从土木工程领域看21世纪的工程教育
新工科背景下的土木工程课堂教学模式的升级改造
新工科背景下的土木工程课堂教学模式的升级改造1. 引言1.1 背景介绍在新工科背景下，土木工程教育面临着一系列的挑战和机遇。
随着社会经济的快速发展和科技的迅猛进步，土木工程行业的需求也在不断增长。
传统的土木工程课堂教学模式已经无法满足新时代学生的需求，对土木工程课堂教学模式进行升级改造迫在眉睫。
新工科背景下，土木工程教育需求的核心是培养学生具备创新能力、实践能力和跨学科合作能力。
传统的课堂教学模式过分强调理论知识的灌输，而缺乏对学生实际能力的培养。
如何更好地适应新时代学生的需求，创新教学模式，提高教学质量，成为当前土木工程教育的重要课题之一。
通过对土木工程教育和新工科背景的背景介绍，我们可以更好地理解为什么需要对土木工程课堂教学模式进行升级改造。
只有紧跟时代潮流，创新教学方法，才能更好地培养出适应未来社会需求的优秀人才。
1.2 研究意义土木工程作为工程学科中的重要学科之一，在新工科背景下，教育教学模式的改革和升级已经成为学术研究的热点之一。
而研究新工科背景下的土木工程课堂教学模式的升级改造，具有极其重要的意义。
随着社会的不断发展和科技的不断进步，土木工程领域的知识和技术也在不断更新和演变，传统的教学模式已经无法满足新工科时代的需求，因此有必要对课堂教学模式进行改革和升级。
新工科背景下的土木工程教育不仅要培养学生的专业知识和技能，还要培养学生具有团队合作能力、创新精神和实践能力，因此需要通过改革课堂教学模式，为学生提供更加广阔的发展空间和更具竞争力的综合素质。
研究新工科背景下的土木工程课堂教学模式的升级改造，有助于提升教学质量和教育水平，促进土木工程教育的可持续发展，为我国土木工程人才的培养和学科发展贡献力量。
1.3 研究目的研究目的：本文旨在探讨新工科背景下土木工程课堂教学模式的升级改造，以适应当前社会发展和技术进步的需求。
具体目的包括：一、分析当前土木工程课堂教学模式存在的问题和不足，明确改进方向；二、探讨利用现代技术手段优化课堂教学模式的可行性和有效性；三、研究引入项目驱动教学法和跨学科合作教学实践对提升学生能力的影响；四、探索实践教学与理论教学融合模式的实施策略和效果。
21世纪的工程教育重构
２１世纪的工程教育重构引言工程教育与产业正面临着新挑战。
有人认为这是工程教育的危机，也有人认为这是我们步入21世纪为工程教育带来的机遇。
客观地讲，没有人对工程教育的现状以及短期内面临的问题十分满意。
正如狄更斯在《双城记》开头中写到，“现在是最好的时候，也是最糟的时刻”。
作家兼记者Thomas Friedman提出“世界是扁平的”。
经济全球化使科技对现代社会的影响正以不可预期的速度加剧。
互联网为产品和服务提供了新的市场，同时全球廉价的受过教育的劳动力可以为我所利用。
这对世界发达地区以及发展中地区的财富分配产生了深远的影响，尤其将改变发达国家的社会经济结构。
毫无疑问，教育关系到一个民族的繁荣，但是很多人例如Landes，认为是知识和技术决定了社会发展的程度。
因此，工程教育是保障一个民族人民富裕的关键所在。
现代的工程师产生于18世纪初期，与巴黎综合理工学院和英格兰工程专业协会同期出现。
如今的工程教育方法，包括课程设置是20世纪初期建立的。
而从那以后，课程内容显然发生了显著的变化。
美国工程教育的上一次变革发生于半个多世纪前，当时科学在教育体系中的地位显著增加。
尽管从那以后工程教育的确发生了一些变化，但这些变化并不显著，当今的工程教育结构和课程内容与20世纪60年代十分相近。
重新审视工程教育并进行再一次大调整早就到时候了。
无数的组织、团体已经提出了这样的需求和其对国家竞争力的重要性，因为国民总体生活水平与大量培养有充分创新力的工程师的教育能力息息相关。
其中美国、日本和中国制造业的发展的数据对比尤为令人关切。
