张一鸣：工科教育同样需关注理念培养

■本报记者陈彬见习记者徐悦

为什么工程考试不能考查一些像文科考试这样的观点？我们也可以用文科的问题来标记科学和工程的观点。我们都陈述了自己不同的观点。

近年来，工程教育已经成为我国的一个热门话题。从“卓越工程师”培养计划的实施到“新工程”理念的提出，相关的工程教育理念一直是人们研究的对象。

然而，工科学生的培养仍然是高校人才培养的难点。

作为工程领域的“圈内人”，北京工业大学电气控制学院教授张一鸣先后在科研院所和大学工作。他丰富的经验使他思考大学工程教育的现状。在他看来，工程教育中的许多问题不能通过更新一两个概念来解决。

工程教育中的科学趋势

《中国科学报》:目前，中国的工程教育面临着一个亟待解决的问题。

张一鸣:如果我们稍微注意一下国内大学的地理分布，我们会发现一个有趣的现象。也就是说，在中国的每个城市，都可以找到实力相当的两所顶尖大学，一所是综合性大学，另一所基本上是理工科大学。例如，北京的北京大学和清华大学，上海的复旦大学和上海交通大学，武汉的武汉大学和华中科技大学就是众多的例子。从这个角度来看，科技院校已经占据了我国近一半的高校。

尽管理工科院校的实力并不逊于其他类型的院校，但我们必须承认，目前理工科院校存在一个大问题，即工科院校严重的科学化是我们通常所说的大学的“科学化”和“文科化”。由于评价体系设置不合理等方面的原因，许多工科院校都在迫使工程教师更多地关注一些论文内容。这是我们必须解决的问题。

《中国科学报》:在普通人的理解中，工程教育强调“技术”教学，而科学教育强调“科学”教学。你认为两者之间的关系是什么？

张一鸣:技术具有“一肩两义”的功能。它的上游是科学，意思是知识、真理等。下游是项目，三峡大坝、电子芯片、人工牛胰岛素等等都属于项目范畴。技术是连接科学和工程的隧道。它是三位一体、不可分割的。打开这条隧道的主体是“现代工匠”。

在科学和技术之间，科学按照个人意愿以自我一致的顺序发展。技术遵循科学的指导，重新排列我们的世界。工匠在这种实践中扮演着“上帝般”的角色。

因此，科学是技术的源泉。一个优秀的现代工匠应该具备良好的科学素养。然而，技术毕竟不是科学。两者的主要区别之一是错误。科学只有一个等号，技术只有大约一个等号，从来没有一个等号。我们必须承认错误的存在。

然而，这也是工程技术的悖论。一方面，承认错误的缺陷是工匠的入场券；另一方面，不断改进和零误差是工匠们的追求。许多综合性大学和师范大学的研究生经常无法处理好两者之间的关系。他们经常把工程问题变成科学问题，拒绝错误，认为它们不完美也不美丽。这不利于他们的成长。

有概念或公式吗？

《中国科学报》:现代工匠的教育和培训最应该注意什么？

张一鸣:我认为高校的工程教育应该注意一个现象，即在课堂上，一些更有利于学生自身提高的观点或概念内容往往不会引起学生的注意。相反，一些更“实用”和“短、平、快”的知识内容更受学生欢迎。这是为什么？

当然，我并不否认这些知识内容在培养学生方面的作用。然而，这种现象应该促使我们思考一个问题，即学习首先应该有概念还是公式。当然，作为学生，很容易理解他们想尽快提高考试成绩，但正因为如此，许多学生对老师在课堂上教的观点和想法不感兴趣，直接记住公式可能会更快地实现他们的目标。

我也试着教学生一些他们可能感兴趣的话题，比如数字化和人工智能，但我遗憾地发现，他们似乎更关心考试和工作，而不是这些知识。这反映了大学生在知识获取上的一些功利主义倾向。

《中国科学报》:在你看来，这是大学教育理念的某种偏差吗？

张一鸣:不完全是。首先，我们不能否认，这确实凸显了当前高校工程教育中的一些问题。教授们在课堂上讲述自己的观点，并向学生灌输思想、价值观和重要性。然而，学生们觉得这些不会出现在考试中，因此没有意义。这表明当前高校工程考试的内容和形式过于僵化。为什么工程考试不能考查一些像文科考试这样的观点？例如，检查学生如何理解数字产品对这个时代和人类的价值和意义。我们也可以用文科的问题来标记科学和工程的观点。我们都陈述了自己不同的观点。为什么这种形式的主题设定不是必要的？

此外，我认为这种现象也是高中教育的延续。高中学习强调的是精细的学习，而不是大学学习，大学学习要求学生掌握一种思想和观念。例如，在我的教学中，我从不在黑板上解释例子，而是把想法引入学生的头脑。学生应该学会抽象思维，用自己的思想解决具体问题。然而，许多学生仍处于高中的“精细学习”阶段。

大学需要谈论“理性”

《中国科学报》:在某种程度上，大学实际上是在为中小学教育中存在的一些问题“补课”，这可以理解吗？

张一鸣:必须承认，学生在某种程度上考虑“我”的因素太多了。每当他们做某事或说一句话时，他们必须做个记号。一些学者曾将其定义为“精炼的利己主义者”。在工程教育中，这种现象也在一定程度上得到了反映，例如，我前面提到，学生更重视考试而不是思想。

从根本上说，这仍然是我们教育中的一个问题。高校在培养学生时，当然应该注重培养学生的思维和解决问题的能力。中小学教育中实际上缺乏这方面的培训。

中国科学新闻:大学应该如何应对中小学教育内容的缺乏？

张一鸣:我认为大学必须做的是培养学生的思维能力和思维方式。在此之前，第一步是培养学生的理性思维，以及人们应该如何有效地交流以及如何交流思想。这非常重要。事实上，一些现存社会问题的根源在于缺乏有效的沟通和理性的态度，更不用说科学研究了。因此，在科学中，理性思维、观点和态度极其重要。甚至可以说，理性是踏入科学大门的第一个门槛。

此外，我们还应该注意培养学生的抽象思维。现在有一个非常普遍的现象，那就是在许多中小学的班级里，学生会被分成几个“类别”。其中，“学神”水平的学生在高中一般都学会用抽象思维解决具体问题。所谓的“学生欺负”水平仍然需要通过大量的“刷题”从具体的话题中积累模糊的抽象思维。

在大学阶段，学生不能通过刷问题来刷出优秀的科研能力，所以他们只能依靠抽象思维。然而，许多大学生甚至高校研究生仍然不能使用抽象思维。这是中小学生留下的遗产，也是要求大学补课的问题之一。

《中国科学日报》(第7版，2017年10月17日)