清华大学工程实践教育改革观察
4月的清华园,紫荆盛开,丁香绽放。在清华大学即将迎来113周年校庆之际,第三届"清华工匠大赛"正在如火如荼地举行。
这项由清华大学1986级(1991届)校友奖励基金设立、清华大学基础工业训练中心(以下简称"训练中心")承办的赛事,创办时间不长,却已成为展示该校工程实践教育成果的一扇重要窗口。
近日,科技日报记者走进训练中心,近距离观察清华大学工程实践教育的改革探索。
"工程实践教育必须跟上时代步伐"
"早在1911年,清华大学前身清华学堂成立时,手工课便是最早被列入学堂的10类课程之一。1937年,金木工实习课程开设,对学生进行各类机械制造、装卸、试验方法的实践训练。"向记者说起学校工程实践教育的历史沿革,训练中心主任李双寿如数家珍。
新中国成立后,为服务国家建设、培养工业化人才,金木工实习演变为金工实习,成为众多清华学子的必修课,也成为他们难以忘怀的"清华记忆"之一。
"那时学校有自己的工厂,我们下到工厂里,跟着工人学。用老教职工的话说就是'干真活'——'真刀真枪'操作机床,学习焊接、铸造、机械加工等基本工业技能。" 李双寿于1986年考入清华大学机械工程系,至今仍对那时的金工实习印象深刻。
20世纪80年代末,随着电子信息技术快速发展,单一的金工实习已满足不了产业人才培养需求。在时任国家教委副主任何东昌建议下,清华大学在全国高校中率先设立电子工艺实习,工程实践教育由此进入机电综合实习阶段。李双寿印象深刻的是,那时无线电、自动化等专业的学生要下到校办工厂,从亲手做出一台小型收音机起步,逐步掌握电子工艺技能。
进入21世纪,互联网等新兴技术迅猛发展,我国产业升级步入快车道,工程实践教育也走到"岔路口"。
"过去我国产业以代加工为主,随着'中国制造'向'中国创造'迈进,工程实践教育必须跟上时代步伐,找到新的发展路径。"在李双寿看来,现代工程问题日趋复杂化,工程实践教育也应与时俱进,强化"大工程"理念。
经过校内外多次调研,他和团队认识到,工程实践教育传承、锤炼工匠精神的传统不能丢,但必须将基础技能训练与先进制造技术、前沿工程理念以及各学科领域有机结合起来。
在学校大力支持下,训练中心对课程体系进行了大刀阔斧的改革。他们将课程设计成一个个具有独立功能的模块,根据不同专业特点,进一步拼接组成完整的课程模块族。当新技术出现时,只要适当增减模块,即可排出新的课程。
"通用模块"与"专业模块"的自由组合,既满足了学生的基础训练需求,也能适应各专业学生的深入实践需求。李双寿举例说:"比如,一名汽车系的学生可以从基本的铸造、焊接技术实践开始,逐步深入到对汽车材料加工、设计制造乃至产业管理的实践学习。"
李双寿带记者随机走进训练中心的一堂实践课。这里的情形与一般课堂不同——同学们正站在场地中间热烈研讨,老师则在一旁认真聆听。"现在学生的积极性明显提高。"李双寿说,"因为大家感到,实践课程与自己的专业密切相关,而且站在产业最前沿。"
"希望这里走出的每一位学生都是创客"
2013年,依托训练中心,iCenter创客空间正式成立,在全国率先将创客教育引入工程实践。
"创客教育与未来工程教育的核心理念不谋而合,二者的结合也是顺其自然。"李双寿认为,未来工程行业将更多围绕场景展开,因此工程教育也应培养学生构建场景的能力,尤其是培养对未来场景的好奇心和想象力,并通过对具体产品的创新、创造,倒逼学生学习掌握新技术、新知识。
不久前,北京市公布第五批专精特新"小巨人"企业名单,北京众清科技有限公司榜上有名。这家企业就是iCenter孵化的众多创新企业之一。
该公司核心成员、毕业于清华大学建筑环境与设备工程专业的马川至今记得,创业初期,iCenter曾无偿提供给公司上百平方米办公场地,并为公司介绍加工工厂,甚至提供融资资源,帮公司度过了艰难的起步阶段。
