美國高等工程教育課程設(shè)置特點及其啟示

摘要:20世紀(jì)90年代美國工程教育提出了“大工程觀”教育理念，對高等工程教育提出了新的要求。通過分析麻省理工學(xué)院的課程設(shè)置理念、課程設(shè)置模式和培養(yǎng)目標(biāo)，發(fā)現(xiàn)國外工程院校的辦學(xué)經(jīng)驗值得中國借鑒。中國高等工程教育必須從根本上改革教學(xué)內(nèi)容和課程體系，打破學(xué)科專業(yè)壁壘，才能在課程設(shè)置上體現(xiàn)大工程觀，適應(yīng)科學(xué)綜合化和現(xiàn)代工程的要求。

關(guān)鍵詞:美國高等工程教育;大工程觀;課程設(shè)置

中圖分類號:G642.3文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1002-2589(2010)21-0259-03

高等工程教育是工程科技人員培養(yǎng)的主渠道，對工程技術(shù)人員的知識、能力、素質(zhì)的形成起著主要作用，對創(chuàng)新精神與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)起著決定性的影響。針對傳統(tǒng)工程教育過于專門化的趨勢以及工程訓(xùn)練不足和工程實踐弱化的傾向，20世紀(jì)90年代美國工程教育掀起了“回歸工程”的浪潮，提出了“大工程觀”教育理念，對高等工程教育提出了新的要求。

一、大工程觀對高等工程教育的要求

隨著社會經(jīng)濟(jì)、科學(xué)技術(shù)、文化發(fā)展對新型工程技術(shù)人才的需求，美國工程與技術(shù)認(rèn)證委員會(ABET)對21世紀(jì)新的工程人才提出了11條評估標(biāo)準(zhǔn)，從中可以解讀高等工程教育的培養(yǎng)目標(biāo):工程實踐能力、多學(xué)科綜合知識背景及整體思維方式、職業(yè)道德及社會責(zé)任感。

針對傳統(tǒng)工程教育過分專業(yè)化、科學(xué)化的趨勢以及工程訓(xùn)練不足、工程實踐弱化的傾向，1994年，美國麻省理工學(xué)院工學(xué)院院長Joal Moses提出了《大工程觀:工程綜合教育》的長期規(guī)劃，指出“大工程觀的術(shù)語是對為工程實際服務(wù)的工程教育的一種回歸，而與研究導(dǎo)向的工程科學(xué)觀相對立，強(qiáng)調(diào)知識的完整性、系統(tǒng)性”。莫西斯所倡導(dǎo)的大工程觀要求工程教育要為學(xué)生提供綜合的知識背景，強(qiáng)調(diào)工程的系統(tǒng)性和實踐性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性，與現(xiàn)代社會對新型工程技術(shù)人才的需求不謀而合。

大工程觀的提出有著深厚的社會背景。隨著工業(yè)化的發(fā)展，傳統(tǒng)的高等工程教育中工程人才的視野被局限在科學(xué)技術(shù)的范圍之內(nèi)，科學(xué)、技術(shù)、人文被割裂開來;工程理論內(nèi)容老化，與現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展脫節(jié);工程實踐、工程訓(xùn)練內(nèi)容陳舊、強(qiáng)度不夠。另外，人類在物質(zhì)生產(chǎn)取得巨大成就的同時，在自然資源利用、環(huán)境保護(hù)方面存在著危機(jī)。資源枯竭、環(huán)境惡化、生態(tài)失衡、天災(zāi)肆虐，不僅是人類工業(yè)化的負(fù)面結(jié)果，更重要的是體現(xiàn)了人類工業(yè)文明及其思維方式的危機(jī)。20世紀(jì)80年代提出的社會可持續(xù)發(fā)展觀，重視社會發(fā)展的可持續(xù)性、整體性、公平性，實現(xiàn)人類社會發(fā)展的長遠(yuǎn)利益。社會可持續(xù)發(fā)展觀的逐漸深入人心，使得大工程觀逐漸得到認(rèn)同。

