多學(xué)科融合培養(yǎng)新工科學(xué)生的綜合能力

張根耀

(延安大學(xué) 數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院，陜西 延安 716000)

我國(guó)的工科教育已培養(yǎng)了數(shù)千萬(wàn)的工程科技人員，活躍在航空航天領(lǐng)域、汽車制造領(lǐng)域、橋梁制造領(lǐng)域、高速鐵路領(lǐng)域、新能源領(lǐng)域以及船舶、電信、建筑、材料等其他工程領(lǐng)域，為構(gòu)建獨(dú)立和完善的國(guó)家工業(yè)體系、提高國(guó)家硬實(shí)力和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力發(fā)揮了重要作用[1]。面對(duì)新一輪世界科技革命和產(chǎn)業(yè)變革，我國(guó)工科教育必將產(chǎn)生質(zhì)的改變[2]，中國(guó)目前正在進(jìn)行著的如火如荼的“新工科運(yùn)動(dòng)”(Emerging Engineering Education Movement)就是順應(yīng)這一時(shí)代變革在工程教育領(lǐng)域提出的中國(guó)方案。

新工科建設(shè)聚焦于新經(jīng)濟(jì)、新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)和新技術(shù)的發(fā)展，目的是打造我國(guó)工程教育的新理念、學(xué)科專業(yè)新結(jié)構(gòu)、人才培養(yǎng)新模式、教育教學(xué)新質(zhì)量和分類發(fā)展新體系，核心使命是實(shí)現(xiàn)工科人才培養(yǎng)的跨界、交叉與融合[3]60。新工科的跨界、交叉與融合分為工科內(nèi)各學(xué)科知識(shí)的融合和工科外各學(xué)科知識(shí)的融合，要求打破學(xué)科之間的“壁壘”，最終體現(xiàn)在學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力上。

《華盛頓協(xié)議》聚焦的工科畢業(yè)生基本素質(zhì)[3]58和我國(guó)《工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)》的畢業(yè)要求[4]中，除要求學(xué)生具有較強(qiáng)的工程知識(shí)、問(wèn)題分析能力、設(shè)計(jì)開發(fā)解決方案能力、研究能力、使用現(xiàn)代工具能力等專業(yè)素質(zhì)外，還要求工科畢業(yè)生具有社會(huì)責(zé)任意識(shí)、環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展意識(shí)、職業(yè)規(guī)范、溝通交流能力、項(xiàng)目管理能力和終身學(xué)習(xí)等非專業(yè)素質(zhì)。專業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)在我國(guó)的傳統(tǒng)工科教育中已經(jīng)得到充分體現(xiàn)，并且取得了相當(dāng)?shù)某删?。但在“術(shù)業(yè)有專攻”的思想指導(dǎo)下，傳統(tǒng)工科教育中割裂了人文社會(huì)科學(xué)與工科的融合，淡化了對(duì)學(xué)生非專業(yè)素質(zhì)的培養(yǎng)，至少是在專業(yè)培養(yǎng)方案中沒(méi)有明確體現(xiàn)，或者體現(xiàn)很少，導(dǎo)致培養(yǎng)的學(xué)生很難適應(yīng)日新月異的新經(jīng)濟(jì)、新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)對(duì)復(fù)合型、創(chuàng)新型人才的需求，因?yàn)槿宋纳鐣?huì)科學(xué)知識(shí)能夠使學(xué)生在工程規(guī)劃和設(shè)計(jì)時(shí)，綜合考慮經(jīng)濟(jì)、法律、倫理、環(huán)境等各種制約因素。在新工科教育體系中已經(jīng)關(guān)注到傳統(tǒng)工科教育存在的弊端，強(qiáng)調(diào)學(xué)科之間的跨界、交叉與融合。

一、培養(yǎng)學(xué)生社會(huì)責(zé)任意識(shí)

社會(huì)責(zé)任意識(shí)是公民的世界觀、人生觀、價(jià)值觀在社會(huì)中的具體體現(xiàn)，是公民在社會(huì)實(shí)踐過(guò)程中逐步形成的，其形成深受家庭、學(xué)校和社會(huì)價(jià)值取向的影響。

