歐美高等工程教育理念與模式對(duì)我國(guó)大學(xué)新工科建設(shè)的啟示

李永 王旦華 許濤

由人工智能、大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)領(lǐng)跑的新一輪科技革命正在改變國(guó)際產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局。為了應(yīng)對(duì)新工業(yè)革命帶來(lái)的挑戰(zhàn)，美國(guó)、德國(guó)、澳大利亞、英國(guó)等傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)強(qiáng)國(guó)相繼提出“工業(yè)4.0”“工業(yè)復(fù)興”“再工業(yè)化”等新發(fā)展戰(zhàn)略。在我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入新常態(tài)、高等教育步入新階段趨勢(shì)下，面對(duì)新型工科人才需求快速增長(zhǎng)的形勢(shì)，我國(guó)高等工程教育改革措施必須盡快適應(yīng)并順應(yīng)這一世界潮流。然而，盡管我國(guó)工程教育規(guī)模龐大，居世界前列，但《2015-2016年全球競(jìng)爭(zhēng)力報(bào)告》顯示，我國(guó)合格工程師的數(shù)量和總體質(zhì)量仍處于所列國(guó)家的中下游水平。我國(guó)高等工程教育體系需要加快完善，工程技術(shù)人才培養(yǎng)質(zhì)量欠佳，在人才培養(yǎng)理念、培養(yǎng)過(guò)程、課程設(shè)置等方面還存在較大的不足與提升空間。

為了應(yīng)對(duì)上述國(guó)內(nèi)外產(chǎn)業(yè)變革，建設(shè)制造強(qiáng)國(guó)，實(shí)現(xiàn)“中國(guó)制造2025”三步走戰(zhàn)略目標(biāo)，我國(guó)政府和高等教育機(jī)構(gòu)審時(shí)度勢(shì)，明確提出要發(fā)展新工科。新工科建設(shè)“三部曲”由此掀開(kāi)篇章：2017年2月的 “復(fù)旦共識(shí)”明確了新工科的內(nèi)涵特征——新工科建設(shè)與發(fā)展的路徑選擇；同年4月的“天大行動(dòng)”探討了2020-2050年我國(guó)新工科發(fā)展目標(biāo)，明確建立工科發(fā)展新范式；同年6月的“北京指南”審議通過(guò)了《新工科研究與實(shí)踐項(xiàng)目指南》，提出新工科建設(shè)指導(dǎo)意見(jiàn)。至此，我國(guó)新工科建設(shè)與發(fā)展目標(biāo)和路徑得以明確。在此背景下，通過(guò)深入、系統(tǒng)研究美、德、英、澳等國(guó)家高等工程教育實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，為我國(guó)高等教育機(jī)構(gòu)全面推動(dòng)新工科建設(shè)、改善工程技術(shù)人才培養(yǎng)質(zhì)量提供理論和實(shí)踐參考。

一、新工科的提出與發(fā)展

（一）我國(guó)工程教育面臨的問(wèn)題和挑戰(zhàn)

我國(guó)高等工程教育以培養(yǎng)滿(mǎn)足經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要的各類(lèi)高質(zhì)量工程技術(shù)人才為目標(biāo)。[1]然而遺憾的是，長(zhǎng)期以來(lái)我國(guó)高等工程教育的專(zhuān)業(yè)設(shè)置并未與市場(chǎng)需求、產(chǎn)業(yè)發(fā)展緊密聯(lián)系，某些新型技術(shù)領(lǐng)域的高端人才數(shù)量難以滿(mǎn)足市場(chǎng)的人才需求。在人才培養(yǎng)過(guò)程中，高校與企業(yè)未能緊密聯(lián)系，工程教育與實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)有所脫離，學(xué)校培養(yǎng)出的人才質(zhì)量上難以達(dá)到企業(yè)要求。[2]具體而言，我國(guó)高等工程教育在課程設(shè)置方面未能全面體現(xiàn)以“解決工業(yè)生產(chǎn)中的實(shí)際問(wèn)題”為導(dǎo)向，課程體系中實(shí)踐類(lèi)課程、跨學(xué)科課程占比較低，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力重視不夠，對(duì)學(xué)生的實(shí)習(xí)要求低，造成工科生實(shí)踐能力的相對(duì)不足，畢業(yè)后難以快速適應(yīng)由學(xué)生到工程師的角色轉(zhuǎn)變。同時(shí)，部分高校未及時(shí)增設(shè)與新技術(shù)配套的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，未及時(shí)將新理論、新技術(shù)納入教學(xué)內(nèi)容之中，使得學(xué)生的知識(shí)體系往往落后于技術(shù)的發(fā)展。此外，長(zhǎng)期以來(lái)我國(guó)工程教育理念比較傳統(tǒng)，多數(shù)院校對(duì)學(xué)生綜合素質(zhì)培養(yǎng)的關(guān)注仍然較為缺乏，工科學(xué)生對(duì)跨學(xué)科知識(shí)的涉獵略顯不足，因而較為缺乏經(jīng)濟(jì)決策能力、法律知識(shí)等；較少將工程教育與人文教育、科學(xué)教育有機(jī)融合，學(xué)生知識(shí)面較狹窄，培養(yǎng)出的工科人才與具備跨界整合能力的復(fù)合型人才方向存有偏差。

