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第51章 工程教育动态与研究(22)

笔者目前工作有以下几个主要目标:①建议AEBT 标准进行修改,以应用整合模型促进和平;②提供具体课堂活动,以实现修正标准中描述的目标;③至少在初期,对提出的课堂活动效果进行评估。

和平、民主和可持续发展的教育整合模型强调,在一个广泛的教育框架下制止冲突,而这一教育框架将和平、人权与人类的可持续发展联系起来的,共建和平文化。模型认为人际交往中暴力或和平关系有三种表达维度:与自身,与他人,与自然。①与自己和平共处,包括思想(即以普遍可行的道德意识为基础来实现自我,对自身在自然及人类历史所处位置的正确评价和对所有生命相互依赖的理解)、身体(即对身体需求的意识以及对可满足相应需求的任何事物的正确使用)和心灵(即满足基本的安全感与信任感,培养同情心、爱与信任)。②与他人和平共处,要求有真正的民主文化,所有的公民都能够参与有意义的社会活动,具备责任感,并与大家团结一心。还要求充分行使公民的权利与职责,对公共利益的辨识,对和平解决冲突的理解,对宽容的理解与实践,可以管理自己的行为和所有物,在没有匮乏恐惧的情况下兼顾全体成员经济安全的感受。③与地球和平共处,包括生态意识(即将自身与宇宙视为一体,尊重进化的力量,并理解自然是持久变化的),对物种多样性的理解和承担的保护责任(即对各类植物和动物的正确评价,对物种保护的承诺和与生态系统动态本质相关的保护承诺),对维护自然平衡的理解和承诺(即对自然系统完整性的正确评价,对可持续资源利用和生态安全重要性的强调)。

在以上论述的基础上,笔者提出对AEBT 标准3的一组修正建议:①通过发展个人计划促进和平。这一计划是为了让大家一生都能记住万物的相互依赖性以及具有同情、谨慎和反省的品质。

②通过增强对其他文化的理解来促进和平。③根据使用和平手段化解冲突的原则促进和平。

笔者在上述建议的范畴内设计、实施了一系列教育活动,学生参与这些活动的积极效应已经显现。

怎样保护工程教育电子读物

电子出版在科学信息上的应用带来简单、快捷和便利的信息传输。但是,电子出版常常受到缺乏保护的威胁。

我们尚不能发明出一种不被破解的保护系统。在这种情况下,最好的产权保护是降低价格,使黑客们因为经济上的不可行性而放弃他们“用心良苦”的破坏活动。书籍和期刊引发的问题不同。

书籍会涉及作者版权税的问题,而定期刊物、学报、杂志等就没有诸如此类的问题。书籍作者有权利去要求他们的知识产权得到保护并为大量的着书投资索取相应的回报。而各类期刊的撰稿人则更关注于他们作品的发行量。书籍作者肯定不愿意把他们的书白白送出去,而期刊作者没准就会那样做。然而,两者相同的是,不论是书籍还是期刊,发行商们都有权为自己相应的投资索取回报。

如果我们愿意在因特网上无偿分享作品,那么就不会再存在任何不能解决的问题。如果我们的东西能够被攻击并且值得被攻击的话,那么黑客们便会毫不犹豫地去那样做。这样问题的中心就转到金钱上来了。这就是底线,并且在将来的很长的一段时间里这种情况都不会改变。

虚拟仪器:工程教育中的建模与仿真

工程学的基础是实践,然而高科技装置的日益复杂和飞速发展,若要实现上述最低限度的实践,学校将很难担负和满足所需要的实验室设备的成本和综合性要求。虚拟实验和计算机仿真的作用在于它们能更有效地理解与使用数学公式和图形。新型计算机技术的发展,交互式的多媒体程序语言(如JAVA)、万维网(WWW),实现了几乎所有工程学问题在电脑上的模拟。互联网可以通过WWW 或CD - ROM 为学生们提供虚拟实验室,作为新工程学课程的一个组成部分。在教育领域,建模和计算机仿真的整体作用都是积极的,它将被继续使用和扩展。

另一方面,今天工程学的技术挑战是由系统复杂性造成的,要求一系列多学科的、以物理为基础的问题匹配分析和计算技能,这种技能在当下的课程中未能充分涵括。以物理为基础的建模,以观察为基础的参数表达,以计算机为基础的仿真,在真实和虚拟实验室进行实验,经过规范测试/比较确认模型和验证数据,是解决当前工程教育问题的关键。

