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第48章 工程教育动态与研究(19)

将工程融入中学课堂

文章介绍了一种模式,这种模式已经成功地将工程思想和活动纳入到初中和高中的课程中,为中学的科学、数学老师提供了一个大学前工程教育(PCET)专业发展计划。作为一项职业发展规划,该模式要求学生参加为期两周的集中介绍工程思想和工程设计程序的暑期学习。学校要求每一位教师必须对他们先前讲授的包含有工程思想的单元和课程进行修改。教师在各学年的课堂上对这些课程和单元进行修改,如此之高的执行率、将工程设计融入辅修课程以及不断地将这些单元和工程应用到后来学年的教学中,这些都表明这种将工程纳入到初、高中课堂的方法是成功的。

大学前工程和技术教育计划的趋势

文章描述了Pequen橃os Cient泵ficos 计划(直译为“小科学家”计划),该计划是由位于洛杉矶安第斯山脉的工程学院首创的。文章详细说明了该计划的目的是提高科技能力。文章强调了在K-12教育中理工科学校对科学知识发展所能起的作用,并强有力地说明了早期探索能力的培养对开发批判性思维和提高公民参与的重要性。在哥伦比亚,“小科学家”计划为理工科院校、K-6理科教师、协会、科研院所和致力于儿童教育的博物馆之间的合作关系的形成起了作用。文章讨论了教师培训的策略、评估、社区关系和资料的开发。

教师职业的有效发展:中学工程内容

文章的研究着眼于教师职业发展计划,该方案是为初中教师在课后讲授工程/科技LEGOTM机器人技术单元做准备的。马塞诸塞州公立中学的30位教师在2005年8月的头两个星期参加了暑期职业发展计划,其中许多教师在教授工程/科技方面没有接受过任何正规的训练。文章关注职业发展课程(无论其是否发挥作用)以及研究者的观察资料和教师访谈等方面。

利用实时资料解决现实问题

为培养未来的工程师做准备,了解今日的K-12学生如何学习是解决问题的关键。这一点可以由学生参与解决真实的、复杂的问题来实现,这些问题与学生周围的世界密切相关。实时资料的运用提供了一个动态的、真实的世界环境,在这种环境中,学生能有机会处理开放的、与其能力相当的工程问题,从而获得经验,为他们的专业做更好的准备。

设计工程师与安全问题

设计土木工程师如何处理以下两方面的安全问题,主要取决于他选择怎样的决策标准。一种情况是,观察对建筑工人造成危险的环境;第二种情况是,设计过程中在传统模式和比较昂贵但是对建筑工人产生较小危险的两种方式中进行选择。潜在的决策标准决定了工程师对于这些情况的处理,包括公司利益的最大化;服从与公司有合同关系的客户的意见;服从联邦安全标准;服从美国土木工程师协会在安全方面的政策;服从美国土木工程师协会的伦理道德标准。文章还讨论了如果工程师作为建筑设计组的成员之一,在面对这些问题时怎样才能减少与工程管理人员的分歧。

这个理论上的分析结果还建议工程公司应该完善相关的安全制度,以符合美国土木工程师协会道德伦理标准和联邦安全标准。

社会文化在线学习

社会文化在线学习使在线学习者积极参加社会活动,建立社会联系,并使在线学习者加入到在线学习团体中来,以促进知识发展。在线技术使在线学习者一起工作和学习,通过网上积极的社会交互协同作用共同学习的同时,对社会文化在线学习理念的有效运用也有助于其单独工作。文章提出了社会文化网上建构学习,并阐述了六个关键的学习特点:有意义的活动、学习者特性、进程和发展、关系、元认知反射和文化工具,这些特点使在线学习更为有效。

网络学习的关键因素

传统的教与学的过程在新的环境下并不总是成功的。文章揭示了工艺规程网络学习中最重要的因素。这些关键因素分为人性、社会和文化因素及质量特征和教学法要求。最后,文章给出了结合这些关键因素的工艺规程网络学习系统。

考虑文化和语言的技术应用

技术的使用已日益普遍,用途也在日益增加。在学校,管理者、教师和学生都需要将技术运用到日常工作中。拥有不同文化和语言背景的学生群体对课堂上所用技术的理解力是不同的。文章的目的是讨论如何使技术的使用面向所有学生群体,特别是面向拥有不同文化和语言的学生群体(CLD)。文章也就如何使用技术来帮助拥有不同文化和语言的学生学习提供了一些方法。

工程教育合作关系

科罗拉多州立大学在学校的教育学院和工学院之间已成立了一项联合教育和工程的学位计划。这项新计划的目标包括:通过高素质的科技教师提高中等教育质量;在初中课堂上向学生渗透工程方面的知识,使更多潜在的工科学生在幼年受到鼓舞;吸引更多学生加入到学位计划中来;为了实现学位计划,在科学、技术、工程和数学领域(STEM)更好地培养学生。研究工程教育有助于塑造有文化、有纪律、具有批判性和创造性思维、了解各种文化和善于辩论的公民。科罗拉多州立大学在实施系统性的转变中发挥领导作用,此次系统性的转变对所有K-12教育的前景将产生积极影响。这项新的联合学位计划建立在新的合作关系上,它跨越了传统的学术和学科的界限,以便创新性地、协作性地培养高素质的教师。

