世界一流大學工科人才培養(yǎng)模式淺談

浙江大學工學部 趙 菁

浙江大學電氣工程學院 孫 暉

世界一流大學工科人才培養(yǎng)模式淺談

浙江大學工學部 趙 菁

浙江大學電氣工程學院 孫 暉

通過對世界一流大學工科培養(yǎng)模式和特點進行分析比較，總結出“大類培養(yǎng)，工程通識教育”“課程設置寬口徑，體現(xiàn)學科交叉”“注重基礎理論課程，強化實踐環(huán)節(jié)”等共性的工科人才培養(yǎng)模式特征。

一流大學 工科 人才培養(yǎng)模式

一、前言

隨著中國加入《華盛頓協(xié)議》這一世界工程教育認證領域最具權威性的協(xié)定，以及最近教育部推出兩種模式的高考，大力發(fā)展技能型人才，工科人才的培養(yǎng)問題再次引起了人們的關注。前美國工程院院長查理·莫洛(Richard Morrow)指出：“有著最好的工程精英的國家就已經(jīng)具備了經(jīng)濟和工業(yè)相對優(yōu)勢的核心原料”，可見工科人才培養(yǎng)質量基本反映了一個國家工業(yè)水平和發(fā)展后勁。在全球化競爭日趨激烈的當下，如何調整工科人才培養(yǎng)結構，推進我國的工科教育，培養(yǎng)出適應社會需要的高質量工程人才，成為值得深入探討的話題。

世界上一些具有較高工科人才培養(yǎng)水平的大學，歷史悠久，工科培養(yǎng)理念各具特色，在杰出人才培養(yǎng)方面取得了舉世公認的成就。本文選取美國麻省理工學院、日本東京大學、英國劍橋大學三所世界頂尖的大學工科培養(yǎng)模式和特色作為分析對象，希望為教育工作者和研究者提供合理的借鑒和參考。

二、麻省理工學院工科人才培養(yǎng)模式

美國的麻省理工學院（Massachusetts Institute of Technology，MIT）是一所世界頂級研究型私立大學，無論在美國還是全世界都有非常重要的影響力，培養(yǎng)了眾多對世界產(chǎn)生影響的人士，是全球高科技和高等研究的先導力量，被譽為“世界理工大學之最”，在國際工程學領域享有極佳的聲譽。總的來說，MIT工科培養(yǎng)模式為寬口徑、大專業(yè)，且在大專業(yè)下有多個細分的專業(yè)方向，目前我國國內一些高校也逐漸在學習和倡導這種培養(yǎng)模式。課程結構方面，以工學院為例簡單說明。

MIT工學院大部分專業(yè)的課程，分為必修課、限定選修課和非限定選修課三類。其中必修課包括院公共必修和人文與社會科學兩類，限定選修課則體現(xiàn)出不同專業(yè)方向的區(qū)別。此外，還有實驗必修學分，其他所需的學分可通過非限定性選修課取得。MIT工學院各專業(yè)的課程范圍很廣，課程注重培養(yǎng)學生解決問題和深入研究的能力；在不同方向上會設置多個課程模塊供學生選擇，學生必須按照培養(yǎng)計劃的要求選擇若干個課程模塊進行學習。

MIT非常重視學生工程實踐能力的培養(yǎng)，本科生必須取得一定數(shù)量的工程設計點（Engineering Design Points，EDPs，類似于學分），學生可以通過選修一定課程獲得EDP，或者通過參加課程設計、本科生研究計劃UROP（Undergraduate Research Opportunities Program）獲得。MIT提供很多的課程設計計劃，提供學生參加研究的機會，如UROP、自由活動月等。在自由活動月中，學生可以根據(jù)自己的興趣，參加時間比較集中的課程設計，如程序寫作，機器人設計競賽等。

此外，MIT非常注意培養(yǎng)學生在工業(yè)界工作的實際經(jīng)驗。MIT有VI-A實習計劃，在每三個夏學期后的春學期或者秋學期安排在政府機構或者公司內進行實習。學生在企業(yè)實習期間，企業(yè)會支付相應的報酬，在企業(yè)實際完成的工作可折算成相應的學分，可作為碩士期間的學分。

