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關鍵詞:教學方法;《工程結構可靠度》;土木工程
中圖分類號:G642.4 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)35-0078-03
隨著科技的發展,土木工程的相關規范已經逐步過渡到基于概率的設計方法,即考慮結構可靠度的設計方法。1998年出臺了國際標準,《結構可靠性總原則》ISO2394:1998,2002年,考慮結構可靠度的歐洲新規范《結構設計基礎》(EN1990:2002)出臺,2008年,我國的新國家標準《工程結構可靠性設計統一標準》頒布。規范頒布至今時間不長,相關的教育教學還不完善。目前本科階段沒有《結構可靠度》這門課,土木研究生只是選修課。本文針對我校研究生的現狀,談談《工程結構可靠度》這門課的教學和體會。
一、《結構可靠度》開設的必要性
《工程結構可靠度設計統一標準》1992年第一版頒布以來,各土木行業也陸續頒布了相應的可靠度統一標準,包括港口工程結構可靠度設計統一標準(GB50158—92),水利水電工程結構可靠度設計統一標準(GB50199—94),鐵路工程結構可靠度設計統一標準(GB50216—94),公路工程結構可靠度設計統一標準(GB/T50283—1999)。2008年第二版的《工程結構可靠度設計統一標準》,對第一版進行了修訂并增加了對既有結構可靠性的評定。《建筑結構可靠度設計統一標準》(GB50068-2001)也是修訂版。各標準的執行,標志著普遍設計方法的進步,它從原規范的經驗系數法轉到以概率為基礎的極限狀態設計法。這種設計方法的轉變,具有普遍性,涉及到結構工程的各種行業,包括土木、水電、建筑、鐵路、公路、港口等等。相關的從業工程技術人員也經歷了以經驗為主的安全系數法的舊規范到基于可靠度理論的極限狀態法設計的新規范的“轉軌”。新近入行的技術人員不必“轉軌”,直接采用新規范,但新規范的基礎——可靠度理論,只在極少數大學開設,這造成了理論與實踐的脫節,學生從業后對規范理解不夠深入和透徹。面對規范的“轉軌”,我校的相應教學還沒跟上,作為規范的核心內容工程結構可靠度原理在本科階段是不學的。事實上,為了方便學生以后從事土木工程,需要在本科生階段就進行教學,可以在本科生高年級開設。目前只在研究生階段學習,除了了解基于可靠度的規范外,也為學生科研提供了新方法,開拓了視野。
二、《工程結構可靠度》教學體系探討
《工程結構可靠度》教學體系,應包括可靠度分析的基本方法,可靠度方法在不同地區、不同行業的實施情況,即規范,可靠度研究的進展情況,讓學生對可靠度在土木行業的應用和研究有較深入的理解,為學生的研究開闊視野。具體分析有以下幾點。
1.教學目的?!督Y構可靠度分析》是為土木研究生開設的課程。本課程主要介紹結構分析中的可靠度理論、方法和應用。目前我國工程結構設計,已從傳統的安全系數的方法轉變為基于可靠度理論的狀態設計方法。傳統的設計方法沒有充分考慮設計參數的不確定性,而可靠度理論則較充分地考慮了參數的隨機變異性,廣義可靠度則還能進一步考慮模糊不確定性和未確知性,是結構設計理論與實踐發展的必然方向。課程目的是通過教學讓學生學會從隨機概率分析的角度來處理力學和結構問題。
2.教學內容選擇。工程結構可靠度教學采用的教材是《工程結構可靠性設計原理》,參考教材是《結構可靠度理論》,內容包括:工程結構可靠度研究歷史簡介,傳統設計方法和半概率設計方法,中心點法——次二階矩理論之一,驗算點法——次二階矩理論之二,荷載及抗力的統計分析,近似概率法的應用,材料性能的質量要求和控制,以及工程結構可靠度理論發展中的幾個問題。本課程學習的重點是一次二階矩理論、概率極限設計實用表達式和結構體系可靠度。由于是研究生課程,在講授時增加了結構的穩健性與抗倒塌設計,既有結構可靠性評估,又有巖土工程可靠度等內容,為學生科研提供參考。
3.教學方法。當今教育注重知識講授與能力培養的統一。知識是能力的基礎,能力是已獲知識應用的手段和體現。(1)在課堂教學方法上,采用小班教學,課堂教學方式相對比較靈活。根據教學內容的不同可采用講解、回答問題、討論、自學等多種教學方式。(2)將多種教學手段引入教學體系。除常規教學手段外,還可采用多媒體技術,比如ppt、視頻、動畫,以形象直觀地展示教學內容,使學生理解更加容易,另外,由于土木工程的普遍性,還可以采用帶學生現場參觀的形式,拉近課堂與現實的距離。這些教學表現形式的多樣化,大大提高了教學效率和質量。(3)提升學生的科研意識。課堂上重視科研現狀和科研前沿的介紹,讓學生了解相關方面的研究情況。
4.重視應用網絡。在互連網發達的今天,學生上網幾乎成了習慣。充分利用這個條件,讓學生從網上搜集資料,自己了解和解決一些對他們相對有難度的問題。培養學生搜集、查閱資料、綜合資料的基本科研能力。
5.提高教師素質。教師的素質直接關系著教學的質量和效果。深厚的基礎理論和廣博的專業知識,一定的生產實踐經驗,相當的科學研究能力,是對現代大學教師的時代要求。教師須注重調整知識結構體系,努力學習新技術,才能保證在教學中有效地提高講授的質量,較好地提升學生的工程意識和科研意識。當然,作為教師的一般素質要求的提升也不可懈怠,比如表達能力、與學生互動的能力、敏感捕捉學生疑惑點的能力等。教師自身素質的提升,是保證土木《工程結構可靠度》良好教學效果的動力和源泉。
三、《工程結構可靠度》教學實踐總結
結合教學實踐,下面是對《工程結構可靠度》的教學實踐總結。
1.精心組織教學,全力保證教學質量。在學生掌握結構可靠度教學目的的基礎上,讓學生學會如何把結構可靠度用于自己的研究領域;利用多樣化的教學手段,培養學生理解、解決實際問題的能力。
2.拓展課堂教學,開展多層次多種形式的教學活動。對于可靠度相關的概率、數理統計、隨機振動等數學知識,采用重點講解與學生自主學習相結合,對于規范現狀及發展趨勢,科研現狀及發展趨勢,在課堂講解時穿行,開設與教學內容相關的專題講座,開拓學生的視野,對可靠度有較深入的了解。結果表明:通過學習拓展、前沿講解和專題講座,學生鞏固了所學知識,開闊了視野,豐富了結構可靠度的教學內容。
3.結合科研與實際工程,提升教師素質。做好科研課題,積極參加實際工程,可以有效提升教師的素質。做好科研,才能把握土木結構可靠度的快速發展,及時調整知識結構,拓展知識面,了解新技術和新方法。積極參加實際工程,才能提高動手能力,增強工程素質。實踐表明:通過將科研和工程實踐成果引入教學,能深入淺出,避免紙上談兵,有效增強教學效果。
4.考核辦法??己瞬捎闷綍r成績和寫論文的形式,由于是小班,學生本科學習的背景不一樣,每個學生的論文題目和方向是不一樣的,迫使其獨立完成。經學生的實踐說明,這種考核方法是適合該課程特點的一種較好的考試辦法。它既可以促進學生掌握可靠度的基本內容,又可以增強學生分析問題和解決問題的能力,并對以后的碩士論文撰寫有幫助。
四、結束語。
在結構可靠度的教學實踐中,有如下幾點體會:(1)課程內容應盡可能地反映學科領域的發展現狀。課堂講義應反映一些較成熟的、工程上適用的較新研究成果,著重從方法和思路方面加以講解。(2)教學與學生擴展閱讀、自己查資料、寫論文相結合。培養學生自己就某個方向收集資料、提煉觀點的能力。(3)針對部分學生本科教學的背景差異,在課堂講授時,做一些查漏補缺的教學。該部分應簡單易懂,并給出進一步閱讀的參考書目或網址,以方便學生拓展閱讀。(4)教學與科研相結合。高水平的教學離不開科研,科研與教學相互促進,高質量的教學需要高質量科研的融入。
參考文獻:
[1]GB50153—92,工程結構可靠度設計統一標準[S].北京:中國計劃出版社,1992.
