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与此同时，张维和清华大学教育研究所王孙禹、江丕权等开展了关于国家竞争力与工程教育方向的研究。在前述关于各国工程教育和社会、工业发展间关系的历史研究基础上，探讨如何改革我国工程教育，使之在即将到来的新世纪有利于促进与提高我国工业的竞争力，并进而撰写了23万多字的教育研究专著《工程教育与工业竞争力》[3.10]。在该书中，张维等以历史发展的实例说明美、德等先进工业国家工程教育为该国工业化的崛起作出了巨大的贡献。书中列举美国在19、20世纪之交电气工程教育领先于西欧各国，造成了美国在世界上领先的电气工业；德国工程师学会在1895年发布“亚琛决议”，提出必须在高等工业学校中建立和扩建大的工程实验室，从而使德国高校培养的人才十分注重实践，毕业生能够胜任工业界的要求，由此资金从工业流向高校，而技术转化则由高等工业学校传至工业。在书中，张维等以28个工业行业翔实的数据说明我国工业部门经济效益、劳动生产率远低于美、日等国，劳动生产率大约只是日本的30％～40％，其原因与劳动力素质、设备水平和科技投入水平有直接关系。张维等还以中国与美、日、德、英、法、加、印、马来西亚等九国在20世纪90年代发展最快的10个工业部门的比较，列表指出我国个别部门的发展与世界主流发展不一致。指出“当我们研究中国工业结构的国际竞争力时候，要特别强调工程教育的科类结构（专业结构）调整与工业结构调整相协调的问题”[3.10]。提出：产业结构中与“知识经济”有关的产业比重上升；在低耗能、低耗材的基础上，应用新技术改造传统制造业；第三产业迅速发展；这三个方面是我国工业结构调整的趋势。大声疾呼：“工科院校不能只顾自身条件办专业”，要“彻底改变专业结构失调的问题”。
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1995年在张维、朱高峰院士建议下，中国工程院建立了工程教育咨询项目《工程教育的改革与发展》，中国工程院、教育部和江苏省教委共同组织联合调查组，由张维带队到江苏开展有关工程教育的大规模调查研究工作。张维为总课题负责人之一，对咨询项目报告的每一个分报告（共6个）逐字逐句进行了修改。咨询报告[3.11]于1998年5月以中国工程院名义提交国务院，后由国务院转发有关部委和高校。该报告指出了“我们所处时代的特征及工程教育改革的必要性与紧迫性”，报告归纳时代特征为：“科学技术正以惊人速度发展”，“经济日趋国际化、全球化，使得各国对市场的竞争更加剧烈”，“资源环境受到严重的挑战”。指出“我国目前在工程技术上与国外先进国家比较，差距很大”，“仍然处于纯技术进口国的低水平上”，“长期依靠引进国外技术与装备，长此下去，必将产生受制于人的令人担忧的前景”。
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报告进一步指出：“造成这种状况的原因之一是我国工程技术队伍的总体水平还不够高”，“突出表现在：吸收科技成果转化为生产力的能力很弱、创新与自主开发能力更弱”，“人才的问题根源于教育，因此这也反映出我国工程教育存在的差距与不足。考虑到教育的滞后性，若不抓紧时机，大力改革，必将贻误我国经济发展的大好时机。一步跟不上，步步会落后，这不能不引起我们极大的忧虑”。在这段文字中，张维等老科学家、老教育家们的忧国忧民之心跃然纸上。
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3.2 根据国家需要，建立多层次、全方位的工程教育体制
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在20世纪末，张维就提出当前特别需要纠正盲目热衷于发展高等工程教育而轻视其他不同层次的技术教育的倾向。在《工程教育与工业竞争力》[3.10]一书的引言中，作者们指出“中国工程教育需深化改革才能适应科技迅猛发展的现实和社会主义市场经济体制的建立与完善。中国目前正处于工业化过程之中，自身规模巨大，历史内容极端丰富，各地区发展还不平衡，情况纷繁复杂。”“对于中国工程教育的发展规模，目前各界在认识上不太一致。”“国家经济发展需要工程教育，但工程教育的发展不应急功近利。正确估计未来人才需求的层次与数量，以适当规模发展工程教育已成为摆在人们面前的一个重要现实问题。估计得滞后了，势必影响工业化的速度；估计得过于超前了，几年后很可能会出现某些领域人才过剩的情况，由此可能导致新的社会问题。”
