美国卓越工程师培养模式研究:2017—2023年工程教育“戈登奖”获奖项目分析

2023-02-27 04:12符杰钟周乔伟峰
世界教育信息 2023年12期
关键词:卓越工程师工程教育美国

符杰 钟周 乔伟峰

摘   要:工程教育“戈登奖”是美国工程教育改革与创新的风向标,其前沿特征对改进我国工程教育模式,培养新时代卓越工程师具有参考价值。文章分析2017—2023年“戈登奖”获奖项目案例。进一步总结对于优化中国卓越工程师培养模式的启示:注重培养工程师软技能,提升领导力、沟通协作能力、可持续胜任力;重构跨学科模块化知识体系,推行项目制培养模式,实现知识技能“学有所用、用有所学”;以真实项目为抓手推动多元合作、多方协同育人,切实提升实践教学效果等。这些启示可为优化中国卓越工程师培养模式提供参考。

关键词:卓越工程师;工程教育;“戈登奖”;美国

中图分类号:G649         文献标志码:A         DOI:10.3969/j.issn.1672-3937.2023.12.01

一、引言

党的二十大报告指出:“教育、科技、人才是全面建设社会主义现代化国家的基础性、战略性支撑。加快建设国家战略人才力量,努力培养造就更多大师、战略科学家、一流科技领军人才和创新团队、青年科技人才、卓越工程师、大国工匠、高技能人才。”[1]我国18家国家卓越工程师学院建设单位在2022年9月联合发布《卓越工程师培养北京宣言》,指出加快培养卓越工程师的共同使命——“工程实践的快速发展呼唤我国工程教育理念、体制和路径的全方位变革,需要心怀‘国之大者,着力解决关键领域高层次人才供给不足、工程教育与工程能力培养脱节等突出问题,持续深化产教融合,大力创新人才培养模式。探索形成中国特色、世界水平的工程师培养体系,努力建设一支爱党报国、敬业奉献、具有突出技术创新能力、善于解决复杂工程问题的工程师队伍。”[2]新时代卓越工程师教育培养对我国全面建成社会主义现代化国家、实现第二个百年奋斗目标具有重要意义。[3]

美国“工程技术教育创新贝尔纳·M.戈登奖”(Bernard M. Gordon Prize for Innovation in Engineering and Technology Education,以下简称“戈登奖”)是国家级奖项,代表了美国工程教育发展的最高水平,亦是美国工程教育改革与创新的风向标。“戈登奖”于2001年由美国企业家、发明家、工程师贝尔纳·戈登向美国工程院捐赠设立,旨在表彰“有效培养工程领导力的创新教育模式和实验”[4],是激励和支持提升学生領导力、激发学生立志成长为工程领军人才,从而增强美国的工程领导力和经济竞争力的工程教育创新项目,重点是创新的课程设计、教学方法以及教育技术支持的学习模式。[5]“戈登奖”共有五项评选标准,包括培养未来工程领导者的教育范式(educational paradigm)、范式的执行(paradigm execution)、创新的可转移性和向其他机构的推广情况(transferability and diffusion)、培养工程界领袖的成效(success in producing engineering leaders)、奖金使用计划(use of the prize)。[6]本文以2017—2023年七项“戈登奖”获奖项目为案例,分析其工程教育模式特征,并以此为基础探讨对改进我国卓越工程师培养模式的启示。

二、案例分析

近七年“戈登奖”获奖项目勾勒出美国工程教育的发展前沿,反映了社会对工程人才的最新需求。如表1所示,这些项目的共性特征是汇集多学科师资的跨校或跨院系产学研一体化人才培养,并实施项目制学习。同时,“戈登奖”与我国教学成果奖有一定的相似之处,可以借鉴相关分析思路。例如,有学者曾通过分析三届国家教学成果奖部属院校理工专业获奖项目,总结理工科人才培养模式改革的趋势和特点。[7]作为对比,本研究尝试采用我国教学成果奖申请中的四个关键问题作为“戈登奖”获奖项目案例分析框架。一是是何,即项目有何目标,解决了什么教育教学问题?二是如何,即如何通过机构、师资、模式、项目、合作等方面创新解决特定教育教学问题?三是为何,即为什么解决方法具有创新性?四是又何,即项目有什么成效,是否具有可持续性和推广性?

