黄真：中国的高等教育模式和教学改革

点击：  作者：黄真    来源：昆仑策网【原创】  发布时间:2018-11-04 09:40:22

 

【作者简介】黄真，燕山大学教授、博导，1959年毕业于哈尔滨工业大学，燕大机器人研究中心名誉主任，中国机械工程学会机构学专业委员会名誉主任。他是我国最早从事并联机器人研究的学者，在国际上也是最早的几位学者之一。他是燕大最具特色享誉海内外的一个学术方向，他的学术著作为我国各方面并联机器人理论研究与应用提供一个高的理论平台。他在学术上最突出的贡献主要在三个方面：建立了并联机构机构学系统理论；解决了国际上持续争论了150年的统一通用的自由度原理与公式；首创并联机构的通用综合原理。黄真教授将120余篇论文发表在国际顶级期刊或国际大型会议上。出版学术专著六部，包括2012年由IFToMM（国际机构学和机器科学联合会）推荐由Springer出版社出版的《Theory of Parallel Mechanisms》。黄真的研究被誉为中国机构学发展的第三个里程碑，2010年还获得国际机械工程 IFToMM组织授予的“卓越成就奖”，是该奖开奖来第一次授予华人。黄真团队并成功将并联机构学理论直接应用于国家高技术的多个方面，取得许多成果，包括亚洲最大的上海65米射电望远镜，和贵州500米口径FAST射电望远镜的研制工作。该望远镜机械系统的核心部件馈源仓就是依据6自由度并联机器人机构学理论所建造。

 

哈尔滨工业大学

本文讨论关于中国的教育模式和教育改革。由于我是50年代哈尔滨工业大学的学生，那时接受的大学教育完全是苏联模式，改革开放后又学习和实践了西方的教育模式，对于两种模式都有亲身体会，我又经历了多次的教学改革，愿意对这教育模式和教学改革这两个问题做一对比分析，总结一下我们的经验教训也许是有益的。

 

1. 如何看待建国初期教育

模式上的学习苏联

 

现在普遍认为前苏联的教育模式是有缺陷的，它的“专才教育”过于强调专业化，还不利于培养创新性人才，是计划经济下的产物。然而探讨苏联的教育模式要考虑到他们当时的历史背景。众所周知，在苏联十月革命前，俄国还有农奴制的残余，国家远未工业化，生产力十分落后低下。1917年革命胜利到1941年发生了德国入侵而开始了卫国战争，其间还有约3年的苏维埃政权保卫战，历史只留给了苏联人不到20多年的和平时期，只有在这个时期内他们可以稳稳当当地发展他们的工业。

 

让我们先看看从战争开始到1945年打败希特勒，此期间苏联生产出重型军事装备：

 

火炮：83.4万门（含迫击炮34.8万门）
坦克自行火炮：10.8万辆
飞机：158,218架

 

同期美国生产：

 

飞机：296,429 架
坦克和自行火炮：102,351 辆
大炮：372,431 门

 

德国生产：

 

坦克和自行火炮49,341

  飞机113,514架

 

虽然说当时苏联是处于严重资源匮乏，自制的武器也相当的简单粗陋，劳动力也严重缺乏且是经过全民极限地动员，但比较地来看生产力确实是大大提高了，其工业化的发展速度也因此还是显得相当地惊人。而且22年中苏联面临无情地的现实就是它处于四面楚歌之中，敌对势力的严密包围。工业化，建设国防，这是他们第一的任务。

 

有文献记载；“一段时期内，实行计划经济的苏联，发展速度大大超过了实行市场经济的国家。1929-1933年，美国爆发经济危机，随后蔓延到资本主义各国，企业大批破产，工人大量失业，资本主义世界工业生产总体上下降了37.2%;其中美国下降40.6%，法国下降28.4%，英国下降16%，日本下降8.4%。一些国家的经济退回到20世纪初、19世纪末的水平。苏联经济却没有受到冲击，反而蓬勃发展，仅用 20余年时间就走完了西欧资本主义国家用 100年走完的工业化道路，成为欧洲第一、世界第二的强国，奠定了后来能够与美国争霸的基础。二次世界大战，苏联模式也成功经受了考验。”到1975年，苏联的工业总产值已达美国工业总产值的80%以上，而农业总产值达到85%。

 

苏联工业化过程有如此高速的步伐，他们高等教育的贡献率高必定是其中主要原因之一。从这个角度看，不能不说他们的教育为此立下大功。而且时间上仅仅短短的（1917-1941）24年！

 

