比較中美高等工程培養模式的初探

何永強

摘要： 在對比中美高校教育資源差距的基礎上，首先針對美國技術類和工程類專業的不同層次的工程人才培養，分析了ABET所構建的認證準則；其次，以歐林工學院為例，闡述了回歸工程的項目化教學的課程體系；最后，從專業認證、課程體系、課外平臺等方面，比較了美國高等工程教育的一些先進經驗。

Abstract： On the basis of comparing the education resources gap between Chinese and American universities， firstly， the training of engineering talents at different levels of American technology and engineering majors is analyzed， and the accreditation criteria constructed by ABET are analyzed. Secondly， taking the college as an example， this paper expounds the curriculum system of project teaching of regressive engineering. Finally， from the professional certification， curriculum system， extracurricular platform and other aspects， this paper compares the American higher engineering education some advanced experience.

關鍵詞： 美國高等教育；工程教育；ABET；項目化教學

Key words： American higher education；engineering education；ABET；project-based learning

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）32-0222-03

0 引言

我國高等工程教育將面臨著新一輪工程教育改革。2017年2月18日，教育部在復旦大學召開了高等工程教育發展戰略研討會，提出了“新工科”的內涵特征及路徑選擇，達成了“新工科”建設的復旦共識。4月8日，教育部在天津大學召開新工科建設研討會，提出了“新工科”建設的行動路線（簡稱“天大行動”），明確提出到2020年，探索形成新工科建設模式；到2030年，形成中國特色、世界一流工程教育體系；到2050年，形成領跑全球工程教育的中國模式[1]。為了更好地探索高等工程教育建設的“新工科”模式，借鑒有著悠久高校辦學歷史、擁有目前世界最充足科研資源的美國高等工程教育，比較中美兩國在高等工程教育模式上的共性與差異，有助于更好地發展我國高等工程教育。

1 中美高校教育資源的對比

當前全世界最具影響力的大學排名體系有四個，即《泰晤士高等教育》（Times Higher Education，簡寫：THE）、國際高等教育研究機構（Quacquarelli Symonds，簡寫：QS）、上海交通大學世界大學學術排名（Academic Ranking of World Universities）和《美國新聞與世界報道》（US News & World Report）的世界大學排名。考慮到本文是對中美兩國高校的比較研究，選取英國《泰晤士高等教育》（THE）和國際高等教育研究機構（QS）的世界大學排名為中美兩國高校的排名做一橫向比較。

在2016-2017年《泰晤士高等教育》發布的世界大學排名中，前400名的高校大部分來自歐美發達國家，其中美國107所（占比26.75%），中國13所（占比3.25%），且在前20名頂級世界名校中美國占據了15所。美國優質高校資源在全世界高校資源中有著不可撼動的優勢地位，不僅成批量地占據榜單前列，而且越是名次靠前，美國高校所占的比例越高。相比之下，中國高校進入前100名的占比數量僅為5所。

相較于《泰晤士高等教育》（THE）排名，國際高等教育研究（QS）排名的指標體系呈現出重視主觀評價和重視師生比的特點。在國際高等教育研究（QS）發布的2018年世界大學排名前400名高校中，美國占據75所（占比18.75%），中國20所（占比5%）。QS排名呈現出與THE排名同樣的現象，那就是美國高校在全球高等教育中占據壓倒性的優勢。同時，不難發現中國高校進入前400強的高校數量也在明顯上升，具體進入THE、QS世界大學排名前400名的中國高校名單如表1所示。

從表1中可以明顯地看出，中國高校優質教育資源主要集中在北京、上海、香港、廣州及東部沿海發達地區。從查閱最新的全世界最具影響力的四大高校排名體系，不難發現美國高校不僅資源充裕，且優質教育資源分布體現出均衡性。以美國密歇根州的大底特律地區為例，該地區為美國衰落的老工業區，其政治、經濟等各方面都不及美國的東西海岸的地區，但僅此地區就有密歇根大學（2017年THE排名21）、密歇根州立大學（2017年THE排名101）和韋恩州立大學（2017年THE排名400）三所進入2017年《泰晤士高等教育》全世界大學排名前400名的高校。

