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全球高等工程教育的变革
2021年03月04日 09:16 来源:光明日报 作者:李锋亮 吴帆 字号
2021年03月04日 09:16
来源:光明日报 作者:李锋亮 吴帆

内容摘要:近年来,全球工程教育悄然变革。为了应对新的全球形势,人才培养也急需新的思路。进入21世纪后,美国高等工程教育中学生“逃离工科”的情况增多在这样的大背景下,美国麻省理工学院(MIT)近年发布了《全球工程教育的最新进展》,报告指出“全球范围内的工程教育改革持续兴起……工程教育进入了快速和根本性变革时期”。

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  引言

  近年来,全球工程教育悄然变革。为了应对新的全球形势,人才培养也急需新的思路。进入21世纪后,美国高等工程教育中学生“逃离工科”的情况增多,为应对此种状况,美国总统就业和竞争力委员会不得不通过一系列活动倡导大家“坚持下去”,鼓励学生留在工程领域。

  在这样的大背景下,美国麻省理工学院(MIT)近年发布了《全球工程教育的最新进展》,报告指出“全球范围内的工程教育改革持续兴起……工程教育进入了快速和根本性变革时期”。

  美国模式与《华盛顿协议》

  有观点认为,国际上主流的工程师培养模式大体分为两种:一种是以美国为代表的注册工程师模式,另一种则是以德国为代表的文凭工程师培养模式。受多元文化背景的影响,美国在高等工程人才培养上同样体现出了多元、灵活的特点。美国工程专业本科教育除了传统的课堂讲授外,还采取合作学习、项目学习、实验设计、网上学习等方式。美国的高等工程院校主要对学生进行基础知识的传授和技能的指导,与德国、法国的专业性、职业性培养相比,美国的大学只负责将学生勾勒成工程师的“毛坯”,进一步的技能提升则由企业、工程师资格认证和继续工程教育共同完成。

  工程师资格认证具有极高的权威性,是成为工程技术人才的必由之路,通过工程师资格认证需要同时满足教育要求、经验要求和考核要求。学生获得工程专业学位后,需积累进行4年实践,并通过工程和测量委员会组织的考试,方可完成工程师注册。由此可见,美国工程人才培养是在一套标准化体系基础上的多方协作与共同发展。

  近年来,大工程系统对学科交叉的要求越来越高,这推动了美国顶尖院校在工程专业设置上定位越发综合化。例如麻省理工学院(MIT)引进企业管理的理念和方法——虚拟研发组织,以“无形组织,有形机体”的方式将学校的各工程学科连接起来。这种组织方式打破了专业壁垒,顺应了多学科合作趋势,同时有助于培养学生的团队合作精神和创新能力。

  除此之外,为了促进高等工程教育面向未来的进程,美国在高等工程教育领域普遍实施了“大挑战学者项目”。该项目是针对美国国家工程院提出的“14项工程大挑战”而实施的、面向未来的高素质工程人才培养计划。这14项工程领域的大挑战囊括了清洁能源、再生能源、温室效应、水资源利用、健康信息、制药、脑科学、安全网络、城市基础设施、虚拟现实等和未来人类文明息息相关的领域。“大挑战学者项目”希望通过挑战性的工程项目,培养学生应对未来工程挑战的视野与能力。进入21世纪后,美国高等工程教育中学生“逃离工科”的情况增多,为应对此种状况,总统就业和竞争力委员会倡导了“坚持下去”活动,鼓励学生留在工程领域。

  在国际化程度上,美国借助其超级大国的地位主导了全球高等工程教育的学历认证体系,于1989年联合英国、加拿大、爱尔兰、澳大利亚、新西兰签订了《华盛顿协议》。根据《华盛顿协议》,签订该协议的国家或地区的本科学历的工程毕业生均应被其他签约国或地区视为已获得从事初级工程工作的资格。我国于2013年加入该协议成为预备成员,并于2016年成为正式成员。美国高等工程教育界借助《华盛顿协议》的领导作用向全球推广其教学理念与模式。

