世界一流工程教育發(fā)展的挑戰(zhàn)、趨勢及啟示
——基于《全球一流工程教育發(fā)展現(xiàn)狀》咨詢報告的解讀

任林芳，李盼盼

(1.平頂山學院 教務(wù)處， 平頂山 467000； 2.河北大學 教育學院， 保定 071002)

麻省理工學院作為世界高等工程教育的典范，為推動新一輪改革的順利進行，保持麻省理工學院在高等工程教育界的領(lǐng)先地位，委托格雷厄姆(Ruth Graham)博士對世界一流本科生工程教育現(xiàn)狀進行調(diào)研，形成了具有重要影響的《全球一流工程教育發(fā)展現(xiàn)狀》(The Global State of the Art in Engineering Education)咨詢報告。該報告對世界一流工程教育的改革現(xiàn)狀、面臨的挑戰(zhàn)及發(fā)展趨勢進行了詳細描述，在呈現(xiàn)世界一流工程教育發(fā)展趨勢的基礎(chǔ)上為世界各國高等工程教育改革提供了參考。通過分析《全球一流工程教育發(fā)展現(xiàn)狀》中呈現(xiàn)的世界一流本科生工程教育改革的內(nèi)容與舉措，以期為我國新工科建設(shè)和高等工程教育改革發(fā)展提供借鑒。

一、《全球一流工程教育發(fā)展現(xiàn)狀》的形成

麻省理工學院為保持在世界高等工程教育界的領(lǐng)先地位，于2016年啟動了新一輪工程教育改革——“新工程教育轉(zhuǎn)型”(New Engineering Education Transformation，NEET)，制定和實施了世界領(lǐng)先的本科生工程教育改革項目。本次改革是從根本上對高等工程教育進行的系統(tǒng)性反思，旨在培養(yǎng)引領(lǐng)未來產(chǎn)業(yè)界和社會發(fā)展的領(lǐng)導型工程人才[1]。為促進NEET改革的順利進行，保持NEET的領(lǐng)先性和導向性作用，麻省理工學院委托格雷厄姆博士對世界一流工程教育現(xiàn)狀進行調(diào)查研究，由此形成了《全球一流工程教育發(fā)展現(xiàn)狀》咨詢報告。

該研究分為兩個階段：第一階段在2016年9～11月進行，該階段通過文獻檢索和作者觀點分析確定了最初受訪者，采用“滾雪球”的方式，由已受訪者推薦隨后的受訪者，最終確定了18個國家的50位受訪者[2]，主要包括具有豐富經(jīng)驗和較高威信的工程教育研究先驅(qū)、工程教育的政策制定者、直接參與工程教育計劃的大學領(lǐng)導人。每位受訪者推薦5～6所代表目前高等工程教育最高水平的“現(xiàn)任引領(lǐng)機構(gòu)”(current leaders)和未來幾十年引領(lǐng)世界高等工程教育發(fā)展的“未來引領(lǐng)機構(gòu)”(emerging leaders)，最終確定了22個國家的81所機構(gòu)為“現(xiàn)任引領(lǐng)機構(gòu)”和27個國家的98所機構(gòu)為“未來引領(lǐng)機構(gòu)”[2]，為我們呈現(xiàn)了世界一流高等工程教育實踐的現(xiàn)狀、面臨的挑戰(zhàn)以及未來走向，也為尚處于籌劃階段的NEET改革提供了全球視野和方向性指導。第二階段在2017年3～11月進行，該階段對128位受訪者(主要涉及大學校長、院長、教授和改革項目領(lǐng)導人、在校大學生、校友以及包括國家政府官員和行業(yè)先鋒在內(nèi)的外部利益相關(guān)者)進行了133次深度訪談[2]。綜合考慮研究成本、地理位置、社會經(jīng)濟效益、體制背景等因素，最終從排名前10的“未來引領(lǐng)機構(gòu)”中確定了4所高校(新加坡科技設(shè)計大學、倫敦大學學院、查爾斯特大學和代爾夫特理工大學)進行案例分析。第二階段的研究成果通過與第一階段的研究成果整合的方式形成了完整的《全球一流工程教育發(fā)展現(xiàn)狀》咨詢報告。

該報告在高等工程教育界引起了廣泛關(guān)注并得到高度評價：如倫敦大學學院工程學教授阿貝爾·納麥芬(Abel Nyamapfene)認為，該報告可以促進人們對世界一流工程教育的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢有更清晰的認識，為世界高等工程教育改革提供更加精準的指導[3]；歐林工學院院長查理·米勒(Richard K Miller)認為，該研究清晰地呈現(xiàn)了世界一流工程教育的優(yōu)良做法，可以讓工程教育界相互學習[4]。

二、《全球一流工程教育發(fā)展現(xiàn)狀》的基本內(nèi)容

該報告旨在為世界范圍內(nèi)的高等工程教育改革提供先進經(jīng)驗，在詳細比較一流工程教育最高水平代表機構(gòu)“現(xiàn)任引領(lǐng)機構(gòu)”和“未來引領(lǐng)機構(gòu)”的基礎(chǔ)上，對世界一流工程教育改革的現(xiàn)狀、面臨的挑戰(zhàn)及發(fā)展趨勢進行描述和分析，為我們呈現(xiàn)了世界一流高等工程教育的特征。