第一个太空飞行员苏联加加林

再进一步看，在二战之后的冷战时期，苏联军工更突飞猛进，几乎与美国并肩，成了世界上的两霸之一。导弹，核武器，人造卫星……都能够时而领先。而且这些是在美国绝对地封锁下独立完成，自然其中包含了大量的创新。例如在航天上，是苏联的航天员加加林首先遨游太空。

因此，也就不能说，苏联教育体制下培养的人不能创新，不会创新，不能说说苏联的教育模式不利于培养创新性人才。

 

从实践是检验真理的唯一标准看，苏联教育满足了苏联工业化和大力发展工业的需求，其教育模式十分适合苏联那时的国情，达到了让它能够快速发展的目的，而且创新也层出不穷，所以对当时的苏联教育应该给与恰当的正面的评价。在他们的这个计划经济阶段的‘专才教育’模式是正确的。是适合苏联当时的国际和国内的现实，虽然它也有自身的缺点。

 

对于那个在特殊历史条件下的苏联教学模式的思考，最后还应该从它这个特殊性中，发现其所具有的有意义的普遍性内容。首先就是苏联的教育模式也可以培养出大批创新性人才；其次，它的专才教育模式它仍有一定的意义，他能尽快地大批的有针对性地培养出适用的人才；第三，苏联教材具有的理论的高度系统性，这是想培养高层次人才学习理论所取的正确之道。我想，这几条是有普遍性意义的。

 

再谈到我们新中国在建国初期的教育，由于那时中国也是计划经济，那时的大学教育模式完全是学习苏联，采取苏联教学模式，包括苏联教材。我就是在苏联教学模式下读完了大学，有亲身的体验。改革开放后的几十年，又学习西方的教育模式与经验，我也一直在教育战线，因此可以再看看和对比两种教育模式。

 

我是1953年上的大学的，我上大学时正值“全面学习苏联”。上的恰巧是中国学习苏联教育的样板哈尔滨工业大学，它完全是按照苏联模式进行教学的。我体会那时苏联的基础教育还是十分严格、十分系统的。具体的说，那时哈工大正是采取苏联一流的鲍曼工业大学的模式，许多教授也直接请自鲍曼。在学制上，鲍曼是实行五年制，哈工大也是五年制；在专业划分上，鲍曼是专才教育，哈工大也取专才教育，专业划分的很细；再看看那时学的课程，学习了鲍曼的重视基础理论教学。就拿“高等数学”说，这门课要学习两年四个学期，我们高等数学课程的主要教学参考书就是他们用的内容非常系统丰富的斯米尔洛夫著的6卷本《高等数学》，再看机械工程专业的四大门专业基础课《理论力学》，《材料力学》，《机械原理》和《机械零件》也都是取的苏联教材。这四门教材后来又由我们自己根据中国情况不断地改编。改革开放后这30余年来，又学习西方，包括引进他们的教材。可是对于这四门课的教材不断地改编来改编去，再看看如今我国许多大学机械类专业应用的经过多次改编后这四门课程的教材，还都是又回到了苏联教材模式，或看到原苏联教材体系的影子。可是对这四门课我们却没有看到西方更合适的教材。哈工大五年的学习，教材理论系统完整，学生的基础是很扎实的，基础的扎实也使后来转行的一些学生并没有发生太大的困难。从道理上说，“理论越深，其覆盖面越宽”，这应该是不争的哲学道理。

 

几十年过去，回过头来再看看。我们都知道，思考问题要理性，做科技工作的更要理性地思考分析。什么是理性的思考？就是要依据已有的理论。因此，理论学习就很重要了。如何能够深刻掌握理论？这只有系统地学习才行，不系统地学理论，蜻蜓点水那是学不到手的，不系统的理论学习绝对学不到理论。如此说，系统性强的苏联教材是非常好的教材，中国继承了这个好的传统。这让我们看到至今教学改革，改来改去，现在的中国教材又显现出苏联教材的影子。无论是机械类的四大基础：《理论力学》，《材料力学》，《机械原理》和《机械零件》都是这样。这个回归方向是正确的，这也是必然的合乎规律发展的结果！

 

