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张维教授百年诞辰纪念文集 [:1705978118]
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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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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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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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张维一生致力于提高我国工科基础力学课程的教学质量。他在20世纪40年代回国后就先后在北洋大学和清华大学讲授工程力学有关课程，面向全校机械、土木、电机等各工程系开设过材料力学、高等材料力学、理论力学、弹性力学和壳体理论等课程。他的讲课物理概念清晰，将力学问题如何从工程中提炼出来形成力学模型、得到数学解后又如何回到工程实际中去解决问题并得到检验，在解决力学问题过程中哪些力学家作出了贡献，学生在课外可参阅哪些文献，一一道来。虽然考试时他出的考题非常灵活、困难，但他讲授的力学课程却能够吸引当时清华大学同方部满满一个大教室上百名各系的学生。1951年张维担任清华大学工程力学教研组主任，并且被教育部聘请为工程力学课程教改组组长。自20世纪60年代起，直至1984年，张维担任教育部基础力学教材编审委员会主任长达20余年，对制定我国基础力学教学大纲，编写材料力学、理论力学、结构力学、弹性力学、水力学等力学基础教材，交流教学经验，对提高我国基础力学学科的教学质量作出了杰出贡献。他任职期间审定和推荐出版了刘鸿文、孙训方、吕茂烈、金宝桢、杨式德、龙驭球、包世华、徐芝伦、吴持恭等名家主编的各门力学教材，在我国各高校中被广泛采用。由张维主持，组织了浙江大学、西北工业大学、西南交通大学、清华大学、北京航空航天大学、同济大学、湖南大学、华东水利学院、成都水电学院等高校相关教研组的高水平教师讨论教学大纲，编写了“材料力学”、“理论力学”、“结构力学”、“弹性力学”、“水力学”等教材，供我国各高等工科专业选用。特别在文化大革命后，召开过多次教材编委会，对“文革”重灾区的高校的基础力学教学拨乱反正，恢复教学秩序，提高质量起到极大作用。
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20世纪80年代起，由于计算机和信息产业的兴起，工程专业基础课程必须加入离散数学、信息科学等新的内容，传统基础课程必须贯彻“少而精”的原则。张维组织翻译出版德国慕尼黑工业大学教授马格努斯（Kurt Magnus）和缪勒（Hans Heinrich Müller）的《工程力学基础》及其配套的《工程力学基础习题详解》，他组织多位清华大学懂德文的力学教授翻译，并亲自翻译其中最为精彩、最难翻译的前言和其中的章节。该书在德国多次再版，是马格努斯教授多年讲授两年的工程力学基础课程的讲义基础上编写而成的，它的内容包含许多分支，如材料力学、理论力学、弹性静力学、流体静力学和连续介质力学等的基本内容，此书的最大特点是严谨，少而精，32开本不到300页的书（指中译本），集中于那些重要的且随时间变化最小的基本内容，在德国出了六版，可见其影响之大。对于我国提倡精讲多练的授课导向起到很好的示范作用，也一定程度上反映了张维的教学思想[3.16]。该书在我国受到了许多力学教师的重视，影响很大，成为力学教材少而精的范例。为了提高工程技术人员的力学水平，推动我国工程设计的创新，张维还在担负很重的行政工作同时，致力于力学的普及工作。60年代张维主编过《壳体结构文汇》、《壳体理论摘译》、《壳体理论入门》[3.17]、《薄壁壳体结构理论概要》[3.18]等著作，普及和推广壳体理论和应用。张维还主编过《力学名著丛书》、《世界经典力学名著丛书》。主编或主译过《中国机械工程手册》、《中国电机工程手册》、《德国“HüTTE”工程师手册物理卷》（上下册）及其新版中的《工程基础》（上中下三册，主译其中理论力学、振动理论、材料力学、流体力学）、《德国“DüBBEL”机械工程师手册》、《世界科技名人传略技术科学分卷力学篇》、《中国科技专家传略工科卷12册》以及当代前沿科技《百科全书》的工程科学分卷等。这些书籍在我国工程师中起到了加强基础、拓宽知识结构的作用。
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20世纪80年代后，张维看到一些高校存在重科研、轻教学的现象，基础课受到削弱，他除自己于1980年带头亲自在清华大学为本科生讲授“材料力学”课外，还几次著文呼吁基础课应由教授讲授[3.19]。他以20世纪二三十年代的清华大学为例，大一物理先后由叶企孙、萨本栋、吴有训、赵忠尧等讲授，大一化学则由张子高、高崇熙、萨本铁教授讲授。他指出：“通常人们常称道清华这一时期的毕业生有后劲，这是与那个时期清华大学的基础课由著名教授讲授，因而教学质量较高很有关系”。张维在20世纪70年代访美期间，问过两位著名的美籍华裔数学家林家翘（时为MIT教授）和陈省身（时为加州大学伯克利分校教授）：“你们教不教大一的微积分？”他们均回答：“教，两年一次”。张维还举出20世纪三四十年代德国柏林高工著名的核物理学者、诺贝尔物理学奖获得者Geiger给全校理工科几百名一年级学生讲大课，瑞士苏黎世“联邦高工”自“二战”前后直至70年代初，始终由诺贝尔物理学奖获得者Scherer为600名大一学生讲授物理课，由力学一直讲到原子物理。张维指出：“工科专业的自然科学基础课（数、物、化、生）应由学术水平高的教授讲授，这对于提高学生的质量，使其在日后工作时有后劲、能不断地创新、为工业生产作出贡献，是一项非常重要的措施”。
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