麻省理工学院新工程教育改革的形成、内容及内在逻辑

2017年8月，MIT启动了新一轮工程教育改革——“新工程教育转型”（New Engineering Education Transformation,以下简称NEET）计划，代表了美国工程教育的最新发展方向。

一、新工程教育改革的形成

1、改革的基础

MIT工程教育经历过三个具有代表意义的变革时期。第一个变革时期是1861年到20世纪30年代，MIT秉持建校校长罗杰斯主张的有用的知识教育观，以培养能够参与经济建设的工程技术人才为目的，体现为工程人才培养从经验范式向技术范式的转变。第二个变革时期从第二次世界大战持续到20世纪80年代，以培养具备工程科学知识的工程人才为目的，体现了工程教育向强调基础科学知识的科学范式转变。第三次变革从20世纪90年代开始，主张工程教育从工程科学范式向工程实践范式转变，以培养具备较强工程实践能力的工程人才。经过二十年的发展，MIT第三次工程教育变革取得了卓越的成就，提出了构思、设计、实现和运作（Conceive, Design, Implement, Operate，缩写为CDIO）的工程教育理念，在世界高等工程教育领域保持着非常高的声誉与卓越的人才培养水准。

2、改革的缘起

进入二十一世纪以来，大数据、人工智能、虚拟现实等现代技术方兴未艾，产业变革与结构调整更新的速度不断加快，在线学习、慕课、智慧学习等新的学习形式不断涌现，给工程教育活动的开展提出了新的挑战。MIT秉持不断创新的精神，开始对工程教育进行系统反思，以调整工程教育的未来发展方向，使MIT在世界高等工程教育界继续保持引领地位。为此，MIT于2013年初组建了特别工作组，负责对MIT未来教育发展方向进行研究。

工作组于2014年8月发布了《面向未来的MIT教育特别工作组全校调查报告》，提出了四大改革建议：通过创建教育创新行动计划为未来发展提供根基、通过“大胆实验”改革教育理念与教育方式、跨越校园边界扩大MIT的教育影响力、通过创设新的途径以及创设新的空间来支持学生的学习等。[1]随后，MIT工学院开始了一系列具有试验性质的工程教育改革计划，计划的成功给MIT进一步深入开展改革提供了基础。2016年8~10月，MIT形成实施新一轮高等工程教育改革计划的构想。经过搜集世界各国工程教育改革资料、调研产业界需求、访谈校友及工程专业师生等研究与论证工作，于2017年8月启动了新工科改革的第一轮计划（2017—2020年），即NEET计划。

二、新工程教育改革的目标与内容

1、改革的目标

MIT新工科改革是对工程教育的一次系统性反思，强调工程教育以学生为中心，变革学生的学习方式与学习内容，以培养能够引领未来产业界和社会发展的领导型工程人才为目标。

2、改革的内容

1、工程教育的发展方向：面向未来的新机器与新工程体

MIT认为，工程教育应从关注当前产业界发展转向面向产业界未来发展，即面向未来的新机器与新工程体系。新机器是对工程师所制造出来的工程人工物的统称，例如机械类、分子类、生物类、信息类的工程人工物。新工程体系是指由新机器所组成的产业体系。

根据MIT的构想，21世纪中期的新机器与新工程体系将会由物联网、自动化体系、机器人体系、智慧城市、可持续材料与能源体系、生化诊疗、大数据等组成。与传统的机器和工程体系相比，面向未来的新机器与新工程体系体现出高度的整合性、复杂性、连通性、自主化以及可持续发展等特色。高度的整合性指新机器与新工程体系超越了传统的工程学科隔离，对机械、信息、分子、生物、建筑、能源等进行整合；复杂性指新机器与新工程体系所运用的工程技术的复杂程度不断提升；连通性指新机器与新工程体系各部分是高度连通的；自主化指新机器与新工程体系自主水平提升，可以独立于人的行为自主运作；可持续发展指新机器与新工程体系与自然生态环境之间的关系。

2、工程教育的出发点：为学生成为工程制造者或发现者奠定基础

MIT认为，新工科应以学生为中心，更多地尊重学生的个体需求与职业兴趣，通过工程教育赋予工程人才更多更灵活的职业选择。所谓更多更灵活的职业选择，指涵盖从工程制造者到工程发现者的广阔工程职业生涯领域。制造者指从事工程实践工作、在工程实践中不断创新的工程师，承担的职责包含构想、设计、实施、操作等内容。制造者是实践取向的。发现者指从事工程科学研究的工程研究人员，承担的职责包含探究工程活动规律、拓展工程科学知识等。发现者是认知取向的。

由于工程实践活动与工程科学知识之间是相互联系、相互作用、相互促进而不是二元分割的关系，所以制造者与发现者只是代表着工程职业的两个维度，制造者与发现者可以相互交往、相互促进，也可以在一定条件下相互转换。为了实现学生成为制造者或发现者的人才培养目标，MIT强调在工程教育时应以学生为本，教给学生基础性的工程科学知识，如工程科学基础知识、工程实践基本范式等。学生可以在掌握工程基础性要素的基础上，根据职业兴趣制定职业发展规划，选择不同的工程学习内容，按照制造者或发现者的职业路径做准备。