(一)西北大学工程学院:兼具逻辑性与创造性的全脑工程培养模式

全脑工程(whole-brain engineering)培养模式最早由美国西北大学工程学院时任院长胡里奥·M.奥蒂诺(Julio M. Ottino)于2005年提出。[8][9]全脑工程培养模式注重将左脑思维(分析、逻辑、综合、数学)与右脑思维(直觉、隐喻思维、创造性问题解决)相结合。

在模式创新方面,西北大学工程学院实施的全脑工程教育包括六大领域:分析、设计、创业、领导力、合作、艺术。其一,在分析方面,包括数学、逻辑、科学推理和理性思维在内的分析能力,是工程领导者系统性思维方式的缩影。西北大学提供本科生研究机会和工程分析等创新课程,以提高学生的数学、逻辑思维和分析能力。其二,在设计方面,西北大学成立了西格尔设计研究院(Segal Design Institute),为本科生、研究生和在职专业人士提供沉浸式、跨学科课程,教授设计思维中的协作和领导力。其三,在创业方面,西北大学工程学院建立了法利创业和创新中心(Farley Center of Entrepreneurship and Innovation),该中心通过整合不同的学科,将一些学校的教师聚集在一起开发课程,让学生体验“创新”“商业生命周期”“从构思到原型设计”和“商业计划发展”。其四,在领导力方面,西北大学设有领导力中心和个人发展办公室,并开设领导力相关课程。其五,在合作方面,西北大学工程学院与跨学科伙伴合作,从多个角度解决复杂问题。工程学院积极寻求与西北大学其他院系的合作,使师生探索不同的思维模式,打破陈规和学术孤岛,并集思广益,提出新想法。其六,在艺术方面,西北大学与芝加哥技术研究所、布洛克艺术博物馆(Block Museum of Art)都有密切的合作。[15]

在合作创新方面,西北大学工程学院与院外机构开展艺术、人文、法律、医药等方面的交流合作。例如,西北大学工程学院与美国顶尖医学院范伯格医学院(Feinberg School of Medicine)和雪莉·瑞安能力实验室(Shirley Ryan AbilityLab)有着密切的联系;与普利兹克法学院(Pritzker School of Law)合作,共同举办活动,提供合作课程,并鼓励跨学科研究。

在项目成效和推广方面,西北大学工程学院在《美国新闻与世界报道》工程学院排名中位列第十九,本科生项目排名中位列第十三[16]。全脑工程作为西北大学工程学院十多年来的原则性指导战略,改变了西北大学的面貌,加强了工程学院与西北大学其他部门和外部合作伙伴的联系。

(二)斯坦福大学生物设计中心:创业项目驱动的生物设计培养模式

斯坦福大学生物设计中心为斯坦福大学的学生、研究人员和教师创造培训和支持的生态系统,提供科研所需的知识、技能、指导和网络,为世界各地患者提供有意义和有价值的创新。

在项目创新方面,斯坦福设计中心设置了有特色的多元化非学位培养项目。生物设计中心提供的项目主要有以下三种:一是斯坦福课程项目,面向在校生的健康技术创新课程,为期10~20周;二是研究员项目,面向“端到端”生物设计创新过程的高强度项目,为期8个月到2年不等;三是高管培训项目(战略规划、研发、产品开发、市场营销、业务发展等方面),面向拥有10年以上管理经验的高管,周期一般为几天。[17]

在模式创新方面,斯坦福大学生物设计中心打造了“识别—发明—应用”的“3I模式”(见图1)。“3I模式”既是商业开发模式,也是基于项目的人才培养模式。在合作创新方面,生物设计中心在学术界和健康技术产业之间进行广泛合作。斯坦福Bio-X为生物设计中心的跨学科项目提供了理想的环境,特别是在医学、工程学和商学之间构建了基于真实项目的密切合作伙伴关系。

在项目成效和推广方面,截至2016年,斯坦福大学生物设计中心孵化了41家公司,这些公司帮助了50多万名患者,筹集了超过2.8亿美元的资金。2019年,在斯坦福大学生物设计中心学习的学员成立的公司总数攀升至50家,帮助的病人总数超过270万人。截至2021年,斯坦福大学生物设计中心研究员和生物设计创新课程的学生通过研究项目创办了51家健康技术公司,造福了全球340多万名患者。[19]

