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中国高等工程教育改革现状、矛盾与转型
——基于公立本科院校工科教师的调查分析

2020-07-14周玉容张安富李志峰

高教发展与评估 2020年3期
关键词:工科转型改革

周玉容,张安富,李志峰

(武汉理工大学 法学与人文社会学院, 湖北 武汉 430070)

“回归工程实践”和“大工程观”的提出、“中国制造2025”规划的实施、互联网+人工智能新技术的兴起、中国产业转型升级与战略性新兴产业的诞生,客观上对中国高校培养工程人才提出了新的要求,工程教育改革和转型发展势在必行[1]。工科教师是工程教育改革与发展的关键要素与生力军。当前中国高校工科教师的教学状况如何?对工程教育秉持怎样的理念?对于工程教育改革持何种观点与态度?目前尚未有这些方面的系统研究。为此,我们围绕相关问题对公立本科院校工科教师进行了问卷调查,目的有两个:一是全面了解中国高校工科教师群体的发展现状及其对工程教育改革的认知;二是为工程教育转型发展的设计与实施提供实证依据。

一、调查设计

本次调查来源于国家社科基金一般项目“面向‘中国制造2025’的高等工程教育转型发展研究”。调查对象为公立本科院校工程类学科教师(以下简称工科教师)及部分行政管理人员(以工科教师为主,行政管理人员为辅),调查时间为2017年11月和2018年1月。本次调查采用网上问卷与纸质问卷相结合的形式。在118所公办本科院校(“985工程”院校27所,“211工程”院校33所,普通本科58所)官网检索工科教师的个人电子邮箱总共17 965个,通过“问卷星网络调查软件”发送参与调查邀请信及调查问卷链接,根据调查软件反馈信息,邀请信息成功送达12 575个,回收有效问卷1 683份,视邀请信息送达数为问卷发放数,则回收率为13.4%。另在三次全国学术会议上发放纸质调查问卷500份,回收有效问卷392份,回收率为78.4%。两类调查合计共回收有效问卷2 075份,其中工科教师问卷1 602份,行政管理人员问卷473份。本次问卷调查涉及个人基本信息、教学状况(仅教师填写)、管理与改革三个部分。共设计了30个问题,包括1个填空题、28个选择题、1个开放性问答题,共135个变量。本文选取1 602份工科教师问卷中的主要问题进行描述性分析,数据处理工具为SPSS22.0。本次问卷调查样本基本信息,如表1所示 。

表1 接受调查的工科教师的样本个体分布 (单位:百分率/%)

二、教师队伍群体特征与教学状况

(一)群体特征

1.专业知识储备充足

学历是教师基本素质的体现,表征大学教师接受教育时间和程度,蕴含着大学教师的知识储备。该知识储备是大学教师从事学术职业的基本条件[2]。由于目前博士学历基本是大学教师入职的“门槛”,因此近年来大学教师学历学位提升非常迅速,被调查工科教师中73%具有博士学历,22.8%具有硕士学历,本科及以下比例为4.8%。可见,工科教师的学历层次较高,专业知识储备较为充足。但不同类型的院校具有博士学历教师的比例尚有较大差距,“985工程”院校为90.5%,“211工程”院校为81.6%,一般本科院校为66.7%。

2.海外经历与工程实践经历不足

2016年6月,中国成为《华盛顿协议》第18个正式成员国,工学本科人才培养质量的认证结论在成员国之间实质等效,这标志着高等工程教育国际化迈出了重要的一步[3]。在教学科研一线的工科教师的出国经历对其学术的前沿性、知识的深度和宽度、视野的开阔等都具有重要的影响。具有国际化背景的工科教师,主要有两个来源渠道,一是直接引进在国外取得学位的师资,二是派教师去国外进修访学。被调查的工科教师中,在国外获得学位的教师仅111人,比例为5.4%,另有22人在港澳台地区获得学位,比例为1.1%,国外学历及港澳台学历的教师占比很小。在进修访学方面,64.3%的教师有过出国进修、访学、调研的经历,出国次数集中在1-2次,所占比例为58.1%,整体出国次数均值为1.53次。从教师单次出国时长来看,半年以内的占46.5%,半年至1年占35.8%,1年以上占17.7%,出国时间长度的整体均值为7.85月。“985工程”院校、“211工程”院校、普通本科院校教师出国进修访学比例呈降序排列,教师职称从高到低其出国访学比例呈降序排列,按年龄高低分组该比例也呈降序排列,如图1所示。

