工程教育“理科化”认识的误区、形成机制与反思*

宋丽娜

（江苏理工学院 化学与环境工程学院，江苏 常州 213001）

近年来，无论是美国的“再工业化”、德国的“工业4.0”，还是我国2015年提出《中国制造2025》，都在借助新一轮工业革命到来的历史机遇实施制造强国战略。工程教育是制造强国战略的坚强柱石和动力源泉，培养的工程人才有力支撑着各国的工业发展。我国是工程教育大国，截至2015年，我国1 650所院校设有工科专业，本科工科专业布点数为16 284个，工科在校生人数约占总人数的1／3。不可否认，由我国工程人才自主研发的载人航天、高铁、军事设备等重大工程项目，在人们生活水平的提升、国家经济的高速增长方面起着重要的作用。但是，随着工程教育规模的快速扩张，工程人才质量下降的问题逐渐凸显，出现工程知识与工程所需脱节、工程岗位胜任力不足、工程实践能力偏低等问题。有学者把这些问题产生的根源归结为工程教育的“理科化”［1］，其主要特征表现在三个方面：（1）工程教育采用的教学模式与理科教育类似，同为“理论教学为主，实践教学为辅”。我国工科大学生数量庞大，因受到办学资源的限制，多数高校的工科专业以理论教学为主，呈现理论教学课时占比太高，实践环节占比过小的局面。（2）工程教育的专业课程中有很多理科类课程，教学内容过于注重学科脉络和理论体系的完整性。（3）工程专业的课程内容与企业实际存在脱节，学生毕业后进入企业，不能直接从事工程系统操作、设计、管理和评估等工作，需要接受用人单位的技术培训才能上岗，社会上甚至出现工科毕业生到职业院校“回炉”的现象。据了解，认为工程教育具有以上“问题倾向”的人群不在少数。那么，工程教育“理科化”认识是否具有科学性？这样的认识是怎样形成的？折射出工程教育领域的什么问题？本文将从工程教育的认识机制方面进行探讨。

一、工程教育与理科教育的概念辨析

按照《中华人民共和国学位条例暂行实施办法》，我国的学位按照学科门类授予：哲学、经济学、法学、教育学、文学、历史学、理学、工学、农学、医学。“理科”反映在学科上的解释为自然科学，“工科”是指工程学科。理科教育和工程教育来自不同学科门类的“理科”和“工科”，他们之间界限分明，也具有密不可分的关系。

区分工程教育与理科教育，主要表现在：（1）“工科”与“理科”的概念区别。在《辞海》中，“理科”中的“理”解释为：物质本身纹路、层次，客观事物本身的次序；“科”指学科。“工程”的解释为将自然科学基础学科的原理和科学实验、生产实践中所积累的经验应用到工农业生产部门而形成的各应用学科的总称。“工科”是指工程教育学科。（2）从研究对象看，理科是通过对自然事物和现象的探索，学习物理学、化学、生物学等知识，将这些知识应用到物理技术、化学工艺和生物工程中，其本质是对“自然存在”的事物和现象的研究与应用。工科是运用自然科学知识和工艺技术知识创造工程产物的过程，其本质是从“无”到“有”、从“有”到“优”的事物创造。

工程教育与理科教育联系主要表现在：（1）二者都属于教育范畴，工程教育与理科教育都具有各自的教育观念、教育体制、教育机制和教育活动。教育观念是教育行动的指导思想，教育体制包含教育体系和教育制度两个层面，决定各层次教育的地位，教育活动是指具体的教学过程，而教育机制是教学过程要素之间的运作关系。（2）二者都具有一定的系统性。工程教育和理科教育都是系统工程，由管理者、教育者、受教育者和教育环境四大利益主体要素组成，教育质量和成效受相关利益主体实施的教育目标、内容、方式和保障措施等因素影响，一种因素改变，会影响系统的整体质量与效果。（3）二者具有相互关联性。工程教育需要理科教育的自然科学学科背景和理论知识的支撑，而理科教育的应用能力培养来自工程教育的实践操作课程。

