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为主实施的以传授工程学科知识，培养从事工程技术工作所需能力为主要内容的高等教育^[1]。

　　发展“领跑型”战略前沿技术和解决关键“卡脖子”技术，实现高水平科技自立自强，亟须加强高层次工程科技人才培养和战略储备，当前，我国工程教育在取得令世界瞩目的突出成就的同时，也面临诸多深层性与结构性矛盾。

　　工程人才结构性矛盾突出，缺乏战略领军型人才

　　高端领军人才严重短缺。科技创新领域领军人物和战略工程师的储备严重不足，尤其是企业缺乏高端工程科技领军人才。以人工智能产业为例，“2020年人工智能全球2000位最具影响力学者榜单”显示了二十个领域排名前100的学者，而这2000位全球最具影响力学者中我国只有171人。由于有关政策顶层设计的相对薄弱，我国尚未形成全面、系统的工程教育战略架构，导致高水平工程科技人才供给不足、领军型工程科技人才严重短缺，成为制约创新产业由要素驱动、投资驱动向创新驱动转变的主要障碍。

　　国家关键核心产业领域的卓越工程师队伍建设不足。我国战略性新兴产业的相关专业人才存量较小，不符合我国未来产业升级的发展需求。研究预测，2025年十大重点领域人才缺口将占人才需求总量的48%，工程类人才的结构性短缺将成为制约我国制造业转型升级的现实瓶颈。

　　产学研融合缺乏深度，工程人才培养质量不高

　　高校内部工程实践导向的培养目标还不够突显。工程类专业在人才培养目标设定上实践导向不足，工科人才培养的淘汰率偏低，课程与教学内容的挑战度不够，导致工科学生在学习过程中主动性不强，工程实践参与度不高，学习投入不足。

　　工程教育人才培养模式滞后于产业发展实践。当下，工程人才培养缺少课程教材、企业导师、实践基地等资源的充分保障，毕业设计脱离工程实际，对解决复杂工程问题能力的培养力度有待提升。

　　尚未有效连接教育链与产业链、创新链。企业参与人才培养过程的积极性不强，工科教师“重科研轻教学”现象依然较为严重。行业协会、龙头企业、社会组织等参与工程教育战略改革的社会力量尚未有效调动。

　　工程师资队伍评价异化，实践指导能力偏弱

　　工程科研评价存在强论文导向，尤其是在岗位聘任和职称评审中重论文而轻成果转化和社会服务。相较于长周期的工程技术或应用创新，理科逻辑下的工科教师更看重成本低、见效快的学术论文，弱化了工程教育师资队伍实践能力。

　　工科教师队伍存在弱产业实践现象，尤其是在职前培养和职后培训中重理论而轻技术应用和产业需求。当前工程类教师多是在传统的教室或者封闭的实验室中培养出来的，缺乏产业实践和技术实战经验，使得输出的工科教学内容滞后于现实产业实践。在职后培训中，针对工程类教师的工厂实地参观、校企研讨会、技能操作大赛等深入产业实践的内容尚未形成成熟的培训体系。

　　工科教材与设备更新严重滞后于产业发展实践。一方面是整体产业理论体系的发展较为薄弱，教材内容更新不多，另一方面是教材编撰主体多为在校教师，缺乏高水平产业专家的参与，脱离产业实践的教材无法真正体现产业技术水平和产业人才能力要求，教师在使用这些教学设备时无法最大程度发挥其应有效能。

　　工程教育文化内涵模糊，工程师地位亟待提升

　　当前，我国各类工程师总数约5000万人，是一个数量可观的专业群体，但在社会文化与舆论环境方面，社会对工程教育重视不够，工程师的社会地位、受尊敬和重视程度亟待进一步提升。

　　中小学基础教育阶段，工程教育文化缺失。我国中小学基础教育阶段对工程教育的目标、定位尚未充分重视，相应文化缺失。在高中课程学习中，工程技术教育基础课程开展不够，注重对知识的死记硬背和机械练习，导致普通高中学生实践操作和创新能力普遍偏低，在职业选择上更偏好选择机关文案、经济管理等工作，工程师类职业较难成为学生首选。

　　职业教育与普通教育并行体系下，职业教育招生制度与标准尚不健全。在我国的高等教育体系中，高等职业教育招生长期依附于普通高考，按照录取批次面向普通高中招生，对普高学生的专业实践能力和经验普遍忽视，这使得高等职业教育在大规模发展之初就失去了同步建立起符合自身特征的考试招生制度的先发条件。

　　工程教育亟须系统性变革和提升

　　总而言之，要实现从制造大国走向制造强国的战略目标，实现高水平科技自立自强，我国工程教育亟须在结构、模式、队伍、文化等方面实现系统性变革和提升。

　　一是要聚焦工程教育结构再调整，在院校专业结构上，加快调整和优化，扎实推进新工科建设，激活传统工科潜力；以国家重大需求、重点任务为牵引，加强工程类专业学位研究生培养，同时优化工程博士规模和结构。