图1 工科教师海外经历分类对比

世界工程教育的发展与最新潮流显示,工科人才培养与业态转型方向以及工业未来的发展趋势保持高度一致,日趋复杂的工程实景将更紧密地嵌入工程教育过程[4]。因此,工程实践经历应视为工科教师必备的基本素质之一。被调查工科教师中有27.8%的教师曾经在企业全职工作,工程实践经历较为丰富。7.6%的教师应学校要求参加过中长期(累计大于6个月)工程实践,13.3%的教师只应学校要求参加过短期工程实践(累计小于6个月),35.5%的教师只因课题需要参加过工程实践,还有15.7%的工科教师从未有过工程实践经历。说明中国工科教师队伍中具有一年以上工程背景又有学术水平的“双师”型教师严重缺乏。此外,本次调查还显示,学校对教师的工程实践重视程度不够,学校组织参加过工程实践(不论期限长短)的教师比例仅为20.9%。

3.对工程教育人才培养导向有清晰认知

工程教育的根本任务是“培养造就一批具有创新创业能力、跨界整合能力、高素质的各类交叉复合型卓越工程科技人才。”[5]高校必须将 “培养什么样的人”作为推进高等工程教育改革的首要命题。调查问卷将工程人才的能力划分为知识能力、学术能力、技术能力、创新能力、管理能力及社会能力等六种能力。虽然工程教育的培养目标是培养具有综合能力的工程人才,但在培养过程中应有主次之分。“工程教育中应当注重培养哪些能力?”工科教师选择频率按降序排列为:创新能力(81.0%)、技术能力(73.8%),知识能力(42.3%)、社会能力(32.1%)、学术能力(24.6%)及管理能力(21.2%)。创新能力与技术能力比例最高,与其他选项差距明显,这与当前学界关于工程人才培养目标的主流观点一致,即创新能力与技术能力的培养具有特殊的重要性。相对于人文学科和自然科学,工程学科具备明显的实践性、应用性和创造性的特征。实践性和创新性被视为工程教育的本质属性。《华盛顿协议》中提到的工程人才应当具备处理复杂工程问题的能力,实质上就是技术能力和创新能力的有机结合,因为工程问题都具有复杂性,没有一成不变的解决方案,既要求工程师们以创新的意识善用现有技术,又要求他们基于现实问题开发新的技术。

4.对学校工程教育状况的了解较为充分

“工科教师对所在学校的工程教育状况是否了解?”“你们对于自己所从事的工程教育如何认识?”上述问题在某种程度上反映出工科教师的教学态度和教育理念。从图2可知,工科教师对“学生毕业标准”、“所在专业人才培养方案”了解比例达到80%以上。这说明大部分工科教师非常关注学校工程人才培养,并非“只知埋头上课、其他漠不关心”的状态。但对于学校工程实践教育的了解程度明显低于上述指标。此外,工科教师对“中国制造2025”及其与工程教育的关系,了解不够充分。这说明高校工科教师对于工程领域的国家大政方针的关心程度不足,缺乏开阔的视野。

图2 工科教师对学校工程教育相关指标的了解情况

目前许多高校对工程教育进行了教学改革,工科教师对此也有敏锐感知。大部分教师认为自己所在学校的工程教育教学模式曾进行过改革,其中41.3%的教师认为进行过局部改革且成效显著,24.9%的教师认为进行过局部改革但成效不显著,10.1%的教师认为进行过大改革且成效显著,14.0%的教师认为进行过大改革但成效不显著;仅9.7%的教师认为所在学校工程教育模式基本一成不变。这表明工科教师密切关注和评估工程教育改革,这是高校深入推进工程教育改革潜在的积极因素。从学校类型来看,进行工程教学模式改革比例最高的是“985工程”院校,进行局部改革比例最高的是“211工程”院校, 改革成效显著比例最高的是“211工程”院校。可见,“985工程”院校由于教师承担科研项目较多,将科研成果反哺教学,进行项目式、问题式教学改革的实践力度更大;“211工程”院校是中国高等工程教育的中坚力量,随着工程教育专业认证的稳步推进,带动了这类院校工程教育改革的深化与发展。