更值得重视的是，一个民族致富是与其生产为其他民族所需产品的能力相关。
显然，在过去20年内，世界发生了根本性的变化。
计算机彻底改变了人们工作和生活的方式。
尤其改变了人们处理信息和数据的能力。
朗讯技术公司首任董事长兼首席执行官Henry B.Schacht2001年在WPI的一次讲话说到，将来，为了完成各种实际任务，我们能够无限迅速地处理信息、存储无限量的数据并瞬间实现数据传输，目前人类正朝着这一目标快速发展。
工程教育专业认证视角下土木工程专业生产实习教学改革探讨以常州大学为例
谢谢观看
一、工程教育专业认证概述
工程教育专业认证是由专门职业或行业协会（联合会）、学会会同该领域的 教育工作者和相关行业企业专家一起进行的，针对高等教育本科专业的合格性评 估，其目的是为相关工程技术人才进入工业界从业提供预备教育质量保证。
二、生产实习教学现状及问题
当前，土木工程专业的生产实习教学存在着一些问题。首先，实习内容与理 论教学的结合不够紧密，导致实习内容缺乏深度和广度。其次，实习过程中学生 处于被动接受状态，难以发挥主观能动性。最后，实习教学的管理和评价机制不 完善，难以保证实习效果。
为了全面反映学生的实习效果和实践技能水平，需要建立有效的实习考核机 制。除了传统的考勤和实习报告外，还可以增加实操考核、小组讨论、口头报告 等形式。实操考核可以测试学生的实践操作能力；小组讨论可以让学生分享实习 心得和经验；口头报告可以让学生总结实习内容和收获。通过多种形式的考核， 可以更全面地评价学生的实习效果和实践技能水平。
四、结论
生产实习是土木工程专业教学中的重要环节，对于提高学生的实践技能和职 业素养具有重要意义。针对当前生产实习教学中存在的问题，需要采取一系列改 革措施，加强理论与实践的结合，采用多种实习形式，建立有效的实习考核机制。 通过这些措施的实施，可以有效地提高生产实习的教学效果和学生的实践技能水 平。
3、完善教学管理：建立健全的生产实习管理制度和评价机制，确保实习过 程的有序性和有效性。同时，加强对学生实习过程的监督和指导，及时解决实习 中遇到的问题。
4、提升师资力量：加强教师队伍建设，提高教师的工程实践能力和教学水 平。鼓励教师参与实际工程项目，增强教师的工程经验和实践能力。
5、创新教学方法：采用案例教学、项目教学等多样化教学方法，激发学生 的学习兴趣和主动性。同时，利用现代化教学手段，如虚拟仿真技术等，提高实 习教学的效果和质量。
工程教育认证背景下土木工程材料课程教学改革
工程教育认证背景下土木工程材料课程教学改革摘要：为满足工程教育认证的要求，以学生能力培养为宗旨，对土木工程材料课程在理论教学和实践教学两个方面实施一系列教学改革，为调动学生学习积极性和主动性，实现学生工程材料实践应用能力培养，切实提高土木工程材料课程教学质量，提出工程教育认证背景下土木工程材料课程教学改革的措施。
加深对学生知识、专业能力和工程素养的培养，满足现代企业对复合型、应用型人才的要求。
关键词：工程教育认证；土木工程材料；教学改革引言土木工程材料是土木工程、工程造价等相关专业的专业基础课程。
课程包括常用的土木工程材料的基本组成、材料性能、质量要求、检测方法、选用规则及国家标准规范。
通过该课程的学习，使学生掌握土木工程材料的基本理论和基本知识，培养学生应用材料知识解决工程问题的能力。
但是由于土木工程材料课程具有内容繁杂、逻辑性差、各部分缺乏联系、大多数内容需要记忆等特点，容易使学生感到枯燥乏味，导致学生学习效果不佳。
1土木工程材料课程教学中存在的问题1.1课程内容繁多且课时不足《土木工程材料》包括理论课程与实验课程两个部分。
其中，理论课程章节主要包含金属材料、胶凝材料、通用硅酸盐水泥、混凝土、砂浆、墙体材料、合成高分子材料、沥青与沥青混合材等章节内容，涉及的材料主要有十余大类、几百个材料品种，而各章节之间缺少联系、相互独立。