二、工程教育“理科化”认识的误区

审视工程教育与理科教育的区别与内在联系，对于大家认为的工程教育问题是否是“真问题”，存在于工程教育的问题是否与理工教育有关，将工程教育出现的问题归咎于“理科化”是否合理，本文就工程教育的这三个问题进行了分析。

第一个问题，将工程教育理论教学课时偏多、实践课时偏少的问题归咎于理科化，这是不合理的。首先，理论课时多、实践课时少的教学特征不是理科教育的特征。以我国著名高校清华大学的理科“物理学”和工科“化学工程与工业生物工程”两个专业的人才培养方案为例进行比较分析，“物理学”培养两类人才，一是拥有扎实数理基础知识、创造意识和强动手能力的从事基础科学研究与教学的物理基础性人才；另一类是将物理知识应用于技术发展的物理应用型人才。“化学工程与工业生物工程”专业旨在培养学生具备坚实的数学、物理和生物学等基础知识；掌握化工产品、设备和工艺设计等理论和方法，需要有创新型解决工程问题的能力等。从培养目标进行比较与审视，“理科教育”培养基础研究和应用人才，“工程教育”培养工程创造人才，这两种教育都需要理论教育和实践教育。其次，理论课时与实践课时的数量和占比不是理科教育和工科教育教学效果的指标。因此，工程教育在实践课程的数量上并没有特殊属性，以实践课时的多少作为区分“工程教育”与“理科教育”是不合理的。

第二个问题，工程教育是否需要教授理科课程？答案是肯定的。工程制造知识的本源是理科的自然科学，世界上不存在脱离自然科学的工程产品。因此，工程教育必须要教授理科的自然科学。然而，教授理科课程的数量多少，不同工科专业有不同的需求。查看清华大学化学工程与工业生物工程专业的本科培养方案，培养目标明确培养学生具备坚实的数学、物理、化学和生物学基础知识。在课程设置与学分分布中，在总学分175中，数学和自然科学基础课程58学分，这与清华大学“厚基础、重实践、求创新”的人才培养模式相一致。

纵观欧洲工程教育史，理科知识的传授在其发展过程中起到了举足轻重的作用。法国是最早出现学校形态工程教育的国家，它定位为培养精英职业的人才，著名代表是综合理工大学校（Ecole Polytechnique），该校要求所有工科学生都需要接受两年的数学、物理和化学等理科基础课程的学习，这些具备了深厚基础科学知识的工程师对法国工程科学贡献很大，工程师的社会声望也很高。德国在十九世纪已经建立多所独立工科大学，其教学模式是两年接受基本科学教育，两年进行专业工程学习，培养的数以万计的工程师在德国工业的迅速崛起中发挥了重要的助推作用［2］。而在十八世纪的英国，虽然处于工业革命的发源地，但是其工程师在社会上的认可度却不高，被认为只是具有熟练的技艺，并不具备从事工程理论和实践研究的深厚的数学物理知识。为了改善工程教育科学性的缺乏，1907年建立帝国理工学院。美国的工程教育是以学徒制的技术范式起步，以工程的科学范式发展，再回归工程范式的过程，不管哪种范式，课堂上讲解数学和工程原理的模式没有变。因此，在工程专业开设理科课程是必要的。

第三个问题，（1）将工科毕业生需要单位培训才能上岗归咎于“理科化”，显然是不合理的。首先，工程教育不是职业教育，更不是针对某个企业的职业教育。我国工程教育宗旨是培养能推动经济建设和促进工程技术领域发展、在一定程度上还能引领行业发展的高层次工程人才。企业工程制造受政策、文化、技术和环境等多方面影响，新员工上岗前进行必要的职前培训是必要的。其次，工程教育不是传统“学徒制”。传统“学徒制”是师傅针对某一具体行业的一项技艺进行传授，徒弟严格听从师傅所教授技艺的步骤、工序和注意点，其核心是手艺的复制与传承，徒弟“出师”后能直接从事手艺工作。而工程教育的核心是创造。（2）“与工程制造脱节”并不是理科教育的特征，理科教育除了教授自然科学的基础知识外，其中一个重要目标是培养应用型人才。