(二)教学现状

1.重视教学投入

“教师应有足够时间和精力投入到本科教学和学生指导中,并积极参与教学研究与改革。”[6]被调查工科教师普遍重视教学投入。从时间分配上来看,工科教师在教学、研究、服务、管理四项职能的平均时间投入比例分别为36.1%,32.7%,11.7%和17.5%,工科教师用于教学的平均时间比例略高于科研。2014年华中科技大学沈红团队对全国5 186名教师(全学科)的调查,这一数据为31.1%、48.9%、8.9%和11.1%。工科教师用于教学、服务和管理的时间分别高出全学科整体水平5、3、6个百分点,而用于科研的时间比全学科整体水平低16.2个百分点。其原因与工科教育规模大,教学任务重,甚至承担班主任等管理工作有较大关系。此外,工程教育重视实践教学,指导实践教学也需要占用教师更多的工作时间。

参加教学研究活动是教师提高教学能力的重要方式。在教学研究投入方面,工科教师参与教学研究活动较为积极,只有极少数教师(1.3%)不参加教研活动。其参加教研活动的形式也多样化,有开发课程资源、设计培养方案、承担教改课题、教师间互相听课、撰写教研论文等。相对于其他教研形式,工科教师撰写教研论文的时间投入略少,低于其他教研形式约5%。撰写教研论文是教学交流中最具专业性、深刻性、广泛性的交流形式,通过教研论文的写作,教师能对教学工作进行系统的反思与总结,教学上的疑难问题得到共同探讨,教学隐性知识得到传播与发展。应当提倡和鼓励工科教师积极撰写、发表教研论文,将教学研究成果及时总结提炼、公开发表,供同行学习借鉴,促进工程教育教学改革不断深化,促进工程人才培养质量逐步提升。

2.教学模式与考核方式创新不足

在教学模式选用方面,本次调查提供的CDIO模式(基于项目的教学模式)、基于能力的教学模式(Competency-Based Education,CBE) 、基于学习成果的教学模式(Outcomes-based Education,OBE)、基于设计的教学模式(Design-Based Learning, DBL)、基于问题的教学模式(Problem-Based Learning,PBL)、基于项目的批判学习模式(Project-Based Critical Learning,PBCL)六种教学模式中,被调查工科教师最为认可的模式是CBE 模式和PBL模式,而他们在教学中实际运用最多的也是这两种模式,如图3所示。表明他们在教学中较为重视培养学生的能力和问题意识,这符合工程教育人才培养的目标要求。但值得注意的是,认可CDIO模式的教师比例仅为8.4%,在教学中运用该模式的比例为7.4%。CDIO工程教育模式是近十几年来国际工程教育改革的最新成果,以汕头大学为代表的一批大学引入并推广CDIO模式已有十余年,在人才培养实践中取得了不错的成效。教师对CDIO的认可度低,主观上是由于他们对该教学模式缺乏了解,客观上反映出高校关于CDIO教学模式的培训不够,学校的政策引导不力。只有当他们能接触、了解到CDIO模式的优势,才能认可并主动运用到教学中。

图3 工科教师认可与运用的教学模式

从工科教师常用的考核方式来看,传统的笔试、课程论文和实验报告占据优势,比例分别为70.9%、45.3%、43.5%;调研报告、项目设计、技能操作、作品展示、学生互评与自评等考核方式所占比例较小,比例分别为35.6%、28.3%、23.3%、18.7%、5.8%。采取什么考核方式本是教师的学术权利,这当然无可厚非,但基于工程专业认证的理念及工程教育特点,对学生学习成果/效果的考核应当从过去的片面考核知识掌握程度转向考核学生综合能力的提升,多采用项目设计、作品展示等考核方式,或者设计开发一些创新性的考核方式,从多个角度测量学生的知识与综合能力的增值。

