英国工程类大学多学科融合的教育体系审视及机制研究.pdf

/长春工程学院学报(社会科学版)年 第 卷 第 期.(.)./:./.英国工程类大学多学科融合的教育体系审视及机制研究收稿日期:基金项目:吉林省高等教育教学改革研究课题“基于中英高等教育对比下的大学生个性化发展的本科教学改革研究 以工科专业为例”(项目编号:)吉林省高教科研课题“国际化人才培养模式下的交叉学科师资建设和考核机制研究”(项目编号:)吉林省职业教研与成人教育教学改革研究课题“高职学生工 匠 竞 赛 培 养 路 径 研 究 与 实 践”(项 目 编 号:)吉林省教育厅科研课题“动物足垫粘着摩擦机理及其在制动器增摩延寿机能上的仿生优化设计”(项目编号:)吉林省教育科学规划课题“应用型本科院校工科专业以学生为中心的培养模式研究 借鉴英国高校卓越教学计划”(项目编号:)作者简介:吴波()女(汉)吉林长春副教授主要研究机械工程及相关实践教学改革吴 波张 嵩于 博晓 冬长 青(.长春工程学院 机电工程学院长春.吉林广播电视台 卫视频道长春.长春工程学院 工程训练中心长春)摘 要:针对工程专业学科交叉和课程体系建设以英国工程类大学为范本 首先研究了英国高校学院设置多学科融合性体现、培养方案对工程专业认证的服从性制定 其次分析了课程设置中应用与理论的巧妙融合、课程内容对工程实践的有意强调 再次基于新冠疫情特殊时期现状对比分析英国与中国高校工程教育机制和应对措施 深度剖析了英国工程类大学的教育体系和课程机制希望对我国的工科建设有所启发关键词:英国多学科交叉工程专业大学教育中图分类号:.文献标识码:文章编号:()云计算、大数据、打印、智能制造等技术领域已经不再拘泥于理论层面正向着工程应用、多学科融合的方向推广铺开 对于人才的培养我国综合类高校工程专业的培养任务与课程设置改革迫在眉睫 发达国家在经历多次工业革命后工程教育方面几经改革颇具心得 本文根据 年泰晤士世界大学排名和工程技术学科世界排名 分别在排行榜前、中、后几个位置选取 所英国高校进行本科生培养方案和课程设置研究 在英国综合类高校多学科融合的工程教育及专业认证体系中受到些许启发结合当前新冠疫情课程体系设置、英国脱欧后的移民政策、思政教育等热门态势进行深入拓延本文参考的几所英国大学均为百年名校教育模式各有特色但在工程教育体系方面却有共性一、英国学院设置体现多学科融合英属高校()一般分为两大类联邦制和普通制 联邦制大学由多个学院或办学团体组成()且每个学院都有其独立性 这类学院多为独立管理可为学生提供住宿并负责部分或者全部教学功能通常以人名命名 一般只有世界知名高校才采取这种联邦制办学方式如牛津大学、剑桥大学、伦敦大学和杜伦大学等 但是这种制度会导致学术力量分散每个学院涵盖专业的多样性好似一个综合大学但其学术资源却无法支撑这种多样性 故这类联邦制高校又平行划分了学术学院(或)学术学院的命名方式便体现了专业的划分且学术学院会承担部分或全部该校相关专业的教学工作 普通制高校的学院()划分便如同联邦制高校的学术学院划分以专业命名、以学科划分 由表 可以看出英国高校的学院划分十分简练相关专业融合在一个学院中便于切磋交流和学科交叉 专业的细化与分支则体现在学院的下一级单位学术系(或)中类似我国的一级学科和二级学科英国会把一级学科做为学院二级学科做为学系如表 所示为几所英国高校工程类学院下属学系的归集工程类学院在英国高校中下属学系可谓涵盖面最广也最杂有些基础学科如物理、化学、生物等理论性较高的会归为物理科学学院所辖而偏于应用类的会归为工程类学院所辖 由工程学院所辖系部来看英国高校对于工程应用的重视程度并非一般 