三、工程教育“理科化”认识的形成机制

工程教育，人们的理解主要侧重于“工程”和“实践”。因此，与“工程”“实践”两个关键词有区别的授课内容和方式被认为“偏离工程”和“偏离实践”，研究者将其总结为“理科化”，这样的认识不是主观臆想，是在工程教育的运行机制里逐渐形成的。界定工程教育机制，需要从系统论和教育规律出发，理清工程教育内部构成要素与外部影响因素相互作用过程中形成的各种因果关联。工程教育“理科化”认识的机制，是指在国家政策、社会制度和文化氛围等外部因素的影响下，工程教育的教学管理等内部构成要素的相互联系与运作方式与“理科教育”相似，有“理科化”的倾向。

（一）从我国工程教育发展历史看，工程教育改革重“表象”轻“本质”

我国工程教育的发展史就是一部借鉴史。工科专业从无到有的设立是源自近代西方自然科学和工程技术的内容。在1912年教育部颁布的《大学规程》中，工科成为大学学科文、理 、法、商 、医、农 、工的其中一个［3］。新中国成立前，工程教育的授课内容和方式主要受欧美的影响，偏向于工科学术研究。新中国刚成立，百废待兴，但是工科院校仅有28所，占全部高校的13.7%，工程人才大量缺乏，不能支撑生产大发展的需要。1952年院系大调整，工程教育开始学习苏联模式，大力开办独立工程大学，在高校内设立工程系部。由此，工程学校数量由1957年的44所增至1960年的472所，增加10倍多［4］。改革开放后，由于工程制造水平与欧美相比存在很大差距，工程教育重新学习欧美模式，重视工程教育的科学研究。随着工程教育“科学性”的不断增强，教育内容与企业需求存在脱节，工程教育学界提出“回归工程”的倡议，通过增加企业参观实习、实验室研究等课时，提升工程教育的“实践性”。

纵观工程教育的“借鉴”史，主要借鉴苏联和欧美工程人才培养模式的“表象”部分，例如，工科专业的数量、名称和授课方式等，忽视“表象”背后的本质。众所周知，德国工程教育以严谨的治学态度和以实践为主的教学方法而世界瞩目，为德国工业发展起到重要的人才输送和技术推进作用。梳理德国工程教育体系可以看出，工程教育在各层次和类别的教育中彼此衔接，相互协调，形成结构合理、体系完备的系统［5］。从小学毕业的中等教育开始，就包含文理中学、实科中学和普通中学三类。普通中学和实科中学是为进入职业专门学校作准备，实科中学主要传授自然科学和实用知识，经过职业专门学校进入双元制职业教育。在高等教育阶段，主要包含工业大学和应用技术大学。德国工程教育举世瞩目的原因如下：（1）系统的教育制度。不管从纵向，还是从横向审视，德国工程教育与各层次教育系统融会贯通，为应用型人才的培养提供制度基础；（2）社会的职业文化。德国工程职业文化氛围浓厚，高水平的技术工人是德国社会引以为傲的人才资源。（3）社会的力量源泉。根据职业教育法律和相关主体的利益需求，德国的企业和社会力量都能积极地参与到工程教育中来。

我国工程教育借鉴的是德国“实践课”这个形式，忽视了德国工程教育成功的根本原因。鉴于此，我国工程教育质量下降，与企业需求脱节等问题的出现，被认为是实践课时偏少的“理科化”倾向导致的。

（二）“专业”设置的固化导致工程教育“工程性”的凸显

我国高校人才培养是在《普通高等学校本科专业目录（2012年）》的集中指导下开展，根据教育部发布的《普通高等学校本科专业目录（2012年）》，工科门类下设31个专业类，169种专业。新中国刚成立时，国家经济基础薄弱，工业制造水平比较落后，大量缺乏单一学科制造人才，计划经济体制下的工程教育制定了与制造职业对口的“专业目录”。此后，借鉴欧美模式，“专业目录”得到多次修改，但是高校专业设置还是存在一定程度的固化，表现在：（1）认识固化。“专业＝职业”的观念根深蒂固，“专业”学习被认为是“职业学习”；（2）设置权限固化。政府部门虽多次下发文件扩大和落实高校专业设置自主权，但是其自主权是建立在除国家控制布点的专业和尚未列入目录的新专业以外的。