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[3]GB50199—94,水利水電工程結構可靠度設計統一標準[S].北京:中國計劃出版社,1994.
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[8]GBJ68—84,建筑結構設計統一標準[S].北京:中國建筑工業出版社,1984.
[9]貢金鑫,魏巍巍.工程結構可靠性設計原理[M].北京:機械工業出版社,2007
Abstract: In this paper the construction of civil engineering brand professional is explorated from three aspects. They are teachers team construction, teaching reform and construction, brand professional reform and construction idea, plan and expected achievement. It promotes teaching, scientific research and social service all-round development, and constantly improves the talent training quality with the brand professional construction as an opportunity.
關鍵詞: 品牌專業;土木工程;改革與建設
Key words: brand professional;civil engineering;reform and construction
中圖分類號:G423.02 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2011)23-0175-02
0引言
品牌專業是指專業特色鮮明、人才培養質量高、畢業生就業率高、社會聲譽好的專業[1]。2010年6月武漢工程大學“土木工程”專業被遴選為湖北省高等學校本科品牌專業。武漢工程大學(原武漢化工學院)土木工程專業依托“防災減災工程及防護工程”湖北省省級重點學科、“建筑與土木工程”一級學科碩士點、“防災減災工程及防護工程”碩士點以及教育部“磷資源開發利用工程研究中心”等建設平臺,在校、院兩級領導的大力支持和指導下,并通過土木工程專業全體教師長期的不懈努力,目前土木工程專業無論是在學科建設、專業建設、師資隊伍培養、實驗室建設,還是在人才培養與科學研究等方面均取得了長足的發展。武漢工程大學現已與華中科技大學達成了省部共建協議,在實驗室、儀器設備以及圖書資料方面實施了資源共享。這些優質的教學資源與平臺較好地滿足了土木工程專業的教學與科研需求,并為本專業的長期發展打下了堅實的基礎。隨著我國經濟建設的高速發展,特別是隨著城鄉住房建設、高等級公路與鐵路工程建設、大型水利樞紐工程建設以及武漢“8+1”城市圈工程建設的啟動,必將需要大量的土木工程專業人才,這將為土木工程專業的進一步發展提供了一個難得的機遇與平臺。本文擬從以下幾個方面對土木工程品牌專業建設進行思考。
1師資隊伍建設
1.1 現有專業教師隊伍的基本情況土木工程專業現有一支以中青年骨干教師為主的專任教師隊伍,共有教師37名,17人具有博士學位(占教師總數45.95%),3人具有博士后研究經歷。專任教師主要畢業于同濟大學、武漢大學、華中科技大學、武漢理工大學、中國地質大學、武漢科技大學、天津大學、中南大學、北京科技大學等不同的高校以及中國科學研究院武漢巖土力學研究所等科研院所。專任教師隊伍學歷層次較高,學緣關系、職稱結構、年齡結構合理,以年富力強的中青年教師為主。專業教師中年齡分布為:50~60歲2人,49~40歲18人,39~30歲16人;29~20歲1人,職稱分布為:教授9人,副教授10人,講師16人,實驗師2人。專任教師中享受湖北省政府專項津貼人員2人,建設部高等土木工程學科專業教學指導委員會委員1人,湖北省巖石力學與工程學會常務理事1人,其中26人具有碩士生導師資格。
近四年專業教師主持和參與了國家級教研項目2項,省級教研項目8項,校級教研項目7項,近四年來共獲得省級、校級教學成果獎5項,公開發表15篇教學研究論文。以“教育部磷資源開發利用工程研究中心”、“防災減災工程及防護工程”湖北省省級重點學科以及“土木工程”一級學科碩士點、“防災減災工程及防護工程”碩士點為依托,以專業實驗室為基礎,以專業骨干教師為主體,土木工程專業教師先后承擔了國家級科研項目10項、省部級科研項目30項、企業合作項目102項。近年來,土木工程專業在道路工程、巖土工程、地質災害防治、防災減災工程、混凝土結構、工程數值計算、橋梁工程以及工程結構損傷檢測和健康監測等領域做出了較突出的成績,部分研究領域處于國際先進或國內領先水平。近四年來,土木工程專業教師共發表科研論文250篇,其中被SCI、EI、ISTP、CSCI等四大檢索收錄90篇。
1.2 師資隊伍建設政策、措施及效果雖說土木工程專任教師隊伍學歷層次較高,學緣關系、職稱結構、年齡結構合理,但建設一支師德高尚、具有較高教學和科研能力、富有創新精神、結構合理的教師隊伍,是培養具有高素質土木工程技術人才的關鍵,也是提高辦學質量、深化教育教學改革的基本保證。
1.2.1 師資隊伍建設政策校黨委書記吳元欣[2]指出要大力推進“杰出人才和學科帶頭人培養計劃”、“教師基礎學歷提高計劃”、“教師出國進修培養計劃”,利用“楚天學者計劃”特聘教授和校內特聘教師等教師特崗,培養一批能夠把握學科發展方向的學科建設帶頭人,匯聚一批能夠攻關重大科學研究項目的領軍人物,造就一批學生尊崇的“教學名師”。按照《武漢工程大學“十二五”事業發展規劃》提出的“人才興?!卑l展戰略,以人為本、人才興校、人力資源是第一資源、人才工程是第一工程的理念,以領軍、帶頭人才和骨干后備人才的引進和培養為重點,逐步實施專任教師的“博士化、工程化、國際化”工程,全面提高教師隊伍素質,重點培養優秀中青年骨干教師。同時學校還積極鼓勵引進有突出業績或專長的特殊人才,以優化配置教師資源,努力打造努力造就一支“師德高尚、業務精湛、結構合理、充滿活力”的高素質教師隊伍。具體政策如下:①培養具有示范及帶頭作用的“教學名師”,引導和激勵教師全身心投入教學、教研和教改工作。②鼓勵青年教師到其他高校、科研院所攻讀博士學位,以不斷提高其業務能力與學術水平。③選派青年教師到相關工程設計與施工單位開展工程訓練,以不斷積累和豐富實際工程經驗。④有計劃、有目的地培訓中青年教師,鼓勵選派優秀骨干教師出國進修學習。⑤實施積極的人才引進政策,加大人才引進力度,尤其具有學術特長、有突出業績的特殊人才。⑥充分挖掘社會教育教學資源,努力構建一支具有豐富實際工程經驗的高水平校外兼職教師隊伍。
1.2.2 師資隊伍建設措施①以學校每年9、10月份實施的“師德校風宣傳教育月”活動為契機,不斷提高專業教師的師德修養、敬業精神與綜合素質。②通過品牌專業建設,不斷優化土木工程專業教師的職稱、年齡、學歷和學緣結構,重組教學資源配置。③積極實施武漢工程大學提出的“杰出人才和學科帶頭人”與“名師工程”培養計劃,努力造就一批能夠站在本學科前沿,并在國內有一定影響的知名教授。④不斷加大人才引進力度,重點引進高職稱、高學歷人才,特別是在科研上已取得突出成績的學科帶頭人,如本學科“楚天學者”、“特聘教授”、“工大學子”等。⑤對新進教師必須要求具有博士學位,不斷加強師資培訓與青年教師的培養計劃,并鼓勵現任教師攻讀在職博士學位。⑥利用國家公派,學校公派等多種資助渠道,選派優秀教師出國留學、進修和訪問。⑦鼓勵并努力創造條件讓青年教師積極參加本學科科研創新團隊與教學團隊,努力培養中青年教師的科研、教學業務水平與團隊協作精神。
2教學改革與建設