每个学系在教学方面负责管理自己的培养方案、课程设置和课程安排 但本科生和研究生的基础课程学系间会交叉开设各取所长表 英国高校下属学院(学术学院)划分个数 高校学院个数高校学院个数英国帝国理工南纳普顿大学牛津大学萨里大学曼彻斯特大学巴斯大学剑桥大学格拉斯哥大学诺丁汉大学西苏格兰大学表 英国高校工程类学院下属学系归类情况表 大学工程类学院下属学系 曼彻斯特大学()理工学院计算机科学学系电子与机电工程学系物理与天文学系化学学系化学工程与分析科学学系数学学系地球与环境学系材料学系机械、航空与城市规划学系诺丁汉大学()工学院航空学系建筑和环境设计学系化学和环境工程学系土木工程学系电子和电气工程学系机械、材料和制造工程学系剑桥大学()科技学院工程学系化学工程和生物技术学系计算机科学和技术学系理学院生物学系生物、遗传和动物学系化学学系计算机科学学系自然科学学系物理学系二、英国培养方案体系制定体现工程专业认证特色通过英国高校专业培养方案可以看出每个专业在说明入学要求后便开始介绍该专业的培养目标 培养目标涵盖学生个人技能即解决相关专业问题的能力培养基本科学理论的运用培养沟通能力、敬业精神的培养可持续发展和环境保护意识的培养团队合作的培养、社会实践经验的培养等然后铺开介绍毕业要求以高校西苏格兰大学长春工程学院学报(社会科学版)()机械工程专业培养方案为例其列出 级 个细化分支如表 所述 完全体现了工程教育专业认证对学生的培养目标和毕业要求并将其渗透至每一个教学过程和环节中 该高校在每学年的课程安排前都加入了该学年开设所有课程对应的毕业要求进一步强调了学生该年度的学习任务 课程大纲中不仅体现授课形式、课时、学生完成课程学习后需要具备的能力还体现了课程目标对应的毕业要求表 英国高校毕业要求实例毕业要求具体内容.知识和理解 ()了解基本的自然规律及其与一般机械工程、设计和相关专业的相关性()在机械工程环境中发展了对支持科学和数学的必要理解()对工程和设计中使用的材料的科学、工程和性能以及制造中使用的设备和工艺有一定的了解和掌握并对基本的车间操作有一定的认识()对现行设计程序和方法有一定的认识和了解()获得和理解基本的工程和经济商业模式的实践过程()基本了解工程师在社会上的地位和责任.技术能力()培养了关键的、以分析问题为基础的学习技能和可转移技能为学生毕业后就业做准备()具备运用知识和理解(第 条)结合观察到的信息解决机械工程和设计问题的能力()具备进行典型机械工程设计的能力能识别各种可能的设计方案()能够解释来自不同相关领域的数值、数据或信息()能够将工程或数学模型应用和分析共用系统、制造过程和产品()了解健康和安全、经济、可持续性等问题的影响和限制()认识到必须遵守的职业规则.实践技能()具备对计算机辅助工程设计工具的理解和应用于实际工程问题的能力()利用电脑软件和数值模拟方法解决工程和设计问题()使用并了解基本的实验室仪器和程序编制()制作技术报告和口头报告并有能力创建工程图纸、模型和合理的工程图形()表现出对项目和业务管理的基本流程的了解.沟通能力 ()运用所有目前认可的沟通媒体清楚展示设计及具有沟通能力()展示自主实践和团队合作所需的技能包括有效管理时间和资源的能力()了解终身学习、研究和探索的重要性并认识教育对社会的价值()认识到机械工程技术的持续发展并认识到在获得职业工程师资格的整个职业生涯中继续学习和个人及专业发展的必要性()展示高水平的咨询和科研技能()有能力承担团体项目工作或个人项目工作 以学生为中心的教学手段运用方面工程专业相比较社科类专业来说单一死板了许多 理论授课形式多以教师讲解、学生听学为主 课程学时说明中除了理论课时、实验课时、习题课外安排了占整个课程学时 的自学时间可见在英国学生课后的自学教学手段已成为惯例同时考试课程对于试题的范围选取均以自学内容为主 教师对于学生作业布置亦用心良苦往往同类型应用计算题设置为每个学生一组数据学生间无法进行作业参考均需独立思考当然教师对于每组数据的计算结果均需验证故作业批改周期较长通常为 天 学生如何完成自学课程并提交有效学习成果呢?