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“工程创新人才”培养模式的大胆探索
———美国欧林工学院的广义工程教育
来源:     发布时间:2012年11月12日    点击数:

美国的富兰克林·欧林工学院(Franklin W.olin College OF ENGINEERING,下文简称欧林工学院)始建于1997年,2002年第一届学生入学,是一所以培养工程创新人才为目标的新兴工程学院。欧林工学院的建立和发展得到美国自然科学基金会、美国工程院、美国科学院和欧林基金会等机构的共同推动。在美国科技界和教育界,欧林工学院被认为是在推动一场针对美国传统高等工程教育的彻底、系统、具有示范意义的试验。[1]与美国主流的理工教育模式不同,欧林工学院把自己的教育哲学建立在多元智力理论、全球化理论、创新理论和竞争力理论等基础上,结合美国高等工程教育几十年来的改革经验,提出了工程教育的新目标和新模式。[2]教育改革的任务主要是人才培养模式的改革,要回答“培养什么样的人”和“怎样培养人”的问题,即人才培养目标和人才培养措施两方面的问题。本文将从层次、专业、竞争力和课程等几个方面来分析欧林工学院的人才培养模式。其中人才培养目标和课程是欧林工学院教育活动的重点,也是本研究的重点。人才培养目标是教育哲学首先要回答的问题,其研究意义不需赘言。对于课程的定义和研究意义,需要作出三点说明:

第一,课程(curriculum)是教育实践活动的轴心,是实现教育目标的系统性计划,为受教育者提供一系列学习机会。课程是学校教育系统中的“软件”,是最重要、最复杂的教育问题之一。[3]

第二,从词源上看,curriculum源出拉丁语的“跑道”(curriculum,race course),与course基本同义,转义作为教育学术语,意即“学习者学习的路线”。[4]

因此,curriculum和course都被译作课程。根据欧林工学院和美国其他院校的语用习惯,course是指一系列的学习安排,对应于我国所说的某一门课程,是构成curriculum的基本要素。curriculum是指由一系列course构成的学习活动,基本上可以对应于我国的培养方案中课程体系的部分。

         第三,本研究将课程设计和教学合而为一研究。严格说来,课程教学论主要包括课程设计(curriculum design)和教学(instruction and learning)两部分。[5]在教育实践中,这二者很多时候都合而为一。比如,欧林工学院课程集群(integrated course  block,简称ICB,或者称为Cohort)的组织,既包括知识结构上的跨学科,也要求学校不分院系、教学过程由多名教师实施完成;欧林工学院的项目(Project),既是一种课程形式和知识载体,也是一种教学方法。

一、四年制本科工程教育构成欧林工学院人才培养的层次目标

对于四年制本科工程教育,美国高等工程教育界一度有争议和改革尝试。争论焦点和改革目标所指向的中心问题是,本科工程教育的四年学制是否能够保证专业教育的质量。由于本科工程教育面临质量上的危机,因此很多人并不认可四年制本科工程教育如同法学教育、医学教育那样具有专业水准。以此怀疑为基础,改革的提议分为两种。一种是延长本科工程教育的学制;一种是将本科与研究生教育相衔接,即认为只有接受过研究生教育才可能成为合格的工程师。欧林工学院并不认可上述两种改革思路。从人才培养层次上看,四年制本科工程教育构成了欧林工学院全部的教育活动。对应于美国工程技术认证委员会(ABET)的标准,欧林工学院的人才培养层次目标是实习工程师;对应于美国工程与测量考试委员会(NCEES)的改革设想,欧林工学院的人才培养层次目标是学士工程师或副工程师。同时,欧林工学院坚持不向研究型大学发展,换言之,不认为合格工程师必须是接受过研究生教育的。它认为研究生教育依赖于研究活动,而研究活动冲击了教学活动,使院校无法真正做到以学生为中心。[6][7]因此,欧林工学院坚信,按照学院全新开发设计的人才培养模式完全能够在四年学制内培养出合格的实习工程师,而且这些本科毕业生将来一定会成长为优秀的工程师。

二、六个工程专业方向构成欧林工学院人才培养的专业目标

工程师的类别划分方式可以有多种。从学科角度分类,比如化学工程师、电气工程师等。欧林工学院培养机械工程(Mechanical Engineering)、电子与计算机工程(Electrical and Computer Engineering)、工程学(Engineering)3个专业(Major)的工程师。其中,工程学专业下面包括生物工程(Bio Engineering)、计算(Computing)、材料科学(Materials Science)、系统工程(Systems等4个方向。因此,可以认为欧林工学院目前共有6个较为宽泛的专业。根据ABET的分类,航空航天工程、土木工程、建筑工程、化学工程、环境工程、地质工程、海洋工程等专业不在欧林的工程教育范围内。