不仅是创业者,在iCenter,每一个有想法的创客都可以得到实实在在的支持。
穿梭在16500平方米的iCenter实训场地中,记者看到,3D打印快速成型实验室、技术开放工作室等活动空间,到处都有同学们忙碌的身影。激光切割、激光内雕、3D彩色人体扫描仪……大量先进制造技术和设备,正在为学生的各种创新产品开展加工服务。
"我们的资源是开放式管理,各年级学生都可以申请使用中心的场地、设备。哪怕是一张粗略的示意图,经过专业教师指导,也可以变成一件产品。"李双寿说。
除了硬件支撑,训练中心还在模块化课程中新增了创客教育相关课程,覆盖从技术到市场的创新创业全链条,并于2016年开设了全国第一个面向双创教育的技术创新创业辅修专业。2020年,iCenter联合校内18个院系共建"清华大学人工智能创新创业能力提升"证书项目。该项目基于国家创新驱动发展战略,面向全球共性前沿领域,聚焦人工智能应用,帮助学生掌握全球化背景下的创新创业理论、方法和工具,培养学生的创新创业能力。
现在,创客理念已经深深融入日常实践教学。在相关课程中,教师会围绕特定主题,以产品为导向,鼓励学生提出解决方案并制作原型产品进行演示,以此促进学生运用最新技术工具,用创新思维方法解决实际问题。
"我们并不要求每位学生都成为创业者,也从不以创业成功为导向开展教学,而是希望通过创客教育,让大家都具有创新精神和创新意识。"李双寿说,"无论创业与否,我们希望从这里走出的每一位学生都是创客。"
"发展新质生产力,培养新型劳动者"
一年一度的"清华工匠大赛",已成为iCenter最热闹的活动之一。
"虽然我毕业于经管学院,但那时我们同样要参加金工实习。'真刀真枪'的实习,让我很受触动,也对我后来从事投资工作产生了很大影响。"在清华大学1986级校友、1986级(1991届)校友奖励基金发起人刘迅看来,国家和社会的财富积累,靠的是每一位劳动者脚踏实地的劳动,这也正是金工实习传递给同学们的劳动价值观。
作为投资人,刘迅考察过国内外多家知名企业。"许多企业并不大,但能在某个细分领域中做到极致,靠的正是工匠精神。"他说,"新时代更需要深入挖掘和大力弘扬工匠精神,特别是要面向青年群体。"
带着对昔日金工实习课程的深厚情感,以及培育弘扬工匠精神的初心,2021年清华大学110周年校庆之际,1986级校友正式募资成立校友基金,设立"清华工匠大赛"。大赛由训练中心承办,校友基金持续资助至2031年。目前,大赛已纳入《清华大学劳动教育实施方案》,成为劳动教育重点支持的综合性赛事。
"清华工匠大赛"初始设有两条赛道——工匠传承赛道和探索拓新赛道。
"这两条赛道,一条象征着对工匠精神的传承弘扬,另一条则是希望能够激励创新。在传承基础上创新,也是训练中心的理念。"李双寿介绍,工匠传承赛道参赛作品主要来自训练中心相关实践课程,学生可以直接将课上的优秀作品用于参赛,以此考察其对基本工艺技术的掌握与理解,"这也是为了激励同学们在日常课程中做好每一件作品,将精益求精的工匠精神贯穿其中。"
探索拓新赛道则重点鼓励团队关注"四个面向"领域的难点、痛点问题,以创新技术、创新产品展示双创成果。
今年举办的第三届大赛,以"发展新质生产力,培养新型劳动者"为主题,新增了融合创新赛道。
"发展新质生产力,离不开新型劳动者。既有工匠精神、又具备创新能力,这样的新时代工程人才,才符合新型劳动者的要求。"李双寿介绍,融合创新赛道将举办产教融合分赛,赛题和评选要求由大赛组委会与合作企业共同制定,鼓励学生面向产业实际需求搞创新。
"对大赛中诞生的优秀作品乃至初创企业,我们还会进一步加大支持力度。"刘迅表示,"当然更重要的是,希望大赛能在同学们心中种下工匠精神、创新精神的种子,成长为新时代的创新型劳动者!"(记者都芃)
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