说到苏联机械类专业的划分，确实是“有一个机械工业部门，就有一个对应的机械类专业”，是典型的细分的"专才教育”。拿我在哈工大所学专业来说，那时我的专业就是“轧钢专业”，其实轧钢专业又被分为更细的两个专业，当时北京钢铁学院和东北工学院它们的轧钢专业是“轧钢工艺”，而哈工大的是“轧钢机械”，偏重于轧钢机械的设计与制造。看来学习苏联的专业划分真是窄的无法更窄，真正是计划经济下的‘专才教育’。可是再看看东重“轧钢机械”这个专业培养的学生，毕业后大都按“计划”分配到全国重型机械行业众多的工厂、企业、研究所、学校。不可否认，中国重型机械行业为中国今天能够成为制造大国，以重型机械制造为培养目标的东北重型机械学院培养了大批需要的人才，他们为建立和发展重型机械行业做出了巨大的贡献。这些学生在学校里学的是重型机械，工作是重型机械，他们出去就胜任了工作，做的又很好。如此说，那时的‘专才教育’这个教育模式确实也真是适合当时的中国国情。为中国工业化做出了贡献。

 

如今我国的主要教学模式已经不再是“专才教育”，国家也已不是那时的计划经济。但其实，学校里的“专才教育“的优点也真不能完全否定。前些日子不是看见发生了儿科大夫严重缺少的问题吗？特别是当放开二胎之后问题更为突出。我总想不通，难道你不可以把其它学科的大夫转过来吗？应急调些其它学科大夫来是可以，但舆论界都说那仅是暂时的应对。1983年我国曾设立儿科本科专业，但从1998年开始被合并取消。今年政协委员联名致信教育部，请求恢复本科中的儿科专业。这里看到还是应该由儿科专业来培养儿科大夫，由其它专业转来是不能满足要求。这个专才教育在医学界还真是很必要的，不可或缺的，更是不能够否定的。

 

说到这里，也牵涉到计划经济下优先发展重工业和自由市场经济下优先发展轻工业两种发展途径的对比。若中国当时不发展重工业，一直按自由市场运作搞轻工业，是能够从制造暖瓶发展到热水器，从电扇发展到空调，从高压锅发展到电饭锅电磁炉，从计算尺发展到计算机……，这将会是什么样的一个缓慢过程？何时能够制造飞机、汽车、核潜艇？当时的国际环境允许这么缓慢发展吗？而且‘教育’又是不着边际的“通才教育”。如果是这样，今天决成不了制造大国，更难望何时能成为制造强国。

 

印度就是这样的反例，它没有坚强的重工业的基础，又总幻想成为军事强国，这正是一直为人们所诟病的原因。

 

我们且看，印度首架国产先进战斗机“光辉歼击机“ 2015年1月才交付了空军。该机研制用了从 1983年至今长达32年的周期。至2014年，共计生产14架。而中国的歼-10战机1984年正式立项，2004年列装部队，至2014年这时中国空军已经装备了200架。这就是为什么有人说：“唱不衰的中国和赞不起来的印度！”

 

俄罗斯以及今天的中国，都放弃了完整的计划经济，原来的教育模式也发生了变化。市场经济下，专业过细也就难以找到对口的工作，教育也就要口径宽些。欲想达到宽的口径，当然其基础不仅不应该缩减，相反应该加强甚至应该更宽些，唯如此才能以适应不同的工作需要。若再考虑到美国的那几所世界顶级高校（不是全部高校），它们与其一般高校有极大地不同，那就是在这些顶级高校里他们更是那么地重视基础理论学习，对基础理论重视的程度甚至还远远高于中国，这是我不曾想到的。那么我们想要在科学技术的探索上获得更多的原始创新，我们不能不考虑是否应该和如何再加强基础理论的功底。

 

当然，我们现在的教育模式也存在许多方面应该提高应该改进的问题，包括如何克服应试教育的弊病、学校在科研中如何去行政化，但这些不是本文主题。

 

2．关于教学改革

 

“理论要结合实际，教学要适应宽口径，更好地适应社会需求”，我想它真应该是像我们这样类型大学教改的出发点。而对于国家企望建设的那些“国际一流大学”则不应该是这样，像清华北大真正是不应该以就业为培养学生的直接目标。

 

潘建伟在实验室

 

理论要结合实际，这不仅是原则，也须要具体体现在教学的过程中，是大学课程教学的一大原则。人类的知识是包括了两个方面，理论知识只是其一，另一半就是实际知识。不仅任何理论知识都是来自实际，是实际认识和经验的理性“升华”，而且理论只有回归去服务实践才有其理论的价值，它必须服务实践的。在学校里我们集中精力学习了理论知识，毕业了也还仅仅掌握了人类知识的一半，所欠缺的实际知识就要在毕业后的实际工作中努力去弥补，努力向实际学习。虽然在学校以学习理论为主，但完全脱离实际不仅学不好抽象的理论，它不符合人的“由感性而理性”的哲学认识规律，更不符合我们的培养目标。