(一)“現(xiàn)任引領(lǐng)機構(gòu)”與“未來引領(lǐng)機構(gòu)”的共性與特色

報告根據(jù)“現(xiàn)任引領(lǐng)機構(gòu)”和“未來引領(lǐng)機構(gòu)”出現(xiàn)的頻次，確定了排名前10的“引領(lǐng)機構(gòu)”。其中，歐林工學院、代爾夫特理工大學、倫敦大學學院、新加坡國立大學既是“現(xiàn)任引領(lǐng)機構(gòu)”又是“未來引領(lǐng)機構(gòu)”。通過分析前10所“現(xiàn)任引領(lǐng)機構(gòu)”和“未來引領(lǐng)機構(gòu)”的特征，總結(jié)出兩者的共同點與區(qū)別(見表1)。

表1 “現(xiàn)任引領(lǐng)機構(gòu)”與“未來引領(lǐng)機構(gòu)”的基本情況

1.“現(xiàn)任引領(lǐng)機構(gòu)”與“未來引領(lǐng)機構(gòu)”的共同點

第一，均施行小規(guī)模、精英化的教育。工程人才培養(yǎng)的高成本模式導致工程院校只能為小規(guī)模學生提供高質(zhì)量的工程教育，如查爾斯特大學工程計劃每年僅招收28名學生。第二，都采用了新的、特色化的教學模式?！艾F(xiàn)任引領(lǐng)機構(gòu)”與“未來引領(lǐng)機構(gòu)”均致力于教學模式的改革，以實踐為導向，倡導體驗式學習。其中，“現(xiàn)任引領(lǐng)機構(gòu)”在教學活動中采用嚴謹、實用的方法，通過以工程技術(shù)為核心的課外活動培養(yǎng)學生的動手實踐能力和領(lǐng)導能力；“未來引領(lǐng)機構(gòu)”注重未來工作與生活學習的有效銜接，強調(diào)線上學習與線下學習相結(jié)合。例如，新加坡國立大學通過創(chuàng)新與設(shè)計項目，旨在為學生提供真實的動手實踐機會；查爾斯特大學將項目式學習、在線學習和校外工作學習相結(jié)合，體現(xiàn)了以學生為中心的教育理念。

2.“現(xiàn)任引領(lǐng)機構(gòu)”與“未來引領(lǐng)機構(gòu)”的不同點

第一，國際地位不同?！艾F(xiàn)任引領(lǐng)機構(gòu)”在國際上的知名度較高，如麻省理工學院、斯坦福大學、倫敦大學學院和劍橋大學等高校，均為歷史悠久的世界級名校，且均進入2016年QS世界大學排名的前10[5]；“未來引領(lǐng)機構(gòu)”在國際上的知名度較低，但發(fā)展勢頭強勁。第二，進行高等工程教育改革的動力不同。“現(xiàn)任引領(lǐng)機構(gòu)”的改革更多源于高校內(nèi)部因素的驅(qū)動，如麻省理工學院為保持在高等工程教育界的領(lǐng)先地位進行的NEET改革；“未來引領(lǐng)機構(gòu)”是為促進國家經(jīng)濟發(fā)展、解決社會發(fā)展機會不平等以及改善區(qū)域工程技術(shù)基礎(chǔ)而進行的改革，在很大程度上受到外部社會的影響和制約，如智利天主教大學工程學院的改革就是政府為促進國民經(jīng)濟發(fā)展和提高社會流動性而進行的。第三，改革范圍不同?！艾F(xiàn)任引領(lǐng)機構(gòu)”主要針對某一學科或某一項目進行單一改革，如斯坦福大學的技術(shù)創(chuàng)業(yè)項目(STVP)就是針對技術(shù)創(chuàng)業(yè)教育進行的一項改革；“未來引領(lǐng)機構(gòu)”是針對整個工程院?；蚬W院進行系統(tǒng)性改革，主要通過成立新的工程院?；?qū)ΜF(xiàn)有的工程院校、工程類學科進行系統(tǒng)性改革，強調(diào)改革的連貫性與完整性，進而推動高等工程教育的整體性變革，提升工程人才的培養(yǎng)質(zhì)量。例如，查爾斯特大學在沒有工程學的前提下創(chuàng)建了土木工程系；智利天主教大學、亞利桑那州立大學、倫敦大學學院也都是基于整個工程學院進行的系統(tǒng)性改革。

