“新工科”背景下提升青年教師工程實(shí)踐能力的思考

白紅偉

摘要：“新工科”行動(dòng)是深化我國(guó)高等工程教育改革創(chuàng)新的一項(xiàng)重大舉措，這對(duì)教師的專業(yè)素質(zhì)提出很高的要求，而青年教師是工程教育發(fā)展的主力軍。文章針對(duì)青年教師在工程實(shí)踐教學(xué)中存在的不足，探討了提升其工程素質(zhì)的措施。

關(guān)鍵詞：新工科;高校青年教師;工程實(shí)踐能力

中圖分類號(hào)：G451.2 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? 文章編號(hào)：1674-9324（2020）14-0021-03

進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展和融合應(yīng)用給全球制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整帶來(lái)了前所未有的機(jī)遇，世界經(jīng)濟(jì)格局不斷發(fā)生深刻變化，各國(guó)綜合國(guó)力競(jìng)爭(zhēng)愈發(fā)激烈。為引領(lǐng)新一輪工業(yè)革命浪潮、牢牢把握發(fā)展新機(jī)遇，美國(guó)、德國(guó)等主要發(fā)達(dá)國(guó)家相繼圍繞高等工程教育的改革創(chuàng)新推出了一系列戰(zhàn)略規(guī)劃[1]。當(dāng)前雖然我國(guó)的工程教育規(guī)模已躍升至世界第一位（如2015年的工科類本科畢業(yè)生約118萬(wàn)人，在校生約524.7萬(wàn)人），但尚未發(fā)展成為工程教育強(qiáng)國(guó)，現(xiàn)有工程技術(shù)人才存在著綜合實(shí)踐能力弱等問(wèn)題，無(wú)法支撐未來(lái)產(chǎn)業(yè)發(fā)展之需[1]。因此，為應(yīng)對(duì)正蓄勢(shì)待發(fā)的第四次科技革命與產(chǎn)業(yè)變革，助力“中國(guó)制造2025”“互聯(lián)網(wǎng)+”“一帶一路”等國(guó)家倡議，推動(dòng)人工智能、新材料等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的顛覆性發(fā)展，教育部于2017年6月正式啟動(dòng)了“新工科”建設(shè)計(jì)劃（即卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃2.0版），其目標(biāo)就是通過(guò)合理超前設(shè)置新興工科專業(yè)來(lái)造就一大批新產(chǎn)業(yè)急需的卓越工程科技人才，提升國(guó)家硬實(shí)力和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。“新工科”建設(shè)是一個(gè)系統(tǒng)性工程，包括教育理念革新、學(xué)科結(jié)構(gòu)調(diào)整、專業(yè)知識(shí)體系重構(gòu)、教師隊(duì)伍建設(shè)、人才培養(yǎng)模式變革等全方位的綜合改革[2]，不僅強(qiáng)調(diào)學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，而且極其注重學(xué)生工程實(shí)踐能力等工程素質(zhì)的提升，這對(duì)推進(jìn)高校工科教育從“理科化模式”回歸“工程化模式”、培養(yǎng)真正符合中國(guó)未來(lái)產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求的卓越工程科技人才具有重要作用。

