中德美高等工程教育的若干比较与思考，本文主要内容关键词为：德美论文,工程论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
最近一段时间以来，人们对面向21世纪的我国高等工程教育进行了很多的讨论。21世纪这个表征时间概念的词汇本身，未必有什么特别的魔力，大家真正关心的是我国高等工程教育的未来面貌。在当今世界经济竞争日趋激烈的大格局下，科学技术水平的竞争、人才的竞争日益成为关注的焦点。面对迅速发展的我国经济，我们从事高等工程教育的人们都在实践与思考改革高等工程教育的途径与方法，使工程科技人才的培养更好地适应国民经济和社会发展的需要。
去年，我校组团对德国、美国若干所著名理工大学进行了考察。通过考察我们更清楚地认识到：两国高等工程教育与其经济发展、学校和企业界的联系以及国际市场占有存在着密切的关系。两国工程师的培养目标有着大体相当的要求，但其实施步骤又分别适合各自的国情。尽管两国高等工程教育工作者思考问题的侧重点存在相当的差别，但有着相互靠拢的趋势，他们思考的主要问题也是相似的。借鉴他们的做法，结合我国的国情，研究我国高等工程教育的人才培养目标、途径及改革取向，这是需要进行广泛调研、认真思考、通过不断探索和实践来加以回答的重大课题。本文结合考察观感，提出我们的想法供大家讨论。
一、两国高等工程教育与其经济发展、学校和企业界的联系及其国际市场占有存在着密切的关系
1.德国的著名理工大学，为满足作为其工业优势的机械制造业的需要，发展起规模庞大、教育与培养严谨的机械系
众所周知，早在19世纪，德国大学就成为世界许多国家效法的典范。第二次世界大战以后，联邦德国经济开始重新崛起。在这种条件下，德国许多有识之士提醒政府注意工业发展对高级人才日益增大的需求。皮希特1964年指出，“教育的危机意味着经济的危机。在技术时代，任何一个产业制度，如果没有合格的后备力量都难以有所成就；我们如果缺少这种后备力量，迄今的经济发展将会骤然终止”[1]。由于取得了这种共识，在六七十年代，相对其它国家已经不那么发达的德国大学经历了一次新的发展。这次发展一方面继承了传统大学的科研和教学的双重职能，继续保持专业教育的特色，另一方面更加强调职业准备。原联邦德国1976年通过的高校总纲法第二条第一款规定，“高等学校的任务在于通过研究、教学和学习，以培植和发展科学及艺术，并为大学生从事需要运用科学知识和方法或艺术创造能力的职业作职业准备”[2]。
我校组团访问的三所技术大学：亚琛(Archen)技术大学、斯图加特(Stuttgart)大学和柏林(Berlin)技术大学，正是在这种背景下获得了大发展，并取得了和传统大学平等的地位。这几所大学给我们印象很深的一点就是，“这三所大学的机械系都是本校规模最大的系，设备最先进，学生人数最多，如亚琛技术大学机械系学生占总数的22%。它反映了德国机械制造业对机制专业学生的需求。这与他们的机械制造业，特别是汽车工业，在全国工业中占主导地位，在世界范围也占有优势是相适应的”[3]。
2.美国麻省理工学院等理工大学成长为世界一流大学的历史充分说明，能够满足国家经济发展对高级科技人才和高新科技发展需要的大学，就能获得自身发展的生机和活力
德国如此，美国也是这样。我们访问的麻省理工学院(MIT)，1865年办学伊始就以培养工程技术人才、服务社会为宗旨，培养了一大批知名科学家和著名的工业家，其中包括诺贝尔奖得主15人[4]和斯隆、斯沃普、杜邦和怀特尼等若干著名的科学家和企业家[5]。
第二次世界大战期间，麻省理工学院积极争取联邦政府的科研合同，与联邦科研和开发署签订了75个科研项目，居全美高校之首，为高等学校树立了大学与联邦政府合作的典范，开创了联邦大学的新时代[6]。许多划时代的科学发明，如雷达、盘尼西林等都是由MIT的研究人员在那时作出的。到1960年，MIT建立了数量居美国第二位的有组织研究单位，自身面貌由于有组织的研究而获得最大改观[7]，从而走到美国研究型大学的前列。