(二)世界一流高等工程教育的評價標準

報告提出了3條世界一流高等工程教育的評價標準：

1.高影響力的工程教育模式

工程教育模式對其他高校和地方工程教育實踐的影響力是世界一流高等工程教育的重要評價標準，主要包括兩方面的內(nèi)容：(1)影響和改善某一地區(qū)或全球?qū)用娴母叩裙こ探逃龑嵺`。一個機構(gòu)的“外向型文化和對工程教育的社會責任”是成為“引領(lǐng)機構(gòu)”的重要標志，工程院校之間通過建立廣泛的教育合作，從而推動雙方工程教育的改革與發(fā)展。事實上，麻省理工學院、斯坦福大學和歐林工學院等通過正式或非正式的合作影響了世界各地的高等工程教育實踐。例如，麻省理工學院與新加坡科技設(shè)計大學合作為新加坡科技設(shè)計大學制定發(fā)展戰(zhàn)略、開發(fā)與審查課程以及借調(diào)教師協(xié)助改革，為學生和教師提供創(chuàng)新的思想和文化。(2)工程教育思想和實踐具有普及性，改革成果能被他人借鑒，即教育模式的傳播與轉(zhuǎn)移。奧爾堡大學基于問題的學習方法(PBL)對國際上不少高校的教育實踐產(chǎn)生了重要影響，如維多利亞大學的課程改革就參照了奧爾堡大學的PBL模式[6]。

2.優(yōu)秀的工程教育文化

“引領(lǐng)機構(gòu)”在長期的發(fā)展過程中形成了優(yōu)秀的教育文化，主要體現(xiàn)在4個方面：(1)以學生為中心的教學方式。無論是“現(xiàn)任引領(lǐng)機構(gòu)”還是“未來引領(lǐng)機構(gòu)”，他們在工程教育過程中都強調(diào)以學生為中心。例如，查爾斯特大學的工程教育以學生自主學習為基礎(chǔ)，采用體驗式學習方法，讓學生在一系列基于工作問題的挑戰(zhàn)中識別、掌握和熟練運用解決問題的知識與技能，并實現(xiàn)自我管理的學習目標。(2)教師對待教育的積極態(tài)度。教師的積極態(tài)度是指教師對工程教育充滿熱情，積極與同事探討教學方法和教學經(jīng)驗，盡職盡責地輔導和教育學生。例如，歐林工學院和查爾莫斯理工大學就認為工程教育應(yīng)形成“熱情而淵博的工程教育”的師資文化。(3)開發(fā)新工具和新資源推進教育方法的變革。通過開發(fā)新工具和新資源，完善內(nèi)部體制機制建設(shè)，可以為工程教育模式的變革保駕護航。如倫敦大學學院就開發(fā)了新的評估工具對學生在小組項目中的貢獻率進行識別。(4)通過增加新的教學崗位加強學生應(yīng)對真實工程項目挑戰(zhàn)的能力。如代爾夫特理工大學的本科教學助理制度和倫敦大學學院的教學研究員崗位的設(shè)立等。

3.強有力的工程教育領(lǐng)導

強有力的工程教育領(lǐng)導是機構(gòu)提供世界一流高等工程教育的基石。具體表現(xiàn)為：(1)領(lǐng)導者個人的能力與雄心。領(lǐng)導者對改革成敗至關(guān)重要。該報告指出：“對于任何機構(gòu)來說，如果有兩三個關(guān)鍵人物離開，大學可能會繼續(xù)做它正在做的事情，但很難再繼續(xù)前進?！盵2]事實上，斯坦福大學、代爾夫特理工大學和倫敦大學學院工程教育改革都是由領(lǐng)導人推動的。(2)機構(gòu)管理層對工程教育的重視與支持。機構(gòu)管理層的重視與支持可以給工程教育提供人力和物力的保障，如支持教師變革教學方式、進行師資培訓、投資學習空間、支持和發(fā)展以學生為中心的教學模式(如清華大學的工程訓練中心與代爾夫特理工大學的新型柔性課堂)等。同時，管理層可以運用靈活的管理方式實現(xiàn)高校發(fā)展愿景與實際工作之間的平衡。例如，查爾莫斯理工大學高級管理層對工程教育的重視，促使工程教育改革可以打破大學的制度與規(guī)則，以滿足改革所需的獨特的時間表、人員編制、預(yù)算編制和校園空間的要求。(3)進行符合社會發(fā)展與工程需求的改革。“現(xiàn)任引領(lǐng)機構(gòu)”和“未來引領(lǐng)機構(gòu)”對傳統(tǒng)工程教育模式進行改革的實質(zhì)是培養(yǎng)符合社會發(fā)展和工程需求的高質(zhì)量工程人才。例如，智利天主教大學工程學院的改革就是為了培養(yǎng)新一代技術(shù)創(chuàng)新者，從而帶動經(jīng)濟增長和增加社會流動性。

(三)世界一流高等工程教育面臨的挑戰(zhàn)