  德国模式与德国工程学科认证

  德国高等工程教育的特色与影响力也是全球瞩目。与美国多元灵活的培养模式不同,德国在工程师培养中贯穿了严谨治学的精神,以思辨、严谨为主要特点。德国的高等工程教育主要依托于FH(Fachhoch Schule)模式,为德国乃至全世界持续培养了大批顶尖的工程技术人才。FH即高等专科学校或应用科学大学,是一种应用型高等教育,主要特点是以“双元制”职业教育为基石,学生入学前一般都具有相应的职业培训或实践经验。新生进入主要学习阶段后,还要进行为期3个月的企业实习。学生在学校里学习的内容主要来自企业,强调知识的实践性和实用性,学生还要经常去企业参观考察,了解企业工作情况以及实际的工作程序和方法。德国的应用科技大学实行“宽进严出”的制度,门槛虽不高,但教学要求极其严格。

  应用科学大学对学生进行理论教育和充分的职业训练,以学生未来的就业为导向,直接面向企业、市场和社会经济发展,其目标是培养具有实际操作能力的工程技术人员。为保证培养目标的实现,FH采用“3+1”的学制模式,即3年学习期和1年实习期,实习期是决定教学质量的重要因素。此外,在政府出台的校企合作制度支持下,学校聘请企业人员作为兼职老师,采用“应用性项目教学法”,围绕具体项目开展教学活动。在这种学制培养模式下,德国毕业生同时具备学位证书和工程师资格证书,极具效率地使学校教育与职业培训接轨,充分发挥了高等工程教育的优势和作用。相比于美国高校只培养工程师的“坯子”,在工程人才的培养上,德国教育体系发挥了更大的作用,高等院校致力于打造工程师的“成品”。在课程方面,德国专业课的设置多于美国,这也为德国工程师“成品”打造发挥了至关重要的作用。

  为了抗衡美国主导的《华盛顿协议》,德国建立了以其自身为主导的高等工程教育认证体系。尽管德国在2003年就成了《华盛顿协议》的预备成员,但是为了保持德国自身工程教育的特色,德国于2013年退出了该协议,并主导了一系列细分的高等工程教育认证标准与框架。比如2001年成立的“认证、证明、质量保障学会”(德文简称“ACQUIN”)主要负责对高等工程教育的质量进行认证。ACQUIN认证不但能够保证政府对高等工程教育的监督与引导作用,而且还能让大学接受外部的认证与评估、促进整个德国高等工程教育的市场化进程。

  在很长一段时间内,德国的工程教育学位与其他国家不同,只有硕士-博士两级学位,由于培养年限较长、要求严格,且学位制度特殊,难以与世界接轨。德国高等教育界了解这一困境后,在博洛尼亚进程中主动引进工程教育的学士学位制度,并且调整了工程教育的课程结构,提高了德国高等工程教育和美国抗衡的能力。随着德国高等工程教育国际化程度的提升,使得其能够在更大范围内得以推广,这大大增强了德国工程教育在全球范围内的可接受度与认可度。德国工程教育在世界教育体系中占据着越来越重要的地位。

  特朗普政府时期,美国与德国、欧盟之间的关系出现了明显的不信任甚至产生了一些冲突,德国进一步加快了自己主导的认证体系在欧盟乃至全球的推广。目前,ACQUIN不但覆盖了一些欧盟国家,也吸引了很多非欧盟国家的高等工程教育机构加入其中,例如瑞士、黎巴嫩等国,大大提升了德国高等工程教育在国际上的领导力。除了ACQUIN学会外,德国工程学科专业认证机构(德文简称“ASIIN”)也是德国工程教育国际化的重要方式,其旨在通过认证工程、信息、建筑、自然科学、数学专业的学位以及交叉专业的学位。ASIIN认证是德国最权威的自然工程学科领域高等教育认证机构,已成为国际通行的工程认证机构。为促进人才培养与国际接轨,我国也已有多所院校主动引进ASIIN认证。