3、工程教育教学方式：关注学生的学习

MIT现有的工程教育以学科为中心，更多关注学科知识是否得以系统性传授。然而，教育是使人成为人的活动，其核心在于人才的培养，而非单向的知识传递。知识的传递是工程教育的重要组成要素，是服务于工程人才的培养这一目标的。为了达成工程人才培养目标，就需要变革工程教育的教学方式，回归教育的本质，把学生置于教育活动的中心位置。

MIT新工科开始转换工程教育的教学方式，强调以学生为本，关注学生的学习方式和学习内容，把学生真正置于工程教育活动的中心。在开展教学活动时，通过充分考量学生个体的认知风格、学习方式等的差异，选择最适合学生个体发展的学习方式，引导学生积极参与，激发学生的主动探究与自学能力，采取项目学习、小组学习、团队合作、信息化教学、智慧学习等手段，为学生成为引领未来工程发展的领导者奠定基础。教学方式的变革必然会对教师队伍的核心素养提出挑战，为确保新工程教育教学方式的顺利转型，MIT也计划为教师教学活动的开展提供专业支持。

4、工程教育的重心：强调学生思维的养成

MIT认为，未来产业界将会更加注重工程人才的学习能力和思维等方面的表现，原来强调知识习得与认知能力训练为重心的工程教育将会受到挑战。因此，新工科应更注重对学生思维的培养。使学生在工程实践中面临各种未知与复杂问题时能够运用恰当的思维思考解决。基于此，MIT提出新工科人才应具备十一种思维：制造、发现、人际交往技能、个体技能与态度、创造性思维、系统性思维、批判与元认知、分析性思维、计算性思维、实验性思维及人本主义思维。

制造指新工科人才通过CDIO工程教育理念发现和创造出不存在的技术人工物的能力；发现指通过采取探究、验证等方式促进社会及世界知识更新，并能产生新的根本性的发现和技术的能力；人际交往技能指能够与他人合作并理解他人的能力，包含沟通、倾听、对话、情商、参与和领导团队的工作等；个人技能与态度包含主动、有判断力、有决策力、有责任感、有行动力、灵活、自信、遵守道德、保持正直、能终身学习等；创造性思维指通过深入思考，能够提出和形成新的、有价值主张的思维；系统性思维指在面对复杂的、混沌的、同质的、异质的系统时，能够进行综合性全局性思考；批判与元认知思维指能够通过对经由观察、体验、交流等方式所收集到的信息进行分析与判断，以评估其价值及正确度的思维；分析性思维指能够对事实、问题进行分解，运用理论、模型、数理分析，明确因果关系并预测结果；计算性思维指能够把基础性的计算程序（例如抽象、建模等）以及数据结构、运算法则等用于对物理、生物及社会系统的理解的思维；实验性思维指能够开展实验获取数据的思维，包含选择测评方法、程序、建模及验证假设等内容；人本主义思维指能够形成并运用对人类社会及其传统、制度以及艺术表达方式的理解，掌握人类文化、人文思想、社会政治经济制度知识。这十一种思维围绕工程人才应该成为什么样的人的问题展开，关涉工程人才的工程思维、科学思维与人本思维，体现了MIT新工科改革以学生为本的理念。

三、新工程教育改革的内在逻辑

1、从现实取向到未来取向

由于工程科学知识更新的速度慢于产业实践的迭代速度，导致现有工程教育模式下培养出来的是面向现在、乃至过去的工程产业需求的工程人才，MIT倡导新工科应面向未来的新机器与新工程体系，体现出未来取向。赫尔伯特·马尔库塞曾指出，发达工业社会意识形态下单向度的人是指具备肯定现实的思想与行为模式的人，在单向度模式中，凡是其内容超越了已确立的话语和行为领域的观念、愿望和目标，不是受到排斥就是沦入已确立的话语和行为领域，丧失了否定、批判、超越现实以及创造未来的思想与行为的向度。传统工程教育培养出来的正是单向度的工程人才，只具备迎合工程产业及社会需要的能力，无法超越现实，也无法进行批判性思考，更无法引领产业界和社会的发展方向。

社会中的人本应该具有两个向度，分别是肯定现实社会的向度和否定、批判、超越现实并能够想像和创造未来的向度。为了超越传统工程人才培养的现实向度，MIT提出此次工程教育改革不应继续把重心置于对现有工程科学知识的习得及对当前工程产业界人才需求的追随，而应强调通过养成学生的系统性思维、批判性思维以及创造性思维等十一种思维，使新型工程人才具备超越现实、创造未来，能够引领产业界以及社会发展方向的向度。MIT的这一变革体现出从培养面向现在的、具备单向度思维和行为模式的工程人才到能够引领未来产业以及社会发展的、具备多向度思维和行为模式的工程人才培养逻辑的转变。

