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斯坦福大學工程教育創新發展:緣由、路徑及啟示

2020-03-28 10:54肖鳳翔陳鳳英
高教探索 2020年2期
關鍵詞:斯坦福大學工程教育新工科

肖鳳翔 陳鳳英

摘要:新工科建設應基于“大工程觀”,打造共商、共建、共享的工程教育責任共同體,完善多主體協同育人機制。以斯坦福大學工程教

育創新發展路徑為例,在實用主義精神的烙印下,軍事研發需求的契機與經濟全球化的趨勢,促成斯坦福大學工程教育走“產業—大學—政府”三方合作創新發展之路。斯坦福大學工程教育創新發展具有跨界融合的特征,即工程教育外場域中主體的跨界,與工程教育內核區要素的融合。斯坦福大學工程教育創新發展路徑對我國新工科建設的縱深推進有著重要啟示。

關鍵詞:工程教育;新工科;斯坦福大學

2017年以來,我國新工科建設經歷了“復旦共識”“天大行動”“北京指南”三部曲,實現了新工科從理念到行動的超越?!皬偷┕沧R”指出,新工科建設需要打造共商、共建、共享的工程教育責任共同體?!氨本┲改稀币?,新工科建設應完善多主體協同育人機制,深入推進產學融合、校企合作。新經濟、新產業強調專業分工,有分工便有融合,新工科建設應當走跨界融合之路已成為工程教育界的共識。[1]在此背景下,本文以斯坦福大學工程教育為例,探究工程教育跨界融合創新發展的緣由與具體路徑,以期對我國新工科建設提供經驗參考。

一、斯坦福大學工程教育創新發展的緣由

1891年美國參議員利蘭·斯坦福(Leland?Stanford)夫婦創辦斯坦福大學。在2019年QS世界最佳大學(QS?World?University?Rankings)排名中,斯坦福大學蟬聯第二。[2]在2019年《美國新聞與世界報道》(U.S.News)全美最佳本科工程教育(Best?Undergraduate?Engineering?Programs)及最佳工學院(Best?Engineering?Schools)排名中,斯坦福大學均位于第二名,其中電子工程全美排名第一(Best?Electronic?Engineering?Programs)。[3]斯坦福大學工程教育由“默默無聞”到“脫穎而出”,并走向“卓越發展”狀態,值得學界追問:促進斯坦福大學工程教育發展的緣由何在?

(一)實用主義思想的烙印

實用主義具有強烈的美國性,它脫胎于美國歷史和文化經驗改造中。正如費孝通先生指出:“實用主義精神是美國人墾荒精神的余緒,他們堅信成功與失敗只能依靠自己的努力?!盵4]以實用主義為特征的美國精神求效用、重行動,這一價值旨歸深深地影響著美國高等教育的發展。南北戰爭以前,美國高等教育在教派主義思想影響下,美國大學以普適性知識傳授為追求,以培養精英為目標。內戰后,美國工業化加速了社會財富的積累,為美國大學從英式傳統學院向洪堡式現代大學轉變提供了物質資本。加之,工業化導致社會勞動分工的精細化,對美國高等教育提出了社會服務的新要求。1862年頒布的《莫雷爾法案》規定,每個州建立贈地學院,服務于農業和工業技術。贈地學院的辦學內容直指使學生掌握最實際有效用的科學知識,加快了美國農業的工業化進程。美國現代大學在“轉型革命”中,存在兩種轉型樣態:一是創生式現代大學。這類現代大學是在效仿德國的大學,追求教學科研結合,專注高深學術研究,致力保持學術自治的理念,兼容實用主義思想的美國本土社會風尚,基于“文化修正”后創生。如1876年模仿德國模式創辦的約翰·霍普金斯大學(Johns?Hopkins?University),它以“最自由地促進一切有用知識的發展,鼓勵研究”為目標。二是改良型現代大學。改良型現代大學是基于對傳統贈地學院、贈地學校、初級學院等進行改良而形成的現代型大學。如1865年建立的康奈爾大學(Cornell?University)便是由贈地學院轉型而來。不論是創生式現代大學還是改良型現代大學,都體現了美國現代大學對德國大學追求遠離社會“寂寞中的自由”思想的揚棄,并將實用主義品格融入辦學過程,使美國現代大學辦學理念張揚著“科學研究”與“實際效用”兩種文化,從而形成了具有“美國特色”的現代大學。