2.1 人才培養模式:凸顯“三實一創”為核心的人才培養模式人才培養工作是學校辦學和發展的中心任務,是做好畢業生就業工作的基礎和最關鍵的環節。近年來,學校堅持“質量立校、科技強校、人才興校、突出特色、協調發展”的辦學思路,在人才培養模式方面進行了積極的探索、改革與創新,注重強化學生的專業素養、實踐能力和創新、創業意識,人才培養質量不斷提高,畢業生就業競爭力顯著提升。“創新模式,多元化人才培養”、“強化實踐,工程能力特色化”,不斷調整優化專業結構,大力推進教學改革,逐步構建創新型、復合型、技術型的多樣化人才培養體系;為強化學生實踐能力,不斷搭建實踐教學平臺,形成由實驗教學中心、校內外實習基地、重點實驗室、科技產業園等組成的實踐教學大平臺;以省內外龍頭企業為基點建立“就業實習基地”和“就業工作服務站”,搶占制高點,形成基層就業和高端就業結合的市場網絡。人才培養模式是根據人才培養目標和質量標準,為學生設計的知識、能力和素質結構以及實現這種結構的方式。在制定土木工程專業培養方案時,首先對國內開設了該專業的華中科技大學、武漢大學、武漢理工大學、湖南大學、南京理工大學、西安建筑科技大學等多所高校進行了廣泛調研,同時也廣泛地調研了用人單位的意見,然后通過反復研討與認真分析,本專業將人才培養目標定位于:掌握土木工程學科的基本理論和基本知識,獲得工程師基本訓練并具有創新精神的高級工程技術人才,具有土木工程項目規劃、設計、研究開發、施工及管理能力,能在建筑工程、市政工程、地下工程、隧道工程、公路及城市道路、鐵道工程、橋梁工程、礦山建筑等相關部門從事設計、規劃、施工、咨詢、監理、研究、教育、投資及管理工作,即會設計、能施工、懂管理的合格人才。本專業人才培養模式的核心為:“三實一創”(即實訓、實驗、實習及創新)。土木工程專業人才培養目標定位于面向我國土木工程行業一線具有創新精神的高級工程技術應用型人才。為此,土木工程專業長期以來十分注重學生工程實踐能力與創新思維能力的培養,逐步形成了以“三實一創”為核心的人才培養模式,在實驗教學方面,已構建了“一個核心,三個層次,六個模塊”的實驗教學體系,在實習、畢業設計等實踐教學環節方面,十分注重“產、學、研”相結合的工程實際訓練,通過對高年級學有余力的學生開設導師制“特色班”等形式,真正做到了因材施教,極大地鼓勵和培養了學生的創新精神與創新能力。從近年用人單位對我校土木工程專業畢業生的反饋意見以及考研情況,說明本專業的人才培養模式是正確的。根據近年畢業生代就業情況、考研情況以及用人單位的反饋信息,表明土木工程專業的定位是準確的,完全符合土木工程專業人才培養的要求,深受用人單位的好評。
2.2 課程體系:凸顯“厚基礎、重實踐、寬口徑、有專長”的教學體系在制定人才培養方案時主要注意了以下四個方面:①結構方面要體現土木工程學科的發展趨勢,隨著科學技術的不斷發展,新材料、新結構、新施工技術的不斷涌現,有必要不斷拓寬專業口徑,但是也要根據省屬高校生源總體水平,適當控制知識的寬度與廣度。②注重培養學生的工程能力與工程素質,即訓練學生在工程實踐中發現、提出、表達與解決問題的能力,同時培養學生具有強烈的社會責任感、質量―成本―效益一體化的綜合經濟意識、法律意識、環保意識與團隊協作精神以及不斷學習和更新知識的工程素質。③注重培養學生的創新能力,在大學三年級開辦“特色班”,對“特色班”的學生采用類似于研究生的培養方式,配備指導教師,以提高學生的創新能力。④在寬口徑培養人才的前提下,結合土木工程行業的發展狀況,開設對口的專業方向選修課模塊,使學生在土木工程行業某一領域有一定的專長,在人才市場上具有較強的競爭力,保持畢業生的高就業率水平。土木工程專業的培養方案不僅充分體現了教育部土木工程專業教學指導委員會對高校土木工程專業的基本要求,而且切合本專業的定位。
2.3 教學內容教學內容總體上劃分為四大模塊,即基礎教育、素質教育、工程教育和實踐訓練。每一模塊都有與總體培養目標相適應的教學或訓練要求,在執行過程中相互支持和滲透,形成一個有機的整體。
3品牌專業專業改革與建設思路
3.1 專業改革與建設思路在我國高等教育大眾化的背景下,土木工程專業將根據地方高校工科專業本科生的知識結構與素質特點,以我國土木工程行業的科技進步與人才需求為導向,指導品牌專業的建設工作,力爭在面向產業一線培養基層創新人才方面形成顯著的特色,并使專業的發展獲得持續的競爭力與競爭優勢。
在品牌專業的建設中,將以全面提高人才培養質量為宗旨,以教育部土木工程專業教學指導委員會擬定的“專業規范”為指導,以深化教育教學改革,推進教育教學理念、人才培養模式與教學管理模式的創新為動力,以“防災減災工程與防護工程”湖北省重點學科為依托,開放思想、真抓實干,穩步、高效、有序地推進各項建設工作的展開。首先開展廣泛的調研,深入企業、科研院所了解他們對土木工程專業本科生的知識、素質與能力等方面的要求;跟蹤問卷調查往屆畢業生對大學教育的評價與建議;到其他兄弟院校學習、交流有關品牌專業建設的經驗。在此基礎上,進一步補充和完善本專業的人才培養目標與人才培養模式。為了保障土木工程品牌專業建設的順利、有序進行,設立品牌專業專門建設小組,建設小組總負責人由校長李杰教授親自掛帥,小組成員實行建設項目制,各司其職。
3.2 專業改革與建設方案①不斷完善專業培養模式與教學體系。不斷完善基于“三實一創”(實訓、實驗、實習、創新)為核心的人才培養模式和“厚基礎、重實踐、寬口徑、有專長”的土木工程專業教學體系,注重內涵建設,使本專業培養出學生不僅具有扎實的基礎理論知識,而且還具有很強大實踐應用能力和創新思維能力。②進一步加強工程實踐訓練。土木工程專業是一個工程實踐性非常強的工科專業,今后除在教學計劃中進一步加大實踐教學與課堂理論教學的比例,而且還要進一步加強與工程勘察、工程設計、工程施工等單位的聯系,積極推進“產、學、研”相結合的實踐教學模式,同時聘請具有豐富實際工程經驗的工程單位技術人員來校給本科生授課或指導畢業設計等實踐教學環節,努力提高學生解決實際工程問題的綜合能力。③加強師資隊伍。高素質的專業教師是專業建設的根本保證,通過3~5年的努力,使土木工程專業的教師總人數達到50人左右,其中教授達到12名以上,具有博士學位的教師達到70%以上,同時引進或培養2~3人成為在國內土木工程領域有較大影響的知名學者。在師資隊伍建設方面,注重引進與培養相結合當原則,特別注重中青年骨干教師的培養以及團隊協作精神的培養。④強化課程建設。以精品課程建設為龍頭,帶動土木工程專業課程建設整體水平的提高,不斷提高課堂理論教學的教學質量與效果,通過2~3年的努力,至少建成1門省級精品課程和2~3門校級精品課程。⑤實驗室建設。進一步優化、整合現有實驗室,充分利用中央與地方共建特色優勢學科實驗室以及日元貸款經費等,在不斷補充和完善現有專業實驗室建設的基礎上,重點建設好土木工程結構實驗室和道路與橋梁實驗室,積極購置先進的大型儀器設備,在3~4年的時間內,是本專業的設備總值達到3500萬元,實驗室總面積達到4000m2以上。⑥積極開展大學生課外科技活動。依托武漢工程大學“校長基金”、“產、學、研”課題以及專業教師的科研課題等,積極鼓勵高年級學生參加“挑戰杯”、“求實杯”、“中南結構設計大賽”等不同類型的大學生課外科技活動,進一步完善“導師制”的管理模式,全方位、多渠道地培養打學生的自主學習能力與創新思維能力。
3.3 預期成果通過3~5年的建設時間,努力將土木工程專業建設成為辦學條件優良、師資力量雄厚、人才培養模式科學、教學內容與課程體系完備、教學方法與手段先進、人才培養質量優良的本科專業,并在國內同類省屬高校中處于領先或先進水平。
4結束語
我校在土木工程品牌專業建設的過程中,對師資隊伍建設、教學改革與建設、品牌專業改革與建設思路、方案及預期成果進行了有益的探索,取得了一定的成績。但土木工程品牌專業的特色有待進一步的凝練、在全省乃至全國的社會聲譽有待進一步提高。
參考文獻:
長期以來,在專業課的教學方面,我國高校采取的是偏重于以教師和教材為中心的、以傳授知識為目標的、系統嚴謹的教學方式。在教學活動中,教師講得多,學生做得少;知識灌輸多,能力培養少。這樣培養出來的學生知識系統性強,基礎知識扎實,知識面寬,學生可以從更廣泛的角度思考問題。但這種教學方法的缺點也是很明顯的,它片面地強調了教師在教學中的作用,培養出的學生知識繼承有余而創新不足,難以很快適應工作的需要。在當今競爭激烈、發展迅速的社會中,不利于他們的發展。針對以往陳舊的教學方式,必須采用全新的啟發式教學。啟發式教學是教學方法的指導思想。凡是能充分調動學生積極性和主動性的教學方法都可以稱為啟發式教學。啟發式教學在教學實踐中運用的形式是多種多樣的,比如多媒體教學法、課程組織教學法、研究性教學法等等都是啟發式教學總方法的“活”的運用和具體表現。下面就以鐵路選線設計為例,介紹在本課程教學當中使用的一些方法。