一、青年教師在“新工科”建設(shè)中的重要地位

教育大計(jì)，教師為本。作為我國(guó)高等工程教育創(chuàng)新發(fā)展中的一項(xiàng)重大戰(zhàn)略決策，“新工科”建設(shè)不僅需要高校建立面向新工科特色的人才培養(yǎng)體系和強(qiáng)有力的支撐平臺(tái)，更加需要打造一支年富力強(qiáng)的高水平教師隊(duì)伍[3]。影響人才培養(yǎng)質(zhì)量的關(guān)鍵因素是教師的專業(yè)素質(zhì)，而“新工科”鮮明的實(shí)踐性和應(yīng)用性特征對(duì)教師的工程實(shí)踐和教學(xué)能力都提出了相當(dāng)高的要求。只有教師具備非常高的工程素質(zhì)，才有可能為國(guó)家培養(yǎng)一大批“大國(guó)工匠”。2018年9月，教育部、工業(yè)和信息化部以及中國(guó)工程院在《關(guān)于加快建設(shè)發(fā)展新工科 實(shí)施卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃2.0的意見(jiàn)》中也特別指出要強(qiáng)化工科教師的工程實(shí)踐能力。近年來(lái)，隨著我國(guó)高等教育規(guī)模的持續(xù)擴(kuò)大，大量博碩士畢業(yè)生投身高等教育，高校青年教師隊(duì)伍得到了快速壯大，現(xiàn)已成為推動(dòng)高等工程教育改革與發(fā)展的主力軍，是“新工科”建設(shè)的中堅(jiān)力量。截至2017年，我國(guó)普通高校的專任教師人數(shù)已達(dá)165.7萬(wàn)人，其中40歲以下的青年教師約占高校教師總?cè)藬?shù)的54.3%。可以說(shuō)，高校青年教師的工程素質(zhì)直接決定著我國(guó)下一代工程科技人才的培養(yǎng)質(zhì)量，甚至在很大程度上會(huì)影響國(guó)家的發(fā)展水平和綜合國(guó)力。因此，如何提升青年教師的工程素質(zhì)成為“新工科”建設(shè)過(guò)程中首先要解決的一個(gè)重要問(wèn)題。

二、當(dāng)前高校青年教師在工程實(shí)踐教學(xué)中存在的不足和原因

目前，“新工科”建設(shè)已處于實(shí)踐探索階段，然而我國(guó)高校青年教師在工程實(shí)踐教學(xué)中還普遍存在許多亟待彌補(bǔ)的不足，主要集中在以下幾點(diǎn)[4-6]。

1.青年教師的知識(shí)面窄，知識(shí)結(jié)構(gòu)有待優(yōu)化。與傳統(tǒng)工科教育相比，面向新產(chǎn)業(yè)需求的“新工科”通常都是由工程學(xué)科與其他學(xué)科交叉融合而產(chǎn)生的，更強(qiáng)調(diào)多學(xué)科間的深度交叉融合性和前沿技術(shù)的引領(lǐng)性，這就要求打破現(xiàn)有的學(xué)科邊界和專業(yè)分工限制，構(gòu)建全新的專業(yè)知識(shí)體系。然而，由于現(xiàn)在的工科青年教師從本科、碩士到博士階段的學(xué)習(xí)基本都是在同一個(gè)學(xué)科門類劃分很細(xì)的小專業(yè)中完成的，接受的是單專業(yè)的基礎(chǔ)教育和學(xué)術(shù)訓(xùn)練，參與的科研項(xiàng)目又是以實(shí)踐性不強(qiáng)的工程科學(xué)理論研究為主，缺乏跨學(xué)科專業(yè)學(xué)習(xí)和研究的經(jīng)歷，他們僅精通小專業(yè)的基礎(chǔ)知識(shí)和相關(guān)領(lǐng)域的研究進(jìn)展，從“新工科”的背景來(lái)看其學(xué)科視野太狹窄、掌握的知識(shí)結(jié)構(gòu)存在過(guò)于專業(yè)化和碎片化等問(wèn)題，這不僅讓青年教師無(wú)法靈活運(yùn)用多學(xué)科的知識(shí)來(lái)完成技術(shù)和產(chǎn)品的創(chuàng)新與創(chuàng)造，而且對(duì)工程設(shè)計(jì)方面的基礎(chǔ)知識(shí)知之甚少，最終導(dǎo)致其“大工程觀”意識(shí)不強(qiáng)，不利于通過(guò)言傳身教來(lái)培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力，難以勝任“新工科”的教學(xué)工作。因此，“新工科”青年教師急需根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)著力優(yōu)化知識(shí)結(jié)構(gòu)，將其知識(shí)面從“專業(yè)分割型知識(shí)”向“跨學(xué)科交叉融合型知識(shí)”擴(kuò)展，并強(qiáng)化可持續(xù)發(fā)展觀、工程倫理學(xué)、職業(yè)道德等與工程教育密切相關(guān)的知識(shí)。