“专业”对应的英文为Major，涵义为“主修”，主要修的课程，由此看来，“专业”主要指有一定逻辑关系的系列课程组织。美国高校专业名称由学校自主确定，不同课程组合形成一定的课程体系，不同的课程体系形成不同的专业，其专业设置是自“下”而“上”的。我国高校的专业设置是自“上”而“下”的，其“专业”已经发展成为独立的人才培养实体组织。目前，大多高校实施以专业为单位的学院组织架构，各工科专业开展相对独立的招生、教学、就业指导等工作。在教学课程结构体系中，包含通识教育课程、学科专业课程和专业发展课程等，其中专业课程又分为必修课和选修课。由于对“专业”认识的固化，“专业”显性课程得到大家的普遍重视，而那些“专业”隐性课程，如自然科学的基础类课程被认为是不重要的。因此，只有显性具备“工程”特色的教学内容和方式才是工程教育，与理科类似的教学内容和方式都被认为是“理科化”教学。

（三）传统“学徒制”技能习得的惯习促使现代工程教育对“学徒工”的期待

十三世纪前后，“学徒制”在手工业出现，进而发展成为手工业行会的一种教育制度，行会对学徒的准入条件、学习时间、完成事项和工作要求进行统一规定［6］。国内外传统学徒制的主要适用范围大体相似，集中于传统手工业和商业领域，比如：泥瓦工、陶瓷工、制鞋工、钟表工等，只是称呼上有点区别。我国传统上一般称呼为“瓦匠、铁匠、木匠等”［7］，这些行业具有明显的共性：技术性强和适合一对一传授。工业革命后，制造业发展迅速，制造人才大量缺乏，以职业培训为初始目标的职业教育应运而生，代替了一部分传统学徒制的制造行业。随着工业技术的深入发展，工程科学教育发展起来。工程教育旨在培养工程科技人才，其教育质量评估由教育部专门设立的高等教育教学评估中心来做。我国工程教育作为专项评估起始于2006年，其标准参考国际上最具影响力的工程专业认证协议《华盛顿协议》。在2016年6月2日的国际工程联盟会议上，我国正式成为《华盛顿协议》的成员，以此促进工程教育按照国际标准培养工程师，更大程度地提升工程技术人才质量。

虽然工程教育的学校制度成为主流，但是社会上仍存在“学徒”式的技术工种，进入现代社会，这些工种被赋予“个性化”特征，比如雕刻工、缝纫工等。因此，社会对工程教育“技术”习得这一教育成果已经内化为惯习，保持对现代工程教育“学徒工”的期待，认为学校教育的毕业应该如同学徒制的“出师”，能独立从事工程制造工作。因此，应届毕业生进入单位不能直接“上岗”被认为偏离工程教育，有“理科化”倾向。

四、结语

对于工程教育问题的认识，主要包含工程教育理念问题和工程教育实践问题两方面的认识。工程教育理念是在工程教育实践和理性思考基础上形成对工程教育的合理预期［8］，理念认识层面，只看到工程教育问题的“表象”，忽视其问题实质，进而对工程教育产生不合理预期，将工程教育存在的问题归结于“理科化”。实践层面，工程教育是一项系统工程，是社会各界理念、政策、制度和措施等相互作用的产物，工程教育问题的产生并非只来源于工程教育内部，单单通过优化教学方式、教学内容和教学措施的工程教育改革，并不能从根本上起到提升工程教育质量的作用。工程教育质量的提升，一方面需明晰工程教育的问题来源，工程教育的问题，有可能是工程教育教学的问题，也有可能是教育制度的问题，甚至有可能是社会环境的问题；另一方面需认清工程教育的问题本质，做到“对症下药”。