3. 教学效能感较强

工科教师对教学行为的自我评价是相当正面的。从图4可以看出,对于各项评价,选择同意的比例均在70%-90%之间。这些数据虽然不一定反映了他们的真实教学行为,但至少可以反映出他们对教学行为的偏好以及其价值取向,也说明他们有较强的教学效能感。教学效能预期越强烈,所采用的行为就越积极,努力程度也就越大越持久,这对工程教育无疑是有益的。

图4 工科教师对教学表现的自我评价

三、高等工程教育存在的矛盾与阻力

(一)高等工程教育中的两个矛盾

1.工程教育认知与实践的偏离

本次调查反映出教师对工程教育改革的认知与参与工程教育的实践出现一定程度的偏离。

第一,工科教师对于工程教育改革的导向、目标、阻力以及路径的认知都与目前工程教育改革的主流理念相一致,但尚未充分将这些认知融入工程教育实践中。在工程教育师资队伍建设方面,重视师资国际化,但工科教师国际化程度不高,海外获得学历的教师比例低,超过三分之一的教师没有出国进修访学经历,在有访学经历的教师中多数人的访学时间也较短;重视教师工程实践能力,但具有丰富工程实践经验的教师比例偏低,大部分教师的工程实践经验来自于参加课题研究,这是不深入的、碎片式的;虽然采取了支持青年教师到企事业单位实践锻炼等措施,但实际执行不到位,较多流于形式,走过场。

第二,在人才培养导向方面,强调“回归工程实践”,培养以创新能力和技术能力为核心的复合工程人才,但这种人才培养导向在工程教育实践中并未得到充分体现。大部分工科教师对“回归工程”的认知偏离工程实践本义,认为回归工程仅仅是对工程教育技术范式的再次强调;或将工程实践狭隘化,简单地将突出工程实践等同于增加实践学时数,加强工程实践能力等同于实践操作技能训练。认知偏差导致工程教育改革只停留在表层,实践教学环节只是机械地进行操作训练和基本技术技能培训,或是用仿真模拟,或是验证性实验替代工程实践,工程教育模式仍然停留于“技术范式”阶段,忽视现代工程应有的系统化、集成化特征,忽视学生知识、技能、素质以及解决工程实际问题的综合性能力的培养[7]。本次调查中反映出的教师指导学生实践教学形式的单一、对学生学习成果的测量仍以传统的知识能力测试为主、对新的工程教育教学模式的了解与运用不足等现象,都是认知与实践相偏离的具体表现。

2.对工程教育改革质疑与期待的矛盾

工科教师认为工程教育需要改革,但对目前的改革行动持质疑与观望的态度。36.9%的工科教师认为教师没有改革的积极性。“少喊口号,做实一点,做真一点。从来不缺想法,缺的是真干实做。高校价值导向很关键,轻教学重经济效益的情况下,教师不会投入精力。”“本人目前不太清楚学校有啥重大举措。很多想法是好的,但流于形式。”(引号内文字节选自工科教师在问卷开放题中提出的意见和建议,下同)这也反映出教师对当前工程教育改革的质疑。但同时,他们也期待并支持工程教育转型。 “我认为中国高等工程教育转型势在必行,因为它与‘中国制造2025’密切相关,今天的工科学生很可能就是明天‘中国制造2025’的中坚力量。”“转型是必然的,是大势所趋。从中国制造到中国创造,再到中国智造,离不开高等工程教育的人才培养和理论支撑。”有88%的教师表示,如果所在学校进行工程教育改革,会积极参加。这种看似矛盾的态度,其实有其客观原因。其一,源于学校的改革动员不足,新教育理念的宣传普及程度不够,改革措施的力度不够、可操作性不强,导致教师参与积极性不高。其二,目前的改革举措仍然是局部范围内的改革,不是系统的转型发展,成效必然不尽人意,使部分教师失去信心。其三,工科教师的内心深处期待工程教育改革既“顶天”又“立地”,即期待有新理念、新体系、新模式、新标准等顶层设计,也期待制定切实的改革措施、有效的激励政策及投入必要的经费来支持工程教育改革。一旦有正确的顶层设计、措施到位,无疑教师改革的积极性就会被激发,星星之火就会燎原。

