比較中美高等工程培養(yǎng)模式的初探

何永強(qiáng)

摘要： 在對(duì)比中美高校教育資源差距的基礎(chǔ)上，首先針對(duì)美國(guó)技術(shù)類和工程類專業(yè)的不同層次的工程人才培養(yǎng)，分析了ABET所構(gòu)建的認(rèn)證準(zhǔn)則；其次，以歐林工學(xué)院為例，闡述了回歸工程的項(xiàng)目化教學(xué)的課程體系；最后，從專業(yè)認(rèn)證、課程體系、課外平臺(tái)等方面，比較了美國(guó)高等工程教育的一些先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)。

Abstract： On the basis of comparing the education resources gap between Chinese and American universities， firstly， the training of engineering talents at different levels of American technology and engineering majors is analyzed， and the accreditation criteria constructed by ABET are analyzed. Secondly， taking the college as an example， this paper expounds the curriculum system of project teaching of regressive engineering. Finally， from the professional certification， curriculum system， extracurricular platform and other aspects， this paper compares the American higher engineering education some advanced experience.

關(guān)鍵詞： 美國(guó)高等教育；工程教育；ABET；項(xiàng)目化教學(xué)

Key words： American higher education；engineering education；ABET；project-based learning

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2017）32-0222-03

0 引言

我國(guó)高等工程教育將面臨著新一輪工程教育改革。2017年2月18日，教育部在復(fù)旦大學(xué)召開(kāi)了高等工程教育發(fā)展戰(zhàn)略研討會(huì)，提出了“新工科”的內(nèi)涵特征及路徑選擇，達(dá)成了“新工科”建設(shè)的復(fù)旦共識(shí)。4月8日，教育部在天津大學(xué)召開(kāi)新工科建設(shè)研討會(huì)，提出了“新工科”建設(shè)的行動(dòng)路線（簡(jiǎn)稱“天大行動(dòng)”），明確提出到2020年，探索形成新工科建設(shè)模式；到2030年，形成中國(guó)特色、世界一流工程教育體系；到2050年，形成領(lǐng)跑全球工程教育的中國(guó)模式[1]。為了更好地探索高等工程教育建設(shè)的“新工科”模式，借鑒有著悠久高校辦學(xué)歷史、擁有目前世界最充足科研資源的美國(guó)高等工程教育，比較中美兩國(guó)在高等工程教育模式上的共性與差異，有助于更好地發(fā)展我國(guó)高等工程教育。

1 中美高校教育資源的對(duì)比

當(dāng)前全世界最具影響力的大學(xué)排名體系有四個(gè)，即《泰晤士高等教育》（Times Higher Education，簡(jiǎn)寫：THE）、國(guó)際高等教育研究機(jī)構(gòu)（Quacquarelli Symonds，簡(jiǎn)寫：QS）、上海交通大學(xué)世界大學(xué)學(xué)術(shù)排名（Academic Ranking of World Universities）和《美國(guó)新聞與世界報(bào)道》（US News & World Report）的世界大學(xué)排名。考慮到本文是對(duì)中美兩國(guó)高校的比較研究，選取英國(guó)《泰晤士高等教育》（THE）和國(guó)際高等教育研究機(jī)構(gòu)（QS）的世界大學(xué)排名為中美兩國(guó)高校的排名做一橫向比較。

在2016-2017年《泰晤士高等教育》發(fā)布的世界大學(xué)排名中，前400名的高校大部分來(lái)自歐美發(fā)達(dá)國(guó)家，其中美國(guó)107所（占比26.75%），中國(guó)13所（占比3.25%），且在前20名頂級(jí)世界名校中美國(guó)占據(jù)了15所。美國(guó)優(yōu)質(zhì)高校資源在全世界高校資源中有著不可撼動(dòng)的優(yōu)勢(shì)地位，不僅成批量地占據(jù)榜單前列，而且越是名次靠前，美國(guó)高校所占的比例越高。相比之下，中國(guó)高校進(jìn)入前100名的占比數(shù)量?jī)H為5所。

相較于《泰晤士高等教育》（THE）排名，國(guó)際高等教育研究（QS）排名的指標(biāo)體系呈現(xiàn)出重視主觀評(píng)價(jià)和重視師生比的特點(diǎn)。在國(guó)際高等教育研究（QS）發(fā)布的2018年世界大學(xué)排名前400名高校中，美國(guó)占據(jù)75所（占比18.75%），中國(guó)20所（占比5%）。QS排名呈現(xiàn)出與THE排名同樣的現(xiàn)象，那就是美國(guó)高校在全球高等教育中占據(jù)壓倒性的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，不難發(fā)現(xiàn)中國(guó)高校進(jìn)入前400強(qiáng)的高校數(shù)量也在明顯上升，具體進(jìn)入THE、QS世界大學(xué)排名前400名的中國(guó)高校名單如表1所示。