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张维提出：我国应当建立多层次、全方位的工程教育体制，包括高、中、初级多种专业教育和职业教育、研究生教育以及全面的继续工程教育。他的这种思想是多年来关注世界各国工程教育历史发展而得到的一贯见解。早在20世纪80年代张维写给中国政府的建议“更好地发挥现有科技人员的作用是加快四化建设的关键之一”中，我们就发现，张维认为一个国家合理的人才结构图是一个宝塔形的结构。
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上述《工程教育的改革与发展》咨询报告[3.11]，1998年5月以中国工程院名义提交国务院，后由国务院转发有关部委和高校。
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在该报告中，呼吁“加快工程教育的改革，逐步形成一个院校工程教育和继续工程教育有机结合、协调发展的现代工程教育体系，并加强对工程技术人员的合理使用与科学管理，以适应社会、经济发展的需要加快工程教育的改革，逐步形成一个院校工程教育和继续工程教育有机结合、协调发展的现代工程教育体系，并加强对工程技术人员的合理使用与科学管理，以适应社会、经济发展的需要”。报告对于院校工程教育提出了“面向工程、稳定规模、调整结构、提高质量”的改革思想。明确提出“工科院校的培养目标是工程师的‘毛坯’”；“要稳定工科类专业的总规模，严格控制发展速度，提高办学效益，决不能再铺新摊子”；“从专业、教学及层次三方面进行结构调整”，提高工程教育质量。
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20世纪80年代张维手绘人才培养结构图（张维档案手稿）
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在张维生前主持撰写、2003年出版的《工程教育与工业竞争力》[3.10]一书中，张维等通过对于江苏、北京、天津、上海、陕西、云南等省市深入实际的调查，一针见血地提出了当时的“人才市场存在虚假需求现象”“工程技术人才结构不合理”“人才不足与人才过剩同时并存”“影响就业的重要因素是文凭，就业的需求导致了人们对接受高等教育的需要；但客观上，就业市场的发展是逐步的”。书中警告说：“扩招以后，就业的需求与结构问题值得早做准备，如果处理得不好，就会出现文凭膨胀、文凭贬值、文凭失业的‘文凭疾病’现象”。
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联系到近十年来我国高校过度扩招，一些中等专科学校戴帽成为大专，大专戴帽为高校，高等工业专门院校改名为综合性大学的情况，导致大学生就业困难，各类技术工人和生产一线技术人员紧俏的社会现象；我们再来重温十多年前由张维和中国工程院常务副院长朱高峰为组长，27位成员，3位中国科学院、工程院院士为顾问的咨询组向国务院所提出的报告，难道不值得深思吗？
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张维教授百年诞辰纪念文集 [:1705978119]
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3.3 高等工程院校中培养高质量人才的理念与实践
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张维等指出[3.10]：20世纪60年代以来，随着世界科学技术的迅速发展，工程专业内容的不断更新，世界经济格局与国际竞争的加剧变化，“中国工业企业在提升竞争力方面的关键是人才。当前中国工业企业中自主开发能力不够、创新能力不足等弱点都是工业界所关心的主要问题，而这些承担提高中国工业竞争力任务的工程技术人员的培养与中国工程教育是紧密相关的。高等工程教育出来的‘毛坯’是否合格，是否适应国家工业化的需要，正是工程教育改革的目标”。并进一步指出：“中国工程教育过去的结构与水平已不能适应这一需要”。
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在张维等为工程院撰写的《我国工程教育改革与发展》咨询报告[3.11]中指出了我国高等工程教育当前存在的问题是：（1）学校的工程教育为培养未来工程师的目标不够明确；（2）体制死板，学生自己选择机会少；（3）专业划分过细，知识面窄；（4）学生的实际工程训练太少，课程内容陈旧；（5）课堂教学占比重过大，调动学生学习主动性不够；（6）研究生制度没有把培养高级工程师与管理人才之一作为目标来安排教学，博士生读书多、创造少，解决实际问题的能力不够强。报告指出：“这些问题造成的结果是我国工科院校毕业的学生，在解决实际问题的能力、设计能力、创新能力、综合能力、自学能力、交流与合作能力和表达能力上与工业发达国家的毕业生存在较大差距，不适应当前时代发展的需要”[3.11]。
