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新工科人才培養質量通用標準研制

時間:2019-07-26 瀏覽量:361
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新工科建設是繼續“卓越工程師教育培養計劃”(“卓越計劃”)、引領我國高等教育改革、推動我國邁向高等教育強國的重要戰略舉措。其最終落腳點是人才培養,新工科教育質量標準的研究和制定是實現新工科建設目標、保證新工科專業人才培養質量的一項重要的基礎性工作。新工科教育質量標準體系由通用標準、專業類標準、專業行業標準和專業學校標準四個層次標準構成,其中最基礎、最本質、具有宏觀指導和引領作用的是處于頂層、屬于學科門類層面、適用于新工科所有學科專業人才培養的標準,即通用標準。

本文聚焦新工科人才培養質量通用標準(以下簡稱“新工科通用標準”或“通用標準”)研制,強調通用標準的研制要面向未來發展、服務國家戰略和支撐行業產業,要立足國際工程教育改革發展前沿并向世界提供卓越工程人才培養的中國標準。首先提出新工科通用標準制定原則和基本思路,接著按照原則和思路的要求分別分析未來工程發展趨勢及特征以及國內外具有影響的幾種工程人才培養標準,為新工科通用標準的制定提供基礎,最后對研制出的新工科通用標準進行詮釋,以期為正在全國范圍內廣泛開展的新工科建設提供重要參考,為各層次新工科教育質量標準研制提供基礎,為各類新工科人才培養提供可比較、可衡量的總體質量要求。

一、新工科通用標準制定原則和基本思路

1.新工科通用標準的制定原則。

新工科通用標準的制定原則應以實現新工科建設主要目標為根本。新工科建設的主要目標可以表述為:“主動布局、設置和建設服務國家戰略、滿足產業需求、面向未來發展的工程學科與專業,培養造就一批具有創新創業能力、跨界整合能力、高素質的各類交叉復合型卓越工程科技人才”。為了實現這一目標,新工科通用標準的制定應該遵循以下原則。

追求質量卓越:新工科建設強調的是在不同類型工程人才培養質量上追求卓越。在通用標準中應該反映在服務面向、競爭優勢和發展潛力等三個方面。在服務面向方面新工科培養出來的人才應該滿足國家戰略實施和產業發展對卓越工程人才的需求,這些戰略的實施以及產業結構轉型升級,新技術、新產業、新業態和新模式的發展等均需要各種類型和層次的卓越工程人才。在競爭優勢方面,新工科各專業培養的本科層次工程人才應該完全勝任生產一線的各項工作,逐漸成為本領域的技術骨干或領軍人物并引領產業發展。在發展潛力方面,新工科專業培養的各類工程人才必須在終身學習、動態適應、創新創業上具備優秀的能力和素質

面向未來發展:新工科專業培養的人才要面向中國經濟社會和行業產業的未來發展需求,這是因為:進入21世紀,許多學科知識的更新周期縮短迫使新工科專業人才培養更加注重有效和穩定知識的學習新技術、新產業、新業態和新模式的調整和迭代周期不斷縮短,導致對新工科專業人才培養的要求變化加快新工科本科人才培養的學制不可縮短,在學生入學前制定的培養標準無法滿足學生畢業時社會及行業對工程人才的要求。由此可見,立足當前、面向未來需求培養新工科專業人才應該成為通用標準的重要導向。

滿足國際要求:中國經濟的快速發展、國家戰略實施和經濟全球化對新工科專業人才培養提出兩方面要求:一是熟悉多國文化和法律法規,具有在跨文化環境下交流合作和開展工作的能力以及參與國際競爭的能力;二是培養出來的本科工程人才的學歷能夠獲得國際互認,以滿足國際人力資源市場的需要。與此同時,新工科通用標準應該能夠作為中國工程教育的質量標桿,為國際工程教育界廣泛認可和接受,成為中國工程教育走向世界、邁向工程教育強國、影響國際工程教育質量標準的標志。因此,通用標準的制定不僅要著眼于國際化工程人才的培養,而且要立足于對國際工程教育界的影響和認可。

發揮宏觀指導:通用標準是從國家層面、著眼未來、面向世界,對各行各業各類卓越工程人才培養提出共性要求,它不僅要有利于制定符合自身性質和特征的新工科各個工程專業類標準,而且要有利于制定具有專業特點和行業要求的新工科各專業的行業標準,還要有利于不同類型和服務面向的高校在制定學校標準時發揮辦學優勢和人才培養特色。因此,通用標準應該是宏觀定性的、內涵豐富、適應面廣和富有彈性的培養標準,能夠充分體現出對專業類標準、行業標準和學校標準的宏觀指導作用,并為這些標準的制定提供充足的余地和靈活的空間

2.新工科通用標準制定的基本思路。

基于新工科通用標準的制定原則,可以提出新工科通用標準制定的基本思路如下:

首先,明確新工科通用標準的定位。按照“追求質量卓越”原則,新工科通用標準應該定位在服務國家戰略、培養各領域技術骨干或領軍人才以及具備優秀的發展潛力上;這一定位確定了通用標準的戰略高度,包括對各類卓越工程人才培養的定位和水平要求。按照“發揮宏觀指導”原則新工科通用標準應該定位在為其它各層次標準的制定提供宏觀指導;這一定位確定了通用標準的內涵是能夠覆蓋對所有工科專業類卓越工程人才培養的共性要求,它應該是宏觀的、包容性的,允許其它層次標準有各自的發揮和拓展。

其次,研究未來工程發展趨勢及其特征。按照“面向未來發展”原則需要研究未來工程發展趨勢及工程活動的主要特征,以此分析和判斷未來各種類型行業企業對卓越工程人才的各種要求,然后將這些要求進行分解和歸納,或進行細化到知識、能力和素質等方面的具體要求,為通用標準的制定提供參考。

