摘要
当前新一轮科技革命和产业变革正在加速演进，在迈向中国式现代化的征程中，我国高等工程教育正肩负重要使命并迫切需要深化改革。项目驱动的人才培养模式作为工程教育改革的重要抓手，其影响力和应用范围正不断扩大。本文通过遴选三所工程教育具有传统优势并走在工程教育改革前沿的代表性欧美高校：麻省理工学院、代尔夫特理工大学和欧林工学院，从工程教育改革历程、人才培养理念和课程体系设置三个方面系统分析了三所高校的项目驱动人才培养模式，总结和分析了该模式以学生为中心的理念，在打破学科壁垒、培养工程技能、增强团队协作、体现人文素养等方面的特点，以及对我国工程教育改革的启示。
人才培养模式的实质是人才培养目标及其实现路径，因此人才培养模式对人才培养效果具有决定性作用。在新一轮科技革命和产业变革的背景下，我国高等工程教育面临诸多挑战，人才培养模式亟待改革。本文通过遴选三所工程教育具有传统优势并走在工程教育改革前沿的代表性高校，系统研究其工程教育的发展历程和改革路径，以及对我国高等工程教育的启示。
美国麻省理工学院（MIT）素以高等工程教育改革先锋著称，持之以恒打造卓越工程教育。进入21世纪，MIT多项工程教育改革接踵而至：一是2001年开发CDIO课程大纲；二是2014年7月发布《面向未来的MIT教育专项工作组全校调查报告》；三是2017年8月启动实施“新工程转型”（The New Engineering Education Transformation，NEET）计划，明确本科教育改革的重心向以项目为中心的课程转移，全面构建“项目中心课程”的新工程教育人才培养模
我国在1952年进行院系调整后，借鉴苏联工程教育的“专才教育”模式，与行业联系紧密，为国家工业化建设培养了大量工程人才，对新中国快速建立工业体系发挥了重要作用。但随着时间的推移，“专才教育”模式培养的工程师普遍缺乏创新能力的弊端逐渐显现。改革开放后，面向“四个现代化”，我国又开始借鉴美国大学的通识教育模式。世纪之交，高校新增专业数迅速增长，综合型大学的“大而全”和争办“研究型大学”如火如
在当前本科人才培养的教学过程中，理论课在教学任务中占主导，但教学内容和方法有时无法有效调动学生的兴趣和积极性，学生无法更多地参与课堂活动和工程实践。同时，教学方法更新不及时、教学内容跟不上时代变化和社会需求、考核方式单一等问题进一步削弱了理论课应该发挥的作用。因而，学生所学的知识往往是零散孤立的，很难形成一个有机完整的知识链、知识面和知识体系。该弊端引起的另一问题是，学生所学的知识与企业所需的具体工作要求往往相差较大，学生入职后，企业需花时间全面系统地进行培训，造成企业用人成本上升，也影响学生的职业发展。因此，要有效改变这一状况，需要在教育教学改革方面推陈出新，科学设计教学活动，将理论与实践更加紧密地结合起来，使学生学成后能够更好地满足社会需求。具体到项目驱动式教学方面，需要进一步厘清项目与培养目标、项目选择与课程体系、项目与项目之间的内在联系，关注知识、能力、素养的有机统一，着力构建符合高校实际的以项目为驱动的本科人才培养模式。因此，本文通过对麻省理工学院、代尔夫特理工大学和欧林工学院在工程教育领域的人才培养模式进行研究，希冀为我国工程教育人才培养带来启示。
从1861年建校至20世纪末，MIT的工程教育已完成三个阶段的代表性工程教育改革。第一个阶段为建校至20世纪30年代，强调知识可利用化，培养经济建设中的工程技术人才；第二个阶段为20世纪80年代，主要体现在从实践训练到强调基础科学知识，培养具备工程科学知识的人才，服务国家政治和军事战略需要，由此形成了影响国际高等教育的STEM（Science，Technology，Engineering，Mathematics）理念；第三个阶段为20世纪90年代，主要强调工程教育回归实践，培养具备较强实践能力的工程人才。进入21世纪，新技术革命的发展改变了传统工程教育的内涵和边