同时，各材料的基本性质、使用方法、选择方式等介绍以文字叙述为主。
此外，本课程的学时为48学时（32理论学时+16实验学时）。
学生难以在较短时间学习并掌握如此多内容，因此，学生学习积极性不高，觉得枯燥乏味，教学质量降低。
1.2教学评价方式单一对教师的教学能力和学生的学习能力进行评价，是教学工作的主要内容，直接关系着教学质量的高低。
但从土木工程材料课程的教学现状来看，大部分高校的教学评价方式都是以期末考核为主，方法和标准都比较单一。
这种单一的教学评价方式，使得无论是教师或学生在日常教学中都更加注重理论知识的学习，只在乎最终的学习效果，忽略了在学习过程中实践能力的培养。
从土木工程领域看21世纪的工程教育pdf刘西拉谢谢宋老师
从土木工程领域看21世纪的工程教育上海交通大学 土木工程系刘西拉从1957年我进入土木工程系大学本科学习到现在差不多在土木工程领域里生活了近半个世纪，其中有13年在西南大三线搞工程，其他的时间一直在学校里度过。
幸运的是直到现在还在教学、科研的第一线工作。
1987年以来，我一直负责着国家的重大科学基金项目、国家攀登项目，2003年又参加了国家973课题，受聘为项目专家组专家，并作为一级课题负责人。
在此期间，多次应邀为国家科学基金委撰写“结构工程学科”和“工程学科”发展战略研究报告；2004年又担任中国科协“2020年的中国工程技术发展研究”主报告的起草人。
可以说，对国内外专业发展情况比较清楚。
2001年受中国科协委派出任世界工程组织联合会教育与培训工作委员会(WFEO-CET)和2004年又同时兼任能力建设工作委员会(WFEO-CCB)中国代表。
在此期间有机会跟世界上各个领域的工程教育专家在一起交流、讨论、甚至争论，获得不少信息。
逐渐形成了对二十一世纪的工程教育的一些看法。
这些看法受到WFEO-CET委员会的认可，并多次代表该委员会在国际会议上发言。
这些内容也很快纳入我在大学讲授的“土木工程概论”中，很受学生的欢迎。
本文的主要观点曾多次在国内外的会议和刊物中发表过【1－3】，本篇主要是从土木工程领域的角度来说明这些观点。
一、关于工程教育和土木工程教育所谓工程教育，就是针对未来和现在的工程技术人员进行的教育。
首先，应该把科学家和工程师区别一下。
因为现在无论在国际还是国内，都习惯于把科学家和工程师混为一谈，认为他们都是搞科学技术的，不是科学家就是工程师。
其实两者之间有一些重要的区别，很值得辨析。
第一，科学家受到的主要约束是自然规律。
工程师的工作就不仅要受到自然规律约束，还要受到社会规律约束。
首先，如果工程师所处的社会不发达，要想搞一些新的产品，也许社会本身就没有那个需要，或者是技术水平到不了，做不出来。
21世纪是隧道及地下工程开发的世纪(一)
31
直径：15米
32
4. 杭州市庆春路钱塘江市区水底隧道 通道采用双向四车道盾构方案，理念正 确，已进行了安全、风险评估，对环境 影响很小。
33
直径：11.4米
34
5. 联结青岛－黄岛胶州湾湾口海底隧道 由于穿越优质花岗岩地层，采用双通道 六车道钻爆法施工方案，已进行了安全、 风险评估，设计合理，但青岛侧的交通 联结方式采用高架穿越城区，产生影响 环境。
人类在地球上世世代代休养生息下来。
4
5
6保护环
境，放在重要位置。为此，我们必须优化
经济结构，合理利用资源、协调地区发展、 提高人口素质，彻底清除贫困。地下工程 是最符合可持续发展的要求现状：
8
资源现状： （1）煤：按19亿吨开采40年就进入干涸区 。煤储存在
35
36
37
38
39
40
6. 港、珠、澳海上大通道 全长36km，分别由6km沉埋管段和大 桥相联后，用3.6km盾构或浅埋暗挖法修 建隧道，在珠海拱北上岸，再用桥和6km 长的山岭隧道相联，并和太澳公路相联， 工程规模为双向六车道。
41
42
43