因此，當前中美高校教育資源的差距仍然是非常明顯的，且美國高校具有壓倒性的優勢；中國隨著近三十年的教育改革，高校的優質教育資源質量與數量呈現出逐年上升的態勢；美國高校優質資源呈現出分布均衡性，而中國優質高校資源分布呈現出地域集中性。為此，對美國高等工程教育模式進行研究和借鑒，有益于我國高等工程教育的進一步提升和發展。endprint

2 美國工程教育模式的初探

2.1 以ABET認證為標準，強調人才培養的學習結果（Outcomes）

美國工程與技術認證委員會（Accreditation Board of Engineering and Technology， ABET）成立于1932年，是一個獨立于政府之外的民間組織，其前身為美國工程師職業發展委員會，該委員會的主要職能是為美國工程教育制定專業鑒定政策、準則以及認證程序。目前，全球已有30個國家750多所高校通過ABET認證[2-4]。

ABET有著一套完善的工程教育辦學認證體系，特別是1997年提出的工程標準2000（Engineering Criterion， EC2000），整個認證體系更加注重工程教育的學習結果，強調學生能學到什么而不是教師教什么，突出畢業生的專業技能應滿足社會的需求。ABET專業認證標準體系通常由通用標準和專業標準兩部分構成。通用標準（General Criteria）規定了所有參與認證的專業群應達到的基本要求，包括學生、專業培養目標、畢業要求、持續改進、課程體系、師資隊伍、教學設備和學校條件等八個方面。

本文選取技術類（Engineering Technology）24個專業群和工程類（Engineering）28個專業群作為研究的樣本[5]。技術類專業群和工程類專業群的通用畢業要求（Criterion 3. Student Outcomes）如表2所示。其中，技術類專業按所授學位不同可分為副學士學位（Associate Degree）和學士學位（Baccalaureate Degree）兩類。

如表2所述，結合不同層次人才所從事的工作類型和所需解決的工程問題，ABET對美國高等工程教育技術類不同層次的工科類專業人才所需達到的能力和素質，提出了清晰、明確的基本要求，強調學生畢業時所必須掌握的必要素質與能力。結合表2所列的內容，技術類專業對學生畢業所需掌握的能力和素質的要求更具時效性、具體性，而工程類專業對學生能力和素質的要求更具全面性、穩定性。

簡單的來說，工程類專業要求畢業生應具備從事復雜工程活動，并能解決活動中相關復雜工程問題的能力；而技術類專業則要求畢業生可以從事一般性的具體工程技術活動，并具備解決工程中一般性技術問題的能力。依據ABET對技術類、工程類的專業所提出的不同畢業要求、課程體系等準則，美國各工科高校結合各自的人才培養目標，再進行專業人才培養方案的細化。

2.2 以歐林工學院模式為例，推行工程實踐的項目化教學（Project-Based Learning）

關于美國高等工程教育模式的研究，近年來中美兩國很多學者都會以歐林工學院（Franklin W. Olin College of Engineering）作為美國新工科建設模式的典型樣本進行研究。歐林工學院是一所富蘭克林. 歐林基金會于1997年出資4.6億美元成立的美國工程類本科院校，以培養卓越的工程創新人才（Engineering Innovators）為使命，現有來自13個國家的在校生330人（其中：女生48%，男生52%），下設電氣與計算機工程（Electrical and Computer Engineering）、機械工程（Mechanical Engineering）和通用工程（Engineering）3個專業，三個專業都已納入ABET認證體系。

歐林工學院的課程體系以“跨學科（Interdisciplinary）、項目化教學（Project-Based Approach）、注重創業（Emphasizing Entrepreneurship）、博雅教育（Liberal Arts），嚴謹的科學知識和工程基礎”為特征。在人才培養定位上，強化學生對工程分析和設計原理的理解；要求畢業生具備廣泛的社會和人文知識；具備判斷機遇、著眼發展并為機遇做好準備的能力；具備技術創新、融入社會和終生學習的能力。在專業人才培養目標上，要求學生具備團隊合作、有效溝通和組織領導能力；掌握解決重要工程問題和社會挑戰的跨學科的工程方法；具有通過創業和設計思維為社會創造價值的能力；具備適應并獨立應用所學知識于專業領域的應用能力。