(三)佐治亚理工学院—埃默里大学生物医学工程系:融入学习科学原理的跨校联合培养模式

佐治亚理工学院—埃默里大学生物医学工程系致力于通过培养全世界生物医学工程领域的下一代领导者来改善健康和福祉,其使命主要有两个方面:教育和培养学生并使其达到生物医学工程领域的前沿领导地位;通过组建世界一流的教师队伍,塑造关键生物医学领域的研究前沿,对医疗保健产生重大影响。

在合作创新方面,佐治亚理工学院—埃默里大学生物医学工程系具有独特的世界级跨校学习与科研资源。生物医学工程系有本科、硕士、博士学位项目。本科学位项目是生物医药工程。[20]硕士学位项目包括生物医药工程、生物医药创新与发展、机器人科学。[21]博士学位项目包括佐治亚理工学院—埃默里大学生物医药工程联合项目、佐治亚理工学院—埃默里大学—北京大学生物医药工程联合项目。交叉学科项目包括五个方向:生物工程、生物信息、计算科学、机器学习、机器人。[22]本科和硕士课程由佐治亚理工学院管理。学生通过佐治亚理工学院申请入学资格,在佐治亚理工学院上课,并由佐治亚理工学院授予学位。佐治亚理工学院和埃默里大学生物医学工程博士项目的学生通过佐治亚理工学院申请入学,在佐治亚理工学院和埃默里大学上课,并获得两所大学的学位。佐治亚理工学院、埃默里大学和北京大学生物医学工程博士项目的学生通过佐治亚理工学院或北京大学申请入学,他们在这三所大学上课并获得学位。此外,库尔特生物医学工程系所有学生都有机会在三所学校中的任何一所学校进行研究。[23]

在模式创新方面,佐治亚理工学院—埃默里大学生物医学工程系注重在教学模式上融入学习科学原理,全面采用基于问题的教学方式。生物医学工程教育者面临的一个挑战是如何平衡广泛的基础知识学习与生物工程师所需的分析性、深入的问题解决能力的培养,因为适应、创新、获取和整合相关信息等能力无法在讲座中学习。生物医学工程系在人才培养方面最突出的特色是生物医学工程借鉴了许多传统学科(包括生物技术和临床医学)的教学方式,同时结合丰富的教学实证研究结论[24],在教学过程中有意识地融合了多种学习科学原则,提高教学效果。生物医学工程系采用的典型教学方式包括认知学徒制(cognitive apprenticeship)[25],基于问题的学习(problem based learning),解决问题工作室方法(problem-solving studio)[26]等。目前,基于問题的学习是生物医学工程系生物医学研究生课程的关键组成部分,而且正将这种方法引入本科课程。[27]

在项目成效和推广方面,生物医学工程专业的本科生项目与研究生项目在2021年《美国新闻与世界报道》大学排行榜中均排名全美第二,被认为是美国最好的生物医药工程专业之一。目前佐治亚理工学院—埃默里大学生物医学工程系是全美最大的生物医学工程(BME)院系,有1469名学生和68名教员。截至2021年8月,生物医学工程系开设的生物医药工程顶石项目(BME Capstone)已孵化12家初创企业,获得17个奖项,注册60件专利。[28]

(四)斯坦福大学设计学院:无边界跨学科多元设计思维培养模式

斯坦福大学哈素·普拉特纳设计学院(Hasso Plattner Institute of Design)创立于2004年,是一所全球知名的设计学院,其主要创始人为斯坦福大学机械工程教授、美国工程院院士大卫·M.凯利(David M. Kelley)。设计学院的使命是将设计用于工作,将商业、法律、医学、社会科学和人文科学融入更传统的工程和产品设计教育。在教育创新上,该学院以整个设计领域的方法为基础,创造学习经验,帮助人们释放创造潜力,并将其应用于世界。