44
7. 上海地区多条水底隧道穿越黄浦江， 均采用双向四通道，盾构法施工，效果 很好，两端接线容易，方便市民。 8. 大连市区海湾海底隧道 经过桥、隧对比，决定采用双向六车 道，钻爆法方案，因该地区的岩体为花岗 岩，水文地质很好，不破坏环境，少占地， 少拆迁。
12
6、环境污染：问题更多，空气变坏， 汽车发生的CO2含量CO含量骤增。 水：变少、变混、就坏、就脏，人生活 的两大要素空气、水超标地区很多。 7、气候复暖，灾害增多 人人要有危机感社会责任感、使命感。
新工科背景下土木工程专业复合型人才培养目标的定位与思考
新工科背景下土木工程专业复合型人才培养目标的定位与思考一、绪论随着我国经济社会的快速发展，基础设施建设和城市化进程不断加快，土木工程专业在国家经济建设和社会发展中的地位日益凸显。
当前我国土木工程专业人才的培养面临着诸多问题，如人才培养模式单课程设置不合理、实践教学环节薄弱等。
为了适应新时代的发展需求，提高土木工程专业的人才培养质量，我国高校纷纷提出了新工科背景下的复合型人才培养目标。
本文旨在对新工科背景下土木工程专业复合型人才培养目标的定位与思考进行探讨，以期为我国土木工程专业的改革与发展提供参考。
本文将从新工科理念出发，分析新工科背景下土木工程专业人才培养的目标定位。
新工科理念强调培养学生的创新能力、实践能力和团队协作能力，注重培养学生的综合素质和跨学科知识。
在新工科背景下，土木工程专业人才培养的目标应立足于培养具有创新精神、实践能力和团队协作能力的复合型人才。
本文将对新工科背景下土木工程专业复合型人才培养的目标进行具体阐述。
在人才培养目标方面，应明确培养具有扎实的理论基础、较强的实践能力和良好的创新意识的复合型人才；在课程设置方面，应优化课程体系，加强跨学科课程的建设，提高课程的实践性和针对性；在实践教学环节方面，应加大实践教学力度，拓宽实践教学渠道，提高实践教学质量；在教师队伍建设方面，应加强教师队伍建设，提高教师的教学能力和科研水平；在学生管理方面，应加强学生的个性化培养，关注学生的心理健康，培养学生的自主学习能力。
本文将对新工科背景下土木工程专业复合型人才培养的目标进行总结与展望。
通过对新工科背景下土木工程专业复合型人才培养目标的定位与思考，可以为我国高校土木工程专业的改革与发展提供有益的借鉴和启示。
在新的历史时期，我国高校应紧密结合国家发展战略，不断优化人才培养模式，提高人才培养质量，为我国土木工程事业的发展做出更大的贡献。
1.1 研究背景和意义随着全球经济的快速发展，科技、教育和产业结构的不断升级，新工科背景下的土木工程专业面临着前所未有的挑战与机遇。
二十一世纪的工程教育
二十一世纪的工程教育：教育理念与措施刘西拉很感谢学校给我这个机会做一个发言。
在各位老师面前，我想我的资格还不够老，没办法跟大家比。
我算了一下，我教书教到现在一共才教了22年书，但是我当学生时间比当老师时间长，我做了27年学生。
因为文革以前就读了研究生，文革以后改革开放，到美国去又读研究生，所以加在一起27年，比当老师的时间多了5年。
在文革以前，我们读的研究生是苏联体制的，后来再到美国去读研究生，我对这两个体系有点体会，这是当学生的体会。
还有一点，就是我文化大革命期间在西南“大三线”做工程，在工地上干得多，做过13年的技术员、工程师。
所以我今天如其说谈工程教育，还不如说是和老师们交流经验，还不如说是从学生的角度，或者从工程师的角度来看看我们大学的教育有什么问题需要改进。
我谈的都是个人意见，个人意见一定是不全面的，还有一些地方可能是错误的，所以只能算“抛砖引玉”作为一个讨论，请大家多提宝贵意见吧。
我今天想谈的是关于二十一世纪工程教育的理念和措施。
我是世界工程组织联合会里头是“工程教育和培训委员会”和“能力建设委员会”（Capacity Building）两个委员会的中国代表，已经有十年的功夫了。