        目前,尚无学院官方公开的直接证据表明欧林工学院为什么选择机械工程等6个专业而放弃其他工程专业的教育。据统计,截至2009年底,通过ABET认证的本科工程专业数量最多的依次是:近600个电子(Electrical)专业、近500个机械(Mechanical)专业、300余个土木(Civil)专业、300余个计算机(Computer)专业、近300个计算机科学(Computer Science)专业、近200个化工(Chemical)专业、100余个工业(Industrial)专业、近100个生物工程与生物医学(Bioengineering and Biomedical)专业、近100个环境(Environmental)专业、63个材料(Materials)专业等。系统工程(Systems)专业是一个新兴的工程专业,2009年ABET首次对其认证,共有12个系统工程专业通过认证。[8]同时,波士顿地区以现代服务业为主,几乎没有传统化工等资源消耗型工业,土木建筑和制造业在地区经济中的总量不大,所以并不具备传统化学工程、土木工程等相关专业的工程教育条件和需求。[9]因此,本研究提出一个假设:美国自然科学基金会、科学院与工程院等机构希望欧林工学院推动的改革具有示范性作用,所以,欧林工学院结合波士顿地区的具体情况,选择设置最具推广与示范意义(即美国本科工程教育中最常见)、就业口径宽、在波士顿地区和欧林工学院具有对应办学条件的工程专业。2006年,欧林工学院宣布开设生物工程专业的理由可以局部地证明上述假设的合理性。欧林工学院首先判断了生物工程专业所在的生命科学领域的前景:“接下来的20年里,生命科学将变得更加重要,工程与生命科学的结合将为形成新技术与新产业提供最丰富的机遇。”[10]紧接着,学院分析在生物工程领域开展工程教育的外部条件:“欧林工学院位于Needham镇,同生物技术企业有良好的互动。同时,波士顿作为世界水平的全球医学研究中心,为附近的医学院和研究机构提供了很多合作机会。在世界其他地方很难找到这样合适的环境。”[11]事实上,欧林工学院教育教学活动中最重要的因素、被称为组成欧林工学院课程的DHA 的项目主要来自于波士顿地区的企业,由此可见欧林工学院的工程教育受区域经济的影响非常大。最后,分析落脚点在生源质量、就业前景、办学条件、对学院课程体系和教师队伍的长期影响等方面:“生物工程是生命科学中机会最多的一个领域,有利于开设医学院,而且是极其受女生欢迎的一个本科专业。根据学院的规划和预计,新开设的本科专业将使学生数量增加30到50人,教师数量增加3到6人。这种数量的增长在学院现有住宿条件许可范围内。而新教师有助于欧林工学院核心课程的构建,有利于淘汰冗余和保持教师队伍的流动性,有利于提高学者社区的质量。”[12]

三、现代社会的广义工程概念及其与创新的关系

从语用习惯和教育实践的角度来看,“工程(Engineering)”“工程师(Engineer)”“工程教育(Engineering Education)”等三个概念是相互关联的。其中,“工程”是最根本的一个概念。欧林工学院认为,从人的需求到市场产品,大致经历这样一个过程(如图1):人类在生产生活中产生、发现、提出问题,并据此提炼出理念,把理念进一步具体化,依据工程的设计原则形成工程的初步产物——原型,将原型进一步开发形成产品,并开拓市场、把产品投入到市场中去赢得经济效益和社会效益,以效益支持工程活动的可持续发展。狭义的工程活动主要是对人类抽象理念的具体化,是一种设计过程,是对产品原型的创造(Creativity),而在工程前期环节缺乏对工程活动的社会背景的认识,在后期环节缺乏对工程活动商业背景的认识,只对应于图1的中间环节。广义的工程不局限于设备、机械、过程和系统等要素本身,而是涵盖从需求到市场产品的全过程,既包括狭义的工程活动,也包括工程前期对社会背景的认识和实践,还包括后期对商业背景的认识和实践,涵盖了图1中的所有环节。[13]

        广义的工程是一种技术可行性与经济可行性相结合、对社会产生长远有益影响、具有长期社会吸引力的创新活动。根据对工程的广义理解,欧林工学院把“工程”重新定义为一种包含以下三个方面的创新职业:① 考虑人类和社会的需要;②对工程系统的创造性设计;③ 通过商业途径或慈善途径实现价值的创造。[15]从狭义的工程概念出发,理工教育模式把工程等同于创造或者发明。从广义的工程概念出发,工程是一种比创造和发明更为高级的创新。“创新(innovation)”不是“创造(creativity)”和“发明(inventiveness)”的代名词,不是仅仅针对科学和技术的革新,而是比“创造”和“发明”更加高级的一种经济活动和社会活动。“创造”是产生原创性思想和原创性洞见的过程,“发明”是指产生能够带来价值(value)的原创性思想和原创性洞见的过程。“创新”是指在创造和发明的基础上更进一步,使具有价值潜力的原创性思想和原创性洞见影响人类的生活,是技术可行性、经济可行性和社会吸引力等三方面属性的融合,是创造、发明和创业的融合。[16][17][18]

四、广义工程教育、工程创新人才和欧林三角

根据对“工程”与“创新”概念的重新定义,欧林工学院确立了广义工程教育(Broader Engineering Education)的教育理想,把人才培养目标和教育的基本理念总结表述为:在广泛的社会背景中培养工程创新人才。[19]这一目标和理念具体包括四方面的内涵:将工程与真实世界相联系,包括工程与商业、政治、文化和美学等相互联系;工程师能够有效沟通,理解其工作的工程伦理,考虑工作的社会影响;工程与真实世界的联系必须是有机的联系;在工程的不同领域建立联系。[20]广义工程教育培养的“工程创新人才”应具备

        9种竞争力:[21](1)定性分析:能够应用工程和其他学科的知识定性分析、解决问题,包括不确定情况下的估算、定性预测和形象思维等;(2)定量分析:能够应用工程和其他学科的知识定量分析、解决问题,包括选择工具、建立定量模型、计算、实验等;(3)团队工作:能够在各种团队(包括跨学科团队)中有效地贡献力量;(4)交流沟通:能够用书面、口头、形象化、图表化等多种交流方式同不同的对象进行信息与思想的有效沟通;(5)终身学习:能够在一个不断发展的社会中准确定位自身的教育需求,包括了解自身、应用信息资源、职业规划和自主学习的技能;(6)理解环境:能够从道德、职业、商业、社会和文化等角度理解工程的背景,能够清晰阐述自身的职业责任和道德责任;(7)设计:能够有成效、有创造力地开展设计并解决实际问题,包括构思、提练、平衡成本与收益、熟练应用技艺等等;(8)判断力:能够在复杂的系统中确认并解决问题,能够辨认并确定问题、形成假设、提出解决问题的方案;(9)机会评估及发展:能够确认机会、预测风险和成本,能够有效地集聚把握机会所需要的资源。