针对无法获知解析数值解的复杂工程问题,模型和仿真的应用如果不是唯一途径的话,至少是最有效的。如果以基于物理的建模和基于观察的参数化为基础,建模和仿真在工程学中是非常有价值的。首先是对现实问题的界定。它的概念模型是现实问题背后的基本理论。我们把特定问题环境和/或初始条件提供给数字模型和其他操作参数。一旦它们被确定下来,仿真就开始运作,并根据给定的输入参数组算出基于观察的输出参数组。最近我们引入了各种各样的EM 仿真仪器,读者能在查看。

在工程教育中,虚拟实验室开始变得越来越受欢迎。总体上来讲在工程教育中建模与仿真的积极作用将会一直延续下去并不断扩展。对于学生们的影响,是他们可以更好地理解和使用数学公式。当然,对这类课程,也有评论认为,“实习训练在工程教育中仍然是必要的。虽然,实验室和测验工具已被模拟得和现实环境一样好,但学生仍然需要实习训练”。

“扁平世界”对工程教育的影响

亚洲和其他地区发展中国家通过引进加速工业增长的工程教育给本国工程教育带来的变化。

随着对工程服务需求的增长,发展中国家自己培养了大量的工程师,同时还为工业化国家提供了大量低成本的工程服务。最大的变化发生在计算机科学和软件工程专业,这些专业都不是地区依赖性很强的专业,而且其产品研发可以通过网络完成。正如Friedman 所说,世界正在变得更加“扁平”,也期待其他学科出现相同的变化。本文论述了工程教育作为一个整体的含义,分析了工业化国家相关机构需要作出的战略改变。在这一背景下,作者提出了一个关键性观点,即教育完全取决于工业和经济的需要。考虑到之前的一篇文章(Chatziianou and Sullivan,2001)及最近教育界对“博洛尼亚宣言”的反应,作者分析了“扁平”世界里关于更广泛的社会角色和教育责任的讨论。信息和服务的便携性以及对可持续发展的需求为这些“额外的”教育任务增添了新的挑战和机遇。

澳大利亚工学界用各种比喻来理解和阐释可持续性

比喻是一种强大的教学工具,它能通过使用熟悉的语言和思维方式来帮助我们更好地理解新奇的、复杂的或抽象的概念。学术界通常将比喻用在大学教学中,从而给学生解释新奇难懂的概念。本文讨论了三位教师为说明可持续性所使用的比喻,因为它们可能会影响可持续性课程的建构和讲授。基于这一论点,作者就“您如何认识可持续性”这个问题,对澳大利亚工学学术界的八位人士进行了深入访谈。通过整理访谈记录,文章说明并详细描述了四种截然不同的比喻。它们是:

可持续性就如同编织,可持续性就如同监护,可持续性就如同贸易,可持续性就如同遵守底线。作者对每一种比喻都进行了详细的描述,并深入思考它们的深层含义。作者的结论是,可以用各种形象的比喻来讲授可持续性,每种比喻都可以表达出可持续性现象的某个重要方面,进而从不同方面理解像可持续性这样复杂、抽象、灵活的概念,所以这一方法会使学术界现存的各种各样的比喻成为财富,并能引发课程的改革,使课程更加丰富并具有深度。

公立研究型大学的资源分配

本研究的目的是要对内部资源分配进行经济学分析。本研究运用了公立研究型大学资源分配的两个理论,即企业理论和资源依赖理论。本研究使用美国大学信息交流协会(AAUDE:AmericanAssociation of Universities Data Exchange)的数据库,这一数据来源并未被充分利用,它包含了国家一流研究型大学和具有博士学位授予资格大学的支出和注册的估价信息,这些估价真实可靠。在此研究中,作者搜集了横跨五个部门领域53个类型院系的支出、代理人分配机制、学生学分的相关数据等信息。这五大领域包括数学、工学、生命科学、物理科学和社会科学。本研究运用了将机构资源分配与部门在学术单元内产出量相关联的OLS 多元回归模型。研究成果以以下几种形式表现出来:教学生产力、研究生产力和部门质量。本文还讨论了研究的内含,并给未来研究提出了建议。