三、英國劍橋大學工科人才培養(yǎng)模式

劍橋大學也是全世界最頂尖的學府之一，許多著名的科學家、作家、政治家都來自于這所大學。劍橋大學也曾經(jīng)是誕生最多諾貝爾獎得主的高等學府，有八十多名諾貝爾獎獲得者曾經(jīng)在此執(zhí)教或學習。劍橋大學各學院歷史背景不同，實行獨特的學院制。劍橋大學的本科生一般是三至四年。上完三年，就可得到學士學位；上完四年，就是碩士(MA)；如果三年拿到學士學位后就參加工作，一年以后也可以在工作崗位上再交論文，直接申請碩士學位。副博士是劍橋一個稍具特色的學位，因專業(yè)不同，一般是兩年，授課一年，論文一年。如果課程的考試成績(一般是四門課)超過65分，就可直接轉為博士，再讀兩年就可獲得博士學位。下面以劍橋大學工學系為例說明劍橋的工科人才培養(yǎng)模式。

無論是機械工程、電機工程，還是材料、土木工程，所有劍橋工學系的學生前兩年課程都大致相同，旨在讓學生對工科有一個廣泛的總體認識。除了正式的課程之外，還邀請了大量的國內外專家做工程應用的報告，讓學生對學科的工業(yè)應用和研究有最新的認識。所有的學生在第一學年末要參加四門考試：機械工程學、建筑材料學、電子信息工程學、數(shù)學方法學。除了平常的課程和實驗，學生還需要參加大量的課程設計和工程項目。

第二學年的前兩學期所有的學生都要學習八門核心課程：力學、結構學、材料學、流體力學、電氣工程學、信息工程學、數(shù)學方法學、商業(yè)經(jīng)濟學。第三學期，學生需要從航空熱工程、機械工程、土木工程、生物醫(yī)學工程、制造管理和設計、信息工程、電氣工程等典型的工程專業(yè)課里選擇兩個專題課，以便學生進一步發(fā)現(xiàn)自己的主要興趣，為第三、第四學年專業(yè)化培養(yǎng)做準備。第二學年中最重要的是“綜合設計計劃”。六個學生組隊花四個星期以上的時間設計并制作一個移動機器人小車并參賽測試。

第三學年開始進行專業(yè)化的培養(yǎng)。機械制造從工程單獨分出，有志于學習機械制造的學生從第三學年開始可以進入機械制造的專業(yè)培養(yǎng)模塊學習。第三學年繼續(xù)學習工程的學生，則可以在眾多的研究方向中選擇一個與自己今后最適合從事的職業(yè)相關的研究方向。前兩個學期，劍橋提供了四十多個課程模塊供學生選擇，學生需要選擇至少十個課程模塊。其中，至少有6個課程模塊與航空和航空熱工程、土木結構與環(huán)境工程、電氣及電子工程、電氣和信息科學、能源和環(huán)境、生命科學工程、信息和計算機工程、儀表及控制、機械工程等與工程領域相關。

在第四學年應該選和第三學年相近的課程，但同時也應包括一些交叉學科課程和有關工程調查的課程。第四學年主要進行工程性研究，包括各種課程設計。學生也可選擇和企業(yè)合作，這樣就可以獲得全職工作的機會。

四、日本東京大學工科人才培養(yǎng)模式

東京大學的人才培養(yǎng)采用的是通專并重模式，即“以交叉課程和自由學習為特色，注重文理滲透和基礎拓寬”。

東京大學的本科生教育分兩個階段進行：前兩年為基礎教育階段，后兩年為專業(yè)教育階段。新生入學后，首先在教養(yǎng)學部學習人文、社會及自然科學的基礎知識，然后到各個學部接受后期專業(yè)教育。東京大學的本科生教育有四個特點：

1.重視基礎教育，晚期專業(yè)分流

學生入學后，一半時間用于掌握基礎知識，即使在后期專業(yè)教育階段同樣也很重視基礎知識和專業(yè)知識相結合。專業(yè)方向設置注重促進學生的共性發(fā)展，尊重學生的差異性、選擇的自主性。第三學年才進行專業(yè)分流，要求學生在分流前廣泛選修課程以開闊知識視野，發(fā)現(xiàn)自己的興趣與潛能所在，從而更理性地選擇專業(yè)。