欧林工学院的竞争力前8条基本对应于ABET工程类本科教育的11条毕业生通用要求(outcome)。[22]第9条竞争力体现了欧林工学院融工程教育与创业教育为一体的特色。[23]

由于创新、工程等关键概念分别包括三个方面,所以欧林工学院培养工程创新人才的目标和过程体现为欧林三角。欧林三角分别包括自由艺术教育、传统的工程教育和创业教育三部分。[24][25][26]

严格的工程教育对应于工程的技术可行性。技术可行性是指设备或者系统的创新应服从自然规律,这是传统工程教育(狭义工程教育)的首要目标。通过改良传统的工程教育,“欧林工学院的学生将接受到与美国其他最好的工学院相当的工程教育”,“深入学习核心的自然科学、数学和工程基础知识”。[30]创业教育对应于工程的经济可行性。经济可行性是指工程产品应具有市场潜力,能够通过市场获得可持续发展所需要的资源。经济可行性是传统商业教育的首要目标。通过创业教育,学生不仅要懂得商业的基本原理以及工程的商业背景,而且要具备从工程师到创业者的角色转变能力,要形成广泛的创业能力,以及造福社会的精神和价值观。

自由艺术教育对应于工程的长期社会吸引力。长期吸引力一方面是指工程产品以顾客为中心,在自由市场中能够吸引顾客;另一方面是指工程师对工程系统和产品的设计要从艺术、人文和社会环境出发,充分理解职业的伦理和工程的社会影响。最简单的例子就是汽车作为一项工程产品,它同时也因为能源消耗和碳排放而逐渐失去吸引力。对于工程的社会影响的理解和认识,主要从艺术、人文和社会科学的角度出发,这是很多院校通识教育的内容。

广义工程教育培养的“工程创新人才”,比传统工程师在更广泛的领域体现出社会价值,避免了成为知识面狭窄、技能单一、就业口径狭窄的“工匠”。[31]工程创新人才是能够应对全球化挑战,对复杂的技术、社会、经济和政治子系统进行系统建设的“建筑师”。[32]这样的人才能够构思、实施和管理对于人类未来有深远影响的技术。他们是应用科学家——能够预测、创造、开发新的科学和技术;他们更是社会组织的领袖和项目的管理者——能够对与公众相关的社会问题和技术问题做出有效解释,能够通过工程项目在时间和预算约束条件内创造出富有吸引力的产品和设备,能够通过有效的领导和工程项目确立公众对其的信任。他们不再仅仅是“工程师”[33],而是通过工程创新在多个行业进行创业的人才:“彻底开发学生的潜力是我们最重要的事情,鼓励学生确立高尚的目标是我们传递给学生的最重要的信息。因此,我们相信我们的学生比在传统的环境中更快地成熟,更快地形成独立和领导能力。根据这种宏大的愿景培养出来的工程师将超出技术贡献者的角色。我们的毕业生可能并不考虑在传统的公司环境中承担工程技术工作,而是进入医疗、商业、法律和教育等其他领域发展。我们并不反对他们这样做,而是想方设法地鼓励他们全面地认识和开发自己的潜力。”[34]

五、欧林工学院的招生及CW

生源质量对应于教育活动的“入口”,在很大程度上决定着“出口”的质量。欧林工学院根据美国工程院《2020年工程师》(The Engineer of 2020)报告和“多元智力”理论确立了工程教育的理想“毛坯”:在数学和自然科学等学科的成绩优异、有较好的创造力和强烈的好奇心、有较强的团队工作能力和人际交往能力。[35]与一般理工大学主要关注数学与自然科学学术成绩不同,欧林工学院注重保持学生广泛的学术倾向性:有很多学生可能对艺术、社会科学和人文等领域感兴趣,但并不一定以成为工程师为人生职业理想。欧林工学院认为应吸引这些学生作为工程教育的对象,应保持他们对非工程领域的兴趣,并且发展他们的多元智能。

从欧林工学院的招生程序来看,2009年前后有所不同。2009年以前,欧林工学院自主选择美国各类统一考试中的优秀学生展开招生宣传(一般需要发出宣传手册1000到2000本),吸引学生参加学院的申请者周末活动(Candidates Weekend , 下文简称CW)。2009年以后,由于欧林学院已经具有良好的社会声誉,因此通过Common Application招生。Common Application是一个美国大学本科招生网上入学申请联盟。截至2011年3月7日,Common Application有414家成员院校,既包括斯坦福、耶鲁、加州理工等研究型大学,也包括社区学院等。最近几年来,美国每年有应届高中毕业生约320万人,其中大约70%(约210~220万)的毕业生申请注册接受高等教育。[36]2010年,通过Common Application在线申请的高中毕业生有近50万人。