在模式创新方面,斯坦福大学设计学院最为人称道的是在培养过程中运用其独有的设计思维模型,全面采取基于真实世界的项目培养。设计学院认为学生希望对世界产生真正的影响,因此课程注重解决现在正在发生的问题,而不是课本上的问题。设计学院通过与非营利组织、企业和政府组织合作,开发解决面向现实世界挑战的项目。设计思维包括五个部分:同理心、需求定义、构想、原型设计、测试。以同理心和需求定义为例,同理心即以用户为中心的设计,通过多元的方式了解用户,协助设计者能从用户的角度出发,找寻使用者真正的问题和需求,需求定义是利用同理心步骤中搜集到的众多信息更进一步找出使用者真正的需求,并以短句来定义这一需求。

在项目创新方面,斯坦福大学设计学院开设了多层次、形式多样的培养项目,具体包括:K-12实验室项目、驻地研究员项目、大学创新项目、社会系统设计项目、教与学项目、高管教育项目等。值得注意的是,设计学院并不提供传统的学位项目。

在师资创新方面,斯坦福设计学院积极开展跨学科跨院系合作。为激发创造性思维,设计学院将来自各个学科、观点和背景的师生和从业人员聚集在一起。师资队伍与学生来源具有跨学科、院系、学校的特征。设计学院不单独招生、也不授予学位,学生来自斯坦福大学的各个学院,以及校外从业人员。设计学院开设20多门设计与创造力、创新、创业、教育、社会、商业与团队领导力等方面的课程,促进设计与工程科技、人文艺术、商业创新的有机结合。设计学院的师资主要依托斯坦福大学工程学院,还包括医学院、法学院、教育学院、人文学院、理学院等跨学科、跨行业的教师,另有数十位来自硅谷产业界的精英作为兼职教师。[29]

(五)麻省理工学院生物工程系:工程范式与生物学科有机融合模式

麻省理工学院(MIT)生物工程系成立于1998年,隶属于工程学院,其目标一方面是培养下一代科学家和工程师,通过对生物机制的定量、综合、以设计为导向的分析来推动生物科学和生物技术,另一方面是培养重视同事关系和社会贡献的领导者,改善人类生活。[30]

在师资创新方面,MIT生物工程系拥有特色鲜明的跨学科师资队伍。超过1/3的教师拥有一个或多个美国主要学术机构的兼职。教师拥有跨学科背景,尤其在生物材料、生物物理学、细胞和组织工程、能源领域、环境、微生物系统等领域引领前沿。

在项目创新方面,MIT生物工程系开设多层次的培养项目。培养层次包括本科生与研究生(主要为博士研究生),可以授予理学学士、理学硕士(较少)和哲学博士(Ph. D)学位。本科阶段提供学士学位项目和辅修项目。学士学位项目为生物工程理学项目,课程目标是为学生成为一名生物工程师提供必要的知识基础、技能和训练。[31]辅修项目的课程目标是教会学生应用基本工程原理解决生物学和医学中的挑战性问题,包括数学等不同学科的工程选修课,反映了现代生物医学工程的跨部门性质。[32]博士项目的目的是培养下一代生物学和工程学相融合的研究人员,将测量、建模和操作方法有力结合。[33]

在模式创新方面,MIT生物工程系在2005年推出了5M培养模式,即将测量、挖掘、模式和操作应用于生物学本科教育。这种范式源于生物科学中的分子生物学和基因组生物学两场革命,这两场革命使得人们有可能识别和控制生命系统的机械成分,通过定量测量、综合建模和系统操作来分析分子和细胞成分、特性和机制(见图2)。[34]

在项目成效和推广方面,MIT生物工程专业在科教融合、产教融合模式下发展成为世界顶尖的生物工程学科,在2021年《美国新闻与世界报道》中排名全美第三。同时,近十多年来,MIT校园周边已经发展成为全球著名的生物科技创新创业区[36],彰显了该校在该领域产学研用一体化的人才培养良性循環。

