四螺旋理論下工科人才協同培養路徑探析
——以麻省理工學院工學專業為例

王雅晶

(清華大學 教育研究院,北京 100084)

新一輪的科技革命與產業變革為全球制造業的轉型發展創造了重要的歷史機遇,作為新興制造業人才培養的源泉,高等工程教育也因此得到愈來愈多的重視[1]。2018年,我國出臺《關于加快建設發展新工科實施卓越工程師教育培養計劃2.0的意見》,明確指出要以新工科建設為重要抓手,加快培養卓越工程科技人才,提升國家硬實力和國際競爭力[2]。近年來,在一系列政策文件的引導下,我國新工科建設已取得巨大進步。但也應清醒地認識到產學研協同不足的問題依然嚴峻[3],大學、企業和政府專利合作強度低,學生和教師創業水平低,企業創新合作有限等問題正嚴重影響著新時代工科人才的培養質量[4]。

麻省理工學院(Massachusetts Institute of Technology,簡稱MIT)是高等工程教育的翹楚,連續5年位列QS全球工程與技術學科排行榜首位[5],其工程教育理念與人才培養模式代表了美國工程教育的最新發展方向[6]。20世紀80年代,以麻省理工學院為代表的美國大學提出“回歸工程”理念,在這一理念的引領下,美國院校開啟了以實踐為導向的高等工程教育模式改革,其中尤其強調以產學研協同為主要特色[7]。基于此,本研究以MIT工學專業為例,依據“大學—企業—政府—公民社會”四螺旋理論(Quadruple Helix)對其卓越工科人才協同培養模式進行分析,以期為解決我國工程教育所面臨的產學研協同不足問題提供依據。

1 知識生產模式轉型與四螺旋動力機制形成

“知識生產模式”是指“為知識而知識”的知識生產方式[8]。在知識經濟時代,知識生產模式發生了一系列的重大變革。19世紀初,柏林洪堡確立了知識生產模式Ⅰ,此時大學是知識的唯一生產者,學科研究具有嚴格的范式。隨著知識經濟的發展,企業和政府對專業技術人員的需求增加,知識生產開始溢出大學的組織邊界。19世紀中后期,知識生產模式Ⅱ應運而生。“大學—企業—政府”三螺旋為知識生產模式Ⅱ提供了動力,擴大了知識生產群體和知識擴散途徑,形成了政府“自上而下”與個人組織“自下而上”的交互式創新模式[9-10]。隨著高級知識經濟時代的到來,三螺旋模式存在的合作模式單一、耦合能力欠缺等局限性開始顯露[11],卡拉雅尼斯(Elias G. Carayannis)在此背景下提出“知識生產模式Ⅲ”概念與“四螺旋”模式。知識生產模式Ⅲ涵蓋了更廣泛的知識交流,強調基礎研究、應用研究與科學研究的平行耦合[10]。四螺旋模式在三螺旋“大學—企業—政府”模式的基礎上增加了基于媒體與文化的“公民社會”,旨在打造創新生態文化系統,促進科技、經濟、文化、社會深度融合發展,以實現知識的民主化[12]。

在MIT的工科人才協同培養模式中,大學、企業、政府和公民社會4個主體相互配合、相互協作、相互支持,構成了良性循環態勢,為各自和總體的目標實現貢獻力量,產生了“1+1+1+1>4”的效應[13]。本研究以MIT工學專業為例,從大學的視角出發,通過分析大學、企業、政府和公民社會在四螺旋中扮演的角色,總結歸納MIT工科人才的協同培養路徑。

2 麻省理工學院工科人才培養路徑

2.1 大學的角色:跨學科、超學科的建設者

為滿足社會對交叉學科人才的需求,MIT工程學院結合自身發展優勢創辦了5個跨學科學士學位專業,分別為計算機與認知科學,計算科學與分子生物學,計算科學、經濟學與數據科學,計算機科學與城市規劃和人文科學與工程(表1)。這些跨學科專業在設置上具有以下特點:一是關注社會研究熱點,如人工智能、大數據;二是關注人與社會的可持續發展,如城市規劃、科學、技術和社會。在培養特色方面,這些專業往往都具有較強的前沿性和挑戰度,注重培養學生解決真實問題的能力。此外,充分的學業自主性和雙導師制也為學生在感興趣的領域深耕提供了支持與保障。

表1 MIT工程學院跨學科學士學位專業[14]