与MIT相类似，斯坦福大学十分注意将自己的发展和社会经济发展相联系。斯坦福之所以能成为世界一流的研究型大学，其重要原因之一在于它在20世纪50年代创办了科学园，从而使斯坦福大学成为了美国加利福尼亚州工业研究和开发的中心。他们鼓励教师和学生具有“企业家”精神，将科研成果转化为产品和商品。斯坦福大学因而成为硅谷高新技术的孵化器。
硅谷的创始人、斯坦福大学副校长特曼早在20世纪30年代就认识到，现代工业发展最主要的资源是人而不是物，那些智力与技术密集的现代工业应该充分利用大学智力密集的优势，如传统工业一样建立在邻近大学的地区。而“如果一所大学要成为工业发展中的一个重要因素，它必须有一定数量的教师去结识地方工业中的关键人物，同他们联系，并且…帮助地方工业熟悉大学”[8]。正是由于这种正确的指导思想，斯坦福大学才成为世界一流的研究型大学。
二、德美两国工程师的培养有着大体相当的要求，但其实施步骤又分别适合各自的国情
以上我们列举了两国高等工程教育与社会经济发展相联系的情况。适应这种联系，两国工程师的培养采用众所周知的两种不同模式。尽管如此，两国工程师的培养有着大体相当的要求，不过实施步骤分别适合各自的国情。
1.培养目标和年限
德国高等工科学校的培养目标是文凭工程师(Diploma of Engineering)，培养专业性很强的科技人才，一些著名的工科大学声称要培养技术负责人。工科专业本科的培养年限一般是五年，实际上学生取得文凭往往用六年甚至更长时间。其间有严格的基本理论学习、工程设计、实验基本训练和工业实践与实习的培养环节。除此之外，还有传统的学习自由制度、教学内容过多、考试要求严格导致学习失败或淘汰、学生经济状况等因素影响。
相对于德国而言，美国的高等工程教育本科是前专业性质或专业入门性质的教育，着重数学、自然科学、人文社会科学以及工程科学基础的教学。以MIT为例，本科四年培养理学士（Bachelor of Science简称SB），目标是要培养“学生具有运用扎实的基本原理全方位洞察、展望自然和社会现象的能力、孜孜不倦的学习习惯和严密而系统的学习方法，以保证学生今后的业务提高和个人成长[9]。学生毕业后，进入工业企业的培训机构，从事1～2年的工程技术的学习，至此方完成工程师的培养过程。
可见，德国工程师的基本训练是在高等学校学习期间完成的，而美国是通过大学后的企业培训来实现的，但大体都用了六年左右的时间，来完成一个工程师所应具备的基本培训，包括基础科学、工程科学和工程技术等训练。
2.专业面向
德国的工业大学按照技术和工程学科设置专业，专业覆盖面很宽。如亚琛技术大学机械系除了包括我们的机械工程、精仪与机械设计、汽车、热能工程等系科外，还包括化学工程（相当于我国的化工机械专业）、生物工艺、运输、航空、塑料及纺织技术等专业方向[10]。
美国大学本科的共同性特点是强调通才教育，没有我们的专业概念，强调共同基础，每所大学都有明确的作为大学生素质培养的基本要求，包括自然科学、数学、人文、技术、写作等，约占本科学分的一半[11]。在共同基础上设置较灵活的主修(Major)、兼修(Minor)、双学位制，基本上是一种专业的或职业的预备教育，并强调综合、强调多种学科交叉。例如MIT电气工程与计算机科学系(EECS)的本科理学士(SB)包括电气科学与工程、计算机科学与工程和跨学科三种学位。
3.课程及论文要求
德国本科生教育分两个阶段，第一阶段为基础学习阶段，一般为两年，主要学习各系的共同基础课程，同时要通过严格的考试，对学生进行选拔和淘汰。第二阶段为专业学习阶段，规定也是两年，在这一阶段学生要选择专业方向，完成本专业的必修课、选修课和任选课程的学习任务，还要完成学校规定的实验、课程设计、专题报告、实习和毕业论文，然后在第五学年，学生花3～6个月时间写毕业论文[12]。
