基于项目的教育：美国伍斯特理工学院的“双塔传统”

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　　伍斯特理工学院(下称WPI)位于美国马萨诸塞州，是美国的第三所工科私立大学，始建于1864年。美国内战结束后，面临的最紧迫问题是筑房、修路，所以，大多数学校都着眼于建设土木工程系。WPI创建人的初衷是把战争中发展起来的军事技术转为民用，以培养工程师为目标，故该校发端于机械系。直至目前，该校70％仍为工程专业，机械工程占到30％，其仍然是该校的标志性专业。WPI长期以来一直是美国新英格兰地区最好的学校，近二十年来成为全国性大学并始终位居全美前50～60名。
　　
　　办学宗旨
　　
　　鉴于WPI成立的背景和创建人的初衷，一百多年前，该校就已明确定位于面向应用的研究和教育，以“做中学”为教学模式，以培养工业界的领军人物为目标。
　　
　　办学理念
　　WPI的办学理念鲜明地体现在其主体建筑中。该校最初建设的两栋楼其一塔尖上筑有一只握着锤子的手臂，昭示了理论联系实际、教育科研为生产服务的方向，被该校称为“双塔传统”。一百多年来，“双塔传统”在曲折和斗争中得以传承。上世纪20年代，WPI首任机械系主任Higgins教授坚持该校的办学宗旨，将学术与商业活动紧密相连，带领学生“做中学”，并将产品拿到市场销售，效益很好。但校长认为大学是学术机构，不应该参与商业活动，便动用权力将Higgins撤职。Higgins遂参与了Norton公司的发展，他发明的一种磨具黏结剂，不仅使砂轮的寿命提高，还使公司的规模扩大了三倍。Higgins虽然被学校开除，但对学校很有感情，不断给学校捐款。后来，Higgins做了学校董事会的董事长，他提出学校的办学方向已经偏离了最早的宗旨，要重新讨论。论争的结果是董事会将校长开除，Higgins回校重新做系主任。自此，WPI得以恢复最初的定位，并将“双塔传统”沿袭至今。
　　
　　人才培养目标
　　WPI建校之初，就明确提出其人才培养目标不是诺贝尔奖获得者，而是面向应用的工业界领军人物；是培养创新型、具有企业家气质的工程师，即其所培养的人才不仅能够获得技术成果，而且能够将其成果的价值扩大，以实现创新。
　　WPI实现了这一目标。百年来，WPI做出了世界第一台电梯、参加了美国早期航空工业怀特兄弟飞行实验部件的生产，摩根建筑公司将总部设在WPI；WPI的校友创造了许许多多的美国第一，如第一个商用电台、第一个液体燃料火箭、第一个不可破解密码系统、第一个便携式输液泵、世界第一辆汽车、第一架实用钟，还有不锈钢、引擎制造的内圆磨床、安全气囊系统、催化转炉……涌现出磺胺类药物的开发者、美国第一个交通工程师、矿毛绝缘纤维发明人等。
　　进入高科技时代，WPI的发展方向依然面向应用，侧重领域为生物技术、纳米技术；重点发展学科为计算模仿与仿真、高级材料工艺、航空工程等。
　　
　　办学模式
　　
　　特色教育战略计划
　　WPI于1973年通过了学校的战略发展规划，即基于项目的教育，并开始实施。其目的是使每一个毕业生都具有人文科学的背景，有综合运用知识的能力、解决实际问题的能力、交流沟通的能力、团队合作的能力、将知识转化为成果的能力以及创新的能力。WPI尤其强调团队合作的能力，重在培养工业界领军人物。WPI对领军人物的理解不是当官，而是在团队中敢于负责任，能够推动一件事情向前走，他们将这种能力叫做“Leadership”。
　　
　　教学模式
　　30多年前WPI已开创美国工程教育改革的先河，将基于项目的教学模式贯穿于人才培养的全过程。美国工程和技术专业的评估委员会ABET制订的评估标准中，要求每个工科学生一定要有实际的产品设计和制造经验才可以毕业。在其原来的评估标准中，并没有这一项，这项标准的制定正是根据WPI的实践结果增加的。WPI要求每一个工程专业本科学生在四年学习期间一定要完成三个大的项目才能毕业。以工程专业为例：
　　(1)必修课程
