工程教育

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工程教育（higher education inengineering）

　　工程教育（higher education inengineering）是由高等工科院校或系科為主實施的以傳授工程學科知識，培養從事工程技術工作所需能力為主要內容的高等教育^[1]。

　　發展“領跑型”戰略前沿技術和解決關鍵“卡脖子”技術，實現高水平科技自立自強，亟須加強高層次工程科技人才培養和戰略儲備，當前，我國工程教育在取得令世界矚目的突出成就的同時，也面臨諸多深層性與結構性矛盾。

　　工程人才結構性矛盾突出，缺乏戰略領軍型人才

　　高端領軍人才嚴重短缺。科技創新領域領軍人物和戰略工程師的儲備嚴重不足，尤其是企業缺乏高端工程科技領軍人才。以人工智慧產業為例，“2020年人工智慧全球2000位最具影響力學者榜單”顯示了二十個領域排名前100的學者，而這2000位全球最具影響力學者中我國只有171人。由於有關政策頂層設計的相對薄弱，我國尚未形成全面、系統的工程教育戰略架構，導致高水平工程科技人才供給不足、領軍型工程科技人才嚴重短缺，成為制約創新產業由要素驅動、投資驅動向創新驅動轉變的主要障礙。

　　國家關鍵核心產業領域的卓越工程師隊伍建設不足。我國戰略性新興產業的相關專業人才存量較小，不符合我國未來產業升級的發展需求。研究預測，2025年十大重點領域人才缺口將占人才需求總量的48%，工程類人才的結構性短缺將成為制約我國製造業轉型升級的現實瓶頸。

　　產學研融合缺乏深度，工程人才培養質量不高

　　高校內部工程實踐導向的培養目標還不夠突顯。工程類專業在人才培養目標設定上實踐導向不足，工科人才培養的淘汰率偏低，課程與教學內容的挑戰度不夠，導致工科學生在學習過程中主動性不強，工程實踐參與度不高，學習投入不足。

　　工程教育人才培養模式滯後於產業發展實踐。當下，工程人才培養缺少課程教材、企業導師、實踐基地等資源的充分保障，畢業設計脫離工程實際，對解決複雜工程問題能力的培養力度有待提升。

　　尚未有效連接教育鏈與產業鏈、創新鏈。企業參與人才培養過程的積極性不強，工科教師“重科研輕教學”現象依然較為嚴重。行業協會、龍頭企業、社會組織等參與工程教育戰略改革的社會力量尚未有效調動。

　　工程師資隊伍評價異化，實踐指導能力偏弱

　　工程科研評價存在強論文導向，尤其是在崗位聘任和職稱評審中重論文而輕成果轉化和社會服務。相較於長周期的工程技術或應用創新，理科邏輯下的工科教師更看重成本低、見效快的學術論文，弱化了工程教育師資隊伍實踐能力。

　　工科教師隊伍存在弱產業實踐現象，尤其是在職前培養和職後培訓中重理論而輕技術應用和產業需求。當前工程類教師多是在傳統的教室或者封閉的實驗室中培養出來的，缺乏產業實踐和技術實戰經驗，使得輸出的工科教學內容滯後於現實產業實踐。在職後培訓中，針對工程類教師的工廠實地參觀、校企研討會、技能操作大賽等深入產業實踐的內容尚未形成成熟的培訓體系。

　　工科教材與設備更新嚴重滯後於產業發展實踐。一方面是整體產業理論體系的發展較為薄弱，教材內容更新不多，另一方面是教材編撰主體多為在校教師，缺乏高水平產業專家的參與，脫離產業實踐的教材無法真正體現產業技術水平和產業人才能力要求，教師在使用這些教學設備時無法最大程度發揮其應有效能。

　　工程教育文化內涵模糊，工程師地位亟待提升

　　當前，我國各類工程師總數約5000萬人，是一個數量可觀的專業群體，但在社會文化與輿論環境方面，社會對工程教育重視不夠，工程師的社會地位、受尊敬和重視程度亟待進一步提升。

