面向新工科的工程專業(yè)實(shí)踐賦能教育路徑

曹福亮,劉 英,王伊寧,杜聞濤,練錦紅,蒙雪江

(南京林業(yè)大學(xué) a.林學(xué)院;b.機(jī)械電子工程學(xué)院,江蘇 南京 210037)

《新工科建設(shè)指南》明確提出“樹立創(chuàng)新型工程教育理念,提升學(xué)生工程科技創(chuàng)新、創(chuàng)造能力?！盵1]這意味著滿足未來技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展新趨勢(shì)的工科人才必須具備、運(yùn)用和遷移多學(xué)科知識(shí)并能復(fù)合創(chuàng)新。 “賦能”作為一種已在管理學(xué)、心理學(xué)等領(lǐng)域有初步研究和應(yīng)用的理論,“以應(yīng)對(duì)變化、塑造未來為指引,以繼承與創(chuàng)新、交叉與融合、協(xié)同與共享為主要途徑,”[2]為在高等工程教育領(lǐng)域樹立創(chuàng)新型、綜合化和全周期工程教育理念提供了新思路,即通過在工程專業(yè)實(shí)踐中實(shí)施賦能教育機(jī)制建設(shè)的嘗試與實(shí)踐,讓學(xué)生能夠根據(jù)不斷變化的行業(yè)需求與職業(yè)要求,積極主動(dòng)地不斷賦予自己新的能力。

在高等工程教育的全過程里,“賦能”①在積極心理學(xué)中,“賦能”(enabling)即賦予能力或能量,旨在通過言行、態(tài)度、環(huán)境的改變給予他人正能量,以最大限度地發(fā)揮個(gè)人才智和潛能。這一理念近年進(jìn)入到企業(yè)人力資源管理理論中,此處將“賦能”理念進(jìn)行教育學(xué)轉(zhuǎn)換。即是通過“激勵(lì)+成就”的方式,以多樣化、靈活式的教學(xué)手段的綜合運(yùn)用,賦予學(xué)生從事未來職業(yè)的各方面能力。然而,當(dāng)前國(guó)內(nèi)部分高校工程教育在實(shí)踐教學(xué)方面,既在改進(jìn)人才培養(yǎng)模式方面缺乏進(jìn)一步創(chuàng)新,又在提升學(xué)生學(xué)習(xí)積極性方面遇到瓶頸。傳統(tǒng)工程教育模式已無法滿足“培養(yǎng)學(xué)生終身學(xué)習(xí)發(fā)展、適應(yīng)時(shí)代要求的關(guān)鍵能力”[1]。將已在管理學(xué)領(lǐng)域中盛行的“賦能”理論進(jìn)行教育學(xué)轉(zhuǎn)換,通過工程專業(yè)實(shí)踐賦能教育路徑機(jī)制的設(shè)計(jì)和建立,豐富、提升學(xué)生應(yīng)對(duì)未來職業(yè)要求的各方面能力,是不斷深入和拓展新工科教育的應(yīng)有之義。

一、當(dāng)前國(guó)內(nèi)高等工程教育中實(shí)踐教學(xué)面臨的挑戰(zhàn)

新工科建設(shè)的一個(gè)重要緣起是應(yīng)對(duì)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的變化,主動(dòng)支撐服務(wù)新經(jīng)濟(jì)、新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)的發(fā)展。這要求專業(yè)實(shí)踐教學(xué)必須與產(chǎn)業(yè)界的技術(shù)變革與創(chuàng)新、工程實(shí)踐的發(fā)展與挑戰(zhàn)、工程產(chǎn)品應(yīng)用與服務(wù)形成良性互動(dòng),從而體現(xiàn)出社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與多元化、創(chuàng)新型工程人才培養(yǎng)的強(qiáng)相關(guān)性。由此可見,專業(yè)實(shí)踐教學(xué)在工科學(xué)生能力培養(yǎng)過程中扮演著重要角色。

(一)實(shí)踐教學(xué)中缺乏“實(shí)踐”

