新型理論與實踐相結合，改革中國大學的工科教育| 晨楓

解讀科學，洞察本質

戳穿忽悠，粉碎謠言

國務院總理李克強在十二屆全國人大五次會議上作政府報告時，3次提及「中國製造2025」，這也是「中國製造2025」連續三年在政府工作報告中出現。「中國製造2025」與中國工業發展密切相關，而工業的發展離不開工業人才的培養。令人擔憂的是，目前中國大學工科教育中存在理論與實踐相脫節的問題。若欲實現「中國製造2025」的目標，我們便不能不正視這一教育缺陷。

大學工科教育中理論與實踐脫節是一個世界性問題，最大的原因在於，大量工科教授從學校到學校，缺乏工程實踐的經驗，因此從課程設置到講授都沒法真正與工程實踐相聯繫。美國和加拿大早就開始cooperative education制度，簡稱coop，意思是合作教育，也確實是大學和工業界合作的結果，學生的學習在課堂和工業界之間交替反覆進行。合作制在不小程度上彌補了工科大學教學裡的理論與實踐脫節問題。

改革開放在經濟層面的最大成就是「中國製造」的大發展，「中國製造2025」將成為中國經濟未來可持續發展的關鍵，工科教育將為其提供人才基礎。中國工科教育成就斐然，中國製造的大發展與此是分不開的。但中國工科教育依然是傳統模式，課堂教育為主，再加一個練習性質為主的畢業設計，更進一步是歷史的要求，改革是當務之急。

他山之石，可以攻玉，合作制是很值得中國大學工科教育借鑒的經驗。觀察者網登載的《半工半讀產學結合以促進科技創新創業》（http://www.guancha.cn/GuoXiaoMing/2017_03_08_397687.shtml）一文對合作制有所介紹，只是郭文用的半工半讀說法容易引起誤解，合作制與傳統的半工半讀有本質區別，在學習期間掙一點生活費不是合作制的主要目的，合作制也與大學裡的科技創新沒有什麼關係。

對很多人來說，理工科常常混為一談，但理科和工科是有很大區別的。理科專註於科學教育，畢業生從事科學探索為主。科學探索的基本特點是從已知出發，通過理論或者實驗的方法，探索未知。由於現實世界高度複雜，科學探索的學科劃分越來越細。另一方面，高度專業的學科之間有很多交叉地帶，這又形成大量邊緣學科，成為新的探索內容。

工科專註於工科教育，畢業生從事工程實踐為主。工程實踐的特點是給定具體問題，有現成工具要解決，沒有現成工具創造工具也要解決；有精確、嚴格的方法就用精確、嚴格的方法，沒有就用近似方法，實在不行就憑經驗估計，再放足安全係數兜底。工程方法有理論依據最好，沒有的話，只要管用，就是好的。

由於現實世界的問題是完整地呈現的，常常不盡符合理論方法所依據的理想化假定的架構，判斷特定方法、數據、經驗是否適用與其說是科學，不如說是藝術。工程實踐的關鍵在於要在有限的時間和資源條件下安全、可靠、經濟地解決問題，是否有創意反而是次要的。這一切決定了工科教育有別於理科教育。

另一方面，工程技術實際上開始得比現代科學還要早，在沒有科學方法的時候，人們已經在修橋築屋、造車造船了。在沒有科學方法指引時，就只能靠經驗、靠試錯，在比已有經驗往前再走一步的時候，只能靠安全係數來確保不會出問題。米開朗琪羅在羅馬造聖彼得大教堂的時候，想模仿羅馬萬神廟那樣造一個大穹頂，但缺乏科學的計算方法，只能加料，最後穹頂座圈底部厚度超過一米。這當然造成浪費，但也是缺乏精確方法和數據時的典型工程方法。