每个高校都有自己的网络学习平台学生从入学伊始便可通过个人学号登录该系统学生在校期间所有的学术活动、课程文件及职业发展规划等均记录在其中 教师将课程相关文件、课程安排及实时调整的通知等情况均发布在该系统中所有相关班级中的学生均可查阅和收取消息 至此成绩评定、作业提交、在线预习、学习和复习、问题解答和反馈等等与学生学业相关一切活动都可以在该线上系统中完成这样学生可以灵活利用业余时间进行线上自学和资料查阅教师也可以随时随地给予学生问题反馈可见英国式以学生为中心的教学模式是建立在学生自学、自查、独立思考的基础之上的 这种教学 吴 波等:英国工程类大学多学科融合的教育体系审视及机制研究模式学生很难拿到高分数英国高校亦十分人性化地制定了分数等级和学位等级学位等级基于学生 年制所学全部课程的平均分数而定 分数与等级对照详见表 表 英国高校分数等级与学位等级划分分数区间分数等级平均分数区间学位等级 优秀()一等学位()良好()二等一学位()一般()二等二学位()及格()三等学位()三、英国课程设置体现应用与理论的紧密结合性以英国高校工程领域为例通常高校会在该领域的课程体系设置中同步列出本科教育()和硕士研究生教育()课 程 安 排 情 况 这 是 因 为 工 程 学 士(:)和工程硕士(:)的教育年限仅相差一年所学课程亦相差无几也可以理解为英国的硕士教育周期仅为一年 所以同步列出课程安排有助于学生在本科入学前便定位其大学学习时长和想要取得的学位等级 故外界认为的英国高校本科期间才可称做精英教育的说法并不为过 在英国各大高校中的工程专业均经过工程专业协会认证因此取得这类工程学学士后可寻求多样的职业发展趋向如果从事工程相关领域工作在积累工作经验五年后便可成为一名专业工程师并由该行业协会授予权威工程师资格证书 本科毕业生取得该工程师资格证书后若想继续进行学历教育可直接申请博士学位深造即工程实践经验可替代硕士学位可见英国高校对工程实践经历的政策性认可度很高 是什么样的课程设置会受到专业协会和社会的认可呢?表 列写了 所英国知名高校其中的一个专业课程设置时间周期 可以看出英国高校在人性化的制定课程设置时间周期的同时也考虑到了工程应用的必要性 人性化反映在学生可以自行选择学位学习周期本科在读时间有 年和 年两个选择 当然工程应用主要体现在这相差的 年学习时间中这类学年一般被叫做专业训练()年或者工业实习 年()会安排在专业基础课程授课学年之后由学校派出学生在相关工程领域单位进行实践训练实践训练结束后学生返校步入结业学年该年度学校会安排较少的专业课程和大量的工程训练和实验以配合学生进行毕业论文的撰写 硕士研究生的课程设置周期亦如此当然硕士研究生比本科生增加了 年的专业课程使其理论层面更进一步表 英国高校课程设置时间周期大学专业学位时间周期巴斯大学()化学和石油工程()()()萨里大学()化学工程()()()诺丁汉大学()建筑工程()()()()()长春工程学院学报(社会科学版)()也有些英属高校仅有 年制本科教学且其中没有实践年度的课程安排但为了配合工程应用在课程设置中制定了三大体系:体系一在对基本工程原理的理解基础上可以灵活运用的课程设置 