新工科以“應(yīng)對(duì)變化,塑造未來”為建設(shè)理念,這使得專業(yè)實(shí)踐不能只依靠理論教學(xué)。理論教學(xué)的形式包括學(xué)生對(duì)理論學(xué)習(xí)進(jìn)行印證、使他們熟練掌握專業(yè)必備知識(shí),或引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步深入探索與產(chǎn)業(yè)發(fā)展相聯(lián)系的理論課程知識(shí)內(nèi)容并在此基礎(chǔ)上嘗試創(chuàng)新。當(dāng)然,確保教學(xué)環(huán)節(jié)能夠有效培養(yǎng)工科學(xué)生工程思維和各項(xiàng)專業(yè)能力,離不開對(duì)實(shí)踐類課程的合理設(shè)置。然而,在部分行業(yè)高校中,工程專業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)的設(shè)置占比較小,且常以“驗(yàn)證”理論、動(dòng)眼不動(dòng)手的“參觀”為主,缺乏對(duì)學(xué)生操作能力、創(chuàng)新思維、專業(yè)技能實(shí)踐和工作能力養(yǎng)成的有效關(guān)注,這不僅未能“將產(chǎn)業(yè)和技術(shù)的最新發(fā)展、行業(yè)對(duì)人才培養(yǎng)的最新要求引入教學(xué)過程,”[2]缺失對(duì)新工科人才核心素養(yǎng)的有效把握,更缺乏對(duì)學(xué)生家國(guó)情懷、社會(huì)責(zé)任感、全球視野、跨文化交流溝通能力、法治意識(shí)、生態(tài)意識(shí)和工程倫理意識(shí)等“軟”能力的培養(yǎng)。部分高校專業(yè)實(shí)踐教學(xué)的基本做法是教師帶領(lǐng)學(xué)生“驗(yàn)證”理論課程的關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn),或者僅從技術(shù)操作的層面引導(dǎo)學(xué)生思考實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)措施,而較少關(guān)注學(xué)生在實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)中可能會(huì)存在對(duì)潛藏風(fēng)險(xiǎn)的忽視、對(duì)生態(tài)可持續(xù)發(fā)展的忽略、對(duì)個(gè)人責(zé)任踐履的淡漠、與合作者難以有效溝通等問題。尤其在實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)中,學(xué)生的“實(shí)踐”體驗(yàn)往往停留在走馬觀花的“參觀”和“瀏覽”,即使需要“動(dòng)手”操作,也是按圖索驥、照貓畫虎,依照指導(dǎo)手冊(cè)的規(guī)定步驟完成,幾乎未能將實(shí)習(xí)內(nèi)容與相關(guān)行業(yè)的生產(chǎn)實(shí)際和應(yīng)用相聯(lián)系。此外,部分高校的專業(yè)實(shí)踐基地設(shè)備供應(yīng)老舊,實(shí)踐帶訓(xùn)老師的不足更是無法將有效的指導(dǎo)操作傳授給每一名學(xué)生,無法實(shí)現(xiàn)“主動(dòng)對(duì)接地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要和企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新要求,把握行業(yè)人才需求方向”[3]的新工科專業(yè)實(shí)踐要求。

(二)實(shí)踐教學(xué)與現(xiàn)實(shí)脫節(jié)

新工科建設(shè)以“新的工科專業(yè)”和“工科的新要求”為基本著力點(diǎn),通過構(gòu)建多學(xué)科交叉融合的知識(shí)體系以及變革創(chuàng)新教學(xué)組織模式,力求實(shí)現(xiàn)“通識(shí)+專業(yè)+雙創(chuàng)”的深度融合,“促進(jìn)科學(xué)教育、人文教育、工程教育的有機(jī)融合,培養(yǎng)科學(xué)基礎(chǔ)厚、工程能力強(qiáng)、綜合素質(zhì)高的人才”[3],而國(guó)內(nèi)部分高校短視的就業(yè)導(dǎo)向卻與新工科的人才培養(yǎng)要求背道而馳,這使得工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)與現(xiàn)實(shí)脫節(jié)。一方面,因?yàn)閷W(xué)校遲鈍于國(guó)內(nèi)科技和產(chǎn)業(yè)發(fā)展變化對(duì)工程人才提出了新需求,難以對(duì)學(xué)生職業(yè)規(guī)劃進(jìn)行有針對(duì)性的引導(dǎo),尤其缺乏對(duì)學(xué)生新經(jīng)濟(jì)、新產(chǎn)業(yè)背景下職業(yè)能力養(yǎng)成的關(guān)注,這使得大多數(shù)學(xué)生將專業(yè)實(shí)踐視為“走過場(chǎng)”。即使開設(shè)了《就業(yè)指導(dǎo)》課程,也只囿于宏觀層面的政策宣講或?qū)蜆I(yè)價(jià)值觀的糾偏,甚至部分高?！毒蜆I(yè)指導(dǎo)》任課教師由輔導(dǎo)員或其它行政人員兼任,無論其自身的學(xué)識(shí)背景還是工作經(jīng)歷,都與工程各領(lǐng)域、各行業(yè)關(guān)涉甚微;加之灌輸式教學(xué)不僅讓學(xué)生感覺枯燥無味,而且也無助于學(xué)生認(rèn)知和重視以新技術(shù)、新業(yè)態(tài)、新產(chǎn)業(yè)、新模式為特點(diǎn)的新經(jīng)濟(jì)所需的職業(yè)能力內(nèi)容。另一方面,部分高校缺乏與時(shí)俱進(jìn)的學(xué)生能力評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),大多以可供度量的統(tǒng)一的人才培養(yǎng)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)衡量畢業(yè)生就業(yè)或從業(yè)能力的高低與否。專業(yè)實(shí)踐教學(xué)是高等工程教育中不可或缺的重要環(huán)節(jié),它必須回應(yīng)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展、“中國(guó)制造2025”“互聯(lián)網(wǎng)+” “一帶一路”等重大戰(zhàn)略以及技術(shù)創(chuàng)新、行業(yè)發(fā)展與產(chǎn)業(yè)變革的最新趨勢(shì),著眼于中國(guó)工程行業(yè)發(fā)展乃至全球創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)對(duì)人才的新訴求,面向全球范圍內(nèi)的科技革命和產(chǎn)業(yè)變革,鍛煉、豐富、提升未來工程人才綜合多元的職業(yè)能力與復(fù)合多樣的職業(yè)素質(zhì)?？墒遣糠指咝５墓こ虒I(yè)實(shí)踐教學(xué),在知識(shí)結(jié)構(gòu)上僅是對(duì)課堂理論學(xué)習(xí)的“檢查”,與當(dāng)前行業(yè)最新發(fā)展的知識(shí)內(nèi)容嚴(yán)重脫節(jié);而且由于教師缺乏對(duì)產(chǎn)業(yè)和技術(shù)最新發(fā)展的持續(xù)關(guān)注,難以對(duì)工程實(shí)踐主題進(jìn)行知識(shí)遷移,導(dǎo)致在實(shí)踐教學(xué)中呈現(xiàn)的是不連貫的知識(shí)“碎片”,這不利于學(xué)生跨學(xué)科交叉融合知識(shí)嘗試創(chuàng)新創(chuàng)造。在教學(xué)內(nèi)容上,片面強(qiáng)調(diào)專業(yè)課程知識(shí)的理論擴(kuò)充和動(dòng)手操作技能的演示訓(xùn)練,普遍缺失對(duì)學(xué)生全面發(fā)展的考量,這尤其反映不同程度地忽略設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的倫理思考、對(duì)潛在風(fēng)險(xiǎn)的主動(dòng)規(guī)避、如何進(jìn)行負(fù)責(zé)任地合作溝通等工程倫理意識(shí)的培養(yǎng)方面。在教學(xué)方法上,往往沿襲課堂教學(xué)“老師講授+學(xué)生接受”的單向教育模式,只是將課堂搬到了實(shí)習(xí)現(xiàn)場(chǎng);“指令性”教學(xué)過程缺乏讓學(xué)生主動(dòng)思考、自主設(shè)計(jì)、能動(dòng)實(shí)踐、自覺檢驗(yàn)并總結(jié)規(guī)律的相關(guān)環(huán)節(jié)。在能力培養(yǎng)方面,大多數(shù)高校的專業(yè)實(shí)踐教學(xué)將學(xué)生需掌握的多方面能力簡(jiǎn)單度量為一系列可以達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)(分?jǐn)?shù)),然后以分?jǐn)?shù)的多少評(píng)判能力的高低,這不僅忽略了對(duì)學(xué)生使命感和價(jià)值觀的引領(lǐng),而且也缺失了對(duì)學(xué)生批判性思維、想象與創(chuàng)新、知識(shí)遷移與關(guān)聯(lián)、宏觀思維的培養(yǎng)。