第三,研究國內外具有影響的工程人才培養標準。按照“滿足國際要求”原則,需要對目前在國際上具有影響、認可度高、具有代表性和標桿性的工程人才培養標準或工程師任職資格進行分析和研究,了解和掌握國際工程教育界、工程師組織或工程行業企業對工程人才培養的最新標準或要求,以形成通用標準制定的國際基準和參考。

第四,“卓越計劃”通用標準為重要基礎“卓越計劃”通用標準從20098月起草到20131128日最終發布,歷時個多月,在推動“卓越計劃”實施和保證卓越工程師后備人才培養質量上發揮不可替代的作用。作為“卓越計劃”2.0,新工科通用標準應該在充分保留或完善其中符合未來卓越工程人才培養要求的條款的基礎上,補充和增加與時俱進的條款。

二、未來工程發展趨勢及特征分析

未來工程的發展趨勢將受到諸多因素影響,包括可預見的和不可預見的,但無論如何,未來工程的發展趨勢及特征都將是現在的延續,都將以滿足未來經濟社會發展需要為主要發展動因,是卓越工程人才需要面對的,將對新工科通用標準的制定產生直接影響,主要表現在以下幾方面。

多學科交叉融合:未來工程的發展將突破現有工程的分類和界定。一方面,未來工程可以是現有多門工程學科的交叉融合,如機械工程與信息工程和控制工程的交叉融合,發展或形成新的工程學科;另一方面,未來工程也可以是工程和非工程學科之間的交叉滲透,使得工程不再是傳統意義上的“工程”,如智能工程中不得不融入人文、醫學、社會、法律等學科知識。因此,多學科交叉融合將成為未來工程發展的顯著趨勢,它或者拓展了現有工程的內涵和發展空間,或者賦予現有工程的人文、服務、經濟和社會的屬性。這要求卓越工程人才不僅具備與其它學科人員跨學科開展工程活動的能力,而且具有將工程學科與其它學科進行交叉融合的能力。

綠色工程:傳統的工程項目的設計和施工,造成了大量資源的消耗和生態環境的破壞,不僅大大降低了人類的生活品質,而且加劇了全球生態危機。因此,依托綠色發展理念,使社會發展與生態環境協調共贏,成為世界愈來愈多國家高度重視的一項長期性的戰略和任務。綠色發展理念的核心就是節約、低碳和可循環,其本質特征就是可持續發展。綠色發展理念的實現主要通過綠色工程,即在工程項目的設計和施工中進行落實,包括運用現代科學技術、綜合并充分利用自然資源、使用節能環保材料、應用綠色施工工藝等。綠色工程要求卓越工程人才具備綠色發展理念,重視生態環境保護,在工程活動中處理好人與自然和諧關系

工程問題的復雜性:復雜性是現代工程問題的本質特征,主要從解決工程問題時凸顯出來:需要綜合考慮并協調多種非工程因素復雜性超越了現有工程標準和規范不能直接運用現有的工程方法和技術需要傳統工程領域之外的其它學科專業的介入和支持解決問題的方案是多種多樣的。人類社會為了自身更好的生存和發展、更好地處理好與自然和諧的關系,未來將面臨著比當前更加復雜的工程問題,因此,要求卓越工程人才在解決工程問題時必須綜合考慮和協調諸多非工程因素,必須具有超越現有工程標準和規范解決工程問題的能力,需要尋求、開發解決工程問題的新方法和新技術,需要借助其它學科專業的方法、技術和工具。

信息化、智能化:隨著計算機技術、網絡通信技術、大數據技術、信息處理技術、自動化控制技術、人工智能技術等的迅速發展,人類正在進入信息化和智能化時代。信息化對工程問題的解決和處理、工程項目的設計和實施、工程系統的維護和管理等帶來了革命性的變革,集中體現在速度、效率、質量和效益等方面的顯著提升。伴隨著各種自動化智能技術模仿、延伸和拓展人的認知和決策技能,智能化不僅拓展了工業產品的設計理念、性能空間、用戶市場,而且改變了工程及其學科的內涵,賦予其更廣闊的發展空間和應用領域。信息化和智能化在強力推動現有工程及其學科發展的同時,還促進了新產業、新業態、新模式的產生和形成,對未來工程產生十分重要的影響。因此,卓越工程人才不僅要有應用現代信息工具的數字化能力,而且需要掌握基本的人工智能原理和技術,以適應未來工程的發展

領域和空間拓展:隨著城市化進程的加快,人與土地資源矛盾愈加突出;隨著民眾生活水平的提升,人們對精神和物質的追求不斷提高;隨著科學技術的發展,人類探索自然界和宇宙的欲望不斷增強;隨著新材料和新技術的發展,人們對工程的要求在不斷提高。這些都促使未來工程的領域和空間不斷拓展,包括向海洋拓寬,進一步探索和開發利用海洋自然和空間資源;向高空延伸,拓展人類的生存和未來發展空間;向地下發展,發現和利用地球深層資源,造福人類社會;向沙漠進軍,改造沙漠成為綠洲,完善自然環境;向太空邁進,探索和利用宇宙空間資源。因此,卓越工程人才必須具備自主學習和終身學習能力,具備動態適應工程領域和空間拓展及環境變化的能力

倫理問題:近年來,工程倫理越來越得到國際工程界及工程教育界的高度重視,這是由于越來越多大規模工程和復雜工程的出現,使得利益相關者不斷增加,導致出現大量不得不解決的各種類型的工程倫理問題,包括技術倫理、利益倫理和責任倫理三方面,可以預見,倫理問題將成為未來工程發展必須高度重視的一項內容。事實上,工程倫理問題的出現往往是由于工程師的倫理意識缺失、對工程活動后果估計不足、沒有平衡好工程相關各方利益、社會責任和自然責任意識淡薄等方面的因素造成的。因此,卓越工程人才必須具備強烈的工程倫理意識,能夠在工程活動中平衡好各方利益及承擔工程的自然及社會責任,具有應對和解決工程倫理問題的能力

