工程教育.包括高等,中等及初等三个阶段,本文所讨论的,以高等教育为主,附带提及和中等、初等的联系问题。
近来,《光明日报》上,登载了马大猷、钱伟长两先生和本人的几篇专论,提出了许多工程教育里存在的问题,让我们从事教育工作者,得有发表意见的机会,我们对于《光明日报》,非常感谢。从这些问题里,看出目前工程教育,确实是应当要研究改革了,马,钱两先生在他们的文里,很详尽地说明了工程教育的内容和性质,指出了过去的种种缺点和痛心的实例.并旦进一步地提出了原则性的方案。马先生的建议是:(1)在学习前先入工厂实习一年,有许多好处。(2)首先要精简课程,逐渐走向专门化的方向。(3)大量举办专修科,主要吸牧在职干部和青年工人。钱先生的建议是:(1)普通技工的训练,在生产机关里做。(2)技术员的训练,通过中等技术学校来做。(3)工程师的训练,通过高等教育机关来做,要在全面的科学基础上专门化,不宜操之过急。(4)技术专家的养成,通过研究和专业工作。(a)在高等教育内,教育的步骤,也是一个专门化的过程,先是基础科学理论,然后分系分组,最后有毕业论文的训练,和工厂实习,逐步达到专门的目的。(6)努力克服困难,如设计制造师资的缺乏,逐步减少纯经验的训练,加强基础的科学理论课程,实验实习过程。(7)大量地创设中等技术学校。办工厂训练班,在大学附设高级的专修科。 (8)中等技术学校的毕业生,有条件地送人大学,接受全面的科学训练。
这些建议,一般说来,都是很正确的,如能做到,对于工业生产,当然有极大地帮助。然而仅仅这些建议,便能改正目前工程教育里所存在的那些缺点吗?我们知道那里面的缺点,有的是因为制度关系,有的是因为办理不善。如果制度不好,即便是办得很好,对于工程教育,就可能有改进吗?我们过去的工程教育,多半是抄袭美国制度的,我们过去办理不善的种种缺点(如同依赖性,盲目性,投机性),在美国一般的好的工学院里,是不存在的。然则我们纵然办得极好,而不从制度上、内容里去研究改革,其结果还不是和美国的工学院差不多吗?
我们先来看看苏联的制度:(1)高等学校的主要类型,为大学及专门学校。现有八百多所的高等学校里,只有三十几所是大学,其余七百多所都是专门学校。大学本身的任务,是培养研究机关科学工作者和中等学校的教师,因而所设的学系,限于文理,且为数不多。如莫斯科大学,共只有十一个系。但大学里同时附设很多的专修班,学习年限较短,如莫斯科大学即有五十六个专修班。(2)专门学校的种类繁多,在工业方面,一般的冠以“高等工艺”,“机械工程与动力”,“矿业与钢铁工业”,“高等化学”,“高等建筑”,“高级电信”,“高等测量与气象”,“高等粮食工业”,“高等木材工业”,“高等纺织”,“轻工业”,“印刷工业”等等的专门学校的名称,其个别的,举例而言,有“汽车工程学院”,“航空学院”,“交通器械制造学院”.“汽油学院”,“泥炭学院”,“建筑物品工程学院,“制冰工业学院”,“超重机经济学院”等等。这些专门学校的入学学生,要有中学毕业证书(即读过十年制学校者),在校学习四年到五年半(个别情形有延长到六年的)方能毕业,可见其程度之高,亦可见其分科之细。(3)专门学校的学生,除在校内听讲,并做实验外,须经过三个阶段的生产实习,在生产机关的现场里进行。其最后一段的实习,是为作毕业论文准备的,时间有的延长到三十六周(如高级建筑)。(4)专门学校里学生的学业时间分配,视其学校类型、任务、及学科性质而定,大概课室讲授占百分之四十到五十,实验室和实习作业,占百分之五十到六十。(5)工科学生的毕业论文,主要的是为解决生产部门里存在的实际问题,因此学生须要了解整个生产系统,并知其生产过程的管理。
从苏联的这种制度里,显然看出他们工程教育的方针,是要训练“见闻广博的高度熟练专家”,和美国大学造就通才,是大不相同的。所以他们现在每年就有十几万个专家,从学校走向生产,从事经济建设,这是何等浩大的技术队伍!反观我们现在的工程学生,数量微小,不去说他,即此微小的数量,是否已得到适当的教育?如果还没有,趁此数量不多的时候,进行改革,准备迎接将来更大的需要,岂非学习了先进国家的经验。