(三)實(shí)踐教學(xué)難以培養(yǎng)學(xué)生多方面能力

《“新工科”建設(shè)行動(dòng)路線(“天大行動(dòng)”)》為高等工程教育的實(shí)踐教學(xué)克服當(dāng)前實(shí)踐困境指明了方向。該“行動(dòng)”提出要“把握新工科人才的核心素養(yǎng),強(qiáng)化工科學(xué)生的家國(guó)情懷、全球視野、法治意識(shí)和生態(tài)意識(shí),培養(yǎng)設(shè)計(jì)思維、工程思維、批判性思維和數(shù)字化思維,提升創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)、跨學(xué)科交叉融合、自主終身學(xué)習(xí)、溝通協(xié)商能力和工程領(lǐng)導(dǎo)力。”[2]這要求實(shí)踐教學(xué)打破相對(duì)封閉的知識(shí)結(jié)構(gòu)、單向度的教學(xué)模式、 “指令性”的教學(xué)過程和以分?jǐn)?shù)評(píng)價(jià)能力的慣性思維,以主動(dòng)應(yīng)對(duì)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革挑戰(zhàn)的積極態(tài)度,努力克服長(zhǎng)期以來形成并固化的專業(yè)實(shí)踐教學(xué)模式的片面性和局限性,主動(dòng)面向行業(yè)、面向世界、面向未來,回應(yīng)人才培養(yǎng)“具有較強(qiáng)行業(yè)背景知識(shí)、工程實(shí)踐能力、勝任行業(yè)發(fā)展需求”[3]和其它核心職業(yè)能力的新訴求。探索、建構(gòu)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)人才能力培養(yǎng)的新機(jī)制。高等工程教育的實(shí)質(zhì)是通過“賦能”使學(xué)生成為未來應(yīng)用型和技術(shù)技能型人才的教育。這是一種既順應(yīng)全球化浪潮又呈現(xiàn)多元化特征的、促進(jìn)人全面發(fā)展并賦予人追求美好生活①“美好生活”的概念起源于亞里士多德,它指的是人們?cè)趽碛心承┥畋匦杵泛蠼?jīng)過深思熟慮選擇的生活方式。在現(xiàn)代性語境中,“美好生活”應(yīng)當(dāng)是全面、協(xié)調(diào)的生活,它意味著人通過工程活動(dòng)使得自身潛能充分展開,達(dá)致人自身多方面的發(fā)展,從而增進(jìn)人類的幸福,促進(jìn)人、自然、社會(huì)和諧發(fā)展。能力的“成人”②中國(guó)傳統(tǒng)教育思想認(rèn)為,人不是自然天成的,而是人為“造就”的結(jié)果,教育的功用就是對(duì)人的“造就”;人只有“造就,人才可能成為真正意義的人”。缺乏“造就”的過程,人就不會(huì)有“成就”的結(jié)果。這種“造就”的過程,就是“成人”的過程。正是在這一意義上,可以說人不是生而成人,而是學(xué)而成人。教育。這也說明了工程科技人才培養(yǎng)的卓越質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)最終是以人才習(xí)得的多方面綜合能力評(píng)價(jià)才具有實(shí)踐性效度。