從表1中可以明顯地看出，中國(guó)高校優(yōu)質(zhì)教育資源主要集中在北京、上海、香港、廣州及東部沿海發(fā)達(dá)地區(qū)。從查閱最新的全世界最具影響力的四大高校排名體系，不難發(fā)現(xiàn)美國(guó)高校不僅資源充裕，且優(yōu)質(zhì)教育資源分布體現(xiàn)出均衡性。以美國(guó)密歇根州的大底特律地區(qū)為例，該地區(qū)為美國(guó)衰落的老工業(yè)區(qū)，其政治、經(jīng)濟(jì)等各方面都不及美國(guó)的東西海岸的地區(qū)，但僅此地區(qū)就有密歇根大學(xué)（2017年THE排名21）、密歇根州立大學(xué)（2017年THE排名101）和韋恩州立大學(xué)（2017年THE排名400）三所進(jìn)入2017年《泰晤士高等教育》全世界大學(xué)排名前400名的高校。

因此，當(dāng)前中美高校教育資源的差距仍然是非常明顯的，且美國(guó)高校具有壓倒性的優(yōu)勢(shì)；中國(guó)隨著近三十年的教育改革，高校的優(yōu)質(zhì)教育資源質(zhì)量與數(shù)量呈現(xiàn)出逐年上升的態(tài)勢(shì)；美國(guó)高校優(yōu)質(zhì)資源呈現(xiàn)出分布均衡性，而中國(guó)優(yōu)質(zhì)高校資源分布呈現(xiàn)出地域集中性。為此，對(duì)美國(guó)高等工程教育模式進(jìn)行研究和借鑒，有益于我國(guó)高等工程教育的進(jìn)一步提升和發(fā)展。endprint

2 美國(guó)工程教育模式的初探

2.1 以ABET認(rèn)證為標(biāo)準(zhǔn)，強(qiáng)調(diào)人才培養(yǎng)的學(xué)習(xí)結(jié)果（Outcomes）

美國(guó)工程與技術(shù)認(rèn)證委員會(huì)（Accreditation Board of Engineering and Technology， ABET）成立于1932年，是一個(gè)獨(dú)立于政府之外的民間組織，其前身為美國(guó)工程師職業(yè)發(fā)展委員會(huì)，該委員會(huì)的主要職能是為美國(guó)工程教育制定專業(yè)鑒定政策、準(zhǔn)則以及認(rèn)證程序。目前，全球已有30個(gè)國(guó)家750多所高校通過(guò)ABET認(rèn)證[2-4]。

ABET有著一套完善的工程教育辦學(xué)認(rèn)證體系，特別是1997年提出的工程標(biāo)準(zhǔn)2000（Engineering Criterion， EC2000），整個(gè)認(rèn)證體系更加注重工程教育的學(xué)習(xí)結(jié)果，強(qiáng)調(diào)學(xué)生能學(xué)到什么而不是教師教什么，突出畢業(yè)生的專業(yè)技能應(yīng)滿足社會(huì)的需求。ABET專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)體系通常由通用標(biāo)準(zhǔn)和專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)兩部分構(gòu)成。通用標(biāo)準(zhǔn)（General Criteria）規(guī)定了所有參與認(rèn)證的專業(yè)群應(yīng)達(dá)到的基本要求，包括學(xué)生、專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)、畢業(yè)要求、持續(xù)改進(jìn)、課程體系、師資隊(duì)伍、教學(xué)設(shè)備和學(xué)校條件等八個(gè)方面。

本文選取技術(shù)類（Engineering Technology）24個(gè)專業(yè)群和工程類（Engineering）28個(gè)專業(yè)群作為研究的樣本[5]。技術(shù)類專業(yè)群和工程類專業(yè)群的通用畢業(yè)要求（Criterion 3. Student Outcomes）如表2所示。其中，技術(shù)類專業(yè)按所授學(xué)位不同可分為副學(xué)士學(xué)位（Associate Degree）和學(xué)士學(xué)位（Baccalaureate Degree）兩類。

如表2所述，結(jié)合不同層次人才所從事的工作類型和所需解決的工程問(wèn)題，ABET對(duì)美國(guó)高等工程教育技術(shù)類不同層次的工科類專業(yè)人才所需達(dá)到的能力和素質(zhì)，提出了清晰、明確的基本要求，強(qiáng)調(diào)學(xué)生畢業(yè)時(shí)所必須掌握的必要素質(zhì)與能力。結(jié)合表2所列的內(nèi)容，技術(shù)類專業(yè)對(duì)學(xué)生畢業(yè)所需掌握的能力和素質(zhì)的要求更具時(shí)效性、具體性，而工程類專業(yè)對(duì)學(xué)生能力和素質(zhì)的要求更具全面性、穩(wěn)定性。