羅馬聖彼得大教堂

現代科學方法發展起來後，工程技術也科學化了，不光工具精確化，思維也精細化了。這本身是進步，不是問題，但問題出在工科教育。

隨著工程科學的精細化、深入化，工程研究的起點越來越高，要走上起跑線就要很長的積累，要往前發展一步更是需要巨量的時間、精力和資源。在理論上，工程研究與工程實踐交替進行，理論結合實際，這是最理想的，但實際上很少有這樣的機會，也沒有這個時間。這很不幸地造成了工科教授以工程研究背景為主，缺乏工程實踐。工程方法也越來越多，越來越細，「必須掌握」的東西越來越多，在客觀上造成課堂學時不夠用的問題。而從事工程實踐的人又缺乏足夠的理論背景，「不夠資格」擔任工科教學。工科教育在理論和實踐之間出現分裂。

工程實踐不只是技術、工具與方法的堆積。工程技術有科學的一面，更有藝術的一面。這藝術不是琴棋書畫，而是在有限資源、不完整和不確定信息情況下的直覺、經驗、判斷和諸多只可意會不可言傳的東西。用比方的話，兵書裝備好比科學，有一定之規，但工程技術好比帶兵打仗，教條主義是要害死人的。

工程實踐還需要團隊努力。現在提倡工匠精神，但工匠是在工程師制定的技術方向下運作的。這就像軍隊里一樣，經驗豐富的老班長的作用非常重要，但指揮戰鬥還是連排長。但指揮不只是發號司令，需要溝通作戰計劃，得到官兵的理解、支持、補充和按照指揮意圖隨機應變。對於工程師來說，給定問題只是開始，需要深入理解問題的性質、範圍、歷史、教訓等，這一切都是從溝通交流開始的。

工程師不僅需要組織領導才能、團隊合作精神、交流溝通能力，還需要理解和熟悉各種行業法規、標準，更需要理解和熟悉公司內部的工作流程和工程標準。機械的理解還不夠，要在理解和尊重的基礎上，對各種規定之間的灰色空間做出合理的解釋和填補。

最重要的是，工程師的存在不是因為個人愛好或者對事業的執著，而是幫助公司盈利，或者幫助業主實現特定的商業或公益目的，工程師必須善於根據公司的運作目標開展日常工作。工程科學與「工程藝術」兼長，具有團隊精神，能夠在有限資源和不完全信息情況下卓有成效地工作，這才是工程師的英雄本色。

但這些都是大學工科教育很少涉及的內容。不僅如此，工科教育容易在系統、深入的框架下，流於對各種具體工程方法的羅列，深入廣泛下去做到了，但總體大局反而迷失了，一不小心，就容易只見樹木，不見樹林。

對於尚未入行的大學生，只知道學了一大堆定理和方法，不知道如何與具體的工程問題聯繫起來，不理解各種方法在工程實踐中的定位，對於傳說中的工程師英雄本色更是談虎色變，這種現象遠非罕見。但其實這東西沒有那麼可怕，沉下去，幹起來，是可以掌握的。這就像烹飪，總是捧著菜譜、烹飪技藝大全端詳，只會越看越怕，真的挽起袖子幹了，也不過如此，味道好點差點而已，吃飽肚子總是做得到的。也就是說，工程還真就是要在學中干、干中學的。

工科教育與工程實踐脫節並不是新問題。還在1901年，美國理海大學新科教授赫爾曼·辛德勒就注意到，已經工作過一段時間再來讀大學的學生明顯比學校到學校的學生更加成熟，學習更加有目的性、更加有效，在校期間在外打工的學生也是這樣。這當然不是送外賣、到建築工地扛大活那樣的打工，而是與專業有關的短期工。受到這樣事例的啟發，他開始設想一種大學與工業界合作教育的體制，這就是合作制教育理念的開始。1903年，辛辛那提大學聘請辛德勒任教；1905年，辛辛那提大學決定支持他開設合作制課程，試驗一年，但萬一試驗失敗，大學不負責任。2005年，辛辛那提大學校董會再次決定，試驗期結束，100年後大學終於對合作制負全責。

