工程教育最重要的问题是“工程教育的最终目标是什么?”“工科毕业生的期待是什么?”我们只有四五年实践去教育和影响这些学生,因此,我们要知道工程师到底在做什么?工程是什么?我们对于“工程”有很多的界定和界限,我相信未来15年工程师会有非常好的发展前景。工科学生毕业的时候,如果觉得工程师职业前景不好,那么就是一个巨大的问题。
大家都在谈论工程和科学之间的差别是什么?美国导弹之父西奥多曾经说过:“科学家发现了存在的世界,工程师创造了前所未有的世界。”现在我们需要打破科学界和工程界二者之间的界限。毕业的工程师应该在现代团队环境中,考虑到商业和社会需求,构思(conceive)、设计(designe)、实施(implement)和操作(operate)复杂的增值工程系统。“考虑社会的需求”这一点极为重要,我们需要鼓励未来将成为工程师的学生们做到这一点。工程教育应该为学生未来可能的职业生涯做好准备。当我还是学生的时候,每个人都是设备工程师,因为学生只清楚理论,只会用工具,只懂某一个学科。有些人是系统工程师,能做系统化的设计;有些人是设计和研究人员,或者叫作产品支持工程师,他们既清楚产品又清楚客户;有些人是创业/创新工程师;当然还有其他类型的工程师。我承认至少我毕业时不是一个好的工程师。
工程师需要什么?威尔伯·赖特认为“主要需要的是技能而不是机械”,托马斯·爱迪生说“你需要发明的是想象力和一堆垃圾”。我们需要一种技能,关于这一点赖特和爱迪生已经提到过“我们需要的不是工程师本身,而是技能”。我们需要有综合详细的工程教育目标:教育学生要了解CDIO的实施过程;在产品技术层面,要懂得复杂的增值工程系统;对于个体,要学会在团队化的现代工程环境中如何工作;同时还要让自己在团队合作中成为成熟、体贴的人。这是工程教育的学习目标,要以此来编制工程教育教学大纲。
图1 CDIO教学大纲-第二级细节展示图
图1给大家展示了CDIO教学大纲的第二级内容。我的一些同事认为此大纲描述得过于细节,但问题不在于过于细节,而在于这仅仅是一个指导方针。这是特别重要的教学大纲,这也是一套清晰、完整、前后连贯的本科工程教育目标。在设定这套工程教育目标时,首先要基于理性,根据工程实践中规范合理化的知识、技能和态度要求设定,还要对利益相关者进行广泛的调查,以确定优先级和完成程度。同行评审时,需要注意到要与整个行业进行充分的互动和沟通。
现代大学工程教育如何适应这种情况?第一,需要充分利用时间。第二,发展通用工程技能的教学。大部分的工程教育都会从工程技能开始。第三,采用新型高效的教学方法。第四,采用合适的新评估方法。还有,我们需要懂得工程学的教师。
行业如何为工程教育做出贡献呢?在瑞典,我们做得是非常好的。在瑞典,80%的学生都是在工作中完成教育和培训的。这些教育和培训是由教职员工进行监督、行业中的专业人士进行指导来完成的。相信在很多国家早期教育时都没有融合行业的发展。不仅仅是学生需要在行业企业里学习并了解工作,老师也需要在行业企业里进行学习,来了解行业的实际需求并转化到实际的教学当中。因此,这是综合的,不仅仅是学术的,这就需要业界的支持和帮助来完成。