工程的國際化和民族性:中國經濟的迅速發展、經濟全球化、“一帶一路”戰略的實施和“構建人類命運共同體”理念的實現,使得我國未來將有越來越多的外方投資工程和海外工程,從而形成大量未來工程國際化的趨勢。形成未來工程國際化的局面既要有國際公認的工程科技發展實力,又需要一大批卓越工程人才。對應這方面的卓越工程人才,他們或者要在他國開展工程活動,或者要與不同文化背景的人合作。因此,必須具有國際視野和全球勝任力,即在跨文化環境下的交流、競爭和合作的能力

雖然工程是無國界的,但完成工程活動的工程師是有祖國的,因此,在注重工程國際化的同時,要強調工程的民族性,即從工程設計到項目完成的全過程的質量水平均代表著國家的聲譽和水平,工程師在海外的工作與國家戰略的實現密切相關,必須服務于祖國的發展,他們的態度觀念和行為舉止反映著中國工程師整體的素質和形象。因此,在工程的民族性方面要強調卓越工程人才必須具有家國情懷

三、國內外具有影響的幾種工程人才培養標準分析

1.《華盛頓協議》規定的畢業生素質要求(Graduate Attributes)。

《華盛頓協議》規定了12項對于所有工程學科的專業工程師本科教育都是通用的畢業生應該具備的素質要求,對畢業生應該知道什么、應該展示的技能和應該持有的態度進行了分類,如表所示。這些要求被所有簽約成員所采用,作為評估各成員自身認證要求實質等效性的范例(或參考點),同時也被各成員和預備成員用于制定自身的基于結果的認證標準,供其在各自的司法管轄區使用。

 1《華盛頓協議》規定的畢業生素質要求

通過對表的分析可以發現,《華盛頓協議》對畢業生的素質要求(以下簡稱《華盛頓協議》標準)重點在以下方面:全方位考慮復雜工程問題的解決:涉及問題分析、解決方案、調查研究、工具使用、社會責任、可持續發展及交流溝通等方面非工程因素的考慮,包括公共健康和安全、社會責任、文化問題、環境及可持續發展等諸多方面重視工程倫理,包括承諾職業道德、責任和規范強調角色定位、團隊合作和外部溝通重視項目管理和經濟決策強調主動適應外部環境變化的終身學習

2.歐洲國家工程協會聯合會(FEANI)規定的工程師專業勝任力要求。

成立于1951年的歐洲國家工程協會聯合會Federation of European National Engineering Associations, FEANI是由歐洲各國的工程協會作為國家成員組合而成的。由于歐洲各國的教育和專業體系差別很大,不可能用單一的體系統一歐洲各國,因此,FEANI制定了得到各成員國認可的工程師勝任力(Professional Competence,以下簡稱FEANI標準)要求(如表所示),以此評價各國不同教育和專業體系的價值,建立資格互認的框架,以便希望在國外執業的工程師能夠獲得對能力的承認。

2 FEANI規定的工程師專業勝任力要求(2013

 

對于希望在FEANI注冊成為“歐洲工程師,Eur Ing”的歐洲各國的工程師,他們必須明確自己專業責任并努力獲得表所列的個方面的12條勝任力。雖然FEANI聲稱表的水平與《華盛頓協議》(國際工程聯盟)等框架是一致的,但通過分析并與《華盛頓協議》標準進行比較可以發現以下幾點:整體的表述更為簡單和寬泛,這可能是考慮到歐洲各國之間的兼容性和可接受性;沒有涉及復雜工程問題的解決;沒有明確提及工程倫理方面的要求;沒有專門強調終身學習;強調在工程專業創新意識和創造力的培養。

3.美國工程技術認證委員會(ABET)標準。

作為華盛頓協議的發起組織之一,美國工程技術認證委員會(Accreditation Board for Engineering and Technology,ABET)是得到美國高等教育界和工程界廣泛認可和支持的全美唯一的工程教育專業認證鑒定機構,在國際上也獲得廣泛承認。ABET提出的本科工程專業通用標準中的畢業要求(2020-2021)(以下簡稱ABET標準)如表所示。

3ABET本科工程專業的畢業要求(2020-2021

 

通過對表的分析可以發現,ABET 的畢業要求雖然在條目數量上與FEANI標準相近,但是在內涵上仍有較大的差異,主要表現在:強調對復雜工程問題的解決;對工程倫理提出明確要求;重視團隊合作的有效性;對知識的獲取和應用有要求。事實上,ABET標準是《華盛頓協議》標準的簡化版,省略了《華盛頓協議》標準中的“問題分析”“設計/開發解決方案”和“項目管理和財務”。

4.中國工程教育認證通用標準。

中國工程教育專業認證協會(China Engineering Education Accreditation Association, CEEAA)于2016月正式加入《華盛頓協議》,成為該協議第18正式成員,是中國全國性、專業性和非營利性的社會團體,主要負責中國工程教育認證工作的組織實施。本文選擇CEEAA發布的2020年中國工程教育認證通用標準中的畢業要求(以下簡稱CEEAA標準)進行分析,限于篇幅及其與《華盛頓協議》標準的高度相似性,省略了該標準的全文。

通過分析可以發現,CEEAA標準與《華盛頓協議》標準存在高度相似性,只是在細節表述上存在一些差異。前者與后者的差異有以下幾點:項中增加了“在設計環節中體現創新意識”;“調查研究”改為“研究”,“具體內容”改為“寬泛而不明確”;“工程師和社會”改為“工程和社會”,使得工程而不是工程師成為責任主體,內容中“相關背景知識”改為“工程相關背景知識”,縮小了知識范圍;“專業工程工作”改為“工程實踐”,去除了工程設計環節;“倫理”改為內涵不盡相同的“職業規范”,具體內容進行相應改動,這與目前國際工程教育界的普遍共識有差異;“個人和團隊工作”改為“個人和團隊”,但卻將“不同團隊和多學科環境”改為“多學科背景下的團隊”;10項增加了“具備一定的國際視野,能夠在跨文化背景下進行溝通和交流”;11“項目管理和財務”改為“項目管理”,刪除了應用到“管理項目”中;簡化了第12“終身學習”的表述。

