01 背 景
TU Delft 成立于1842年,位于历史名城代尔夫特,在荷兰三所专业技术大学中历史最悠久、规模最大。TU Delft由八个院系组成,每个学院有一定的自主权。与其他大学相比,TU Delft开放、包容,等级制度扁平化,且研究成果世界一流,在泰晤士报高等教育世界大学排名和QS世界大学排名中,分别位列世界第63位和第54位。
TU Delft的17个本科专业大多使用荷兰语授课,本科学生人数约为11400人,过去十年变化波动不大;而硕士生人数则迅速增长,目前已超过20000人(如图1所示)。
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图1 2006-2016年TU Delft的本科和硕士总人数
02. TU Delft 教育方式的发展
代尔夫特理工大学(TU Delft)在工程教育领域有四个方面成就:高超的教育管理水平;成熟的创新工程项目;开放的在线教育平台;以学生为主体的课外活动。
与其他大学工程教育不同的是,TU Delft没有经历系统性改革或从无到有的发展,而是经历了渐进式变革。TU Delft在保持卓越学术声誉的同时还进行了教育变革,并逐渐衍生到整个工程教育领域的创新。渐进式变革重要的是跨校合作和建立共识,其核心是为学院和教师提供发展机会和空间,以进行自下而上的教育改革。
2.1 提升学校教育形象(2005-2010)
2005年,TU Delft开始探索跨校合作,根据荷兰研究型大学之间达成的一项用来评估学校在教育方面目标和需求的协议,TU Delft为教学人员引入了强制性的UTQ(大学教师资格);还在全校范围内发起教育倡议,于2007年和2009年分别在工业设计工程学院和航空航天工程学院启动了两项引人注目的教育改革;此外,TU Delft开始发展开放在线学习,在2007年推出了开放课件网站,到2010年,已经形成了开放在线学习的专业团队。
2.2 实施学习成功计划(2010-2013)
TU Delft在2011年推出了学习成功计划,对本科教育进行了一系列改革,例如要求学生在第一年学习中取得75%的学分,以便继续第二年学习。学习成功计划的成功实施实现了学生成绩的快速提高,在2011至2015年,完成第一年学习的本科生在四年内获得学位的人数比例从22%上升到55%。
2.3 发展在线教育平台(2013-2015)
大力发展在线教育。TU Delft有开放在线学习的基础,在2012年底开始制作第一套大规模开放在线课程(MOOCs),很快就有8万名学生报名学习,线上学习的学生数量持续增多,此举为全球开放教育运动发挥了关键作用。接着TU Delft迅速跟进并建立相关机构,在2014年成立了在线开放教育推广学院,到2016年9月,MOOCs的注册人数已超过一百万。
2.4 制定新的教育愿景和保障措施(2015至今)
2015年TU Delft开始探索如何促进工程教育创新发展;2016年,为了支持鼓励教学中的探索和创新,TU Delft推出了“教育焦点”倡议;2017年,TU Delft成立了教育学院,把以前“分散在校园”的线上、线下和混合学习的资源和平台整合到一个大平台;此外,TU Delft还制定了新的教育愿景。
2.5 学生主导的课外活动的发展
一直以来,TU Delft以学生主导的课外活动而闻名。这些课外活动的主体很广泛,主要有社交俱乐部、学生会和各学院的学习协会。从1999年开始,这些课外活动开始向工程和技术应用方向发展,逐渐形成了课外活动的空间——Dream Hall。从此,这些课外社团飞速发展;从2013年开始,TU Delft和校外企业开始为Dream Hall提供更多的经费。每年TU Delft支持约150万欧元,企业对赞助约500-1000万欧元。
03.TU Delft 的教育方式
TU Delft的工程教育模式具有多样性,其17个本科项目和33个硕士项目是独立设计和实施的,在课程设计和教学方法上存在很大差异,但有四个共同特点:
1. 深厚的学科知识。TU Delft在学科知识方面具有严谨性,其培养的学生通常具备扎实的数学、机械和工程的基础知识。
2. 工程、科学和设计的融合。每个课程项目都融合了工程、科学和设计。
3. 历史悠久的学生为主导的实践学习文化。该文化是由学生主导的课外活动发展而形成的,目的是养成领导力,将所学知识应用于实际工程问题。
4. 对混合学习和在线学习的创新。TU Delft在混合学习和在线学习方面不断探索创新,对校内外学生产生了积极影响。
表1概述了TU Delft工程教育的主要特点以及保障措施。
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04. 课程设计
TU Delft的教育结构参考“博洛尼亚3+2模式”,设置三年制本科课程和两年制硕士课程,不设置公共基础课程,学生在本科时专攻工程学科。TU Delft的特色项目有三个,分别是航空航天工程、工业设计工程、城市化和建筑科学,此处以航空航天工程学院为例。
航空航天工程学院有1400名本科生、1200名硕士生和70名全职教学人员。本科和硕士采用全英文授课,旨在培养“T型工程师”。
本科阶段的通识教育培养综合问题解决、设计和团队工作的技能,即“T”的横杆;硕士阶段专业教育培养专业知识和研究技能,即“T”的竖杆。
TU Delft航空航天工程学院的本科课程采取项目式学习,强调将学科知识应用于真实工程问题。本科五个学期的课程分别集中在设计的五个不同阶段:探索;设计与实施;系统设计;测试、分析和仿真;核查与验证。
