浙江大學(xué)工學(xué)部 趙 菁

浙江大學(xué)電氣工程學(xué)院 孫 暉

世界一流大學(xué)工科人才培養(yǎng)模式淺談

浙江大學(xué)工學(xué)部 趙 菁

浙江大學(xué)電氣工程學(xué)院 孫 暉

通過對世界一流大學(xué)工科培養(yǎng)模式和特點進(jìn)行分析比較，總結(jié)出“大類培養(yǎng)，工程通識教育”“課程設(shè)置寬口徑，體現(xiàn)學(xué)科交叉”“注重基礎(chǔ)理論課程，強(qiáng)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(xué) 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(rèn)證領(lǐng)域最具權(quán)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(guān)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(jì)和工業(yè)相對優(yōu)勢的核心原料”，可見工科人才培養(yǎng)質(zhì)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(dāng)下，如何調(diào)整工科人才培養(yǎng)結(jié)構(gòu)，推進(jìn)我國的工科教育，培養(yǎng)出適應(yīng)社會需要的高質(zhì)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(xué)，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(rèn)的成就。本文選取美國麻省理工學(xué)院、日本東京大學(xué)、英國劍橋大學(xué)三所世界頂尖的大學(xué)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(xué)院工科人才培養(yǎng)模式

美國的麻省理工學(xué)院（Massachusetts Institute of Technology，MIT）是一所世界頂級研究型私立大學(xué)，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(dǎo)力量，被譽為“世界理工大學(xué)之最”，在國際工程學(xué)領(lǐng)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(xì)分的專業(yè)方向，目前我國國內(nèi)一些高校也逐漸在學(xué)習(xí)和倡導(dǎo)這種培養(yǎng)模式。課程結(jié)構(gòu)方面，以工學(xué)院為例簡單說明。

MIT工學(xué)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(xué)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(xué)分，其他所需的學(xué)分可通過非限定性選修課取得。MIT工學(xué)院各專業(yè)的課程范圍很廣，課程注重培養(yǎng)學(xué)生解決問題和深入研究的能力；在不同方向上會設(shè)置多個課程模塊供學(xué)生選擇，學(xué)生必須按照培養(yǎng)計劃的要求選擇若干個課程模塊進(jìn)行學(xué)習(xí)。

MIT非常重視學(xué)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(shè)計點（Engineering Design Points，EDPs，類似于學(xué)分），學(xué)生可以通過選修一定課程獲得EDP，或者通過參加課程設(shè)計、本科生研究計劃UROP（Undergraduate Research Opportunities Program）獲得。MIT提供很多的課程設(shè)計計劃，提供學(xué)生參加研究的機(jī)會，如UROP、自由活動月等。在自由活動月中，學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣，參加時間比較集中的課程設(shè)計，如程序?qū)懽?，機(jī)器人設(shè)計競賽等。

此外，MIT非常注意培養(yǎng)學(xué)生在工業(yè)界工作的實際經(jīng)驗。MIT有VI-A實習(xí)計劃，在每三個夏學(xué)期后的春學(xué)期或者秋學(xué)期安排在政府機(jī)構(gòu)或者公司內(nèi)進(jìn)行實習(xí)。學(xué)生在企業(yè)實習(xí)期間，企業(yè)會支付相應(yīng)的報酬，在企業(yè)實際完成的工作可折算成相應(yīng)的學(xué)分，可作為碩士期間的學(xué)分。

三、英國劍橋大學(xué)工科人才培養(yǎng)模式

劍橋大學(xué)也是全世界最頂尖的學(xué)府之一，許多著名的科學(xué)家、作家、政治家都來自于這所大學(xué)。劍橋大學(xué)也曾經(jīng)是誕生最多諾貝爾獎得主的高等學(xué)府，有八十多名諾貝爾獎獲得者曾經(jīng)在此執(zhí)教或?qū)W習(xí)。劍橋大學(xué)各學(xué)院歷史背景不同，實行獨特的學(xué)院制。劍橋大學(xué)的本科生一般是三至四年。上完三年，就可得到學(xué)士學(xué)位；上完四年，就是碩士(MA)；如果三年拿到學(xué)士學(xué)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(xué)位。副博士是劍橋一個稍具特色的學(xué)位，因?qū)I(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(zhuǎn)為博士，再讀兩年就可獲得博士學(xué)位。下面以劍橋大學(xué)工學(xué)系為例說明劍橋的工科人才培養(yǎng)模式。

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

第二學(xué)年的前兩學(xué)期所有的學(xué)生都要學(xué)習(xí)八門核心課程：力學(xué)、結(jié)構(gòu)學(xué)、材料學(xué)、流體力學(xué)、電氣工程學(xué)、信息工程學(xué)、數(shù)學(xué)方法學(xué)、商業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)。第三學(xué)期，學(xué)生需要從航空熱工程、機(jī)械工程、土木工程、生物醫(yī)學(xué)工程、制造管理和設(shè)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(xué)生進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)自己的主要興趣，為第三、第四學(xué)年專業(yè)化培養(yǎng)做準(zhǔn)備。第二學(xué)年中最重要的是“綜合設(shè)計計劃”。六個學(xué)生組隊花四個星期以上的時間設(shè)計并制作一個移動機(jī)器人小車并參賽測試。