5.各種工程人才培養標準的比較。 

《華盛頓協議》是全球最具影響力的國際本科工程學位互認協議,《華盛頓協議》標準為各成員和預備成員制定自身的認證標準提供了極具價值的指南,得到眾多國家的認可和接受,是國際工程教育界對工科畢業生和工程師職業資格公認的權威要求,在新工科通用標準制定中可以作為基本要求或合格標準的借鑒和參考。

FEANI標準的要求水平一定程度上滯后于當前歐洲經濟社會的發展,沒有及時反映出國際工程界對工程人才要求的最新變化,主要有兩方面原因:一是該標準制定于2013年,沒有及時地更新;二是歐洲各國高等教育和經濟社會發展水平仍存在較大差距,只能采用相對最低的要求才能被所有歐洲國家所接受。

ABET標準沒有完全沿襲《華盛頓協議》標準的原因與美國工程師注冊制度有關。美國專業工程師注冊條件主要包括三個方面:大學教育、資格考試和專業工作經驗。其中大學教育指的主要是通過ABET鑒定認可的四年制工程學士學位教育,因此ABET 標準規定的只是在大學階段必須達到的最低要求,要成為真正意義上的工程師,還需要通過資格考試和一定的工程專業工作經驗。

鑒于中國工程師注冊制度的現狀CEEAA標準的要求明顯高于ABET 標準。由于中國目前還沒有建立起與美國和歐洲主要國家類似的在工程教育界和工程界廣泛認可的工程師注冊制度,也沒有建立起全行業認可的資格考試及統一的工程專業工作經驗要求,因此,CEEAA標準試圖彌補這方面的不足,盡可能涵蓋所有工程專業工程師都必須具備的能力和素質,以期通過由其主導的工程教育專業認證,使通過認證專業的畢業生具備與《華盛頓協議》其他成員實質等效的要求。

四、新工科通用標準的制定和詮釋

上述“未來工程發展趨勢及特征分析”結果明確了面向未來的卓越工程人才需要特別加強的知識、能力和素質,“國內外具有影響的幾種工程人才培養標準分析”結果給出了對卓越工程人才應該具有的基本/最低要求。在制定新工科 通用標準時,遵循新工科通用標準的制定原則和基本思路,以具有廣泛認可度的《華盛頓協議》標準作為底線,以“卓越計劃”本科工程型人才培養通用標準為基礎,充分考慮“未來工程發展趨勢及特征分析”結果中提出的要求,最終形成了的新工科通用標準包括方面共16條,以下逐條予以分析和詮釋。

(一)“學科專業知識”方面。

1.基礎知識—具有從事工程工作所需的數學、自然科學以及經濟管理等人文與社會科學知識。

本條標準規定了從事工程工作所必須具備的基礎知識。除了公共基礎課外,本條標準中的“數學、自然科學”知識要根據工程學科專業所在行業對應的專業領域來確定。工程問題的復雜性和綜合性所體現出的需要多學科交叉融合使得卓越工程人才的基礎知識要從數學和自然科學拓展到經濟管理等人文與社會科學,這也是針對“未來工程發展趨勢及特征分析”中“多學科交叉融合”特征提出的。

“經濟管理”知識主要指工程經濟、工程概預算、項目管理、決策分析、質量管理、生產組織和運作管理、產品營銷和售后服務等方面的知識

人文與社會科學知識”包括文學、歷史學、哲學、管理學、經濟學、政治學和社會學等方面,具體內容要根據本學科專業當前和未來發展需要取舍。其中哲學知識是培養和形成本通用標準第方面“職業素質”以及理解和明確本通用標準第方面“工程師責任和倫理”所需要的相關知識。

在《華盛頓協議》標準及 CEEAA標準中與本條標準相關的“工程知識”部分均沒有對“經濟管理等人文與社會科學知識”提出要求。

2.專業知識—掌握解決復雜工程問題所需的工程基礎、工程專業和相關學科知識,了解本學科專業的前沿發展現狀和趨勢。

本條標準規定了解決復雜工程問題所必須具備的三方面專業知識。“工程基礎”知識應該包括大類專業基礎和專業方向基礎知識兩方面,可以考慮將計算機技術、信息技術和網絡技術等內容列入其中。“工程專業”知識應該包括本專業領域不可或缺的專業理論、方法和技術“相關學科”知識是針對“未來工程發展趨勢及特征分析”中 “多學科交叉融合”特征提出的,主要是指那些影響、滲透或融入本學科專業的學科知識或解決復雜工程問題所必須的其它學科知識

對本學科專業“發展現狀和趨勢”的了解必須是“前沿”的,這不僅是與面向未來的卓越工程人才培養目標定位相吻合,而且對于本通用標準第方面“終身學習和職業發展”也是十分必要的。

在《華盛頓協議》標準及CEEAA標準中與本條標準相關的“工程知識”部分均沒有對“相關學科知識”及“了解本學科專業的前沿發展現狀和趨勢”提出要求。

基礎知識和專業知識的內涵可以從勝任未來工程工作和解決復雜工程問題的角度理解:首先,這些知識能夠用來表述具體的復雜工程問題;其次,能夠針對具體的復雜工程問題建立數學模型并求解;第三,能夠用這些知識和數學模型分析、解釋復雜工程問題;最后,能夠形成用于復雜工程問題的解決方案

3.工具使用—能夠針對復雜工程問題,包括對其預測和模擬,開發、選擇與使用恰當的技術、資源、現代工程工具和信息技術工具,并理解其局限性。

工具和手段是解決復雜工程問題必須具備的。本條標準規定了學生使用現代工具的能力要求,不僅在必要時會“開發”,而且在有條件時會“選擇”,還要會正確地“使用”針對復雜工程問題特征的“恰當”的現代工具,包括技術、資源、現代工程工具和信息技術工具等,對復雜工程問題進行“預測和模擬”。要做到“恰當”,不僅要了解復雜工程問題的屬性和特征,而且要了解現代工具的性能特點、使用條件及局限性,這樣才能針對復雜工程問題的實際 “開發、選擇與使用”現代工具。