大工程觀要求工程教育重視工程的系統(tǒng)性及實踐特征，在科學(xué)技術(shù)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時，充分考慮社會的文化、環(huán)境、道德等方面的因素。工程教育應(yīng)該培養(yǎng)21世紀(jì)工程人才的工程知識能力、工程設(shè)計能力、工程實施能力、價值判斷能力、社會協(xié)調(diào)能力和終身學(xué)習(xí)能力。社會能力的提出，是大工程觀的價值綜合和審美綜合的體現(xiàn)，這就要求對工程教育的內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整和綜合，讓學(xué)生學(xué)習(xí)工程科學(xué)的知識和理論，并重視實踐能力的培養(yǎng)。

二、麻省理工學(xué)院材料科學(xué)與工程專業(yè)的課程設(shè)置簡介

大工程觀教育理念的提出集中體現(xiàn)了科學(xué)技術(shù)綜合發(fā)展的影響?，F(xiàn)代科學(xué)的典型特征是在知識高度分化的基礎(chǔ)上，朝著知識綜合化的方向發(fā)展，各學(xué)科和技術(shù)領(lǐng)域之間相互滲透、交叉和融合成為知識發(fā)展的重要途徑。大工程觀的提出，意味著以回歸工程為目標(biāo)，實現(xiàn)科學(xué)至上思潮的積極成果與“為工程實際服務(wù)的工程教育”的有機(jī)整合。在大工程觀的影響下，世界范圍內(nèi)高等工程教育的課程體系和教學(xué)內(nèi)容發(fā)生了很大的變化。以下以麻省理工學(xué)院的課程設(shè)置為例，具體分析大工程觀背景下的美國高等工程教育的課程設(shè)置特點，探討其對中國高等教育的借鑒和啟示。

麻省理工學(xué)院(MIT)本科學(xué)位課程由核心課程、系要求課程和自由選修課程三部分組成。核心課程是所有專業(yè)的學(xué)生都必須學(xué)的課程，至少17門、180個單元，包括自然科學(xué)類課程、人文、藝術(shù)和社會科學(xué)類課程以及交流課程;自由選修課程有48個單元，不需要先修課程，學(xué)生可以在全校范圍內(nèi)自由選修;系要求課程包括必修課和限制性選修課，材料科學(xué)與工程系提供了三種學(xué)位課程可供選擇，其中Course 3課程為準(zhǔn)備獲得材料科學(xué)與工程理學(xué)學(xué)士學(xué)位的學(xué)生設(shè)計，該課程被美國工程與技術(shù)鑒定委員會認(rèn)可，對中國的高等工程教育有重要的借鑒價值。

除了學(xué)科課程之外，MIT還開設(shè)了可供學(xué)生選擇的項目課程(Program)。這些課程在內(nèi)容和形式上都比較靈活，一般也能獲得一定學(xué)分。項目課程和學(xué)科課程相互配合，對于構(gòu)建學(xué)生綜合的知識結(jié)構(gòu)、鍛煉學(xué)生的實踐能力起到了重要的作用。

三、麻省理工學(xué)院的課程設(shè)置理念和培養(yǎng)目標(biāo)

麻省理工學(xué)院的課程設(shè)置以大工程觀的工程教育理念為指導(dǎo)原則，以培養(yǎng)科技領(lǐng)袖為目標(biāo)。材料科學(xué)與工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)表現(xiàn)在以下幾個方面:

1.注重基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)。材料科學(xué)與工程系的系要求課程中設(shè)置了材料設(shè)計、材料性能、材料加工、材料模型建立和計算、材料實驗等方面的基礎(chǔ)知識，課程體系包括必修課和限制性選修課，期望學(xué)生在材料科學(xué)基本原理、方法、設(shè)備領(lǐng)域打下堅實的基礎(chǔ)，并將所學(xué)知識應(yīng)用到材料科學(xué)與工程實踐，能用材料科學(xué)與工程的基本原理解決工業(yè)上的實際需要。