1.案例教學法。案例教學法(CaseStudy)是由古希臘哲學家蘇格拉底最早開創的,原是一種討論問題的方式。目前案例教學法在我國各級各層教學中正在得到廣泛的應用和實踐。鐵道工程專業課程具有綜合性強、知識跨度大、工程實踐性強等特點,傳統的課堂教學在內容上缺乏針對性,以講授學科的知識為中心,學生以學習理論為主,對鐵路工程中的實際問題缺乏應有的關注,學生難以建立“理論聯系實際、理論服務實踐”的指導思想。而工程案例呈現的是工程現場所遇見的實際問題,往往能激發學生的興趣。在課堂上抓住學生對身邊熟悉的重大工程項目關注的心理,開展案例教學,采取講授和討論的方法,充分調動學生的主觀能動性,使學生在討論甚至辯論的過程中,極力回憶所學知識和理論來尋求解決問題的辦法。最后通過教師的點評,使學生縮短理論與實際的差距,培養學生解決實際問題的能力。
2.多媒體教學法。多媒體教學是指在教學過程中,根據教學目標和教學對象的特點,通過教學設計,合理選擇和運用現代教學媒體,并與傳統教學手段有機組合,共同參與教學全過程,以多種媒體信息作用于學生,形成合理的教學過程結構,達到最優化的教學效果。多媒體課堂教學最大的特點就是其有豐富多彩的教學信息,可以通過把靜態物體動態化,宏觀物體微觀化,微觀物體宏觀化,運用聲形并茂的信息載體模擬知識發現過程,引導學生探究學習,使學生進入形象世界中,深化完善。由于鐵路選線的發展趨勢是計算機技術與選線手段緊密結合,在課堂中就可以將計算機輔助鐵路線路設計的全過程用多媒體的形式表現出來,達到既形象生動,又便于學生理解的良好效果。
3.互動教學法。傳統的教學方法是以教師為中心,學生圍繞著教師轉,學生成了被灌輸的對象。他們的學習活動缺少了創造性,難以培養出創新思維、創新能力。啟發式教學的核心是互動性,是激發、促進學生積極思維,調動學生的主動性和積極性。在教學過程中,只有形成師生之間、學生之間雙方或多方交流式的互動,激發學生對學習的興趣、熱情和參與學習的積極性,使課堂活起來,開發學生的潛能,培養學生的創新精神和創新能力。通過互動式的教學,學生在課堂上既鞏固加深了對知識點的理解,同時也鍛煉了口才和膽量,教學雙方都收到了良好的效果。
4.研究性教學法。教育者和研究者普遍認為,本科研究性教學本身并不是某種具體的教學方法,而是一種教學觀念或者教學模式,它是指在教師指導下,在學科專業領域或現實生活情境中,教師通過激發學生的學習主動性和探索潛能的教學策略,使學生在已有知識或經驗的基礎上,經過同化、組合和探究,獲得新知識、能力和態度,最終使學生的創新精神和創造能力得以養成并提高的一種教學理念。研究性教學的根本目的是預期的教學效果。高校教師要把專業課程教好,必須結合自身的科研課題,帶給學生最新的專業動態和研究內容,開展研究性教學工作。在教學過程中,研究的理論或問題可能還不夠完善,但恰恰就是這些有待完善、有待探索的問題,卻最能激發起學生濃厚的學習興趣和探索精神。
二、課程考核手段及學習效果檢測
在對本課程的考核方面,分為三個部分。一個部分是課程作業,另一個部分是理論考試,第三個部分就是考查學生的實際動手能力———課程設計。課程作業多少不等,形式多樣,包括小論文、實習報告、問題討論等,一般占總成績的30%??荚噭t在學完一門課后進行,采用開卷或閉卷形式,這部分占課程總成績的70%。試卷的設計既考核對基本原理的掌握,也考核思維能力。前者一般在書上或教師的課件上都有現成的答案,這部分的題目占卷面成績的60%左右,后者則是前者的進一步延伸,是用前者進行分析、推論和解決問題。課程學完后,還要進行一周時間的課程設計。通過這三個部分的考核,既鞏固了課堂上學習的基本理論,又培養了學生的動手操作能力,還能夠對學生的學習效果作出全面的檢測。通過課程考核結果的反饋信息,教師也能找出學生在理論方面的薄弱環節,從而加強教學方式的改進和教學內容的調整。
目前,國內開設測繪工程本科專業的高校約有80多所(不含獨立學院),具有碩士點的高校近40所,具有“測繪科學與技術”一級學科博士點的高校包括武漢大學、同濟大學、遼寧工程技術大學、河海大學、中南大學等12所國內名牌高校,重點選取了武漢大學、同濟大學、遼寧工程技術大學三所不同類型、不同學科背景高校的培養方案進行分析和對比。2.1 培養目標與定位對比人才培養目標與定位直接決定了人才的專業素質和能力[9]。武漢大學、同濟大學兩所高校都家底殷實和實力深厚,武漢大學定位于“高素質、強能力”的創新型人才培養,專業方向涉獵面廣,重視專業理論基礎、綜合素質和創新能力培養;同濟大學定位于“開發與管理”,側重于測繪數據和信息的處理、開發和測繪工理管理;遼寧工程技術大學也是一所辦學歷史悠久的老牌本科院校,其人才培養定位于“測繪工程設計、實施和管理”,定位層次也較高,要求學生有較高的專業理論素養和工程設計能力,同時還要求有很高的工程施工和管理及創新能力。2.2 課程體系對比課程體系是由相互關聯和依賴的不同層次的課程構成的整體,是實施人才培養目標的關鍵環節[10-11]。國內大學課程體系一般分為公共基礎課、專業基礎課、專業課、專業選修課、一般實踐性課程(實驗、實習、課程設計)及畢業實習與畢業設計(論文)等。三所國內大學的主要專業課程如表1。在公共基礎課程方面,同濟大學和遼寧工程技術大學分設必修課和選修課,更有利于學生的個性需求與全面發展。并充分考慮不同專業的知識差異性,根據專業的知識需求分別開設對應的公共基礎課程,如“測繪計算機軟件開發技術”、“測繪數據庫技術與應用”,在公共基礎課教學中較好地進行了改革與探索。專業課程類由于人才培養定位和學科背景的不同存在一定的差異。武漢大學由于在天體物理及衛星大地測量等領域對坐標及高程解算、平差處理及擬合有較高的要求,在專業基礎課方面開設了數值計算方法、復變函數、微分幾何、理論力學等課程,專業課分設大地測量、工程測量、攝影測量、衛星應用4個方向和課程組,體現了武漢大學深厚的專業底蘊和較寬大的學科研究領域。同濟大學依托土木工程及建筑學學科背景,在專業課設置上強化特色,重視培養學生的管理能力,設置了工程管理、土地與測繪法、土木工程概論、房屋建筑學、城市規劃原理、房地產估價、地籍管理等一系列課程。遼寧工程技術大學測繪學科起源于20世紀60年代初創辦的礦山測量專業,具有鮮明的地礦特色和較厚重的專業積淀。其專業課程設置十分精細,分專業技術基礎課、專業基礎課、專業方向課、專業必修課,以礦山測量、變形監測與災害預報、土地管理與地籍測量等為核心課程,選修課開設了包括三維激光掃描儀應用、地下管線測量、水下測量概論等7組課程供學生選修,充分兼顧多樣化的市場需求和測繪技術的發展趨勢。
2國外相關高校的對比分析
國外高校沒有與國內測繪工程相同的專業,選擇比較相近的美國華盛頓大學的地球空間科學專業、加拿大卡爾加里大學的地球空間信息工程專業及澳大利亞塔斯馬尼亞大學的測繪與空間科學專業進行分析(見表2)。由于社會體制的差異,國內外的課程體系和教學模式有較大的不同,盡管不完全具備可比性,但仍具有一定的參考借鑒價值。三所國外高校在專業課程設置上,塔斯馬尼亞大學的測繪與空間科學專業(Surveying andSpatial Sciences)及卡爾加里大學的地球空間信息工程專業(Geomatics Engineering)與國內的測繪工程專業較為相近,主要課程如Fundamentals ofsurveying(測量學基礎)、Computing forGeomatics Engineers(測繪工程計算機基礎)、Geodetic and Engineering Surveys(大地測量和工程測量)、Global Navigation Satellite Systems(全球衛星導航系統)等與國內大體相當,側重于培養學生測繪科學理論知識、專業技能和現代測繪技術方法,并要求具備較強的空間信息綜合處理能力。其中,加拿大卡爾加里大學的地球空間信息工程專業的課程絕大部分與國內測繪工程專業通用課程相近。其課程體系分為學位課程、高級課程和實踐課程,相對而言,課程體系比國內高校要簡單,在專業課課時分配上,總課時在600~700小時,大致與國內相當(900~1000課時)。比較突出的是,卡爾加里大學非常重視培養學生的實踐技能,在所有高級課程中,95%以上的課程理論和實驗課時各占一半,遠高于國內高校的實踐課時數,非常注重培養學生實際動手操作和工程項目實施能力,強調專業技能與工程應用,值得國內高校在人才培養和教學模式改革方面借鑒或深思。