面对新时代工程教育的挑战，MIT意识到需要全面革新，在工程教育的未来发展中继续保持领先地位。为此，学校先期设立工作小组，对21世纪以来工程教育出现的难点和挑战开展研究，并于2014年发布《面向未来的MIT教育专项工作组全校调查报告》。基于相关调研，MIT于2017年8月正式启动实施“新工程转型”（NEET）计划，总目标是“反思与重构MIT的本科工程教育
NEET以面向未来的企业家、创新者、制造者、发现者和领导者为培养目标，提出“回归工程”并建立“大工程观”的改革理念，致力于跨部门（学科）、以项目为中心的综合学习，培养学生必要的技能、知识和素质，以应对21世纪带来的严峻挑战。因此，NEET本质上是一个跨学科、基于项目的工程教育计划。NEET的目标是从根本上在MIT重新构思本科工程教育——学什么、怎样学，该计划遵循以下四个原则。
| 原则 | 内容 |
|---|---|
| 新机器和新系统 | 工程教育应关注学生在21世纪建造的新机器和新系统 |
| 创造者和发现者 | 学生要以创新者和发现者为己任，树牢基础知识，为职业发展做好准备 |
| 学生学习的最佳方式 | 以学生为中心，让学生主动参与，在课堂、项目和数字化三者中找到平衡 |
| NEET的思维方式 | 这些思维方式助力学生在科技快速发展的氛围中茁壮成长 |
MIT对怎样培养面向未来的工程师进行了深入研究和思考，其培养理念使学生不仅可成为“制造者”，也可成为“探索者”。“制造者”有创新理念，能完整的完成思考、设计、成型和运作。“探索者”以研究为基础，运用科学手段揭示自然现象。MIT在培养工程中，更加强调思维方法训练，而非仅是获取知识。通过训练，学生的适应能力和解决问题能力得到加强。NEET提出了11项思维方式，即制造、发现、人际交往技能、个体技能与态度、创造性思维、系统性思维、批判性思维与元认知、分析性思维、计算性思维、实验性思维及人文主义思维。围绕工程人才应该成为什么样的人，11项思维方式基于此展开，体现了MIT新工程教育改革以学生为本的理念和创新实践。而在最新的阐述
课程内容的组织架构是课程结构，也是课程目标实现的纽带，体现出一定的教育理念和价值取
NEET的课程体系包含三大要素：项目、课程、“螺旋式”路径（Threads），“螺旋式”路径穿梭在项目和课程之间，打破二者的单向联系，如
图1 NEET课程体系示例
NEET的课程体系体现了以下三点：一是纵向贯通，即由浅入深，项目实施贯穿于本科教育阶段，如
图2 NEET项目“纵向贯通”示例
从学生的反馈看，NEET的真实项目与其未来要参与的工作有许多共通之处，引导他们发现自己的兴趣所在，激发主动学习的热情，由此对学习的内容也能更加熟练掌握。同时，学生锻炼了思维能力，学到了新型技巧，在规划职业道路时也能够做出更好的选择。NEET重塑了学生的学习方式，学生主动性更强，也赋予了本科人才培养更多的内涵。
代尔夫特理工大学成立于1842年，是荷兰建校历史最长、规模最大、专业门类设置最齐全的理工大学之一，在泰晤士高等教育（THE）和QS世界大学排名中长期位于荷兰第一和欧洲前列。代尔夫特理工大学的工程教育改革不是体制机制改革的结果，也不是“从零开始发展”的结果，它的改革是渐进式的，特别注重维持其学术声誉能力。荷兰于2002年加入博洛尼亚体系，代尔夫特理工大学的学制由之前的五年本科制调整为三年本科与两年硕士的“3+2”模式。2003年，学校任命了首任教学副校长，并在2005年开始主管教学和日常运营。同年，学校又发起了一场“自下而上”的工程教育教学改革。学校为每个学院提供机会，建立跨学科机构合作，并对教学人员要求强制性的资格认证（UTQ），到2010年学校要求新的从教人员5年内需获得UTQ认证，从而使“校园教育的作用”越来越受到重视。
2011年，学校航空航天学院对课程体系和教学模式开展了系列改革，被学校列为示范性教学案例。航空航天学院意识到专业课程的统一性不够，基础学科与专业间的密切度不高，基于项目的学习和学科内容之间也缺乏相应的联
代尔夫特理工大学航空航天学院要求学生既要掌握基础知识，又要具备实践能力。学生毕业时拥有广阔的知识面，具备专业知识并付诸实践。为适应产业技术革命带来的变化，学生应具备跨领域探索的能力，在学科间交叉探索，从而具备在多元知识领域和复杂情况下有组织地开展工程实践，如