像教练一样授课:关于工程教育中意识和学习的案例研究

本文展示了在海洋学专业的很多案例研究,其中之一为挪威科学技术大学科学硕士三年级或四年级课程中的一个可选择的模块研究。其主要目标是通过检查两类学生的口试成绩,获得关于学生学习的深刻认识。除此之外,所有学生还被问及他们在学习过程中的目的和行为。作为学习信息的一个有效来源,这些访谈还可用于授课。在访谈中,学生展示出很多不同的学习方法。本研究的焦点在于学业不成功的学生,这些学生在关注关键性的学习问题上有一定困难。作者建议用格式塔模型来促进此种情形的改善。该模型目前还主要运用于心理治疗,但是作者认为它的原则可以方便地应用于学习,并使学习者受益匪浅。

改进本科产业工学课程:界定特征和新兴课题

本文的目的是要展示一项领先的研究成果。该研究是一项新兴课题,即确定专业特征,这些特征是拥有学士学位的产业工程师所应具备的,它们有助于针对性地学习和确定新兴领域,这些新兴领域可融入课程中,为产业工学专业毕业生成为未来劳动者做准备。本文的研究方法是:向全美高校教师和产业专家征集他们关于产业工程师专业特征的描述,并请他们定义他们认为重要的新兴课题领域。通过三轮德尔菲法来获得统一意见和新兴课题领域的排名,统计分析结果表明学术界人士和工商界人士存在不同观点,但综合考虑他们的意见对发展国际水平的课程具有重要意义。

通过计算机游戏发展进行软件工程教育:机遇和挑战

软件工程教育专业的目的是为发展迅速的软件领域提供毕业生。因此,通常会有一种危险,即教育为学生提供的技能和知识会很快过时。本论文描述了通过实施计算机游戏发展课程所获得的结果,这一课程通过提高学生在四个领域的能力来改进软件工程教育:①解决问题的能力;②运用所学知识的能力;③自学能力;④“做中学”的能力。为使读者更好地理解该课程对软件工程专业学生成绩的影响,作者调查了125名一年级高级专业课程的成绩。结果表明参加计算机游戏发展课程的学生比没有参加的学生在学业上更加成功。

机遇与挑战并存——新加坡创设第四所大学的需求与发展

最近新加坡有关高等教育的热门话题,莫过于新加坡是否会成立第四所全新的公立大学。

经过五年的观望与期待,现在已日益逼近2015年的目标,如要确保每届学生都有30%的人能进入大学就读,创立第四所大学就是当务之急。政府如果能当机立断,长远来看,肯定会为国家和社会创造一定的效益。同时激励国人升学进取,使社会展现一股好学敏求、与时俱进的精神,也让教育事业能够得到整体的发展。

一个单一的、全新的、制度化的大学机制,相对于无限扩充、零散的、多校园制的大学来说,在竞争中一定能取得比较有利的地位,在诸如学生来源、文凭认可、收费政策、税收优惠等方面,都能够得到更好的政策支持。

面对新世纪的经济和社会的发展,再加上科技的快速进展和产业结构转型,便需要通过发展高等教育来配合。就时间性而言,有效地利用国家资源扩充大学教育,在新大学进行设备投资,目前是最好的时机。

近几年来理工学院毕业生快速增加,已意味着理工学生对大学教育的需求将进一步扩大。政府在大力发展理工教育的同时,适度发展大学教育,为更多学生步入大学之门提供更多选择,正是新加坡迈向全球大都会、同世界级城市展开竞争所需具备的条件和优势。

当然也应该看到其中存在的一些问题:①加大高等教育投资绝不能以损害义务教育和初、中等教育为代价;②如果高等教育的发展仅仅停留在扩大招生规模方面,将面临高学历者结构性失业的压力;③在扩大大学招生规模与确保教育质量之间一定要并行发展;④高等教育的经济性不能过分夸大,不能忽视其他各种功能,例如人的素质培养、树立正确的价值观念和是非标准等,否则会给社会带来负面影响。

政府应该以上述几个问题作为考虑,结合新加坡的教育现状和国情,研究建立第四所大学的现实性、可能性和可行性,同时必须谨慎地为这所大学制定符合时代需求的教育发展目标与策略。

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