美國工程教育聯盟（EEC）項目述評

摘 要：工程教育聯盟項目是美國自然科學基金會1989年啟動的一項旨在推動美國高校在工程本科教育階段進行大膽、創新的系統改革。本文從期望、方法學、系統改革三個視角透視工程教育聯盟項目，并提出對我國工程教育改革的啟示。

關鍵詞：美國教育；工程教育聯盟；EEC項目

中圖分類號：G649 文獻標識碼：A 文章編號：1002-4107（2013）02-0009-03

20世紀80年代末，美國工程工作和科研的重心轉向經濟發展和環境保護，這種轉變為重新設計工程課程，擴大與工業的聯系，以及使有能力的尖子學生接受教育創造了新的機會。1989年，美國自然科學基金會（NSF）在貝爾蒙特召開本科工程教育緊急會議，會議圍繞建立一個協作組以開發新的課程整合計劃、吸引與保持具有廣泛背景的學生、發展與產業界的聯系、擴大本科工程教育的范圍進行探討。NSF斥巨資開發了若干工程教育聯盟（Engineering Education Coalitions，EEC）項目：Ecsel和Synthesis（1990），Gateway和Succeed（1992），Foundation（1993），Greenfield（1994），每個項目由不同特色的大學和學院組成一個聯合團體，目的是激發美國大學在工程教育本科階段進行大膽、創新的系統改革，成為工程教育領域中的改革主體。

一、美國工程教育聯盟（EEC）項目概述

在美國工程教育改革中，EEC項目涉及的范圍最廣，實施的時間最長，取得的成就最大且影響最為深遠。2000年，NSF委托斯坦福研究中心（SRI）對EEC項目的改革成果及目標實現的程度進行評估，SRI從輸入、輸出、結果、影響四個方面完成了《工程教育聯盟進展》報告[1]。為了支持2020年工程師規劃項目，國家工程學院（NAE）委托德克薩斯AM大學Jeffrey Froyd教授對

EEC項目進行回溯性總結與研究[2]。除此之外，還有許多針對各個聯盟內部改革項目的微觀研究。

綜上所述，對在美國實施較為成功的EEC項目的研究必定對我國工程教育有借鑒和指導意義，本文旨在結合宏觀研究和微觀描述的基礎上，從期望、方法學、系統改革的視角透視EEC項目改革。

（一）基于期望的視角

1.聚焦工程設計能力和團隊合作能力。在工科大學生的培養、訓練和測評方面，傳統的美國工程教育主要偏重工程科學與數學分析，輕視工程實踐訓練；作為“回歸工程”運動產物的EEC項目必將超越傳統，聚焦于學生工程設計能力和團隊合作能力的培養。工程教育聯盟開發了許多基于學生團隊的工程設計項目，把它們作為第一年整體課程和個別課程的重要組成部分。培養學生的整合能力是聯盟的另一個重要目標，目的是使學生在本科課程和將來的職業中，能夠將知識熟練應用于新環境。每個聯盟都在第一學年中設計了許多課程整合試點項目，并在這些試點項目實施的基礎上，將聯合學習團體、學生團隊和主動與合作學習運用到課程整合中[3]。

2.鼓勵越來越多的非傳統群體參與工程教育。EEC項目的另一個期望就是使美國的非傳統群體，像白人女性、非洲裔、西班牙裔及原住民的學生更多地參與工程教育。工程教育聯盟的高校主動提高工程教育的起點，向K-12教育系統滲透工程教育，普及工程文化，使中小學生理解工程專業，并為其今后在大學正式接受工程教育奠定基礎[4]。針對白人女性和少數民族“成功勵志”（success efforts）項目：伙伴指導項目（peer mentoring programs）；暑期聯結計劃（summer bridge programs），為學生從高中平穩過渡到大學提供支持；學業成就項目（academic success programs ），用于提高弱勢群體學生的學習能力、技術應用能力，以及對學業成就起關鍵作用的社交能力。

（二）基于方法學的視角

1.工程設計教育。工程教育聯盟提出，將設計貫穿于工程教育全過程，溝通各學科之間、理論與實踐之間的聯系，使學生有效地養成工程師的認知和做事方式[5]。ECSEL聯盟進行了實質性的改革與試驗，通過校際協作和聯合攻關，將設計教育貫穿于本科教育。比如，紐約城市學院土木工程系開發實施了一種以設計為基礎的新生專業教學計劃，旨在提供貫穿于本科教育過程的、以設計為基礎的、循序漸進的教育經驗。MIT四個工科系在ECSEL的資助下，分別開發出新的課程計劃或若干門相關課程，包含工程設計的課程達10門之多。