（二）新工科的本質(zhì)和內(nèi)涵

新工科與傳統(tǒng)工程教育有顯著區(qū)別。新工科的“新”體現(xiàn)了“新興”“新型”和“新生”的內(nèi)涵：新興是指全新出現(xiàn)、前所未有的新學(xué)科；新型是指對(duì)傳統(tǒng)的、現(xiàn)有學(xué)科的轉(zhuǎn)型、改造與升級(jí)；新生是指由不同學(xué)科交叉融合而產(chǎn)生的新學(xué)科[3]。為了促使我國(guó)更快更好地向新型工程教育過(guò)渡，我國(guó)的新工科發(fā)展不能僅僅局限于一批新興學(xué)科及專(zhuān)業(yè)的設(shè)立，而是要不斷體現(xiàn)出“中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)”，引領(lǐng)國(guó)際工科未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。應(yīng)當(dāng)將新工科理解為一種新的工科形態(tài)，基本內(nèi)涵可以進(jìn)一步擴(kuò)展為“工科+新理念”“工科+新結(jié)構(gòu)”“工科+新模式”“工科+新質(zhì)量”“工科+新人才”等[4]，即包括為工程教育注入新的教育理念、創(chuàng)建新的人才培養(yǎng)模式與形成教育教學(xué)新質(zhì)量等方面。總體而言，“新工科”之新既應(yīng)當(dāng)體現(xiàn)對(duì)新經(jīng)濟(jì)、新業(yè)態(tài)的適應(yīng)與應(yīng)對(duì)，也應(yīng)當(dāng)體現(xiàn)對(duì)工程教育理念、人才培養(yǎng)過(guò)程和課程體系等的革新。正如中科院院士、復(fù)旦大學(xué)常務(wù)副校長(zhǎng)包信和指出的，“新工科應(yīng)該是科學(xué)、人文和工程的交叉融合，是培養(yǎng)復(fù)合型、綜合型人才，學(xué)生要具備整合能力、全球視野、領(lǐng)導(dǎo)能力、實(shí)踐能力，成為一個(gè)人文科學(xué)和工程領(lǐng)域的領(lǐng)袖人物”[5]。新型和傳統(tǒng)工科的上述差異[6]見(jiàn)表1所示。

表1 傳統(tǒng)、新型工程教育對(duì)比表

表1顯示，與傳統(tǒng)工程教育將各學(xué)科課程視為各自獨(dú)立的系統(tǒng)不同，新型工程教育更加注重課程的整合，首先，強(qiáng)調(diào)將人文知識(shí)、科學(xué)理論、工程實(shí)踐等內(nèi)容有機(jī)結(jié)合。其次，新型工程教育注重工程教育與工業(yè)的緊密聯(lián)系及與社會(huì)的協(xié)同發(fā)展，主張高校與企業(yè)相互合作共同培養(yǎng)滿(mǎn)足企業(yè)要求的新型工科人才。最后，新型工程教育應(yīng)當(dāng)以市場(chǎng)需要為導(dǎo)向，設(shè)立全新的工科專(zhuān)業(yè)，滿(mǎn)足新興技術(shù)領(lǐng)域的人才缺口。

二、歐美高等工程教育的特點(diǎn)