對本條標準內涵的理解可以從三個層面:首先,“現代工程工具”包括本專業常用的現代儀器、專業設備和其它工程工具等“信息技術工具”包括對數據和信息進行采集、處理、傳輸、組織、檢索等方面的技術工具以及適用于復雜工程問題的模擬/仿真軟件/平臺等;其次,了解這些現代工具的使用原理和方法、功能和特點、使用條件、不足及其局限性;第三,能夠根據復雜工程問題的屬性和特征,選擇與使用恰當的技術、資源和現代工具,對復雜工程問題進行分析、計算和設計;第四,能夠針對具體的對象,開發或選用滿足特定需求的現代工具,預測和模擬復雜工程問題,并分析其結果

本條標準與《華盛頓協議》標準及CEEAA標準中相關的“現代工具使用”部分基本一致。

(二)“職業素質”方面。

4.具有家國情懷、全球視野、人文社會科學素養、批判性思維、跨學科和系統思維、追求卓越的態度、勤勉敬業和艱苦奮斗精神。

本條標準既考慮中國經濟社會發展對卓越工程人才的素質要求,又針對“未來工程發展趨勢及特征分析”中“工程的國際化和民族性”特征而提出的,是前面分析的國內外具有影響的幾種工程人才培養標準中所沒有的。

首先,“家國情懷”強調的是卓越工程人才應該樹立和踐行社會主義核心價值觀,明確個人作為社會主義事業建設者和接班人的責任和使命,不論身在何處、環境如何、從事何種工程工作、肩負什么責任,都要心懷國家和民族、國家利益至上、致力于服務國家發展、以民族的偉大復興為己任

其次,“全球視野”是對卓越工程人才胸懷、視野和格局的要求,是具備本通用標準第13條提出的全球勝任力的基礎,即要充分了解本學科專業領域的國際發展趨勢,在解決各種復雜的工程問題和從事工程工作時不局限于當下和局部,要面向未來和長遠,要有開闊眼界、世界眼光、發展視角和國際標準

第三,“人文社會科學素養”是指由具備本通用標準第條中規定的人文社會科學知識所反映出來的人格、氣質和修養,卓越工程人才只有具備了人文社會科學素養,才能夠更好地理解工程與社會、歷史、文化及發展的關系和內涵,才能在改造物質世界的同時,促進整個人類文明社會的進步和發展

第四,“批判性思維”作為創新思維的核心,也是創新能力的基礎,強調用挑刺的眼光、從批判的角度對事物進行分析、研究并提出方案和對策,對于追求自我完善、追求不斷進步、追求卓越具有十分重要的意義

第五,“跨學科和系統思維”強調在分析和解決問題時既要跨越和突破本學科專業界限,又要有整體、全局和系統的視角,這對于拓展思維空間,避免本學科和局部子系統的局限,尋求更全面、有效和長遠的解決方案十分重要

第六,“追求卓越的態度”是每一位高素質卓越工程人才必須具備的一條基本素質,表現在其對待本職工作的方方面面,不論是產品或項目的開發、設計和生產,還是設備的運行和維護等各個方面均要追求不斷完善、精益求精、盡善盡美。只有這種不斷追求、永無止境的態度,才能夠研發和生產出高質量的產品、設計建造出高水準的項目,才能夠提升創新能力,才能夠贏得競爭優勢。

第七,“勤勉敬業精神”是指以勤勤懇懇、兢兢業業、敬重嚴謹、盡職盡責的態度對待和熱愛自己的本職工作,為民族的復興、國家的富強和中國夢的實現而盡心竭力、無私奉獻

第八,“艱苦奮斗精神”是一種不畏艱苦、頑強拼搏、戰勝困難的態度,一種奮發圖強、銳意進取、艱苦創業的精神,一種為國家和人民的利益樂于奉獻、不畏勞苦、勇于獻身的境界。艱苦奮斗精神是對每一位卓越工程人才的本質要求,要成為他們開拓創新、成就事業、實現中國夢的精神力量和不懈動力。

(三)“復雜工程問題分析”方面。

5.能夠應用數學、自然科學、工程科學和相關學科的基本原理,識別、表達、研究文獻和分析復雜工程問題,得出被證實的結論

本條標準對學生復雜工程問題的分析能力提出要求,其中“相關學科”也是針對“未來工程發展趨勢及特征分析”中“多學科交叉融合”特征提出的,主要是指那些為了解決復雜工程問題所必須涉及的本學科之外的其它學科,如信息技術和智能科學。

本條標準可以從三方面予以解讀:能夠應用數學、自然科學、工程科學和相關學科的基本原理識別復雜工程問題并判斷其主要特征能夠運用這些相關科學基本原理和各種建模方法對復雜工程問題進行準確的描述、表達和建模能夠運用相關科學基本原理和文獻研究及比較,在的基礎上對復雜工程問題進行系統深入的分析,并得出被證實有效的結論,以支持解決方案的提出

在《華盛頓協議》標準及CEEAA標準中與本條標準相關的“問題分析”部分均沒有對“相關學科的基本原理”提出要求。

(四)“復雜工程問題研究”方面。

6.能夠開展對復雜工程問題的研究,包括通過文獻研究、實驗設計、數據分析和解釋、以及信息綜合等研究方法,以得到有效的結論。

本條標準對學生復雜工程問題的調查和研究能力提出要求,具體環節包括調研、設計、實驗、分析和歸納等。首先,能夠在已得出的復雜工程問題分析結果的基礎上,基于第5條所述的相關科學原理,通過文獻研究等方法,調研和分析復雜工程問題各種可能的解決方案;其次,能夠根據復雜工程問題中具體研究對象的特征,提出研究思路,設計實驗方案;第三,能夠按照實驗方案進行實驗準備,安全地開展實驗并采集和獲取有效的實驗數據;第四,能夠對實驗數據進行科學的分析和合乎邏輯的解釋;第五,能夠對實驗數據分析結果及其它相關信息進行歸納綜合并得出合理和有效的結論