图3 “T型”人才培养理念
在教学方法上，学院以“主动学习”模式引导学生。例如：学生可通过在线课程系统，结合自身兴趣方向，开展个性化学习。在讲座型课程中，师生互动的程度明显提高，同时也反映出学生对于知识的掌握越熟练。在教学过程中，应当选择与学习目标、教学方法，以及可用资源保持一致的教学、学习及评估方
代尔夫特理工大学航空航天学院本科生阶段的学习由六个学期组成，每个学期的周数一般为十周，除第五学期的小学期由学生自主安排外，其余学期都设有结合人才培养目标理念的工程实践类项目。如
| 第一学期 | 第二学期 | 第三学期 | 第四学期 | 第五学期 | 第六学期 | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 项目 | 探索航空航天工程 | 设计与施工 | 系统设计 | 模拟、测试、分析 | 模拟、验证 | 设计综合 |
| 角色 | 初学者 | 结构工程师 | 首席工程师 |
数据分析师 测试工程师 | 验证工程师 | 系统工程师 |
| 培养目标 |
基础知识 兴趣培养 团队合作 认知能力 操作技能 |
计算机软件和编程技能 团队协作能力 规划、设计和能力 |
综合能力 批判性思维 报告写作 合作交流 解决问题能力等 | |||
| 产品输出 |
小型设计 测试报告等 |
设计报告 生产计划等 |
设计图纸 关于设计过程的论文等 |
科学报告 反思报告等 |
模拟计划 分析报告 综合报告等 |
设计报告 项目计划等 |
结合课程体系，学院每学期会设置主题课程，引导学生开展有针对的学习，学习内容涵盖基础知识与实践技能。课程体系包括三个板块：项目与设计、工程与技术、基础工程科学。此外，六个主题性强的项目能进一步激发学生兴趣，学生通过连续的实际项目获得实践经验。在项目设计过程中，针对工程技术、团队协作、沟通交流、信息要素、报告写作等学生应掌握的能力进行重点布置。课程改革既包括开发新课程，又包含对已有课程的重新设计或微型调整，从而使教学方式、学习内容、学习成果等更好地满足人才培养目标。通过项目课程内容，学生加强了专业技能，也为他们自身未来的发展打下了良好基础。
针对项目式教学中出现的学生自学学习能力较差、项目流于形式等问题，学院采取多元化和科学化的形成性评价进行考核，学生的成绩最终由教师、助教和学生交互测评组成。考核形式包括成果报告（小组）、学生个人的表现（个人）、项目完成时的个人陈述（个人）和学生交互测评（个人）。学院针对每项考核形式都制定了评分细则和解释办法，确保评价过程中的公平公正。
富兰克林·欧林工程学院（简称欧林工学院）以工程师、企业家和职业运动员富兰克林·W·欧林（1860—1951年）的名字命名。1938年，欧林先生将大部分个人财富转移到了一个私人慈善基金会。自成立以来，欧林基金会授予总额超过8亿美元的赠款，用于在58个大学校园内装配建造78座建筑物。1997年，基金会开始筹建欧林工学院，基金会的雄厚支持使欧林工学院在设计其培养模式时能够“从头再来”。2001年，学院首任校长理查德·米勒（Richard Miller）提出了“Invention 2000”规划，基于该规划，学院招聘了第一批教职员工并邀请了30名“欧林伙伴”（Olin Partner）参与设计课程。“欧林伙伴”们住在临时宿舍并在高中毕业后的一年时间实施考察评估机制，建立学生文化，并且试验了各种工程教育，学院于2002年8月迎来了第一届新
欧林工学院响应美国国家科学基金会、美国国家工程院、认证组织和企业界对工程教育进行根本性改革的呼吁，为了让学生更好地应对21世纪的挑战，这些组织机构建议工程教育应更多地进行基于项目的学习、跨学科教学，更加强调创业精神、团队合作和沟通。学院将这些建议连同其自身的创意理念融入创新实践课程中，作为工程教育的新模式而受到全世界的关注。学院的工程教育秉承文化传统，重点关注艺术、人文、社会科学、创业和设计。