(六)大挑战学者项目:面向未来关键核心领域的项目制培养模式

大挑战学者项目(Grand Challenge Scholar Program)受启发于美国工程院2008年提出的14项工程大挑战,以及对新的工程教育模式越来越多的呼吁,最早于2009年由杜克大学工程学院、欧林工学院和南加州大学工程学院提出。与以往授予单一工程教育项目不同,大挑战学者项目并非一个具体培养项目,而是一种新型培养范式。该项目共有四位来自不同机构的获奖者,其获奖理由是开创了一项创新性教育项目,帮助学生成长为致力于应对美国工程院提出的“工程大挑战”的未来工程领军人才。大挑战学者项目更像是一场运动,而不是一个项目,目标是教育新一代工程师,使其成为世界的变革者,具备解决21世纪面临的最紧迫问题的能力。

在培养模式创新方面,大挑战学者项目只针对本科生,是一个结合课程、联合课程和课外课程的项目。该项目是一个基于产出的项目,为学生提供经验,给予各机构广泛的灵活性。项目的核心在于聚焦培养五种能力:研究和创造、多学科、商业能力和企业家精神、多元文化、社会意识(见表2),旨在帮助学生应对21世纪社会的巨大挑战。

在推广方面,大挑战学者项目于2009年2月得到美国工程院的认可并开始在全美推广,现在已经在全球90多所工程学院实施。在2015年提交给美国时任总统奥巴马的承诺书中,包括耶鲁大学工程学院在内的122所工程学院宣布计划加入这一倡议。[37]美国工程院希望大挑战学者项目能够在全世界优秀的工程教育项目中推广,培养更多卓越工程师,使其为解决世界面临的最具挑战性的问题做好准备,并希望该项目的创新教育方法能成为工程专业的主流教育模式。[38]

(七)南加州大学维特比工程学院:跨学科系统工程培养模式

南加州大学维特比工程学院获奖项目跨学科系统工程教育(Transdisciplinary Systems Engineering Education,TRASEE)是一种跨学科工程教育范例,该项目取代了孤立的课程,提供了覆盖协同学科的课程,以适当的细节帮助学生从相关的角度和层面来构建系统问题。这些特质帮助工程师发展跨学科技能。跨学科技能来自于深入了解系统工程与数字工程、认知心理学、人工智能、娱乐艺术等学科之间的协同效应。[39]

在培養模式创新方面。跨学科系统工程教育基于阿扎德·马德尼教授撰写的《跨学科系统工程:在超连接世界中利用融合》,旨在满足21世纪系统工程劳动力的需求,并考虑21世纪学习者的偏好。跨学科系统工程教育基于以下五个跨学科支柱。一是21世纪思维方式。该支柱侧重于培养适应性强、创新性强并能够应对现代世界复杂性的思维方式,强调批判性思维、问题解决能力、创造力、合作能力、敏捷性等技能。二是利用部分初始信息进行系统建模。该支柱认识到在许多实际情况下,系统工程项目可能会从不完整或不确定的信息开始,因此利用初始信息进行系统建模教导学生使用已有信息开发和分析系统模型,使他们能够做出明智的决策并适应不断变化的环境。三是故事叙述作为教学策略。该支柱认识到故事叙述作为交流和学习手段的力量,将故事叙述技巧融入教育过程,通过整合叙事和实际例子,学生可以更好地理解复杂概念,将学习置于背景中,并有效应用知识。四是借助数字孪生进行实践学习。该支柱强调通过使用数字孪生进行实践和实际学习,数字孪生是物理系统的虚拟表示,使学生能够在受控环境中模拟以及与复杂的工程系统进行互动,通过参与数字孪生,学生可以获得实践经验并测试他们的想法和设计。五是动态和可行的评估。该支柱强调持续、动态和可行的评估,传统的评估方法可能无法全面捕捉到学生能力的总体范围,而持续评估和反馈可使学生跟踪自己的进展,确定改进的领域,在需要的时候采取纠正措施。[40]

在师资队伍方面,跨学科系统工程教育项目课程中,6位活跃讲师都担任过高级管理职位,有4位公司副总裁。南加州大学拥有国际系统工程委员会(INCOSE)的6位会士、1位先锋奖获得者,数量超过其他任何机构。

在项目成效和推广方面,实施TRASEE的南加州大学系统架构工程(Systems Architecting and Engine,SAE)研究生教育和研究领域具有较强影响力,在政府部门和企业界拥有诸多杰出校友。[41]南加州大学维特比工程学院在《美国新闻与世界报道》工学院排名中位列第十五。此外,TRASEE已成为一个注册商标。

