美國工程教育學會(America Society for Engineer Education,ASEE)對工程下了這樣的定義:工程是應用科學和數學原理、經驗、判斷以及常識去造福人類的藝術。美國國家科學基金會(The National & Science Foundation,NSF)對工程師的描述是:當科學家試圖發現未知世界的時候,工程師們正在應用基礎科學來設計、開發新的工具和系統來解決人類社會所面臨的問題。工程師縮小了人類所能想象到的與應用自然法則所能實現的二者之間的差距。從上述描述中可以發現,美國社會認為與工程人才培養相關的兩個重要因素是:數學與科學原理的學習、工程專業知識的應用。美國的工程教育也主要圍繞這兩個方面來進行。
7 s' b5 u0 [; f' g$ t8 U
K7 ~9 G8 {5 M5 n$ e8 n; d! b
中小學階段屬于知識普及階段,因此在美國k-12(從幼兒園到高中)階段的科學、技術和工程教育之間的區別并不明顯。美國政府十分重視這一階段的科技與工程教育,從20世紀80年代后期開始出臺了一系列有關中小學學生科技與工程教育的政策和文件,包括1985年的“2061計劃”,1996年的《國家科學教育標準》,2000年的美國教育法等。這些政策強調在中小學階段加強對學生的科學和數學知識的教育,如“2061計劃”就規定學生們在2年級、5年級、8年級和12年級結束時在科學、數學和技術方面應該知道和掌握什么樣的知識和技能。美國教育部在2007-2010年的戰略計劃中也強調對所有學生要加強數學和科學知識的學習,為此,教育部將采取多項措施增加大學預修課程和國際預科中數學和科學班級的數量,并推動和影響聯邦政府為此投入更多的資金,以為國家培養更多的數學家、科學家和工程師。奧巴馬政府的藍圖中也有有關中小學教育改革的方案(A Blueprint for Reform:The Reauthorization of the Elementary and Secondary Education Act),政府將撥款3億美元來支持中小學的科學、技術、工程和數學學科的發展。其中在2011年度的財政預算中將有1.5億美元建立創新基金,促進中小學生在實踐中進行創新。在這些政策的指導下,美國K-12階段工程教育的目的主要是培養孩子們的探究精神,在課堂上強調“自己動手(hands-on)”的工程教育理念,激發學生們對工程知識的自主學習興趣。
9 O- y5 S# N0 o$ e E) J5 ~: E! S' ]- h7 D
美國的工程專業的本科教育主要分為兩個大類:一類是工程學(Engineering),另一類是工程技術(Engineering Technology)。工程學的畢業生通常被認為是“創新者”(innovators),他們為解決復雜的問題設計新的分析方法和思路。大部分畢業生會在方案設計、系統工程和產品研發部門謀得職位。如果需要進一步深造的話,他們可以進入工程學專業的碩士和博士階段學習。而工程技術畢業生則并非如此,他們通常被認為是“應用者”(implementers)。工程技術畢業生應用所具備的知識和實踐訓練來解決具體的技術問題和一般的設計問題,他們大都進入工業領域的建筑,產品設計、開發、檢驗、技術操作以及技術服務、銷售等部門工作。工程學專業課程包括微積分和以微積分為基礎的理論課程。而工程技術專業的課程要求與之不同,并不要求學生學習深奧的數學和科學的理論知識,他們更強調對這些知識的應用,該類畢業生如果要攻讀研究生,通常會選擇工程管理、建筑管理、工商管理及類似的專業。在美國所有的州,工程學畢業生通過考試和工作經驗證明都能獲得工程師專業注冊資格,工程技術畢業生則在大部分州都能獲得專業注冊資格。因此,總的來說,二者的區別在于,在課程學習方面,工程學專業的學生比工程技術專業的學生數學要求更高;進入工作階段以后,前者一般從事設計工作,后者則負責把這些設計付諸實踐。畢業于工程學專業的學生通常被稱為“工程師”(Engineer),而畢業于工程技術專業的學生則被稱為“技術專家/技師”(technologist)。9 h# a2 q& C& u/ d) p2 ] r
8 N5 @& \( V: O$ s& u( y$ T+ h! M
在美國,以本科及以上階段教學為主的工程大學基本上都是以招收工程學專業的學生為主,如麻省理工學院、斯坦福大學、加州大學伯克利分校等。在2009年ASEE對全美300多所工程院校的調查中也可以發現,70%以上的工程院校在本科和研究生招生中都是以工程學專業為主。不論是工程學還是工程技術專業,除了掌握基本的專業理論知識外,美國大學都強調培養學生的專業實踐能力。如MIT 為本科生開展了本科生實踐機會項目(The Undergraduate Practice Opportunities Program,UPOP)[9]。該項目為工程專業二年級學生提供為期一年的輔助課程。UPOP的課程采取兩種方式來實現:工程實踐和職業規劃。這些課程包括以下幾個階段:
1 V( ^* }3 Z9 g/ Z1 U& D
6 |2 n: \& b/ u) _" K" R ?(1)在秋季學期中,學生們開始學做簡歷并進行面試,通過與校友和工程專家們的會面來建立自己的職業網絡;9 j5 o( Z9 Q' R, U& G: X
# e; a* ?9 d: h- ?(2)在每年的學期交叉時段進行一周集中的經驗學習,學生們接受工學院和斯隆管理學院的教師們的指導,并輔以工業界專業人士的指導;
5 z4 A1 R; e( \$ W) t9 m! L
/ C% `, X# d, ~- L' B/ ^(3)春季學期,學生們開始尋找工作,指導教師會幫助學生獲得一個與個人需求和志向相符的夏季實習工作;
2 i7 r/ V; ^: F: r! Y& U, w4 {. G5 i7 V0 q
(4)10-12周的夏季實踐課程。在這個過程中學生們要在真實世界中應用他們的技術和人際交往技能。在MIT的教師和工業領域的專業人士的指導下,學生們通過身體力行在工業界、政府和非營利組織中應用他們所學的知識進行暑期實踐活動,建立自己的職業網絡,并掌握在整個求職、工程實踐、專業信譽的建立過程中的關鍵性因素,為他們將來的職業開展做好心理和實踐準備,從而為自己能在未來的工作中茁壯成長并進行自我超越打下基礎。1 {& v: p3 ^( r+ I/ i: ~( I
7 T+ \( G3 c, I) j' V
美國工程類院校對本科生的要求中,除了學習本專業的知識和進行實踐鍛煉之外,還必須修一些人文社科類的學分。通過這些課程的學習讓學生們了解國家的歷史和文化,掌握必要的與人溝通的技巧和表達能力,同時結合專業知識,使學生成為一個善于團隊合作、不斷適應變化、發揮創新能力的新型工程型人才。- T$ r1 ]# s7 L$ c* p
5 f1 [$ Y% C5 F; h" f1 ^
美國的工科大學主要為社會培養工程研究型人才和工程應用型人才,工程學專業的學生碩士或博士畢業后,主要是進行原創性研究和技術開發以滿足社會不斷發展的需要,工程技術專業的畢業生則需要把所學的知識應用到實際工作中,解決工程領域所出現的問題,成為工程應用型人才。除此之外,美國的社區學院還培養工程技能型人才,社區學院教授的工程課程主要為社區內需要就業的人員提供職業技能培訓。這樣,美國不同層次的高等教育形成了有差異的工程人才培養模式,滿足了社會對不同工程人才的需求。
4 {/ J& W+ x. I1 ?