2021年1月，吉尔达·巴拉比诺（Gilda A. Barabino）接任欧林工学院校长，随后与团队一起共同起草完成了《战略规划：以影响力为核心的教育（2022—2027年）
欧林工学院首任校长理查德·米勒提出“想前人不敢想，且排除万难去实现之
“欧林三角”模型（Olin Triangle Model）可视为欧林工学院培养理念的具体描述，由卓越工程、人文艺术和创业精神构成，如
图4 “欧林三角”人才培养理念
在“欧林三角”的培养模式下，学生需在五个领域共计修满不少于120个学分，每个领域均有相应要求。如
| “欧林三角” | 课程类型 | 最低学分要求 |
|---|---|---|
| 卓越工程 | 工程（ENGR） | 46学分 |
|
数学（MTH） 科学（SCI） | 30学分，其中数学至少10学分 | |
| 创业精神（E） | 人文艺术和创业精神（AHSE） | 28学分，其中人文艺术至少12学分 |
| 人文艺术（AHS） |
欧林工学院在知识内容上将课程分为四类（ENGR、SCI、MTH、AHSE），以基础（Foundation）、专业（Specialization）和实践（Realization）设置课程难度。如
| 学年 | 学期 | 课程 | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 一 | 1 |
分布系统 （ENGR） | 物理世界模拟（MTH、SCI） | 设计导论（ENGR） | 人文艺术 | |
| 2 | 空间分布系统（ENGR） |
微积分 （MTH） |
物理 （SCI） | 生物与材料科学（SCI） |
商企管理 （AHSE） | |
| 二 | 3 | 线性代数与统计（MTH） |
工程原理 （ENGR） | 化学、数学与材料学（SCI） | 人文艺术类 | |
| 4 | 数学科学类 | 专业工程项目（ENGR） | 专业工程项目（ENGR） | 面向用户的协同设计（ENGR） | ||
| 三 | 5 | 选修课程 | 专业工程项目（ENGR） | 专业工程项目（ENGR） | 人文艺术 | |
| 6 | 选修课程 | 专业工程项目（ENGR） | 选修课程 | 人文艺术/商务 | ||
| 四 | 7 | 数学科学 | 高级工程项目设计（ENGR） | 高级工程项目设计（ENGR） | 人文艺术/商务 | |
| 8 | 选修课程 | 高级工程项目设计（ENGR） | 高级工程项目设计（ENGR） | 人文艺术/商务 | ||
欧林工学院的课程教学改革具有多重特点。第一，以实践为核心，打破理论在前实践在后的情况，让学生边做边学。学生入校后即接触工程问题，这些问题通常与实际生活关联度极高，学生要主动动手设计。教师辅助、引导学生“发现问题—设计制作—形成方案”，学生在这个过程中主动学习，了解理论知识，提升实践能力，从而由被动的“传授”向主动的“学习”转变。第二，以学生为中心，学生在课程设计、招纳新生和学院组织的各类活动中发挥更多作用。学生可自定专业和选择课外活动，追求自己的职业兴趣。第三，跨学科思维和团队合作能力并举，培养领导能力。例如，第一学年必修的QEA（Quantitative Engineering Analysis）课程，其中一个模块要求学生设计一艘满足某些要求的船，并使之能浮起来。学生最开始自主查资料、做实验，但大都失败。随后教师启发学生需要建立一个模型，并使用Matlab仿真软件去分析和优化设计。优化后，大部分小组设计的船都能浮起来，但仍有部分达不到要求。教师随后把大家聚在一起，分析为什么达不到要求及如何去改进。在此过程中，学生将线性代数、力学、多元微积分和虚拟仿真等知识融合，再通过机械设计与制作的知识进行实践，学生学会从失败中找到问题并解决它们。在跨学科融合的过程中，各种冲突矛盾不可避免，而学生需要学会怎样沟通协调，怎样倾听与表达不同意见，从而最大程度地化解矛盾。在跨学科知识的碰撞、不同思想观念的交锋，以及反复的试验过程中，学生的口才、领导力、团队合作精神等得到很好地锻炼和提