在美国，第一学年，学生可以从校基本必修课中根据学校要求和自己的情况选择若干课程，并拟定自己的课程计划。第二学年，学生通常一面继续学习各种学校要求的课程，同时开始学习系计划课程。在第三、四学年，学生集中学习自己选定的作为主修的系计划课程。除了系计划和专业课外，学生每年都有时间去修读选修课或兼修计划课程，或者与教师一起参加正在进行的课题研究[13]。
两相比较，德国大学中，专业课的学时比例比美国大学多得多，而且德国大学的必修课占很大比重。两者的论文要求也不一样，德国大学要求的毕业论文，要花较长时间去做，而美国大学没有毕业论文要求，要求的论文往往只相当于一门课的工作量[14]。
4.实践要求
德国大学十分重视实践在教学中的作用。这主要包括三个方面，一是习题课、讨论课、实验课课时占较大比例；二是工科学生要完成工作量较大的两个课程设计；三是在校期间要完成长达26周的生产实习（包括基础实习和专业实习）[15]。
在美国大学，习题、实验等环节等也有着严格的要求，但以前一般没有生产实习环节。学生要等毕业后到企业进行工程技术培训。在回归工程实践的呼声中，现在一些大学开始设置可选择的实习环节。
5.各自特色
总的来看，两国工程师的培养有着大致相同的要求，但各自的培养模式有着自己的特色。德国大学的专业教育模式培养文凭工程师，强调统一必修要求，注重培养学生的工程设计能力、严谨务实的精神。而美国的通才模式注重基本要求、工程科学基础、多学科交叉、可选择性以及主动性和创新思想的培养。
这种不同的工程师教育模式与两国高等工程教育所处的“入口”和“出口”的不同联系是相一致的。在入口一端，德国人认为其完全中学毕业生已经受到较完备的普通自然科学、社会科学的教育，因此大学没有必要把普通教育作为重点的教育内容再加以传授。另外，德国人还有一个观点，认为责任感、理性和批判能力的养成、个性发展等普通教育的价值可以通过科学的专业训练来进行。相反，在美国，中学毕业生无论在学制、种族、学业水准等方面都存在较大的差异性，因此大学还要进行标准化的和赖以建立共同信念的普通教育。
在出口一端，德国由于其联邦各州的拨款体制以及工科院校师资来源大都有工程经历以及与工业企业界的联系，因而采用了在大学阶段培养文凭工程师的体制。相反，在美国，由于经济结构中私有企业封闭性很强，公司有很强的专业培训机构，所以美国将工程培训移到大学后的企业来进行。
但是，近年来，两国高等工程教育也存在着互相向对方靠拢的改革取向。在德国，一再有人主张建立一种类似英语国家的多层次培养模式，把面向少数学生的学术教育与面向大多数的职业预备教育更明确地区分开来[16]，强调更宽广的知识面和学科交叉、缩短本科修业年限及提高办学效率。另外，德国的博士培养，有一些院校借鉴美国的经验，自80年代中期开始，建立研究生院制度。在美国，近年来试图通过延长本科学制，设置新的工程硕士学位(Master of Engineer)，加深加宽专业教育，加强工艺教育。例如MIT工学院院长提出回归工程实践，说明了美国近来的工程教育改革趋势——在教学计划中大力加强加工工艺的环节，试图以此夺回部分被德、日占有的市场[17]。
当然，相互学习或者说相互靠拢还是基于原来的模式。德国尽管有人呼吁划分层次、缩短本科、拓宽基础，但不会走向美国的本科通才模式。美国尽管更加强调工程实践，但也不会改变其通才本科的基本模式，理学硕士和理学博士作为以研究为导向的学位还将继续保持。他们一方面强调增加实践环节，另一方面还强调加宽工程科学基础；由于四年本科学制的时间局限，现在有少数院校倡导通过设置延长的五年学制的工程硕士的办法来解决。但对于学生学费负担沉重的私立大学而言，五年学制的实施，必然遇到巨大的困难。
三、目前工程硕士方面的学位标准