（一） 歐美高等工程教育理念

1. 基于可持續(xù)發(fā)展的綠色工程教育理念

綠色工程教育理念是指把綠色環(huán)保理念、可持續(xù)發(fā)展觀融入到工程教育中，以培養(yǎng)未來(lái)工程師保護(hù)環(huán)境的社會(huì)責(zé)任感而形成的一種新工程教育理念。該理念已經(jīng)在國(guó)際高等工程教育界產(chǎn)生了較大反響，并有部分國(guó)家開(kāi)始尋求變革。比如，越德大學(xué)（Vietnamese-German University）要求全球生產(chǎn)工程與管理碩士項(xiàng)目（GPEM，Global Production Engineering and Management）的學(xué)生同時(shí)學(xué)習(xí)科技知識(shí)和可持續(xù)性發(fā)展理念[7]（見(jiàn)圖1）。

圖1 GPEM碩士項(xiàng)目課程模塊基本結(jié)構(gòu)

圖1顯示，GPEM碩士項(xiàng)目要求學(xué)生必修“可持續(xù)生命周期評(píng)估”“工業(yè)可持續(xù)化”“方法時(shí)耗測(cè)量”以及“精益管理”等體現(xiàn)綠色工程教育理念和實(shí)踐的課程。在這些課程中，學(xué)生需要學(xué)習(xí)如何提高工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的資源利用率，避免材料浪費(fèi)及生命周期評(píng)估這一重要環(huán)境管理工具等相關(guān)內(nèi)容[7]。在美國(guó)，從起源于卡內(nèi)基梅隆大學(xué)等地的“綠色工程”，到工業(yè)生態(tài)學(xué) 、污染預(yù)防等工程領(lǐng)域都是基于解決某些特定的環(huán)境問(wèn)題而發(fā)展起來(lái)的[8]。

眾所周知，人類(lèi)在享受工業(yè)革命帶來(lái)的科技進(jìn)步及經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的同時(shí)，也面臨著自然環(huán)境逐漸惡化帶來(lái)的巨大挑戰(zhàn)——?dú)夂蜃兣?、污染物的大量排放、能源的過(guò)度開(kāi)采等。而這些問(wèn)題與歷次工業(yè)革命及工業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有著密不可分的聯(lián)系。正如地球理事會(huì)主席莫里斯·斯特（Maurice Strong）在2006年世界工程師大會(huì)上指出，工程技術(shù)人才在過(guò)去的歷史中對(duì)人類(lèi)的發(fā)展起到了極大的促進(jìn)作用，同樣的，人類(lèi)的未來(lái)也將在很大程度上掌握在工程技術(shù)人才手中。[9]因此，將綠色發(fā)展理念融入工程教育之中有助于幫助學(xué)生更好地承擔(dān)日益重要的社會(huì)責(zé)任。

2. 基于學(xué)科交叉的工程教育理念

隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的不斷轉(zhuǎn)型升級(jí)，社會(huì)對(duì)工程科技人才的要求正在發(fā)生著變化，不僅需要牢固掌握本專(zhuān)業(yè)的理論基礎(chǔ)知識(shí)和較強(qiáng)的實(shí)際動(dòng)手能力，還要求具有跨界整合能力。在工程科技人才的培養(yǎng)過(guò)程中，不僅要使未來(lái)工程師具有工程思維和工程視野，而且要培養(yǎng)他們的跨學(xué)科思維，鍛煉學(xué)生從多學(xué)科的角度看待問(wèn)題的能力，并使工科人才具備一定的人文素養(yǎng)及社會(huì)責(zé)任感[10]，能夠在未來(lái)的職業(yè)道路中充分認(rèn)識(shí)到從事的工作將帶來(lái)什么樣的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)結(jié)果，并推動(dòng)解決全球人類(lèi)共同面對(duì)的問(wèn)題。設(shè)立學(xué)科交叉專(zhuān)業(yè)，有助于培養(yǎng)具備跨界整合能力的復(fù)合型工科人才。

美國(guó)大學(xué)注重學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)及學(xué)科間的融合，充分體現(xiàn)跨學(xué)科教育。工科學(xué)生在校期間除了要學(xué)習(xí)本專(zhuān)業(yè)的課程，還需要在其他學(xué)科領(lǐng)域修夠一定的學(xué)分，比如，語(yǔ)言與溝通、商業(yè)與管理、藝術(shù)與人文、社會(huì)知識(shí)和技能，使學(xué)生不但具有堅(jiān)實(shí)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)，而且具有廣泛的人文社科知識(shí)和良好的語(yǔ)言溝通能力。同時(shí)學(xué)校設(shè)立了一些學(xué)科交叉專(zhuān)業(yè)，實(shí)現(xiàn)跨學(xué)科、復(fù)合型工科人才培養(yǎng)的目的。