知識生產模式Ⅲ推動了大學“研究中心”的興起[15]。MIT工程學院下設20個研究中心和實驗室,如Deshpande技術創新中心、先進核能系統中心、材料研究實驗室等,這些研究中心是“超學科”建設的核心[16]。研究中心的“超學科”研究在屬性、種類、層次和維度上具有多樣化的特點[17],來自不同專業的教師與學生在研究中心解決與社會發展緊密相關的重大問題,為企業、政府和公民社會提供研究成果與科技服務,并持續輸出高質量的研究型人才。以Deshpande技術創新中心為例,該中心支持生物技術、生物醫學設備、信息技術、新材料、微型技術和新能源的創新研究,自2002年以來,Deshpande中心已獲得超過2000萬美元的贈款,支持了超過170個MIT教師主導項目,攻克了眾多科研難關[18]。

2.2 企業的角色:科研項目、專業發展、創新創業、專業研究、教育延伸性服務的支持者

MIT工程學院通過與不同領域和不同規模的企業合作,推進工程教育與科學研究,提高社會影響力。企業與MIT工程學院建立合作的方式分為5種:支持科研項目、支持專業發展、支持創新創業、支持專業研究和提供教育延伸性服務(Educational Outreach)(表2)。

表2 MIT工程學院與企業的合作方式 [19]

(1)支持科研項目。企業為大學提供實踐指導和資金支持。以Super UROP為例,這一項目最早由電氣工程與計算機科學學院創辦,以滿足學生對更深入的本科生科研的需求,是本科生科研(UROP)的升級版。在Super UROP中,學生參加為期一年的本科科研準備課程,該課程涵蓋一系列學科,主要內容包括項目選擇、創業、工程倫理等,參與項目的本科生將有機會使用研究生的科研設備并獲得高級本科研究證書。在這一過程中,校內導師、研究團隊和企業指導教師共同幫助學生提升專業能力和實踐能力,為學生未來的深造、就業或創業奠定基礎[20]。

(2)支持專業發展。企業與大學形成互惠合作關系。以Bernard M. Gordon-MIT工程領導力計劃為例,該計劃旨在培養未來工程領域的領導者。每年有超過120名本科生參與此計劃,通過理論課程和實踐練習提升工程領導力。學生在基于情境的、高度互動的企業環境中進行學習,學習內容依據學生、教師和企業指導者的反饋不斷調整優化。在此過程中,企業為學生提供實習平臺,也為自身培養潛在的員工和領導者。同時,企業還可以派遣員工參加MIT的短期職業發展課程,從中了解最新的學術研究成果和行業經驗,培育員工和組織的創新意識與創新能力,拓展社交網絡,尋求與學校或其他企業更深入的合作[21]。

(3)支持創新創業。企業為大學提供研究經費和指導團隊。在MIT10萬美元創業大賽中,來自MIT和波士頓地區的學生與研究人員需要經歷“創業想法展示(pitch)—創業項目推進(accelerate)—創業項目展示(launch)”三場角逐,爭奪10萬美元獎金。在創業項目的推進和展示階段,行業專家和經驗豐富的企業家將為創業團隊提供指導。MIT10萬美元創業大賽匯集了風險投資家、連續創業者、企業高管和律師,他們為MIT提供人力資源、啟動資金、商業計劃反饋、指導服務以及媒體宣傳[22]。在這些支持下,MIT創業團隊從起步到壯大,產生了巨大的全球影響,其在世校友組建公司的年收入大約與世界第十大經濟體的國內生產總值相當[23]。

(4)支持專業研究。企業與大學的合作提高了雙方的市場影響力。以工業聯絡計劃為例,該計劃旨在通過各種社交活動創建校企信任關系,提高研究成果的商業影響。在工業聯絡計劃中,學校與公司建立合作,共同制定合作計劃,學校為企業提供持續的評估、建議和問題解決方案。與此同時,通過與企業合作,學校教師增加了自身研究的曝光度,幫助自身爭取了更多的經費支持、研究支持和公眾支持,為學生創造了更多的研究和就業機會[24]。目前,參與工業聯絡計劃的企業數量接近600家[25]。

(5)提供教育延伸性服務。教育是企業與大學合作服務公民社會的重要途徑,企業通過資金資助的方式為處境不利的學生提供參與科研的機會。以Lemelson-MIT資助計劃為例,該計劃自2003年起每年為處境不利的高中生提供高達1萬美元的Inven Team捐款,幫助學生體驗科學創造過程,該計劃在培養弱勢群體學生的創造力和STEM領域學習興趣方面取得了顯著成效[26]。