2.培養(yǎng)工程實踐能力，加強(qiáng)教學(xué)實踐環(huán)節(jié)。美國的工程教育經(jīng)歷了從傳統(tǒng)工程教育到研究型工程教育再到“回歸工程”的“大工程觀”工程教育的發(fā)展過程。二戰(zhàn)以后，許多美國大學(xué)和工學(xué)院一心要辦成“研究型”大學(xué)的模式，該模式注重在科學(xué)和工程領(lǐng)域開展一流的研究工作。工程教育的科學(xué)化使得以經(jīng)驗為基礎(chǔ)的工程教育向前邁進(jìn)了一步，但是隨著時代的發(fā)展，學(xué)科化、學(xué)術(shù)化的工程教育不再適應(yīng)工程發(fā)展的實際，工程教育需要回歸工程的本含義，體現(xiàn)在課程設(shè)置中就是重視學(xué)生工程實踐能力的培養(yǎng):一方面，提高了實驗課程的地位，作為對工學(xué)院學(xué)生的基本要求;另一方面，加強(qiáng)工程實踐教學(xué)，開設(shè)靈活多樣的工程實踐項目培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力，提高學(xué)生對于工程領(lǐng)域材料設(shè)計和制造的理解。

3.綜合的知識背景，良好的人文素質(zhì)。麻省理工學(xué)院的核心課程中規(guī)定學(xué)生必須學(xué)習(xí)自然科學(xué)、社會科學(xué)、工程技術(shù)和信息交流等方面至少17門課程，體現(xiàn)了學(xué)科交叉、融合的綜合化思想。在當(dāng)今的背景下，MIT的培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)不僅具有扎實的理論基礎(chǔ)，有發(fā)現(xiàn)和解決實際問題以及與人合作的能力，并且能更好地服務(wù)于國家和世界的21世紀(jì)的工程領(lǐng)袖。MIT的人才培養(yǎng)目標(biāo)特別強(qiáng)調(diào)了解決實際問題及與他人合作的能力，能在團(tuán)隊中有效交流和工作，能勝任領(lǐng)導(dǎo)崗位，并把這作為未來工程領(lǐng)袖的重要素質(zhì)。

4.個性化的培養(yǎng)，創(chuàng)造性的訓(xùn)練。學(xué)生個性及創(chuàng)造性的培養(yǎng)是工程教育的關(guān)鍵所在，因為“工程師創(chuàng)造未來的世界”。在大工程的背景下，創(chuàng)造與創(chuàng)新能力成為工程師的重要品質(zhì)。工程師的任務(wù)是發(fā)明和創(chuàng)造，將已有的科學(xué)技術(shù)成果轉(zhuǎn)化為實際的工業(yè)技術(shù)與產(chǎn)品，依賴于工程師的創(chuàng)新能力。學(xué)生個性的培養(yǎng)靠課程設(shè)置和多樣化的教學(xué)，學(xué)生根據(jù)自身的知識基礎(chǔ)、學(xué)習(xí)興趣、個性特長等選擇不同的學(xué)習(xí)課程，構(gòu)建自身的知識結(jié)構(gòu)，發(fā)揮學(xué)生的個性、促進(jìn)創(chuàng)造性和創(chuàng)新能力的發(fā)展。