二、工程專業(yè)實(shí)踐“賦能”的內(nèi)容構(gòu)成

新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的加速演進(jìn)正在重塑中國(guó)高等工程教育,2020年蔓延全球的新冠肺炎疫情又催生一批數(shù)字經(jīng)濟(jì)、生命健康、新材料等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),更加促使人才需求向跨領(lǐng)域、多學(xué)科、數(shù)字化、智能化方向發(fā)展,進(jìn)一步推動(dòng)新工科建設(shè)與技術(shù)創(chuàng)新同頻共振,與產(chǎn)業(yè)發(fā)展緊密聯(lián)系,與工程強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略相互支撐。第四次工業(yè)革命引發(fā)全球的技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)變革,更為關(guān)注工程人才工程思維、跨學(xué)科思維、跨界整合能力、自主學(xué)習(xí)能力、溝通協(xié)商能力、全球勝任力等職業(yè)素養(yǎng)的養(yǎng)成與鍛煉?；诖?高校工程專業(yè)實(shí)踐必須積極回應(yīng)后疫情時(shí)代對(duì)工程科技人才能力的更新需求,在專業(yè)實(shí)踐教學(xué)中豐富內(nèi)容并細(xì)化“賦能”結(jié)構(gòu),這具體展開為專業(yè)能力、專業(yè)精神和可持續(xù)發(fā)展三個(gè)維度。

(一)“賦能”的基礎(chǔ)內(nèi)容:專業(yè)能力

專業(yè)能力是指從事工程職業(yè)所特殊需要具備的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)與技能,它構(gòu)成了新工科視野下工程專業(yè)實(shí)踐“賦能”的基礎(chǔ)性內(nèi)容。從高等工程教育培養(yǎng)的角度來講,學(xué)生專業(yè)能力的培養(yǎng)目標(biāo)應(yīng)包括扎實(shí)的基本功、體系化的領(lǐng)域知識(shí)、解決實(shí)際問題的能力以及持續(xù)自我突破的意識(shí)和能力。在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),它具體指征為學(xué)生工程思維能力、工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的涵育和提升。工程思維是成為工程科技人才主導(dǎo)性的思維方式,相較于傳統(tǒng)工程教育的認(rèn)知思維方式,它的“價(jià)值功用在于將位于不同聯(lián)系系統(tǒng)中的實(shí)體屬性物復(fù)合為一個(gè)工程整體”[4]。作為一種非邏輯的復(fù)合性思維能力,工程思維能力有助于工程科技人才“運(yùn)用以理論思維為基礎(chǔ)產(chǎn)生的工程理論知識(shí)全面客觀地對(duì)工程活動(dòng)整體加以籌劃,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)新經(jīng)濟(jì)時(shí)代背景下的工程活動(dòng)的創(chuàng)新性發(fā)展?！盵5]工程實(shí)踐能力是工程科技人才利用其工程思維對(duì)目標(biāo)指向的工程實(shí)體進(jìn)行整體籌劃而表現(xiàn)出的解決實(shí)際問題的能力,是專業(yè)能力在設(shè)計(jì)、實(shí)施、調(diào)試、維護(hù)等工程活動(dòng)環(huán)節(jié)的具體表現(xiàn)。新工科建設(shè)倡導(dǎo)高等工程教育朝著“融合創(chuàng)新范式”轉(zhuǎn)變,要求“強(qiáng)化基礎(chǔ)學(xué)科知識(shí)、工程知識(shí)、實(shí)踐動(dòng)手能力和創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)”[6]。在專業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)中強(qiáng)化學(xué)生工程實(shí)踐能力培育即是實(shí)現(xiàn)高等工程教育范式跨越式發(fā)展不可或缺的內(nèi)容。創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力是工程科技人才創(chuàng)新精神、創(chuàng)業(yè)意識(shí)及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐能力的綜合化,它既是專業(yè)能力的復(fù)合體現(xiàn),更是新技術(shù)、新裝備、新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)、新模式對(duì)工程科技人才能力提出的新的復(fù)合要求。面向新工科建設(shè)的專業(yè)實(shí)踐教學(xué),必須著眼于工程活動(dòng)數(shù)字化、信息化、物聯(lián)化的智能化新形態(tài),推進(jìn)與強(qiáng)化學(xué)生創(chuàng)新精神、創(chuàng)新能力和創(chuàng)業(yè)意識(shí)的復(fù)合培養(yǎng)。

