作者:陈东敏 来源:中国科学报 发布时间:2022/8/30 15:11:45
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引入时间变量的工程创新方法论要“跟上”

 

现行工科教育的主要问题之一在于工科理科化——工科生与理科生培养模式大致相似,以论文为导向的评价体系考核工科;师资队伍普遍缺乏企业的工作经历、缺乏与企业的深度合作等,导致所培养学生的知识体系和技能不能满足市场的需求。

造成这一切的根本原因在于,高等教育人才培养的价值定位出了问题。

讲一个真实故事。我在北京大学带过的一位博士生,对第三代半导体器件和制造感兴趣。我建议并安排他去一家专门制造功率芯片的企业做论文研究。几年下来,他解决了生产线上若干个关键性工艺问题,为打通全制造流程做出了重要贡献,申请了一批专利,也发表了一些论文。但因为不是原理、机理的突破,他没有投到基础学科期刊。

博士论文答辩时,一位评委很感慨地说,这批毕业生里就这一位做了有用的研究。受到此评价的鼓舞,学生申请“优秀博士论文”,却因为没有顶级刊物论文而没被选中。但在毕业典礼当天,他被一家名气很大的芯片企业高薪聘请。

同一个人才,在其知识和能力的价值评价方面,高校和市场的差距如此之大,令人深思。

高等教育的“产物”是人才,而人才的市场是企事业单位。建设“新工科”的目标是适应日新月异的高科技产业发展对人才的需求,引领科技产业的创新和竞争力。在新的价值定位下,工科的知识体系和能力培养模式都要发生重大变革。我分别举例说明这两方面的问题。

有必要像理科研究一样,彻底搞清原理吗

产品/工艺研发及工程研究中有一个重要变量——时间。开发一项工程技术、研发一个新产品、改进一个生产工艺都有严格的时间限制。比如,手机每隔一年甚至半年必须推出下一代产品。 这个产品周期是市场决定的,错过市场窗口,就会丢失一代产品的销售收入。这与理科的研究有本质区别,基础研究虽然有规划,但时间不是开展研究的严格指标。

显然,在有限的时间内,工程研发一般不可能,也没有必要像理科研究一样,彻底搞清楚解决问题的方案背后的原理、机理、规律,不一定能搞清“因果关系”。但对于理科研究来说,这些是发表学术论文的基本要求。

产品/工艺研发关注的是产品的品质和可靠性、工艺的一致性和稳定性,成本控制和利润率。工艺研发通常要结合科学原理和经验,在有限时间内设计若干改进方案和工艺参数的实验,并以此确定解决问题的方案,以达到预期的多项指标,满足市场竞争的需求。集成电路技术的持续进步便是工艺研发与基础研究有机融合的成果。

如何在有限时间内找到解决问题的方法,这本身就是一门学问。近年来,国际上先进制造产业(比如集成电路),以及与这些产业紧密合作的工程学院都在不断发展工程项目管理、 创新管理、创新思维和方法论、品质管理、成本控制等一系列现代化工程创新知识体系。这些新的知识体系基本上还没有被我国高校的工科学院纳入理论和实践课程体系,作为培养工科人才的基本知识结构和能力训练内容。

在一些高校,工程项目管理被纳入管理学院,即归属社会科学范畴。这些都是对工程创新方法论认识的误读。科学研究,无论是基础学科还是应用学科,既要懂研究的内涵,更要懂研究的方法。 上述举例说明,理科和工科人才的培养从方法上有共同之处,又有显著差别。

科技成果转化的过程是将科研样品转变成中试产品,进而转变成可规模化制造的商品的过程。这个过程所需的技能从科学研究转向工艺研发。如果从事转化的科技人员不懂工艺研发方法,那就很难实现从样品到产品再到商品的突破。

修完学分再出去实习,可以改变吗

在欧美等国,产教融合的高等教育模式已成为常规的人才培养模式,有不少经验值得借鉴。

上世纪中期,在加拿大兴起的校企“合作教育”模式和在德国(包括奥地利、瑞士)发起的“双元教育”模式有不少共同之处。如学生在上学期间便可以就职于某家与学校签署联合培养协议的企业,并获得相应薪酬;修课与工作按学期交替进行,一般在企业工作时间不低于总学业时长的30%,企业的工作纳入学分;毕业考核包括课程与工作实践两部分。

这个教育模式主要取得了以下成效。

首先,学生通过一段较长的工作实践,深入了解工作对知识和技能的要求,对企业做出实实在在的贡献,并从中体验到从学校到职场的转变。

其次,促使学校的课程知识结构设计符合产业快速发展的需求,避免教育与需求的脱节。

第三,企业深度了解并肯定、激发学生的能力,培养发展他们的职业生涯。如加拿大渥太华大学合作教育的学生的就业率高达98.5%,平均工薪高于同等工龄的传统大学毕业生。德国双元制教育被认为是该国盛产工匠型人才和“隐形冠军”企业的重要因素。

我国产教融合模式与欧美地区合作教育和双元教育最重要的区别是,学生到企业“实习”而非“工作”,时间短、无报酬、贡献小、企业负担重;企业没有与高校在人才培养方面建立一套协同的机制体制;教育部门没有制定清晰的产教融合办学标准和监管机制。

产教融合教育模式涉及多个利益体——政府、学校、企业、学生、家长。这个教育模式成功与否,取决于各利益体对该模式的价值认同,并担当起各自的责任,发挥各自的作用。显然, 这个模式的机制保障和组织工作比传统大学教育模式更为复杂。

我们在访问德国卡鲁大学时,该校校长表示,卡鲁大学从事双元教育的教授必须有企业研发和管理经验,这是为了确保与企业的密切合作,为学生制定最优秀的教学内容和实践方案。相比之下,我国高校目前产教融合教育模式还处在初级阶段,可以提升的空间巨大。

产教融合强调的是较深入的工作实践。大学挑选合作企业成了关键的任务,应该看重新兴产业,注重与新技术产品研发的企业合作。除了与企业合作,我国在创新驱动发展的国策驱动下,不少地方政府出资兴办研究机构,这些机构都有较大比重的技术产业化研究平台,也可以成为产教融合的合作机构。如东莞松山湖材料实验室已经和粤港澳地区的大学建立了联合培养的机制,吸引了一批学生到试验室参加研发工作。

据我了解,目前大部分校企联合培养模式,基本还是在校修完学分再出去实习的模式。如何借鉴德国、加拿大的模式,结合实践的需求,推动知识体系的改革完善,使得学生在实践阶段能发挥更大的价值,毕业后能走上自己喜欢且有良好知识基础和实际工作能力的工作岗位,这才是培养挖掘人才价值的新模式。

(作者系松山湖材料实验室常务副主任,本报记者温才妃采访整理)

 
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