美國現代型大學的興起為新型大學的創建開辟了道路,斯坦福大學便是新型大學中的一所。在實用主義之風的影響下,斯坦福大學工程教育從建校之日便打上了深深的實用主義烙印。斯坦福大學的首任校長戴維·斯塔爾·喬丹(David?Starr?Jordan)曾說,斯坦福大學不會像舊式教派學院一樣,使學生與世隔絕,而是讓學生為實際生活做準備。[5]與斯坦福大學辦學宗旨“使學生所學的對學生的實際生活都直接有用”相呼應[6],斯坦福大學工程教育根據美國經濟社會發展的不同階段,對實用性的內涵進行主動調適:建校至20世紀30年代,培養參與經濟建設的工程技術人才,以面對斯坦福大學辦學資金緊張的“內憂”,及經濟大蕭條下政府教育資助經費驟減的“外患”;第二次世界大戰至冷戰結束,斯坦福大學工程教育服務于國家軍事需求,以培養具備軍事科學知識的工程理論人才,從而提升斯坦福大學的辦學聲譽;20世紀90年代開始,培養具備較強工程操作能力的工程實踐人才,加強大學與產業界的互動,以應付經濟全球化背景下工程的復雜性問題。

(二)軍事研發需求的契機

美國借兩次世界大戰之機迅速發展成為世界超級大國,它深深影響美國高等教育的發展,應對現代戰爭的軍事研發成了影響美國高等教育發展的國家重大戰略需求。特別是第二次世界大戰的爆發助推一批研究型大學從邊緣走向中心,大學逐漸涉足軍事工程研究領域。美國聯邦政府在工程學校中開展了一項特殊的培養計劃:“注重培訓工科畢業生,以培養能完成國防專門任務的人才,同時還培養大量技術員、繪圖員、檢驗員、試驗員和工程輔助人員等人才?!盵7]在二戰期間共有227所工程院校參加了軍事工程人才培養計劃,為130萬人開設了3萬多門工程學科課程。[8]同時,在該階段有70%的工程院校與聯邦政府建立合作關系。斯坦福大學工學院抓住契機,建立服務于軍事所需的研究實驗室,不僅僅提升了學校聲望,而且獲取了數量可觀的科研經費。

美國聯邦政府嘗到了由科學技術知識帶來的“甜頭”,二戰后堅持資助大學進行軍事科研。1945年,時任科學研究與發展局(Office?of?Scientific?Research?and?Development)局長的瓦尼爾·布什(Vannevar?Bush)在《科學:無盡的前沿報告》(Science:The?Endless?Frontier)中指出,將大學軍事科研作為聯邦政府優先資助的項目。由此,美國高等教育發展邁入了“黃金時期”(Golden?Ages)。1957年10月,伴隨著前蘇聯第一顆人造衛星“伴侶號”(Sputnik)的成功發射,美國各界人士的“緊張神經”再次被刺激。為了重回“科技霸主”地位,要求教育改革的呼聲高漲,因此美國聯邦政府頒布系列法案。1958年《國防教育法》(Defense?Education?Act)應運而生,該法案提出聯邦政府對大學進行全面資助。斯坦福大學繼續積極爭取政府資助,建立服務于軍事需要的電子研究實驗室(Standford?Electronics?Research?Laboratory)。1960年斯坦福大學39%的資助來源于聯邦政府,而這其中的80%都給了工程和物理領域的研究。[9]斯坦福大學工程教育的崛起與聯邦政府的支持密切相關。

(三)經濟全球化的趨勢

二戰后,經濟全球化的進程不斷加快,商品、人力資源等要素在全球范圍內的流動性增強。隨著世界貿易組織的成立,人類社會已經進入經濟全球化的新時代,全球范圍內技術迭代速度猛增,技術復雜程度日益劇增。經濟全球化浪潮對美國工程教育提出了新的要求,一方面,工程教育要適應產業轉型、升級的現實需求,工程教育界需加強與產業界的聯系;另一方面,工程教育面臨國際競爭的挑戰,培養國際工程教育人才成為新趨勢。美國國家研究理事會(NRC)1985年提出,美國工程教育滑坡的現狀,不利于在工業化全球化激烈競爭中保持優勢地位。面對經濟全球化的激烈競爭,美國工程教育開始新一輪改革。1993年,美國麻省理工學院工學院院長約爾·莫西斯(Joel?Moses)提出了“大工程觀”(Engineering?With?A?Big?E),主張工程教育應回歸實踐。[10]進入21世紀,全球經濟一體化進程進入提質增速的關鍵期,美國一味重視經濟粗放式增長,而忽視環境承受力的問題逐漸凸顯并聚焦。美國工程教育理論與實踐工作者認識到,未來工程界必須妥善處理全球氣候變暖危機、地域文化沖突、貧窮問題、人口過剩等全球性問題,應該培養未來工程師具有國際視野、倫理精神、廣博知識和跨文化理解能力。2004年,《2020工程師》報告部署了對2020年工程師的期望和工程發展的愿景。2008年,密歇根大學杜德斯達(James?J.Duderstadt)教授在《變革世界的工程:工程實踐、研究和教育的未來之路》報告中提出,全球化和技術變革驅動工程教育進行革新,工程師不僅僅應當學習工程科學技術原理,而且應該擁有廣泛知識和工程實踐能力。