(二)“賦能”的價(jià)值導(dǎo)向:專業(yè)精神

專業(yè)精神是工程科技人才在專業(yè)能力養(yǎng)成基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種對(duì)工作極其熱愛和投入的品質(zhì),它包括從事工程職業(yè)應(yīng)具備的精益求精、刻苦鉆研、開拓創(chuàng)新、誠(chéng)實(shí)守信、無私奉獻(xiàn)等精神。專業(yè)精神賦予了工程專業(yè)實(shí)踐“賦能”的價(jià)值導(dǎo)向意義——“堅(jiān)持立德樹人、德學(xué)兼修,強(qiáng)化工科學(xué)生的家國(guó)情懷、國(guó)際視野、法治意識(shí)、生態(tài)意識(shí)和工程倫理意識(shí)等,著力培養(yǎng)‘精益求精、追求卓越’的工匠精神”[1]。它表現(xiàn)在生態(tài)層面上,既凸顯出維護(hù)人與自然生態(tài)和諧共生的生態(tài)意識(shí),又體現(xiàn)為堅(jiān)持節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境的生產(chǎn)方式。在國(guó)家層面上,專業(yè)精神展現(xiàn)為維護(hù)國(guó)家利益、追求國(guó)家富強(qiáng)和人民幸福的家國(guó)情懷;在社會(huì)層面上,專業(yè)精神又表現(xiàn)為對(duì)法律和道德標(biāo)準(zhǔn)的敬畏,以及始終將“公眾的安全、健康和福祉”①參見《美國(guó)NSPE工程師倫理章程》,轉(zhuǎn)引自查爾斯·哈里斯、邁克爾·普里查德、邁克爾·雷賓斯:《工程倫理:概念和案例(第五版)》,叢杭青、沈琪、魏麗娜等譯,杭州:浙江大學(xué)出版社,2018年,第289頁。放在首位的職業(yè)責(zé)任感;同時(shí),面向工程領(lǐng)域各行業(yè)發(fā)展現(xiàn)實(shí)及未來,專業(yè)精神呈現(xiàn)為工程科技人才實(shí)事求是地評(píng)估自身能力與業(yè)績(jī)并積極進(jìn)取的務(wù)實(shí)態(tài)度。在具體日常的職業(yè)工作中,專業(yè)精神又顯現(xiàn)為對(duì)客戶和雇主的忠誠(chéng)、誠(chéng)實(shí)、正直、謙遜、守信等美德。面向新工科建設(shè)的專業(yè)實(shí)踐教學(xué),必須關(guān)注未來工程科技人才專業(yè)精神的養(yǎng)成和造就,強(qiáng)化學(xué)生在未來職業(yè)生活中的精神之“鈣”。

(三)“賦能”的內(nèi)驅(qū)動(dòng)力:可持續(xù)發(fā)展能力

可持續(xù)發(fā)展能力是指工程科技人才作為個(gè)體的人在其職業(yè)生涯中連續(xù)不斷地追求自身能力與素質(zhì)全面進(jìn)步的動(dòng)力。此項(xiàng)能力賦予工程專業(yè)實(shí)踐內(nèi)驅(qū)動(dòng)力。它著眼于學(xué)生個(gè)體面向職業(yè)生涯的全過程對(duì)職業(yè)能力多元復(fù)合的發(fā)展性訴求,現(xiàn)實(shí)展開為工程專業(yè)實(shí)踐“賦能”對(duì)學(xué)生個(gè)體職業(yè)能力及素質(zhì)的階段性提升、完善、融合的教學(xué)要求。從教育效果來看,可持續(xù)發(fā)展能力具體體現(xiàn)為學(xué)生不斷探索新知、遷移創(chuàng)新、自我表達(dá)以實(shí)現(xiàn)全面、終身發(fā)展的意愿和行為。在工程實(shí)踐賦能結(jié)構(gòu)中,可持續(xù)發(fā)展能力可細(xì)分為自主學(xué)習(xí)能力、跨界整合能力和溝通合作能力。

1.自主學(xué)習(xí)能力外顯為個(gè)體積極確立學(xué)習(xí)目標(biāo)、確定學(xué)習(xí)內(nèi)容、選擇學(xué)習(xí)方法和策略的主動(dòng)行為,并呈現(xiàn)出將外部知識(shí)內(nèi)化的心理特征。它為工程科技人才獲得可持續(xù)發(fā)展提供了基礎(chǔ)性內(nèi)容。第四次工業(yè)革命的一個(gè)顯著特點(diǎn)是知識(shí)更新周期大大縮短,技術(shù)迭代升級(jí)迅速加快。在此態(tài)勢(shì)下,工程技術(shù)人才必須通過持續(xù)的自主學(xué)習(xí)才能實(shí)現(xiàn)更新知識(shí)、改善自我知識(shí)結(jié)構(gòu)的職業(yè)發(fā)展要求,才能面對(duì)和適應(yīng)產(chǎn)業(yè)新態(tài)勢(shì)發(fā)展對(duì)人才的汰選。

2.跨界整合能力展現(xiàn)出工程職業(yè)活動(dòng)中的人突破“人類認(rèn)識(shí)能力的局限性”②德國(guó)著名物理學(xué)家馬克斯·普朗克(Max Planck,1858—1947)在其著述的《世界物理圖景的統(tǒng)一性》中,憑著科學(xué)家的直覺指出“科學(xué)是內(nèi)在的整體,它被分解為單獨(dú)的學(xué)科不是取決于事物的本身,而是取決于人類認(rèn)識(shí)能力的局限性”。參見聞平:《知識(shí)分子問題漫談》,上海:上海人民出版社,1985年,第111頁。的探索勇氣和求知態(tài)度。它表現(xiàn)為工程科技人才遷移整合多學(xué)科知識(shí)以達(dá)到創(chuàng)新界域的進(jìn)取意識(shí)和實(shí)踐技能,是工程科技人才可持續(xù)發(fā)展能力的現(xiàn)實(shí)體現(xiàn)。當(dāng)下大量以交叉學(xué)科為背景的新技術(shù)、新經(jīng)濟(jì)、新產(chǎn)業(yè)、新模式的涌現(xiàn),倒逼工程科技人才必須具備跨學(xué)科遷移能力,主動(dòng)將各領(lǐng)域知識(shí)交叉融合和綜合運(yùn)用,在工程實(shí)踐領(lǐng)域創(chuàng)新創(chuàng)造。