 

但就理论与实践两方面来说，学校里当然毫无疑问应该是把理论学习放在第一的位置，而且是完整，系统的理论学习，这才能为将来出去做实际工作打好理论基础，我们只有把理论掌握的越深，越宽，才能适应出去后宽阔的就业面，在工作中就更能够举一反三地处理所遇到的各种实际问题。如果在学校里没有学到完整的系统的理论，遇到实际问题，将很难做出理性的思维判断。出去到实际中再系统学习理论困难就大得多了。所以无论如何进行教改，完整系统的理论学习是不可割裂的。我们掌握教改的干部教授，必须有一点哲学功底，掌握一点理论与实践辩证关系的哲学认识，这样才能正确地把握教改方向。如只凭热情，凭学生“鼓掌”，哪可会引导到歧途，那可能是＂一失足成千古恨，再回首以百年身”。将会给国家人民和学生造成难以挽回的损失。

 

袁隆平说“我培养研究生第一个条件你要能下田，你怕下田，我就不接收你。我说电脑很重要，书本知识也很重要，那些都是基础，水稻还是要到田里面种出来……”

袁隆平在稻田里

 

这正说出了理论学习的目的。机械工程专业的学生，你学习机械工程理论的目的就是要去发展和提高我国的机械工程，使它做大做强。大学里学习那么多理论，目的都是为了去改造世界。这就是认识世界与改造世界的关系。去农田去生产车间可能脏一点，累一点，这有什么，洗一洗、歇一歇就过去了，而且今天的农业生产和工业生产的现代化、环境大大提高了，大强度的手工操作几乎没有了。

 

关于向实际学习，我还想介绍下面这件事情对我的触动。我在美国留学时的导师Tesar教授，那次他到中国参加学术会议，会后我邀请他到燕大来讲学。一天抽空我带他去北戴河游乐园转转，去看看在地理上具有特殊性的海边高大的沙丘。当我们进了游乐园大门，正要穿过轨道车铁轨，他站住了，凝视着地面说，中国的铁路叉道为什么是这样？我大吃一惊，教授竟然关注这个再普通不过的东西！再往前走，要坐缆车去到大沙丘上面，他又站住了，对着缆车的大转轮的齿轮传动系统他又观察了许久。我真是汗颜和自愧不如！作为机械工程教授的他处处关注实际机械，而我这个机械工程教授却从来没有像他这样处处关注实际的机械。我多次将这段经历介绍给机械工程也包括其它学科的同学，我们就应该像Tesar教授那样随时随地地向实际学习，心里永远装着“向实际学习”，处处有心地向实际学习！有心与无心是大不一样。

 

所以我们在学校学习理论时也要尽量安排实践性的教学环节，教改的目的就是寻找和最优的“理论与实际两方面教学的最佳配比“。什么样的配比是最佳的？在我当老师那几十年来是反复经历了无数次的教学改革，下面介绍我所经历的正反两面的教学改革经验。

 

1958年大跃进中，我在大学四年级，为结合实际题目，我的课程设计就参加了轧钢教研室王老师领导的实际的轴承环轧机的设计。

 

五年级时做毕业设计，我们班同学被分别组队去到不同的工厂，有的下到哈尔滨平房某厂为它们设计铝板轧机，我就来到富拉尔基为重机厂设计小型轧机机组。

 

毕业后我当了老师参加了多次教改。各次教改都是围绕教育如何结合实际的问题。早在1958年为了教育更好地结合生产实际，把哈工大的重型机械类专业搬到了富拉尔基的第一重型机械厂旁边，建立了东北重型机械学院，想以此取最好的厂校结合，理论与实际结合方式，这是一次大的教改举动。类似的事情有北京农业大学搬出了北京，北京石油学院搬到了石油基地大庆等等。59年东重建校时，教学设备极度地缺乏，为了教学联系实际，我们老师发起自做教具，那时我设计出许多既形象有趣又能够深刻反映物理实质的教具模型，自己动手做出了许多铁木结合的教具模型。1960年教改提倡做真刀真枪的课程设计题目，于是中断了学校的教学，我带着一批学过机械零件的学生去到昂昂溪电机厂，驻厂了几个月，结合该厂电机的转子的矽钢片生产，搞了一条冲床上下料自动生产线，我们完成了从测绘、图纸设计、零件加工、装配、调试的全过程。

 