3. 融入創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的工程教育理念

創(chuàng)新能力是工程技術(shù)人才必備的核心素質(zhì)。創(chuàng)業(yè)能力是把創(chuàng)新能力轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的根本能力，是新產(chǎn)業(yè)形成和發(fā)展的基礎(chǔ)。學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力是大學(xué)人才培養(yǎng)體系水平高低的重要標(biāo)志之一。為實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育與工科人才培養(yǎng)的有效銜接，美國(guó)大學(xué)將學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)擺在突出位置，學(xué)校開(kāi)設(shè)了多元化的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程，做到“產(chǎn)學(xué)研思”相結(jié)合，使學(xué)生的創(chuàng)新能力、企業(yè)家精神等素質(zhì)能在他們的日常學(xué)習(xí)之中得以培養(yǎng)。比如，以斯坦福大學(xué)為代表的諸多高校形成了特色的創(chuàng)業(yè)課程體系，并與企業(yè)合作開(kāi)展系列工程實(shí)踐項(xiàng)目，使工科學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力得到極大的提高；德國(guó)大學(xué)將培養(yǎng)具備創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的工程科技人才作為高等工程教育的發(fā)展方向，并將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育視為人才培養(yǎng)過(guò)程的重要組成部分，開(kāi)設(shè)了豐富的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程（涵蓋創(chuàng)業(yè)素質(zhì)類(lèi)、創(chuàng)業(yè)知識(shí)類(lèi)等多個(gè)方面），全方位地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識(shí)[11]，并通過(guò)積極開(kāi)展緊密聯(lián)系相關(guān)產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)業(yè)實(shí)踐項(xiàng)目及各類(lèi)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競(jìng)賽，使學(xué)校、政府、企業(yè)等相關(guān)主體共同參與到高等工程教育環(huán)節(jié)之中。

（二）歐美高等工程教育模式

1. 歐美高等工程教育目標(biāo)

（1）美國(guó)大學(xué)

美國(guó)大學(xué)以培養(yǎng)高質(zhì)量的現(xiàn)代工程師為目標(biāo)，強(qiáng)調(diào)工程教育要將理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合，與市場(chǎng)和產(chǎn)業(yè)的實(shí)際需求相聯(lián)系，增強(qiáng)工科專(zhuān)業(yè)對(duì)學(xué)生的吸引力。在教學(xué)過(guò)程中注重學(xué)生能力的提升，除課堂學(xué)習(xí)外，學(xué)生需利用大量時(shí)間進(jìn)行實(shí)踐、自主學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)知識(shí)“由外到內(nèi)”的轉(zhuǎn)化。

（2）德國(guó)大學(xué)

德國(guó)大學(xué)以培養(yǎng)理論基礎(chǔ)與實(shí)踐能力并重的綜合型工科人才為目標(biāo)，為使不同層次人才在數(shù)量和質(zhì)量上都能夠滿(mǎn)足社會(huì)發(fā)展的需要，對(duì)多層次人才培養(yǎng)的重視程度較高。德國(guó)注重應(yīng)用型技能人才的培養(yǎng)，在高等工程教育范圍中，將高校劃分為應(yīng)用科技大學(xué)和工業(yè)大學(xué)，兩者的人才培養(yǎng)目標(biāo)存在一定的差異。工業(yè)大學(xué)主要培養(yǎng)研究開(kāi)發(fā)型人才，而應(yīng)用科技大學(xué)主要培養(yǎng)應(yīng)用技能型人才，側(cè)重于鍛煉學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力[12]，二者共同發(fā)展，支撐起德國(guó)工程教育在世界范圍內(nèi)的領(lǐng)先地位。

（3）澳大利亞大學(xué)