3.溝通合作能力是作為個(gè)體的工程科技人才知識(shí)、能力、品德等綜合素質(zhì)在職場(chǎng)人際中的重要體現(xiàn)。它表現(xiàn)為與不同領(lǐng)域人員進(jìn)行團(tuán)隊(duì)合作、協(xié)調(diào)配合,必要時(shí)勝任領(lǐng)導(dǎo)角色等能力,為工程科技人才實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展提供重要途經(jīng)。當(dāng)前“一帶一路”倡議已進(jìn)入深耕細(xì)作階段,越來越多的中國(guó)工程企業(yè)走出國(guó)門,必然導(dǎo)致工程項(xiàng)目的跨界與跨文化合作愈發(fā)頻繁。在專業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)中重視培養(yǎng)學(xué)生的溝通合作能力,不僅有助于學(xué)生“在未來的跨文化職業(yè)活動(dòng)中尊重東道國(guó)的文化、風(fēng)俗、宗教信仰與發(fā)展愿景,堅(jiān)持傳統(tǒng)文化的自信與從容,”[7]24而且更有助于學(xué)生在未來的職業(yè)生活中“謀求與東道國(guó)的‘共同利益’,尋找到合作共贏、和諧共進(jìn)的倫理方案與現(xiàn)實(shí)路徑?！盵7]24

三、工程專業(yè)實(shí)踐的“賦能”教育路徑

《“新工科”建設(shè)行動(dòng)路線(“天大行動(dòng)”)》鮮明提出通過“更新工程人才知識(shí)體系” “創(chuàng)新工程教育方式與手段” “打造工程教育開放融合新生態(tài)”“增強(qiáng)學(xué)生的就業(yè)創(chuàng)業(yè)能力,培養(yǎng)大批具有較強(qiáng)行業(yè)背景知識(shí)、工程實(shí)踐能力、勝任行業(yè)發(fā)展需求的應(yīng)用型和技術(shù)技能型人才?！盵3]然而,觀照新工科建設(shè)的具體要求,當(dāng)前工程專業(yè)實(shí)踐的教育教學(xué)還存在不少局限性,突出表現(xiàn)在工程思維和工程倫理意識(shí)培養(yǎng)不足、學(xué)生實(shí)踐學(xué)習(xí)缺乏主動(dòng)性、考核機(jī)制滯后等方面。著眼于“工業(yè)4.0”帶動(dòng)的工程發(fā)展新趨勢(shì),工程科技人才要求具備自主學(xué)習(xí)、工程實(shí)踐、跨界整合、溝通合作等多方面能力。而這些能力的有效獲得,必須經(jīng)過工程專業(yè)實(shí)踐的“賦能”過程。 “賦能”,即是在專業(yè)實(shí)踐過程中,通過多種教育實(shí)踐手段的綜合應(yīng)用,激勵(lì)學(xué)生主動(dòng)提升各方面能力,并讓學(xué)生在實(shí)踐中獲得成就感。這種成就感的獲得,將會(huì)激勵(lì)學(xué)生通過不斷努力來涵育未來職業(yè)所需的各種能力,從而形成“課內(nèi)學(xué)習(xí)(知識(shí)積累與精進(jìn))→專業(yè)實(shí)踐(能力訓(xùn)練與發(fā)展)→自主思考(思維拓展與鍛煉)→知行內(nèi)化(能力獲得與增強(qiáng))”的高效獲能的良性循環(huán)過程。

圖1 工程專業(yè)實(shí)踐的“賦能”教育路徑

(一)實(shí)現(xiàn)“賦能”的基礎(chǔ)環(huán)節(jié):課內(nèi)學(xué)習(xí)

通過課內(nèi)學(xué)習(xí)積累并掌握工程領(lǐng)域各學(xué)科的一般性專業(yè)知識(shí),是實(shí)現(xiàn)“賦能”的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)?！爸袊?guó)制造2025”的踐行以及“工業(yè)4.0”強(qiáng)勢(shì)推動(dòng)全球新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革,要求新工科建設(shè)必須關(guān)注學(xué)生在課內(nèi)學(xué)習(xí)階段拓展相應(yīng)的工程學(xué)科知識(shí),為學(xué)生自主打破學(xué)科知識(shí)壁壘、涵蘊(yùn)實(shí)踐創(chuàng)新能力奠定寬厚的理論基礎(chǔ)。課程是學(xué)生課內(nèi)學(xué)習(xí)的必備載體,基礎(chǔ)課和專業(yè)課、選修課和必修課的設(shè)置直接關(guān)系到未來工程科技人才能否具備跨界整合、實(shí)踐創(chuàng)新、溝通合作以及自身職業(yè)可持續(xù)發(fā)展的能力。因此,在課程設(shè)置上,既要有提供精深數(shù)理理論及相應(yīng)工程類別專業(yè)知識(shí)的理論課程,又要有培養(yǎng)動(dòng)手能力、增強(qiáng)專業(yè)技能的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)課程;既要有拓寬知識(shí)面、激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)力、為未來職業(yè)可持續(xù)發(fā)展筑牢基礎(chǔ)的專業(yè)外延課程和人文素養(yǎng)課程,又要有樹立正確職業(yè)價(jià)值理念、明確家國(guó)責(zé)任和職業(yè)責(zé)任底線、規(guī)范產(chǎn)品設(shè)計(jì)和技術(shù)創(chuàng)新行為、培育生態(tài)和諧發(fā)展觀的工程倫理課程,更要尋求產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)與人才培養(yǎng)目標(biāo)的有效結(jié)合,“開設(shè)跨學(xué)科課程,探索面向復(fù)雜工程問題的課程模式”[1],將各類課程間的關(guān)聯(lián)核心知識(shí)與綜合解決復(fù)合工程問題相結(jié)合,將課內(nèi)學(xué)習(xí)與專業(yè)實(shí)踐乃至技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)品開發(fā)相結(jié)合,力求達(dá)成對(duì)學(xué)生創(chuàng)新性工程思維、開發(fā)創(chuàng)造性解決方案的能力、團(tuán)隊(duì)合作與跨文化溝通能力的全方位培養(yǎng)。