3專業調研與需求分析
社會需求是以就業為導向的應用型人才培養的關鍵問題,它對專業知識結構和專業方向設置有重要影響。為了做實應用型、親產業的人才培養目標與定位,使培養方案與課程設置更好地貼近企業生產和需求,從2009年開始,對廈門市企事業單位、福建省相關高校進行了較廣泛的調研。走訪了福建省地質測繪院、閩礦測繪院、南方測繪、山水測繪公司、廈門銀據、廈門精圖、集美建設局等企事業單位。較深入地了解其業務范圍、生產現狀及發展規劃,與企業的領導、總工、業務負責人等進行廣泛的座談交流,從多角度了解企業對測繪類人才的知識需求,特別是從業務發展和企業發展規劃中把握未來的人才需求趨勢,為培養方案中課程體系總體構架、專業課程及知識拓展等設置奠定可靠的基礎。同時也與福州大學、集美大學、閩江學院、龍巖學院及福建農林大學等院校進行交流,了解測繪工程及相關專業就業情況,及在專業建設、產學聯合與校企合作、實習基地建設等方面的成功經驗,為培養方案實踐教學環節的設置和優化提供參考。調研獲取的大量第一手資料幫助明確了用人單位對測繪工程專業的人才需求,目前測繪類企事業單位的業務發展與人才需求具有下列特點:1)產業鏈向兩端拓展:為了使利潤最大化,以傳統測量為主的企業向產業下游發展,即開始涉足測繪信息的開發,將測繪產品集成開發作為重要的發展方向,開發類人才需求較大。而以測繪數據處理與開發為主的企業向產業上游發展,開始涉足攝影測量、雷達數據獲取與處理,開展土地等資源調查、系統開發與集成等,對遙感與攝影測量方向的人才也有較大需求。2)業務多樣化拓展:近些年來,隨著測繪市場的全面復蘇和繁榮,測繪類企業的業務量都大幅增加,甚至產值創歷史新高。除了傳統的工程測量外,近幾年快速發展的房地產測繪、地籍測量、基坑測量、土地調查等業務出現較大的增長,同時地下管線測量市場開始走俏。同時,隨著數字城市、數字礦山等信息化建設的快速推進,測繪信息化也成為企業的重要業務拓展方向。3)測繪新技術廣泛應用:為了提高生產效率和開拓市場,大多數測繪類企業都在積極更新測量裝備,廣泛使用了最新的測量新技術,如超站儀、GPS(RTK)測量、CORS系統、三維激光掃描系統等進行外業調查和搶占市場先機,大大節省人力成本和提高外業工作效率。另外,近幾年隨著加大對國家基礎設施建設的投入力度,一大批高速公路、現代化鐵路工程先后開工建設,對精密工程測量的需求日益增大,這些對測繪類人才的知識結構特別是現代測繪技術方法和技能提出了更高的要求,人才缺口也較大。
4培養方案關鍵問題分析
培養方案的優劣以培養的人才是否能夠很好地滿足社會需求和學科發展為重要標準,不同高校學科背景、辦學條件、目標定位等不同,形成了各具特色的專業人才培養體系,不能簡單照搬和原樣復制。為了貫徹落實廈門理工學院建設應用型、地方性、國際化的海西一流親產業大學的辦學目標,改革和創新人才培養模式[12-13],在上述專業調研和人才需求分析及借鑒國內外高校人才培養成功經驗的基礎上,對培養方案中的關鍵問題進行深入思考與分析。1)專業定位:秉乘“以學生為本、為產業服務”的辦學理念,以服務于海西(廈門)經濟發展與社會需求為宗旨,以就業為導向和服務產業需求為人才培養目標,培養學生具備較好的測繪工程設計與施工能力,通過多層次的實踐教學體系培養和造就符合產業需求的測繪理論基礎扎實、測繪技能突出、測算繪綜合能力強的“一專多能”的高級應用型人才。2)專業方向:專業方向是設置專業知識和課程體系的指南,根據目前的市場需求和學科發展趨勢,選定和設置“工程測量”和“測繪信息化”兩大專業方向。目前工程測量仍然是測繪類企業的主要業務,特別是精密工程測量人才需求較大,測繪信息化是測繪類企業的重要發展方向,特別是基于GIS的測繪數據集成與開發方面的人才緊缺。3)專業課程設置:專業課程體系傳承和參照國內同類高校的共性課程,同時遵循學以致用的原則,強化基礎理論和測繪技能的培養。重點圍繞選定的兩大專業方向來開設專業課程,即以工程測量、大地測量學、攝影測量學,和以GIS開發與應用、測繪數據庫原理與應用、GPS測量與數據處理作為兩大專業方向的核心課程,并且加強專業基礎課程如測量學、地圖學、遙感導論、GIS原理與方法、誤差理論與測量平差等課程的教學,為強化基本技能的訓練,核心課程另設2~4周的實習。4)知識與能力拓展:對選修課重在拓展學生的知識面和就業能力,側重于測繪新技術新方法和相關行業測繪應用及管理等。一方面,通過開設專家講座或學術報告會、產學合作辦學、科研轉化教學等手段[14-15],讓學生更多接觸現代測繪前沿技術,對包括GPS(RTK)測量、CORS系統、激光三維掃描系統、測繪數據庫應用等現代測繪新技術進行較全面的學習,增強發展后勁和競爭力。另一方面,通過開設房地產測量、測繪監理、測繪工程管理等行業應用與管理課程,以拓寬學生的知識面與就業面,使學生能夠就好業。5)實踐教學:實踐教學體系是提升人才培養質量與能力的重要環節[16-17],重點解決好用人單位普遍反映的畢業生動手能力弱、怕吃苦等問題。著重加強學生測繪技能訓練,包括從外業測量到內業數據處理與制圖等各方面技能,通過多種類型和不同形式的實踐環節強化儀器操作訓練,熟練掌握常用測繪儀器的施測技巧,要做到精、快、準和一專多能,并能熟練使用測繪軟件和測繪數據庫。同時,加強專業思想教育和磨練學生的意志,提高其吃苦耐勞和團結協作的專業精神。6)創新能力培養:創新能力是衡量高等院校人才培養質量的重要內容[18-19]。除常規的實驗、實習等實踐教學環節外,通過實施“四種經歷”(即第二校園經歷、創新創業經歷、企業經歷和項目經歷)提升學生的實踐能力和創新意識,量化創新創業教育考核指標,學生必須參加規定的多種形式的創新環節,并取得3學分的創新創業學分,才能達到畢業及授予學士學位資格。同時結合綜合實訓、畢業實習、畢業設計等一系列實踐,造就具有一定創新能力的符合社會需求的應用型測繪工程高級人才。
5結束語
關鍵詞:應用型人才;應用型本科;基礎理論
中圖分類號:G640
文獻標識碼:A
文章編號:1672-0717(2013)01-0023-07
收稿日期:2012-10-26
基金項目:湖南省教育科學“十二五”規劃2012年度省級一般資助課題“知識類型及相關教學研究”( XJK012BGD049);2012年湖南省普通高等學校教學改革研究項目“以TOC為導向的人力資源管理課程教學模式研究”(湘教通[2012]401號文486)。
作者簡介:彭道林(1969 - ),男,湖北天門人,湖南涉外經濟學院講師,教育學博士,主要從事高等教育基礎理論研究。
應用型人才和應用型本科教育,是中國高等教育目前流行的兩個概念,應用型人才的培養在某種程度上也成了熱門話題。然而,對于這個問題的研究,是否具有足夠的理論依據?是否具有概念本應具有的明晰性?新建應用型本科對于中國高等教育的發展有多大意義?這些問題都是值得再思考的。
一、現有的關于應用型人才及應用型本科的論述
關于應用型人才,比較普遍的看法是“具有相關的知識、能力、綜合素質,德、智、體、美全面發展,面向生產、建設、管理、服務第一線的高級技術或專業人才,其知識和能力特征強調明顯的應用性和實踐性”,并且其知識應該由“基礎知識、學科專業知識和社會知識”三大要素組成,具有“基礎實、能力強、素質高”[1]的特點。
關于應用型本科,也有比較權威的說法。中國的全日制普通高等學校被分為三種基本類型:第一種是綜合性研究型大學;第三種類型是多科性或單科性職業技術型學院(高職高專);而介于其中的則被稱為“應用型本科院?!保⒅赋鏊兴膫€特點:第一,以培養應用型人才為主;第二,以培養本科生為主;第三,應用型本科應該以教學為主;第四,應用型大學應該以面向地方為主。
有關應用型人才培養和應用型本科教育的研究也是圍繞這兩種基本的界定而展開的。那么,這兩種界定是否能夠作為研究的基礎呢?