澳大利亞以培養(yǎng)多層次的高質(zhì)量工程技術(shù)人才為目標(biāo)，堅(jiān)持以學(xué)生為主體的教育宗旨。為實(shí)現(xiàn)對(duì)工科學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和解決實(shí)際問(wèn)題能力的培養(yǎng)，經(jīng)常開(kāi)展一系列小組項(xiàng)目。以新南威爾士大學(xué)（The University of New South Wales）為例，其許多工程專(zhuān)業(yè)都開(kāi)設(shè)了一門(mén)名為工程設(shè)計(jì)與創(chuàng)新（engineering design and innovation）的課程。在這項(xiàng)為期十周的小組項(xiàng)目中，學(xué)生需要解決某個(gè)與實(shí)際生活有關(guān)的問(wèn)題，以培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力，將工程教育與學(xué)生的職業(yè)發(fā)展緊密聯(lián)系。

（4）英國(guó)大學(xué)

英國(guó)以培養(yǎng)滿(mǎn)足市場(chǎng)需求的應(yīng)用型綜合人才為目標(biāo)，將構(gòu)建以學(xué)生為中心的教育體系放在第一位，通常采用開(kāi)放的培養(yǎng)模式，在課程選擇等方面為學(xué)生提供較大的自主空間。以劍橋大學(xué)為例，第一學(xué)年和第二學(xué)年主要為學(xué)生提供廣泛的工程基礎(chǔ)教育，學(xué)生可以在第三學(xué)年選擇繼續(xù)深入學(xué)習(xí)與研究的領(lǐng)域，并在接下來(lái)的時(shí)間里接受該領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)化培訓(xùn)。為了提高學(xué)生的實(shí)踐能力，劍橋大學(xué)還要求工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生完成六周的工業(yè)實(shí)訓(xùn)，提升工程人才質(zhì)量與企業(yè)實(shí)際需求的適應(yīng)性。

2. 歐美高等工程教育培養(yǎng)過(guò)程

（1）美國(guó)大學(xué)

在工科人才培養(yǎng)過(guò)程中，美國(guó)大學(xué)遵循面向工業(yè)實(shí)際的宗旨，采用校企合作的模式，通過(guò)聘請(qǐng)企業(yè)中具有豐富工作經(jīng)驗(yàn)的工程師作為兼職教師、學(xué)生進(jìn)入企業(yè)實(shí)習(xí)等方式鼓勵(lì)學(xué)校與企業(yè)共同參與工科人才培養(yǎng)的全過(guò)程。[13]此外，美國(guó)高校會(huì)組織各類(lèi)項(xiàng)目以提升學(xué)生的研究能力和實(shí)踐能力，比如麻省理工學(xué)院開(kāi)展了UPOP計(jì)劃（The Undergraduate Practice Opportunities Program，即本科實(shí)踐機(jī)會(huì)計(jì)劃），為學(xué)生將課堂所學(xué)知識(shí)用于實(shí)際操作環(huán)節(jié)創(chuàng)造機(jī)會(huì)。

（2）德國(guó)大學(xué)

德國(guó)的專(zhuān)業(yè)設(shè)置主要以企業(yè)的需求為導(dǎo)向，在人才培養(yǎng)過(guò)程中注重學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)，采取深度的校企合作模式，學(xué)生在校期間需進(jìn)入企業(yè)實(shí)習(xí)。該模式的應(yīng)用有助于學(xué)校與企業(yè)實(shí)現(xiàn)雙贏：對(duì)學(xué)校而言，為學(xué)生深入企業(yè)了解具體的生產(chǎn)過(guò)程提供了機(jī)會(huì)，方便學(xué)校及時(shí)根據(jù)企業(yè)需求的變化改革人才培養(yǎng)模式；對(duì)企業(yè)而言，學(xué)生在實(shí)習(xí)過(guò)程中利用所學(xué)知識(shí)，能有效解決企業(yè)面臨的部分問(wèn)題，且有利于企業(yè)將最新的理論成果用于其生產(chǎn)中。

（3）澳大利亞大學(xué)

澳大利亞主要采取校企合作和校際合作模式來(lái)完成工程科技人才的培養(yǎng)。第一，高校與企業(yè)聯(lián)系十分緊密。例如新南威爾士大學(xué)工程學(xué)院與華為、谷歌、英特爾、思科等國(guó)際知名科技企業(yè)建立了長(zhǎng)期的合作伙伴關(guān)系，學(xué)生可以通過(guò)實(shí)習(xí)生項(xiàng)目進(jìn)入企業(yè)實(shí)習(xí)，為學(xué)生以后的職業(yè)生涯打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。另外，為了保證學(xué)生具備較強(qiáng)的實(shí)踐能力，新南威爾士大學(xué)要求所有工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)生必須擁有不少于60天的工業(yè)實(shí)踐經(jīng)歷。第二，澳大利亞許多高校間都建立了校際合作關(guān)系，學(xué)生可以通過(guò)跨校選課學(xué)習(xí)合作院校的優(yōu)勢(shì)課程，這就使得高校間能綜合各方優(yōu)勢(shì)完成工程科技人才的培養(yǎng)[14]。