体系二学术理论与生产实践相结合的课程设置 通过个人或小组项目利用实验室设备和其他设施来完成对工程应用中的规范和方法的有效运用 体系三项目和企业管理的课程设置以加强和扩大学生在工程行业中的管理技能 可以看出三大体系中两大体系都是围绕着工程应用和实践而设置的英国高校将理论融入工程实践的力度和紧密度实非一般四、英国课程内容体现工程实践在英国本科教育对各个年级的定级如表 所示与我国完全不同 当然比本科多一年的硕士教育便定为 年级表 英国本科教育年级制定与我国对比本科年级年级判定与对比中国英国大学一年级大学二年级大学三年级大学四年级 年级 年级 年级 年级以机械工程专业为例 年级学生学习基础课程包括工程数学、大学物理、计算机、金工实训、等 年级学生学习专业基础课程包括机械制图、金属材料、工程管理基础、工程热学和流体力学、材料力学、金工实训 等 在、年级的课程中除实训类课程外的理论课中实验课时和理论课时安排比例通常为 至 当然实验分值也相对较少通常占课程总分的 但学生步入 年级后开启对专业课程的学习考核方式和课程内容规划较前 个学年有了很大的变化 专业课的性质分为必修课和选修课 考核方式由案例研究、课后作业、课堂测验、开/闭卷考试、课程报告或实践报告、实验等组成每门课程根据课程内容来分配考核方式数目 实践类工程应用课程由于以案例研究为主每个学生或者每个学习小组的题目各异学生完全依靠自身所学的专业知识来完成教师布置的工程案例故案例分值给定较高通常占课程总分的 左右这类课程考核方式相对简单基本由两部分组成即案例研究和实践报告 其他课程对于每个考核方式的分值分配都十分均衡没有过度偏重于哪种方式 这类课程中包含实验设计的课程较前 个年级增加了实验课时量、同时提高了实验分值 有些专业课为理论 工作室实践()授课方式如同理论课和课程设计联合授课每周两次课一次课教师理论教学为学生分组动手设计做铺垫另一次课在工作室进行应用练习学生将理论和应用同步边学、边找问题、边改进理论课授课效果提高实践应用得心应手 可见英国的授课内容、考核方式和分值分配充分体现了学生将理论举一反三地应用于实践的初衷亦体现工程实践在大学学习期间的重要性教师在评定学生各个环节的成绩时淋漓尽致地体现了对教学的严谨性和学术不端行为的严苛性 在工作室实践和实验课成绩评定上由于学生进行操作和实验时分组进行故同组同学的实践和实验过程类似、实验数据相同不同组别的题目设置相同或一组一题 任课教师通常以报告和出勤情况来进行成绩评定不同组别由于实验数据大相径庭故报告内容雷同可能性很小但同组别的报告评定教师的给分标准非常严格 教师在制定报告内容时便设置实验数据采集、理论分析、灵活编程、对比研究等环节现场实验数据采集仅仅为报告的小部分大部分内容需学生查阅大量资料、结合课堂知识以及自学扩展内容来进行分析故报告的内容以及分析方法需人人不同、各有特色 如若同组中两人选用同一种分析方法教师便会鉴定为雷同或抄袭并给予最低分处理当然学生在收到成绩后可以进行申诉教师通过学生的申诉决定是否调整成绩 由实验报告的成绩评定可以看出英国高校以学生为中心的教学模式推进已十分完善亦可以看出在本科生培养过程中对学术不端行为严重后果的示范性教育 在考试课程的成绩评定上无论闭卷或者开卷考试在试题符合培养目标和课程大纲的前提下英国高校对于试卷评阅的严苛性充分体现了“产出导向”和“持续改进”一门考试课从课程安排、授课计划到考试卷的批阅一般由任课教师和校外专家共同把关学生在学习网站上也可以看到校外专家介入考评的时间和给定的成绩 