(二)實(shí)現(xiàn)“賦能”的訓(xùn)練環(huán)節(jié):專業(yè)實(shí)踐

專業(yè)實(shí)踐提供了將課內(nèi)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行能力轉(zhuǎn)換的途徑,是實(shí)現(xiàn)“賦能”的訓(xùn)練環(huán)節(jié)。前面已論及,傳統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)常以帶領(lǐng)學(xué)生“驗(yàn)證”課堂知識(shí)與理論為其根本目標(biāo),不可避免地存在教學(xué)內(nèi)容固化與滯后、忽視學(xué)生主觀能動(dòng)性、缺乏對(duì)學(xué)生動(dòng)手操作能力、創(chuàng)新思維、專業(yè)技能實(shí)踐和工作能力養(yǎng)成的有效關(guān)注等弊端,難以實(shí)現(xiàn)“提升學(xué)生工程科技創(chuàng)新、創(chuàng)造能力……終身學(xué)習(xí)發(fā)展、適應(yīng)時(shí)代要求的關(guān)鍵能力”[1]這一新工科人才培養(yǎng)目標(biāo)。此外,新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)和新模式背景下的制造業(yè)綜合性工程問題越來越多地融合了社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、文化等因素,傳統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)根本無法滿足培養(yǎng)未來工程實(shí)踐人才具備多學(xué)科知識(shí)和可持續(xù)發(fā)展能力,產(chǎn)業(yè)發(fā)展的求“新”與實(shí)踐教學(xué)的守“舊”形成巨大的人才需求與供給的“落差”,讓創(chuàng)新工程專業(yè)實(shí)踐模式、落實(shí)“賦能”的內(nèi)容及要求勢(shì)在必行。

1.進(jìn)一步加強(qiáng)校企合作,與時(shí)俱進(jìn)地共享企業(yè)最新的制造技術(shù)和生產(chǎn)設(shè)備,聘請(qǐng)企業(yè)工程技術(shù)人員全方位、全過程參與實(shí)踐教學(xué)活動(dòng),深入推進(jìn)科教結(jié)合、產(chǎn)學(xué)融合,共同參與多學(xué)科交叉融合的工程人才培養(yǎng)工作,解決學(xué)生課內(nèi)理論學(xué)習(xí)和相關(guān)行業(yè)(企業(yè))實(shí)際需求相脫節(jié)的問題。

2.不斷提升虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室的使用效率,充分依托VR與多媒體技術(shù)輔助工程實(shí)踐教學(xué)。將VR與多媒體技術(shù)引入實(shí)踐教學(xué),通過融合多種互動(dòng)硬件設(shè)置,對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行模擬仿真。師生共享教學(xué)設(shè)施,激發(fā)學(xué)生自主探索和動(dòng)手操作的興趣,有助于提高學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。借由模擬真實(shí)工程實(shí)踐活動(dòng)情境,既引導(dǎo)學(xué)生鞏固和加深對(duì)課內(nèi)理論知識(shí)的理解,又鍛煉學(xué)生在教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。師生共享實(shí)踐教學(xué)各環(huán)節(jié),師生成為學(xué)習(xí)共同體,改變了“師生授受”的單向度教學(xué)模式。這種師生交互式教學(xué)實(shí)踐模式有助于拉近師生距離、共享最新知識(shí)和觀點(diǎn)、研討實(shí)踐細(xì)節(jié),有助于訓(xùn)練學(xué)生的溝通合作能力。

3.健全學(xué)生能力評(píng)估體系,在專業(yè)實(shí)踐教學(xué)中摒棄用簡(jiǎn)單劃一的分?jǐn)?shù)度量學(xué)生成績(jī)的傳統(tǒng)慣性思維。這就要求教師及時(shí)關(guān)注學(xué)生在實(shí)踐過程中的各個(gè)方面,認(rèn)真評(píng)估學(xué)生實(shí)踐操作表現(xiàn)以及對(duì)實(shí)踐任務(wù)的反思、改進(jìn)等環(huán)節(jié),激勵(lì)學(xué)生在實(shí)踐環(huán)節(jié)中迸發(fā)批判性思維,鼓勵(lì)學(xué)生就當(dāng)下的實(shí)踐任務(wù)進(jìn)行知識(shí)遷移與關(guān)聯(lián),并給予必要的想象與創(chuàng)新空間。