(二)工程教育改革的阻力

有改革就会有阻力。在教育理念、学校重视程度、经费、产业企业合作、师资力量、教师改革积极性、实践教学条件七项工程教育改革可能的阻力中,工科教师认为与产业、企业的合作难以实现是工程教育改革最大的阻力(占52.2%)。排在第二位和第三位的分别是实践经费不足(占42.0%)与工程教育理念落后(占39.5%)。值得注意的是,教师没有改革的积极性(占36.9%)紧随其后,排在第四位。

目前,工程人才培养并不能适应经济社会发展的新要求,制约人才培养的瓶颈何在?在图5所列举的十项制约工程人才培养的因素中,工科教师认为,首要的制约因素是实践教学设备与条件跟不上(占40.2%),其次是缺乏具有工程实践经验的教师队伍(占36.4%),第三是与企业的合作育人难以实现(占34.8%),这三个因素的选择频率明显高于其他七个因素,如图5所示。

图5 制约工程人才能力培养的因素

人才培养制约因素与工程教育改革阻力本质是一致的,都指向校企合作与实践教学,这的确是当前工程教育面临的主要困境。第一,由于工程教育“科学范式”的影响,目前许多大学的工程教育仍然强调科学主导工程,重视专业理论教学,忽视实践教学的设备与条件建设,无法满足实践教学的需求。第二,工科教师实质性融入企业参与工程实践缺失,对产品研发、设计、生产、销售、服务等流程认识模糊,现代工程实践教育理念淡薄。第三,缺乏有效的校企合作人才培养机制。虽然提倡校企合作育人,然而校企合作的形式、平台、制度等方面的建设均未落到实处,校企合作的实质进展不大,许多校企合作项目往往有名无实。

四、高等工程教育转型发展的路径与行动

中国高等工程教育,需要的并非局部的改革,而是顺应世界工程科技发展潮流的整体转型发展。只有这样才能化解当前局部改革中的矛盾与阻力,切实提高工程教育质量,培养出适应社会需求的工程人才。

(一)高等工程教育转型发展的路径选择

任何教育教学的新模式,无论它是多么有效,都不会自动取代旧的模式。因此,应当探索一条实现工程教育转型的路径。60%的工科教师认为工程教育转型的路径应当是自上而下的政策引导与自下而上的学校自发行为相结合。不能仅依赖于“自上而下”的行政模式,也不能完全寄望于“自下而上”的自发模式。因此,“自上而下”与“自下而上”的协同互动是高等工程教育转型发展的最佳路径。政府应当对高等工程教育的转型发展进行引导,包括顶层设计和经费支持等。高校应当自觉进行工程教育转型发展的实践探索,包括转型模式与实现策略等。

工程教育转型发展是一项复杂的系统工程,具体应该从何处着手?教育理念、师资队伍、专业设置、课程体系、人才培养方案、实践教学、社会服务这七个方面中,排在前三位的是教育理念(占60.8%)、实践教学(占50.0%)及师资队伍(占44.8%)。这三个方面是当前工程教育转型的核心要素,其中理念是先导,实践教学是关键,师资队伍是根本。这是制定当前工程教育转型发展具体行动路线的重要依据。

(二)工程教育转型发展的行动路线

1.创新高等工程教育理念

但凡变革,必定理念先行。唯有理念转变,才能有行动的转变;唯有理念一致,才能形成合力。60.8%的工科教师将教育理念的转变置于工程教育转型发展的首要地位。目前关于新工科建设的讨论如火如荼,各种新的工程教育理念比如大工程观、回归工程实践、CDIO教学模式等不断被引入工程教育,这些理念对工程教育的转型发展起着引领和指导的作用,同时在转型发展实践中这些理念又在不断的融合、发展,进而形成更多更成熟的工程教育新理念。高校应重视工程教育理念的创新,并以工程教育新理念培育工科教师,激励其实现理念到行动的自觉转化。