文化大革命中为了教学更紧密联系实际，又有一个大的教改动作，就是改变了学校的教学的组织形式，拆散了原有的教研室，组成“专业连队”，将所有包括基础课的各科老师全部分别下到各个专业连队。教学不再按年级大班上课，而是直接结合每个专业的实际进行基础课的教学。

 

那时教改中出现尖锐的思考与争论，就是发生在那个建专业连队时期，是教改中最具有典型性和值得我们回顾与思考、值得去总结和汲取经验教训。那时清华大学的汽车专业提出：力学课应该是按“汽车力学”，还是“力学汽车”进行教学？一些人认为为应该彻底结合汽车专业的实际，力学课就应该是，汽车上遇到什么力学问题，老师就讲相关的力学部分。而坚持力学汽车的人则还是认为，力学是应该按力学本身系统地讲解与学习，但讲授要去结合汽车，结合汽车学习力学。到底孰是孰非，也分别进行了许多实践，还争论了不短的时间。

 

我认为理论学习就应该按理论的科学体系完整系统地学习，就应该取“力学汽车”而绝不是“汽车力学”。力学课程它是理论，是科学，它有自己的完整体系。这个体系表现在它应该先交待基本概念再逐步深入到定理、定律；逻辑上它一个是逐渐由浅入深，先静力学而后动力学。如按汽车力学讲授，那力学一定是被讲成支离破碎，失去体系，汽车上能够遇到的就讲，遇不到的就无法讲，先遇到的先讲，后遇到的后讲，这样也就没有了力学的合理学习的系统，力学学习也就不完整了。这样将不仅仅会造成可能有些力学理论部分，汽车中遇不到也就没有学习；更严重的是，理论学习一定要掌握系统、掌握体系，这样才能真正学到这个重要的基础理论。掌握理论，才能以后解决与汽车不同的其它力学问题时，有理性的思考，能够发生举一反三的效果。不然，没有体系，那知识就是零零碎碎，这是绝对学不到理论。前面已经提到，理论学习掌握越深，它就越有普遍性，越发能够解决遇到的不同的各种实际问题。这正是我们大学要学习到的知识。

 

关于理论学习要系统性的问题，这里再举一个非常明显的例子，在我的另一篇关于“赞叹螺旋理论”的文章中是这样介绍我学习螺旋理论的：“在螺旋理论方面大家最常读的，引用的是Hunt的那本书，然而由于该书的系统凌乱，且其语言的艰深晦涩，致使读者如坠烟海。但我下定决心，无论如何要啃下这本书。前前后后加起来大约花了不少的时间。可是回过头来看，如果不是先从Duffy那里学到系统的螺旋理论，让我先看Hunt的那本书，毫无疑问的是难以让我对螺旋理论有系统的认识，……相信如果那样我不会继续沿螺旋理论再向前走。”确实，那本书它不是教科书，它不会系统地给你讲螺旋理论。而什么人想从Hunt那本不系统的书中，学到系统的螺旋理论知识，那几乎是不可能的。所以学习理论一定要系统，要系统地学习理论才能真正掌握理论的系统。到用的时候，才会有理性的思维。

 

毫无疑问，理论是应该与实践相结合的。问题是结合要摆清主次、结合的配比以及如何结合？上面说到的 “汽车力学” 与 “力学汽车”之争就集中反映这个问题。我是认为年轻时上学读书，是人生最理想的最适合学习的黄金时段，是人一生唯一难得的学习的好时期，毕业后再想系统读书不是不可能，但遇到的困难要多得多。因此上学以学习为主，且主要是学习理论，实践也仅仅是帮助理论的学习。两者的主次关系配比关系应该是这样的。特别是对于想要在更高的学术理论的程度上取得创新，想和国际上顶尖大学展开竞争的学校，更要进一步再加强他们大学的理论学习，这特别要紧。否则会影响到我们长远的发展，这点我们不能不深思，不能不有一点长远的战略眼光！

 

回想在哈工大上学时，开始时工大说按苏联模式，毕业发“工程师学位毕业证”，后来因“运动”来而取消。那时工大5年制，3次工厂实习，两次课程设计，一次毕业设计，实践环节真不算少。这个模式已经是十分重视理论学习和实践学习的结合。如此方案下培养出来的学生也已证明，是很能够完成实际给予的各种各样的技术任务。

 

过去几十年的教改经验希望对今天从事教学工作的老师能够了解到，希望对他们能有所帮助，有了过去的经验教训希望不要让我们再走弯路。

 

（作者系燕山大学机械工程学院教授、博导；本文曾编入作者所著《随想录》，燕山大学出版社出版；来源：昆仑策网【原创】） 

 

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