三所高校均进行了多元化系统性的工程教育改革，不仅对本校的本科人才培养模式进行了系统性改造，也对世界范围内工程教育改革产生了深远影响。对三所高校的研究有以下几点启示：
一是改革培养模式，更新培养理念。在新一轮科技革命和产业变革背景下，工程教育的人才培养模式面临各种挑战。在此情形下，三所高校顺应时代需求，创新理念，革新培养模式，为地区、国家及世界的工程教育提供了范例。首先，学生需对“设计”和“制造”有深入的认知，结合时代背景、用户需求、伦理道德、人文关怀等因素，思考产品的市场性能。其次，强调杰出与革新，将学生培养为创新者和领导者。学生专业基础知识扎实，认真思考社会需求，能够在不同的场景下解决困难问题。最后，以问题为导向，培养学生的新型思维，激发学生创新力，为学生在今后的探索实践打下基础。值得注意的是，三校的改革路径不尽相同。MIT是在传统模式下新增板块，代尔夫特理工大学则是循序渐进式改革，欧林工学院更是“从头再来”。
二是构建项目体系，打通学科壁垒。传统以学科为中心的工程教育通常为理论在前、实践在后的模式，有时未能发现知识界限的动态发展和外部联系，无法打通学科边界，阻碍知识互联，学生解决复杂问题的能力得不到提高。MIT以“螺旋式”路径串联，构建横纵结合、由浅入深、相互关联的课程与项目。代尔夫特理工大学以主题项目为依托，引导不同阶段的学生完成培养目标、输出产品，在此过程中融会贯通。欧林工学院以项目为基础开展学习，通过项目组织课程内容，以环路的形式关联不同学科知识，培养了学生寻找问题、思考方案、构建实施的能力。
三是以学生为中心，探索多种路径。学校应充分考虑学生的个体差异，运用多种教学手段，提供多元化的培养路径。MIT围绕学生的需求，提出11种思维方式，为未来不同的职业做好准备，给予学生充分的选择空间。代尔夫特理工大学以“T型”人才为培养理念，以主题设计贯穿培养过程，结合真实的工程项目，学生加强了专业技能，也为他们自身未来的发展打下了良好的基础。欧林工学院的“欧林三角”以学生为中心，课程结构合理、知识领域丰富，注重融合内容，发掘潜力，鼓励学生发现问题、提出问题，在培养工程师的同时也赋予学生自我价值的实现。
我国是工程教育大国，但仍面临着大而不强的局面。传统的工程教育的知识体系仍主要以学科为中心，知识体系相对静态化、与工程实践脱节、培养模式缺乏创新性，学生解决复杂问题的能力不强等问题制约着我国工程教育的创新发展。为了顺应第四次工业革命的发展，建设创新型国家、推动产业升级和培育经济发展新动能，我国正以新工科建设驱动高等工程教育改革与发展，努力培养爱国敬业、具有突出创新力、善于解决复杂问题的卓越工程师。以天津大学、重庆大学等为代表的高校正在加速推进新工科建设，重庆大学与政府、企业建立明月湖-重庆大学新工科教育科创平台，开设明月科创实验班，实施以项目为驱动的新工科教学模式，打破传统学科分类界限，促进学生跨界思考以产生新的知识和创意，并能够在学习、思考和实践中突破现有学科领域边界，形成设计思维、工程思维和系统思维等创新核心能力，培养适应“新经济、新业态、新产业、新技术”的未来产业创新领军人才，已初显成效。
但我国目前新工科人才培养模式、机制改革仍然需要在以下四个方面加以深化。
一是要突破学科基础导向，转为国家战略和产业需求导向，洞察人类需求、把握产业发展的新方向；二是要持续有效更新工程人才的知识体系、课程体系和教学体系；三是明晰未来经济社会发展的新工科人才特征和需求，实施科教融汇、产教融合，创新工程教育方式手段，形成理论与实践结合，且更加有效的个性化人才培养模式，从而开阔学生的国际视野，培养学生的创新精神、工程伦理和生态思维，提高学生的工程科技创新、跨学科及跨界能力；四是建立全周期、立体化、多维度、闭环式的工程教育评价标准和评价体系，进而努力建设世界一流的高等工程教育，走出一条具有中国特色的杰出工程人才自主培养之路。
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