2.构建“双赢”的校企合作工程实践教育平台

如前所述,工程教育改革中的阻力和制约因素都指向了校企合作和实践教学。目前我国工程教育实践训练模式单一老化,专业针对性差,不能与当代各领域新技术同步;训练项目工程性、综合性严重不足,缺乏工业界的广泛参与[8]。50.2%的教师认为实践教学是工程教育转型的抓手,而工程实践教学难以有效开展的重要原因是缺乏校企合作的实践教育平台,无法给予学生完整的系统的工程实践体验。因此构建校企合作的工程教育实践平台是工程教育转型的当务之急。

构建校企合作的工程实践教育平台,校企双方需要形成稳定的、步入良性循环的共赢合作关系。构建校企合作的实践平台一定要让企业能够实实在在“受益”,实现“双赢”。可从三个方面入手:一是由大学牵头,与政府、行业协会合作,在集群产业区域成立产学研合作基地,作为企业与学校合作互换新技术资源的基站与桥梁。二是整合企业技术资源,建设教学项目库。广泛搜集企业技术专利、内部技改项目、科技计划支撑项目、外包项目等技术资源,有计划、有层次、分领域地进行分析归纳,建成系列教学项目库;同时寻求企业长期的技术支撑和设备保障。三是企业参与训练教学:校企共同制定课程标准和考核标准,提炼教学项目,建设实战性训练平台; 实施企业技术人才兼聘计划,校企联合实施教学,共同参与教学设计、教学过程、教学效果评价及相关技能认证。

3.培养教师工程教育“核心能力”

工程教育转型发展要求工科教师应当形成独特的工程教育“核心能力”。该核心能力是“国际视野+教学创新能力+工程实践教学能力+工程技术研发能力”的有机结合。国际视野与教师学术工作质量与前瞻性具有正相关性。应增加教师出国交流的机会,适当延长出国交流访学时长;特别应提供给中级职称教师及青年教师更多的访学机会,他们正是特别需要进行国际交流、扩宽视野、积累经验的群体。这需要国家增加资助工科教师出国访学交流的项目与资金,同时大学也可以自筹资金增加此项投入。此外,还可加大海外人才的引进力度。

教师的工程实践经历,与其教学创新能力、工程实践教学能力和工程技术研发能力密切相关。76.8%的教师认为自己需要提升工程实践能力。校企合作是有效提升教师教学能力、实践能力、技术能力的治本之策,高校是强化教师工程实践能力的主体。对职称较低的青年教师,主要任务在于通过“学习”提高自己的实践技能,提升实践教学能力。学校要鼓励青年教师深入企业获取实践经验,建立优惠政策激励教师在企业工作几年,全面、充分的了解工程实践。对于年龄较大又具有高级职称的教师,则要求在加强教学创新、校企合作、开发或承担企业科研项目等方面有所作为。

4.建立符合工程教育特点的教师评价体系

64.6%的工科教师认为,要提高教师参与工程教育改革的积极性,需要改革以科研为导向的教师评价体系。在问卷开放题部分,有 312人(占作答人数的54%)明确提及改革教师评价体系。这与工科教师的发展密切相关,是其关注的焦点。虽然许多关于教师评价的研究几乎都提及改善重科研轻教学的评价导向,时至当下,既没有形成教育行政管理部门的政策条文,也未有学校做出有实质意义的改变。

要真正推动工程教育转型发展,教师评价体系改革势在必行,必须建立符合工程教育特点的教师评价体系。工科教师应当实行分类评价,其评价标准应不同于其他学科教师。教学特别是实践教学应当在工科教师评价中占据重要地位。工科教师花在教学上的时间明显高于其他学科教师,由于工程教育的实践性,除课堂教学外,还需要花更多的时间在指导学生实践教学上(许多实践教学在课外时间开展)。对于工科教师教学投入的数量与质量都应当有科学的评价和合理的权重,确保教师以工程人才培养为第一要务。此外,工科教师的科研评价应以工程技术的研发应用、社会服务作为评价的重点,不应片面强调论文发表的数量、刊物级别。高校相关部门应在充分调研、深入了解工程教育特点、工科教师工作情况的基础上,重建工科教师的评价体系。

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