毋庸置疑，科學(xué)具有“雙刃劍效應(yīng)”[5]，基于科學(xué)的實(shí)踐(即工程)在造福人類的同時(shí)會(huì)產(chǎn)生“負(fù)效應(yīng)”，如危害公共安全、觸犯國(guó)家法律法規(guī)、有悖社會(huì)倫理、破壞文化傳承等。因此，在新工科教育中，要培養(yǎng)學(xué)生正確處理工程與社會(huì)的關(guān)系，樹立社會(huì)責(zé)任意識(shí)，在未來(lái)的工程實(shí)踐中趨利避害。關(guān)于工科畢業(yè)生的社會(huì)責(zé)任意識(shí)，我國(guó)《工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)》的畢業(yè)要求第6條“工程與社會(huì)”中是這樣描述的，“能夠基于工程相關(guān)背景知識(shí)進(jìn)行合理分析，評(píng)價(jià)專業(yè)工程實(shí)踐和復(fù)雜工程問(wèn)題解決方案對(duì)社會(huì)、健康、安全、法律以及文化的影響，并理解應(yīng)承擔(dān)的責(zé)任。”根據(jù)這一條要求，工科畢業(yè)生在校期間應(yīng)強(qiáng)化以下幾方面能力的訓(xùn)練：(1)認(rèn)識(shí)和評(píng)判工程對(duì)社會(huì)核心價(jià)值產(chǎn)生影響的能力；(2)認(rèn)識(shí)和評(píng)判工程對(duì)社會(huì)公眾健康產(chǎn)生影響的能力；(3)認(rèn)識(shí)和評(píng)判工程對(duì)國(guó)家和公眾安全產(chǎn)生影響的能力；(4)評(píng)判工程對(duì)法律規(guī)定遵守程度的能力；(5)認(rèn)識(shí)和評(píng)判工程對(duì)文化傳承和道德規(guī)范產(chǎn)生影響的能力。

社會(huì)核心價(jià)值有其歷史性和階段性，學(xué)生應(yīng)能明白社會(huì)現(xiàn)階段及未來(lái)一段時(shí)期內(nèi)弘揚(yáng)的正能量是什么，才能自覺(jué)地在實(shí)施未來(lái)的工程時(shí)作為評(píng)判自己或組織行為的準(zhǔn)則。我國(guó)全面步入小康社會(huì)后，國(guó)家和公民對(duì)生活質(zhì)量有新的要求，污染(大氣污染、水污染、土壤污染、噪聲等)、輻射及食品安全成為影響生活質(zhì)量和危害公眾健康的主要因素。信息技術(shù)、智能技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)在工程實(shí)踐中的大量使用，會(huì)增加泄露國(guó)家機(jī)密和公民個(gè)人隱私的風(fēng)險(xiǎn)。法律意識(shí)淡薄和對(duì)法律規(guī)定不熟悉，在實(shí)施工程實(shí)踐時(shí)會(huì)危及大眾利益和觸犯國(guó)家法律，同樣也不會(huì)使用法律武器捍衛(wèi)自己的合法權(quán)益。不了解文化傳承和道德規(guī)范，就不能擺脫非文明和低級(jí)趣味的影響，就不能建立起對(duì)人類命運(yùn)的關(guān)愛(ài)和對(duì)國(guó)家民族的深厚感情。社會(huì)是一個(gè)繁雜的組合體，社會(huì)責(zé)任意識(shí)的形成，僅靠在工科專業(yè)教育中潛移默化是不夠的，必須在新工科培養(yǎng)體系中適當(dāng)增加人文社科知識(shí)的比重。在新工科的專業(yè)培養(yǎng)方案中，應(yīng)為學(xué)生選擇社會(huì)學(xué)、社會(huì)主義核心價(jià)值觀的認(rèn)識(shí)及實(shí)踐、法學(xué)、文學(xué)、倫理學(xué)等方面的內(nèi)容，強(qiáng)化學(xué)生的社會(huì)責(zé)任意識(shí)。

二、培養(yǎng)學(xué)生環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展意識(shí)

工程對(duì)環(huán)境和生態(tài)的影響是最直接的，對(duì)可持續(xù)發(fā)展的影響也是最長(zhǎng)久的，在人類社會(huì)幾千年文明發(fā)展歷程中，良性和惡性影響的例子比比皆是，不勝枚舉。

