美国作为世界工程教育强国,新世纪以来不断加强对工程人才的培养,在政策制定、课程建设、培养模式等多方面展开了丰富的探索和实践。
一、政策制定:不断完善卓越工程师培养政策
2004年,美国国家工程院(National Academy of Engineering,简称NAE)发布文件《2020年的工程师:新世纪工程发展的愿景》(The Engineer of 2020: Visions of Engineering in the New Century 2004),通过分析技术、社会、全球及职业四大关键背景,明确工程师应具备的核心抱负与关键属性。文件指出,工程师应当具备公众认知提升、跨学科融合、可持续发展、全球责任的核心抱负,以及基础能力、软技能、发展能力三大关键属性。该文件明确了2020年工程师的能力框架,为工程教育改革、企业人才培养、政策制定提供依据。2005年,NAE又发布《培养2020年工程师:适应新世界的工程教育》(Educating the Engineer of 2020:Adapting Engineering Education to the New Century),旨在通过重构课程体系、提升师资素养、强化实践与跨学科融合等方式,培养适应2020年及未来的工程师,确保美国工程领域的领先地位,解决当前工程教育与行业需求脱节、学生吸引力不足等问题。
2012年,为进一步加快本科工程教育的发展,推进工程人才建设,NAE发布《将真实世界的经验融入工程教育》(Infusing Real World Experiences into Engineering Education),介绍了29个成功将真实世界经验融入工程或工程技术本科教育的项目,旨在通过提供实践指导,促进本科工程教育体验的丰富性和相关性,从而培养更有准备、更具全球竞争力的本科工程人才,帮助他们将真实世界经验融入美国工程项目。
2017年,美国工程教育学会(American Society for Engineering Education,简称ASEE)发布《工程本科教育转型第二阶段:关于未来工程师的见解》(Transforming Undergraduate Education in Engineering Phase II: Insights from Tomorrow’s Engineers),指出当前工程教育在培养“T型人才”上的存在重技术基础(数学、科学等知识)、轻专业软技能(沟通、领导力等能力)的核心短板,并提出课程改革、教学法优化、行业对接、师生支持等维度的改进建议,以通过贯穿全程的项目式学习、多元化团队协作、强化行业实践,培养适配21世纪职场需求的工程人才。此后,ASEE又发布了工程本科教育转型第三阶段和第四阶段的报告,分别关注女性及教师群体在本科工程教育中的参与。
2025年,美国工程与技术鉴定委员会(ABET)发布《2026-2027工程项目认证标准》(2026-2027Criteria for Accrediting Engineering Programs),旨在促进系统性提升工程教育质量,以满足其在动态且竞争激烈环境中需求的工程教育质量。该标准指出,学生应当能够通过应用工程、科学和数学的原理,识别、表述并解决复杂的工程问题,并能够应用工程设计,提出满足特定需求的解决方案,同时具备沟通、伦理与职业道德、团队协作、总结概括以及获取新知识的能力。
二、课程建设:加强工程课程建设
在课程上,美国不断加强对工程课程建设的重视。《2026-2027工程项目认证标准》明确指出,工程课程内容必须为每个领域提供充分内容,符合学生成果和项目教育目标,以确保学生做好进入工程实践的准备。课程应当具备四个要素:至少30个学期学分(或同等学分)的大学水平数学和基础科学课程组合,其中应包含与该项目相关的实验经验;至少45个学期学分(或同等学分)的工程课程,包括工程学、计算机科学与工程设计,且必须利用现代工程工具;与工程项目教育目标一致的课程补充技术内容;一项最终专业工程设计项目。该标准为美国工程项目的课程设置做出了明确规定,为美国卓越工程师的培养质量提供了法律保障。在具体课程设置上,美国众多大学都推出了多元课程体系,注重将学生培养为才能出众的卓越工程师。如佐治亚理工学院和埃默里大学共同开发的华莱士·H·库尔特生物医学工程系(Wallace H. Coulter Department of Biomedical Engineering at Georgia Tech and Emory University),结合了埃默里大学在医学和生命科学方面的优势,以及佐治亚理工在工程和技术方面的卓越,为两所大学的学生提供了一个独特的跨学科合作环境。在本科课程上,该院系课程包括工程基础课程与生物学及临床基础课程,强调问题式学习的应用,课程内容注重真实临床问题的融入,以推动课堂教学和实验工作。同时学生将学习四年的设计课程,掌握如何制作原型、测试和沟通解决方案。学生也可学习辅修课程,深化自己在计算机、公共卫生、商业或设计等互补领域的专业知识,拓宽技能,为医疗、技术和创新领域的跨学科职业奠定基础。此外,该院系还为高年级学生设立了库尔特生物医学工程顶点项目课程,学生通过跨学科团队合作,在导师和行业顾问的指导下,熟悉医疗器械、诊断、康复和全球健康等领域的挑战,识别未被满足的临床需求并开发创新的生物医学解决方案,从而为在工程、科研和创业领域的职业做好准备。
三、培养模式:不断创新卓越工程师培养模式
在工程师培养上,美国众多大学采取了不同的培养方式。西北大学工程学院(Northwestern Engineering)采用全脑工程模式来培养工程师,将左脑思维(分析、逻辑、综合和数学)与右脑思维(促进直觉、隐喻思维和创造性问题解决)相结合,以赋能学生成为全脑工程师。学生从第一年开始直到研究生阶段,将不断学习计算机编程、物理、工程力学和微分方程等课程,以培养数学能力、分析能力和理性思维等左脑技能。右脑思维上,西北大学工程学院注重培养学生的发散性思维和创新思维,注重创新和领导,帮助学生学会全脑思考。麻省理工学院生物工程学院(MIT Department of Biological Engineering)则注重校企联动,为学生提供多样的资源,促进学生成为优秀的生物工程师。工程学院每年举办职业博览会,为招聘公司提供了与所有对工程与生物学交叉领域职业感兴趣的麻省理工学院学生和博士后的机会。同时麻省理工学院的麻省理工学院生物技术集团(The MIT Biotech Group)为来自各类背景的麻省理工社区成员提供知识和资源,助他们成为未来生物技术领域的领导者。
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