但是我们学生的情况,有很多地方和苏联的不同,比如:(1)我们大学生是高中毕业程度,比苏联的十年制多一两年(如数学里,我们学生是读过解析几何的)。(2)苏联十年制学生,已知理论联系实际了,并有操作实习,而我们是没有的。(3)苏联是高度工业化的国家,学生在未入高等学校之前,已经有了工程的认识和气息,而我们是没有的,我们过去是个文弱的国家。因此苏联的制度,我们还不能全部采用。
我们的工程教育,必须参考苏联制度的精神,配合到我们的国情,来拟定我们的方针与方法。
(一)方 针
首先要解决通才与专才的问题,亦即通才训练与专业化问题。从整个科学和技术来看,任何一个科目,都与很多的其他科目,或多或少,或远或近的互相关联,因而学术(包括理论和实践)里面的“通”,是广宽得无边际的,并非任何一个人的精力所能得到的。但每一科目的“专”,因为局限于科学进步的程度,不得不有其一定的深浅,于是专家即有造成的可能性。专家欲在他那专科里更求深造,必须多了解与他有关的其他科目,尤其是对他直接有关的有系统的自然科学。了解的科目愈多愈深,便愈能提高他本行专业的水准,而成为更高度的专家。好比垒石为塔,塔底愈广,塔顶愈高。因此,我们高等工程教育的方针,应当培养专门性的工程师,亦即是应和苏联一样,造就高度的熟练专家。但为了他将来还需要更专起见,应当同时给他全面的启发知识,作为他扩充塔基的工具。这便与美国制度制造通才,基本上有了区别。美国工学院毕业生,只有塔底而无塔顶,这塔顶是要出了校门以后,再去建造的。
我们讲专才,专到什么程度,当然应与实际生产能配合。苏联今天的工学院,有专到以汽车、汽油、制冰为院名的,其学院里分系之专,更可想见,我们当然是办不到的。但我们的教育制度,必须要与生产配合,随生产专业化的发展,来分院分系,不能像美国一般的大学一样,不论外面生产情况如何,工学院里的分系分组,总是保持那“古典”式的老套,至多不过添些选课而已。即以今天中国工业落后的情况来看,如果仿效苏联,开办几个“动力学院”、“电机工程学院”、“公路学院”、“炼钢学院”、“化工学院”、“矿业学院”等等不太专门的高等学校,以便四、五年后,有许多专家来服务,似乎也不太理想吧?
上面说我们高等工程教育的方针,应当训练专才,这并非说工程师应以专才为满足,相反的,工程师的知识,是应当力求广博的。但这广博知识不一定要在学校里得到,工程师在学校里得到的,主要的应当是专业训练,和训练中的学习工具。有了工具,他便能独立研究,从事开拓他知识的田园,而逐渐成为通的专才。美国制度是希望工学院的毕业生,以通才的底子,逐渐求专,和上述先专后通的目标,有极大区别。毕业生如是专才,他便能立即服务,因服务的需要而要求“通”,于服务机关是有益的。毕业生如是通才,他非再经专业训练,不能担负任务(我们以前的大学工科毕业生在铁路服务时,须经实习一两年,便是一例),这求“专”的时间,于服务机关是有损的。而进一步对学生本身而言,由专而通,是加强专的,由通而专,是削弱通的,更足见前后次序的重要。
(二)方 法
有了方针,从现时工程教育的情况来讲,应采用何种方法,来达到这个目的呢?这在我们政协纲领里面,早已有明文规定,“理论与实际一致”。这好似一句原则性的话,但同时也是最现实的话,因为我们过去的工程教育里,理论与实际太不一致了!这个好方法,如何实行呢?照现在一般的意见是:(1)精简课程。将不必需的课程淘汰,采用重点发展或分组学习的原则。但分组的数目,不宜太多,而各组共同必修的课程,占到全部时间一半以上。(2)增加实习。精简课程后,余出来的时间,除为政治课应用外,分配到实习课程。此外加强暑假的校外实习,从第一年级起连续三个暑假,做由“认识”、“操作”而“专业生产”的现场实习。