　　第一个项目被称为必修课程，是以人文科学为背景的项目，学生需在大二时完成。WPI不是将人文科学教育体现在众多的历史、人文、哲学课程上，强调知识的数量和完备性；而是注重学习知识的过程和学以致用的结果。WPI要求其学生，无论什么专业，都要从人文学科领域找出一个方向，哲学、社会学、音乐、戏剧、历史、外语不拘，连续上五门课，在此基础上再花一门课的学时，将五门课学到的知识综合运用到一个实际项目中，目的在于让学生通过这一过程知道如何运用知识。
　　(2)IQP(Interactive Qualifying Project)
　　第二个项目叫做IQP，即跨专业领域的课题。学生需在大三时完成。这个项目要求学生做一个非本专业的课题，目的是体现作为一个工科的学生或工程师，其所做出的成果对社会发展的意义。譬如：让一组学机械工程的人研究校园的交通流量问题，哪个校门应该限制，有什么地方不合理。这是实际的技术问题，但是非本专业的技术问题。完成这个项目首先要定义这个问题究竟是什么问题，学生肯定不懂，导师可能也不懂，就要查找资料，访问适当的人，分析有几种可能的解；继而引申到其他类似的情况，找到可比性。再比如，WPI现有将近一半的学生到海外做项目，其中不少是在中国。因为同样的产品投放美国市场和中国市场是不一样的，这就需要学生到中国研究中国的市场和美国市场有哪些不同，这是一个完整的过程。这样的项目开始时必定是模糊的，而且没有人知道结果，学生做项目的第一步，就是要学会把模糊问题的定义清晰化，WPI认为这是一个人走上工作岗位后体现其实际工作能力最重要的部分。学生通过这一项目，学会提出完整的方案，并获取相关的知识和信息。
　　(3)MQP(Maior Qualifying Project)
　　MQP即本专业的学位课题，也可称毕业设计，学生需在大四完成。WPI目前有60％以上的项目由周边公司资助进行。因为学生做的毕业设计都是企业的实际项目，本身是有价值的，所以要让公司资助。WPI的目标是将这个比例扩展到80％。
　　
　　课程的设计
　　为了保障基于项目的学习，WPI特地设计了特殊的学期制度：将本科生每个学期一分为二变成两个小学期(其间假期一周)，每学期称之为一单元，每单元(7个星期)内需完成3门课程，到企业做项目时间为一个单元。
　　WPI要求学生当天的课必须当天完成，因为每天都有新课，以养成学生快速运转的习惯。学生时有抱怨，WPI为此专门做过调查，但大多数的学生都不愿意回到原来的长学期制，因为产业界的节奏已大大加快，这样培养出来的学生做事快，深受企业欢迎。
　　不同的专业有不同的要求。机械专业的学生完成15个单元即可毕业，IQP和MQP每一个项目相当于三门课。
　　
　　教学内容与方法
　　WPI不强调知识的完整性，而是强调完成项目的完整性。

仅从机械制造课就可以看出这一思路。机械加工过程是机械专业大一的普及课，WPI仅安排一门课的时间让学生熟悉车间的各个专业，然后直接上数控机床，不学原理，不学编程，就学操作。发动机的部件是买的，其他都由学生自己设计、自己制造，7个星期之后每人做出一个产品，酒精灯一烧就能转起来。这门课深受学生欢迎，一年开四次，每次都爆满，学生完全出于自愿，因为是选修课。
　　WPI有位教机械设计的教师没有博士学位，但是他编的机械设计教材全美国1/3的机械系都在用(美国没有统一的教材，任由教师选择)。这门课其实很难，工作量也很大，但是很多学生愿意学。因为这位教师具有丰富的实际经验，他在吉利公司(著名剃须刀生产厂家)做顾问，每年都能从公司里拿来很多实际的课题。WPI大三、大四的项目都是真刀真枪的工业界项目。
　　有的WPI高年级课程分为三部分。以工业机器人课为例，第一部分是讲课、做作业、期中考试，占30％的分数；第二部分是实验，学习如何使用机器人，也占30％的分数；剩下40％的成绩是让学生自己组成组，设计一个应用题目并且做出来。所有的课都需在7个星期内完成，目的就是培养学生快速找到问题答案的能力。
　　
　　全球化教育
　　