斯坦福大學工程教育面對經濟全球化趨勢,不斷反思工程教育的內在價值。斯坦福大學工學院大廳的箴言是“我是一位工程師,要讓人類的夢想成真”。在21世紀,斯坦福大學工學院的辦學定位是:工程教育并不是單純為了解決技術問題,而是為了更好地應對資源合理利用、環境可持續性發展、網絡安全等人類問題。[11]在經濟全球化趨勢下,斯坦福大學工程教育更加強調內涵式發展,注重培養工程人才的工程理解力,回歸工程教育的實踐范式,追求工程教育的多元價值融合。

二、跨界融合:斯坦福大學工程教育創新發展的路徑

本質即事物確其所是[12],事物的本質特征是事物與其他所有事物相互聯系,又相互區別的東西。系統考察斯坦福大學工程教育創新發展路徑發現,其創新發展秉持“實際效用”的價值理念,關照產業、大學和政府多元主體的利益訴求,使之在合作中滿足各自需求。因此,斯坦福大學工程教育創新發展路徑可以概括為,“產—學(研)—政”跨界融合發展之路。1995年埃茨科維茲(Etzkowitz)和雷德斯·多夫(Leydes?dorff)就針對大學、產業與政府之間的關系提出了三螺旋理論。該理論認為在創新發展過程中,大學、產業、政府三方密切合作能產生強大合力。人們發現該理論的局限在于,強調三方之間不存在任何界限(盡管一再強調它們彼此之間“保持獨立地位和身份”),這與大學、產業、政府分屬于不同的分工領域,存在界限的事實不符。物理學中的“場”(Field)概念,為修正三螺旋理論忽略主體界限的缺陷提供了出路。在大學、產業、政府三方既彼此聯系又相互作用的前提下,每個螺旋都包括內核區(Core?Region)和外場域(Out?Field)兩個相對的作用區域。其中,內核區相對獨立,外場域體現跨界性。內核區的相對獨立性針對外領域而言,在內核區內部也會形成人員、信息、輸出等要素的流通交融。若某一方缺失了,內核區的相對獨立性便無法保持“自治”。簡而言之,外場域從宏觀視角出發,明確了大學—產業—政府三方之間進行著人員、信息、輸出等方面的跨界循環,由此產生合作政策、項目、平臺等混成機制;內核區主要聚焦于各個主體內部運營子系統,在內核區也發生人員、信息、輸出等方面的循環,并可以向外輸出各自的成果,以此促成三螺旋模型的有序運行(如圖1)。本文借鑒三螺旋理論的分析框架,對斯坦福大學工程教育“產—學(研)—政”跨界融合創新發展路徑進行歸納梳理。

(一)跨界:斯坦福大學工程教育“外場域”創新發展的路徑

根據三螺旋理論對外場域邊界的劃定方法,可知斯坦福大學工程教育系統的外場域涵蓋了大學、政府和企業三大利益相關方。斯坦福工程教育創新發展過程超越了以往簡單的“大學與政府”“大學與企業”的兩兩合作模式。

1.“大學—政府”的跨界

第二次世界大戰是斯坦福大學工學院建立與政府合作關系的關鍵節點。雖在該階段美國有70%的工程院校與聯邦政府建立合作關系,但斯坦福大學囿于保持大學進行獨立學術研究的疑慮,堅持“象牙塔戰略”,對與軍方的合作保持著“謹慎”態度。這與哈佛大學(Harvard?University)、麻省理工學院等研究型大學積極爭取聯邦政府資助,形成鮮明對比。到“二戰”結束,麻省理工學院從軍事研發合同中獲得的資助達到1.17億美元,而斯坦福大學僅獲得50萬美元的軍事研發經費。有限的軍事研發支持讓斯坦福大學在20世紀40年代末,已成為全美工程教育研究的重要學術機構,尤其是在無線電傳送和微波管方面。[13]