Common Application提供格式化的申请文件,包括个人信息、个人计划、人口统计信息、家庭信息、受教育经历、学术成绩信息、课外活动与工作经历信息、书面陈述、教师评价及推荐、中学报告等,是考试成绩与定性评价、学校活动与社会活动等多方面的考察与记录。除了Common Application的一般要求之外,欧林工学院在以下方面有特别要求:2位教师(其中1人必须为数学或自然科学任课教师)推荐;申请者应提交2篇短文(essay)和1份简历(resumer)。根据最近几年的情况,一般有800人到1000余人通过Common Application申请欧林工学院。学院由教师、员工和校友组成一个招生委员会,挑选并邀请一定数量(早期一般为250人左右,近几年一般为150到200人左右)的申请者参加CW。CW 的主要目的有三个:第一是现场测试申请者的创造力、人际交往能力和动机;第二是为申请者提供机会深入全面地了解欧林工学院是否适合自己;第三是宣传学院的教育理念和教育成就,扩大社会影响力。CW 的主体是一个团队设计活动。团队由任选的5个申请者组成,通过数小时的工作设计制造一种装置。不同的团队相互竞争。CW 还包括其他小组活动和个人面试等。每年的4月底5月初,会有多场CW 举行。申请者任意选择一场即可。申请者的往返差旅费由欧林工学院支出。CW 持续时间为两天。申请者的父母会受邀一起参加。每年大概有95%的受邀者参加CW。在CW 结束之后,欧林工学院的招生委员会从中挑选出130人到200人发出入学通知书,其中有部分学生被列入“备选”名单。这样,由于每位学生都有很多选择,50%到60%的被录取学生最终选择到欧林工学院就读,从而保证每一届新生人数达到80人左右。简历筛选和其他招生环节,欧林工学院会尤其注意个人背景的多元化,平衡地域、性别、兴趣、教育经历、家庭环境等。除上述要素的平衡之外,最近几届新生有以下一些特征:70%以上新生在大学教育以前有大学预修经历(Advanced Placement,即在高中阶段预修大学的部分课程);50%以上的新生曾获得美国联邦政府和州政府认可的奖学金;70%以上的新生有社区服务经历;70%以上的新生有学术活动经历;50%以上的新生有参加体育运动团体的经历;每一届新生均有数人有创业经历(包括创办企业或者非营利性机构的经历)。[37]

总体看来,与哈佛大学、麻省理工学院等同处波士顿地区的世界一流研究型大学的新生质量相比,欧林工学院的新生质量并无大的差距。对于一所新建院校,这是非常难得的。CW 对于吸引优秀生源起到了重要的作用。

六、欧林工学院课程(curriculum)的类别与阶段划分

欧林工学院的课程(curriculum)围绕其培养“工程创新人才”的教育目标设计。因此,欧林工学院从欧林三角和工程的基本属性出发设计工程教育课程的内容和知识结构。

初建时期的欧林工学院课程类别完全对应于欧林三角,包括STEM(Science Technology,Engineering and Mathematics)、AHS(Art s, Humanities and Social Sciences)和E!(Entrepreneurship)

三类课程。经过实践,欧林工学院认识到E!的课程同AHS的课程具有相互交叉、内容重叠等情况,因此整合成为AHSE(Art s, Humanities,Social Sciences and Entrepreneurship)课程。而STEM则细分为SCI(Science)、ENGRE(Engineering)和MTH(Mathematics)三类课程。因此,从欧林三角出发的课程内容设计经过逐步修改和完善形成了现行的课程,根据主要知识领域分成四类:AHSE 课程的知识领域主要是艺术、人文、社会科学和经济管理;ENGR课程的知识领域主要是工程;MTH 课程的主要领域是数学;SCI课程的主要领域是自然科学。

欧林工学院不仅从知识领域上将课程(Curriculum)分成了四类,而且对组成课程(Curriculum)的课程(course)分成四个层次(level):分别为初级课程(Introductory Level)、中级课程(Intermediate Level)、高级课程(Advanced Level)、综合性设计型课程(Summative/Capstone/SCOPE)。课程的层次对应于欧林工学院教育的三个不同阶段:基础阶段(Foundation)、专业化阶段(Specialization)和实现阶段(Realization)等。在不同的教育阶段,四类课程的层次重点不同。

下面根据2009年欧林工学院提供的样本课表来说明(样本课表是指sample four-year schedule,为不同专业的学生制定学习计划作参考。专业不同,实际的课表可能同样本课表有所差异,但总体看来差异不大)。[38]基础阶段是大学的前1.5或前2年,教学目标是为工程教育打下基础,知识内容包括数学、物理学、生物学、化学、工程原理、AHS基础等。其中MTH 课程3门,SCI课程3门,MTH 和SCI交叉课程1门,AHSE课程3门,ENGR课程7门。大学第1年以初级课程为主,大学第2年以中级课程和部分高级课程为主,SCI和MTH的高级课程大都在基础阶段学习完成。基础阶段的ENGR课程达到7门,这是与理工教育模式相区别的。[39]

专业化阶段一般从本科教育的第4学期开始,直至第3学年结束。大二结束之前,学生确定专业方向,在大三期间选择某一工程领域深入学习和研究。在该阶段,没有单独的SCI课程和MTH课程,只有ENGR课程3门和AHSE课程2门,同时开设2门选修课程。所有的课程都是高级课程。

实现阶段是本科工程教育的最后一个阶段,贯穿大四全年。主要内容是以终极设计项目(SCOPE)为代表的工程实践和工程创作。SCOPE分成两类,一类是工程SCOPE,另外一类是AHSE SCOPE。除此之外,实现阶段有2门ENGR高级课程,1门SCI或者MTH 高级课程,1门选修课。