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他提出以下观点并尽力在所担任的教育工作中实施。
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张维教授百年诞辰纪念文集 [:1705978120]
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3.3.1 高等工程教育人才的培养模式
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张维等指出：工程教育的人才培养必须面向工程实际，而这是我国工程技术教育“一段时间以来的主要欠缺”[3.10]“它突出反映在学科专业划分过细，知识面太窄，又没有足够的工程实践训练”“导致学生缺乏现代工程设计思想、方法和综合运用多方面的知识解决工程问题的能力，缺乏对现代工程所必须具备的有关经济、社会、交往方面的了解，缺乏参与管理现代工程的领导、决策、协调、控制的初步能力和管理素质”。
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为了探求培养合格的、具有竞争力的工程师的模式，早在1985年，张维就利用出国访问机会，向美国麻省理工学院（MIT）时任校长格瑞（Paul Gray）了解美国工程教育近年来的变化和存在问题[3.12]。1998年，张维曾经与美国麻省理工学院（MIT）工学院院长布朗（R. Brown）、加州大学伯克利分校（UC- Berkerley）的前校长田长霖和美国工程院院长沃尔夫（Wm. A. Wulf）等人进行了认真、详细的探讨。由于沃尔夫的意见反映了自20世纪末以来，为适应世界科学技术的迅速发展和全球化形势下激烈竞争的需求，世界工程教育改革的动向，张维亲自将沃尔夫在1998年2月于美国科学促进会1998年年会上的讲话“工程教育改革的紧迫性”一文翻译为中文[3.13]，刊载在“清华大学教育研究”杂志上。在该文中，首先提出了“工程师是做什么的”问题，指出：“科学讲分析，它设法了解自然是什么。工程要综合，它努力去创造可能的东西”“工程是创造，是设计可能的东西，但它受到自然、造价、安全的考虑，可靠性、环境的影响，可制造性、可维护性以及其他许多因素的制约”。
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张维认为“一个合格的工科毕业生既应有分析能力，更应学会综合能力”[3.14]。工程问题往往是一个系统性问题，涉及到方方面面的知识很多，需要对许多界面与接口的了解与管理，因此张维提出要培养学生处理工程实际问题的系统观。同时，在系统观的理论指导下还应不断加强学生对工程实际问题的分析和综合能力，其中分析能力可以探求具体技术难题的成因，而综合能力则可以从众多的解决方案中权衡利弊给出最终优化的决策方案，这两种思维方式相辅相成，对于工程人才非常重要[3.15]。
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张维教授百年诞辰纪念文集 [:1705978121]
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3.3.2 提高工科学生质量首先要打好理论基础
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张维认为，工业产品的质量主要取决于它的技术队伍，“说到底就是取决于其中高级的技术队伍创新的思想和能力。培养这种创新能力实际是件长期的事，但他（她）们在大学期间基础打得是否坚实是十分关键的”[3.16]。张维对于我国建国初期仿效苏联单科办学，使理、工科分家，造成工程教育专业面过窄的现象不以为然，他认为工科与理科，相当于水之源、木之本，对于工程问题背后的科学机理认识得越透彻，则越能给出更为巧妙灵活的解决办法，在某种程度上工程技术问题的描述、建模和求解和所具备的理论基础密切相关。因此，“在工科院校增加并加强理科各系，使工科大学的理学院达到综合性大学理学院同等的水平，真正做到理工合校。只有这样才能从根本上有利于提高工科学生培养质量”[3.15]。
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