冷戰時期,斯坦福大學工學院吸取“二戰”當中的教訓,為爭取到更多的軍事研發合作項目,主動拉近與政府的關系,這正是大學功用朝多元化方向發展的結果。大學應該走出象牙塔,成為一個有多種支持者的松散機構,即“多元化巨型大學”。為了與聯邦政府建立穩定的合作關系,一方面,斯坦福大學工學院加強師資隊伍建設。在電子工程學領域,20世紀40年代末斯坦福大學工學院吸引了來自哈佛無線電研究實驗室的11位專家。斯坦福大學電子研究領域的人力資源基礎,直接決定了聯邦政府對該領域的慷慨資助。另一方面,斯坦福大學主動適應軍方需求。在冷戰時期,斯坦福大學將研究定位于進行與軍方需求相一致的應用發展研究,根據軍方不同階段的需求,對工程教育的發展方向進行動態調整。以電子研究實驗室為例,它經歷了從戰時的微波電子學到戰后轉向光電行波管,在20世紀60年代又轉向固態物質研究。[14]

2.“大學—產業”的跨界

斯坦福大學工學院與企業界的合作,逐漸形成了“因產業而長,隨產業而興”的產學一體發展模式。在與產業界的跨界合作中的主要舉措有:第一,推進校企合作的深度、廣度。斯坦福大學認為大學和企業的合作可以產生“利益的交匯”,使學校和企業在合作過程中各取所需。因此,斯坦福大學不斷拓寬大學與產業合作的內容。如1946年斯坦福大學成立斯坦福調查研究所(The?Stanford?Research?Institute),以重塑大學與企業的關系為目標;1951年,創建了斯坦福工業園區,瓦里安公司(Varian?Assocates)成為第一家落戶斯坦福工業園區的公司。斯坦福工業園區從空間距離上為校企合作提供了更多可能性,特曼(Terman)解釋:“當合作伙伴在地理位置上離得太遠,一些……具有研究特性的合作行為就難以運作?!盵15]到1963年,工業園已有42家公司,共雇傭12000人;1953年,實施榮譽合作計劃(Honors?Cooperative?Program),為企業在職人員接受繼續教育提供了路徑;1957年,創立了企業附屬計劃(Industrial?Affiliates?Program),即在企業需要的時候,斯坦福大學向企業提供科學技術支持。第二,劃定跨界主體的權力邊界。美國著名戰略學家波特(Michael?Porter)指出,劃定界限是領導者的一項重要職能。作為公共屬性的大學與作為經濟屬性的企業,分屬于不同利益主體,有各自的價值訴求。若要形成校企跨界融合的良好生態環境,則需要相關制度明晰跨界主體的權責邊界。為此,斯坦福大學成立了產業聯系辦公席(Industrial?Contracts?Office,ICO),通過與企業簽訂相關合作協議,明確合作主體的責任邊界和權力范圍;為使大學研究成果轉移的合法化,1970年斯坦福大學設置技術許可辦公室(Office?of?Technology?Licensing,OTL),以實現大學研究成果的有效推廣,同時保護大學的知識產權。

3.“政府—大學—產業”的跨界

三螺旋理論認為,“政府—大學—產業”的“交迭”是創新發展系統的核心。斯坦福大學工學院在思考與政府及產業界三方合作關系的基礎上,將工程教育學術科研作為連接政府資助和相關產業技術依賴的中介,從而在政府與產業之間搭起橋梁。斯坦福大學抓住了企業需要電子工程領域相關專家來完成與軍方的合同的契機,與企業建立互惠共贏關系。斯坦福大學工程教育初步構建了“政府—大學—產業”的三邊合作關系,并最終形成了“政府軍事資助為前提、大學從事研究為中介、產業進行研發為平臺”的跨界共贏模式。