應用型人才的上述定義,不僅冗長,就說“基礎實、能力強、素質高”這三個特點,即便是北大、清華這樣的國內頂尖大學培養的學生,也很難是完全具有這些特點的。那么,這對于應用型本科院校還有什么實際的指導意義呢?
更為基本的問題是,我們憑什么把人劃分為“XX型”?雅斯貝爾斯有句名言,“人能夠達到的境界,這在本質上是不可計劃的”[2](P36)。他還說,“每一種教育的作用也并非事先能預料的”[2](P65)。大學可以對學生提供側重于應用知識的傳授、應用能力的培養,但是,最終每一個個人到底是走向理論研究還是從事應用開發仍有不確定性,這取決于個人而非被他人“塑造成型”。即使有某種特定的目標,也不是為了框定或是像翻砂那樣造型。教育是提供,而不是塑造;教育是培養,而不是框定;教育是期盼,而不是造型。真正的大學應該秉承著讓學生成為他自己想成為的人的理念,把學生自己培養成為自己,更高大的自己,更有鮮明個性的自己。在類似哈佛、斯坦福、MIT這樣的大學里,對于學生的培養完全不必有一個預設的模型。即便是職業技術學院也只是基礎理論知識比重較小,技術、技能知識偏多,但這種人才培養也有其多樣性特點。學生發展前景也是多種多樣的,職業轉化的發生也是極為正常的。這與定“型”也不是一回事。
有學者將應用型高校人才培養的原則概括為五個方面,即“全面教育與個性發展相結合、科學教育與人文教育相結合、通識教育與專業教育相結合、知識傳授與能力培養相結合、人才培養與學科建設相結合”[3](其中,第五條原則和其他四條是不相協調的),而將應用型本科教育的特征歸納為“價值取向體現行業性、設置目標體現應用性、課程設置體現復合性、培養過程體現實踐性、人才評價體現多元化”[4](P34-37)。事實上,這些概括的原則和歸納的特征很難讓人看出“應用型人才”與“非應用型人才”及其培養有什么明顯的區別。
至于普通高等院校定位和分類的問題,是由教育行政管理部門欽定,某些高等教育學者對這種做法持支持的觀點,其依據是教育的發展必須與社會政治、經濟、文化相適應;高等教育結構,必須主動適應現代經濟與社會發展的人才結構。但這種劃分和定位來自教育的外部,而非教育內部的邏輯。這里就牽涉到教育(尤其是高等教育)與經濟、政治、文化的關系問題。
教育本身就屬于文化的范疇,它基于人,又為著人自身。從邏輯上說,它具有獨立性,它的基本使命首先不是適應的問題。
關于教育,特別是高等教育與經濟的關系,是否“必須主動適應”,就值得商榷了。
大學產生之后才具有了現代意義的高等教育,至今它還不到一千年的歷史。大學最初產生在11世紀末的歐洲,當時歐洲的經濟是相對落后的,11世紀正值中國北宋的鼎盛時期,其生產力水平在全球是無可爭議的第一位。然而,大學卻在經濟落后的歐洲出現了,可見大學的產生與經濟并無直接的聯系。在隨后的幾百年的時間里,隨著人類知識的迅猛增加,大學由傳統的經典四學院(即神學院、法學院、醫學院和哲學院或文學院)發展出了許多的學科和專業(相應地產生了更多的學院)。然而,不論社會制度如何更替、經濟如何發展、社會需要如何變化,大學在產生之初最根本的一些東西一直保留著,那就是“心智的培養;以事實和邏輯證據為基礎的客觀性;說理的法則而不是權力的法則;廣闊的個人自由幅度”[5](P10)。難怪布魯貝克說,“大學的存在時間超過了任何形式的政府,任何傳統、法律的變革和科學思想,因為它們滿足了人們的永恒需要。在人類種種的創造中,沒有任何東西比大學更經受得住漫長的吞沒一切的時間歷程的考驗?!盵5](P30)
大學是人類智慧的產物,它并不為適應而生;大學既因智慧而生,又為發展人類智慧而在。這是談論大學的其他特性與職能的前提和基礎。大學絕不是一個消極的適應者,真正的大學既向著遙遠的未來,又守望著悠遠的過去。它在人類文明史中生,又在人類文明史中長,并為人類文明史添上濃墨重彩。
美國大學的辦學層次是由大學根據自己的師資力量、科研層次自然形成而非人為地預先劃定的,更不是外部機構拿來框定和管理大學的。芝加哥大學幾乎是與北京大學同時成立的學校,在不到一百年的時間便成為了世界一流大學,這既不單純是經濟因素,也不是可以預設的。而我們的北大至今也仍只在亞洲一流大學的邊沿徘徊,這也不純粹是經濟問題或人為分類和定位的結果。
關于大學與經濟、政治之間的關系,在《高等教育學導論》一書中有專門的篇幅論述。它以諸多的論據、從多個方面進行了嚴謹的探求,指出“在大學與經濟的關系問題上,將兩者關系作形式化、簡單化、線性化(即作直接的、直線式)的理解是最大的缺憾,以至于由此難以真正理解大學”[6](P52),同時也提出了“經濟越來越依賴于大學”[6](P39)的觀點。而相對地,那種口號式的“教育的發展必須與社會政治、經濟、文化相適應”的觀點則多少有點顯得蒼白無力?;谶@種觀點而得出的關于大學的分類以及應用型本科院校的特點的結論也就值得懷疑了。
二、基礎理論的意義與地位
以上的分析并不是對于應用研究的否定,相反,我們希望在更加清晰界定相關概念的前提下進行探討。這種探討也許更具理論和現實的意義。有學者提出,“應用型本科教育……是相對于理論型本科教育、實用技術型教育而言的”[4](P34),這種說法相對前面的觀點似乎更具合理性。
對于應用的理解,有必要從知識的分類入手進一步討論。知識的分類屬于科學學的范疇。由于分類標準的不同,知識的類別也就被劃分得不一樣。一種比較普遍的劃分標準是根據知識的對象確定的。從大的方面來說,知識的對象有三:一是自然,二是社會,三是人本身,相應地也就有自然知識、社會知識和人文知識。
還有一種分類是根據知識的層次來劃分的,相應地也就有基礎理論性知識、應用性知識和開發性知識(或工藝性知識),這三類知識之間是有一定的邏輯關系的?;A理論性知識是有普遍的指導意義的,乃至具有某種形而上的特征;而開發性知識(或稱工藝性知識)是偏向實用的,可以說是具有形而下的特點;應用性知識則介乎兩者之間,它兼具形而上和形而下的特點,不妨以“形而中”來描述它。
無論是自然知識、社會知識還是人文知識都可分為理論、應用和開發(或工藝)三個層次?;A理論的普遍指導意義,在科學技術發展中越來越充分地顯現出來。
有學者總結了人類歷史上的四次科技革命①(見下表),并注明了發明者的學歷和職業。我們就此表稍作分析。
從個案上來說,不排除個別應用研究先于理論發現的(例如瓦特發明的改良蒸汽機就先于能量守恒與轉化定律的發現,后者的精確表述產生于1853年)。然而,在普遍意義上,科技革命是依賴于基礎理論的。第一次科技革命引發的歐洲工業革命,其原動力乃是牛頓的經典力學;發電機、內燃機、汽油內燃機、柴油機以及汽車的發明,離不開能量守恒與轉換定律的發現;原子彈的發明離不開核物理理論;載人航天技術則仍是牛頓力學與宇宙科學的應用成果;核磁共振技術缺少了核磁共振理論的發現便無從談起;克隆技術則源自于DNA雙螺旋體的發現……這些事實都能說明基礎理論是應用研究的原動力。