本條標準與《華盛頓協議》標準及CEEAA標準中相關的“調查研究”部分基本一致。

(五)“復雜工程問題解決方案”方面。

7.熟悉專業相關領域的技術標準、相關行業產業政策、法律和法規,能夠設計復雜工程問題的解決方案以及設計和開發滿足特定需求的系統、部件或工藝流程,注重質量和效益,充分考慮公共健康、安全、文化、社會、環境等因素。

本條標準對學生設計/開發復雜工程問題解決方案的能力提出了要求,具體包括四個方面。

首先,“專業相關領域的技術標準、相關行業產業政策、法律和法規”是在設計/開發復雜工程問題解決方案時必須遵循的,也是“卓越計劃”本科工程型人才培養通用標準第8條規定的內容。其中行業產業政策,又稱部門政策,是國家通過部門/部委頒布實施的,用以監督、規范特定行業和產業,使其協調和平穩發展的政策;行業產業法律和法規屬于國家政策的組成部分,是國家以法律和法規的形式頒布實施的,要求特定行業產業必須遵循的規定和準則。

其次,能夠在兩方面設計/開發出涉及復雜工程問題的解決方案。一是針對整個復雜工程問題的解決方案。這就要求學生能夠掌握面向工程設計和產品開發全周期、全流程的設計/開發解決方案的基本方法和技術。二是針對具有特定需求的工程系統、部件或工藝流程的設計/開發

第三,在設計/開發復雜工程問題解決方案時要“注重質量和效益”。注重質量是追求卓越的前提,是經濟社會發展和社會各界對復雜工程問題解決結果的要求。效益指的不僅是經濟效益,還包括社會效益。經濟效益是指在工程活動中成本與成果的對比,是評價一個復雜工程問題解決方案能否被采用的重要指標。社會效益指的是工程活動所產生的社會效果和影響以及給工程利益相關主體帶來的社會影響和聲譽等。質量和效益一道構成了復雜工程問題解決方案的目標追求。

第四,在設計/開發復雜工程問題解決方案時要“充分考慮公共健康、安全、文化、社會、環境等諸多制約因素。這就意味著,一個好的復雜工程問題解決方案需要把公眾的健康和安全放在首位,需要與當地歷史文化的格局、內涵、風格相協調,需要符合當地的社會和可持續發展需求,需要注重環境的保護和與周邊環境的協調。

在《華盛頓協議》標準及CEEAA標準中與本條標準相關的“設計/開發解決方案”部分均沒有對“熟悉專業相關領域的技術標準、相關行業產業政策、法律和法規”和“注重質量和效益”提出要求。

(六)“工程師責任和倫理”方面。

8.工程影響—能夠應用相關背景知識進行論證分析,評價專業工程實踐和復雜工程問題解決方案對社會、健康、安全、法律和文化問題的影響及產生的責任。

本條標準要求學生能夠評價工程對社會的影響及產生的責任,強調工程項目的實施不僅要考慮技術因素,還要考慮非技術因素,具體包括兩方面內涵。

首先,“相關背景知識”指的是本通用標準第7條所要求的本專業相關領域的技術標準、相關行業產業政策、法律和法規、以及知識產權等方面的知識。這些“相關背景知識”不僅規定和規范了工程的技術要求,而且對工程的非技術因素,包括與社會、健康、安全、法律和文化等的關系也有明確的限定。

其次,“能夠應用相關背景知識進行論證分析,評價”工程實踐活動在非技術方面所產生的影響和責任。事實上,工程師的職業活動不是孤立封閉的,而是需要在一定的規范范圍內開展,因此,他們不僅要嚴格按照本專業領域的技術標準進行,不涉及知識產權,而且還要遵守相關行業和產業政策、法律和法規,這是他們的職業要求。因此,通過分析和評價工程實踐活動對這些非技術因素的影響,不僅可以清晰工程實踐活動是否符合相關政策、法律和法規,而且可以清楚這些非技術因素對工程項目實施的影響,還能夠理解工程實踐活動將產生哪些需要擔負的責任。

本條標準與《華盛頓協議》標準中相關的“工程師和社會”部分基本一致。

9.可持續發展—能夠理解和評價針對復雜工程問題解決方案的專業工程工作對環境和社會可持續性發展的影響。

本條標準要求學生樹立環境保護和社會可持續發展意識和理念,能夠從環境保護和社會可持續發展的角度處理和解決好復雜工程問題,這也是針對“未來工程發展趨勢及特征分析”中“綠色工程”特征提出的。具體而言,本條標準要求卓越工程人才具備綠色發展理念,重視生態環境保護,在工程活動中處理好人與自然和諧關系,能夠關注、理解和評價工程實踐活動或工業產品使用周期內對環境保護、社會和諧、資源循環利用、經濟發展可持續、人類社會發展可持續的影響,包括直接的影響、潛在的隱患和間接的損害等。

在本條標準中,樹立可持續發展意識或綠色發展理念至關重要,這是卓越工程人才在工程活動中重視環境保護和社會可持續發展的基礎;理解和評價復雜工程問題解決方案的影響關鍵在于對環境保護和社會可持續發展的內涵有全面和深刻的理解和把握。

本條標準與《華盛頓協議》標準及CEEAA標準中相關的“環境與可持續發展”部分基本一致。

10.工程倫理—具有工程倫理意識、社會責任感,能夠在工程活動中遵守職業道德和規范,平衡各方利益并承擔工程的自然及社會責任。

本條標準從工程倫理和社會責任角度對學生在工程活動中的行為和責任提出要求,這也是針對“未來工程發展趨勢及特征分析”中“工程倫理”特征提出的。具體包含五方面內涵。

首先,“具有工程倫理意識”。工程倫理從職業角度表現出來的是工程師的道德責任,倡導的是工程師的職業精神,強調工程師要將公眾的安全、健康和福祉放在首位;具有工程倫理意識強調的是卓越工程人才在工程實踐活動中要主動地將道德價值嵌入工程,而不是作為外在負擔“添加”進去。