三、启示

(一)注重培养工程师软技能,提升领导力、沟通协作能力、可持续胜任力

卓越工程师与普通工程科技人才的重要区别之一就是具备超强领导力和多维度的软技能。除具备高水平的专业技能以解决复杂问题外,卓越工程师还具备战略眼光、更高的格局、同理心和情怀,懂得管理团队、鼓舞人心。“戈登奖”设立的初衷就是嘉奖培养未来工程领导者的创新教育模式,因此尤其关注工程教育教学过程中领导力的培养和塑造。改进我国工程教育模式,培养卓越工程师特别需要注重从早期培养学生的各项软技能,将必要的软技能培养融入课程体系,并赋予高优先级,而不仅仅作为培养方案中的口号。具体而言,可以引入相关课程,如领导力课程、演讲课程、写作课程、可持续发展与工程伦理课程等。在这方面,世界一流大学早就有尝试,且成效显著,如在MIT,沟通课程是全校的必修课[42],清华大学也于2018年开始推行写作与沟通课程[43]。

(二)重构跨学科模块化知识体系,推行项目制培养模式,实现知识技能学有所用、用有所学

传统工程教育的主要问题之一就是单科化、科学化严重,各个学科的知识割裂。尤其是过于科学化的、以纸笔测试为主要评价方式的教学模式,常常成为单纯枯燥的智力挑战,由于其与学生的就业发展、生活经历等脱节,难以让学生产生深入学习的兴趣。众所周知,工程的本质在于创造新事物,工程学科的核心属性之一就是其实践性,这是工程与科学的主要区别。因此,单一学科制的、科学化的传统工程教育模式难以契合工程学科的特点,也不能充分培养学生的工程素养。佐治亚理工学院—埃默里大学生物医学工程系在教学模式上融入学习科学原理,全面采用基于问题与基于项目的教学方式值得借鉴。培养卓越工程师,需要大胆重构工程教育的学科知识体系,以项目制培养为主要抓手,通过真实的工程实践项目将必要的跨学科知识模块化,真实的项目要用什么知识和技能,就学什么知识和技能,同时最终实现在学校学什么知识和技能,就能在以后真实的工程实践中用什么知识和技能。即让知识与技能学有所用、用有所学。

(三)以真实项目为抓手推动多元合作、多方协同育人,切实提升实践教学效果

实践教学质量不高一直是工程教育饱受诟病的问题。其根本在于单纯的学校教学难以将技术与真实的工程实践紧密连接,而且学校在实践教学的内容、技术、方法等方面往往远远落后于产业界的发展阶段。提高工程教育实践教学效果,培养学生实践能力的关键在于推动多元合作,让产业界积极参与多方协同育人。

校企合作、多方协同育人在实际操作中常出现“校热企冷”或“企热校冷”的现象,合作质量、培养效果不及预期。多方协同育人的关键就在于找到学校与企业的利益结合点,让企业、学校、教师、学生等都有足够的积极性参与多方协同育人。校企合作的最大利益结合点在于真实的项目,既包括科研项目,也包括工程实践项目。例如,在真实项目中,学校主要贡献人力资源和智力资源,企业贡献资金、设施等。在推动真实项目的过程中,多方利益诉求可以得到满足,同时通过真实项目的历练,学生的实践能力和综合能力得到提升。

参考文献:

[1]新华网.习近平:高举中国特色社会主义伟大旗帜 为全面建设社会主义现代化国家而团结奋斗——在中国共产党第二十次全国代表大会上的报告[EB/OL].(2022-10-25)[2022-10-31]. http://www.news.cn/politics/cpc20/2022-10/25/c_1129079429.htm.

[2]中华人民共和国教育部.18家国家卓越工程师学院建设单位联合发布《卓越工程师培养北京宣言》[EB/OL].(2022-09-27) [2022-10-07]. http://www.moe.gov.cn/jyb_xwfb/gzdt_gzdt/s5987/202209/t20220927_665486.html.

[3]林健.培養大批堪当民族复兴重任的新时代卓越工程师[J].中国高教研究,2022(6):41-49.