　　中小學基礎教育階段，工程教育文化缺失。我國中小學基礎教育階段對工程教育的目標、定位尚未充分重視，相應文化缺失。在高中課程學習中，工程技術教育基礎課程開展不夠，註重對知識的死記硬背和機械練習，導致普通高中學生實踐操作和創新能力普遍偏低，在職業選擇上更偏好選擇機關文案、經濟管理等工作，工程師類職業較難成為學生首選。

　　職業教育與普通教育並行體系下，職業教育招生制度與標準尚不健全。在我國的高等教育體系中，高等職業教育招生長期依附於普通高考，按照錄取批次面向普通高中招生，對普高學生的專業實踐能力和經驗普遍忽視，這使得高等職業教育在大規模發展之初就失去了同步建立起符合自身特征的考試招生制度的先發條件。

　　工程教育亟須系統性變革和提升

　　總而言之，要實現從製造大國走向製造強國的戰略目標，實現高水平科技自立自強，我國工程教育亟須在結構、模式、隊伍、文化等方面實現系統性變革和提升。

　　一是要聚焦工程教育結構再調整，在院校專業結構上，加快調整和優化，扎實推進新工科建設，激活傳統工科潛力；以國家重大需求、重點任務為牽引，加強工程類專業學位研究生培養，同時優化工程博士規模和結構。

　　二是致力於人才培養模式再突破。在學生評價考核體系中加強實踐能力培養和考核；優化完善工程類專業學位的專業設計與課程設置；深化校企、校院等多主體聯合培養。

　　三是助推工程師資隊伍再升級。完善多賽道評價體系，改變工程類教師評價“唯論文”模式；優化工程類教師隊伍多元結構，深入推動產業界人士參與工程人才培養；及時更新教學工具與設備，重視回歸工程實踐的情境式教學模式。

　　四是著眼工程教育文化再深化，重點支持中國工程師文化的理論和實踐研究，突出強調並弘揚工程師群體的寶貴品質，加深對工程師職業、精神及其時代價值的理解和認同，營造尊重工程人才、鼓勵工程創新的文化氛圍；建立一體化的中小學工程技術教育課程體系，邀請高校工科教師、企業工程師等進中小學校園開展工程教育普及活動。

　　全面工程教育順勢而發

　　針對上述問題，“全面工程教育”順應時代的呼喚，以其草根性、全面性、系統性等特點，致力於不斷探索新思路、新舉措，探索新的教育哲學。

　　教育的草根意識要強化。工程教育生源減少，直接導源於民眾工科興趣的減弱和工程意識的淡化，直接導源於工程教育對民眾影響力的下降。對此，全面工程教育主張強化工程教育的“草根”意識，其特點是：第一，頑強，有根基，具有自強不息、厚德載物的生命力。第二，廣泛，遍佈教育系統從底層到頂層的每一個角落。

　　全過程的工程文化素質教育。根據草根意識，全面工程教育致力於將工程思維和工程文化根植於整個社會，要求將工程思維貫穿整個教育和專業培養體系，覆蓋從小學、高中到大學本科和研究生的各個教育階段。其中，最為關鍵性的舉措有：對不同層次和專業的學生進行的工程通識教育，與產業界的合作教育，為適應技術前沿發展與全球化要求的課程改革，創新教育，教師專業發展等。

　　培養目標須調整。全面工程教育通過科學、技術和人文領域的整合，教育學生為變動的社會做出實質性的貢獻。這就必須著眼於學生的全面發展，厚基礎、強實踐，讓學生在技能和社會活動能力諸方面都得到發展，成為具有全球意識、創新精神和國際化視野的優秀工程師，成社會需要的全面發展的人。

　　通識教育的內容需重組。長期以來，通識教育的內容主要是自然、社會和人文三類學科的課程，而全面工程教育強調的通識教育，還包括工科的一些重要課程。

　　工程強調規模和效益，技術強調流程和工藝，工程教育與技術教育都必須強調綜合多學科和交叉學科的知識來解決實踐問題，包括工科與工科的交叉、工科與文科的交叉、工科與理科的交叉等。因此，畢業生不管是從事工程類的職業還是非工程類的職業，都必須在學術上、技術上和社交能力上得到訓練。