工程硕士学位始于80年代末MIT的电子工程与计算机科学系(EECS)。自1993年该系正式开始实施。这一学位的设置有两种动因：第一是美国工业企业要求工学院的毕业生具有更多专业知识和工程设计经验。要满足这种需求而又不削弱工程科学基础的教学，通过传统的四年制课程进行工程教育已变得越来越困难[18]。第二，MIT以至全美国希望得到硕士学位的学生人数增加，而以往以研究为导向的理学硕士学位很难满足这种广泛的需求。
EECS这一计划的主要要求与特点是：
1.培养学生在日益复杂的技术领域中担当领导者所必须具有的宽阔的视野与深邃的洞察力；以及从事专业工作所需要的深入的知识与技能[19]。
2.它不是四年的学士学习加上一年的硕士学习，而是衔接得相当好的计划(Seamless five-year course[20])。学生既可以通过五年拿到理学士和工程硕士两个学位，也可以通过四年只拿一个理学士学位（因为自愿或成绩不合要求）。
3.在课程方面，与理学硕士以研究活动为主是有区别的。第一学年仍为校基本要求的必修课程；第二学年主要是本系的共核课程；从第三年到研究生一年级，EECS提供几个课程序列，每个序列包括三到四个科目，学生可以根据自己的意愿选择其中的序列；学生根据自己选择的不同序列以EE（电子工程）或CS（计算机科学）或EE+CS作为主修[21]。
4.为了确保学生掌握设计原理基本知识以及保证学生参加到实际的活动中，学生必须累积48个设计学分。这可以通过课程设计及与公司的合作教育等途径来达到。
5.工程硕士论文大致需要半个学期相当于两门课程的工作量。EECS的一些教授希望工程硕士论文最好是学士论文的扩展版本，而不是花费大量时间的（有的甚至长达几年）以研究为主的理学硕士论文的压缩版本[22]。
MIT航空航天系计划1995年秋季学期实行上述计划。MIT前工学院院长现任教务长乔尔·莫西斯使工学院其它系来也正在实施上述计划。据他介绍，美国卡内基·梅隆大学也打算实施类似计划[23]。
可以说，这一计划的主要宗旨，就是为学生进入实际工程领域作准备（当然学生也可以继续攻读博士学位），使工程教育回到工程实践的根本上去。
四、关于中国工程教育的若干思考
从以上简括的德国、美国的工程人才的培养经验看，一个国家的人才培养模式总要适合自己的国情。无论德国还是美国，高等工程教育的人才培养要为工业企业服务，适合工业企业的需要。一般大学如此，著名大学更要如此，否则不但自身会逐渐走下坡路，而且还会贻误国家的发展。以下结合考察观感就中国高等工程教育人才培养目标、层次、创新能力培养、工程技术教育等几个方面谈谈我们的看法。
1.关于人才培养目标。在人才培养目标上，由于我国的经济还不够发达，能够接受本科教育的人数还只占青年中的很少一部分，因此本科教育还只能是培养专业人才，而不能成为一种普通教育或者培养所谓通才。但过去计划经济体制下形成的较窄的对口专业教育，使学生知识面窄、适应性较差，不能适应社会主义市场经济条件下对人才素质的要求、也不能适应科学技术综合发展的趋势。因此，目前我们的工程类型人才的培养目标应该是“宽口径的专业人才”，以及各种复合型人才。另外，人才培养模式要受到人才需求状况的制约，由于我国企业的主体是全民和集体所有制，并且大都不具备专业培训条件，因此在校期间要进行一定的专业技能训练，进行一定的职业预备教育。为此，要培养学生具有宽广的知识面；扎实的数学、自然科学、人文社会科学和工程科学基础知识以及专业知识；在目前特别要强调培养学生的能力和创新意识，以及必要的工程实践知识和工程设计经验。
文革前，我国一些高等工科院校例如清华大学努力办成“工程师的摇篮”，在六年学制中，进行工程师的基本训练。但是近年来，由于强调工程科学，学制减为五年，教师特别是中青年教师的工程经验也较欠缺，以及学生生产实习遇到较大的外部困难等原因，一定程度上削弱了工程技术教学。改革开放以来，清华大学增设研究生院，实行学位制，也侧重于工程科学，1985年以来在教委的领导下我们和其它院校一起试行工程类型硕士培养，积累了一定的经验，受到工厂企业的欢迎，但是毕业硕士生的规模、流向还不能满足国民经济建设各方面的迫切需要。为此，我们一方面要继续重视和改革基础教学及专业教学，另一方面要加强工程技术教学，优化人才培养模式和培养过程，提高人才培养质量和层次。