  独特的英法工程师培养体系

  英国具有悠久的工程教育思想的历史。早在18世纪,英国的科学开始与工业结合。英国很多的科学创新与进展都发生在制造业中,制造商为科学家、工程师提供赞助,形成了制造商、科学家和新兴的职业工程师的联盟,产生了特别重视实效的文化。这种文化一直延续至今。目前,英国高校与工程界的联系十分紧密,有大量合作性科技项目。一方面,英国高校会邀请知名企业人士来校开设讲座、分享职业生涯和经验;另一方面,企业也为高校提供实习机会,一来一往实现了学校学习和企业实操的交互。英国大学非常突出的特点是“三明治”教育模式,大学几年的学习对应“理论-实践-理论”的模式。低年级接受自然科学和专业基础课程的训练,中、高年级进入企业实习,实习较长,一般为数月至一年,最后回到学校完成专业课程和毕业设计。在教学方面,英国是典型的“学生中心”式,老师引导和启发,学生的自主性能得到较大发挥。

  目前英国的高等工程教育在进一步提升行业参与度,将教学和企业深度捆绑,甚至直接将课程设置在工厂车间,让学生和工程师共同在工程的环境下合作学习。学生除了在车间里和工程师共同合作外,还有需要自己独自完成的工程项目,必须独立提交解决方案。在进行工程项目时,英国的大学注重学生以研究为主导的场景,把工程设计与研究和行业经验进行系统整合,以此促进学生创造力、企业家精神与创新精神的提升。

  与其他高等教育强国相比,法国的高等教育体系具有很大的差异——分为综合性大学和高等学院两个类型。相比于综合性大学,高等学院的专业性更强,以培养社会各界精英闻名,是精英教育的典范。法国的高等工程教育即属于精英教育体制,具有选拔严格、重视实践、专业交叉等特点,实行“严进严出”的选拔淘汰机制。法国的工程师学校规模小,专业化程度高,招生条件严格。高中毕业会考的合格的学生中,约10%可参加工程师学校的预备考核。通过者在预科班进行两到三年的学习后,还需要参加竞争激烈的高等学院入学考试,包括全国统一笔试和各校单独复试,最后进入工程师学校进行三年的学习。通过严格的筛选和高标准的考核,高等学院保证了生源质量和培养质量,从而保证了法国工程师的精英性特质。法国的工程师培养密切结合实践,以企业需求为导向,课程由学校和企业共同制定,并从企业高层中聘请具有实践背景的专家参与学生培养和指导。在三年的学习中,学生需要完成2至3次高技术要求的实习,以让学习者完成从学校学生到企业工程师的转变。法国的高等学院隶属于国家部委,而法国企业也有动力全程参与高等教育培养,这与法国集权化管理体制不无关系。在这样的选拔和培养模式下,法国的工程教育毕业生失业率低、薪酬高、有信心找到满意的工作。

  近年来,法国高等工程教育为了提高自身的国际竞争力,开始主动推进国际化的合作项目,比如在高等工程教育机构的排名中开始专门发布国际化排名。此外,大量高等工程教育机构开始要求学生必须有国际交流的经历,或者在世界其他国家的学校进行交流或在国际企业实习的经历。由于很多法国学生就直接选择去自己的邻国英国进行交流或实习,为打破这种局面,有些法国高校就强制要求学生必须在非英语国家进行学习或实习,推动学生进行更加广泛的国际交流。

  在当前科技发展你追我赶、国际形势瞬息万变的大变局下,我国的高等工程教育既要有自己的发展方向与培养模式,还要继续借鉴国外优良经验。目前,中国拥有世界上规模最大的高等工程教育,每年培养了海量的工程技术人才,并且拥有最大规模的工业化实践,应当说,我国高等工程教育取得了令世人瞩目的成就。但需要有清醒认识的是,从世界范围来看,我国工程师的质量仍有待提高。

  清华大学校长邱勇在第一届国际工程教育论坛上指出,“工程教育要继续加强创新能力培养,让学生在解决实际问题中提升创新能力”。在国际、国内新形势下,各国经验表明,我国高等工程教育要勇于肩负为建设创新型国家培养更多国际性卓越工程人才的时代重任。

 

  (作者系清华大学教育研究院副教授和硕士研究生)

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姓名:李锋亮 吴帆 工作单位:

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