　　國際教育界關註全面工程教育

　　全面工程教育強烈意識到全球工程教育的危機與使命，以豐富的內涵和務實的舉措為國內外同仁所關註。

　　2006年在上海召開的“國際多學科和交叉學科工程教育研討會”上，“全面工程教育”一提出，就引與會者熱烈的討論；2007年，聯合國教科文組織國際工程教育中心(UICEE)第10屆工程教育國際學術年會在泰國曼谷召開，舉辦了題為“全面工程教育研究與舉措”的專場報告會，美國、德國、澳大利亞、印度、泰國、波蘭、俄羅斯等國的眾多代表主動與我國代表交流，探討全面工程教育理念的實施問題。

　　培養目標 educational objectives

　　對專業畢業生在畢業後5年能夠達到的職業和專業成就的總體描述。

　　畢業要求 graduate attributes

　　對學生畢業時應該掌握的知識和能力的具體描述，包括學生通過本專業學習所掌握的知識、技能和素養。

　　評估 assessment

　　確定、收集和準備各類文件、數據和證據材料的工作，以便對課程教學、學生培養、畢業要求、培養目標等進行評價。可採用合理的抽樣方法，恰當使用直接的、間接的、量化的、非量化的手段，進行有效的評估。

　　評價 evaluation

　　對評估過程中所收集到的資料和證據進行解釋的過程，評價結果是提出相應改進措施的依據。

　　機制 mechanism

　　針對特定目的而制定的一套規範的處理流程，包括目的、相關規定、責任人員、方法和流程等，對流程涉及的相關人員的角色和責任有明確的定義。

　　複雜工程問題 complex engineering problem

　　必須運用深入的工程原理，經過分析才能得到解決的問題。同時具備下述特征的部分或全部：

　　a）涉及多方面的技術、工程和其它因素，並可能相互有一定衝突；

　　b）需要通過建立合適的抽象模型才能解決，在建模過程中需要體現出創造性；

　　c）不是僅靠常用方法就可以完全解決的；

　　d）問題中涉及的因素可能沒有完全包含在專業工程實踐的標準和規範中；

　　e）問題相關各方利益不完全一致；

　　f）具有較高的綜合性，包含多個相互關聯的子問題。

　　通用標準

　　學生項應包括：

　　a）具有吸引優秀生源的制度和措施；。

　　b）具有完善的學生學習指導、職業規劃、就業指導、心理輔導等方面的措施並能夠很好地執行落實；

　　c）對學生在整個學習過程中的表現進行跟蹤與評估，並通過形成性評價保證學生畢業時達到畢業要求；

　　d）有明確的規定和相應認定過程，認可轉專業、轉學學生的原有學分。

　　培養目標該項應包括：

　　a）有公開的、符合學校定位的、適應社會經濟發展需要的培養目標；

　　b）定期評價培養目標的合理性並根據評價結果對培養目標進行修訂，評價與修訂過程有行業或企業專家參與。

　　畢業要求

　　專業應有明確、公開、可衡量的畢業要求，畢業要求應支撐培養目標的達成。專業制定的畢業要求應完全覆蓋以下內容：

　　a）工程知識：能夠將數學、自然科學、工程基礎和專業知識用於解決複雜工程問題；

　　b）問題分析：能夠應用數學、自然科學和工程科學的基本原理，識別、表達、並通過文獻研究分析複雜工程問題，以獲得有效結論；

　　c）設計/開發解決方案：能夠設計針對複雜工程問題的解決方案，設計滿足特定需求的系統、單元（部件）或工藝流程，並能夠在設計環節中體現創新意識，考慮社會、健康、安全、法律、文化以及環境等因素；

