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時間:2020-11-17 來源:中國科學報 作者:陳彬

中國科學報頭條:一個傳統學科的轉型之思

11月7日,北京交通大學電氣工程學院迎來了建院20週年的日子。

對於一所學院來説,20歲顯然還很年輕。然而在我國的學科發展史上,電氣工程學科早已是百歲“老人”。事實上,早在1908年,我國曆史上第一所交通大學——南洋大學堂在成立之初,便已經設立了電機專科電氣工程專業。

如今,這門有着百年曆史的傳統學科正面臨着新的學科發展形勢、外部環境以及自身人才培養理念的挑戰。基於此,北京交大電氣工程學院在其建院20週年的特殊日子裏,邀請了多位國內高校電氣工程領域的專家學者,針對該學科當前的機遇與挑戰分享真知灼見。

新形勢下的挑戰

2017年2月18日,教育部在復旦大學召開了高等工程教育發展戰略研討會。會議發佈的《復旦共識》,讓“新工科”成為了至今都在引導高校工程學科發展的一個重要概念。

在華北電力大學副校長王增平看來,“新工科”建設涉及眾多學科的轉型。其中,電氣工程學科可能既是與其聯繫最為緊密的學科,也是轉型壓力最大的學科。

“這種壓力和挑戰來自於我們此前教給學生的知識體系將發生重大的變革。”王增平説,此前電氣工程學中,以電磁感應為基礎的發電、輸電、用電等相關內容,可能要被加上大量涉及其他學科領域的設備控制系統的內容。同時還要在原有的物理系統上,加入強大的信息系統,並實現兩者的融合。“這對於我們的專業結構以及課程體系都是重大的挑戰。”

對此,西南交通大學副校長馮曉雲也表示,作為一門很“硬”的學科,目前電氣工程學科從發電、輸配電到電能轉換及控制,乃至於儲能等多個方向都面臨着嚴峻挑戰。

“從目前來講,指數級增長的學科知識體系,越來越短的知識半衰期,以及新能源、互聯網、人工智能、大數據等技術所帶來的產業轉型升級,都對我們培養面向未來、引領電氣工程學科發展的創新型人才提出了越來越高的要求。”馮曉雲表示,這些要求既包括人才培養的頂層設計,也包括教師的“教”以及學生的“學”。“我覺得自己面臨的壓力和挑戰還是挺大的。”

儘管面臨的壓力很大,但這並不代表電氣工程學科未來前景黯淡。正如王增平所説,“從某種角度説,社會發達程度的一個重要標誌,就是在終端能源消費中,電能所佔的比例越高,社會就越發達。因此,電氣工程不管以何種形式呈現,總歸是不能替代的,只是我們該如何跟上形勢”。

學習中心的轉變

在發言中,針對傳統專業升級改造的背景下,電氣工程學科對高校教學所提出的新要求,天津大學教務處處長李斌提出了兩個問題:教師如果還講授現有的課程,是否能適應當前的社會所需?目前學生的學習是否還應延續原來的純課堂、純課本的學習方式?

“在這兩個問題上,我們都應該打一個很大的問號。”李斌説。

對此,馮曉雲坦言,目前電氣工程領域的教學的確到了需要變革的時候,即從以教師為中心的知識教學體系,向以學生的學習和成長為中心的教育範式變革。

“現階段要實現這樣的變革,其難度是相當大的。”發言中,馮曉雲解釋説,這是因為目前在教學中處於主體地位的教師,幾乎都是在以教為中心的環境中成長起來的。“要變成以學為中心,説着容易做着難,要從頂層設計到培養方案,再到課程體系,以至最後的內部質量保障進行全系列調整,並非一朝一夕就能完成。”她説,不過此時的確是一個開始改變的好機會。

在這個過程中,李斌表示,科教和產教融合是一條必須要走的路。

據介紹,目前天津大學已經在推行新工科平台建設。其中,促進科教與產教融合便是該平台的重要使命。“我親歷的這個過程異常艱難,我們的課程也在做項目制改革,但很多教師並不適應,也有學生對此不適應。”李斌説,“但我和師生們説,如果我們以不適應為理由退回到原點的話,在目前的教育體制下,對於一所大學而言,面臨的問題會是教學方式是否跟得上新形勢。而如果將視角放到全國的大環境中,我們就要考慮是否能夠適應迅速發展的產業變革了。”

通識教育的要求

早年,武漢大學電氣工程學院院長唐炬曾就讀於西安交通大學。回想起自己的本科生涯,唐炬覺得當時的學習狀態與如今學生們的狀態有很大不同。

“那時,我們在校四年的全部任務就是讀書,加之學生數量很少,因此接受的類似‘精英教育’。”唐炬説,而如今的學生一方面要承受巨大的實習和工作壓力,導致其學習時長大大縮減,另一方面大學生數量激增,其學習狀態早已和此前不可同日而語。

“此種情況下,我們要反思目前所施行的類似於‘精英教育’的模式——強調專業性,且每門課程都要研讀很深,是否還適合學生實際。”他説,抑或是應該走另一條路——拓寬學生的知識面,提升其本身的學習能力。

對此,清華大學電機系主任曾嶸表示,當前,電氣工程學科已不是傳統的以電磁理論為代表的學科,而是要求與信息技術、材料科學等進行更廣泛的學科交叉。這會大大提升電氣工程學科的發展,但與此同時,也對傳統電氣工程的課程建設提出了交叉性的要求。

基於此,清華大學正在嘗試將能源與互聯網作為兩條課程主線加以結合,使學生能夠以電磁主線為核心,同時將信息主線作為有力的補充和技術支撐,讓學生有更廣闊的思維空間。

唐炬坦言自己很贊同“通識教育”的理念。“我們傳承多年的專業化教育模式,更適合於當下的碩博士研究生培養。然而,在本科生階段,課程可能需要更簡化一些。”唐炬建議,一個專業最多容納8~10門核心課程,這些課程能使學生對這一專業達到基本掌握或瞭解的程度,並基本滿足學生服務社會的能力需求。“至於騰出來的大量時間,則允許學生選擇一些他們自身感興趣的本學科或跨學科課程。”

唐炬同時強調,在培養過程中,教師要注重培養學生應變社會、適應社會的能力。“換句話説,也就是自學能力,這是通識教育中非常重要的一個方面。”

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