（4）英國(guó)大學(xué)

英國(guó)高校與工程界之間的聯(lián)系也十分密切，高校與企業(yè)合作了大量的科技項(xiàng)目[15]，企業(yè)為學(xué)生提供了大量實(shí)習(xí)崗位，且各高校會(huì)定期邀請(qǐng)知名企業(yè)家入校開(kāi)設(shè)講座。英國(guó)高校強(qiáng)調(diào)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力及批判性思維的培養(yǎng)，尤其對(duì)于工科專(zhuān)業(yè)的學(xué)生，在教學(xué)過(guò)程中充分體現(xiàn)“以學(xué)生為主”的思想，教師主要起引導(dǎo)啟發(fā)的作用，需要學(xué)生課外花大量時(shí)間自行搜索資料、進(jìn)行實(shí)際操作以完成學(xué)習(xí)任務(wù)，幫助學(xué)生養(yǎng)成主動(dòng)學(xué)習(xí)的習(xí)慣。

3. 歐美高等工程教育課程設(shè)置

（1）美國(guó)大學(xué)

美國(guó)在課程設(shè)置方面注重學(xué)生綜合素質(zhì)及實(shí)踐能力的培養(yǎng)。例如麻省理工大學(xué)化學(xué)工程專(zhuān)業(yè)本科必修課模塊涵蓋自然科學(xué)、人文社科等領(lǐng)域的課程，規(guī)定學(xué)生在校期間必須學(xué)習(xí)人文、藝術(shù)、社會(huì)科學(xué)類(lèi)課程以提高學(xué)生的經(jīng)濟(jì)素養(yǎng)、文化素養(yǎng)，幫助學(xué)生更好地應(yīng)對(duì)世界文化、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)等各方面的挑戰(zhàn)。課程體系中的實(shí)踐類(lèi)課程占比較高，麻省理工大學(xué)通過(guò)采取“干中學(xué)”（learning-by-doing）的教學(xué)模式來(lái)提高學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力。同時(shí)，美國(guó)高校中的教師通常會(huì)根據(jù)前沿知識(shí)和技術(shù)的發(fā)展，及時(shí)進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的更新。多樣化的課程設(shè)置、及時(shí)更新教學(xué)內(nèi)容及占比較高的實(shí)踐類(lèi)課程，提高了工程專(zhuān)業(yè)對(duì)于學(xué)生的吸引力，為社會(huì)發(fā)展提供了一批批高質(zhì)量的工程科技人才。另外，學(xué)科的交叉融合也在美國(guó)高等工程教育體系中得到了充分體現(xiàn)，例如，麻省理工大學(xué)設(shè)立了化學(xué)與生物、計(jì)算機(jī)科學(xué)與分子生物學(xué)等項(xiàng)目以培養(yǎng)多學(xué)科復(fù)合型人才。

（2）德國(guó)大學(xué)

德國(guó)為了達(dá)到工程專(zhuān)業(yè)的基本要求，體現(xiàn)基于問(wèn)題學(xué)習(xí)的教學(xué)理念，將理論知識(shí)與具體實(shí)踐相結(jié)合，在教學(xué)過(guò)程中通常會(huì)安排學(xué)生參與工程實(shí)踐項(xiàng)目，切實(shí)提高學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力。由于認(rèn)識(shí)到對(duì)工程科技人才進(jìn)行跨學(xué)科培養(yǎng)的重要性，德國(guó)工程專(zhuān)業(yè)的課程體系呈現(xiàn)出多學(xué)科融合的特征，高校會(huì)根據(jù)現(xiàn)代工程師的能力體系要求，邀請(qǐng)經(jīng)濟(jì)與管理系、法律系及其他學(xué)科的教師為工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生講授經(jīng)管知識(shí)、法律知識(shí)等跨學(xué)科領(lǐng)域知識(shí)，使工程科技人才更加符合“復(fù)合型人才”的要求[16]。在教學(xué)內(nèi)容上，德國(guó)高校通常會(huì)依據(jù)企業(yè)的現(xiàn)實(shí)需求進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的安排與調(diào)整，保證學(xué)生的知識(shí)體系能滿(mǎn)足市場(chǎng)需要。