2.青年教師的工程實(shí)踐經(jīng)歷少，工程實(shí)踐能力弱。在工科青年教師隊(duì)伍中，大多數(shù)人接受的是傳統(tǒng)“科學(xué)范式”和“技術(shù)范式”的工科教育，這種重理論輕實(shí)踐的教育特點(diǎn)雖然使他們掌握了較為扎實(shí)的專業(yè)理論知識(shí)和較高的科研水平，但也使其工程實(shí)踐經(jīng)歷極其欠缺，對(duì)工業(yè)產(chǎn)品的研發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)等環(huán)節(jié)都很不熟悉。即使在求學(xué)期間通過(guò)工程訓(xùn)練、工廠認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)等環(huán)節(jié)經(jīng)歷過(guò)一些實(shí)踐訓(xùn)練，但也可能因經(jīng)費(fèi)、安全、硬件平臺(tái)等條件所限而流于形式，幾乎沒(méi)有經(jīng)歷過(guò)扎扎實(shí)實(shí)的實(shí)訓(xùn)。另外，很多青年教師在參加工作后不得不將主要精力投入到繁重的學(xué)術(shù)研究工作中，大多數(shù)時(shí)間都忙于撰寫項(xiàng)目申請(qǐng)書(shū)、指導(dǎo)學(xué)生課題、發(fā)表論文、申報(bào)專利、完成項(xiàng)目總結(jié)等科研事務(wù)，根本沒(méi)有時(shí)間去企業(yè)參加工程素質(zhì)培訓(xùn)和鍛煉，同時(shí)高校也缺乏強(qiáng)有力的青年教師工程實(shí)踐能力培養(yǎng)機(jī)制和激勵(lì)措施，很少為青年教師搭建掛職鍛煉、產(chǎn)學(xué)研合作等高水平的工程實(shí)踐平臺(tái)，這導(dǎo)致青年教師的工程實(shí)踐能力弱的問(wèn)題難以得到有效解決，導(dǎo)致其對(duì)專業(yè)領(lǐng)域相關(guān)企業(yè)的工程技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r和技術(shù)需求的了解很少，無(wú)法通過(guò)理論與實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合來(lái)對(duì)學(xué)生的工程實(shí)踐環(huán)節(jié)進(jìn)行有效的指導(dǎo)。此外，“新工科”還特別注重工程實(shí)踐的實(shí)用性和先進(jìn)性，強(qiáng)調(diào)要以科技和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的最新成果來(lái)保障高質(zhì)量人才的培養(yǎng)，這對(duì)教師工程素質(zhì)的水平和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的更新提出了更高的要求。因此，著力提升青年教師的工程實(shí)踐能力對(duì)培養(yǎng)以“工程為主體性”的“新工科”人才具有重要意義。