七、工程创新人才的共同素养及共同课程

无论哪种类型或专业的工程创新人才,具有作为工程师的共同特质。因此,欧林工学院设立所谓的基本课程要求(General Course Requirements)。基本课程要求,是指不分专业、所有学生应共同必修的课程。基本课程要求占到总学时的55%左右。欧林工学院特别强调工程设计能力。虽然工程设计类课程仍然属于ENGR类型的课程,但是设计类课程作为全校学生的公共课程被单列出来。在欧林工学院看来,工程设计尤其体现工程创新人才的“创新”属性——设计需要良好的想象力和创造力,因为“人们无法设计出他想象不到的事物”[41]。因此,设计能力是使产品具有吸引力、体现工程师想象力和创造力的更高层次能力。

八、学科中心的课程设计取向及跨学科课程

课程设计类型体现了课程的知识结构和脉络,体现了课程设计者的主要思路。课程设计有两种基本取向,并分成多种类型。一种取向是以知识为中心,认为课程的主要功能是传授知识的结构——包括知识的基本观念、关键概念、研究方法等。这种取向的课程从学科门类、学术学科出发设计课程,也包括综合几个学科门类或者学术学科的跨学科课程设计方式。另外一种取向是人本主义取向,即以受教育者为课程设计的依归,主张从受教育者的本性、兴趣、要求、爱好、动机等出发,由受教育者自身在问题情境中完成对知识的自我建构。因此,相对而言,知识取向的课程更侧重于认知教育,而人本主义取向的课程则侧重于情意教育。同时,人本主义的课程相对更加强调学生在课程设计、课程教学等方面参与和选择的权力,选修课制度即是一种人本主义课程制度。这两种基本取向对于各个层次和各个类别的教育都有重要影响。高等教育阶段的课程一般以一个或多个学科为课程设计的总体框架。从知识取向来看,根据学科分化的程度,SCI、MTH、ENGR和AHSE四类课程分别有不同的设计特征。从学科分化程度来看,学科门类和学术学科之间相互区别、相互联系。随着知识不断发展和高度专业化,学科门类(subject)分化出许多学术学科(academic discipline)来。学术学科逐渐形成区别于同一学科门类下其他学科的一种知识生产者的社区、思维传统、概念体系、文献传统、研究模式和教育与规训的方式等。由此,依赖于学科的课程设计也发生变化。[42]如果没有特别的说明,那么本文的学科既包括学科门类,也包括学术学科。

在欧林工学院,AHSE的多数课程(course)不是按照某一狭窄的分支学科(academic discipline)来设计,而是从问题(problem)、经验(experience)或现象(phenomena)出发,用人文社会科学和自然科学的多个学科门类(subject)的视角来认识、分析、实践或创作。例如,《技术史:一种文化与背景的视角》、《文化与差异:一种人类学的视角》、《“我”是谁?》、《欧林“乐团”——无领导者团队(The Olin Conductor less Orchestra)》、《音乐创作:乐器、声音和音乐人》、《视听:以图片、音像为交流的手段》、《科幻小说与历史背景》、《商业与创业基础》、《历史的原料:古代、革命时代和当代的物质与文化》、《影响世界的六本书》、《文艺复兴时期的英雄工程师:达芬奇等》、《工程师的乐团:音乐理论与创作》、《艺术与科学的交集》、《绘画与形象思维》、《人类学:文化、知识与创造力》、《高级数码摄影》、《新技术风险》等。这类课程的设计反映了一个重要经验,即艺术、人文、社会科学和经济管理等学科需要发散性思维,知识广度是知识深度的重要条件。因此,欧林工学院的AHSE课程总的说来很少以分支学科(academic discipline)为课程脉络,而是在一门course中涵盖多个宽广的领域(subject)。SCI、MTH 和ENGR中的多数课程(course)

按照学术学科(academic discipline)来设计。例如,SCI中的《电磁学》、《力学》、《现代生物学原理(含实验)》、《化学概论(含实验)》、《材料科学与固态化学(含实验)》、《现代物理学》、《相对论》、《天体物理学》、《免疫学》、《有机化学》、《固态物理学》等。这类课程的基本目标是追求自然科学、数学和工程重要分支学科的学习深度。当然,根据跨学科教学的要求,很多课程同时涵盖多个分支学科的深入学习。以课程集群(Integrated Course Block,简称ICB或者Cohort)为特色的跨学科教学是欧林工学院的教育哲学之一。欧林工学院认为,跨学科教学之重要,是因为知识的广度远甚于知识的深度。课程的设计,应以牺牲学科深度为代价来获得知识的基础性、跨学科思维、解决问题的能力和灵活性。做出这种设计,是基于一种基本的假设:最优秀的学生不是在某一特定领域掌握精深知识,而是基础牢固、善于同他人共同工作、善于学习新事物并形成新能力的学生。[43]因此,在欧林工学院早期的课程体系中,仅仅涵盖一个狭小学科的课程(course)数量极少。除非这一狭小学科是作为工程师培养的共同基础,否则课程一般都涵盖多个学术学科、甚至多个学科门类的知识。建校至今,为了保障课程的跨学科性,欧林工学院颠覆了传统大学依据学科设置系、院等学术组织的做法,不设置院系,学生有专业而教师无院系,所有的教师也不属于任何专业。[44][45]

课程集群体现了课程设计的跨学科取向。课程集群是经过整合的课程板块。根据欧林工学院2004年以前的课程设计理念,课程集群是基础阶段教学的核心板块。一般地,一个课程集群的教学由多名教师组成一个跨学科教学团队来完成,把项目(project)和一系列传统课程(一般为2至4门course)整合成为一个有机的整体。根据设