(3)改编教材。使书中所述的,切合于我国现状,并一律用中文讲授。(4)将学习时间,从四年延长到五年。第一年完全在工厂做生产操作实习,补足高中毕业生的生产常识,如机械系所建议,或在第五年往工厂进行专题研究,如化工系所建议。以上这些方法,如果统统实行,在我们工程教育上,当然是前进了一大步。尤其是重点发展分组学习的原则,对于专业化的要求,已可满足一部分。倘若分组后,每一组的学生人数相当多时,这一组也可以和苏联一样,成为一个单独的专业的学院了。然而这些办法里,关于实习部分,是就原有的制度规格,教学内容,勉强地,生硬地加进去的,在实行时必然要发生以下的问题:
(1)学校与工厂的配合——现在各大学,因为以前模仿美国,是以造就通才为目标的。所定课程,由基本理论,经应用理论,到专业理论,完全依照理论上的发展,自成一套系统,是由内而外,由抽象而具体的。但现场的实习作业,却是不可避免地由外而内,由具体而抽象的另一套系统。这两套系统,是反向逆流的。只看大学里第一、二年级的课程,大半是公共必修课,而每课教学内容,对各系学生,又都是相同的,因此第一年级的学生不分系,第二年级的学生不分组。但生产部门的任何一个工厂(这个名词,在本文里包括土木系现场工程),却无一不是专业的。第一年级读完普通基本理论的学生,去到工厂里做“认识”实习,这认识与他的基本,有什么关系?第二年级读完普通应用理论的学生,去到工厂做“专业”实习,他的应用理论,对于专业,又起何种的作用?第三年级读完一部分专业理论的学生,去到工厂做“生产”实习,他这一部分的专业,就适巧是那工厂里的生产吗?如果那工厂的生产专业课,是要在第四年级讲授,不就成了先实习后理论了吗?
(2)理论与实际的配合——学校里所谓理论,多半是指以数学为主干的理论,是举一反三的理论,因而也就是原则性的理论,(受了通才训练的影响)。但工厂里所谓实际,多半是指有高度效率的生产,是狭隘的、精深的、具体的实际(有时也不免有偏差存在)。学生一肚皮的理论,去往工厂实习,而看到、感到、领略到的实事,却多半与他所学的不相谋,大小不投,深浅不合,甚至有些矛盾,于是在他短短的实习期中,不过得到些模糊概念而已,反而妨害了理论与实际的结合。在美国的大学里,因为与生产隔了主人,它里面的训练,以理论实验为主,希望学生在毕业后,进入工厂,再与实际接触,是一种由理论而实际的“衔接联系”(前后一致)。同我们所要求的一面理论,一面实习的理论和实际的“平行结合”(同时一致),是大不相同的。我们大学,过去受美国影响太深、对此应特加注意。
(3)基本与工具的配合——理论与实践,谁是根本?谁是工具?在学校的看法,理论是基本;工厂的看法,理论是工具。这两种看法,对学生实习,有极大妨碍,其实是都有问题的。近代科学发达,技术进步,当然是靠理论的推动力,然而理论的根源是在实践,而复杂的理论,更需要实践(实验)来解决。理论扩大实践的范围,实践提高理论的目标。每一工程问题的理论,后面必需要紧接实践,而实践的后面,又必有新的理论。两者紧密循环的接合,便使理论与实践融会成一体。因此理论与实践,是互为基本,互为工具,而不应强分高下或形成孤立的。学校里必须打破理论为基本的成见,工厂里也必须理论对实践的作用,然后这基本和工具,才能配合,学校与工厂间的鸿沟才能消除。
(4)理论与实习的配合——原则上讲,理论学习是应与实习同时进行的,但事实上不能不有先后(实习时应有讲解与说明,里面不需要数学,故非此地所谓的理论),于是发生理论与实习的次序问题。现在学校的看法,是理论在前,实习在后;基本理论在前,应用理论在后,因此三者之中实习便不得不排在最后。但同时又觉“认识实习”,应排在最前(所谓认识实习,不应只是参观,也非高中时应有的操作实习,而是认识生产力的运用和施工等的实践,这是与专业理论有直接关系的),这种矛盾思想,如何能解决呢?