報告從內(nèi)外部兩方面指出了高等工程教育面臨的3個問題：

1.政府參與對工程教育目標與愿景的制約

目前，越來越多的國家(如智利、荷蘭、新加坡、韓國和中國等)通過政策扶持與經(jīng)費保障的方式支持工程教育的改革與發(fā)展。政府的支持雖然能夠?qū)Α坝羞h見的、雄心勃勃的工程教育改革”產(chǎn)生“轉(zhuǎn)型效應(yīng)”，但政府更多的是將工程教育作為新一代技術(shù)創(chuàng)新的孵化器和經(jīng)濟增長的跳板，這與高校工程教育的育人本質(zhì)相背離。具體表現(xiàn)為：(1)教師想要教給學生的與政府、社會需求不一致。教師從教育的本質(zhì)出發(fā)，政府從國家發(fā)展戰(zhàn)略和社會發(fā)展需求出發(fā)，在育人目標上產(chǎn)生矛盾與沖突，這也是許多工程院校和教師參加課程教學改革不積極的核心原因。(2)國家認證要求與政府高等教育法規(guī)中的某些規(guī)定(如太過具體、刻板，不夠靈活和前沿等)之間存在矛盾，在一定程度上限制了高等工程教育的發(fā)展，尤其是中國、印度、巴西等國家對本科課程的結(jié)構(gòu)、內(nèi)容影響深刻，不利于新想法的產(chǎn)生和實施。國家認證體系繁瑣復(fù)雜，在改革高等工程教育的過程中會產(chǎn)生耗時長、效率低等問題，阻礙改革的有序進行。(3)政府經(jīng)費投入具有不可預(yù)測性。政府對高等工程教育投入的資金會隨著國家政策的調(diào)整、經(jīng)濟的變化而有所改變，一旦政府投資減少，不僅會阻礙高等工程教育未來計劃的實施，也會對工程院校目前正在進行的項目產(chǎn)生影響。例如，澳大利亞政府最近決定停止給各高校的教育創(chuàng)新?lián)芸?，這個決定將影響澳大利亞高等工程教育改革的持續(xù)推進。

2.無法為大規(guī)模、多樣化的學生群體提供高質(zhì)量教育

目前的高等工程教育多為小規(guī)模、精英化的教育，生均培養(yǎng)成本高，無法為大規(guī)模、多樣化的學生群體提供高質(zhì)量、以學生為中心的教育。其一，單一、狹隘的課程體系與日益多樣化的學生群體不匹配。工程實踐的日益復(fù)雜要求高等工程教育要滿足不同學科背景學生的發(fā)展需求。一些高校已經(jīng)通過調(diào)整入學標準來提升學生的多樣性：如倫敦大學學院的土木、地質(zhì)和環(huán)境工程系制定了新的入學標準，招生對象面向所有學科背景的學生；智利天主教大學工程學院也為非工科背景的學生開放綠色通道，并且在學習過程中為其提供專門的指導與支持。然而，現(xiàn)有課程體系的狹隘性并不適用于多樣化的學生群體，也未針對非工科學生開發(fā)新的課程體系。其二，高成本的精英化教育無法滿足大規(guī)模學生群體的需求。未來幾十年，以團隊為基礎(chǔ)、實際動手的工程學習將是一流高等工程教育的主流，但高成本模式無法使所有學生受益。例如，新加坡國立大學創(chuàng)新和設(shè)計中心每年僅接收100名學生(占學生總數(shù)的10%)；被廣泛認可的代爾夫特理工大學工程設(shè)計經(jīng)驗也只局限于工業(yè)設(shè)計部?？梢?，高等工程教育整體性發(fā)展的重要突破口是如何在經(jīng)費有限的情況下向大規(guī)模的學生群體提供一流的高等工程教育。

3.學科和部門的分離阻礙了工程教育的創(chuàng)新與發(fā)展

學科和部門結(jié)構(gòu)的分離狀態(tài)是影響工程教育進行創(chuàng)新和走向卓越的重要因素。21世紀的工程技術(shù)人才必須具備扎實的工程知識、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)能力和終身學習能力，這些能力的培養(yǎng)需要在學習工程技術(shù)知識的基礎(chǔ)上，加強學科之間的交叉與滲透，促進學生的工程思維與工程實踐能力的發(fā)展[7]。但是，目前單獨的學科體系和分離的部門制約了跨學科教育的開展，學科和部門之間在教學和學習方面缺乏非正式的相互作用，很難確保高等工程教育在方法、內(nèi)容、重點方面形成連貫一致的整體。如果高等工程教育提供給學生的只是某一種或幾種學科知識，將會限制其未來的職業(yè)選擇與發(fā)展。

(四)世界一流高等工程教育的發(fā)展趨勢

報告提出了世界一流高等工程教育的3個發(fā)展趨勢：

1.內(nèi)外部因素共同推動高等工程教育重心發(fā)生轉(zhuǎn)移

如圖1所示，世界一流高等工程教育的“現(xiàn)任引領(lǐng)機構(gòu)”主要在美國和歐洲(分別占所推薦總數(shù)的54%和29%，合計占83%)，“未來引領(lǐng)機構(gòu)”中亞洲高校的比重從13%增加到32%，南美洲的高校從3%增加到11%，表明亞洲和南美洲的高等工程教育發(fā)展?jié)摿Φ玫绞澜绺叩裙こ探逃绲钠毡檎J同[2]。南美洲雖然僅有智利天主教大學進入“未來引領(lǐng)機構(gòu)”前10名，但巴西、哥倫比亞、墨西哥和智利的一系列機構(gòu)被評為“未來引領(lǐng)機構(gòu)”，受到了世界高等工程教育界的普遍關(guān)注。這些跡象表明，未來高等工程教育的地理重心將會發(fā)生根本性的轉(zhuǎn)變，即實現(xiàn)從南到北、從成熟的高收入發(fā)達國家向新興經(jīng)濟體強國的轉(zhuǎn)變——這是外部驅(qū)動和內(nèi)部自身謀求發(fā)展共同作用的結(jié)果。