工科學(xué)生必須有這樣的意識(shí)：不能就工程論工程，脫離工程實(shí)施的時(shí)間和空間維度；不能只看到眼前，而要考慮人類未來(lái)的發(fā)展；不能只看到局部利益，而要考慮全局利益。在校期間就要培養(yǎng)基本的環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展思維，熟悉環(huán)境基本知識(shí)和環(huán)境保護(hù)方面的法律、法規(guī)，理解人與自然和諧共存的必要性。要使學(xué)生在將來(lái)從事工程工作時(shí)能從環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展方面來(lái)評(píng)判工程帶來(lái)的利益和危害，避免對(duì)生態(tài)造成大的破壞、資源造成大的浪費(fèi)、危及人類未來(lái)的生存和發(fā)展。在培養(yǎng)方案中為學(xué)生選擇工程倫理學(xué)、環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展、環(huán)境與人類文明、環(huán)保法規(guī)等方面的課程。

三、培養(yǎng)學(xué)生溝通交流能力

在現(xiàn)代社會(huì)，溝通和交流能力是一個(gè)人應(yīng)具備的基本素質(zhì)。就工科畢業(yè)生而言，溝通交流能力應(yīng)體現(xiàn)在能夠就復(fù)雜工程問(wèn)題與同行及公眾進(jìn)行有效溝通交流，能夠撰寫報(bào)告和設(shè)計(jì)文稿、陳述自己的觀點(diǎn)和見(jiàn)解、對(duì)指令能夠清晰表達(dá)和回應(yīng)，能夠在跨文化背景下進(jìn)行溝通和交流。溝通和交流能力主要體現(xiàn)在口頭表達(dá)、書面表達(dá)能力以及接收、理解、反饋信息的能力，是雙向互動(dòng)的。

大學(xué)生在進(jìn)入大學(xué)前，已經(jīng)具備一定的語(yǔ)言學(xué)和寫作方面的能力，但在準(zhǔn)確表達(dá)和準(zhǔn)確理解方面卻差強(qiáng)人意，不能客觀、真實(shí)地反映自己的意圖和理解信息蘊(yùn)涵的核心思想，這在工科學(xué)生中是一個(gè)普遍現(xiàn)象。因此，在新工科的培養(yǎng)方案中，除普遍都有的大學(xué)英語(yǔ)課程外，應(yīng)有針對(duì)性地開設(shè)一些語(yǔ)言學(xué)和寫作方面的其他課程，重點(diǎn)解決學(xué)生在準(zhǔn)確表達(dá)和準(zhǔn)確理解方面存在的問(wèn)題。

四、培養(yǎng)學(xué)生項(xiàng)目管理能力

現(xiàn)代工程規(guī)模大，涉及的制約因素多，從規(guī)劃、設(shè)計(jì)、實(shí)施到資源調(diào)度、成本核算、進(jìn)度控制、風(fēng)險(xiǎn)管理、質(zhì)量保證，都需要項(xiàng)目管理和經(jīng)濟(jì)學(xué)的相關(guān)知識(shí)來(lái)保證工程在合理的成本和時(shí)間內(nèi)高質(zhì)量地完成。因此，從未來(lái)所從事工作的需要來(lái)考慮，工科畢業(yè)生應(yīng)掌握基本的工程管理原理，理解經(jīng)濟(jì)決策方法，并能應(yīng)用這些原理和方法對(duì)工程項(xiàng)目實(shí)施高效管理和對(duì)成本、經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行評(píng)價(jià)。了解工程項(xiàng)目中各要素和環(huán)節(jié)，明確自己在工程項(xiàng)目中所承擔(dān)角色的職責(zé)，合理解決工程實(shí)施過(guò)程中遇到的溝通問(wèn)題、進(jìn)度問(wèn)題、成本核算問(wèn)題和質(zhì)量問(wèn)題，在多約束條件下解決各種沖突和平衡項(xiàng)目干系人各方的關(guān)切。

在新工科的培養(yǎng)方案中為學(xué)生選擇工程管理學(xué)和經(jīng)濟(jì)學(xué)方面的內(nèi)容，使學(xué)生在校期間能夠掌握工程管理和經(jīng)濟(jì)學(xué)的基本知識(shí)，并通過(guò)參加一些工程項(xiàng)目加以實(shí)踐。