(5)理论与技术的配合——学校里对于学生程度深浅的看法,是与工厂不同的。学校以理论为重,理论分数高的(尤其是微积分),便是程度高。但工厂是以实践为主,与学生的尝试,劳作,积极性等的要求,认为更成技术训练的基础。这种差别的原因,发生在学校的制度和内容里。学生的理论程度较高(学生从小学到中学到大学一年级,其理论程度是逐渐提升的,但在二年级以后,便转变方向,甚至降低了。以土木系四年级为例,课程中虽有用到微积分的地方,但一般来说,还是比一年级的还容易),而技术能力甚浅,如何能使学生在技术和理论方面的深浅程度,配合得当,是应在课程的内容和排列上,加以考虑的。倘若每年的理论课程,配合实习,同样的由简到繁,有具体到抽象,由认识而专业,由专业而生产,与在工厂里的过程相同双方对学生程度的看法,便自然的会一致了。
以上所提关于实习各种问题,只是从课程方面着想,此外在工厂方面,还有学生生活与工作所需的设备,教师指导协助的供应,生产秩序和成本的维持等顾虑。在实习问题外,学校和工厂间的联系,还有教授和工程师间的交流,生产技术的研究,学生的就业服务,和在职干部与工人的进修训练等。都应逐渐的加以解决。其中教授与工程师的交流,有一奇特现象,即双方各有其理论和经验上的准备,易地而处,便格格不相入(美国情形,亦复类似)。若想到工厂里的工程师,以前本是大学毕业生,而经过了实际锻炼,今天反与大学脱了节,亦足证明大学本身,是早与实际分离了!因之今后的工程师,能否与教授交流,是大学内理论与实践能否一致的一个验证。
(三)建 议
为了解答上述的种种问题,本人曾提出“先习而后学”的建议,登载于本年4月29日《光明日报》,业经引起了不少的注意和批评,甚感兴奋。这个建议的特点,补充说明如下,借作对批评的总答:(1)先习后学,便是先知其然,在知其所以然。一般的看法认为难行,但举例来说,无线电视需要较深的理论的,但修理无线电收音机的人,却能知其然而完成任务,如在教以理论,他更能知其所以然,他不也成为专家了吗?理论对他本是一道墙,但在他有了经验后,这道墙变成了巧妙的工具。同样理由,这个习而学的办法,足为工农打开大学之门的一条捷径。(2)先读专业理论,后读“基本”理论,在遇到数学公式时,是否因不知其理论上的来历,而不为学生所接受?但公式用途在生产,先明白了公式的用途,是否会引起学生更大的兴趣?这是否为更合理化的教授法?(3)先习后学,所习得是工厂实际,既非只是为了实用,更非要为理论做验证,用自己的累积经验,但总结科学理论。这种总结,前人以做,何必重复浪费。至于在学校实验室里,证明理论公式(如牛顿定律的“来历”,便非理论,而是实验),实践如是“串”,理论便是“贯”,当然是先有了串再去贯。为了学习专业课程,最能帮助学生了解的办法是叫他先明了现场实际情况,还是先明了专业“基本”的理论?(5)先习后学,并非不学。相反的,先有了实际经验,再学高深理论,这理论的了解,将是格外的透彻和巩固,因而学生也共有创造力。(6)先习后学,是为了获得最全面的知识。首先在工厂里实习,学生所领悟的工程需要,比在课堂里面获得的多的多。现场的田地,是比教科书广阔的,因而学生也更富于积极性。(7)先习后学所需的时间,和现在先学后习,是相同。从工程训练来讲,先有工程背景,理论的掌握,变更为完整,更为充分,因而培养了学生的领导能力。(8)先习后学,需要在实践和理论方面,有彼此呼应,由浅而深的步骤,因为实践必须要有规律,有层次,于是理论也跟着成为有系统,有条理的知识。
然而这个办法,还非立时即可实行的,其中师资、教材、设备及工厂联系等问题,都需要充分准备。因此我们可有长期的讨论和研究,来求其更圆满的实现,希望工程专家及教育工作者,多多指教。
这个建议,提出很早,最初登载于二十五年前上海南洋大学(今上海交大)的三十周年纪念刊,其后转载于同年的“工程”杂志。其实这个建议,也非新发明,早在两千年前,《四书》里的《大学》,已经说出了“致知在格物”,而在前清末季,且已有了“格致书院”的设置,当然都未发挥作用。今天我们来重提“学”“习”或“格”“致”的先后,应当正是时候了。