3.青年教師的工程教育意識(shí)淡薄，教學(xué)能力需要提高。作為現(xiàn)代化的高等工程教育，“新工科”是以產(chǎn)業(yè)需求為導(dǎo)向、以工程實(shí)踐能力培養(yǎng)為核心的教育，重點(diǎn)突出理論與實(shí)踐并重，但注重實(shí)踐并不等于簡(jiǎn)單削減理論課程、增加實(shí)踐課程，而是要在課程模塊設(shè)計(jì)上由科學(xué)技術(shù)導(dǎo)向的課程設(shè)置轉(zhuǎn)變?yōu)楣こ虒?dǎo)向的課程體系，這就要求教師在“新工科”教學(xué)過(guò)程中盡可能地將工程實(shí)際背景融入理論課程中、進(jìn)而有效培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力。然而，由于我國(guó)高校過(guò)去的工科教育普遍存在重理論分析、輕工程實(shí)踐的問(wèn)題，專業(yè)培養(yǎng)又遵循專而精的培養(yǎng)模式，造成很多青年教師的工程實(shí)踐能力遠(yuǎn)落后于工程實(shí)際、工程素質(zhì)，不能滿足工程教學(xué)需要，因此其工程教育意識(shí)淡薄，在教學(xué)環(huán)節(jié)很難結(jié)合工程實(shí)踐問(wèn)題來(lái)講授理論基礎(chǔ)知識(shí)，這嚴(yán)重影響了工程教育質(zhì)量。另一方面，由于工科青年教師大多都不是從師范院?？瓢喑錾?，并且在畢業(yè)后又幾乎沒(méi)有經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的教學(xué)能力培訓(xùn)，其教學(xué)經(jīng)驗(yàn)欠缺、教學(xué)方法不熟練，不善于根據(jù)“新工科”專業(yè)的特點(diǎn)和要求實(shí)施案例式和項(xiàng)目式教學(xué)，工程教育能力亟須提高。

三、提升青年教師工程實(shí)踐和教學(xué)能力的策略

為了提升工科青年教師的工程實(shí)踐能力，近年來(lái)很多高校陸續(xù)建立了良好的軟硬件支撐平臺(tái)（既從制度上推動(dòng)青年教師提升工程實(shí)踐能力的積極性，又從工程實(shí)踐渠道拓展上建立校企合作產(chǎn)學(xué)研實(shí)訓(xùn)基地等），并初步取得了較好的成效。筆者也曾有幸作為學(xué)院首批受訓(xùn)青年教師在實(shí)訓(xùn)基地接受了為期兩個(gè)月的工程實(shí)踐經(jīng)歷培訓(xùn)，經(jīng)過(guò)工程現(xiàn)場(chǎng)觀摩、實(shí)踐性課題研究以及與企業(yè)導(dǎo)師一對(duì)一交流等培訓(xùn)環(huán)節(jié)明顯提高自身對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、產(chǎn)品生產(chǎn)、品質(zhì)管控以及技術(shù)開(kāi)發(fā)等方面的認(rèn)識(shí)，熟悉了企業(yè)發(fā)現(xiàn)工程技術(shù)問(wèn)題的途徑和解決工程問(wèn)題的基本方法，同時(shí)還較全面地了解了相關(guān)企業(yè)當(dāng)前的應(yīng)用需求、急需突破的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題以及未來(lái)發(fā)展方向等。與此同時(shí)，也深刻意識(shí)到：雖然利用工程實(shí)踐經(jīng)歷培訓(xùn)等平臺(tái)可以明顯提高青年教師的工程實(shí)踐能力，但這還遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法使青年教師的工程素質(zhì)達(dá)到能夠勝任“新工科”教學(xué)要求的目的。這是由于當(dāng)前國(guó)內(nèi)許多企業(yè)對(duì)承擔(dān)教師工程實(shí)踐經(jīng)歷培訓(xùn)的積極性不高，再加上企業(yè)擔(dān)心技術(shù)泄密，在很多的工程實(shí)踐環(huán)節(jié)都會(huì)對(duì)青年教師設(shè)置保密限制，最終導(dǎo)致培訓(xùn)效果很難達(dá)到預(yù)期。在這種情況下，青年教師的自我培養(yǎng)對(duì)推動(dòng)其工程實(shí)踐能力的持續(xù)提高就變得尤為關(guān)鍵。因此，在充分利用學(xué)校各類支撐平臺(tái)的基礎(chǔ)上，青年教師自己至少還需主動(dòng)通過(guò)以下途徑來(lái)有意識(shí)地提高其工程素質(zhì)[4-7]。