簡(jiǎn)單的來(lái)說(shuō)，工程類專業(yè)要求畢業(yè)生應(yīng)具備從事復(fù)雜工程活動(dòng)，并能解決活動(dòng)中相關(guān)復(fù)雜工程問(wèn)題的能力；而技術(shù)類專業(yè)則要求畢業(yè)生可以從事一般性的具體工程技術(shù)活動(dòng)，并具備解決工程中一般性技術(shù)問(wèn)題的能力。依據(jù)ABET對(duì)技術(shù)類、工程類的專業(yè)所提出的不同畢業(yè)要求、課程體系等準(zhǔn)則，美國(guó)各工科高校結(jié)合各自的人才培養(yǎng)目標(biāo)，再進(jìn)行專業(yè)人才培養(yǎng)方案的細(xì)化。

2.2 以歐林工學(xué)院模式為例，推行工程實(shí)踐的項(xiàng)目化教學(xué)（Project-Based Learning）

關(guān)于美國(guó)高等工程教育模式的研究，近年來(lái)中美兩國(guó)很多學(xué)者都會(huì)以歐林工學(xué)院（Franklin W. Olin College of Engineering）作為美國(guó)新工科建設(shè)模式的典型樣本進(jìn)行研究。歐林工學(xué)院是一所富蘭克林. 歐林基金會(huì)于1997年出資4.6億美元成立的美國(guó)工程類本科院校，以培養(yǎng)卓越的工程創(chuàng)新人才（Engineering Innovators）為使命，現(xiàn)有來(lái)自13個(gè)國(guó)家的在校生330人（其中：女生48%，男生52%），下設(shè)電氣與計(jì)算機(jī)工程（Electrical and Computer Engineering）、機(jī)械工程（Mechanical Engineering）和通用工程（Engineering）3個(gè)專業(yè)，三個(gè)專業(yè)都已納入ABET認(rèn)證體系。

歐林工學(xué)院的課程體系以“跨學(xué)科（Interdisciplinary）、項(xiàng)目化教學(xué)（Project-Based Approach）、注重創(chuàng)業(yè)（Emphasizing Entrepreneurship）、博雅教育（Liberal Arts），嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)知識(shí)和工程基礎(chǔ)”為特征。在人才培養(yǎng)定位上，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)工程分析和設(shè)計(jì)原理的理解；要求畢業(yè)生具備廣泛的社會(huì)和人文知識(shí)；具備判斷機(jī)遇、著眼發(fā)展并為機(jī)遇做好準(zhǔn)備的能力；具備技術(shù)創(chuàng)新、融入社會(huì)和終生學(xué)習(xí)的能力。在專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)上，要求學(xué)生具備團(tuán)隊(duì)合作、有效溝通和組織領(lǐng)導(dǎo)能力；掌握解決重要工程問(wèn)題和社會(huì)挑戰(zhàn)的跨學(xué)科的工程方法；具有通過(guò)創(chuàng)業(yè)和設(shè)計(jì)思維為社會(huì)創(chuàng)造價(jià)值的能力；具備適應(yīng)并獨(dú)立應(yīng)用所學(xué)知識(shí)于專業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用能力。

為此，歐林工學(xué)院提供了一套獨(dú)特的教學(xué)方法，讓學(xué)生更好的參與學(xué)習(xí)和提升能力與素質(zhì)，主要特點(diǎn)如下：

①實(shí)踐性學(xué)習(xí)（Hands-On Learning）。

歐林工學(xué)院通過(guò)實(shí)驗(yàn)和工程項(xiàng)目將實(shí)踐教育植入很多課程當(dāng)中，從課程體系的一開(kāi)始，通過(guò)分析、設(shè)計(jì)和構(gòu)建工程系統(tǒng)來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)用技能。比如第一學(xué)年的數(shù)學(xué)、科學(xué)和工程課程中就提供了涉及工程系統(tǒng)的建模、模擬和分析的真實(shí)工程項(xiàng)目知識(shí)。同時(shí)，提出設(shè)計(jì)流（The Design Stream）的概念，在整個(gè)課程體系中設(shè)計(jì)流是一個(gè)循序漸進(jìn)的實(shí)踐性課程群，以培養(yǎng)學(xué)生解決真實(shí)的工程問(wèn)題的能力。