计者的理念,课程集群以项目(project)与实践(practice)为载体来应用传统课程(course)中所学的理论,使学生在理解学科基本知识和应用知识解决真实工程问题之间达到合理的平衡。课程集群可以综合多门技术类课程,也可综合多门技术类课程和非技术类课程。例如,“生物学”与“AHS”结合组成课程集群,通过关于克隆研究的项目研究生物学与克隆技术涉及到的伦理问题;将“材料科学”与“AHS”结合组成的课程集群研究重建保罗·瑞维尔铁匠铺。[46]“信号与系统科学”同“商业基本原理”结合组成的课程集群研究电路板的产品设计。在2004年以前,课程集群是大学前3学期和大三全年教学内容的基本单位,学生在这5个学期中,每学期都要从3个备选课程集群中选择1门的课程集群。课程集群不是欧林工学院的原创发明。欧林工学院先后考察学习了Rose-Hulman理工大

学、Arizona州立大学、North Carolina州立大学、Drexel大学等在课程集群的设计和教学方面的经验。从设计思路看,课程集群解决了学科分化、知识爆炸与学制学时不足之间的矛盾,以及理论学习与工程实践能力之间的矛盾。欧林工学院课

程集群思想的倡导者之一Yevgeniya V.Zastavker的调查显示,课程集群在课程内容、激发学生兴趣、培养学生应用知识的能力、培养学生团队合作能力等方面的指标远远优于传统的单一学科课程,学生的总体评价也很高。[47]但是,各个学科均有其自身的研究与教育范式,正因为相互之间有较大的差异才分别属于不同的学科。因此,在教育实践中,在跨度较大的两个学科之间建立有机的联系是一件非常困难的事情,不是所有的学科课程可以组合形成课程集群。而且,课程集群设计面临的最大困难是成本高昂、过程复杂、打破了学科课程本身的逻辑体系、无法实现同其他课程的有效衔接。比如,由微积分、差分方程、机电系统和项目构成的课程集群,学生能够掌握机电系统中用到的数学知识,但却可能忽略了生物科学中可能用到的数学知识。而学校没有单独开设其他系统讲授微积分、差分方程的课程,因此这种缺陷无法弥补。从2004年的改革以后,有一部分课程集群的教学效果非常好,但一般不再称之为ICB或者Cohort,而作为一门新的课程(course)。部分课程集群的效果不如预期,尤其难以实现不同学科的有机融合,因此这类课程集群逐渐被分解为多门独立的课程(course)。这种有成有败的结局表明,跨学科课程的设计主要取决于参与设计课程集群的教师团队的水平。同时还表明,学科作为大学课程设计的一种基本框架,仍然占有基础性地位。

九、人本主义取向的课程设计与项目教学

除了跨学科设计取向之外,近年来课程设计和课程教学的另外一个主要趋势是人本主义取向。欧林工学院的人本主义课程观包括以下重要理念:课程不在多而在精,应当让学生参与课程的设计、实施、评估等全过程,应当通过课程引导学生实现知识的自我建构,应当通过课程促进学生的“情意发展(affective development)”。长期以来,判断人本主义高等教育的一个重要依据就是选修课数量。人们认为,学生具有更多的课程选择权利,那么课程就更能同学生的兴趣、个性化需求等结合。美国的高水平研究型大学选修课达到数百门乃至上千门。例如,麻省理工学院的近30个系、所、研究中心等开设课程总数为2400门左右,其中的多数课程可以由学生选修(当然,很多课程有先修或者并修的要求)。然而,选修课制度在赋予学生更多权利的同时,也在一定程度上造成了工程教育质量的滑坡。因为学生一般会选择难度较小、教学要求不那么严格的课程,而放弃重要的、具有挑战性的课程。同时,在众多的课程中进行选择,可能使学生的知识不成体系,不具有整体性。相对而言,欧林工学院的选修课数量较少。学生具有在工程领域内自由选择专业的权力,而在共同课程和确定专业之后的课程中不具有太多的选择余地。在基础阶段,学生对4门共同课程有选择权,对其余的14门共同课程没有选择权。专业化阶段(即确定了专业方向)之后,学生需要必修8门左右的课程(course),并且只对其中一两门课程具有选择权。从课程的总体数量来看,与研究型大学动辄数千门课程供学生选择相比,欧林工学院2009届本科生6个专业方向的课程总门数仅为95门(包括所有6个专业的必修课程和可供选修的课程)。课程总量偏小的一个客观原因是欧林工学院的专任教师规模较小,仅30余人(当然,95门课程不全由欧林工学院的教师开设,欧林工学院与毗邻的Babson商学院合作,由Babson商学院为欧林工学院提供很多AHSE课程)。因此,欧林工学院课程的人本主义取向并不主要体现为选修课制度。

欧林工学院课程的人本主义取向主要表现为在课程的设计、实施、评估等全过程中增加学生的参与度(engagement)。一方面,欧林工学院的学生参与课程的设计和测试。作为新建院校,欧林工学院在2001年之前完成了教育理念和课程设计理念的讨论与设计。2002年,欧林工学院基本完成第一版课程(curriculum)的设计和测试,此后课程的调整和完善基本保持第一版课程的框架和结构。2001年入学的新生共30人、2002年入学75名新生中的45人,两届总共75名新生作为欧林工学院的“学生合伙人(Olin student Partner)”(这两年入学的新生都在2006年作为第一届毕业生毕业,即class of 2006),全面参与对欧林工学院课程、学生活动、社区服务和校际活动等教育环节的设计与测试。设计和测试共分6个模块,每个模块持续时间4至5周。其中,专门进行课程设计和测试的模块包括4个,每一模块都持续4周。此外还包括4周时间赴美国乔治亚理工大学位于法国梅斯(Metz)的洛林分校考察。另外一方面,与传统的学科中心课程相对立,欧林工学院注重以新的课程组成要素和新的教学方式来增加学生在教学环节的参与度。尤其值得关注的课程新要素和新教学方式主要是项目(project)。动手学习与开放式项目学习分别是欧林工学院的两条主要教育哲学。项目是实现这两个哲学的主要载体,项目学习被称为欧林工学院的DNA。[48]在欧林工学院,不分教育阶段和课程类型,95门course中绝大多数都包括项目(project)或实践(practice),项目的最高形式是SCOPE。举例说明,《视听:以图片、音像为交流的手段》是一门项目和动手学习机会极多的初级AHSE课程,教学目标是理解视听环境与手段、形成视听交流技能,课程中的项目和动手学习机会包括制作视听文件用于自我介绍或进行工程项目推广等。