1.拓寬知識(shí)面，注重多學(xué)科知識(shí)的積累。由于“新工科”涉及的實(shí)際工程問(wèn)題是需要整合多學(xué)科知識(shí)和思維模式才能解決的，因此青年教師必須明白不能再將自己的專業(yè)知識(shí)局限于所承擔(dān)教學(xué)和科研任務(wù)的狹窄范圍內(nèi)，急需努力拓寬自身的知識(shí)面，不僅要掌握本工程學(xué)科領(lǐng)域的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和最新發(fā)展情況，而且要特別關(guān)注與本學(xué)科專業(yè)相關(guān)的新興交叉學(xué)科，及時(shí)了解新興產(chǎn)業(yè)的興起和發(fā)展。除了翻閱教材、專著、學(xué)術(shù)論文等文獻(xiàn)資料外，還可以通過(guò)旁聽(tīng)工程教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富的“雙師型”教師的教學(xué)課程、參加企業(yè)高級(jí)工程師的講座培訓(xùn)、與不同學(xué)科教師間的教學(xué)研討、加入“多學(xué)科混合式”的教學(xué)科研團(tuán)隊(duì)等途徑來(lái)擴(kuò)充知識(shí)面。此外，還必須學(xué)習(xí)可持續(xù)發(fā)展觀、工程倫理學(xué)以及職業(yè)道德等培養(yǎng)高素質(zhì)“新工科”人才所需要的基本知識(shí)。

2.多渠道豐富工程實(shí)踐經(jīng)歷，提升工程實(shí)踐能力。青年教師要真正提升自己的工程實(shí)踐能力，就必須積極主動(dòng)地利用多渠道的資源來(lái)豐富自身的工程實(shí)踐經(jīng)歷。（1）開(kāi)展企業(yè)博士后研究工作。由于擁有博士后工作站的企業(yè)通常都是研發(fā)實(shí)力相當(dāng)強(qiáng)的國(guó)有大型企業(yè)或其他高新技術(shù)企業(yè)，他們能提出大量科技含量高、創(chuàng)新性強(qiáng)、應(yīng)用前景廣闊和有利于支撐企業(yè)持續(xù)發(fā)展的前瞻性研究項(xiàng)目。這些博士后工作站可為青年教師提供良好的工程實(shí)踐條件：首先，在沒(méi)有保密限制的實(shí)際工程環(huán)境中工作，不僅可以了解項(xiàng)目提出的背景和應(yīng)用前景，還可以掌握這類項(xiàng)目的特點(diǎn)和研究方法，提高解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力;其次，有機(jī)會(huì)與具有豐富工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的企業(yè)高級(jí)工程師和一線技術(shù)人員接觸，全方面了解產(chǎn)品設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，學(xué)習(xí)企業(yè)的工程技術(shù)，并掌握專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和先進(jìn)技術(shù)在工程實(shí)際中的創(chuàng)新應(yīng)用能力，進(jìn)而達(dá)到豐富工程實(shí)踐經(jīng)歷、提升工程實(shí)踐能力的目的。此外，通過(guò)博士后研究工作還有利于與企業(yè)建立起長(zhǎng)期緊密的合作關(guān)系，為今后基于掛職鍛煉、項(xiàng)目合作等形式來(lái)持續(xù)提升自己的工程素質(zhì)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。（2）與工程項(xiàng)目經(jīng)歷豐富的教師共同承擔(dān)企業(yè)橫向課題。企業(yè)創(chuàng)新是引領(lǐng)現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要驅(qū)動(dòng)力，而橫向課題的設(shè)置是提升企業(yè)創(chuàng)新能力的一條重要途徑。高校青年教師通常都善于承擔(dān)以理論研究和應(yīng)用基礎(chǔ)研究為代表的縱向課題，但對(duì)以解決產(chǎn)業(yè)發(fā)展中遇到的復(fù)雜工程技術(shù)問(wèn)題為核心的企業(yè)橫向課題往往很陌生。如果青年教師可以與具有豐富工程項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)的教師來(lái)共同承擔(dān)一些橫向課題，不僅可增加與企業(yè)充分交流的機(jī)會(huì)，及時(shí)掌握本領(lǐng)域的工程實(shí)際和行業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài)，而且可以在教師導(dǎo)師的指導(dǎo)下學(xué)習(xí)并掌握工程技術(shù)項(xiàng)目的研究方法，進(jìn)而快速有效地積累工程經(jīng)驗(yàn)、提升工程素質(zhì)。（3）赴國(guó)外先進(jìn)工程教育機(jī)構(gòu)和高新技術(shù)企業(yè)學(xué)習(xí)。在美國(guó)、德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家，教育機(jī)構(gòu)和企業(yè)都非常重視工程教育，產(chǎn)教融合、校企合作辦學(xué)機(jī)制在推進(jìn)工程技術(shù)教育高質(zhì)量發(fā)展中發(fā)揮了極其重要的作用。到這些機(jī)構(gòu)進(jìn)行考察和學(xué)習(xí)，不僅可以極大地拓展國(guó)際視野，體會(huì)先進(jìn)的教育理念、課程體系、教學(xué)模式，而且可以在一定程度上提升工程實(shí)踐能力，了解工程教育的前沿發(fā)展水平，尋找與國(guó)外工科教師工程素質(zhì)的差距，堅(jiān)定今后努力的方向。