　　二是致力于人才培养模式再突破。在学生评价考核体系中加强实践能力培养和考核；优化完善工程类专业学位的专业设计与课程设置；深化校企、校院等多主体联合培养。

　　三是助推工程师资队伍再升级。完善多赛道评价体系，改变工程类教师评价“唯论文”模式；优化工程类教师队伍多元结构，深入推动产业界人士参与工程人才培养；及时更新教学工具与设备，重视回归工程实践的情境式教学模式。

　　四是着眼工程教育文化再深化，重点支持中国工程师文化的理论和实践研究，突出强调并弘扬工程师群体的宝贵品质，加深对工程师职业、精神及其时代价值的理解和认同，营造尊重工程人才、鼓励工程创新的文化氛围；建立一体化的中小学工程技术教育课程体系，邀请高校工科教师、企业工程师等进中小学校园开展工程教育普及活动。

　　全面工程教育顺势而发

　　针对上述问题，“全面工程教育”顺应时代的呼唤，以其草根性、全面性、系统性等特点，致力于不断探索新思路、新举措，探索新的教育哲学。

　　教育的草根意识要强化。工程教育生源减少，直接导源于民众工科兴趣的减弱和工程意识的淡化，直接导源于工程教育对民众影响力的下降。对此，全面工程教育主张强化工程教育的“草根”意识，其特点是：第一，顽强，有根基，具有自强不息、厚德载物的生命力。第二，广泛，遍布教育系统从底层到顶层的每一个角落。

　　全过程的工程文化素质教育。根据草根意识，全面工程教育致力于将工程思维和工程文化根植于整个社会，要求将工程思维贯穿整个教育和专业培养体系，覆盖从小学、高中到大学本科和研究生的各个教育阶段。其中，最为关键性的举措有：对不同层次和专业的学生进行的工程通识教育，与产业界的合作教育，为适应技术前沿发展与全球化要求的课程改革，创新教育，教师专业发展等。

　　培养目标须调整。全面工程教育通过科学、技术和人文领域的整合，教育学生为变动的社会做出实质性的贡献。这就必须着眼于学生的全面发展，厚基础、强实践，让学生在技能和社会活动能力诸方面都得到发展，成为具有全球意识、创新精神和国际化视野的优秀工程师，成社会需要的全面发展的人。

　　通识教育的内容需重组。长期以来，通识教育的内容主要是自然、社会和人文三类学科的课程，而全面工程教育强调的通识教育，还包括工科的一些重要课程。

　　工程强调规模和效益，技术强调流程和工艺，工程教育与技术教育都必须强调综合多学科和交叉学科的知识来解决实践问题，包括工科与工科的交叉、工科与文科的交叉、工科与理科的交叉等。因此，毕业生不管是从事工程类的职业还是非工程类的职业，都必须在学术上、技术上和社交能力上得到训练。

　　国际教育界关注全面工程教育

　　全面工程教育强烈意识到全球工程教育的危机与使命，以丰富的内涵和务实的举措为国内外同仁所关注。

　　2006年在上海召开的“国际多学科和交叉学科工程教育研讨会”上，“全面工程教育”一提出，就引与会者热烈的讨论；2007年，联合国教科文组织国际工程教育中心(UICEE)第10届工程教育国际学术年会在泰国曼谷召开，举办了题为“全面工程教育研究与举措”的专场报告会，美国、德国、澳大利亚、印度、泰国、波兰、俄罗斯等国的众多代表主动与我国代表交流，探讨全面工程教育理念的实施问题。

　　培养目标 educational objectives

　　对专业毕业生在毕业后5年能够达到的职业和专业成就的总体描述。

　　毕业要求 graduate attributes

　　对学生毕业时应该掌握的知识和能力的具体描述，包括学生通过本专业学习所掌握的知识、技能和素养。

　　评估 assessment

　　确定、收集和准备各类文件、数据和证据材料的工作，以便对课程教学、学生培养、毕业要求、培养目标等进行评价。可采用合理的抽样方法，恰当使用直接的、间接的、量化的、非量化的手段，进行有效的评估。