對于發明者個人的學歷、職業的分析也能說明問題。第一次科技革命的三位技術發明人尚與大學沒有直接關系;第二次的八位中有五位接受過大學教育;第三次技術革命的九位代表人物不僅全部接受過大學教育,并且其中的7位具有博士學位,4人是大學教授;第四次所涉及的三位則全部具有博士學位并且本身都是大學教授。這些事實說明,隨著科學的發展,重大科技成果的取得與所接受的教育關聯度越來越大,博士和教授本身就需具備很高的理論水平。
我們還可以從發明者的國籍來分析。第一次科技革命的三位發明者中有兩位來自英國,這與牛頓的經典力學發現于英國不無關系;第二次科技革命八位發明者中的五位來自德國,而那個時候的德國恰好站在了世界科學(包括基礎理論科學)的最頂峰;二戰以后,美國取代了德國的地位而引領著世界科學的發展,因而第三、第四次科技革命共計十二位發明者,九位來自美國也就不難理解了。
我們另外再分析一個案例。眾所周知,德國是擁有世界上最發達職業教育的國家之一,其應用科學大學也相當發達。因而,有人以為,職業教育是德國的秘密武器。其實,一個更為基本的事實卻被有意無意地忽視了,即德國擁有極為雄厚的基礎理論研究能力,擁有眾多的基礎理論研究成果,德國的許多學者都有極高的理論興趣和哲學興趣。這使德國發達的職業教育擁有了雄厚的基礎。
康德是德國歷史上極具影響力的一位人物。若要說德國有什么秘密武器的話,那就是它哲學的發達及其深遠的影響??档戮褪堑聡诺湔軐W的創始人,他被認為是對現代歐洲最具影響力的思想家之一,也是啟蒙運動最后一位主要哲學家。海涅曾盛贊康德,“德國被康德引入了哲學的道路,因而哲學變成了一件民族的事業,一群出色的大思想家突然出現在德國的國土上”[7]。的確,康德之后,德國出現了如黑格爾、費爾巴哈、馬克思、叔本華、胡塞爾、雅斯貝斯、海德格爾、伽達默爾等等一大批哲學家,哲學的繁榮理所應當地引領了科學的發展。
德國柏林大學的成立是近代大學最具有劃時代意義的事件,創辦者是洪堡。他本人曾說,“若真要說我擁有什么別人沒有的,那就是在柏林成立了新的大學”。洪堡對于大學的論述于柏林大學有極為重要的影響。洪堡認為,大學兼有雙重任務,其中之一就是對于科學的探求。洪堡所說的科學即所謂的純科學,“純科學是不追求任何自身之外的目標”[8](P37)。純科學完全不考慮應用和其他功利目的,這是為科學而科學、為真理而真理的典型觀念。
洪堡還認為,“寂寞和自由……為支配性原則”[8](P39),值得關注的是“寂寞”這一原則有三層含義:其一是大學應“獨立于一切國家的組織形式”;其二是大學應獨立于社會生活;其三是大學的教師和學生應甘于寂寞,不為任何俗務所干擾,完全沉潛于科學。關于德國古典大學,陳洪捷作過非常嚴謹的研究,提煉出了德國古典大學的四個核心概念——修養、科學、自由、寂寞①。這對于中國大學是很有借鑒意義的。
哲學的繁榮、柏林大學的成立,使得德國的科學事業在19世紀取得了空前的成就,遙遙領先于世界,德國在19世紀站在了世界科學的頂峰。據統計,“在1820~1919年中,40%的醫學發明是由德國人完成的;1820~1914年,生理學中65%的有創見的論文出自德國人,德國人在1820~1900年中在物理學(熱、光、電子和磁)方面的發明超過英法兩國的總和?!盵8](P1)(英法為當時科學發達的少數幾個國家中的兩個)。被恩格斯稱為19世紀最偉大的三項發現:細胞學說、生物進化論、能量守恒及轉化定律,其中細胞學說由德國人施萊登和施旺提出,能量守恒及轉化定律也是最先由德國人邁爾發現,后由英國人焦耳和威爾遜證實,并于1853年精確表述出來。20世紀最偉大的三個發現(相對論、量子論和DNA的雙螺旋體結構),其中提出相對論的愛因斯坦和量子論的普朗克均為德國人。德國大學在19世紀末深深影響了美國的大學,從而造成對世界的影響。
德國發達的職業教育無疑受益于其高度發達的基礎理論研究。同樣,美國、加拿大、日本、英國、俄羅斯等國家也有發達的職業教育,但他們同時也具有雄厚的基礎理論作為支撐。強大的基礎理論知識是發達職業教育的必要條件,世界主要國家無一例外。中國香港和中國臺灣地區的職業教育也相當發達,正好說明了同一個問題。
基礎理論是應用研究、職業教育的堅實基礎和走向繁榮的源泉,缺少了它,應用也就成了“無根之木無源之水”,很可能只會停留在模仿的層面上。
三、中國基礎理論的狀況
中國的基礎理論存在明顯的缺陷,主要表現在:
1.中國自古以來就缺乏基礎理論研究的傳統。中國古代,無論是在天文、地理、數學還是技術、工藝等方面,都為世界科技作出了巨大的貢獻。但是,中國的貢獻是明顯側重于技術的,基礎理論式的貢獻極其稀少。英國學者李約瑟對中國的科技史進行了長期的研究,他指出:“在中國古代數學思想史中,最大的缺點是缺乏嚴格求證的思想”[9]。的確,中國古代的數學是偏于計算而缺少論證的。不僅如此,由于古代中國的相對封閉,中國未能受惠于類似《幾何原本》這樣嚴格求證的著作?!稁缀卧尽氛椒g成中文已經是17世紀的時候了,而完整的譯出則晚至1857年。愛因斯坦也說道,“西方科學的發展以兩個偉大的成就為基礎,那就是:希臘哲學家發明的形式邏輯體系以及發現通過系統的實驗能找出因果關系。在我看來,中國的賢哲沒有走上這兩步”[10],其中的“形式邏輯體系”就主要體現在《幾何原本》之中。
中國古代技術性的成果在勤勞智慧的中華民族的手中高速地轉化為生產力。受惠于此,中國曾經在長達一千多年的時間內,是這個世界上經濟最發達的國家,即便是到了晚清時期(之前的1820年),中國的GDP仍然位居全球第一(超過當時的美國15倍以上)??墒牵舱捎趯嵱眉夹g曾給中國經濟帶來的巨大成功,對于基礎理論研究的興趣相對淡薄也產生了影響,實用的思想則逐漸根深蒂固,“學以致用”是幾乎所有人都認同的天經地義的觀點。然而,在之前至隨后的不到一百年的時間里,歐美諸強以及日本等國經濟迅速崛起,中國則由經濟最發達國家淪為經濟落后的國家之一,其間的原因是發人深省的。文藝復興之后,歐洲的知識爆炸性地增長,而中國對此茫然不知。缺乏理論知識支撐的中國,經濟雖仍在發展但明顯缺乏后勁,其發展速度遠低于歐美國家。之后,中國淪為半殖民地,從而步入了落后國家的行列。
直到19世紀末,中國才意識到科學的落后導致國家的落后。中國是世界上主要國家中大學出現得最晚的。中國的第一所大學于1895年由清政府創辦。和歐洲古典大學不同,中國大學從一開始注重的就是實用學科。1895年清政府創辦的北洋學堂(天津大學前身)設“土木工程、機械工程、采礦冶金、法科四科”[11](P1544),1896年創辦的南洋公學(上海交通大學前身)設“商務???、鐵路工程班”,后“增設電機、航海??啤盵11](P1322)??梢哉f,中國大學是根據實業發展的需要來創建的。1898年創建的北京大學的前身京師大學堂所設之專科雖有所不同,但其宗旨仍是“講求時務”?!皩W術自由”并潛心于學術研究的局面,也只在執掌的北京大學、梅貽琦執掌的清華大學以及抗戰時期的西南聯大短暫地出現過,其中北京大學是中國保持這種學術精神做得最好的大學。從整個過程來說,自中國第一所大學的出現至今,中國大學里重實用輕理論的局面幾乎沒有根本的改變。