圖1 “現(xiàn)任引領(lǐng)機構(gòu)”與“未來引領(lǐng)機構(gòu)”在各大洲的分布情況

從外部因素來看，主要包括：(1)政府政策和資金的支持。亞洲和南美洲一些國家的政府通過戰(zhàn)略性投資推動高等工程教育的發(fā)展，把高等工程教育作為技術(shù)創(chuàng)業(yè)人才孵化器，意在通過高等工程教育解決社會機會不平等及區(qū)域工程技術(shù)薄弱等問題。事實上，新加坡、中國、韓國、智利等國家高等工程教育的發(fā)展，都得益于政府政策的大力支持和大量的資金投入。(2)本國經(jīng)濟的發(fā)展促進了高等工程教育的改革與發(fā)展。一方面，國家經(jīng)濟的迅猛發(fā)展為高等工程教育的改革提供了良好的經(jīng)濟基礎(chǔ)與經(jīng)濟環(huán)境；另一方面，高等工程教育的發(fā)展也為國家經(jīng)濟發(fā)展提供了人才和智力支撐。例如，政府通過扶持智利天主教大學工程學院的改革，旨在通過培養(yǎng)新一代技術(shù)創(chuàng)新者，促進國民經(jīng)濟發(fā)展，提高社會流動性。

從內(nèi)部因素來看，高校自身發(fā)展的需求是推動高等工程教育改革發(fā)展的關(guān)鍵。高校自身想要謀求發(fā)展、取得進步的愿望，推動了高校積極主動地變革。一是高校為適應(yīng)經(jīng)濟的快速增長和科技的迅猛發(fā)展做出的調(diào)整。在當前的經(jīng)濟和科技背景下，原有的教育模式無法培養(yǎng)出滿足社會發(fā)展需求的人才，需要高校為適應(yīng)社會發(fā)展做出主動變革。二是高校希望躋身于世界一流大學的愿望與雄心。報告指出，雖然亞洲和南美洲一些高校的教學和課程并未達到世界領(lǐng)先水平，但其有不斷追求卓越的信念，高校通過自身變革在國際頂尖工程高校中占得一席之地。因此，工程院校采取了一系列的積極措施推動變革，如通過系統(tǒng)性、綜合性改革解決學科和部門相分離的問題，通過調(diào)整課程結(jié)構(gòu)以適應(yīng)國家和社會發(fā)展要求等。清華大學作為我國高等工程教育的領(lǐng)導者，為鞏固其在國內(nèi)的領(lǐng)導地位和促進自身發(fā)展，也在不斷加強與政府的合作，努力嘗試新的教學方法。

2.面向社會發(fā)展與工程需求的課程設(shè)置原則

報告指出，未來工程教育的課程設(shè)置以面向社會發(fā)展與工程需求為原則，持續(xù)關(guān)注以用戶為中心的設(shè)計、以技術(shù)為主導的創(chuàng)業(yè)精神、積極的項目學習和工程的嚴謹性等。此外，在諸多方面也會越來越突出：(1)學生選擇的靈活性和多樣性。工程院校的課程設(shè)置以面向未來的職業(yè)發(fā)展需求為目標，除基本的工程技術(shù)知識外，通過真實項目、創(chuàng)業(yè)、服務(wù)、實習等方式讓學生進行探索，拓寬工科學生的就業(yè)途徑，增加就業(yè)選擇。(2)多學科的課程。以社會發(fā)展為導向的多學科課程，是培養(yǎng)學生跨學科思維和問題解決能力的基礎(chǔ)，也是進行知識整合和高效工作的關(guān)鍵。倫敦大學學院的綜合工程計劃讓學生通過一系列多學科的項目和模塊，與不同背景和觀點的人進行有效合作，從而擺脫學科束縛，培養(yǎng)跨學科思維。(3)工程師在社會中的角色、責任和道德。工程師在社會發(fā)展過程中將會發(fā)揮關(guān)鍵作用，未來將會通過工程倫理課程加強工程師的職業(yè)素養(yǎng)和社會責任感，約束工程師的行為。(4)全球展望與經(jīng)驗。未來高等工程教育將會越來越重視學生的全球視野與國際化的知識與技能，通過為學生提供一系列跨民族、文化的學習和工作機會，拓寬學生視野，豐富學生的全球性經(jīng)驗。(5)注重學生經(jīng)驗的廣度。工程項目的復(fù)雜性和綜合性需要學生有更廣泛的知識和經(jīng)驗，學生應(yīng)通過學習與社會發(fā)展和工程需求緊密相關(guān)的課程獲取廣泛的經(jīng)驗。