SCOPE项目是综合性、实战性、创造性、设计型的工程项目和创业项目,是欧林工学院工程教育的顶峰。SCOPE由真实的社会企业客户资助,在真实的企业生产场景中完成工程项目,是真刀真枪的实战,而不是模拟场景的工程实习。因此,SCOPE既是教育机构中的一种课程形式,也是企业的一种综合性、创新型生产实践。SCOPE的基本要求是:合作企业提供真实、有挑战性的工程问题,并提供资金和其他基本工作条件;欧林工学院提供SCOPE团队、导师和其他所需的技术支持,团队由4至6名不同专业学生构成;SCOPE团队围绕该项目工作2个学期,每周每个小组至少工作60小时(即每名学生大四的1/4学习时间用于SCOPE);团队向资助企业定期(一般为每周)汇报项目进展,在项目结束时提交结题报告。项目成果的知识产权属于资助企业,因此学生必须严格遵守知识产权保护规定对技术保密。2005年至2009年间,总计有波音公司、IBM、MIT 等34家机构资助了SCOPE项目,其中11家机构有多项资助。目前,欧林工学院课程(curriculum)中项目(project)或实践(practice)的总数尚不清楚。就SCOPE项目而言,据2005年欧林工学院调研和公布的情况,在美国绝大多数开设SCOPE项目的本科工程教育中,SCOPE 项目一般为1个,持续时间为1学期,总共3个学分。而欧林工学院每个学生必须完成2个SCOPE项目,持续

时间2个学期,总共8个学分。

以项目为载体的动手学习和开放式项目学习之所以是人本主义取向的,有如下几方面的原因。第一,项目载体确保了学生的主体性和学习内容的具体性。以学科为中心的课程,在教学方法上很容易进入一种教师主导的演绎抽象性与形式教学;而项目则将学习变为一种学生个体形成具体经验、以归纳为主的过程。第二,项目有助于塑造整体的人,因此是一种承担多种功能的载体。欧林工学院的项目一般要求学生组成团队。因此,项目活动本身不是单纯的智力训练,而且是团队技能、整体人格的形成过程。第三,在工程教育中,以学生为主体的项目有利于避免传统理工教育的一个缺陷。根据传统理工教育模式的潜在观点或者潜在假设,工程问题很多时候只有一个解。而项目因为参与者个人和客户等具体要素的不同,一般都会出现多个解。后者更接近于工程实践的真实情况。

同跨学科课程设计一样,人本主义的课程设计也有一种假设前提或者教育信念,即相信学生的素养和能力。“欧林工学院工程教育的另外一个重要但并不明显的特征是学生在定义和改革教育模式过程中居于中心地位。过去两年发明新课程体系的过程中,最有启示意义的就是学生对教育活动的贡献。我们坚信,对于聪明的学生而言,即便是在他们的早期发展阶段,他们也具有难以估量的能力,这种潜力超过多数教育家的想象。学生们不仅能在挑战与鼓励面前发挥自身的潜力取得良好的学术成绩,而且能够超越年龄限制,像教师的同事一样参与计划和管理、处理问题。因此,我们的学生在学院的初建和发展运行过程中承担了很多重要的任务。”[49]

十、欧林工学院的竞争力管理体系

欧林工学院有一套竞争力监测机制和教学活动反馈机制对课程体系和教育过程进行记录和管理。这是欧林工学院教育活动的又一重要特色。

竞争力监测机制和教学活动反馈机制把竞争力作为贯穿教育全过程的监测目标,从学院、学生自我和企业等不同的视角来观察督促教育活动的参与者(既包括教师,也包括学生)及时反思课程和学业进展情况,保持对教育活动的持续改进。工作储藏库(Repository of Work)是指学生建立和维持的一个电子数据库。这个私人电子储藏库由学生从自己的课程活动、研究、实习和课外活动中选取材料组成。代表作选辑(Portfolio)是指学生从工作储藏库中进一步精选材料,并反思和解释所选择的材料是否体现自身的竞争力、体现了哪些竞争力、如何体现竞争力等。竞争力档案(Competency Record)是由欧林工学院校方建立并保持的一份保密档案。竞争力档案主要记录学生的竞争力情况,包括学术课程的测评结果、雇主信件和其他重要材料。欧林博览会(Olin Expo)的特色是由校外专家和校内教师担任评委,每位学生都要提交材料、在博览会上宣传展示自己,接受指导和评估。一般地,博览会同就业有密切的联系。企业会通过博览会挑选满意的学生。毕业成绩单(Graduation,Transcript)与代表作选辑和竞争力档案相关,对学生的毕业产生重要影响。学生要从欧林工学院毕业,必须经过毕业委员会(Certification Committee)审核通过。代表作选辑和竞争力档案是审核中主要依据的材料,委员会根据材料对学生的竞争力做出判断并形成结论。结论将反映在毕业生的成绩单上。