[4][5]National Academy of Engineering.Gordon Prize for Innovation in Engineering and Technology Education[EB/OL].(2022-01-06)[2022-02-12].https://www.nae.edu/20685/GordonPrize#tabs.

[6]National Academy of Engineering. NAE 2020-21 Call for Nominations Awards Guide[EB/OL].(2020-01-01)[2022-07-22]. https://www.naeawardsonline.com/docs/nae/NAE2020-21CallforNominationsAwardsGuide.pdf.

[7]张樱.高水平大学理工科人才培养模式改革的趋势和特点——对近三届国家教学成果奖部属院校理工科专业获奖项目的研究[J].清华大学教育研究,2010,31(3):95-100,106.

[8]JULIO M. Ottino receives prestigious Gordon Prize[EB/OL]. [2022-03-05]. https://www.mccormick.northwestern.edu/news/articles/2017/05/dean-julio-m-ottino-receives-prestigious-gordon-prize.html.

[9]Northwestern Engineering. The whole story[EB/OL]. (2017-05-31)[2022-03-05]. https://www.mccormick.northwestern.edu/magazine/spring-2017/the-whole-story.html.

[10]MIT Department of Biological Engineering. Faculty and instructors[EB/OL]. [2022-03-05]. https://be.mit.edu/directory.

[11]李莹亮,靳松.走进顶尖学府,看美国大学如何推动STEM教育——专访斯坦福大学设计学院(d.school)联合创始人及学术主任Bernard Roth教授[J].科技与金融,2019(9):33-36.

[12]Coulter Department of Biomedical Engineering.Faculty[EB/OL]. [2022-03-05]. https://bme.gatech.edu/bme/faculty?field_ user_faculty_type_tid=All&field_gt_or_emory_faculty_value=All.

[13]Stanford Byers Center for Biodesign. Faculty fellowship[EB/OL]. (2023-04-14)[2023-11-23]. https://biodesign.stanford.edu/programs/fellowships/faculty-fellowship.html.

[14]Northwestern Engineering. Faculty directory, Research and faculty[EB/OL]. [2022-03-05]. https://www.mccormick.northwestern.edu/research-faculty/directory/.

[15]Northwestern Engineering.About[EB/OL]. [2022-03-05]. https://www.mccormick.northwestern.edu/about/.

[16]US News. Northwestern University Overall Rankings[EB/OL].[2022-03-05]. https://www.usnews.com/best-colleges/northwestern-university-1739/overall-rankings.

[17]Stanford Medicine. Course schedule[EB/OL].(2023-11-08)[2023-11-22]. https://biodesign.stanford.edu/programs/executive-education/course-schedule.html.

[18]Stanford Byers Center for Biodesign.Process[EB/OL].[2022-04-22]. https://biodesign.stanford.edu/about-us/process.html.

[19]Biodesign. Our impact[EB/OL].[2023-11-23]. https://biodesign.stanford.edu/our-impact.html.

[20][23]Coulter Department of Biomedical Engineering.Prospective undergraduate student[EB/OL].[2022-03-05]. https://bme.gatech.edu/bme/prospective-undergraduate-student.

[21]Coulter Department of Biomedical Engineering. Masters degrees[EB/OL].[2022-03-05]. https://bme.gatech.edu/bme/masters-degree.

[22]Coulter Department of Biomedical Engineering. Graduate[EB/OL].[2022-03-05]. https://bme.gatech.edu/bme/graduate.

[24]NEWSTETTER W C, BEHRAVESH E, NERSESSIAN N J, et al. Design principles for problem-driven learning laboratories in biomedical engineering education[J]. Annals of biomedical engineering, 2010, 38(10): 3257-3267.

[25]NEWSTETTER W C. Designing cognitive apprenticeships for biomedical engineering[J]. Journal of engineering education, 2005, 94(2): 207-213.

[26]LE DOUX J M, WALLER A A. The problem solving studio: an apprenticeship environment for aspiring engineers[J]. Advances in engineering education, 2016, 5(3): n3.

[27]LAPLACA M C, NEWSTETTER W C, YOGANATHAN A P. Problem-based learning in biomedical engineering curricula[EB/OL].[2023-11-23].http://ieeexplore.ieee.org/document/963748/.