下面以歐林工學院和新加坡科技設(shè)計大學的課程設(shè)置為案例進行深入分析。歐林工學院開設(shè)工程、數(shù)學與科學、人文藝術(shù)與創(chuàng)業(yè)三大類課程，把知識以項目和工程設(shè)計需要的形式進行組合，采用靈活的課程修習方式，通過參與研究、實習與項目設(shè)計等多種途徑進行實踐教學；通過與社區(qū)開展合作，培養(yǎng)學生的社會責任感。新加坡科技設(shè)計大學規(guī)定，大一新生必須在學習基礎(chǔ)數(shù)學和科學課程、工程入門課程后，才可以在建筑與可持續(xù)設(shè)計、工程產(chǎn)品開發(fā)、工程系統(tǒng)與設(shè)計、信息系統(tǒng)技術(shù)與設(shè)計等領(lǐng)域中選擇一個作為主修方向，旨在通過讓學生在體驗研究機會、行業(yè)實習、本科教學機會和人文社會科學課程中獲得與傳統(tǒng)工程課程相關(guān)的廣泛經(jīng)驗。此外，新加坡科技設(shè)計大學還為學生提供了16周的行業(yè)實習、1個學期的國外交流學習以及與國際知名高校(斯坦福大學、浙江大學等)合作開展暑期項目。

3.大規(guī)模提供高質(zhì)量的工程教育

以團隊合作為基礎(chǔ)，注重創(chuàng)業(yè)、設(shè)計與實踐的項目式學習模式成本較高，只能惠及小部分學生群體，為推動高等工程教育的整體發(fā)展，需要向大型學生群體提供綜合而連貫的以學生為中心的教育。

線上與線下學習相結(jié)合，是降低生均培養(yǎng)成本的重要途徑。報告指出：“以學生為中心、利用各種資源促進團隊項目和真實體驗而設(shè)置的在線課程，才是該領(lǐng)域的前景。”[2]格雷厄姆提出將25%的基于項目的經(jīng)驗(包括一年級的團隊項目、整個課程中基于情境的經(jīng)驗)和60%的工程基礎(chǔ)知識通過線上學習完成[8]。例如，奧爾堡大學在未來三年內(nèi)，將投資超過900萬丹麥克朗用以開發(fā)“數(shù)字時代的以問題為基礎(chǔ)的學習新模式”[2]，從而形成一種以問題為基礎(chǔ)、支持虛擬項目、國際聯(lián)系和在線學習的學習模式；新加坡科技設(shè)計大學的新本科工程課程最顯著的特點是自我導向的在線學習方法，與企業(yè)聯(lián)合開發(fā)的工程在線課程幾乎包含了所有工程技術(shù)的知識與技能，學生可以根據(jù)需要隨時隨地進行學習。

將基于項目的學習轉(zhuǎn)變?yōu)榛诠ぷ鞯膶W習?；陧椖康膶W習是把企業(yè)贊助的真實項目引入課堂，但囿于企業(yè)贊助的項目少且課堂容納有限，無法進行大規(guī)模的學生培養(yǎng)。基于工作的學習則是把學生放到產(chǎn)業(yè)環(huán)境中進行項目式學習，可以讓更多的學生在工程學習早期與真實工程實踐接觸，提前感受工程項目與社會、經(jīng)濟、政治交織在一起的復(fù)雜性。歐林工學院和IRE早期的發(fā)展模式均為高成本、小規(guī)模，但未來將會逐漸向大規(guī)模轉(zhuǎn)變。如IRE第二代課程體系以問題為基礎(chǔ)，以實踐為方法，將學生經(jīng)驗性的學習嵌入行業(yè)發(fā)展的正式項目中，取代之前把企業(yè)贊助項目拉進課堂的方式，形成了獨特的“成本低于學費”的培養(yǎng)模式，從而有效擴大了招收人數(shù)(招收人數(shù)是之前的5倍)[2]。