斯坦福大學工程教育在構建與政府、企業三方合作關系的最初階段,由于合作邊界的模糊不清,使得參與軍事資助的工程教師更像是“工業企業家”,而不是大學學者,就如克爾所描述的“大學實驗室充斥著無數非教師身份的研究者,教授管理項目、指導團隊進行研究、監管技術人員”。[16]斯坦福大學工學院重新劃定大學與企業的邊界,認為工程師既是“獨立專家”,又應主動擔當專家的“社會角色”;斯坦福大學的工程師在工業企業指導中占主動地位,而不是被動接受工業企業指導;大學是進行科學和工程技術研究的發源地,企業則應將源于學術研究項目的設計和技術進行開發和生產。斯坦福大學工學院確定了“為企業提供技術咨詢服務”的合作基調,保障教師學術科研中有充分的話語權、有自由的棲息地。

戰爭需求促進了大學的繁榮發展,在冷戰時期這種畸形的蓬勃發展受到了來自社會各界的質疑,作為戰后繁榮大學的代表——斯坦福大學深陷校園反戰的漩渦。特別是在1969年后《曼斯菲爾德修正案》頒布,明確提出禁止國防部資助研究。國防部在整個研發經費的比重從1969年的2.79億美元(17.2%),在1975年下降到了1.84億美元(8.4%),跌幅超過50%。[17]由軍事需求帶來的斯坦福大學工程教育發展的“黃金時代”已成為歷史,戰后大學與聯邦政府軍事科研的合作由“蜜月”走向“遲暮”。在缺少軍方資助的背景下,斯坦福大學工程教育如何適應并維持三方關系的有序運行成為嚴峻挑戰。政府通過頒布相關政策法規來保障大學與企業關系的合法性。1980年,美國頒布了《拜杜法案》推動大學和小型企業建立合作關系。1984年,美國出臺了《全國合作研究法案》,提倡大學與產業界組成技術轉移聯盟,政府提供一定資助。1985年,美國國家科學基金委員會(NSF)成立“NSF工程研究中心”(ERC),專門研究與資助工程教育的改革。斯坦福大學工學院依托政府出臺的系列政策,使校企合作走向規范化、程序化與制度化的道路。法國社會學家布迪厄(Bourdieu)認為“資本它既是斗爭的武器,又是爭奪的關鍵”[18],資本由實際的或潛在的資源整合,這些資源與持久性的社會網絡有關系。個人得到的社會支持網絡越強大,在面對來自社會的挑戰時越能自如應對。斯坦福大學工學院通過主動調整工程教育發展的方向,從而積聚社會資本,建構強鏈接的工程教育社會支持網絡,即“政府—大學—企業”的合作網。通過社會支持網絡為工程教育改革提供社會資本支持——資金資本支持和制度資本支持,它對工程教育人才培養的質量提升和知識創新的程度起著關鍵作用。

(二)融合:斯坦福大學工程教育“內核區”創新發展的路徑

工程教育的“內核區”主要涉及大學、企業、政府三方內部的有序運行,在此主要對斯坦福大學工程教育內部運行系統進行分析。斯坦福大學工程教育內核區的融合,是為外領域的跨界服務的,而外領域的跨界又助推工程教育內核區的融合。

1.多元價值融合

價值取向是價值主體在進行價值活動時指向價值目標的活動過程,反映出主體價值觀念變化的總體趨勢和發展方向。[19]斯坦福大學工程教育選擇走什么樣的路,從根本上說是由工程教育價值取向決定的。

第一,凸顯工程教育的人文價值。斯坦福先生指出:“為了開拓思路和培養人才,我極其重視文學修養?!盵20]斯坦福大學工學院依托學校對人文素養重視的傳統,極其重視工程教育所涵養的人文價值。具體而言體現在:一方面,強化通識教育課程?!端固垢4髮W本科教育研究報告(2012)》(The?Study?of?Undergraduate?Education?at?Stanford?University,2012)指出,應該重新認識本科教育的價值,將學習廣博的知識作為本科教育的重要目標。[21]2013年斯坦福大學為了拓寬通識課程的寬度,對通識課程進行改革。最新的通識教育課程主要由思維課程、思考和做事方式課程、寫作修辭課程和語言類課程四類組成。除了學校層面的通識課程,工學院從1976年開始實施技術交流計劃(The?Technical?Communication?Program?,TCP),開設公眾演講教學、工程寫作和技術寫作等課程,力求提升學生的技術寫作能力和演說表達技巧,旨在培養工程人才的人文素養。另一方面,培育工程倫理精神?,F任斯坦福大學工學院院長詹妮弗·威多姆(Jennifer?Dionne)說:“通過工程教育須培養工程道德意識,考慮工作的后果?!盵22]工程教育不僅僅停留在“怎樣做”,而是應當反思“為什么做”。工程倫理不是教學生如何辨別是非對錯,而是教會學生面對是非對錯時如何做出合理的選擇。[23]工學院將環境承受力、人類道德底線及公民責任感融入到工程教育的始終,與斯坦福大學培養“有責任感的公民”的培養目標相呼應。