當然，辛德勒的試驗是成功的，辛辛那提大學2005年的負全責決定只是多此一舉的形式而已，根本沒有這個必要。辛德勒後來從助理教授一路晉陞到工程學院院長，並擔任過辛辛那提大學的代理校長，很大原因就是合作制的成功所帶來的聲望。如今辛辛那提大學校園裡有一座他的雕像。大學裡牛人多，牛人相輕，要眾望所歸建一座雕像可是不易，辛德勒的貢獻和在學界的聲望可想而知。不僅如此，2006年辛辛那提大學還建造了一座合作制教育名人堂，足見重視。

在美國，東北大學、安條克學院、從通用汽車學院改制的凱特林大學、德萊克賽爾大學甚至普渡大學都是合作制的中堅，眾多實行合作制的大學還組成全國性學會機構，負責統籌事宜，交流相關經驗和制定共同標準，如ASEE。在加拿大，滑鐵盧大學在1957年率先開始合作制教育，以後大部分具有工程系科的大學都開設了合作制課程，CAFCE負責加拿大大學的合作制教育。合作制教育現在從工科擴展到社會、藝術、醫科等，工作地點也從本地擴大到省內、州內和全國，甚至其他國家。比如說，加拿大若干大學就有到美國、英國、澳大利亞的合作制機會。

合作制有同時制和交替制。同時制每天半天上課，半天工作；交替制集中上課一個或幾個學期，然後集中工作幾個月，然後再回來上課，再工作，如此往複。交替制比較常見。

北美大學一般是兩學期制，秋、春兩個學期各4個月，中間的聖誕節到元旦期間有兩個星期放假，5、6、7、8月是暑假，時間長度與正常學期相當，學生大多在暑假打工掙錢，家庭條件好的當然就放野鴨了。也有把暑假作為第三個學期的，比較少，課程選擇也少。合作制把暑假時間也利用起來，成為三學期制。課堂學期數與普通大學生一樣，也就是說，四年制就是8個課堂學期，但另外有工作學期，一般要求工作學期總時間在16-24個月之間，各個學校和系科的要求不同。

交替制有多種做法，比如新入學一年級分兩班，A班只上大一上學期，下學期為工作學期，暑假回來補大一下學期，然後再是四個月的工作學期，如此交替，直到最後一年接連上大四上下兩個學期；B班接連上大一上下兩個學期，然後四個月的工作學期，然後交替。大一上學期和大四下學期的時候是A、B班唯一併班的時候。特殊情況下，容許兩個工作學期合併成一個8個月的長工作學期，接下來兩個課堂學期也背對背接著上。

這樣要5年完成學業，累計24個月的工作學期，沒有暑假，但課堂學期數與非合作制是一樣的。這樣的好處是工作學期均勻分布，避免所有學生一窩蜂都在同一時間到各公司敲門找工作學期的機會。分散的工作學期也提供較多的不同機會，可以嘗試不同的公司和工作性質，也有利於逐步把學到的東西與實際結合起來。更加極端一點地說，如果在實踐中發現所選專業不適合自己，要轉向都可以及早決定。

還有的做法是在大一、大二期間只有一個工作學期，大二、大三之間有一個8個月的長工作學期，大三、大四之間再有一個8個月的長工作學期。這樣四年半可以完成學業，累計工作學期20個月。安排鬆散一點的話，中間還可以插進一個暑假，放鬆一下；或者再增加一個4個月的工作學期。當然這樣就要5年才完成學業了。這樣的好處是工作學期的重心靠後，有利於積累一定的知識後，有系統地應用到實際中，時間較長，也避免了工作經驗的碎片化。

更加極端的是在前三年只安排一個4個月的工作學期，但在大三、大四之間一下子安排一個16個月的超長工作學期。這已經接近通常意義的試用工了，工作經驗相當完整。這樣做又好又不好，如果這16個月卓有成效，接下來的僱傭就是水到渠成；如果磨合有問題，那就浪費了。

在合作制教育中，工作學期是和課堂學期同等重要對待的，每一個工作學期必須在符合要求、榜上認證的地方工作才算，而不能自己隨便找個七大姑、八大姨家的雜貨店或者小作坊打工算數。工作學期結束時，對方要出具證明，說明是否達到要求，才算這學期及格。大學有專門機構，通常還與相當數量的大中小公司建立固定的合作關係，幫助學生落實工作學期，但並不負責找到地方，最終還是要學生自己找的。