2.3 政府的角色:資金支持者與政策指引者

MIT歷來有與聯邦政府、馬薩諸塞州、劍橋市和其他社區合作的歷史。冷戰時期,MIT一度嚴重依賴政府撥款,這種強依賴引發了MIT的人才質量危機,過度學術化的工程教育導致畢業生無法滿足社會的現實需求[27]。冷戰后,政府對MIT的資助銳減,MIT開始積極求變,尋求學術探索與社會需求的平衡點,開拓與政府、企業互惠合作的新模式。

如今MIT在“大學—政府”的關系中更加獨立,政府為MIT提供資金支持和政策支持,MIT為政府輸送高端人才,幫助政府解決實際問題。在資金方面,政府依然是MIT的主要資金來源,MIT約六成的研究經費來源于聯邦政府、國防部、能源部、宇航局等的撥款[28],但企業、非營利組織和個人對MIT科研經費資助的占比也在不斷提高[29]。在政策方面,政府出臺政策為大學人才培養提供支持。如美國聯邦政府出臺的“美國創新戰略”和“創業美國計劃”就極大鼓舞了學生參與創新創業實踐的積極性,為MIT引導學生創辦小微企業、開展“大學—企業—政府”合作提供了契機[30]。

同時,MIT積極與政府開展合作,先進制造中心、先進制造技術創新研究院等科研研發中心為聯邦政府輸送了大量高端人才。此外,MIT工程學院也為政府制定先進制造業發展規劃提供了依據[31],如MIT工程學院清潔空氣汽車競賽的研究成果就對美國《清潔空氣法案》標準的制定產生了重要影響[32]。

2.4 公民社會的角色:潛在的創新者和文化的塑造者

由于缺乏公民社會的參與,知識生產模式Ⅱ在推動創新、提高GDP和創造就業機會方面受到越來越多的質疑,知識生產模式Ⅲ以及“大學—企業—政府—公民社會”四螺旋模式的出現則有效解決了這一問題。“公民社會”與“媒體”“文化”“價值觀”等相關聯[12],不僅強調在全社會營造一種可持續的,與教育、科研、科技、創新相關的文化和價值觀,同樣也強調拓展媒體傳播渠道,促進知識流動與共享。

教育是MIT工程學院向公民社會提供服務的主要途徑。MIT工程學院為K-12的學生提供高質量的STEAM課程資源,通過減少交通和參與成本等準入障礙,為青年人參與MIT的計劃、倡議、項目和活動提供機會,幫助學生獲得技能,適應新時代。在線平臺也為MIT擴展教育服務提供了更多可能。MITx基于edX平臺開發了大量優質的在線課程(MOOC),這些課程從基礎STEM 課程、人文社科課程,到高級碩士學位課程全部覆蓋。來自世界各地的學習者都可以免費參加課程,并以較低的費用獲得經過驗證的結業證書。為保證在線學習質量,MITx課程還為在線學習者提供了交互式的教育體驗,包括提供即時反饋的交互式問題、討論論壇等[33]。此外,MIT還建設了政府和社區關系辦公室(Office of Government and Community Relations,簡稱OGCR),以協調MIT在劍橋市及其他地區的社區關系,為MIT所在社區提供服務。OGCR通過院校官網與社交平臺進行宣傳,免費向公眾開放講座、展覽和表演,MIT工程學院為這些活動的開展貢獻了力量[34]。

提供免費優質的教育服務一方面為教師和學生開拓了文化傳播的渠道,幫助他們更好地宣傳研究成果、普及科學知識,從而吸引潛在的學生和商業合作伙伴,甚至激發創新思想。另一方面,教育服務也為培育工科人才的問題意識和社會擔當提供了平臺,時代需要的不是潛心書本的做題家,而是聯結社會、服務社會、引領社會的擔當者和創造者。同時,教育服務還在提高院校影響力、培育大眾創新的社會文化和價值觀等方面發揮著積極作用。