第二,提升工程教育的創新價值。斯坦福大學工學院為追求工程教育的創新發展,一方面,營造自由開放的學習環境。斯坦福大學秉承“讓自由之風勁吹”的校訓,從課程教學到學校環境無不體現自由的精神。如在D-school中,學生合作去解決的復雜工程問題都沒有標準答案,其目的在于給學生提供創造發展的空間。在“斯坦福2025計劃”(Stanford?2025)中,實施自定節奏的大學本科6年學制,打破傳統連續、固定的大學本科4年學制,為學生的創新能力發展提供制度保障。另一方面,構建多元包容的評價體系。單一的評價方式會使所培養的人具有同質化傾向,不利于創新型人才的成長?!八固垢?025計劃”明確指出,要使“功利性學習”向“意義性學習”轉變,并翻轉當前的評估方式——改變成績評價的方式為動態的技能評估,從重視知識掌握到重視能力轉變。

第三,回歸工程教育的實踐價值。斯坦福大學工學院將其培養目標確定為“能夠將技術轉化為勞動生產力,能夠將好的想法應用于實踐,從而促進世界更好發展的領導人”[24]。工程即實踐,不可能脫離實踐活動而獨立存在。工程教育應避免沉浸于工程理論的窠臼中,突破認知模式狹隘的工程教育觀,以“學以致用”為工程教育的宗旨。斯坦福大學工學院不僅從理念上認同工程教育的實踐性,更是用切實行動加強工程實踐,如強化工程教學實踐環節,提高實驗課程的地位;開展以實踐導向為主的項目課程——技術投資項目(Stanford?Technology?Ventures?Program),以增加學生在不同企業中的技術實戰經驗為目標。

2.教育空間融合

斯坦福大學第九任校長格哈德·卡斯帕爾(Gerhard?Casper)談到:“斯坦福大學的成功之道在于堅持學術自由與開放,以培養出真正的創新型人才?!盵25]學術的自由以學校物理空間的開放為基礎,斯坦福大學認為應該取消大學圍墻的設置,打破學校與社會的界限,強調學術交流的自由。1916年,維爾伯(R.L.Wilbur)出任校長伊始,就提出“舊的系制度已開始成為水潑不進的封閉機構,因此我們必須打破一些障礙,讓空氣更自由地流動,獲得更廣闊的視野,給思想和信息交流以更多的機會”。[26]打破教育空間上的界限,成為斯坦福大學工程教育內核區創新發展的重要路徑。

第一,打破工程教育條塊分割的物理空間。斯坦福大學工學院堅持未來工程師需要超越單一學科下的能力體系、思維方式和知識結構,進行跨學科的團隊合作才能實現工程人才在面對復雜問題時獲得真正“救贖”??鐚W科的起點是兩個或多個研究領域的合作[27],突破院系之間的物理空間樊籬,成為工程教育跨學科發展要解決的基礎問題。一方面,建立跨院系融合育人的教育場所。斯坦福大學工學院力求培養復合型工程師,聯合商學院、教育學院、法學院等,于2003年創辦哈索·普拉特納設計研究所(The?Hasso?Plattner?Institute?of?Design?at?Stanford?University),簡稱D.School,它不隸屬于任何院系,也不授予學位,而是面向全校學生開設20多門跨學科課程。它擁有開展“設計”課程的獨立場所,為跨學科工程人才的培養提供教育場所。D.school的教師由來自工學院、醫學院、法學院、教育學院的專職教師以及硅谷產業界的兼職教師組成,學生可以吸取到商業創新、設計與工程科學、人文科學等跨專業領域的廣博知識。[28]另一方面,設置跨院系協同育人的工程專業。斯坦福大學工學院將本科專業分為院系式專業和跨院系專業兩類??缭合祵I有9個,分別是航天航空專業、建筑設計專業、大氣能源專業、生物機械專業、生物醫學計算機專業、工程物理專業、工程設計專業、產品設計專業。如生物機械專業旨在培養對生物學與醫學有基本理解力和基本運用力的學生??缭合祵I強調不同學科間的交叉,從而形成學生寬基礎的工程視野。