　　评价 evaluation

　　对评估过程中所收集到的资料和证据进行解释的过程，评价结果是提出相应改进措施的依据。

　　机制 mechanism

　　针对特定目的而制定的一套规范的处理流程，包括目的、相关规定、责任人员、方法和流程等，对流程涉及的相关人员的角色和责任有明确的定义。

　　复杂工程问题 complex engineering problem

　　必须运用深入的工程原理，经过分析才能得到解决的问题。同时具备下述特征的部分或全部：

　　a）涉及多方面的技术、工程和其它因素，并可能相互有一定冲突；

　　b）需要通过建立合适的抽象模型才能解决，在建模过程中需要体现出创造性；

　　c）不是仅靠常用方法就可以完全解决的；

　　d）问题中涉及的因素可能没有完全包含在专业工程实践的标准和规范中；

　　e）问题相关各方利益不完全一致；

　　f）具有较高的综合性，包含多个相互关联的子问题。

　　通用标准

　　学生项应包括：

　　a）具有吸引优秀生源的制度和措施；。

　　b）具有完善的学生学习指导、职业规划、就业指导、心理辅导等方面的措施并能够很好地执行落实；

　　c）对学生在整个学习过程中的表现进行跟踪与评估，并通过形成性评价保证学生毕业时达到毕业要求；

　　d）有明确的规定和相应认定过程，认可转专业、转学学生的原有学分。

　　培养目标该项应包括：

　　a）有公开的、符合学校定位的、适应社会经济发展需要的培养目标；

　　b）定期评价培养目标的合理性并根据评价结果对培养目标进行修订，评价与修订过程有行业或企业专家参与。

　　毕业要求

　　专业应有明确、公开、可衡量的毕业要求，毕业要求应支撑培养目标的达成。专业制定的毕业要求应完全覆盖以下内容：

　　a）工程知识：能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于解决复杂工程问题；

　　b）问题分析：能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析复杂工程问题，以获得有效结论；

　　c）设计/开发解决方案：能够设计针对复杂工程问题的解决方案，设计满足特定需求的系统、单元（部件）或工艺流程，并能够在设计环节中体现创新意识，考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素；

　　d）研究：能够基于科学原理并采用科学方法对复杂工程问题进行研究，包括设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论；

　　e）使用现代工具：能够针对复杂工程问题，开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具，包括对复杂工程问题的预测与模拟，并能够理解其局限性；

　　f）工程与社会：能够基于工程相关背景知识进行合理分析，评价专业工程实践和复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响，并理解应承担的责任；

　　g）环境和可持续发展：能够理解和评价针对复杂工程问题的工程实践对环境、社会可持续发展的影响；

　　h）职业规范：具有人文社会科学素养、社会责任感，能够在工程实践中理解并遵守工程职业道德和规范，履行责任；

　　i）个人和团队：能够在多学科背景下的团队中承担个体、团队成员以及负责人的角色；

　　j）沟通：能够就复杂工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流，包括撰写报告和设计文稿、陈述发言、清晰表达或回应指令。并具备一定的国际视野，能够在跨文化背景下进行沟通和交流；

　　k）项目管理：理解并掌握工程管理原理与经济决策方法，并能在多学科环境中应用；

　　l）终身学习：具有自主学习和终身学习的意识，有不断学习和适应发展的能力。

　　持续改进该项应包括：

　　a）建立教学过程质量监控机制，各主要教学环节有明确的质量要求，定期开展课程体系设置和课程质量评价。建立毕业要求达成情况评价机制，定期开展毕业要求达成情况评价；

　　b）建立毕业生跟踪反馈机制以及有高等教育系统以外有关各方参与的社会评价机制，对培养目标的达成情况进行定期分析；

　　c）能证明评价的结果被用于专业的持续改进。

　　课程体系

　　课程设置应支持毕业要求的达成，课程体系设计有企业或行业专家参与。课程体系应包括：

　　a）与本专业毕业要求相适应的数学与自然科学类课程（至少占总学分的15%）；

　　b） 符合本专业毕业要求的工程基础类课程、专业基础类课程与专业类课程（至少占总学分的30%）。工程基础类课程和专业基础类课程能体现数学和自然科学在本专业应用能力的培养，专业类课程能体现系统设计和实现能力的培养；

　　c）工程实践与毕业设计（论文）（至少占总学分的20%）。设置完善的实践教学体系，并与企业合作，开展实习、实训，培养学生的实践能力和创新能力。毕业设计（论文）选题应结合本专业的工程实际问题，培养学生的工程意识、协作精神以及综合应用所学知识解决实际问题的能力。对毕业设计（论文）的指导和考核有企业或行业专家参与；

　　d）人文社会科学类通识教育课程（至少占总学分的15%），使学生在从事工程设计时能够考虑经济、环境、法律、伦理等各种制约因素。

　　师资队伍

　　该项应包括：

　　a）教师数量能满足教学需要，结构合理，并有企业或行业专家作为兼职教师；

　　b）教师具有足够的教学能力、专业水平、工程经验、沟通能力、职业发展能力，并且能够开展工程实践问题研究，参与学术交流。教师的工程背景应能满足专业教学的需要；

　　c）教师有足够时间和精力投入到本科教学和学生指导中，并积极参与教学研究与改革；

　　d）教师为学生提供指导、咨询、服务，并对学生职业生涯规划及职业从业教育有足够的指导；

　　e）教师明确他们在教学质量提升过程中的责任，不断改进工作。

　　支持条件该项应包括：

　　a）教室、实验室及设备在数量和功能上满足教学需要。有良好的管理、维护和更新机制，使得学生能够方便地使用。与企业合作共建实习和实训基地，在教学过程中为学生提供参与工程实践的平台；

　　b）计算机、网络以及图书资料资源能够满足学生的学习以及教师的日常教学和科研所需。资源管理规范、共享程度高；

　　c）教学经费有保证，总量能满足教学需要；

　　d）学校能够有效地支持教师队伍建设，吸引与稳定合格的教师，并支持教师本身的专业发展，包括对青年教师的指导和培养；

　　e）学校能够提供达成毕业要求所必需的基础设施，包括为学生的实践活动、创新活动提供有效支持；

　　f）学校的教学管理与服务规范，能有效地支持专业毕业要求的达成。

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