金涌院士:多维度思维方法养成是新工科教育目标之一
如何看待“工科理科化”现象?我国是工程教育大国,却在许多高精尖制造领域被“卡脖子”……在时代发展的大变局中,为了厘清工程教育中存在的问题,助推其更加健康地发展,《中国科学报》从今日起推出“工程教育大家谈”栏目,邀请学术界、产业界的专家学者共同探讨当下工程教育中存在的问题,并提出建设性意见和建议。
要想实现我国科技创新在高端领域高水平发展,高校必须在新工科教育中着力思考如何培养创新型人才的问题。放眼全球,国内外高校围绕这一话题的探索和实践已非常丰富,如果相互借鉴则会收获颇丰。以美国麻省理工学院为例。该校为了提高工科学生的创新能力,在大一新生中专门开设了一门32学时的选修课“思维方法”。之所以如此,是因为他们认为多维度思维方法的养成在新工科建设中有着重要作用。
结合中国国情,笔者也认为,多维度思维方法可能是未来开启工业界和社会发展创新、创业之门的钥匙。相关培养可以确保“在校教育”与“终身自主学习”相衔接,有助于实现“科学”“工程”“人文”与“艺术美学”的多学科融合,有利于原创性和颠覆性的创新、创业的形成。
在笔者看来,涉及创新的多维度思维大致可分为以下几类。伦理思维:所有创新必须符合人类伦理道德,这既是前提,也是不可逾越的底线。
创造性思维:创造性思维可细分为很多方向,包括分析性思维、系统性思维、抽象思维、观察—验证思维等。批判性思维:批判性思维包括辩证思维、反向思维等。它要求人们能够透过现象看本质,即从已有理论、规律进行推演,从不同视角对过程进行解析,探索事物间的联系性、学说间的内在关系。
团队合作思维:科技的飞速发展使学科分化和交叉不断加强,某一领域提出的命题与许多学科相关,使物理、化学、生物、信息等多学科都有介入的可能和必需。市场性思维:对于一个伟大的创新发现发明过程,从开始立项到结果产生,发明家都应清楚它的社会价值,工程研究与纯科学基础研究的差别正在于此。
总之,为了培养高素质创新型人才,新工科教育要不断进行改革。其中重要的一点就是不仅要灌输给学生大量前沿信息和知识,更要多维度开发学生的创新性思维方式,解决只依托已有知识或已知自然规律研发,与依托想象力进行开创性工作之间的矛盾,激发学生内在的创新潜能。多维度思维方法的养成,无疑是创新工科教育的重要环节。