国际顶尖理工类高校本科教育模式比较
面对科技革命、知识经济与人工智能的持续发展,各国利用不同本科教育模式,提升本科生的创新能力、跨文化沟通能力及实践能力。
一、欧洲大陆的能力本位模式和精英培养
(一)苏黎世联邦理工学院的能力本位教育
苏黎世联邦理工学院秉持能力本位教育模式,其本科教育体系严格遵循欧洲学分转换与积累系统(ECTS)的要求,本科阶段共计180学分,标准学制三年,最长修读期限为五年。该学院主要采用单学科培养(Monodisciplinary Studies)模式,本科生不设辅修专业。这种培养方式保证了学生能够在所选学科领域内深入学习,而非分散于多个学科。第一学年是基础学习阶段(60学分),主要涵盖数学、物理、化学、生物学、计算机科学等基础课程,并辅以相关学科的入门课程。该阶段的目标在于构建学生的系统性知识框架,并通过严格的学术考核(如第一学年考试),筛选出学术能力较强的学生。第二至第三学年进入专业深化阶段(120学分),课程包含学科核心课程、选修课程、项目实践与实验课程以及可选的学士论文。此外,跨学科课程——科学视角(Science in Perspective,SiP)要求本科生至少修读6学分的人文、社会或政治科学课程,以培养学生的批判性思维和跨学科整合能力。
此外,苏黎世联邦理工学院强调研究型学习,其本科课程不仅注重理论训练,还要求学生在本科阶段参与实验和研究项目。例如,学生可以在高级实验课程中进行小型研究项目,并在毕业前提交学士论文。这种教学方式使得该学院的本科教育更具研究导向,为未来攻读硕士和博士学位的学生奠定坚实的学术基础。苏黎世联邦理工学院高度重视学生在本科阶段的国际化发展,通过多种形式的全球合作项目拓展学生的国际视野。一方面,该学院积极参与欧洲高校间的伊拉斯(Erasmus)+交换项目,为本科生提供在其他著名高校(如慕尼黑工业大学、巴黎综合理工学院)修读课程的机会。另一方面,学院还设有与美国、亚洲等地高校的校际双学位和联合培养项目,鼓励学生在完成本校学业的同时,赴海外高校进行短期交流和联合研究。此外,该学院还通过多个国际科研合作平台(如Future Cities Lab、新材料研究中心)为高年级本科生提供与不同国家的研究团队共同参与课题研究的机会。这些举措成为该学院本科教育国际化生态系统的重要组成部分,使学生在全球学术共同体中得以更好地定位自身发展路径。
(二)巴黎综合理工学院的精英培养模式
巴黎综合理工学院是法国精英工程师学院体系的核心成员,其本科教育模式以高选拔性、严格的学术训练和工程师精英培养为特色。本科生在前三个学期主要学习数学、物理、计算机科学等核心基础课程,学生必须通过严格的考试才能进入后续的专业课程学习。本科生在第四至第六学期选择工程方向,开展更深入的学习并完成实践项目。
巴黎综合理工学院特别注重对本科生进行领导力培养和社会责任教育,例如要求所有本科生完成军事训练课程,并参加社会服务项目。学校还提供多门跨学科选修课,涵盖经济学、哲学和创新管理等领域,以提高学生的综合素养。在研究导向与国际合作方面,鼓励本科生参与科研项目,并与全球顶尖高校建立了广泛的合作,例如与麻省理工学院、苏黎世联邦理工学院等高校开展联合培养和交换项目。此外,学生在本科阶段可以进入实验室,参与研究项目,并有机会在国际会议或期刊上发表论文。
二、美国的研究导向、学生中心和创新驱动三者融合模式
美国的顶尖理工类大学以研究导向模式闻名于世,如麻省理工学院和加州理工学院。两校均强调跨学科协作、创新实践和实验训练,其本科教育体系以通识教育为基础,并结合严格的专业课程要求,确保学生在科学、工程和数学等领域具备扎实的理论知识和研究能力;均采用基于全校必修通识课程和主修课程的培养模式,同时鼓励学生选择辅修课程或跨学科学习;均要求本科生参与研究项目,如麻省理工学院的本科生科研项目(UndergraduateResearch Opportunities Program,UROP)和加州理工学院的SURF项目(Summer Undergraduate Research Fellowships),使得学生能够在本科阶段深入科研领域,培养其创新思维和实验能力。同时两校鼓励创新创业文化:麻省理工学院实施“沙盒”(Sandbox)创新基金计划、设立“媒体实验室”(Media Lab),加州理工学院推行创业加速器,这些举措都形成了一整套创新生态,使本科生不仅能深入科研,还能将研究成果转化为实际应用。值得指出的是,与政府主导的本科科研项目不同,麻省理工学院和加州理工学院采用市场驱动的方式,让本科生自由选择研究方向,并提供丰富的技术转化支持,确保创新从实验室走向社会。