(三)實(shí)現(xiàn)“賦能”的提升環(huán)節(jié):自主思考

自主思考是基于理論知識(shí)獲取與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)積累的思維拓展與鍛煉,是實(shí)現(xiàn)“賦能”的提升環(huán)節(jié)。未來科技人才工程科技創(chuàng)新與創(chuàng)造能力的養(yǎng)成及發(fā)揮離不開在學(xué)期間自主思考行為的訓(xùn)練,然而,當(dāng)前部分高校在專業(yè)實(shí)踐的具體教學(xué)中仍存在以灌輸代替引導(dǎo)、以記憶代替思考等習(xí)慣性作法,非常不利于學(xué)生創(chuàng)新能力與跨界整合能力的發(fā)展,更無法“賦能”于未來科技人才的工程實(shí)踐與職業(yè)生活。在專業(yè)實(shí)踐教學(xué)中“問學(xué)生志趣變方法”[2],激勵(lì)學(xué)生自主思考,不僅可以激勵(lì)學(xué)生積極反思所學(xué)內(nèi)容的內(nèi)在聯(lián)系并加以多維度運(yùn)用,還能密切關(guān)注學(xué)生作為完整的個(gè)體面向“美好生活”的全面發(fā)展。例如,增加學(xué)生實(shí)踐途徑和方式,可適時(shí)引入開放性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,鼓勵(lì)學(xué)生在思考和探索中發(fā)展專業(yè)興趣,培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問題、思考問題和解決問題的自主學(xué)習(xí)能力。又如,搭建與課程對(duì)應(yīng)性較強(qiáng)的實(shí)踐拓展平臺(tái),提倡在實(shí)踐教學(xué)過程中以興趣為導(dǎo)向的學(xué)生自主選擇、主動(dòng)思考和積極行動(dòng),尤其注重理論素養(yǎng)、操作能力、人文藝術(shù)素養(yǎng)、多元文化思維和工程倫理意識(shí)在設(shè)計(jì)理念和思維上的植入與構(gòu)想。

(四)實(shí)現(xiàn)“賦能”的強(qiáng)化環(huán)節(jié):知行內(nèi)化

知行內(nèi)化打通了從工科學(xué)生到成為“德學(xué)兼修、德才兼?zhèn)涞母咚刭|(zhì)工程人才”[1]的成長(zhǎng)路徑。它體現(xiàn)了學(xué)生個(gè)體的內(nèi)心世界與理論知識(shí)學(xué)習(xí)、專業(yè)技能訓(xùn)練、跨界創(chuàng)新思維、工程倫理認(rèn)知之間的協(xié)調(diào)與整合,并轉(zhuǎn)化為自身獨(dú)特的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)、專業(yè)素質(zhì)與職業(yè)素養(yǎng),以及未來從事工程職業(yè)活動(dòng)的信念、價(jià)值與態(tài)度,是實(shí)現(xiàn)“賦能”的強(qiáng)化環(huán)節(jié)。學(xué)生經(jīng)過課內(nèi)學(xué)習(xí)、專業(yè)實(shí)踐和自主思考三個(gè)階段的積累,對(duì)工程實(shí)踐活動(dòng)所需的理論知識(shí)、實(shí)踐技能、創(chuàng)新思維與職業(yè)要求的知行內(nèi)化,決定著個(gè)體工程職業(yè)多層次、多維度、多方面能力的形成;對(duì)工程職業(yè)倫理規(guī)范及價(jià)值體系的知行內(nèi)化,決定著個(gè)體追求美好生活理想的自我形成?？梢哉f,在實(shí)踐教學(xué)中,向?qū)W生教授的專業(yè)理論、設(shè)計(jì)原則、操作方法等客觀的知識(shí)與外部的行業(yè)(職業(yè))技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、倫理章程或道德規(guī)范,只有通過“知行內(nèi)化”階段才能轉(zhuǎn)化成為學(xué)生個(gè)體內(nèi)部的、具有主觀能動(dòng)性的職業(yè)能力。“知行內(nèi)化”不僅構(gòu)成了專業(yè)實(shí)踐教學(xué)認(rèn)知轉(zhuǎn)化、知能轉(zhuǎn)化、知行轉(zhuǎn)化綜合統(tǒng)一又相輔相成的動(dòng)態(tài)開放系統(tǒng),而且還激勵(lì)學(xué)生在這一過程中努力做到知、行、能合一,獲得從事未來工程職業(yè)的實(shí)踐智慧。

四、結(jié)論

高校工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)是未來工程師樹立專業(yè)精神、培育專業(yè)實(shí)踐能力、涵育可持續(xù)發(fā)展能力的必要途經(jīng)。然而,工程專業(yè)傳統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)模式通常以理論驗(yàn)證和工作“參觀”為主,不利于學(xué)生復(fù)合性職業(yè)能力的鍛煉和養(yǎng)成。在新工科建設(shè)背景下,高等工程教育必須積極回應(yīng)我國(guó)制造業(yè)對(duì)人才職業(yè)能力的發(fā)展訴求,改革傳統(tǒng)的工程專業(yè)實(shí)踐教育教學(xué)模式。在工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)中,可基于“激勵(lì)+成就”的教育思維,發(fā)現(xiàn)和使用多樣化、靈活的教學(xué)手段并加以綜合運(yùn)用,可對(duì)學(xué)生綜合化職業(yè)能力的養(yǎng)成進(jìn)行“賦能”,以實(shí)現(xiàn)個(gè)體對(duì)所習(xí)得專業(yè)知識(shí)的實(shí)踐驗(yàn)證、自主思考、知行內(nèi)化至自我行為的轉(zhuǎn)化。工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)的“賦能”教育路徑可現(xiàn)實(shí)展開為四個(gè)階段,即知識(shí)的習(xí)得與深入理解、專業(yè)能力訓(xùn)練與發(fā)展、專業(yè)思維拓展與鍛煉、專業(yè)素質(zhì)內(nèi)化與增強(qiáng)。