（3）澳大利亞大學(xué)

澳大利亞高校的課程體系緊密結(jié)合工程需要和市場(chǎng)需求，圍繞產(chǎn)業(yè)界對(duì)現(xiàn)代工程師的要求，既注重專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)的教學(xué)，又強(qiáng)調(diào)學(xué)生人文素養(yǎng)及領(lǐng)導(dǎo)力等的培養(yǎng)。以新南威爾士大學(xué)通信專(zhuān)業(yè)為例，學(xué)生在校期間需要學(xué)習(xí)數(shù)字信號(hào)處理、電路與信號(hào)、模擬電子電路等專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)。此外學(xué)校為通信工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生開(kāi)設(shè)了一個(gè)名為戰(zhàn)略領(lǐng)導(dǎo)力與道德的課程模塊。在該模塊中，學(xué)生需要學(xué)習(xí)工程倫理、領(lǐng)導(dǎo)力理論及理論與實(shí)踐有關(guān)課程。為了滿(mǎn)足當(dāng)今社會(huì)對(duì)工程科技人才的經(jīng)濟(jì)決策能力提出的要求，新南威爾士大學(xué)通信專(zhuān)業(yè)學(xué)生第三學(xué)年的通信工程設(shè)計(jì)課程中納入了經(jīng)濟(jì)分析有關(guān)內(nèi)容（見(jiàn)表2）。

表2 新南威爾士大學(xué)通信工程專(zhuān)業(yè)本科課程設(shè)置（TELEAH3707）

（4）英國(guó)大學(xué)

為了與經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)進(jìn)步的需求相適應(yīng)，英國(guó)也同樣注重工科學(xué)生跨學(xué)科知識(shí)的學(xué)習(xí)及實(shí)踐能力的培養(yǎng)。高校在進(jìn)行課程安排時(shí)強(qiáng)調(diào)通識(shí)性，既突出專(zhuān)業(yè)性，又通過(guò)開(kāi)設(shè)大量選修課培養(yǎng)學(xué)生多方面興趣，拓寬學(xué)生知識(shí)面。課程設(shè)置上注重將工科學(xué)生所學(xué)知識(shí)緊密聯(lián)系實(shí)際生活，并通過(guò)廣泛開(kāi)設(shè)交叉學(xué)科課程培養(yǎng)具備跨界整合能力的復(fù)合型創(chuàng)新工科人才[17]。課程體系緊密?chē)@市場(chǎng)需求，納入系列卓有成效的實(shí)踐課題項(xiàng)目，學(xué)生通過(guò)自己實(shí)際動(dòng)手加深對(duì)知識(shí)、技術(shù)的理解與掌握，以實(shí)現(xiàn)自我素養(yǎng)的提升。

綜合上述分析，美、英、德、澳等國(guó)家高等工程技術(shù)人才培養(yǎng)模式可用表3表示。

表3 美、德、澳、英高等工程教育人才培養(yǎng)模式對(duì)比

三、歐美高等工程教育理念與模式對(duì)我國(guó)新工科建設(shè)的啟示

美、德、英、澳等國(guó)的高等工程教育理念和實(shí)踐為我國(guó)高等工程教育正在全面實(shí)施的新工科建設(shè)提供了有益的啟示：

第一，新工科建設(shè)要奉行學(xué)科交叉的理念、原則和實(shí)踐模式，實(shí)現(xiàn)工科人才的跨學(xué)科培養(yǎng)。具體而言，要在課程體系考慮擴(kuò)大人文、社科、經(jīng)濟(jì)管理、法律等跨學(xué)科課程的比例，滿(mǎn)足創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展時(shí)代對(duì)工程技術(shù)人才的素質(zhì)和能力要求。同時(shí)，注重培養(yǎng)工科生的社會(huì)責(zé)任感、領(lǐng)導(dǎo)決策能力及工程倫理觀等。另外，根據(jù)市場(chǎng)對(duì)復(fù)合型人才的需求，構(gòu)建學(xué)科交叉專(zhuān)業(yè)，打造具備跨界整合能力的高質(zhì)量人才。除此之外，還應(yīng)開(kāi)設(shè)與綠色發(fā)展理念有關(guān)的課程，在知識(shí)體系中突出可持續(xù)發(fā)展觀的重要性，從教學(xué)內(nèi)容中淘汰與綠色環(huán)保理念不一致的技術(shù)，從工程教育的角度幫助解決經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)之間的矛盾。