通常这类参与理论课程成绩评定的校外专家亦为其他高校的在职教师这种兼顾质量和公平的教学评定方法大大地增加了成绩的认可度五、新冠疫情期间英国高校的教学情况 年对于全世界来说都是不平凡的一年我们共同面临和对抗新冠病毒 英国各大高校效仿中国的线上授课模式保证了疫情期间学生的学习和研究正常进行 英国高校 学年通常包括 个学 吴 波等:英国工程类大学多学科融合的教育体系审视及机制研究期第 学期设置在每年的 月第二 学期设置在每年的 月第 学期设置在每年的 月一般第 学期仅为研究生设置称作实验或论文撰写学期 疫情席卷英国时各个高校恰好处于第 学期期中多数课程仅进行到一半 所以英国的线上授课没有准备时间学校停止校内面授授课后便立刻进入线上教学阶段教师和学生些许手忙脚乱有些学校会插入一个缓冲时间约 个星期做为教师网络备课准备时间这段时间教师们将以面对面授课之外的途径完成课程进程如实时在线授、录制的讲座或其他合适的资源供学生可以随时访问、直接阅读、在线活动等 缓冲期学生依然有自学学习任务 教师网络授课过程中信息发送、通知以及作业布置以邮件形式通知学生提交这类相关文件亦以邮箱形式回复 相关教学文件依然发布在类似 的教学网站上线上授课通常采用 或 软件 对于课程成绩评定各个高校采取的措施十分类似不同年级制定不同的课程评估体系 级(本科一年级)和 级(本科二年级)考试不需要在第 学期举行推迟到下一个学年进行但不适用于专业和监管机构()规定范围内的课程、和 级考试将由其他形式的成绩评定方法取代如开卷考试或课程作业不适用于专业和监管机构()规定范围内的课程 很多大学的开卷考试会在考试前 个星期由任课教师将试卷上传至学习系统并对学生开放考试当日有 个小时时间供学生上传试卷未按时上传试卷的学生该次考试成绩为零 闭卷考试则为实时进行考 试 开 始 后 发 布 试 题 结 束 前 学 生 上 传试卷 疫情对于毕业班的学生和负责毕业设计的教师是一个很大的冲击尤其是工科专业的学位论文撰写需要实验数据支撑 学校封闭后教师逐一筛选斟酌更改需要实验为依据的毕业论文方向增加虚拟仿真分析、理论推演和文献综述部分内容减少实验支撑虽然英国国情和教育体系与我国大相径庭但在工程专业认证和以学生为本、产出导向的教育理念方面亦目标一致 在全球共同体大趋势下两国的工科教育可融会贯通、互补互利为培养优秀工科人才燃蜡助力参考文献 .:/./.:.:.:/./.:/./.:/./.:/./.:/./.:/./.:/./.:/./.:/./.:/./.:/./.():.:/./?.:/./.():.:/./.:/./.(下转第 页)长春工程学院学报(社会科学版)()():.刘国买姜哲李宁等.组织创新视角下现代产业学院发展特征与变革路径.高等工程教育研究():.蒋新革.产教融合视域下产业学院治理体系建设研究.职业技术教育():.金劲彪侯嘉淳吴艳萍.现代产业学院建设的法律风险与防范 基于江浙产业学院建设的实证分析.教育发展研究():.李嘉伟.基于工作过程系统化的旅游管理专业现代学徒制菜单式课程开发策略 以广科长隆旅游产业学院为例.教育观察():.孙振忠黄辉宇.现代产业学院协同共建的新模式 以东莞理工学院先进制造学院(长安)为例.高等工程教育研究():.王春利孙丹丹徐瑶.“五个一体化”现代产业学院新模式建设研究.现代教育科学():.黄彬.现代产业学院知识协同生产与课程开发探析.教育发展研究():.王成林王乐乐.北京地区物流产业学院建设模式研究.探索与研究():.张福生王超葛阳等.高校产业学院建设机制的探索与实践:以常熟理工学院智能电梯产业学院为例.高等教育工程():.():.:(上接第 页).():.:长春工程学院学报(社会科学版)()