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工科教育同样需关注理念培养

2017年10月18日 16:17 | 作者:陈彬 许悦 | 来源:《中国科学报》
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工科考试为什么不能如文科考试一样,考查一些观点性的内容?用文科的出题形式考查理工科的观点,大家陈述各自不同的看法,这同样是可以打分的。

近些年,工科教育在我国成为一个热点话题,从“卓越工程师”培养计划的实施到“新工科”概念的提出,相关的工科教育理念一直是人们研究的对象。

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然而,工科生的培养依然是高校人才培养中的一个难点。

作为一名工科领域的“行内人”,北京工业大学电控学院教授张一鸣曾先后在研究院所和高校工作过,丰富的经历让他对高校工科教育的现状有着自己的思考。在他看来,工科教育的很多问题并不是更新一两个理念就能够解决的。

工科教育的理科化倾向

《中国科学报》:眼下,我国的工科教育面临着怎样一个亟待解决的问题?

张一鸣:如果我们对国内高校的地理分布稍加留意,就会发现一个有趣的现象。那就是在中国的每一个城市中,能够找到的两所实力相当的顶尖大学,其中一所是综合性大学,另一所基本上就是理工科院校。比如在北京的北大和清华、在上海的复旦大学和上海交通大学、在武汉的武汉大学和华中科技大学,此类例子不胜枚举。从这一点看,理工类院校就已经占据了我国高校将近半壁的江山。

尽管理工科的院校实力并不逊于其他类型高校,但我们必须承认,目前理工科院校存在着一个很大的问题,即工科院校严重理科化,就是我们通常说的大学“理科化”和“文科化”的问题。很多工科类高校由于在考评制度等方面的不合理设置,正在迫使工科教师更多地关注一些纸面上的内容。这是我们必须要解决的一个问题。

《中国科学报》:在一般人的理解中,工科教育偏重“技术”传授,而理科教育则偏重“科学”传授。那么在您看来,这两者的关系如何?

张一鸣:技术有着“一肩担二义”的作用,其上游是科学,意指知识、真理等;下游则是工程,三峡大坝、电子芯片、人工牛胰岛素等都属于工程范畴。技术就是连接科学与工程之间的隧道,三位一体,不可分割。打通这条隧道的主体就是“现代工匠”。

在科学与技术之间,科学是不依个人意志按照自洽的秩序向前发展,技术遵从科学的导引,重新规划和安排了我们的世界。工匠则是在此实践过程中,扮演了“类上帝”的角色。

因此,科学是技术的源泉。一个优秀出色的现代工匠应该具备良好的科学素养。但技术毕竟不是科学,两者的主要差别之一便是误差。科学只有等号,技术却只有约等号,从来没有等号,必须承认误差的存在。

然而,工程技术的吊诡之处也正在于此。一方面,承认误差的缺憾是工匠的入场券;另一方面,精益求精、误差为零是工匠们永不停歇的追求。有很多来自综合性大学和师范院校的研究生常常处理不好这两者的关系,经常把工程问题变成科学问题,拒绝误差,认为那样很不完美和漂亮。这反而不利于他们的成长。

先有观念,还是先有公式

《中国科学报》:在对现代工匠的教育和培养中,最应该注意的问题是什么?

张一鸣:我觉得高校的工科教育应该注意一个现象,那就是在课堂上,某些更有利于学生自身提高的观点或理念性内容,往往并不能引起学生的注意。相反,某些更“实用”、更“短平快”的知识性内容却更受学生欢迎,这是为什么?

当然,我并不否认这些知识性内容在学生培养中所起的作用。但这种现象应该促使我们思考一个问题,那就是学习应该是先有观念,还是先有公式。作为学生,当然想要以最快的速度将自己的卷面成绩提高,这是很容易理解的,但恰恰因为这样,很多学生对教师上课时讲授的观点、思想并不感兴趣,直接记住公式或许能更快达到他们的目的。

我也曾试图教给学生一些诸如数字化、人工智能等他们可能感兴趣的话题,但我遗憾地发现,相对于这些知识,他们似乎相对更关心考试和工作。这反映出高校的学生在知识获取方面的某些功利性倾向。

《中国科学报》:在您看来,这是高校教育理念出现了某些偏差吗?

张一鸣:并不完全是这样。首先我们不能否认,这的确凸显了目前高校工科教育中的某些问题,教授在课堂上讲述自己的观点,向学生灌输思想、价值和意义,但是学生觉得这些又不会在考试中出现,因此没有意义。这说明目前高校工科考试的内容和形式过于僵化。工科考试为什么不能如文科考试一样,考查一些观点性的内容?比如考查学生如何理解数字化生产对于这个时代、对于人类的价值和意义。用文科的出题形式考查理工科的观点,大家陈述各自不同的看法,这同样是可以打分的。这样的出题形式有何不可呢?

此外,我觉得这种现象的产生,也是高中教育所延续下来的。高中阶段的学习强调的是精学,但是大学却不是这样,大学要求学生掌握一种思想和观念。比如我在授课中,从来不在黑板上面讲解例题,而是把观念引入学生的头脑中。学生要学会抽象思考,遇到具体问题,自己运用思想去解决。然而,很多学生却依然停留在高中的“精学”阶段。

大学需要讲“理”

《中国科学报》:是否可以理解为,在某种程度上,大学其实是在给某些中小学教育中存在的问题“补课”?

张一鸣:必须承认,当前的学生在某些程度上,考虑“我”的因素太多了,每做一件事、说一句话都要打下印记。有学者曾将其定义为“精致的利己主义者”。在工科教育中,这种现象也有一定程度的体现,比如我之前提到过的学生重考试、轻思想的现象。

从根本上讲,这还是我们在教育中存在问题。高校在培养学生时,固然理应重点培养他们的思维和解决问题的能力。这些方面培养的缺失实际上是从中小学教育中就存在了。

《中国科学报》:那么对于中小学教育阶段的内容缺失,大学该做些什么工作呢?

张一鸣:我认为大学必须要做的就是培养学生的思维能力和思维方式,而在此之前,第一步就是培养学生的理性思维,以及人和人应该如何有效沟通,如何进行思想的交流,这是非常重要的。事实上,一些目前存在的社会问题,其根源就在于大家并没有进行有效的沟通,以及缺乏理性的态度,更遑论科学研究了。因此在科学上,理性的思维、观点和态度是极其重要的,甚至可以说,理性是踏入科学大门的第一道门槛。

此外,我们还要注重培养学生的抽象思维。现在有一种很普遍的现象,那就是很多中小学的班级里,学生会被划分出几种“类别”。这其中,“学神”级的学生一般在高中阶段就已经学会用抽象思维解决具体问题了;而所谓的“学霸”级别,则还需要通过大量“刷题”,从具体题目中积淀出一个模糊的抽象思维。

在大学阶段,学生靠刷题是刷不出优秀的科研能力的,所以只能靠抽象思维。但是目前高校中的很多本科生,甚至研究生都依然不会运用抽象思维。这是学生在中小学所遗留下来,也是亟须大学补课的问题之一。

编辑:李敏杰

关键词:工科 教育 学生 科教

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