三、對我國高等工程教育改革的啟示

該報告描述的世界一流高等工程教育呈現(xiàn)的主要特征，對我國高等工程教育改革和新工科建設(shè)具有重要的指導價值。

(一)以系統(tǒng)性改革為改革路徑

系統(tǒng)性改革是“未來引領(lǐng)機構(gòu)”的特色之一。“未來引領(lǐng)機構(gòu)”通過統(tǒng)一的系統(tǒng)性改革，改善了“現(xiàn)任引領(lǐng)機構(gòu)”各個培養(yǎng)環(huán)節(jié)、部門和學科之間各自為政的培養(yǎng)方式。系統(tǒng)性的改革方式把新課程的設(shè)計、領(lǐng)導愿景的制定、改革的具體方法、推動改革不斷發(fā)展的戰(zhàn)略等因素嵌入到一個連貫的、互相聯(lián)系和融合的課程體系中，通過科學的結(jié)構(gòu)化管理實現(xiàn)各項改革子項目的彼此融合和相互配合，進而消除學科界限和部門隔離，達到在有限的經(jīng)費預(yù)算中讓更多人受益的效果。依靠系統(tǒng)性改革，推動高影響力的工程教育模式的建立，解決目前高等工程教育無法為大規(guī)模、多樣化的學生群體提供高質(zhì)量教育以及學科、部門的分離阻礙了工程教育的創(chuàng)新等問題。新工科背景下我國高等工程教育的系統(tǒng)性改革可以嘗試以下兩種途徑：一是成立新的工程院?；蚬こ淘合?。新的工程院?；蚬こ淘合挡皇軅鹘y(tǒng)高等工程教育的束縛，在高等工程教育改革方面擁有更強的創(chuàng)新能力和可塑性。例如，歐林工學院從成立起便不設(shè)院系，沒有狹隘的學科界限，整個學校作為一個統(tǒng)一體進行人才培養(yǎng)，可以使有限的人力、物力資源產(chǎn)生最大效益[9]。當下，為推動新工科建設(shè)，我國也新建了一批工程類院校，如中國核工業(yè)大學等，但我國高等工程教育規(guī)模大、人數(shù)多，大范圍建立新的工程院?；蛟合档目尚行圆淮?。另一種途徑是在現(xiàn)有工程院校的基礎(chǔ)上進行系統(tǒng)性、綜合性改革，著力于打破學科和院系壁壘。例如，智利天主教大學、倫敦大學學院和亞利桑那州立大學等都是基于整個工程學院進行的改革。倫敦大學學院2014年9月啟動的綜合工程計劃(IEP)改變了之前各學院、各部門獨立運作的教育方式，制定覆蓋所有工程部門的通用課程結(jié)構(gòu)，核心課程貫穿于所有工程專業(yè)，將基于項目的體驗式學習與核心課程體系貫穿于人才培養(yǎng)的始終，解決了學科與部門分離的難題。我國也有高校對系統(tǒng)性改革進行了嘗試，如上海交通大學為培養(yǎng)能夠適應(yīng)未來社會需求的創(chuàng)新型交叉復(fù)合型工程科技人才，進行了覆蓋6所強勢工科學院20多個專業(yè)的大平臺教學改革，將工科平臺、工科專業(yè)、致遠工科榮譽計劃三類專業(yè)培養(yǎng)打通進行整體性人才培養(yǎng)[10]，使改革成果惠及更多學生。因此，新工科建設(shè)可以參考IEP和上海交通大學的系統(tǒng)性改革，構(gòu)建高影響力的工程教育模式，打破相關(guān)院系、專業(yè)間的隔離，突破學院行政壁壘，著力構(gòu)建跨學科人才培養(yǎng)機制，對課程體系、培養(yǎng)模式、管理機制等多方面進行綜合改革。

(二)以工程教育育人范式為主要目標

目前，高等工程教育回歸工程實踐的教育范式是對工程本義的回歸，主要目的是圍繞工程和社會需求進行人才培養(yǎng)，強調(diào)學生應(yīng)掌握工程實踐所需要的知識與技能，但同時也忽略了學生自身的發(fā)展與需求。在“面向社會發(fā)展與工程需求的課程設(shè)置原則”和“大規(guī)模提供高質(zhì)量的工程教育”的影響下，高校要積極推動高等工程教育由回歸工程實踐轉(zhuǎn)向回歸工程教育的育人本質(zhì)。以工程實踐為基礎(chǔ)，遵循以人為本的育人理念，以發(fā)展學生個體的工程技能和關(guān)注學生學習過程為重點，關(guān)注學生的個人興趣、學習內(nèi)容和學習方式，注重學生思維和能力的培養(yǎng)，形成“以學生為中心”的工程教育文化氛圍。具體來說，包括以下3點：

其一，以培養(yǎng)引領(lǐng)工程發(fā)展的人才為旨歸。傳統(tǒng)的高等工程教育模式要求培養(yǎng)符合社會發(fā)展需求的工程人才，是高等工程教育對產(chǎn)業(yè)界現(xiàn)實需求的回應(yīng)和迎合。但未來的工程技術(shù)人員不僅要具有應(yīng)對現(xiàn)實的思想與能力，還應(yīng)具有否定、批判、超越現(xiàn)實并能夠想象和創(chuàng)造未來的能力。因此，未來的工程師不再是對現(xiàn)實需求的被迫適應(yīng)，而是要主動成為工程界的領(lǐng)導者，積極推動、引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)界和社會的變革與發(fā)展。

其二，以學生為中心的教學范式。以學生為中心即以學生的學習和成長為核心，關(guān)注學生的學習內(nèi)容、學習方式以及能力的提升，注重學生積極性、主動性和創(chuàng)造性的發(fā)揮，并強調(diào)人才培養(yǎng)的各個環(huán)節(jié)都堅持以學生能力培養(yǎng)、直接受益和最終成才為中心[11]。例如，一些“未來引領(lǐng)機構(gòu)”可為學生量身定制校外在線學習課程，學生可以根據(jù)項目或工作的實際需求獲取相應(yīng)的知識；積極改變教學內(nèi)容和教學方式，遵循面向社會發(fā)展與工程需求的課程設(shè)置原則，為學生提供更為多樣性和靈活性的選擇，從而拓寬學生的職業(yè)選擇路徑。清華大學近五年發(fā)展起來的大量的課外活動(如創(chuàng)新俱樂部、創(chuàng)業(yè)俱樂部、飛行俱樂部等)就是以學生為中心的教學方法的最好體現(xiàn)。

