工业设计等多个​​技术领域。学生的设计方案获得了合作企业的好评,获传媒广泛报导。

结束语

综合学习模式至今已实施6年,培养了超过2000名本科和硕士学生,值得我们欣慰的是,工业中心开发的综合学习在培养创新型工程人才方面得到世界各地院校和专业团体的认同,形容工业中心是〝工程教育的创新先锋〞,〝培养创造力的地方〞和〝产学研结合的最佳例子〞。此外,用人单位也充分肯定综​​合学习的效用,大型企业开始委托工业中心采用综合学习模式为其员工进行培训。

持续改革为工业中心带来持续的发展保障,世界各地企业界平均每年向我们捐助1000万元,我们平均每年接待4000名来自各地的政策制订者、教育家、企业家,交流工程教育方面的体会,我们被称为〝不断创造奇迹的地方〞,〝香港的骄傲〞,和〝杰出管理案例〞,这些赞誉鞭策我们继续创新,扩大影响。

从各界对工业中心的关注,可以看到培养未来企业需要的工程人才的窍门,确实是应用型大​​学最有价值的特色。

(注:本文节录自作者于2009年10月在浙江大学城市学院十周年校庆及发展论坛的发言稿)