找工作本來就是合作制教育的一部分。在這裡，名牌大學不僅畢業後去向好，在工作學期找工作期間就已經體現出來了。非名牌大學也有機會，因為這樣的「短期非正式就業」的門檻低，沒有心理負擔，容易接受新面孔，只要證明了自己的實力，新面孔就有機會成為老字號。另一方面，業界翹楚的工作學期僱傭記錄對畢業生求職非常有用，對大學招生也是鐵板釘釘的吸引力。

在工作學期內，公司是給津貼的，有的還按照招聘新人的標準，給予安置費（包括來回飛機票）。這是公司直接發給學生的，沒有統一標準，但大公司為了吸引優秀學生，常常按接近於新招聘的入門級工程師的工資發津貼。這就不僅溫飽有餘，通常還足夠支付至少同等時間的課堂學期學費和在校生活費用還有餘了。

換句話說，合作制學生常常只需要少量教育貸款甚至不需要，就可以完成學業，所以對家庭經濟條件不好的學生很有吸引力，比暑假打工要強多了。對經濟條件較好的學生的吸引力則主要在於就業前景。工作學期相當於公司的試用期，有中意的，早早打好招呼，到畢業時就直接來報到了。要是不中意，學期結束，一拍兩散，大家沒有心理負擔。當然，挑選是雙向的，優秀學生在不同工作學期認識到不同工作環境，畢業時幾家前工作學期期間的僱主爭相邀請是常見的事。

另外，上大學對很多人是出遠門了，但這畢竟還是高牆之內的「安全港」。工作學期就接近走上社會了，不僅再一次出遠門，還要學會自立，啃老是不行的，也沒有鐵哥們幫忙打理，要自己在不同的新環境里打造自己的天下，這是合作制的一個特點。學會長大成人或許也是中國教育中比較缺乏的。

大學低年級期間，專業知識還沒有學習，這時的工作學期主要以一般文秘或者不需要專業知識的任務為主，很多公司並不需要這樣的廉價勞動力，而且四個月時間太短，剛弄清東南西北就要走人了，所以這樣的比較少了，即使四個月交替，也可能回到同一個地方接著上次的做，大家節約磨合時間。大學高年級時，專業基礎課已經上過了，可以干一點事情了，如果工作學期時間較長，是可以做一點事情的。

那合作制的大學生都做些什麼事情呢？一般是「技術學徒」性質的。這也難怪，畢竟不是正式員工，呆不長，不可能給太關鍵、太長期的項目。而且大學都沒有畢業，高級專業課也沒有上，不能要求太高。以化工廠為例，典型工作包括數據採集和分析，比如說，某一設備過去幾年裡在不同產品和產量期間的運轉情況與故障率的關聯分析、短平快技改項目的組織（找人開會、撰寫報告、跑腿送審等）、日常運作報告等，或者計算機控制系統的圖形顯示修改，或者簡單的數據或者圖形處理編程。條件好的，還可能給一個完整但相對簡單的控制應用做做。

總之，既要有意義，又不能太關鍵。這倒不是保密，主要還是怕萬一失手出大亂子。但工作學期的學生不要求獨當一面，甚至不容許獨當一面，都有專人帶領、指導，一般是公司里的中高級工程師，所有東西都要複核，確保無誤，畢竟這是教育過程，不是來當童工的。除了自己動手，帶崗工程師的大多數技術、業務、行政會議和集體討論學生也都跟著參加，見識和理解工程師的日常工作。有時帶崗人自己有事不能到會，甚至可能派學生代表自己參加會議。

在工作學期期間，學生會接觸到課程尚未學到的東西，或者課程以外的東西。由於時間和條件限制，不一定完全理解。但在河邊走多了，不濕鞋也至少見過河是怎麼流的，耳濡目染多了，實際問題、工程方法總是有點印象的，種下種子，回到課堂學習時，常常能把課堂內容與見識過的實際情況聯繫起來，學習容易更加有目的性，更加有效。反過來，課堂學得懵里懵懂的東西，到實際中一看，原來是干這個用的，茅塞頓開，也是加強學習效果的做法。退一步來說，學生在不同的工作學期里，也對未來職業有第一手了解，有助於堅定職業方向，或者及早換方向。