2.課程內容的綜合化，課程結構注重學科交叉

東京大學不斷開拓跨專業(yè)學科，以拓寬學生的知識面，為培養(yǎng)全面人才打下基礎。例如，在工學部設置了系統(tǒng)創(chuàng)成學和尖端學際工學這兩門跨越了現(xiàn)有的專業(yè)界限的學科，目的是培養(yǎng)能解決二十一世紀人類直面的環(huán)境，能源問題的人才。在課程結構上注重學科交叉，將所有課程整合為基礎科目、綜合科目和主題科目三類，每一類科目注重不同學科課程的交叉。如基礎科目中設置的自然科學類綜合課程，由數(shù)學、物理、化學、生物等學科的內容整合而成。

3.擴大選修課程的范圍

為了適應學生個性發(fā)展的需要和培養(yǎng)學生主動學習的積極性，東京大學采取了縮減必修課，擴大選修課范圍的措施。

4.加強本科教育與研究生教育之間的聯(lián)系

除繼續(xù)重視本科的一般性基礎教育外，還給本科教育提供更多的幫助和支持。比如增加對本科生的“演習”和“特別課程”，把本科生和研究生安排到一起上一些研究生院的基礎性課程等。

五、共性分析

通過對這三所大學工科人才培養(yǎng)特色的分析，我們發(fā)現(xiàn)一些共性：

1.大類培養(yǎng)，工程通識教育

這三所國外大學都是按大類招生和培養(yǎng)的：MIT本科生在一年級末或二年級末選擇專業(yè)；劍橋大學工學系本科生前兩年的課程大致相同，不分專業(yè)；東京大學的本科生前兩年為基礎教育階段，接受大類培養(yǎng)。

2.課程設置寬口徑，體現(xiàn)跨學科交叉

課程設置的范圍廣，專業(yè)面向寬，課程門類多，課程的組成體現(xiàn)既專業(yè)思想，又體現(xiàn)多樣性，設置了跨學科的課程。例如，MIT的一個特色項目“聯(lián)合課程”，若干學生與一個教師團隊組成一個60人左右的新生團體。這個團體聯(lián)系和融合不同的課程，由不同學科的教師組合在一起教授，鼓勵學生互相幫助和交流。

3.注重基礎理論課程，強化實踐環(huán)節(jié)

注重基礎課程的同時，為了培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和研究能力，特別強化了實踐環(huán)節(jié)。例如，劍橋大學工學系將部分實驗從課程中分離出來單獨設立實驗課程；設置大量的設計型和研究型課程，同時提供許多學生參與工程項目的機會。劍橋大學工學系在第四學年開設的課程設計有臨時庇護所設計、大跨度橋和高樓設計、輪椅的設計、3D超聲波成像、微型電機的設計和制造、動力風箏的航空動力學等。MIT也開設有“獨立活動月”“本科生研究項目(UROP)”等特色實踐創(chuàng)新項目。

六、結束語

一流的工科是一個國家經(jīng)濟和社會發(fā)展的重要支撐，是新興產(chǎn)業(yè)的源泉，企業(yè)發(fā)展的重要戰(zhàn)略伙伴。從英國的工業(yè)革命開始，工科人才對經(jīng)濟發(fā)展一直起著巨大的推動作用。通過對英、美、日三所典型世界頂尖大學的比較分析，發(fā)現(xiàn)世界一流大學工科人才培養(yǎng)具有“大類培養(yǎng)，工程通識教育”“課程設置寬口徑，體現(xiàn)學科交叉”“注重基礎理論課程，強化實踐環(huán)節(jié)”等一些共性的特點。希望本文的分析結果對我國工科人才培養(yǎng)模式的改革創(chuàng)新能有一定的啟示作用。

[1]陸小華.工程創(chuàng)新能力的認識和培養(yǎng)方法.高等工程教育研究，2008

[2]董澤芳，王曉輝.國外一流大學人才培養(yǎng)模式的共同特點及啟示.國家教育行政學院學報，2014

[3]張 杰.面向世界科技前沿面向國家產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化——我國研究型大學創(chuàng)建世界一流工科的思考[J].科學時報，2010

ISSN2095-6711/Z01-2015-07-0207