第二,打造工程教育線上線下的網絡空間。斯坦福大學在線學習副教務長約翰·米切爾(John?Mitchell)說:“斯坦福大學嘗試通過技術創新的方法,來推動斯坦福大學校內及校外的教學和學習。我們正在全面思考如何培養21世紀的優秀人才,并致力于對高等教育產生根本性的改革?!盵29]斯坦福大學工學院致力于打造線上工程教育的網絡課程,以滿足工程受教育者的多樣化學習需要。工學院從2011年就開始提供大規模的在線開放課程,并吸引了大量學生參與。同時,工學院的教師們充分利用翻轉課堂,以使課堂教學能有更多的交互學習時間?,F代信息技術與工程教育的融合降低了學生學習的成本,提高了學習的有效性,減少了學習的時空限制,讓工程教學變得更加靈活。

第三,邁向工程教育交流合作的國際空間。工程的國際化趨勢必然要求工程教育走向交流合作的國際空間,要求工程師具有全球化的視野、國際交流的能力、國際包容的心態,從而提升工程國際競爭力。工學院通過多種全球工程合作項目拓展學生的國際視野,提升工程教育的質量。斯坦福大學工學院開展全球工程計劃(Global?Engineering?Program)和工程多樣性計劃(Engineering?Diversity?program)。其中,全球工程計劃(GEP)成立于2007年,為學生提供全球工程學習的機會,使學生在多元文化和國家環境中獲得實際的工程經驗,從而提升工程教育的質量。如2019年全球工程實習項目(Global?Engineering?Internship)為學生提供到中國和印度體驗真實工程環境的機會,本科生與研究生均有資格參與,其項目涵蓋了生物工程、化學工程、電器工程、材料科學與工程等專業。工程多樣性計劃(EDP)的多樣性主要體現于招募對象、合作對象、工程項目三個方面,該項目招募來自不同背景(專業、民族、文化等)的學生,使工程團隊具有多元化特質,以調和文化差異,拓寬未來工程師的多元文化視野。

三、斯坦福大學工程教育創新發展路徑對我國新工科建設的啟示

2015年中國各層次工科在校生達926萬人,總規模已高居世界第一,表明中國已進入到世界工程教育大國行列。[30]《全球競爭力報告2017-2018》(Global?Competitiveness?Index?2017-2018)顯示,中國在“Availability?of?scientists?and?engineers”指標上,排名28位。[31]近年來,我國在“Availability?of?scientists?and?engineers”這項指標中的排位逐年上升,表明我國工程教育質量有所提升,但與成為“工程教育強國”的理想之間還存在著一定差距。推進我國由“工程教育數量大國”向“工程教育質量強國”轉型,需樹立向國際工程教育強校的“看齊意識”,借鑒他山之石。斯坦福大學工程教育創新發展的路徑,對我國新工科建設具有以下啟示。

(一)打造工程教育協同育人圈

1963年,斯坦福大學研究所提出利益相關者(Stakeholder?Theory)的概念,認為利益相關者是與企業發展有密切關系的所有人。[32]工程教育的利益相關者必然包括政府和企業。我國新工科建設應打破工程學校勢單力薄的“孤軍奮戰”僵局,理應構建“政府-學校-產業”利益相關者的協同互動圈。首先,學校應樹立服務地方經濟發展的意識。斯坦福大學工學院聯合周邊企業,不斷發展壯大形成了硅谷新興產業區,這為我國新工科建設提供了新思路——“為地方企業服務,與地方企業共生”的合作模式。其次,國家出臺相關政策提供制度保障。美國從國家層面制定了相關法律政策,促進了斯坦福大學工學教育與產業的跨界融合發展。因此,從國家層面制定相關法律來規范產教融合,使學校和企業建立起長效而穩定的合作培養工程師的機制。再次,企業參與人才培養過程。在校企合作層面應推動行業企業參與人才培養標準研制、專業課程建設、培養方案制訂,聯合共建實習實訓基地、工程訓練中心等校內外工程教育和訓練平臺,構建校企人才培養與人才需求的良性互動機制。如重慶大學與當地汽車企業在機械制造、車輛工程等專業領域合作,共建校企合作實踐教育平臺。最后,改革工程教育評價方式。走政產學研相結合的工程人才培養之路,應建立與之相適應的評價體系,變革唯論文、唯分數的人才評價指標,將對企業技術的貢獻性、對區域經濟發展的促進度、對國家創新的競爭力作為綜合評價指標;改變學校為單一評價主體的現狀,引入企業、行業和政府等多元評價主體的參與;改革以結果評價為主的評價方式,將過程與結果評價有機結合。當然,學校與企業界、政府界的協同互動并不意味著學校一味地妥協進行“權力讓渡”,而是在多方利益相關者參與下大學仍保持有學術自由的權力。大學應滿足社會的需求(needs),不是社會的欲望(wants)。[33]新工科建設過程中大學應在服務經濟社會發展的同時,保持大學學術的自治。