應該指出的是，合作制只用於本科教育，研究生還沒有合作制教育的。這是研究生教育與本科教育的本質不同所決定的。

本科教育在本質上是批量生產，工作學期提供一定的個性化成分。研究生教育本質上就是師徒制的，本來就沒有一刀切的模式，怎麼帶研究生與教授的個性和方法有更大的關係。教授可以派研究生到現場去做調研或者其他工作，也可以不派，這完全是教授和研究生之間的事情，大學一般不管，也與合作制教育的統籌機構無關。另外，教授不參加合作制教育的工作學期部分，所以教授與工業界的聯繫與合作制無關，合作制對教授的科技成果轉化也沒有特殊作用。

對於公司來說，合作制不僅是招聘預選，還可通過與大學的直接互動或者通過學生的間接互動，影響大學的工科教育。對於大學來說，合作制不僅為學生預訂就業，更是彌補工科教育越來越與工程實踐脫節的重要手段。另外一個作用是專業容量與就業市場更加切合，如果工作學期都無法解決，就業市場是否能容納那麼多畢業生就更成問題了。學生也不必等到畢業的時候再大吃一驚。另一方面，如前所述，工作學期的短期但零距離性質決定了入門門檻較低，有利於有實力但缺乏聲望的大學和專業建立影響和聲望，也有利於篩選虛名多於實力的偽名牌大學。

對於帶崗的中高級工程師來說，工作學期的學生有幫忙打雜跑腿的作用，還可以幫助做掉大量瑣碎但簡單、重複的工作，但毋庸置疑，帶來更多的是日常的指導負擔。日常的工作量不會因為帶學生而減少，這部分額外的工作也沒有津貼，是義務勞動。當然，公司是支持合作制的，在個人年終評估時，帶學生是可以作為領導能力和傳道授業解惑算進去的，干好了或許可以年終獎金加一點分，但也僅此而已了。通常做這事是主要出於對職業和人才培養的公德心，很多人自己當年也有工作學期的經歷，現在是回饋社會的時候了。

當然，合作制不是十全十美的。對於學生來說，至少要四年半到五年才能完成學業，而且別人能幸福地睡懶覺、啃老的暑假沒了，很辛苦。而且合作制對課堂學習不是沒有衝擊的，尤其是四個月交替的短間隔制，課堂學習容易碎片化，不連貫，剛剛好像弄明白的事情，工廠里泡了四個月，又忘記了。這也是較長課堂學期和工作學期更加流行的道理。另外，對於立志讀研的學生來說，未來可能以理論研究為主，工作學期的工作經驗未必有用，還延長了大學時間。

對於大學來說，合作制打亂了正常、規則的學期輪換，每一個學生都可能有需要單獨制定課程表的問題，大學要確保必修課在所有課堂學期期間都能覆蓋，不容易集中安排。還會出現不同年份的學生坐進同一課堂、同一年份的學生反而坐進不同課堂的事情，學生管理工作量大很多。另外，有的合作制的學期安排要求暑假期間也安排課程，這就進一步打亂學校周期了。合作制對大學是增加很多工作量的，一定要校方強力支持才做得下去。但合作制是卓有有效的，尤其受到工業界歡迎。在北美，對於工科畢業生來說，很多大公司除非學業特別優秀，一般不招非合作制的大學畢業生。

對於中國來說，工科教育本來就有理論與實際脫節的問題，大量專升本大學的出現進一步增加對師資力量的壓力。合作制不僅彌補校內理論與實際脫節的問題，還是就業與招聘改革的契機，很值得考慮。

背景簡介：本文作者為自由撰稿人、自動化專家晨楓。文章於2017年3月14日發表於觀察者網

（http://m.guancha.cn/ChenFeng3/2017_03_14_398639.shtml）。

責任編輯：孫遠

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