从培养宽口径的专业人才和强调工程实践和工程设计技能的角度来讲，德国的文凭工程师的专业人才培养模式可以给我们很多借鉴。但德国的模式也适应其特定的国情和教育传统。比如重视传统工业既是其优势所在，也是其局限性所在，他们对高新技术，特别是对电子、计算机等技术领域的发展不如美国和日本等国。再比如由于崇尚“学习自由”，学生可以自己安排学习计划，可以一边学习一边打工；加上实行开放入学，在培养过程中实行高淘汰的做法，所以取得文凭要花六年甚至六年以上的时间，教育效率并不高等等。上文还提到有不少人呼吁缩短本科年限，划分教育层次。对所有这些，我们都应该有清醒的认识。
美国的高等工程教育重视培养学生具有扎实的基础知识和宽广的知识面，重视培养复合型人才，重视研究能力和创新能力等等，从而使毕业生具有较强的市场适应性。他们在这些方面的做法可以给我们一些借鉴。但我们对他们存在的不足，比如本科教育专业性不强，工程技术教育较欠缺等，也应该有清醒的认识。
2.关于人才培养层次。对人才培养层次及其层次之间的接口问题，最近一些同志的文章中进行了讨论并提出了一些有价值的看法[24]。在此谈谈我们的想法。我们认为，按照社会对人才需求层次和人才培养的规律来讲，高等工程教育还是应该分专科、本科、硕士和博士等若干个层次，但每个层次应该有自己的特点和特定的功能，根据每个学校情况的不同，对某些层次可以有所侧重。比如一些重点大学，可以更侧重本科生和研究生层次。目前重点大学的研究生教育特别是工程类型研究生教育可能需要有所发展。在层次清楚的前提下，做好各层次之间的衔接。比如本科和研究生教育，培养目标应该有所区别，但又要衔接得好，而且不致于有许多不必要的重复设置的课程和环节，从而提高人才培养效率。在这方面，应该鼓励各个学校根据自己的情况做出适当的实践与试验。
从高等工程教育的三个层次来看，都需要工程科学教育和工程技术教育。但不同的是，博士层次可以更偏重工程科学；而本科和硕士层次要更加强调面向工程实际。最近国家教委也强调要把硕士生的培养重心逐步调整为面向经济建设主战场。硕士层次与本科层次相比，应该视野更加广阔，在某一学科或工程领域有更深入的了解，更强调研究开发能力。无论是德国的文凭工程师，还是美国的工程硕士，都明确要培养“技术领导人”。在世纪之交我国许多大中型企业面临大批技术骨干都要退休的关键时刻，为他们培养和输送大批的这样的技术领导人，也应当成为我们高等工程院校的硕士生培养的重大责任。
总之，我们应该从整个高等工程教育人才培养大系统的角度，基于过去的经验，借鉴国外的好的做法，适应工业企业对宽口径的专业人才的需要，来规划人才培养层次，界定各种不同层次工程技术人才的目标与总体要求，并研究各层次工程教育之间的衔接与分工，及其间各个环节的优化。
3.关于大力加强创新精神的培养。创新问题，不仅仅涉及一个学校的人才培养质量。应当从我们国家和民族面对二十一世纪的发展机遇和严峻挑战这个大背景，去增强人才创造性培养的紧迫感。当代世界，科学、技术和经济的竞争，综合国力的竞争，很大程度上是一个民族创造力的竞争。所以江泽民同志尖锐地指出，一个不能创新的民族是没有希望的民族，“创新是一个民族进步的灵魂，是国家兴旺发达的不竭的动力”。我们必须以这样的战略眼光，自觉地把增强创新意识和创新能力的要求贯穿在人才培养工作的全过程。在本科阶段，重在启发创新意识，培养创新思维，进行创新技能和基本能力训练；在硕士研究生论文阶段，要注意创新能力的培养，在工程型或学术型的硕士论文中，都应当有新的见解；在博士论文阶段，导师的作用就是充分发挥博士生在创造性研究中的积极性和主动性，把发挥创新能力作为提高博士生培养质量的重要着眼点。