為此，歐林工學院提供了一套獨特的教學方法，讓學生更好的參與學習和提升能力與素質，主要特點如下：

①實踐性學習（Hands-On Learning）。

歐林工學院通過實驗和工程項目將實踐教育植入很多課程當中，從課程體系的一開始，通過分析、設計和構建工程系統來培養學生的實用技能。比如第一學年的數學、科學和工程課程中就提供了涉及工程系統的建模、模擬和分析的真實工程項目知識。同時，提出設計流（The Design Stream）的概念，在整個課程體系中設計流是一個循序漸進的實踐性課程群，以培養學生解決真實的工程問題的能力。

②基于項目的開放式學習（Open-Ended Project-Based Learning）。

在整個課程中，學生逐步形成解決實際工程的能力。課程體系中有著很多的來自工程實際的項目，使得學生能不斷的積累大量復雜真實的工程實踐經驗，以提高他們的知識和技能。在參與開放式項目教學中，學生團隊識別問題，定義問題，判別機會，應用技術知識來展示對工程教學情景的理解，最后，通過收集適當的資源來解決問題。開放式項目的重點是為期2個學期的畢業設計項目（Capstone Project），這些項目來源于企業、科研院所等外部合作伙伴現實的工程問題。

③跨學科學習（Multidisciplinary Learning）。

歐林工學院的課程體系整合了基礎科學、數學、工程學；藝術、人文社會科學；商科、創業和技術等方面的課程。在第一學年，各個專業都有專業導論課程，明確數學、科學和各工程課程中存在的協同關系，運用數學和科學知識需解決工程實際問題，進一步闡明各門課程之間的聯系。另外，授課教師團隊來自相關學科的跨專業教師，許多課程是由不同學科、不同領域的教師共同完成授課，從而幫助學生理解更為廣泛的專業背景知識和含義。endprint

3 對我國高等工程教育的幾點啟示

3.1 專業認證標準體系覆蓋面應更加廣泛

2016年6月，我國正式成為國際本科工程學互認協議《華盛頓協議》的第18個正式成員。中國工程教育專業認證協會（China Engineering Education Accreditation Association，簡稱CEEAA）成立于2015年，截至2017年8月已認證通過了清華大學機械工程等781個專業。目前，按照CEEAA的認證程序，我國工程教育認證對象主要面向我國教育部有關規定設立的工程類本科專業，對專科高職層次（相當于美國的副學士學位）的技術類專業認證體系還未建立完善的認證體系。

3.2 課程體系注重工程實踐項目化和多學科融合

目前，我國的工程教育課程體系，主要是以專業人才培養的技能培養為主，應構建“人文學科+工程技能+創新創業”的“大工程”理念的人才培養體系，可參考美國歐林工學院的“基于項目為導向”的課程體系，并且在課程設置的第一學年就開設專業實踐性課程和專業導論性課程。

3.3 課堂組織形式提倡主動學習和學習型教學法

教師授課的態度將直接影響學生如何學習。通過對美國高等工程教育的研究，在教學課堂的組織形式上，教師以幫助學生學習為目的，而不是教授知識為目的，注重批評性思維能力的培養，絕不是局限于書本上的知識。要樹立教育“服務”學生的理念，而非“管理”學生。

參考文獻：

[1]高教司.“新工科”建設行動路線（“天大行動”）[J].高等工程教育研究，2017（2）.

[2]ABET：history， http：//www.abet.org/about-abet/history， 2017.

[3]ABET：2017-2018 Criteria for Accrediting Engineering Technology Programs， October 29，2016.

[4]ABET：2017-2018 Criteria for Accrediting Engineering Programs， October 29，2016.

[5]何倩.美國ABET工程類與技術類專業認證標準比較分析[J].職業技術教育，2016，37（1）：74-79.endprint