(一)麻省理工学院
麻省理工学院的本科课程体系主要由核心课程和主修课程构成,同时允许学生选择辅修课程或双学位。核心课程包括数学、物理、化学、生物学、计算机科学、人文与社会科学以及实验与研究实践课程。同时,该学院通过“创新与创业”“技术商业化”等课程,将科研创新与商业实践相结合,使本科生能够将实验室成果转化为商业化产品。除此之外,麻省理工学院的本科生研究项目还允许学生在本科阶段进入研究实验室,与教授和博士生合作从事前沿研究。
(二)加州理工学院
加州理工学院的本科教育模式类似麻省理工学院,采用高度集中的课程体系,并提供28个主修课程和12个辅修课程。主修课程一般是学生选择的专业方向,决定其主要学习和研究领域,也是所有本科生必须修读的通识必修课,旨在确保学生具备坚实的科学基础和跨学科能力。此外,学院也为本科生提供暑期研究机会,本科生可以在导师指导下进行研究,并有机会在国际期刊上发表论文,研究领域涵盖物理、天文学、生物工程、数据科学等前沿科技领域。
三、日本的“楔形”课程结构与本硕一贯制模式
日本顶尖理工类大学,尤其是东京工业大学,近年来构建起具有鲜明特色的融合式本科教育体系。融合教育(Integrated Education)模式的核心在于本硕一贯制培养,即本科与硕士阶段课程衔接紧密,缩短学制周期,提升学生的科研能力与工程素养。在课程结构上,东京工业大学采用一种“楔形”课程结构,即低年级阶段课程内容较宽泛,以通识与基础学科为主,随后逐步向高年级过渡至更深入、更专门化的专业课程。学生在第一年级接受广泛的基础课程训练,并逐步开展特定专业方向的深入学习。尽管专业化程度逐年增强,学校仍在高年级保留部分通识课程(称为“教养教育”),以培养学生的跨领域素养与综合思维能力。东京工业大学的本科教育体系强调理工结合、跨学科协作以及创新实践,其课程设置不仅包括数学、物理、化学等基础课程,还涵盖工程、计算机科学和社会科学等广泛领域,以培养具备综合能力的创新型人才。
东京工业大学的本科教育体系高度强调基于研究性的学习(Research-based Learning)。本科生从低年级阶段就被鼓励进入研究实验室,与教授及研究团队合作,培养其科学研究能力。例如,本科研究项目(Undergraduate Research Project)要求每位本科生需在导师指导下完成研究项目并提交论文,研究主题涵盖人工智能、机器人技术、材料科学、量子计算、纳米技术、环境科学等前沿领域。
跨学科研究与工程实践(Interdisciplinary Research and Engineering Practice)也是东京工业大学的特色之一。例如,通过实验课程和工程项目,学生可以跨学科合作,提高解决复杂问题的能力。此外,学校设有创业和创新课程(Entrepreneurship and Innovation),鼓励学生进行技术转化和企业孵化。例如,人工智能与生物医学交叉项目让计算机科学专业的学生与生物医学工程专业的学生合作,利用深度学习算法分析医学影像数据。近年来,该学院还实施了可持续发展工程实践。例如,环境工程专业的学生设计智能水净化系统,结合人工智能优化水资源管理。
此外,东京工业大学积极推行全球交流与合作。该大学与欧美及亚洲多所顶尖大学建立了交换生和联合培养项目。本科生可申请至麻省理工学院、苏黎世联邦理工学院、清华大学等高校进行国际交流,拓展全球视野。此外,东京工业大学与苏黎世联邦理工学院合作的“全球工程项目”,让本科生可在两校之间进行联合研究,并获得双学位。
通过对苏黎世联邦理工学院、巴黎综合理工学院、麻省理工学院、加州理工学院东京工业大学等高校的案例分析可以看出,不同国家在本科教育模式上形成了各具特色的发展路径。欧洲大陆的理工类高校普遍采用高度结构化的课程体系,强调基础学科训练与能力本位导向;美国高校则以研究导向、学生中心与创新驱动三者融合为核心,强调跨学科整合与学生自主选择,体现出高度的制度灵活性与培养个性化特征;日本的东京工业大学推行本硕一贯制,采用“楔形”课程结构,强调基础与专业的有机衔接。尽管各国理工类高校的本科教育体系因社会经济条件、政策背景和文化传统不同而各具特色,但总体而言,在全球范围内,顶尖理工类高校本科教育正在朝着研究导向、跨学科融合、实践创新和国际化培养的方向不断演进。
(摘编自《大学教育科学》第4期 作者:黄福涛)