从2000年华沙第五届世界工程教育大会开始，我就作为中国代表参加“工程教育和培训委员会”的工作，第六届是在美国的Nashville，我当时也有个发言，后来因为“非典”没去成。
第七届就是在布达佩斯了。
在突尼斯，我代表“工程教育和培训委员会”，曾经在世界工程组织联合会的代表大会上做过发言。
我的这些发言有一些稿子，会议期间跟国际上一些工程教育专家们经常交流意见，今天我想把这收获跟大家一起交流一下。
我想谈的问题，无非是一个谈工程教育。
讲工程教育背景，然后讲理念和措施，最后做个结语。
工程教育在工程教育背景方面，我想谈的第一个问题就是：工程师和科学家不完全一样。
我们在教育当中，不应该把培养工程师和培养科学家，这两件事变得完全一样，或者说，不应该把培养科学家的办法搬去培养工程师。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
从土木工程领域看21世纪的工程教育刘西拉【摘 要】 文章从工程师与科学家的不同、几代工程师的特点切入,提出21世纪的工程师完整的知识结构和层次应该包含的内容,强调能力在工程领域中的重要性,并根据国际上的一些共识,提出21世纪的工程教育应有的一些新的教育理念,如“重视基础”、“以学生为中心”、“要把教学的重点从知识的传递转移到能力建设上去”等等。
文章最后指出关键问题还是要有一流的教师和一流的教学。
【关键词】 工程教育 知识 能力 土木工程【收稿日期】 2006年1月【作者简介】 刘西拉,上海交通大学土木工程系责任教授、博士生导师、世界工程组织联合会中国委员会(WFE O2CHI NA)副主席、世界工程组织联合会教育与培训工作委员会(WFE O2CET)中国代表、世界工程组织联合会能力建设工作委员会(WFE O2CC B)中国代表、中国土木工程学会外事工作委员会主任。
从1957年我进入土木工程系大学本科学习到现在差不多在土木工程领域里生活了近半个世纪,其中有13年在西南大三线搞工程,其他的时间一直在学校里度过。
幸运的是直到现在还在教学、科研的第一线工作。
1987年以来,我一直负责国家的重大科学基金项目、国家攀登项目,2003年又参加了国家973课题,受聘为项目专家组专家,并作为一级课题负责人。
在此期间,多次应邀为国家科学基金委撰写“结构工程学科”和“工程学科”发展战略研究报告;2004年又担任中国科协“2020年的中国工程技术发展研究”主报告的起草人。
可以说,对国内外专业发展情况比较清楚。
受中国科协委派,2001年出任世界工程组织联合会教育与培训工作委员会(WFE O2CET),2004年又兼任能力建设工作委员会(WFE O2CC B)中国代表。
在此期间有机会跟世界上各个领域的工程教育专家在一起交流、讨论甚至争论,获得不少信息。
逐渐形成了对21世纪的工程教育的一些看法。
这些看法受到WFE O2CET的认可,并多次代表该委员会在国际会议上发言。
这些内容也很快纳入我在大学讲授的“土木工程概论”中,很受学生的欢迎。
本文的主要观点曾多次在国内外的会议和刊物中发表过[1～3],本篇主要是从土木工程领域的角度来说明这些观点。
一、关于工程教育和土木工程教育所谓工程教育,就是针对未来和现在的工程技术人员进行的教育。
首先,应该把科学家和工程师区别一下。
因为现在无论在国际还是国内,都习惯于把科学家和工程师混为一谈,认为他们都是搞科学技术的,不是科学家就是工程师。
其实两者之间有一些重要的区别,很值得辨析。
第一,科学家受到的主要约束是自然规律。
工程师的工作就不仅要受到自然规律约束,还要受到社会规律约束。
首先,如果工程师所处的社会不发达,要想搞一些新的产品,也许社会本身就没有那个需要,或者是技术水平到不了,做不出来。