[28]GATech.Projects[EB/OL].[2022-03-05]. https://bmecapstone.gatech.edu/projects/.

[29]田華,蒋石梅,王昭慧.创新型工程人才培养新境界:斯坦福大学D.school模式及启示[J].高等工程教育研究,2014(5):159-162.

[30][34][35]MIT Department of Biological Engineering. About[EB/OL].[2022-03-05]. https://be.mit.edu/about.

[31]MIT Department of Biological Engineering. Major degree requirements[EB/OL]. [2022-03-05]. http://be.mit.edu/academic-programs/current-ug/major-degree-requirements.

[32]MIT Department of Biological Engineering. Minor program in biomedical engineering[EB/OL].[2022-03-05]. http://be.mit.edu/academic-programs/current-undergraduate/minor-programs/minor-program-biomedical-engineering.

[33]MIT Department of Biological Engineering. Current graduate[EB/OL].[2022-03-05]. http://be.mit.edu/academic-programs/current-graduate.

[36]新华网.波士顿的创新生态[EB/OL]. (2021-02-09)[2022-07-15]. http://www.xinhuanet.com/globe/2021-02/09/c_139727887.htm.

[37]U.S. engineering school deans response to president Obama on rducating rngineers to meet the grand challenges[EB/OL].(2015-03-01)[2022-10-31]. http://www.engineeringchallenges.org/File.aspx?id=15680&v=c29105cb.

[38]NAE.About the NAE Grand Challenges Scholars Program[EB/OL].[2022-10-31]. http://engineeringchallenges.org/14384.aspx.

[39][40]USC Viterbi. TRASEE[EB/OL].[2023-04-26]. https://sae.usc.edu/trasee/.

[41]USC Viterbi. Systems architecting and engineering[EB/OL].[2023-06-15]. https://sae.usc.edu/about/.

[42]MIT.General institute requirements[EB/OL].[2023-06-26]. http://catalog.mit.edu/mit/undergraduate-education/general-institute-requirements/#communicationrequirementtext.

[43]清华大学.“写作与沟通”课程:思考求真知,落墨言灼见[EB/OL]. (2020-03-27)[2023-06-26]. https://www.tsinghua.edu.cn/info/1369/80226.htm.

Research on the Training Model of Outstanding Engineers in the United States:

An Analysis of the Gordon Prize Awarded Programs from 2017 to 2023

FU Jie1,2   ZHONG Zhou1   QIAO Weifeng1,2

(1. Institute of Education, Tsinghua University, Beijing 100084, China;

2. International Center for Engineering Education under the Auspices of UNESCO, Beijing 100084, China)

Abstract: The Gordon Prize for Innovation in Engineering and Technology Education is often regarded as a compass for engineering education reform and innovation in the United States. Its cutting-edge features provide valuable references for improving Chinas engineering education model and cultivating outstanding engineers in the new era. This research introduces an overview of the Gordon Prize and analyzes the awarded programs over the past seven years. Furthermore, it summarizes insights for optimizing the model of cultivating outstanding engineers in China, including emphasizing engineers soft skills, enhancing leadership, communication, collaboration abilities, and sustainable competence; reconstructing interdisciplinary modular knowledge systems; promoting project-based education to achieve the integration of learning and application of knowledge and skills; and utilizing real-world projects to promote diverse collaboration and multi-party coordinated education, thus, effectively improving the effectiveness of practical teaching, etc. These are useful references for optimizing the model of cultivating outstanding engineers in China.

Keywords: Outstanding engineers; Engineering education; Gordon Prize; the United States

編辑 朱婷婷   校对 吕伊雯

作者简介:符杰,清华大学教育研究院、联合国教科文组织国际工程教育中心博士后(北京 100084);钟周,清华大学教育研究院长聘副教授(北京 100084);乔伟峰,清华大学教育研究院、联合国教科文组织国际工程教育中心副研究员(北京 100084)

基金项目:教育部教育管理信息中心国外教育研究专项2023年度委托课题“发达国家工程能力建设与工程人才培养研究及其数据库建设”(编号:EMIC-YJC-20230001);教育部人文社科一般项目“‘双一流建设高校全球人才管理战略研究:一项聚焦外国学生学者的跨学科研究”(编号:19YJA880093)

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