四、大工程觀理念下材料科學(xué)與工程專業(yè)培養(yǎng)模式的思考

1.轉(zhuǎn)變觀念，回歸高等教育的本質(zhì)屬性。針對建設(shè)創(chuàng)新型國家的戰(zhàn)略規(guī)劃，中國高等工程教育進(jìn)行了系統(tǒng)改革，提出了使課程設(shè)置從單一的“工程專業(yè)課程”傳授轉(zhuǎn)變?yōu)椤按蠊こ逃^、大系統(tǒng)觀”為指導(dǎo)的課程架構(gòu)體系。由此出發(fā)，全國高等院校工程類專業(yè)對課堂教學(xué)和實踐教學(xué)進(jìn)行了改革，突出工程的系統(tǒng)性及聯(lián)系性，在夯實基礎(chǔ)、拓寬知識面、培養(yǎng)實踐能力和創(chuàng)新能力方面進(jìn)行了有益的嘗試。體現(xiàn)在知識構(gòu)成方面，不僅強(qiáng)調(diào)專業(yè)知識體系內(nèi)的知識要素和單元，更強(qiáng)調(diào)知識之間的關(guān)聯(lián)性、整體性，在知識結(jié)構(gòu)上體現(xiàn)寬與專的統(tǒng)一。體現(xiàn)在工程能力方面，不僅強(qiáng)調(diào)工程單元設(shè)計與管理的能力，更強(qiáng)調(diào)單元工程與系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)，與環(huán)境的關(guān)聯(lián)。大工程觀在培養(yǎng)人才技術(shù)水平的基礎(chǔ)上，還注重學(xué)生的人文素質(zhì)和社會屬性。

然而，高等教育產(chǎn)業(yè)化的惡果是將高等教育當(dāng)做商品，背離了教育的本質(zhì)屬性。在商業(yè)化氣氛濃厚、物欲橫流的金錢時代，人們變得浮躁，把高等教育當(dāng)做產(chǎn)業(yè)進(jìn)行運轉(zhuǎn)，“教育是良心教育”、“教育是藝術(shù)”的觀念離我們愈來愈遠(yuǎn)。分析MIT材料科學(xué)與工程專業(yè)課程設(shè)置的特點可以清楚地看到，中國高等教育構(gòu)建“大工程觀、大系統(tǒng)觀”課程體系以及重基礎(chǔ)、拓寬知識面的教育理念在高等教育產(chǎn)業(yè)化的指導(dǎo)思想下難以實現(xiàn)。工程教育是一個系統(tǒng)化、專門化的工程，需要構(gòu)建綜合化的課程體系，在夯實專業(yè)基礎(chǔ)知識的基礎(chǔ)上，拓寬學(xué)生的知識面，同時要注重人文藝術(shù)和綜合實踐能力的培養(yǎng)，所有這一切需要大量的學(xué)時來保證。然而，在教育產(chǎn)業(yè)化理念的指導(dǎo)下，中國高等教育逐步推行學(xué)分制教學(xué)管理，為了節(jié)約教育成本，專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)課、實踐類課程教學(xué)課時明顯壓縮，其結(jié)果勢必導(dǎo)致“寬而專”的培養(yǎng)目標(biāo)難以實現(xiàn)。MIT的課程規(guī)定了相應(yīng)的creditunits，每一個creditunit下面都由相應(yīng)的學(xué)時來保證，這樣，專業(yè)的基礎(chǔ)知識、寬泛的知識面才能夠得到保證?；谕瑯拥脑?，我們的專業(yè)選修課程形同虛設(shè)，不能根據(jù)學(xué)生的愛好提供多元化的選修方案。MIT則在完成核心課程和系必修課的基礎(chǔ)之上，提供了三種學(xué)位課程選擇，滿足學(xué)生多元化的學(xué)習(xí)需求。因此，中國的高等工程教育在平衡教學(xué)成本、學(xué)生學(xué)習(xí)興趣及社會需求之間，需要進(jìn)行深入的思考，還高等教育的本來面目，才能培養(yǎng)出專業(yè)基礎(chǔ)扎實、知識面寬泛的真正的工程應(yīng)用型人才。

2.綜合化課程體系的構(gòu)建。綜合化課程體系的構(gòu)建需要考慮學(xué)生、社會用人單位、科學(xué)和技術(shù)發(fā)展的需要等多方面的因素。一般來講，實施課程的時代背景、大學(xué)的定位、特色與優(yōu)勢、師資隊伍結(jié)構(gòu)、相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域的發(fā)展及學(xué)生的職業(yè)規(guī)劃對于課程體系的構(gòu)建起到主導(dǎo)性作用。根據(jù)美國工程與技術(shù)認(rèn)證委員會(ABET)對21世紀(jì)新工程人才的11條評價標(biāo)準(zhǔn)可以看出，高等工程教育需要培養(yǎng)人才的綜合的知識背景及整體性的思維方式、工程實踐能力、職業(yè)道德及社會責(zé)任感。從培養(yǎng)目標(biāo)出發(fā)就可以確定綜合化的課程體系，在課程體系的構(gòu)建過程中需要明確學(xué)生需要掌握的知識、技能和經(jīng)驗，以及為了完成培養(yǎng)目標(biāo)所需要的課程內(nèi)容和體系。根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)的要求，制定課程體系的基本組成部分、確定各種課程內(nèi)容在整個課程體系結(jié)構(gòu)中的地位以及各種課程之間的聯(lián)系。