其次,“具有社會責任感”。社會責任感指的是工程師個體對自身在人類社會發展中所應承擔的責任的總體意識,或工程師個體對國家、集體以及工程項目的其它利益相關者所應該履行或承擔的職責、任務和使命的態度。工程師的社會責任除了與工程倫理一致的內涵外,還包括重視環境保護、生態平衡和可持續發展,自覺維護國家和社會公共利益等。

第三,“能夠在工程活動中遵守職業道德和規范”。工程職業道德和規范指的是以從事工程活動為職業的人員必須共同遵守的道德規范和職業操守,雖然不同的工程領域有各自具體的細化規定,但共同的核心要義是誠實公正、誠信守則,這些需要工程師在工程實踐中能夠自覺遵守。

第四,“能夠在工程活動中平衡各方利益”。工程項目的利益相關方是多方面的,只有平衡好各方的利益才能保證工程項目/活動的順利實施,實現各方共贏的局面,而平衡各方利益的原則既要遵守職業道德和規范,又要做到公平、公正、公開、透明,使相關各方利益在共存和相容的基礎上達到合理的優化狀態。

第五,“承擔工程的自然和社會責任”。工程的自然責任主要指在環境保護、生態平衡和可持續發展方面的責任;工程的社會責任主要指對公眾安全、健康、福祉及社會可持續發展的責任;這些需要卓越工程人才在工程實踐中能夠自覺履行。

《華盛頓協議》標準中,與本條標準相關的“倫理”部分并沒有對“具有工程倫理意識、社會責任感”及“平衡各方利益”提出要求。

(七)“溝通與團隊工作”方面

11.溝通交流—能夠在復雜工程活動中與工程界和全社會進行有效的交流溝通。

本條標準對學生針對復雜工程問題的溝通交流能力提出要求,具體有三方面內涵:一是溝通交流的對象,包括工程界同行,如行業部門、規劃部門、施工單位等,以及社會各界,如公眾、媒體、社區、團體等利益相關者或關注方;二是溝通交流的內容,包括復雜工程活動的方方面面,涉及復雜工程問題從識別、建模、設計、實驗、評價到實踐等各個環節,以及公眾健康、安全、社會、環境等方面,需要就技術問題和非技術問題準確表達自己的觀點和認識,回應各方的質疑;三是溝通交流的方式,既可以是口頭、文稿、圖表等方式,也可以通過媒體、會議、互聯網等渠道。

本條標準刪除了《華盛頓協議》標準及CEEAA 標準中“溝通”部分的“包括撰寫報告和設計文稿、做出有效的展示,給出和接受清晰的指令”內容,旨在發揮本通用標準的宏觀指導作用。

12.團隊工作—能夠在不同團隊和多學科環境中有效地發揮個體、成員和領導角色的作用。

本條標準要求卓越工程人才具備在不同團隊和多學科環境中的工作能力,可以從兩方面理解其內涵。

首先,兩種團隊工作環境一種是解決復雜工程問題部分工作的團隊環境,團隊成員具有基本相同的學科專業背景;另一種是多學科環境,這是由于復雜工程項目的研發、設計、實施需要涉及不同學科專業領域的人員參與

其次,在團隊工作中擔任的不同角色:作為個體,需要處理好個人與團隊的關系,服從領導,保質保量地獨立完成所分配給的工作任務;作為成員,需要善于溝通交流,與其它成員合作共事,處理好局部與整體的關系,服從領導,共同完成團隊任務;作為負責人,需要擅長聆聽、溝通和交流,能夠有效地協調和處理各方面的關系,同時激勵、組織和指揮團隊成員開展工作,按期實現團隊工作目標。

本條標準與《華盛頓協議》標準及CEEAA標準中相關的“個人和團隊工作”部分基本一致。

13.全球勝任力—能夠在跨文化環境下進行交流、競爭和合作。

本條標準對卓越工程人才的全球勝任力提出要求。本條標準考慮到我國“一帶一路”戰略和“構建人類命運共同體”理念的落實,即針對“未來工程發展趨勢及特征分析”中“工程的國際化”特征而提出的,是“卓越計劃”本科工程型人才培養通用標準第11條主要內容的提升,也是前面分析的國內外具有影響的幾種工程人才培養標準中所沒有的。

本條標準要求以本通用標準中第4條中的“全球視野”為基礎,熟練掌握以英語為主的國際語言,通過努力學習和參加各種交流活動,熟悉世界各國歷史、文化、藝術、風俗等來開拓和豐富自己的眼界,能夠理解和尊重世界不同國家、地區和民族不同文化的傳統、歷史、風俗和習慣的差異性和多樣性,能夠與不同文化背景的專業同行、不同學科專業的外籍人士相互尊重、溝通交流、合作共事、平等競爭,在跨文化環境下共同完成國際合作工程項目,一道解決復雜國際工程問題,提升中國工程界的國際影響力、話語權和全球勝任力。

(八)“工程領導力”方面。

14.能夠參與或負責工程項目管理、工程決策以及危機與突發事件處理。

本條標準對學生的工程組織管理、決策和應急事件處理能力提出要求,其中“參與”和“負責”分別針對復雜工程項目及事件和一般工程問題項目及事件。這一要求的提出基于兩方面的現實問題:一是當今面臨越來越多的復雜工程問題的最終解決不能僅靠技術,還需要資源、人力、時間等方面的協調、組織與管理,以及成本和經費的決策和控制等;二是工業化、現代化和城鎮化進程的加快,資源和環境壓力加大、人與自然矛盾加劇,使得危機與突發事件的出現更加頻繁和突然并成為經濟社會發展中的常態