第二，立足于工程教育的本質(zhì)和內(nèi)涵，鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力。在課程設(shè)置上應(yīng)當(dāng)面向工程實(shí)際，在課程體系中加大實(shí)踐類(lèi)課程所占比重，遵照解決工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題的宗旨開(kāi)設(shè)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，嚴(yán)格把控實(shí)訓(xùn)課程的教學(xué)質(zhì)量，避免實(shí)訓(xùn)課程流于形式。同時(shí)也應(yīng)加大工程實(shí)訓(xùn)的經(jīng)費(fèi)投入，完善實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，及時(shí)購(gòu)買(mǎi)與新技術(shù)有關(guān)的實(shí)訓(xùn)設(shè)備，根據(jù)工程理論、科學(xué)技術(shù)的新發(fā)展進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的更新，使學(xué)生的知識(shí)體系能充分滿(mǎn)足市場(chǎng)要求。通過(guò)大力推進(jìn)校企合作模式在工程科技人才培養(yǎng)過(guò)程中的應(yīng)用，鼓勵(lì)企業(yè)為高校學(xué)生提供充足的實(shí)習(xí)崗位，對(duì)工科學(xué)生企業(yè)實(shí)習(xí)經(jīng)歷的時(shí)間做出規(guī)定，并聘請(qǐng)有工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的工程師作為兼職教師參與到教學(xué)環(huán)節(jié)之中，由此促進(jìn)工程教育與產(chǎn)業(yè)界的緊密聯(lián)系。

第三，采取開(kāi)放式、個(gè)性化的教學(xué)模式。改變以教師為主的傳統(tǒng)教學(xué)方法，在教學(xué)過(guò)程中突出學(xué)生的作用，以學(xué)生自身能力的提升為立足點(diǎn)，采用“基于問(wèn)題學(xué)習(xí)”等教學(xué)形式。在課堂上采用啟發(fā)式、引導(dǎo)式的教學(xué)方式，增強(qiáng)學(xué)生與教師的互動(dòng)，充分啟發(fā)學(xué)生思維。多開(kāi)設(shè)可供學(xué)生參與的研究項(xiàng)目和實(shí)踐項(xiàng)目，為學(xué)生提高自身研究能力及實(shí)踐能力創(chuàng)造機(jī)會(huì)，培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立自主能力及團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，促使學(xué)生養(yǎng)成主動(dòng)學(xué)習(xí)的習(xí)慣，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。此外，還應(yīng)當(dāng)注重學(xué)生的個(gè)性化培養(yǎng)，鼓勵(lì)學(xué)生的興趣發(fā)展，在大的培養(yǎng)框架之內(nèi)給予學(xué)生足夠的自主選擇空間，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

第四，融入創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育。在新工科背景下，為了培養(yǎng)滿(mǎn)足新經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要的新型工程人才，提高工程科技人才的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，應(yīng)當(dāng)將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育貫穿于人才培養(yǎng)的全過(guò)程，構(gòu)建“專(zhuān)業(yè)教育+素質(zhì)教育+創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育”三維互動(dòng)式高等工程教育體系。同時(shí)，新工科建設(shè)需要通過(guò)產(chǎn)教結(jié)合、校校合作、校企合作，采取多元化渠道對(duì)人才培養(yǎng)方案進(jìn)行完善，實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)目標(biāo)、課程體系、教學(xué)手段等的改革與創(chuàng)新，打造產(chǎn)學(xué)研協(xié)同的工程教育共同體，實(shí)現(xiàn)人才與行業(yè)、企業(yè)的緊密對(duì)接，達(dá)到多方共贏。此外，高等教育機(jī)構(gòu)還要營(yíng)造有助于工科學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的環(huán)境，組織形式多樣的科技創(chuàng)新、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競(jìng)賽等活動(dòng)，把創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育系統(tǒng)融入新工科建設(shè)過(guò)程中，培養(yǎng)具有創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力和跨界整合能力的新型工科人才。