②基于項(xiàng)目的開(kāi)放式學(xué)習(xí)（Open-Ended Project-Based Learning）。

在整個(gè)課程中，學(xué)生逐步形成解決實(shí)際工程的能力。課程體系中有著很多的來(lái)自工程實(shí)際的項(xiàng)目，使得學(xué)生能不斷的積累大量復(fù)雜真實(shí)的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，以提高他們的知識(shí)和技能。在參與開(kāi)放式項(xiàng)目教學(xué)中，學(xué)生團(tuán)隊(duì)識(shí)別問(wèn)題，定義問(wèn)題，判別機(jī)會(huì)，應(yīng)用技術(shù)知識(shí)來(lái)展示對(duì)工程教學(xué)情景的理解，最后，通過(guò)收集適當(dāng)?shù)馁Y源來(lái)解決問(wèn)題。開(kāi)放式項(xiàng)目的重點(diǎn)是為期2個(gè)學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目（Capstone Project），這些項(xiàng)目來(lái)源于企業(yè)、科研院所等外部合作伙伴現(xiàn)實(shí)的工程問(wèn)題。

③跨學(xué)科學(xué)習(xí)（Multidisciplinary Learning）。

歐林工學(xué)院的課程體系整合了基礎(chǔ)科學(xué)、數(shù)學(xué)、工程學(xué)；藝術(shù)、人文社會(huì)科學(xué)；商科、創(chuàng)業(yè)和技術(shù)等方面的課程。在第一學(xué)年，各個(gè)專業(yè)都有專業(yè)導(dǎo)論課程，明確數(shù)學(xué)、科學(xué)和各工程課程中存在的協(xié)同關(guān)系，運(yùn)用數(shù)學(xué)和科學(xué)知識(shí)需解決工程實(shí)際問(wèn)題，進(jìn)一步闡明各門課程之間的聯(lián)系。另外，授課教師團(tuán)隊(duì)來(lái)自相關(guān)學(xué)科的跨專業(yè)教師，許多課程是由不同學(xué)科、不同領(lǐng)域的教師共同完成授課，從而幫助學(xué)生理解更為廣泛的專業(yè)背景知識(shí)和含義。endprint

3 對(duì)我國(guó)高等工程教育的幾點(diǎn)啟示

3.1 專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)體系覆蓋面應(yīng)更加廣泛

2016年6月，我國(guó)正式成為國(guó)際本科工程學(xué)互認(rèn)協(xié)議《華盛頓協(xié)議》的第18個(gè)正式成員。中國(guó)工程教育專業(yè)認(rèn)證協(xié)會(huì)（China Engineering Education Accreditation Association，簡(jiǎn)稱CEEAA）成立于2015年，截至2017年8月已認(rèn)證通過(guò)了清華大學(xué)機(jī)械工程等781個(gè)專業(yè)。目前，按照CEEAA的認(rèn)證程序，我國(guó)工程教育認(rèn)證對(duì)象主要面向我國(guó)教育部有關(guān)規(guī)定設(shè)立的工程類本科專業(yè)，對(duì)?？聘呗殞哟危ㄏ喈?dāng)于美國(guó)的副學(xué)士學(xué)位）的技術(shù)類專業(yè)認(rèn)證體系還未建立完善的認(rèn)證體系。

3.2 課程體系注重工程實(shí)踐項(xiàng)目化和多學(xué)科融合

目前，我國(guó)的工程教育課程體系，主要是以專業(yè)人才培養(yǎng)的技能培養(yǎng)為主，應(yīng)構(gòu)建“人文學(xué)科+工程技能+創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)”的“大工程”理念的人才培養(yǎng)體系，可參考美國(guó)歐林工學(xué)院的“基于項(xiàng)目為導(dǎo)向”的課程體系，并且在課程設(shè)置的第一學(xué)年就開(kāi)設(shè)專業(yè)實(shí)踐性課程和專業(yè)導(dǎo)論性課程。

3.3 課堂組織形式提倡主動(dòng)學(xué)習(xí)和學(xué)習(xí)型教學(xué)法

教師授課的態(tài)度將直接影響學(xué)生如何學(xué)習(xí)。通過(guò)對(duì)美國(guó)高等工程教育的研究，在教學(xué)課堂的組織形式上，教師以幫助學(xué)生學(xué)習(xí)為目的，而不是教授知識(shí)為目的，注重批評(píng)性思維能力的培養(yǎng)，絕不是局限于書(shū)本上的知識(shí)。要樹(shù)立教育“服務(wù)”學(xué)生的理念，而非“管理”學(xué)生。

參考文獻(xiàn)：

[1]高教司.“新工科”建設(shè)行動(dòng)路線（“天大行動(dòng)”）[J].高等工程教育研究，2017（2）.

[2]ABET：history， http：//www.abet.org/about-abet/history， 2017.

[3]ABET：2017-2018 Criteria for Accrediting Engineering Technology Programs， October 29，2016.

[4]ABET：2017-2018 Criteria for Accrediting Engineering Programs， October 29，2016.

[5]何倩.美國(guó)ABET工程類與技術(shù)類專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)比較分析[J].職業(yè)技術(shù)教育，2016，37（1）：74-79.endprint