其三，注重學生思維和能力的培養(yǎng)。工程界遇到的問題是千變?nèi)f化的，不同的問題需要用不同的思維方式去解決，在問題解決的過程中還需要不斷進行反思，從而保持思想和方法的先進性。但是，知識的更新往往具有遲滯性，工程人才單一的知識積累無法滿足未來社會和產(chǎn)業(yè)界對工程人才的需求，高等工程教育也無法提供給學生解決任何問題的知識。因此，在高等工程教育中，培養(yǎng)學生解決未知的、復(fù)雜問題的思維方式和能力變得尤為重要。即需要培養(yǎng)學生的工程思維、科學思維及人本思維，使之成為能夠引領(lǐng)未來工程產(chǎn)業(yè)發(fā)展的兼具工具理性與價值理性的人本式工程人才[1]。

(三)以體驗式學習為重要手段

以實踐為導向，倡導體驗式學習和基于問題的學習，符合面向社會發(fā)展與工程需求的課程設(shè)置原則，是進行高質(zhì)量工程教育、培養(yǎng)高質(zhì)量工程人才的必然選擇。正如康奈爾大學Agua Clara項目創(chuàng)始人舍克所說：“課堂中知識和技能的學習都不如親自體驗工程項目的每一個環(huán)節(jié)，都不能與真實的工程體驗對學生產(chǎn)生的改變和影響相提并論?！盵12]學生參與真實項目的體驗式學習并不是經(jīng)驗性的學習，而是在體驗的過程中促進自身兩個方面能力的提升：一是提出問題，自主獲取解決問題所需要的知識，并找到問題的解決方法；二是在綜合性、復(fù)雜性的真實項目中對所學的碎片化的學科知識進行整合，實現(xiàn)知識的重新建構(gòu)，培養(yǎng)學生的系統(tǒng)性、批判性和創(chuàng)造性思維。當然，學生進行體驗的項目也不能隨意安排，應(yīng)根據(jù)一系列主題和重大問題進行選擇。例如，歐林工學院大四學生用一年時間參與企業(yè)項目，旨在培養(yǎng)學生在解決企業(yè)現(xiàn)實工程問題的基礎(chǔ)上對碎片化的知識和理論化的技能進行整合、感知的能力，由此就打破了傳統(tǒng)的學科邏輯范式，強調(diào)學科邏輯與心理邏輯的調(diào)和，真正培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維。在查爾斯特大學工程學院5年半的課程學習中，有4年的時間是進行“基于工作的學習”，讓學生在項目中完成體驗式學習，實現(xiàn)知識的更新與創(chuàng)造。同時，還讓學生提前感受社會、環(huán)境、政治、經(jīng)濟等各種綜合條件對工程項目的影響，從而提升學生解決問題的能力。鑒于此，在我國高等工程教育人才培養(yǎng)改革中，可以通過把真實項目引入課堂或把學生提前置于真實的工作環(huán)境，在“工程教育”與“現(xiàn)實世界”、“高?！迸c“社區(qū)”、“學生”與“社會”之間建立緊密聯(lián)系，并通過真實工程項目培養(yǎng)和激發(fā)學生創(chuàng)新發(fā)明的熱情以及參與社區(qū)服務(wù)的社會責任感，進而使其深刻理解工程師的使命和義務(wù)[13]。

四、結(jié) 語

《全球一流工程教育發(fā)展現(xiàn)狀》既為高等工程教育機構(gòu)如何提供一流的高等工程教育提供了參考標準，又為高等工程教育改革提供了可資借鑒的經(jīng)驗和方向性的指引。目前，我國高等工程教育實踐在新工科戰(zhàn)略的不斷推動下取得了較大的發(fā)展，可以預(yù)測，在世界高等工程教育整體發(fā)展趨勢和“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃2.0”等新工科配套政策的推動下,產(chǎn)學合作協(xié)同育人、回歸工程教育育人本質(zhì)、體驗式學習等將成為我國高等工程教育的發(fā)展方向。報告中呈現(xiàn)的世界一流高等工程教育改革措施可以為“新工科”建設(shè)提供實踐性的指導，但一流的工程教育并不適用于我國各類型、各層次的高校。因此，我們要在借鑒世界一流高等工程教育優(yōu)良做法的基礎(chǔ)上，根據(jù)傳統(tǒng)優(yōu)勢工科院校、綜合類院校和地方高校3種不同類型高校的具體特征[14]，并結(jié)合我國的政治、經(jīng)濟文化環(huán)境和高等工程教育發(fā)展的現(xiàn)狀，探索出一條既符合中國經(jīng)驗又能引領(lǐng)世界潮流的高等工程教育改革之路，進而推動我國高等工程教育的整體性發(fā)展。