就清华大学来讲，教学严谨，学生基础知识扎实雄厚，这是我们的长处和优势，也是几十年来教学改革成果的积累。但同时我们的弱点也恰恰隐含在这个长处之中。总体而言，我们的学生创造性存在欠缺的地方。美国的高校鼓励发明创造，重视青年首创精神的培养，例如MIT为本科生制定研究机会计划(UROP)和其它一些研究活动，很值得我们借鉴[25]。
4.关于高等工程人才培养要更加强调“面向工程实际”。面向工程实际的工程技术教育既是我们一段时间以来的欠缺，也是德美两国高等工程教育和工业发展的经验、教训，更是我国经济发展的迫切需要。为了国家经济的振兴及民族工业的明天，必须培养学生的工程实践能力、工程设计和创新能力。但是，一方面，由于我们的工业缺乏美国工程师培训所需要的大学后培训系统；另一方面，在高等工程院校中，又缺乏德国工业大学具有较丰富工程实践经验（五年以上）的教师资源，为此我们必须切实加强高校和企业的合作。工业企业要依靠教育，教育要积极面向工业企业。要大力开拓学校与企业界和国民经济其它重要部门在人才培养方面的合作渠道，例如聘请一批有工程实践经验的青年工程师来校做专职或兼职教师；争取工业企业对学生生产实习的支持并结合学生生产实习有计划派青年教师深入工程第一线，诚心诚意与工业企业解决一些工程技术问题，并取得工程实践经验；创造更多机会，使本科生、研究生的毕业设计或论文的选题来自国民经济特别是工程第一线等等。最近清华大学成立了与企业合作委员会，我们将利用这个机制及其它一切途径，争取工业企业对我们人才培养工作的支持和协助。
我们应该努力开通实施的是：在高等工程教育和经济发展之间建立一种良性的、动态的平衡。这种平衡应体现在：工程教育输出的高级工程技术人才能够适应工业企业不断变化的要求，逐步建立起适合我国经济发展状况与发展要求的从专科直到研究生的工程教育体系。工业企业逐渐增强依靠大学的教育和科研力量的意识，在企业与教育的结合的基础上来提高生产率，并对工程教育的发展给予积极的支持和有效的参与。共同寻求参加的途径以及实施的可能步骤。只有这样，我们的高等工程教育事业才会有旺盛的生命力，我国的工业才能走上健康的发展轨道。
注释：
[1][2][16]陈洪捷，马清华译：《联邦德国的高等教育——结构与发展》，北京大学出版社，第7页、第13页、第129页。
[3][10][12][15]陈智等：《借鉴国外经验，办出自己特色——德国部分技术大学教育考察报告》，《高等工程教育研究》1995年第3期，第54页、第55页、第54—55页、第55页。
[4][5][6][7][8]国家教委教育管理信息中心：《关于美国研究型大学的调研报告》，《教育参考资料》，第19期，第30页、第54页、第56页、第59页、第53页。
[9][13][14]刘继宏等译：《麻省理工学院及其机械工程系》，第2页、第4—5页、第50页。
[11][25]余寿文等：《研究新的变化，建立新的平衡——美国部分著名高校教育考察报告》，《高等工程教育研究》1995年第2期，第65页、第69页。
[19][20]MIT,93—94,Bulletin,"Courses and Programs"；第162页、第162页。
[17][21][23]MIT工学院院长乔尔·莫西斯：《大工程观：工程综合教育——MIT工学院1994～1998年长期规划》，艾宪贞，王晓阳译，第3页、第5页、第5页。
[18]北京航空航天大学高教所译：《MIT航空航天系战略计划》1991年，第53页。
[22]张凤莲，江丕权：《硕士研究生培养的新模式》，《教育研究参考资料》13期，第3页。
[24]吴世明等：《21世纪工科研究生教育的改革方向》，张光斗：《也谈21世纪高等工程教育的改革》，《学位与研究生教育》1995年第6期，第10—15页。
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