本條標準的內涵可以從四方面理解。首先,掌握工程項目的組織與管理、工程決策中需要的組織與管理以及經濟決策的理論、方法和技術,包括在互聯網環境下出現的數字化、信息化和智能化的軟件工具和平臺;其次,工程項目組織與管理方面涉及工程項目的設計和建設或產品的研發和生產全過程中的時間進度安排和控制、人力資源組織和配備、材料及裝備調動和保障、多任務之間協調和配合等;第三,工程經濟決策方面主要包括工程項目設計和建設或產品研發和生產全周期中涉及資源消耗、成本構成、預算制定和實施等方面的決策和控制;第四,危機與突發事件主要指由不可預見的自然或人為因素對人類生活和工作造成無法預知、突然發生、致命性的、災難性的、覆蓋面廣的并需要通過工程手段進行處理的事件;處理危機與突發事件要求卓越工程人才具有比其它專業領域人員更強的危機意識和危機與突發事件處理能力。

在《華盛頓協議》標準及CEEAA標準中與本條標準相關的“項目管理”部分均沒有對“工程決策以及危機與突發事件處理”提出要求。

(九)“終身學習和創新發展”方面。

15.終身學習—能夠具有終身學習意識,能夠及時獲取信息、更新和應用新知識以動態適應迅速變化的外部環境。

本條標準要求卓越工程人才具有終身學習能力和動態適應能力。事實上,終身學習能力是知識爆炸時代對社會各類人才的基本要求,動態適應能力是迅速變化的各行各業對卓越人才的適應性要求,前者是后者的基礎,后者是職業發展的必需。

本條標準的內涵可以從四方面理解。首先,具有終身學習意識:要充分認識信息時代的知識生產日新月異,知識更新迭代周期不斷縮短,僅靠在學校期間學習的知識根本不可能適應社會發展和時代進步的要求,要有自覺主動學習和更新知識的認識和愿望,從而推動不斷學習行為的發生;其次,具有及時獲取信息、更新和應用新知識的能力:包括信息獲取的途徑和手段、有效知識的過濾和選擇、自主學習的方式和方法、新知識的理解和掌握以及新知識在工程實踐中應用等;第三,知識更新和應用要與職業發展密切掛鉤:一方面伴隨新經濟出現的新技術、新產業、新業態和新模式形成了對所在行業產業的挑戰,另一方面行業產業自身的發展需要多學科專業之間的交叉融合形成了新趨勢,因此,必須根據這些挑戰和新趨勢決定在職業發展過程中需要更新并在工作中應用的業務知識;第四,在上述三方面的基礎上,使及時更新的知識傳化為自身在工程工作上的優勢,能夠動態適應迅速變化的外部環境,更好地履行崗位職責,甚至成為本領域的領軍人物

本條標準與《華盛頓協議》標準及CEEAA標準中“終身學習”相關部分不同的是,強調終身學習與職業發展的關系,并將二者定位在“動態適應迅速變化的外部環境”上。

16.創新發展—具有網絡化能力、創新創業能力和跨界整合能力,能夠應對未來行業市場競爭、促進行業和產業發展。

本條標準是從面向未來行業市場競爭和產業發展的角度對卓越工程人才的三方面能力提出要求,是國內外具有影響的幾種工程人才培養標準中所沒有的。

網絡化能力是在信息網絡高度發展時代解決復雜工程問題所必須具備的,也是創新創業能力和跨界整合能力的基礎。網絡化能力是指能夠通過互聯網平臺,按照一定的網絡協議相互溝通,與相關各方共享硬件、軟件、數據資源和思路方案,以達到共同分析和解決工程問題的能力。網絡化能力是以信息化能力為基礎,信息化能力是“未來工程發展趨勢及特征分析”中“信息化”特征所要求的,指的是掌握和運用信息技術和信息化工具,處理、分析和解決各種工程實際問題的能力。信息化能力又以數字化能力為基礎,數字化能力是指將各種與工程問題相關的復雜多變的資料信息轉變為可以度量的數字和數據,而后建立起數字化模型,再引入計算機內部進行處理的能力。

創新創業能力是應對行業產業領域未來市場競爭并贏得競爭優勢的關鍵性能力創新能力是一種主要由知識視野、創新意識、創新思維、創新技能和創新素質等要素構成并相互作用而形成的綜合能力,具體而言是指人們在豐富的知識和開闊的視野基礎上,在創新意識的驅動和創新素質的作用下,通過創新性的思維活動,發現新問題,提出解決問題的新思路、新途徑,在創造性的實踐活動通過運用創新技能,產生新產品、新技術或新事物的能力。創業能力就是人們發揮創新精神、運用創新思維和創新能力,對自己掌握或擁有的各種資源進行優化整合,開發或創造出新事物能力,這些新事物包括新企業、新產品、新方法、新市場、新管理模式、新組織形式、新體制機制等。創新與創業之間相互關聯,創新創業能力是一個整體:一方面創新是創業的基礎,沒有創新就無創業可言,另一方面創業是創新的動力,成就事業的創業動機將激勵創新行為。

跨界整合能力是新產業形態、新產業模式和新產業的形成及其持續發展所需要的。一方面,以產業鏈整合替代傳統專業化分工是新經濟發展路徑,“互聯網+”的產業創新模式要求對當前的上下游多個關聯產業進行改造和整合以形成新的產業;另一方面,互聯網技術強大的跨界滲透力支持產業整合和改造,新的產業形態和新的產業發展模式的出現也要求對現有的產業進行跨界改造、完善或整合,以保證產業能夠以最佳的形態和有效的模式持續發展。由此可見,作為面向未來的卓越工程人才不僅要在本行業領域專精,而且要具備以跨行業、跨學科知識和能力為基礎的跨界整合能力。

總體而言,遵循“追求質量卓越”“面向未來發展”和“滿足國際要求”的制定原則,新工科通用標準在充分保留或完善“卓越計劃”本科工程型人才培養通用標準11條的基礎上,補充和增加了與時俱進的條款,拓展到方面共16條。與《華盛頓協議》標準規定的12項畢業要求相比較,新工科通用標準在內涵構成以及標準的新增和補充上也有大幅度的提升:在內涵構成上增改了部分,在標準的新增和補充上,突出表現在1110條標準上。

(資料來源:《高等工程教育研究》,2020年第3期;作者:林健;有刪減)