在1997年的ECSEL研討會上，MIT教授L.L.Bucciarelli對ECSEL聯盟的工程設計教育模式作了系統總結：第一，將工程設計的各要素融合到課程體系中，實現對學生工程設計能力的培養；第二，圍繞工程設計任務構建課程體系，注重課程的綜合性，學生主要通過完成具體的設計任務來學習工程設計；第三，從一年級開始接觸、理解設計，使學生較早了解工程設計的基本要素、過程和步驟，訓練學生的設計思維，為進一步培養設計能力打下基礎[6]。

2.跨學科的課程整合。在EEC項目開始時，聯盟高校就認識到發展學生聯系多學科概念能力的重要性。大量的第一年課程整合試點項目得到了執行，并發展了積極的、經驗性學習環境和學生團隊。比較著名的課程整合項目有：Gateway聯盟的E4計劃（Enhanced Educational Experience for Engineers），Foundation聯盟的IFYCSEM計劃（Integrated First-Year Curriculum in Science，Engineering， and Mathematics）和FYIEC計劃（First -Year Integrated Engineering Curricula）。

例如，IFYCSEM計劃是由Foundation聯盟資助的Rose-Hulman理工學院開發的一系列旨在推動跨學科建設的課程改革成果：課程由跨學科的教師小組聯合開發，成功地整合了微積分、機械學、工程靜力學、計算機科學、工程圖學與工程設計等不同學科；創造了師生互動的持續改進學習模式，師生互動通過常年運作的一個教師小組和學生小組共同工作；通過合作學習、團隊訓練、大二學生指導等措施形成了支撐學習的氛圍；幫助教師和學生跨學科整合和應用知識；通過接觸計算機工作站與軟件的方式改善學生的學習環境[7]。

3.工科教師發展。教師是課程的研究者、計劃者、實踐者和建設者，是推動工程教育改革的關鍵力量。因此，工程教育聯盟尤為重視作為工程教育系統最重要組成部分的教師的改變，促使工科教師反思并改善有關學習和教學的認識。在項目進行的中期，以SUCCEED為首的所有工程教育聯盟成員都啟動了針對工科教師的教師發展（Faculty Development，FD）項目[8]。

SUCCEED針對20世紀90年代教師退休大潮的到來和新教師的增加，開發了一系列新教師發展項目：新教師適應項目、新教師輔導項目、新教師教學和研究發展項目。通過新教師發展項目增加了新教師的課程設計、教學大綱設計和學習理論這些基本知識和技能，改變了教師接受學科專門化培養卻缺乏教學準備的現狀。之后，SUCCEED進一步設計了未來教師發展項目，圍繞將博士研究生培訓成能夠勝任教學、科研工作的新教師，使他們具有完善教師教學、研究和專業服務的職業能力而開展的各種活動，為他們成為新教師奠定良好的基礎。

（三）基于系統改革的視角

1.推廣機制。工程教育聯盟采用網站、專題學術討論會、論文摘要等方式傳播改革成果。第一，項目網站是非常好的信息存儲庫，可以提供聯盟工作的相關信息；第二，定期召開工程教育研討會，使與會者交流研究項目成果和分享最佳的實踐經驗，為具有相同研究興趣的研究人員創造聯系的機會，并加強對工程教育創新的宣傳；第三，壓縮那些整合具體教育創新成果的概述；為教師在短暫的寶貴時間里了解工程教育創新提供了機會。

2.工程教育文化。隨著EEC項目的關注點從課程開發轉移到推動系統改革方面，工程教育文化的變革顯得尤為重要。然而，整個聯盟對于文化變化的特點和實現過程還沒有清晰的理解。研究者認為，與那些簡單警告語如“研究受獎而教學卻沒有受獎”，“教員需要了解更多的教育研究和方法”相比，文化變革所帶來的挑戰比預想的要更復雜、更微妙，改革的創新模式不足以應對文化改革帶來的挑戰。因此，聯盟呼吁為工程教育的系統改革而開展“對話”。