2.哲學的落后與哲學興趣的微弱。德國的崛起得益于其哲學的繁榮,而中國的哲學相對來說是比較落后的。早在春秋時期,中國就曾出現過“百家爭鳴”,可惜這種局面未能維持下來。中國古代有非常豐富的哲學思想,美國賓夕法尼亞大學教授德克·博德曾用二十年的時間將馮友蘭先生的《中國哲學史》翻譯成英文,他稱贊“在25個漫長的世紀里,凡西方哲學家所曾涉及的主要問題,中國的思想家們無不思考過”[12]。可嘆的是,中國古代的賢哲對于哲學的探求僅僅停留在思考的層面,而未加以系統的、科學的論證,因而也不利于傳承、延續和發展。史寧中指出了中國古代哲學未能得到西方重視、也未得到國人發揚的原因,“一方面是因為中國人從古代起就比較務實,對形而上學和認識論不感興趣,另一方面,我們的先哲們過于言簡意賅,常常簡單到沒有定義,沒有推理,只有結論,使人難于理解”[13]。嚴格說來,中國古代有哲學思想卻并無具有系統理論特征的哲學。
3.近代以來基礎理論成果極度匱乏。鑒于以上兩點,其結果亦必如此。對人類產生長遠影響的、具有劃時代意義的哲學和自然科學的基礎理論成果,諸如歐幾里得的《幾何原本》,亞里士多德以及黑格爾所研究的辯證法,牛頓的《自然哲學的數學原理》,培根的實證邏輯,康德的古典哲學,黎曼、羅巴切夫斯基所發現的非歐幾何,達爾文的生物進化論,以及細胞學說,能量守恒及轉換定律,愛因斯坦的相對論,普朗克的量子論等等,沒有一樣是出自中國人,中國人對于這類成果的貢獻令我們汗顏!
四、基本的結論
我們對于“應用型人才”、“應用型本科”這兩個概念,基于史實、相關文獻和一些案例進行了分析,應可得出如下幾個基本的結論:
1.由于人的發展的難以預期,把人的培養歸于某種類型,例如“應用型人才”的提法是缺少學術依據的,基于這種分類的實踐也沒有太大的意義。我們可以在大學里對學生側重于某種類型知識的傳授,某種能力的培養,但是,教育的結果有很多是未知的。中南大學的理論數學教學與科研并非全國最強,卻出了個本科生解決了“西塔潘猜想”,這又一次證明了雅斯貝爾斯的論述是成立的。
2.大學的辦學層次應該更多地交給大學自己根據本身的師資力量、科研力量來決策,并且這樣的層次也并非一成不變的。力量增強了,辦學的層次自然可以提高。機械地把大學分為幾種類型,并由此歸納出某種類型大學的特點,既沒有充分的理論依據,也沒有多大的意義,并且,掩蓋了問題的根結所在,對于建設世界一流大學、建設教育強國,甚至建立發達的應用科學教育和職業教育都是無益的。有人說,如果全國的高校辦學都是這樣,都擠上同一條道路,都奔清華、北大的方向發展,這顯然是錯誤的。全國大學“都奔清華、北大的方向去”的說法本身就是一個虛擬的假設,對這一假設的正誤再加以評判就更沒有必要了。
有必要向全國的大學發一條指令“你們不要奔北大、清華的方向去”嗎?全國的大學有可能都辦成北大、清華那樣嗎?中國的北大、清華多了嗎?如果有數十所、百余所大學能夠辦到北大、清華的層次,中國不就成了教育強國了嗎?未必這也錯了,還顯然錯了嗎?更何況,北大、清華也并不見得就是中國大學的終極目標,北大、清華至今還不是世界一流大學,它們本身就還有一段艱難的路要走。新建的大學就不能成為一流大學嗎?和北大幾乎同時期建校的加州理工大學、芝加哥大學、斯坦福大學已經分別擁有了幾十位諾貝爾獎獲得者,早已是世界一流大學,誰能預測中國的第一個諾貝爾獎一定會出現在北大、清華?誰又能保證中國第一個進入世界一流大學行列的一定是北大、清華而不是別的大學?全球排名前一百位的大學,美國占了一半左右,美國嫌多了嗎?美國大學有極高的辦學自,聯邦政府從不干預。美國大學也無所謂定位,而是自由地發展。越是這樣,越能出現更多的世界一流大學。
3.尊重基礎理論研究、培養基礎理論研究的興趣是中國建設教育強國的必經之路。唯有雄厚的基礎理論作為支撐,才有可能出現高水平的應用科技、發達的職業教育。教育管理機構如果要發揮作用的話,在這個方面可以有所作為,而中國的高等教育學者則責無旁貸地需要為此努力。恩格斯的一句眾所熟知的話十分經典地闡明了我們所關心的問題,他說:“一個民族要想登上科學的高峰,究竟是不能離開理論思維的?!盵14]
陳洪捷對于德國古典大學四個核心概念的提煉是值得中國大學借鑒的,相應的成果早在十年前就出現了,為何我們的大學沒有給予注意呢?對于基礎理論的重視是需要長遠眼光和廣闊胸懷的,馬克思是一位典型的代表。恩格斯在贊揚馬克思時說道,“任何一門理論科學中的每一個新發現——它的實際應用也許還根本無法預見——都使馬克思感到衷心喜悅”[15]。如果我們擁有馬克思那樣高瞻遠矚的眼光,將是中國大學之大幸,中國教育之大幸,也是中國之大幸。
隨著社會的發展,功利的東西、實用的東西不可避免地進入了大學,大學在保持其基本操守的同時也作出了妥協。然而,真正的大學仍然是排斥功利主義、實用主義的。美國著名的教育理論家弗萊克斯納就此曾論述,“大學不是風向標,不能什么流行就去迎合什么。大學應不斷滿足社會的需求,而不是它的欲望?!盵16]博克校長在哈佛大學350周年校慶時的演講也是值得人們反復思考的。他說,“……如果說350年來哈佛有一個貫穿始終的特點的話,那就是我們總在心神不定地擔憂,即使在從外界形勢看來沒有任何理由這樣時也是如此。當我們為取得的成就而高興時,會突然感到一種異樣的陣痛……”,他進一步分析“為了尋找我們憂慮的根源,我們最好從觀察學校的外部環境著手……各種集團……希望利用學校來達到自己的目的”,由此他得出的結論是“你將會發現他們都在強調哈佛的成就——在社會上的影響,基金的數量,在高級職位的畢業生的數量......但我們不應該忘記他們描繪的,只是一幅對哈佛和其他大學真正貢獻歪曲的圖畫……”[17]。而一位國內知名的高等教育學者卻說很高興地聽到一些“211”工程大學,甚至是“985”大學都說要根據市場需求來培養人才。與博克和弗萊克斯納不同的是,這種說法就帶有明顯的功利主義色彩。這種功利主義對于中國大學的傷害是毋庸置疑的,相比馬克思的眼光、弗萊克斯納的論述以及博克代表哈佛對于功利主義表示出的憂慮,這樣的觀點不可謂不值得警覺。真正的學者,最高的境界是為真理而真理、為學術而學術,而不是強調某種功利目標。真正的大學不是一個數字,也不是一個符號。
1852年恩格斯在評價奧地利的大學時說道,“大學都辦成這個樣子:只容許它們造就充其量在某種專門知識部門可能有比較高深造詣的專家,但無論如何不允許進行在別的大學里可望進行的那種全面的自由的教育”[18]。整整160年過去了,恩格斯當年的批評對于當今中國的大學仍然是一針見血的。
參考文獻
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In Query of the Concept of Applied Talents Education
PENG Dao-lin