第二,按照传统的说法,科学家的作用是“认识自然”,工程师的作用就是“改造自然”,当然“改造自然”的提法现在不能讲了,“改造”多了,自然就要“反击”和“报复”,所以现在应当讲“天人合一”,讲“与自然协调地发展人类社会”,或者说,“在符合自然条件限制的情况下,发展人类社会”。
“工程”里面有很多的领域,也不完全一样(见图1):图1中的轴是连续性轴,轴的一端是化学工程,它的生产线比较像连续生产线;但机械工程领域就不一样,它是离散生产线,它的产品是按个数计算,要优化都是按整数优化的。
连续性轴的另一端,离散性更大,这就是土木工程。
土木工程几乎不是一个生产线,而是一个工程一个样,在世界上很难找到两个土木工程是完全一样的。
所以不同的工程领域性质也不完全一样,但是不管是什么工程,都有两个共同的特点:一是需要有经验的积累,工程当中有很多问题,不是完全靠数理化那点公式就能解决的,很多地方还需要经验,需要综合判断。
如果去问一个有经验的工程师,你这一辈子有多少问题是真正靠计算解决的,我想,至少对土木工程师来讲,靠计算来解决的仅仅是很小的一部分,大部分都得靠经验,靠综合分析和判断。
所以工程是有“个性”的。
工程还有一个特点,就是需要综合,需要不同领域的结合,没有一项工程单靠某一个领域就可以全部完成,一定会涉及到其他领域。
所以“个性”和“综合性”是工程领域的特点。
应该说,在土木工程中这两个特点更为突出。
现在大家都在谈创造性,我想,创造性对工程师和科学家也应有所不同。
科学家的创造性主要表现为原创性(Original W ork),如果某位科学家第一个发现一条规律,那么,第二个人的相同发现,其作用就等于零。
因此,对于科学家来说,原创性非常重要。
而对于工程师来说,有原创性当然很好,但更多工作是体现在对已有工程技术的创新和革新上。
此外,工程师也可以集成,把各个领域比较好的东西集成起来,解决某一个问题;也可以移植,比如把信息领域、计算机领域的先进技术引到土木工程里面来,可见移植本身也有它的创造性。
还有一些工程师能够把过去的一些经验完美地表达出来,甚至编成规范、规程和指南供大家使用,这也能反映他们的创造性。
但不管是原创、集成还是移植表达,最后都必须落实到应用,如果工程不能应用,那就毫无价值。
近代工程师概念始于18世纪末(表1)。
从瓦特发明蒸汽机开始,工程师概念的发展迄今已经历了五代,这是在2000年华沙世界工程教育大会上大家比较认可的划分。
第一代工程师是从18世纪末到19世纪中,其特点是多才多艺,比如瓦特发明的蒸汽机是算出来的还是造出来的?他能不能修?我看,他能算能造也能修,什么都能干。
但是,随着技术的发展,工程领域开始专业化了,出现了第二代工程师,但是他们的专业分工还是比较粗的。
早先,土木工程的原意就是民用工程(C ivil Engineering),民用工程还包括传统的机械、化工等领域,但现在的C ivil Engineering只是关系到基本建设。
从20世纪初到20世纪中,整个工程技术发展到非常专业化的程度,我们建国后“全盘学苏”正好对应于这个时期,专业可以说分得非常之细,是一种所谓第三代工程师的模式。
那时在清华机械系机械制造和焊接、铸造竟然是不同的专业;在土木系里,同一个“工程结构”教研组,有的是专搞钢筋混凝土结构的,也有的是专搞钢木结构的,相互基本不联系,这就是“非常专业化”。
这种状态在计算机出现以后很快发生了变化,从20世纪中到20世纪70年代,出现了第四代工程师,其特点是一部分人开始研究系统,不仅是搞非常细节的分析,而且开始强调系统把握。
其主要原因就是借助计算机,大大提高了工程师的工作和研究层次,扩大了他们的工作、生产、思考的范围。
从20世纪70年代到20世纪末,一般认为是第五代工程师活跃的时期,此时工程师的领域之间就会出现杂交,或者说杂交是第五代工程师的特点。