二、美國工程教育聯盟（EEC）項目評價

EEC項目已經使參與聯盟甚至沒有參與聯盟的高校工程本科課程得到很大改進，同時也提高了工科學生的保持率與多樣化。但是，鑒于成本問題和缺乏對改革成果的數據支持，NSF在21世紀初停止了對所有工程教育聯盟的資助。一些工程教育專家對EEC項目的有效性進行了研究，認為有許多成功的經驗值得美國工程教育改革借鑒。

（一）對未來工科教師職業生涯的發展產生了重要影響

致力于投身工程教育的年輕人在工程教育聯盟高校中獲得博士學位的機會是他們在工作時的兩倍；一半以上的見習教師獎（Apprentice Faculty Grant，AFG）獲得者都曾經在聯盟高校接受過教育與培訓，并且大約63.2%都被聯盟高校所雇用；1/3的NSF CAREER Grant受資助者目前受聘于聯盟高校，占所有工程教育計劃的15%[9]。

（二）促進了工程設計教育和團隊合作精神

半數以上的教師在他們所教的課程中，逐漸地“少量”或“顯著增加”工程設計（56%）和團隊合作（52%的關注）。EEC項目對于工程教育變革具有重要而獨立的影響，主要表現在課程設計、實驗方法、項目管理和使用現代工程教學技術等方面，課程變化是其中最大的影響[10]。

（三）為推動工程教育作為一門嚴謹性學科的發展奠定了基礎

EEC項目早期的關注點是大學新生的課程以及通過團隊合作、設計和其他主動性學習活動進行跨學科整合。目前，學生和課程的改革仍占主導地位，但逐漸增加了對教學評估、教師發展和研究上的投入，且通過期刊論文的引文分析發現，2005年開始掀起對EEC項目及其論文的回顧性研究[11]。

三、對我國工程教育改革的啟示

走新型工業化道路、建設創新型國家是我國當前社會經濟發展的重要使命，但目前我國工程教育的結構和水平卻難以適應當前形勢，改革勢在必行，而美國EEC項目的成功經驗，對我國現行工程教育改革具有重要啟示。

（一）以項目為依托，促進工程教育改革的協同創新

工程教育聯盟以開發合作項目為依托，要求聯盟成員高校改變傳統為追逐各自局部利益的博弈行為，淡化高校組織機構之間的界線，進行充分溝通和廣泛的信息傳遞，達成共識，促進工程教育改革的協同創新。就我國目前工程教育改革來說，高校普遍存在著心有余而力不足的情況，既缺乏改革的信心與熱情，也缺乏改革所需的物質資源和人力資源。因此，我國高校通過工程教育改革項目結成戰略聯盟，優勢互補，形成合力，不僅是競爭實力的增強，而且使人才質量得到最大提升。

（二）注重反饋和有效的宣傳，促進工程教育改革經驗的傳播與分享

每個聯盟都設計了專門的調查問卷，發放給參與項目的所有人，調查結果表明：聯盟高校開發了許多課程，發展了新的教學方法論，采用了適合本科教學的新技術，制訂了教師發展計劃以及課程評估計劃等。EEC項目的各項成果在非聯盟高校進行了正式或非正式的實施，研究者也將自己的感受和研究成果以論文形式發表，在工程教育研究的學術會議上交流探討。另外，聯盟通過網站、博客、在線交流等作為宣傳手段，借以擴大改革的影響。對于我國的工程教育改革來說，一方面，高校要注重改革效果的評估以及師生、企業的反饋，另一方面，高校間要建立合作與資源共享機制，引領全國工程教育的發展。

（三）以工程設計教育為主線，探討走向整合的課程體系，促進工科學生實踐能力的培養

EEC項目從根本上改變了原來的工程教育范式，學校開發了跨專業、跨系、跨校的課程整合，學生在大一、大二就接觸工程設計，獲得了接觸真實工程實踐的機會。就我國目前情況而言，傳統的課堂教學模式影響依然巨大，工程教育偏重理論，缺乏實踐，難以提高人才的培養質量。因此，工程教育必須重組基礎課體系，壓縮、削減自然科學基礎課時，濃縮和簡化有關基本內容，突出其基礎知識的運用。以“工程設計”為綱，以強化工程基礎為目的，合理配置自然科學知識，以綜合工程為主，配置有關課程。

參考文獻：

[1]http：//www.nsf.gov/pubs/2000/nsf00116/nsf00116.

pdf.

[2]http：//www.nap.edu/openbook.php？record_id=11338

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