工科實踐教育

■ 爲什麼提到工科實踐教育?


自動化系教育研討與教育改革討論。網絡會議在2020/7/4使用騰訊會議召開。

 

1.工程教育創新方案分類

■ 面向未來創業的工程教育
■ 通過競賽的工程教育
■ 反轉、反轉、反轉

2.自動化系課程體系

STEM Speciality

▲ 自動化系培養方案的中課程分佈

▲ 自動化系培養方案的中課程分佈

▲ 自動化系培養方案的課程分佈

▲ 自動化系培養方案的課程分佈

▲ 自動化系通過系統的角度看到能力的培養

▲ 自動化系通過系統的角度看到能力的培養

 

01文獻搜尋與綜述


0.國內關於新工科教育體系

■ 新工科宣言

新工科”這一概念自2016年提出後,先後奏響了“復旦共識”“天大行動”“北京指南”新工科建設的“三部曲”。今年4月,“六卓越一拔尖”計劃2.0啓動大會以新工科建設爲龍頭,系統推出新工科、新醫科、新農科、新文科建設,掀起了高等教育的“質量革命”。

■ 卓越工程

1.李澤湘:新工科教育理念

根據李澤湘在 李澤湘在這裏三次取經:我們的教育如何解答“錢學森之問”和“李約瑟難題” 一文提到了所訪問的幾所學校,梳理一下他們的教育理念:

  • Dyson School of Design Engineering(戴森)

Dyson School of Design Engineering 的網站給出了設計工程專業的介紹:Design Engineering is the fusion of design thinking, and engineering knowledge and practice within a culture of innovation and enterprise.

About US:
The Dyson School of Design Engineering is the 10th and newest engineering department at Imperial College London. It was founded in 2014 and assisted by a generous donation from the James Dyson Foundation. Our goal is to fuse together design thinking, engineering knowledge and practice, to foster a culture of innovation and enterprise, to help solve global problems with emphasis on sustainability, entrepreneurship and societal impact.

Introduction to Design Engineering:
Design engineers are problem solvers who bridge the gap between traditional engineering and design to create innovative solutions to modern challenges, from improving passenger comfort on commercial airlines to designing next-generation sports prostheses.

It’s a highly creative discipline that draws on knowledge of manufacturing techniques, product development, technical design and rapid prototyping to bring new innovations to market, and to improve existing products and the processes used for making them.

 

  • University of Edinburgh(愛丁堡)

 

  • Herot-Watt University(赫瑞-瓦特)

  • Olin Colledge of Engineering(Boston)

  • Berkeley University of California

觀點1: 創新與產業相結合
觀點2: 培養創新人才的素質:Curiosity, Collaborator, Associative or Integrative thinking

▲ 圖3:創新的三要素:專業知識,創新思維,內在驅動力。實現創新的路徑從Play, Passion, Purpose

▲ 圖3 創新的三要素:專業知識,創新思維,內在驅動力。實現創新的路徑從Play, Passion, Purpose

2. 斯坦福2025計劃內容

網頁 Standford2025 對上述觀點進行闡述,表示這是在22世紀反過頭來看知識與能力軸翻轉所帶來教育新紀元的意義。

▲ 站在22世紀反過頭來看斯坦福2025計劃反轉能力與知識的軸對稱關係的所產生的新紀元

▲ 站在22世紀反過頭來看斯坦福2025計劃反轉能力與知識的軸對稱關係的所產生的新紀元

傳統教育理念是將特定專業的知識作爲學生畢業的評判標準,而能力則是第二位的。相比之下,軸翻轉教育理念則是將能力的發展作爲教育的基礎,而非知識.

在傳統教育中:

  • 本科教育是圍繞着學科主題而展開的;
  • 大學的系別是是基於學術領域而劃分的;
  • 成績單和簡歷是向用人單位表達自己聰明與才識;

未來的軸翻轉教育則強調:

  • 本科教育用來確保和培養能力獲取模式的達成;
  • 學校按照能力俱樂部劃分,並配有相應的主管;
  • 能力記錄可以傳遞更廣泛的才能與潛質;

3. USA MIT

(1) MIT NEETNew Engineering Education Transformation
Built entirely around the new machines, materials, and systems driving modern industry, NEET offers a carefully designed curricular structure that empowers MIT students.

program was launched in 2017 to reimagine engineering education at MIT. A cross-departmental endeavor with a focus on integrative, project-centric learning, NEET cultivates the essential skills, knowledge, and qualities to address the formidable challenges posed by the 21st century.

  • Advanced Materials Machines
  • Autonomous Machines
  • Digital Cities
  • Living Machines
  • Renewable Energy Maching

 
(2) MEDIA P-P-P-P

Media Lab探討並利用“4P”的方法來幫助人們進行創意工作,它們分別是:項目(Project)、夥伴(Peers)、熱情(passion)、玩(Play)。全國大學智能汽車競賽,作爲大學生課外一項綜合探索性複雜工程實踐活動,這“4P”方法也非常適合促進學生參與這項競賽活動。

這有兩方面的含義。第一層含義就是經常所說的“通過項目來學習”。書本上面的知識在真實的生活中應用起來實際上是有難度的,當你參與了一項基本工程實踐項目之後,學習會變得快速起來。項目的具體目標,可以使得機器、電子、軟件、信號、控制以及機器學習等衆多學科同學在一起合作,是大家一起做一些事情。

 

02基於學科競賽的工程教育


  • Hands on Learning through Racing

 

03梳理現在教育中存在的問題


1. 有多少學生適合做科研?

也就是不是所有的學生都適合做改革,都會嘗試去做科研。

2.那些偏離大規模上課之外的嘗試,有多少是失敗的?

方向是好的,如何落實是個問題。

3. 其它的思考

 

※ 參考資料


  1. Trends in Engineering Education - An International Perspective : 2000年左右的總結文章

  2. A Whole Engineer

  1. A Brief Review of Engineering Education in USA

  2. Educating of Engineering 2020

  3. The New Engineering Education in China

  4. Reimagining and rethinking engineering education

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