五、培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)以及文獻(xiàn)檢索、審美能力

面對(duì)未來(lái)從事工程工作的需要，工科畢業(yè)生還應(yīng)當(dāng)具備自學(xué)以及文獻(xiàn)檢索、審美能力等素養(yǎng)。工程項(xiàng)目具有獨(dú)特性，尤其是復(fù)雜工程問(wèn)題，涉及多方面的技術(shù)，需要建立合適的抽象模型，需要構(gòu)建獨(dú)特的方法，問(wèn)題中涉及的因素可能沒(méi)有完全包含在專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范中，具有較高的綜合性，包含多個(gè)相互關(guān)聯(lián)的子問(wèn)題，不是僅靠常用方法就可以完全解決的。因此，工科學(xué)生在校期間應(yīng)加強(qiáng)自學(xué)能力和文獻(xiàn)檢索能力的訓(xùn)練，能夠根據(jù)需要在眾多文獻(xiàn)資料中快速查找到自己需要的資料，通過(guò)學(xué)習(xí)，完善自己的知識(shí)體系，并能合理地應(yīng)用于工程實(shí)踐中。

審美能力是指感受、鑒賞、評(píng)價(jià)和創(chuàng)造美的能力。工科畢業(yè)生在校期間也應(yīng)接受審美能力方面的訓(xùn)練，能憑自己的生活體驗(yàn)、藝術(shù)修養(yǎng)和審美趣味有意識(shí)地對(duì)審美對(duì)象進(jìn)行鑒賞，從中獲得美感；能在審美鑒賞基礎(chǔ)上，對(duì)審美對(duì)象的性質(zhì)、價(jià)值、形式和內(nèi)容等進(jìn)行分析，并做出評(píng)價(jià)；能在具備一定的審美感受、鑒賞和評(píng)價(jià)能力的基礎(chǔ)上，運(yùn)用某種藝術(shù)形式和表現(xiàn)技巧，創(chuàng)造美的藝術(shù)形象。具體到工程實(shí)踐中，能夠正確判斷美與丑，使建成的工程項(xiàng)目與社會(huì)大眾的審美情趣相一致，與社會(huì)和自然環(huán)境相協(xié)調(diào)。

在新工科的培養(yǎng)方案中為學(xué)生選擇文獻(xiàn)檢索、藝術(shù)學(xué)、歷史學(xué)等方面的課程，通過(guò)這些課程的學(xué)習(xí)，提高學(xué)生鑒別和快速檢索文獻(xiàn)的能力以及鑒賞、評(píng)價(jià)和創(chuàng)造美的能力。

限于專業(yè)的特殊要求及未來(lái)從事工作的需要，在新工科專業(yè)學(xué)生非專業(yè)素質(zhì)的培養(yǎng)中，應(yīng)把握人文社科知識(shí)在新工科專業(yè)培養(yǎng)方案中合理的度，既不能割裂工科與人文社科的交叉與融合，又不過(guò)分強(qiáng)調(diào)人文社科知識(shí)的重要性，削弱學(xué)生的專業(yè)能力。由于新工科專業(yè)覆蓋的面很廣，學(xué)生未來(lái)參與的工程工作和在工程中承擔(dān)的角色多種多樣，不同層次的學(xué)校、不同的工科專業(yè)應(yīng)根據(jù)自己的培養(yǎng)目標(biāo)和定位，選擇適合自己的相關(guān)課程內(nèi)容和確定在培養(yǎng)方案中的比重，不能是指令性的要求，應(yīng)靈活設(shè)置。在課程內(nèi)容選擇上，根據(jù)專業(yè)特點(diǎn)，優(yōu)化、整合、重構(gòu)相應(yīng)內(nèi)容，把握深度和廣度，鼓勵(lì)編寫適合新工科使用的相關(guān)教材。在學(xué)習(xí)方式上也應(yīng)該靈活多樣，課堂教學(xué)、講座和網(wǎng)絡(luò)MOOC等都是可選的形式，關(guān)鍵是看哪一種形式更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，真正提高學(xué)生的綜合能力。