第二学期的重点是“设计和建造”。在专业技能课程学习的基础上,学生要设计、建造和测试一个轻量级的机翼箱。在第五学期,学生可以从所在学院、学校,乃至国内外其他大学中选择辅修课程。
在本科课程结束时,所有学生都要参加一个全职的、基于团队的设计项目,项目为期10周。
在两年的硕士课程中,学生可以在六个方向中选择一个进行专业学习。硕士第二年,学生要进行为期12周的全日制实习,并在硕士课程结束时进行为期九个月的硕士论文撰写。
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图2 TU Delft航空航天工程课程的结构概要(原图)
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图3 TU Delft航空航天工程课程的结构概要(翻译自图2)
4.1 航空航天工程本科项目
在本科阶段,航空航天工程课程划分为三门课程,学生需要同时进行三门课程的学习。这三门必修课程分别是:
设计项目:每学期一个设计项目,学习相关专业技能的课程;
基础工程科学:机械、物理和微积分等科目的基础课程,通过自主学习或混合学习方式进行;
专业课程:空气动力学、航空结构和航空材料等科目的航空航天理论课程。
具体而言,设计项目是其他课程的基础,学生每学期要参与一个设计项目。每个项目依次侧重于工程师设计产品的关键步骤——探索、概念设计、系统设计、分析和模拟、综合和验证。
随着课程的学习,项目难度不断增加,学生需要加强自主学习。每个项目都是为了整合、应用和探索航空航天工程和技术专业课程中的主题。
本科有一个为期10周的综合设计项目。教师为学生提供一套系统工程和项目管理领域的专业课程和讲座,并要求学生整合本科所学课程知识,通过设计推进项目,所有综合设计项目都与实践密切相关,学生以团队为单位接受不同挑战。
4.2 航空航天工程硕士项目
硕士课程为学生提供了很大的灵活性和选择空间。航空航天工程硕士课程为期两年,学生入学时,可以从六个专业方向中选择自己的方向,六个方向是相同的课程结构,由学院研究小组管理和实施。
硕士第一年课程包括四个部分:与学生选择专业方向相关的核心模块;主题研究,在一个子学科中进一步专研;选修课,从学院内部或从校内外选修;文献研究,为第二年的硕士论文做准备。
以选修课为例,TU Delft的航空航天选修课中,有一门是法医工程。该课程由荷兰安全委员会的高级航空安全调查员讲授,旨在培养学生批判性地审查性能问题和故障的能力。
课程包括八个讲座和两个实践环节,主要是通过真实的案例带领学生了解航空事故调查的每一个步骤,学生以小组为单位进行项目学习,运用所学知识分析事故情况。在期末考试时,各组学生要面对一个“事故现场”,即通过在校园绿色区域建立一个带有散落飞机部件的坠机现场来模拟真实世界,并给学生一个小时进行调查。两周后,学生要提交一份现场事故报告。
硕士第二年课程主要包括实习和硕士论文。为期12周的实习是所有学生的必修课,旨在让学生适应真正的专业工作环境。每年有300—400名航空航天工程专业的学生参加实习,其中约80%在国外实习。
学院将投入大量师资去建立与世界各地航空航天公司的关系,来支持这一大规模的实习计划。实习前,学生需完成一份自我评价;实习中期,实习公司主管对学生的实习工作进行评估。实习结束后,学生要提交一份关于实习期间所学专业知识和技术的总结。硕士论文是课程的最终项目,可以是深入而专业的研究,也可以是学科专业内的设计项目。
05. 总 结
通过多年工程教育实践,TU Delft通过多个创新的教育改革形成了新式的工程教育思想,创设了一个可以让创造力蓬勃发展的环境,并培养了大量优秀的工程教育人才。其原因在于:
以设计为中心的教育方法。每个学院都将基础学科知识与实际生活应用的环境相结合。
历史悠久的学生为主导的文化。该文化推动了学生课外活动空间“Dream Hall”的创建,在培养学生专业能力上发挥了关键作用。
在线开放教育不断发展。TU Delft对在线教育领域的专业性支持促进了校内乃至全球学生的工程学习。
强大、开放、反应迅速的领导力。以设计为主导的课程、以学生为主导的活动和在线学习得到了TU Delft针对性的管理和支持。在相对分散的环境中,学生社团也非常自由,可以在学术机构管理的情况下进行创新。TU Delft也在学生社团发展的每个阶段都给予了大力支持。
通过在线学习变革学校教育。TU Delft开放的在线教育不仅丰富了校内外学生的学习生活,也激发了教育文化的变革——从传统的教师主导的教学转向以学生为中心的自主学习。
一种支撑远景规划和建立共识的文化。在TU Delft,公开辩论和多方合作的文化已经根深蒂固。在这种文化环境中,共同商议做出决策的方法得到了大多数人的认可,TU Delft已经开始通过共同商议的方法制定远景规划。
此外,TU Delft还面临着一些挑战:
1.不同学院的教学实践差异很大,课程之间的连贯性和整合性有待提高,在教师专业发展方面的创新性举措极少;
2.未来愿景声明中提出了一些教育变革的前沿想法,目前自下而上的教育改革方式不能有效支撑这些想法的实施;
3.学校重视学术研究,缺乏对教学的关注,限制了教师专业发展,阻碍了学校教育进一步改革的进程。
在过去20年,TU Delft已经形成了高质量的工程教育体系,并保持着在全球工程教育领域思想领袖的地位,相信在未来将会克服这些挑战,为全球工程教育领域提供更多先进经验。
——本文摘自MIT报告 The global state of the art in engineering education.
编辑 | 李钰
撰文 | 于智慧