3.增強(qiáng)工程教育意識(shí)，提高教學(xué)水平。教學(xué)是“新工科”實(shí)施的重要環(huán)節(jié)，而較高的工程教育水平是“新工科”教師應(yīng)具備的基本素質(zhì)。在拓寬知識(shí)面和豐富工程實(shí)踐經(jīng)歷的基礎(chǔ)上，青年教師要有意識(shí)地將專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)與實(shí)際工程技術(shù)問(wèn)題相結(jié)合，努力引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用工程科學(xué)的思想和原理來(lái)分析和解決復(fù)雜工程問(wèn)題，探索采用探究式、討論式、啟發(fā)式、案例或項(xiàng)目式等先進(jìn)的教學(xué)理念和方法，并綜合利用現(xiàn)代化教學(xué)技術(shù)（如仿真技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等）來(lái)充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)的積極性，提高教學(xué)質(zhì)量;還可以結(jié)合企業(yè)的工程實(shí)際，引入設(shè)計(jì)性和綜合性的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，對(duì)學(xué)生進(jìn)行嚴(yán)格的工程訓(xùn)練，從而促進(jìn)其工程意識(shí)和實(shí)踐能力的提高。

四、結(jié)語(yǔ)

青年教師是推動(dòng)“新工科”建設(shè)的主力軍，但普遍存在著知識(shí)結(jié)構(gòu)不合理、工程實(shí)踐能力弱、工程教育水平低等缺點(diǎn)，尚不能滿足“新工科”發(fā)展的需要。青年教師工程素質(zhì)的提升是一個(gè)系統(tǒng)性工程，不僅需要國(guó)家、高校和企業(yè)在管理制度和平臺(tái)建設(shè)上的通力協(xié)作，也需要教師個(gè)人的努力。本文從“新工科”青年教師自我培養(yǎng)的角度出發(fā)，有針對(duì)性地探討了拓展知識(shí)面、豐富工程實(shí)踐經(jīng)歷、增強(qiáng)工程教育意識(shí)的方法，以期對(duì)提升青年教師的工程素質(zhì)提供參考和借鑒。

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Abstract："Emerging Engineering Education" has been proposed as a significant strategic move in the reform of higher engineering education of China，which makes great demands on teachers' professional quality.At present，young teachers have became the main force in the higher engineering education.Based on the problems existing in the engineering practical teaching of young college teachers，the strategies to improve their engineering quality are discussed.

Key words："Emerging Engineering Education";young college teachers;engineering practical ability