第三學(xué)年開始進(jìn)行專業(yè)化的培養(yǎng)。機(jī)械制造從工程單獨分出，有志于學(xué)習(xí)機(jī)械制造的學(xué)生從第三學(xué)年開始可以進(jìn)入機(jī)械制造的專業(yè)培養(yǎng)模塊學(xué)習(xí)。第三學(xué)年繼續(xù)學(xué)習(xí)工程的學(xué)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(guān)的研究方向。前兩個學(xué)期，劍橋提供了四十多個課程模塊供學(xué)生選擇，學(xué)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(jié)構(gòu)與環(huán)境工程、電氣及電子工程、電氣和信息科學(xué)、能源和環(huán)境、生命科學(xué)工程、信息和計算機(jī)工程、儀表及控制、機(jī)械工程等與工程領(lǐng)域相關(guān)。

在第四學(xué)年應(yīng)該選和第三學(xué)年相近的課程，但同時也應(yīng)包括一些交叉學(xué)科課程和有關(guān)工程調(diào)查的課程。第四學(xué)年主要進(jìn)行工程性研究，包括各種課程設(shè)計。學(xué)生也可選擇和企業(yè)合作，這樣就可以獲得全職工作的機(jī)會。

四、日本東京大學(xué)工科人才培養(yǎng)模式

東京大學(xué)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(xué)習(xí)為特色，注重文理滲透和基礎(chǔ)拓寬”。

東京大學(xué)的本科生教育分兩個階段進(jìn)行：前兩年為基礎(chǔ)教育階段，后兩年為專業(yè)教育階段。新生入學(xué)后，首先在教養(yǎng)學(xué)部學(xué)習(xí)人文、社會及自然科學(xué)的基礎(chǔ)知識，然后到各個學(xué)部接受后期專業(yè)教育。東京大學(xué)的本科生教育有四個特點：

1.重視基礎(chǔ)教育，晚期專業(yè)分流

學(xué)生入學(xué)后，一半時間用于掌握基礎(chǔ)知識，即使在后期專業(yè)教育階段同樣也很重視基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識相結(jié)合。專業(yè)方向設(shè)置注重促進(jìn)學(xué)生的共性發(fā)展，尊重學(xué)生的差異性、選擇的自主性。第三學(xué)年才進(jìn)行專業(yè)分流，要求學(xué)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(nèi)容的綜合化，課程結(jié)構(gòu)注重學(xué)科交叉

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

3.擴(kuò)大選修課程的范圍

為了適應(yīng)學(xué)生個性發(fā)展的需要和培養(yǎng)學(xué)生主動學(xué)習(xí)的積極性，東京大學(xué)采取了縮減必修課，擴(kuò)大選修課范圍的措施。

4.加強(qiáng)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(chǔ)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(xí)”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(chǔ)性課程等。

五、共性分析

通過對這三所大學(xué)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(xué)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(xué)工學(xué)系本科生前兩年的課程大致相同，不分專業(yè)；東京大學(xué)的本科生前兩年為基礎(chǔ)教育階段，接受大類培養(yǎng)。

2.課程設(shè)置寬口徑，體現(xiàn)跨學(xué)科交叉

課程設(shè)置的范圍廣，專業(yè)面向?qū)挘n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(shè)置了跨學(xué)科的課程。例如，MIT的一個特色項目“聯(lián)合課程”，若干學(xué)生與一個教師團(tuán)隊組成一個60人左右的新生團(tuán)體。這個團(tuán)體聯(lián)系和融合不同的課程，由不同學(xué)科的教師組合在一起教授，鼓勵學(xué)生互相幫助和交流。

3.注重基礎(chǔ)理論課程，強(qiáng)化實踐環(huán)節(jié)

注重基礎(chǔ)課程的同時，為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和研究能力，特別強(qiáng)化了實踐環(huán)節(jié)。例如，劍橋大學(xué)工學(xué)系將部分實驗從課程中分離出來單獨設(shè)立實驗課程；設(shè)置大量的設(shè)計型和研究型課程，同時提供許多學(xué)生參與工程項目的機(jī)會。劍橋大學(xué)工學(xué)系在第四學(xué)年開設(shè)的課程設(shè)計有臨時庇護(hù)所設(shè)計、大跨度橋和高樓設(shè)計、輪椅的設(shè)計、3D超聲波成像、微型電機(jī)的設(shè)計和制造、動力風(fēng)箏的航空動力學(xué)等。MIT也開設(shè)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(jié)束語

一流的工科是一個國家經(jīng)濟(jì)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(jì)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(xué)的比較分析，發(fā)現(xiàn)世界一流大學(xué)工科人才培養(yǎng)具有“大類培養(yǎng)，工程通識教育”“課程設(shè)置寬口徑，體現(xiàn)學(xué)科交叉”“注重基礎(chǔ)理論課程，強(qiáng)化實踐環(huán)節(jié)”等一些共性的特點。希望本文的分析結(jié)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。

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ISSN2095-6711/Z01-2015-07-0207