3 總結與討論

綜合上述分析,本研究歸納了四螺旋理論下MIT工科人才的協同培養路徑(圖1)。從大學自身建設來看,跨學科專業和超學科研究中心為學生提供了一流的學習與科研體驗;在“大學—企業”關系中,大學為企業輸送人才、科技和合作資源,企業為大學的科研、教學、創業等提供實踐基地、實踐指導和資金支持;在“大學—政府”關系中,大學為政府提供政策依據和優質人才,政府通過政策引導和財政撥款支持大學發展;在“大學—公民社會”關系中,大學向公民社會開放資源,培育有擔當的時代青年,而公民社會是大學潛在的學生、教師和創新來源。在“企業—公民社會”關系中,企業通過支持大學教育活動服務公民社會,公民社會為企業輸送潛在員工,提高企業聲譽;在“企業—政府”關系中,企業為政府提供財政稅收,而政府通過政策促進政企合作和校企合作;在“政府—公民社會”關系中,政府通過法律和政策保障公民權利、管理公民行為,而公民社會向政府提供愿望、需求和問題[10]。“大學—企業—政府—公民社會”四螺旋機制的形成,不僅是MIT高質量工科人才培養的重要保障,也極大程度地激發了多元主體對社會可持續發展的貢獻力。

圖1 MIT工程學院工科人才協同培養路徑

3.1 應對知識生產模式轉型,推動跨學科超學科建設

MIT工程學院依托不同學科建立了符合市場和社會發展需求的跨學科專業和超學科研究中心。其中,跨學科專業強調非線性的知識生產,通過學科間的深度交叉融合構建新的知識創新模式,服務社會和人類的可持續發展。在超學科研究中心,具有不同專業背景的教師與學生致力于解決關乎社會公共利益的重大問題。如今我國大學在一流工程學科建設的過程中正廣泛面臨著“發掘新興學科生長點和交叉學科落地難的問題”[35],借鑒MIT工程學院的經驗,大學應以社會需求為導向,推動跨學科和超學科建設,通過院系或校際合作打造一流創新團隊,以適應知識生產模式轉型的新要求。

3.2 促進科教產教有機融合,構建知識集群創新網絡

校企聯合的產教融合模式是提高新時代工科人才培養質量的關鍵,然而產教融合卻是當前新工科建設的一大短板[36]。《國務院辦公廳關于深化產教融合的若干意見》明確指出,要逐步提高行業企業參與辦學的程度,全面推行校企協同育人,總體形成教育和產業統籌融合、良性互動的發展格局[37]。MIT工程學院在產教融合方面的優秀經驗為夯實產教融合基礎、拓寬產教融合途徑提供了依據。大學應一方面不斷加強與企業的溝通協作,借助企業實踐經驗和實踐平臺健全完善社會需求導向的人才培養模式,解決人才供給與企業需求間的結構性矛盾。另一方面應充分挖掘自身合作資源,為企業提供科技指導、教育培訓,構建大學企業聯合創新網絡,為企業和社會輸送高質量的人才。

3.3 找準院校發展定位,培育特色專業人才

MIT工程學院的發展歷程深刻表明,大學不能過度依賴政府,應時刻保持高度的主體意識,遵循自身學科發展規律,在政策和市場變動的環境下做出適時調整。一所大學只有具有獨立品格和自主意識,才能在社會中找準定位、自我決策,真正成為治理主體[38]。相較于MIT工程學院,我國高水平院校的學科發展與政府的關系更加密切,這就更加要求大學堅持自主意識,預防政府過多干預新工科建設造成的多主體治理失靈現象[39]。大學應在充分理解政策內涵的基礎上,靈活調整辦學模式,發揮優勢特色,培育專業人才,避免人才培養模式的僵化固化。

3.4 共享教育資源反哺社會,培育問題意識與時代精神

科學研究、人才培養和社會服務被視為大學的三大基本職能,MIT工程學院充分依托自身專業特色,推動優質教育資源社會共享。對于工科學生而言,這一舉措較好地培育了他們的問題意識和社會擔當,提升了他們的非認知能力。對于大學而言,當其將公民社會視為高等教育多元主體中的一員時,不僅能激發“大學—企業—政府—公民社會”四螺旋帶來的辦學活力,更能促使大學在學術資本主義的浪潮下,脫離功利化的辦學思想,重塑公益性的教育使命。當大學秉持了公益性的教育使命,大學文化也將塑造出有擔當精神的大國工匠,而非精致的利己主義者。“大學不能遠離社會,但更重要的是大學不是風向標,不能什么流行就迎合什么,大學應不時滿足社會的需要,而不是它的欲望。”[40]“現代大學標志著許多真、善、美的幻想以及許多通向這些幻想的道路;它標志著權力的沖突,標志著為多種市場服務和關心大眾。”[41]只有大學面向公民社會,向公民社會提供體驗大學文化、參與大學建設的機會,才能真正從公民社會中汲取養分,為未來社會和人類的可持續發展貢獻力量。