(二)構建跨學科的工學院治理結構

克勞斯·施瓦布(Klaus?Schwab)在《第四次工業革命》中提到,以技術融合為核心特征的第四次工業革命,正在淹沒物理世界、數字世界和生物世界之間的界限,給社會帶來巨大沖擊。培養跨學科的復合型人才是新經濟形勢下工程人才培養質量觀的基本價值取向。美國工程院指出,21世紀的工程師應具備“里昂的聰明才智,摩爾解決問題的能力,愛因斯坦的科學洞察力,畢加索的創造力,艾特兄弟的果斷,比爾·蓋茨的領導力,羅斯福的道德心,馬丁·路德·金的遠見和兒童的好奇心”。[34]構建跨學科的工學院治理結構,具體來說包括兩個方面:第一,打破分割自治的院系管理結構。要實現新工科的跨學科發展,必須形成“自上而下”的改革院系分割自治的管理體制,組建跨學科教學的師資隊伍、建構跨學科考核評價的體系、成立跨學科對話交流的研究機構等,從組織上保證工程教育的跨學科發展成為可能。斯坦福大學跨學科的獨立科研機構共12個,其中工程類5個,[35]工程類跨學科研究機構幾乎占跨學科獨立科研機構的半壁江山。正如2019年4月在以“發展新工科、新醫科、新農科、新文科,全面深化高等教育教學改革”為主題的“六卓越一拔尖”計劃2.0會議上,天津大學提出新工科建設應當推進“跨”中“融”,即打破專業壁壘,改變以單一學科辦專業的模式,建設跨學科融合、多學院建設、多平臺共享的新型專業建設模式,構建新工科教育人才培養共同體。第二,打通封閉的知識生產系統。新工科建設過程中的跨學科發展,本質在于打通封閉的知識生產系統之間的脈絡,讓學科與學科之間的知識能自由地流動。美國《促進跨學科研究》報告強調,為使未來科技領域真正有所成就,培養要么能夠跨學科研究,要么知道如何在學科交叉領域與他人合作的新一代科學家是絕對必要的。[36]

(三)彰顯工程教育的人文精神

當前,我國工程教育由于忽視工程人才人文精神的培養,導致對自然資源的過度使用、對工程倫理的置之不顧、對人文情懷的漠視淡化等。作為面向未來的新工科,若只考慮工程帶來的經濟收益,而忽視工程的內在價值,工程教育必然被窄化為“工具化的工程教育”。斯坦福大學工學院在2015年成立了So?E-Future委員會,該委員會圍繞“工程教育如何應對未來發展的機遇及挑戰?”進行深度反思,認為未來工程教育應該更關注工程人文素質的培養、理解與包容工程的多元文化、重視資源的合理利用等。我國在新工科人才培養過程中應當重視通識教育,以培養具有健全人格、公民責任、視野多元、勤于學習、善于創新的工程人才為目標。同時,注重培養工程人才的倫理精神。正像愛因斯坦曾對美國加州理工大學工學院的學生說道:“你們只懂得應用科學本身是不夠的,而是更應該關心科學思想的成果會造福于人類,而不致成為禍害。在你們埋頭于圖表和方程時,千萬不要忘記這一點!”[37]培養工程師的工程倫理精神,是對工程技術和工程知識的超越,是對工程師的職業道德的內在規定。在新工科建設過程中,應該培養具有職業操守、關切生命、關懷情感、關注環境承受力和明辨是非的未來工程師。

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(責任編輯陳春陽)

收稿日期:2019-08-23

作者簡介:肖鳳翔,天津大學教育學院博士生導師,教授;陳鳳英,天津大學教育學院博士研究生。(天津/300350)

本文系教育部哲學社會科學研究重大攻關項目“現代職業教育治理體系和治理能力現代化研究”(14JZD045),教育部人文社會科學專項任務重點項目“職業教育國家資格框架研究”(13GDC023),天津市教委社會科學重大項目“新時代新工科建設的實踐邏輯模式研究(18JWZD35)”的成果之一。

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