十一、总结

欧林工学院对工程、创新等核心概念做出了重新定义。以这种重新定义为基础,欧林工学院建立了培养“工程创新人才”的广义工程教育模式。其人才培养的专业目标是6个具有示范意义、具备办学条件、四年学制的本科工程专业。其人才培养的过程把改良传统工程教育、自由艺术教育、创业教育相融合,形成了一套招生、课程、竞争力监测和教学反馈体系。作为教育实践活动的轴心,欧林工学院的课程体系体现出鲜明的特色。它的阶段划分和课程类别都区别于传统的高等工程教育模式(或者理工教育模式),它兼容并蓄了学科中心课程体系与人本主义课程体系的优点。

总之,欧林工学院“工程创新人才”的培养目标和培养过程值我国高等工程教育界认真、深入、持续的研究。

参考文献

[1]李曼丽:《独辟蹊径的卓越工程师培养之道》,《大学教育科

学》2010年第2期。

[2][23][33][39]王孙禺、曾开富:《针对理工教育模式的一场改革》,《高等工程教育研究》2011年第4期。

[3][4][42]钟启泉编著:《现代课程论》,上海教育出版社2003

年版,第3、227、192页。

[5]David G.Armstrong,Kenneth T.Henson,Tom V.Savage.Teaching Today:An Introductionto Education.中国人民大学出版社(教育学经典教材·英文影印版)2008年版,第139页。

[6][24][27][44]欧林工学院院长Richard K.Miller在2009年世界高等教育大会上的讲话:Creating an Innovative Engineering

 College__________ from Scratch:Lessons Learned,http:∥unesdoc.unesco.org/images/0018/001833/183368e.pdf。

[7][45]Richard K.Miller.What’s So Special About Olin College?P8,P8.http:∥www.olin.edu/about-olin/docs/pdf/whats-special-about-olin.pdf。

[8]2009 ABET Annual Report.http:∥ www.abet.org/Linked%20Documents-UPDATE/Annual-Reports/2009%20ABET%20Annual%20Report.pdf

[9]http:∥en.wikipedia.org/wiki/File:Boston- economychart

[10][11][12]Richard K.Miller.Inventing the Future:Planning for the Next Five Years at Olin College.P5,P5,P5.http:∥www.olin.edu/about-olin/docs/pdf/inventing-thefuture.pdf

[13][14]http:∥www.it.uu.se/research/group/cetuss/Events/2008~09/materials/WS-7-kerns.pdf%20

[15]http:∥www.olin.edu/about-olin/overview.aspx

[16]Richard K.Miller.From the Ground Up:Rethinking Engineering Education for the 21st Century.P3~4.http:∥www.olin.edu/about- olin/pdfs/Union% 20College-From%20the%20Group%20Up.pdf.

[17][18]Richard K.Miller.Beyond Technology:Preparing Engineering Innovators Who Don′t See Boundaries.P2-3,P2-3.http:∥ www.olin.edu/about- olin/pdfs/Beyond%20Technology%20-%20May%202010.pdf

[19][20]http:∥www.olin.edu/academics/olin-history/cdmbreport.html

[21]Richard K.Miller.Defining and Assessing the Competencies of Olin Graduates.

[22]参看Richard K.Miller.Defining and Assessing the Competencies of Olin Graduates.P7-8.http:∥www.olin.edu/about-olin/docs/pdf/competencies-white-paper.pdf

[25][28]Sherra E.Kerns,Richard K.Miller,David V.Kerns.Designing from a Blank Slate-The Development of InitialOlin College Curriculum.P3,P3.http:∥www.olin.edu/about-olin/docs/pdf/designing-from-blank-slate.pdf

[26][29][30]http:∥www.olin.edu/academics/olin-history/vision.aspx

[31][32]Carl Irving.Well-educated bricklayers?Two new colleges hope to produce broadly trained engineers.http:∥www. highereducation. org/crosstalk/ct0198/news0198-

[34][49]Richard K.Miller.Defining and Assessing the Competencies of Olin Graduates.P2,P2.http:∥www.olin.edu/about-olin/docs/pdf/competencies-white-paper.pdf

[35]Richard K.Miller.Are we attracting the right people intoengineering.http:∥www.olin.edu/about-olin/docs/pdf/the-right-people.pdf

[36]美国教育部统计数据:http:∥nces.ed.gov/fastfacts/display.asp?id=372

[37]根据欧林工学院官方主页公布的招生消息计算。2013届的招生数据地址为:http:∥ www.olin.edu/student-life/students/2013-statistics.aspx;2012届的招生数据地址为:http:∥www.olin.edu/student-life/students/2012-statistics.aspx;2011届的招生数据地址为:http:∥www.olin.edu/student-life/students/2011-statistics.aspx.

[38][40]Catalog 2009—10,P12-16,P12-16.www.olin.edu/academics/pdf/CourseCat2009 - 10- 8 - 18- for%20website.pdf

[41]http:∥www.olin.edu/academics/olin-history/vision.aspx

[43]Mark Someville et al.,The Olin Curriculum:Thinking_ Towardthe Future.IEEE Transactions on Education,Vol.48,No.1,February 2006.P203.

[46]铁匠保罗·瑞维尔是美国独立战争中的英雄。在英军即将

收缴北美民兵枪支的关键时刻,瑞维尔午夜飞骑,送出情报,

帮助民兵战胜英军,打响了莱克新顿的枪声。

[47]Yevgeniya V.Zastavker.To Cohort or Not to Cohort:AnExperiment in Extensive Integration and Partial Differentiation.

AAPT 127th National Meeting.

[48]John Schwartz.Re-engineering Engineering.http:∥www.nytimes.com/2007/09/30/magazine/30OLIN-t.html

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