表1五代工程师的划分持续时间特点第一代18世纪末～19世纪中多才多艺第二代19世纪中～20世纪初专业化第三代20世纪初～20世纪中非常专业化第四代20世纪中～20世纪70年代部分专业化和部分系统化第五代20世纪70年代～20世纪末杂交 工程师的概念在逐代演变发展,我们的工程教育有没有随之相应地发展?比如说,我们是否认识到,我们正处在结束第五代、走向第六代工程师的时代?是否意识到我们许多人的工程教育理念还停留在第三代工程师、即“非常专业化”的时代?按照国际上通行的说法,21世纪是第六代工程师的时代,这个时代的特点有:一是科技迅速发展;二是信息全球化。
这两个特点的基础还是计算机技术的发展。
在此背景下,我们的整个教学理念、我们的工程教育思想是否也应跟着变化?需要认真思考。
21世纪的工程师需要什么样的知识技能,这个问题关系到学校今后应该教什么,事关重大,答案也因人而异。
从事工程教育的学者强调21世纪应重在基础教育,专业痕迹应尽量淡化。
行政官员若需要一些工学院毕业的学生从事与工程有关的行政工作,就可能认为21世纪的工程师最重从土木工程领域看21世纪的工程教育要的素质应当是灵活,能适应各个方面的需要。
老一代工程师也许希望新工程师在21世纪不仅有传统知识,还要有新的科技知识。
大企业的领导人要求就更高更宽了,他们也许认为21世纪的工程师不但要有一般的知识,还要有系统知识,而且善于合作,善于交流,善于管理。
这些要求加起来就比较全面了。
至于家长,关心的当然是大学所教的知识和技能是否有助于子女顺利毕业和理想就业。
工学院毕业生的答案也不是唯一的,这些答案往往与他们毕业的时间有关。
刚毕业的学生会认为大学应加强实践知识的教育。
毕业五年以后的大学生会觉得大学应该加强基础知识的教育,基础还是最重要的。
毕业五年到十年以后,随着社会地位的提高,许多人要指挥别人做事了,会强调加强管理能力,凡此种种,各持其故,各索其需。
总的说来,学生在校学习是整个人生中一小段,而大学时期又是整个学校生活的一小段,这一小段中的一小段应该用来学什么,国际上比较认可的选择还是应该注重“基础知识”。
任职以后可以在“专业知识”方面继续增加积累,而且终身都要不断地学习。
这大概是一个比较统一的答案。
在“基础知识”中,目前国际上的观点更强调的是通用基础。
二、关于工程师的知识结构与层次在21世纪,工程技术人才所需要的知识结构应该具备什么样的特点?大家知道,在古代,土木工程师就是工匠,所以那时只有经验,谈不上知识结构。
比如古希腊人盖神庙,柱子多粗多高,要根据人体的宽度和高度来做;梁的高度是试着来的,如果塌了,就增加一点。
不断总结经验,所以那时候知识就是实践和来自实践的直接经验。
到了17世纪,从伽利略开始,先做梁的强度实验,后来有了虎克定律,这意味着那时已有了实验物理;后来到牛顿,又有了理论物理。
很长时期以来,所谓知识结构,就是实践和理论两级。
这种情况一直维持到计算机技术的发展。
计算机是一个发展很快的工具,如果把它的硬件发展历史统计一下,就会发现,每四到七年,大概就是一个循环,每过一个循环,其速度就增加10倍,重量就降低10倍,体积就缩小10倍。
这种情况势必影响工程技术人才整个知识结构的变化。
现在,比较完整的知识结构应该包括实践(包括实验和相关的经验)、理论和计算,是一个三角形的知识结构。
在这三个方面无论哪个环节比较弱,将来在竞争中就可能陷于被动,如果在这三方面都有很扎实的基础,将来就会非常主动。
1987年我在荷兰DE LFT大学给教师演讲,讲到这个三角形的知识结构,可以感觉到听众中的年轻教授都非常同意,但年纪大的教授则反应平平,说明处在不同年龄段的人对知识发展和知识结构组成的感受是有差异的。
由于计算机的出现,这个三角形知识结构中的理论会出现一些变化,原来相对一个成熟的理论,输入A,可以得到一个唯一正确的结果B;现在计算机可以帮助我们考虑到信息的不确定性,包括信息的随机性、模糊性和不完整性。
也就是说,针对某种理论,我们可以输入一个大致是A的东西,拿到一个似乎是B的东西。