　　为更好地引领美国工程教育的改革，使其培养的工程师能够适应全球化经济的需要，具有多元化的背景，能在不同地域工作，能与不同文化背景的同事合作，30年前，WPI就开始实施全球化教育，在全球建立项目中心，送本科学生到国外做非本专业的项目。这在当时成为美国的惟一。目前WPI本科生毕业前送到国外的人数已超过总数一半，在比例上仍然居全美第一。
　　2005年始，WPI机械工程专业开始和华中科技大学合作，在中国建立了一个本科生毕业设计中心。2006年，该中心得到了美国自然科学基金会的资助。到目前为止，已经有38个该专业学生来到中国，和50多个华中科技大学的同学一起经历了完整的做项目过程。今年又有10个学生到中国。这些项目来自公司，并得到公司的部分经费资助。
　　WPI的具体做法是，每年带美国的学生到中国，和华中科技大学的学生混合编组，每5人一组(2名美国学生、3名中国学生)，每组学生分送一个公司，做公司的实际项目，时间为7周。为保证项目的完成，此前，有一个准备过程，通过邮件进行。第一个邮件双方学生做自我介绍，包括年级、专业、参加项目的目的。第二个邮件需根据公司提供的条件列出各自对问题的定义，并将邮件发送公司取得公司的认可。定义问题之前，需要准备很多课堂上学不到的背景知识，如：公司的背景、公司的概况、公司的生产过程，做项目所需要的技术、技术的发展过程、达到的程度、为什么没有现成的技术可用；还需要制定一套完整的工作方案，包括解决问题的总体目标、实现总体目标的子目标、工作的方法和步骤、预期的结果等。然后再带着这个工作方案到公司，通过具体的了解和沟通，以及不断地修正，确定正式的工作方案，并在7周之内做出有价值的结果。
　　日程一般是从3月份到5月份做交流、技术背景的准备、对问题的定义以及项目的规划；6月10日左右美国学生从上海入境，与华中科技大学学生汇集，到公司了解实际情况，和自己的项目作对比；然后用一个星期的时间把项目规划进一步具体化，根据了解的情况补充完善，之后开始正式进行。其间，根据不同项目的要求，可再回到公司调研。项目要求每周五学生做一次交流，讲述整体的任务、上星期项目进展情况、面临的问题、下星期的计划。交流也有要求，比如每个星期都要重复做的项目，因为所有做的东西都要和项目保持一致，以此保证所做的东西都是有用功。
　　开展这个项目难度很大。如，很多人不相信本科生可以做实际项目，认为他们的知识不够，没有经验。但WPI始终坚持不懈，他们通过充分挖掘学生的潜力以及严格有序的项目安排，取得了非常好的效果。再如与公司的合作，百分之百都是教师亲自上门，并充分利用校友的关系，以获取公司的信任。WPI与公司的交流非常通畅，教师每个星期都要到各个公司，一方面了解需要学生改进的地方，保证学生所做的东西真正是公司所要的东西，另一方面寻找继续合作的机会。学生的压力很大，学生们说：“公司对我们这么好，把我们放到这么好的旅馆里，每天车接车送，还经常请我们吃饭，我们本科生从来没有受到过这种待遇。”他们觉得自己要给公司做出贡献，工作十分努力。公司则认为学生做的东西有很多超出他们的想象，甚至难以预料，他们很注重企业文化的传播、标准化的建立，以及学生和本公司人做的不同效果。
　　WPI的努力达到了学生满意、企业满意、学校满意、家长满意。可资证明的是，公司不仅花时间、精力、金钱支持这样的项目，还要求继续扩大；美国工科本科毕业生的平均年薪是4.5万美元，而WPI工科毕业生是近6万美元。
　　这个项目中国学生获益尤甚。比如：中国学生和美国学生在一起，开始一般不容易沟通，因为美国的学生很开放，什么都想先说；中国学生的弱势，关键不是语言，而是意识，中国学生要都想好了有把握才说。通过这样的合作，中国学生彻底改变了意识，学会了在第一时间表达。目前，WPI正在与北京交通大学、东南大学商洽，以扩大其与中国的这一合作。
　　(本文为联合国教科文组织产学合作教席主持人查建中教授助理何永汕根据美国伍斯特理工学院机械工程专业Higgins讲座教授融亦鸣讲话整理而成。)

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