　　d）研究：能夠基於科學原理並採用科學方法對複雜工程問題進行研究，包括設計實驗、分析與解釋數據、並通過信息綜合得到合理有效的結論；

　　e）使用現代工具：能夠針對複雜工程問題，開發、選擇與使用恰當的技術、資源、現代工程工具和信息技術工具，包括對複雜工程問題的預測與模擬，並能夠理解其局限性；

　　f）工程與社會：能夠基於工程相關背景知識進行合理分析，評價專業工程實踐和複雜工程問題解決方案對社會、健康、安全、法律以及文化的影響，並理解應承擔的責任；

　　g）環境和可持續發展：能夠理解和評價針對複雜工程問題的工程實踐對環境、社會可持續發展的影響；

　　h）職業規範：具有人文社會科學素養、社會責任感，能夠在工程實踐中理解並遵守工程職業道德和規範，履行責任；

　　i）個人和團隊：能夠在多學科背景下的團隊中承擔個體、團隊成員以及負責人的角色；

　　j）溝通：能夠就複雜工程問題與業界同行及社會公眾進行有效溝通和交流，包括撰寫報告和設計文稿、陳述發言、清晰表達或回應指令。並具備一定的國際視野，能夠在跨文化背景下進行溝通和交流；

　　k）項目管理：理解並掌握工程管理原理與經濟決策方法，並能在多學科環境中應用；

　　l）終身學習：具有自主學習和終身學習的意識，有不斷學習和適應發展的能力。

　　持續改進該項應包括：

　　a）建立教學過程質量監控機制，各主要教學環節有明確的質量要求，定期開展課程體系設置和課程質量評價。建立畢業要求達成情況評價機制，定期開展畢業要求達成情況評價；

　　b）建立畢業生跟蹤反饋機制以及有高等教育系統以外有關各方參與的社會評價機制，對培養目標的達成情況進行定期分析；

　　c）能證明評價的結果被用於專業的持續改進。

　　課程體系

　　課程設置應支持畢業要求的達成，課程體系設計有企業或行業專家參與。課程體系應包括：

　　a）與本專業畢業要求相適應的數學與自然科學類課程（至少占總學分的15%）；

　　b） 符合本專業畢業要求的工程基礎類課程、專業基礎類課程與專業類課程（至少占總學分的30%）。工程基礎類課程和專業基礎類課程能體現數學和自然科學在本專業應用能力的培養，專業類課程能體現系統設計和實現能力的培養；

　　c）工程實踐與畢業設計（論文）（至少占總學分的20%）。設置完善的實踐教學體系，並與企業合作，開展實習、實訓，培養學生的實踐能力和創新能力。畢業設計（論文）選題應結合本專業的工程實際問題，培養學生的工程意識、協作精神以及綜合應用所學知識解決實際問題的能力。對畢業設計（論文）的指導和考核有企業或行業專家參與；

　　d）人文社會科學類通識教育課程（至少占總學分的15%），使學生在從事工程設計時能夠考慮經濟、環境、法律、倫理等各種制約因素。

　　師資隊伍

　　該項應包括：

　　a）教師數量能滿足教學需要，結構合理，並有企業或行業專家作為兼職教師；

　　b）教師具有足夠的教學能力、專業水平、工程經驗、溝通能力、職業發展能力，並且能夠開展工程實踐問題研究，參與學術交流。教師的工程背景應能滿足專業教學的需要；

　　c）教師有足夠時間和精力投入到本科教學和學生指導中，並積极參与教學研究與改革；

　　d）教師為學生提供指導、咨詢、服務，並對學生職業生涯規劃及職業從業教育有足夠的指導；

　　e）教師明確他們在教學質量提升過程中的責任，不斷改進工作。

　　支持條件該項應包括：

　　a）教室、實驗室及設備在數量和功能上滿足教學需要。有良好的管理、維護和更新機制，使得學生能夠方便地使用。與企業合作共建實習和實訓基地，在教學過程中為學生提供參與工程實踐的平臺；

　　b）電腦、網路以及圖書資料資源能夠滿足學生的學習以及教師的日常教學和科研所需。資源管理規範、共用程度高；

　　c）教學經費有保證，總量能滿足教學需要；

　　d）學校能夠有效地支持教師隊伍建設，吸引與穩定合格的教師，並支持教師本身的專業發展，包括對青年教師的指導和培養；

　　e）學校能夠提供達成畢業要求所必需的基礎設施，包括為學生的實踐活動、創新活動提供有效支持；

　　f）學校的教學管理與服務規範，能有效地支持專業畢業要求的達成。

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