綜合化課程體系的構(gòu)建是中國高等工程教育課程改革面臨的緊迫任務(wù)，也是一項艱巨的任務(wù)。綜合化課程體系的構(gòu)建矛盾十分突出。在教育產(chǎn)業(yè)化的模式下，“完全學(xué)分制”在許多高等院校廣泛開展。綜合化的前提是夯實專業(yè)基礎(chǔ)知識，在教學(xué)成本與教學(xué)課時矛盾愈加突出的今天，基礎(chǔ)理論和“共同的理論模型”的學(xué)習(xí)愈見貧乏，必然導(dǎo)致“通才教育”成為無本之木、無源之水。更有甚者，打著綜合化的旗號濫設(shè)課程，以大量缺乏系統(tǒng)性、關(guān)聯(lián)性的通論性課程誤人子弟的事例并不罕見。綜合化課程體系的構(gòu)建需要充分考慮社會需求的變化。由于地域、行業(yè)、職業(yè)需求及學(xué)校發(fā)展定位的變化，課程體系的內(nèi)容需要進(jìn)行調(diào)整，這就需要建立合理的需求分析隊伍，根據(jù)發(fā)展的短期、中期、長期的要求，進(jìn)行定期的需求分析，以便對綜合化的課程體系進(jìn)行調(diào)整。

3.加強(qiáng)與企業(yè)的聯(lián)系，強(qiáng)化工程訓(xùn)練。中國是一個有著悠久歷史的文明古國，從四大發(fā)明到萬里長城，從都江堰到三峽工程，從“兩彈一星”到載人飛船，中華民族取得了舉世矚目的偉大成就。隨著科技進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)國際化的發(fā)展，來自國際競爭的壓力愈來愈大，能否盡快培養(yǎng)高質(zhì)量、多層次的工程技術(shù)人才，成為中國高等工程教育責(zé)無旁貸的責(zé)任。然而，由于歷史原因，中國的高等工程教育面臨著許多困難。

工程教育的目的是培養(yǎng)社會需要的多層次技術(shù)人才，然而，國內(nèi)的大中型企業(yè)存在一個明顯的悖論，既渴求掌握基礎(chǔ)理論、充滿實踐經(jīng)驗的技術(shù)人才，卻又不愿提供高等院校學(xué)生進(jìn)行生產(chǎn)實踐的機(jī)會。工程教育必須面向企業(yè)，企業(yè)必須依靠工程教育，為此，如何密切聯(lián)系高等工程院校與企業(yè)的合作、建立互相依存、互惠互利、協(xié)調(diào)發(fā)展的有效機(jī)制、共同完成工程技術(shù)人才的培養(yǎng)值得我們思考。從國家層面上考慮需要建立一種長效的激勵機(jī)制，鼓勵企業(yè)為高等工程院校提供實訓(xùn)機(jī)會，國家給予補(bǔ)貼;學(xué)校則需要改變?nèi)瞬排囵B(yǎng)模式，建立必要的工程師崗位培訓(xùn)系統(tǒng)，為企業(yè)技術(shù)人才提供進(jìn)修機(jī)會，根據(jù)社會需求及時調(diào)整專業(yè)結(jié)構(gòu);面向工程實際，加強(qiáng)工程訓(xùn)練，提高對工程設(shè)計重要性的認(rèn)識，為企業(yè)培養(yǎng)人才，為企業(yè)發(fā)展提供工程設(shè)計支持。

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