2、从学科逻辑与心理逻辑的分野到二者的整合

学科的形成建立在学科知识不断专门化、复杂化、系统化和科学化的基础之上，在学科逻辑规制下开展的教育教学活动非常强调学生通过认知活动实现对学科知识的习得与累积。按学科的逻辑开展教育教学活动有其合理性，但由于学科逻辑过于强调学生对工程学科知识的掌握以及学生认知能力训练的倾向，所以容易造成工程教育活动开展忽视学生个体身心发展规律、忽视学生工程实践经验的问题。在二十世纪初期，以约翰·杜威、威廉·克伯屈为代表的教育家曾对传统教育的学科逻辑展开猛烈的批判，强调教育活动的开展需遵循学生的身心发展规律，体现出教育活动中人才培养的心理逻辑。学科逻辑强调按学科知识建构开展教育活动，关注学生认知能力的训练，而心理逻辑则强调按学生身心发展规律开展教育活动，关注学生的实践经验，由此就产生学科逻辑与心理逻辑的分野。

在工程教育活动的开展过程中，学科逻辑与心理逻辑只是两种不同的价值取向，二者可以通过中介协调与沟通。在杜威看来，创造性研究可以超越知识与活动的二元对立，成为沟通学科逻辑的知识取向与心理逻辑的活动取向的中介。为了改变传统工程教育模式下工程人才培养过于注重学生对学科知识习得的倾向，MIT此次的新工科改革采取了整合学科逻辑与心理逻辑的策略。整合的路径体现为“串联”。串联是由若干研究子项目组成的项目集成，这种集成不是机械式的，而是围绕某一主题有意识、有目的构建的一系列相互衔接、难度逐渐递增的子项目的有机集成。串联不否认学科知识的重要性，而是建立在学科知识教学的基础之上，强调学生对工程科学知识掌握的基础之上，通过串联整合各学科知识，培养学生的系统性、分析性、批判性、创造性等思维。

3、从学科隔离到跨学科合作

由于传统工程教育强调学生对工程科学知识的习得，受学科逻辑规制，使得在这一范式支配下的工程人才培养呈现出学科专业本位的现象。学科专业本位现象的出现与工程知识复杂性程度日益提升有关。工程学科知识不断膨胀使工程知识日益复杂化，需要对学科知识进行细化，以专业的形式整合知识体系，由此导致专业与专业之间的隔离进一步加深。由于不同学科遵循不同的学科行动逻辑，所以，在没有制度规约的前提下，学科之间是相互隔离的，秉持的是划界而治理念，各学科均以各自的利益诉求作为价值判断的标准。

MIT此次新工科改革尝试打破这种学科隔离、划界而治的局面，实现跨学科培养工程人才。首先，明确新工科以工程人才培养为本位，而非以学科为本位。传统工程教育人才培养范式是专业本位的，强调的是学科知识的传递，是围绕学科知识这一主体开展的教学活动。这种范式关照的不是工程人才的培养，而是学科知识是否得以系统完善的传递。这种知识传递观容易导致工程教育活动均以学科利益为本位。通过确立工程人才培养本位观，使工程人才培养复归工程教育的中心，以人才培养逻辑和人的发展逻辑取代学科本位逻辑，打破MIT各专业、各学院之间的隔离。其次，构建合理机制，整合跨学科资源。如组建NEET跨学科工作组、执行组等多个任务组；制定串联的选择标准、学术标准、操作标准等规范；关照中小型院系；配备所需资源与相应场地；与传统的学科本位人才培养模式并行存在，相互补充，理学士学位与NEET证书并行发放等。

4、从回归工程实践到回归工程教育的育人本质

MIT工程教育回归工程实践的“大工程范式”以上世纪九十年代维斯特与莫西斯的倡导为开端。大工程范式主张工程教育回归工程实践，以服务于工程产业界的需求为导向。与科学范式时期的工程教育相比，此时期的MIT更多的强调与产业界合作，而非政府。MIT倡导工程教育回归工程的实践范式对世界高等工程教育的发展产生了非常深远的影响。

2014年发布的《面向未来的MIT教育特别工作组全校调查报告》开始更多地提到要反思工程教育范式、创新教育计划、改革教育理念与教育方式。NEET计划的宪章也明确指出此次改革的目的是对工程教育进行系统性反思，反思的内容主要是学生如何学习以及学习的内容，在一定程度上体现出MIT工程教育的理念开始从强调回归工程实践到回归工程教育育人本质的转变。具体来说，大工程范式所强调的工程实践范式是工程教育对产业界需求的回应，是以服务于产业界需求为导向的，体现出工程教育被动跟随产业界需求的倾向。而工程教育作为一种教育活动，其实质应当以育人为宗旨，以工程人才培养为本，而非以被动回应产业界需求为本。在回归工程教育育人本质理念的指导下，MIT开始更多地强调以工程实践为基础，通过更多地关注学生的学习兴趣、学习方式与学习内容，培养学生的工程思维、科学思维及人本思维，使学生成为能够引领未来工程产业发展的工具理性与价值理性兼具的人本式工程人才。

作者：

肖凤翔，天津大学教育学院教授、博士生导师；覃丽君，天津大学教育学院博士后

选编自：高等工程教育研究微信公众号

（文章载于《高等工程教育研究》2018年第2期）

来源：清华大学研究生教育