建立合作关系,向K-12学生传递工程观念

密歇根理工大学和WUP(Western Upper Peninsula)科学、数学、环境教育中心展开合作,为K-12学生、教师及遍及五个市的家庭提供了宝贵的学习经验,突破了农村教学人员和预算的传统限制。大多数计划得到了大学生志愿者和大学教职工的帮助。通过这种合作关系开发的两项计划已得到国家科学基金会的资助:(1)家庭科学之夜(Family ScienceNights)计划,为K-12学生及其父母开发和提供STEM教育课程;(2)提供实习经费和机会,让STEM领域各专业的大学生为K-12学生进行课后强化辅导。这两项计划的目的在于鼓励K-12学生通过参与数学、科学和技术活动,加强工程应用能力。此外,项目为STEM领域各专业大学生提供了与K-12学生相处的机会,以便使他们确定是否对教学事业感兴趣。文章描述了已建立的合作关系的益处,并提供了STEM领域各专业大学生为K-8学生进行STEM课后强化辅导的一个案例。

韩国工程教育战略分析

在科技和工程领域工作的学生人数下降,这是一个影响国家国际竞争力的重要问题。在这项研究中,研究人员设计了一个结构模型,提出通过两个维度的评分来测量学生对韩国工程教育的满意度:P 维度是测量学生对于其自身性格的满意度,M 维度是测量学生对于其主修课的满意度。研究人员使用这两个维度来评估学生对韩国工程教育的满意度,并提出了一系列提升学生对韩国工程教育满意度的方法。

工程师应学习工程教育研究方法

文章叙述了工科教师在转变为工程教育研究者时可能遇到的概念上的困难。通过对2005年NSF资助的工程教育的数据进行调查和评估,经过系统分析后发现,工科教师学习设计严谨的教育研究时应注意如下五大问题:①具备较好的研究潜力来研究问题;②在一个理论框架内进行坚实的研究;③充分地考虑测量和实施的方法;④注重定性的或是混合的方式;⑤追求跨学科的合作。

因为对方法和标准存在一致性的看法,所以前四项可以被认为是大家公认的意见,它们代表着工程技术研究中隐含的关于教育研究的明确步骤。该研究通过阐述在工程教育研究中直接应用传统的工程鉴定标准所产生的一些基本分歧,更好地界定了工程教育研究的“严谨”性。

工程和建筑业的律师化

律师化现象在工程和建筑行业里变得越来越普遍。有些人认为公司里需要律师,因其能够在法律允许的范围内减少工程的预算。但也有一部分人认为律师的存在会增加工程预算的开销。因此,了解承包商、设计师、业者、制造者和供应商眼中律师存在的必要性就变得十分重要。文章讨论了当今律师在工程和建筑行业中所扮演的角色,并且研究了在工业界律师存在的原因和其所做的贡献。

在创新方面——欧盟需花费50年才能赶上美国

最新的欧洲创新积分榜(EIS)显示,从现实表现和经济增长率来看,很多在创新方面落后的欧洲国家尽管有进步的表现,但要迎头赶上美国,至少得花50年。

位于“追赶”行列中的国家(塞浦路斯、捷克、希腊、匈牙利、拉脱维亚、立陶宛、马耳他、葡萄牙和斯洛文尼亚)中,只有匈牙利和斯洛文尼亚有望在20年内达到欧盟的平均水平。积分榜警示,“对于其他国家,这个过程甚至需要超过50年时间”。保加利亚、爱沙尼亚、波兰、罗马尼亚、斯洛伐克、西班牙和土耳其也落在后面。如果这一趋势得不到改观,“在创新成果上,欧盟25国将得花上50年以上才能赶上美国”。丹麦、芬兰、德国、瑞典和瑞士被称为“领先国家”,然而,奥地利、比利时、法国、冰岛、爱尔兰、意大利、卢森堡、荷兰、挪威和英国都只能称得上是平均水平。

在科研方面,目前欧盟比美国的投资大约少1/3,而且欧盟-美国间的创新水平鸿沟在最近几年也没有任何缩小的迹象。与此同时,一些新兴国家如中国和印度正在致力于建设成为世界级的科研和技术创新中心。创新积分榜显示欧洲必须花更大力气追求创新,使之成为经济增长和保证就业的主要支柱。欧盟委员会副主席Gunter Verheugen 说,有证据表明富有创新性的组织在生产上有着更高的增长率。

创新积分榜自2001年采用以来已是第五个年头,2005年它与欧盟委员会联合研究中心合作完成一系列经最新修订的测评指数和测评方法。新的测评方法从更多的维度考察一个国家的创新表现,但也与以前创新积分榜版本保持连续性。据称,2005年积分榜的重大发展之一就是采用了投入-产出方法,从而促进了对“创新优势”(innovation assets)——如教育、研发投资和作为结果的创新回报——的理解。所谓创新回报,包括从新产品中得到的企业营业额以及高新技术和专利带来的新的就业等。

报告中提到,“对很多国家来说,尽管相对投入表现与相对产出表现是紧密相关的,但在一些国家中,还是可以看到投入和产出相对表现的巨大鸿沟”。投入和产出之比的高低取决于各国国民对新产品和新型服务乐意接受的程度。在与创新性产品和服务有紧密联系的10个国家中,有9个的投入-产出比高于平均水平;而在7个创新意识最弱的国家中,这个比例低于平均水平。

创新积分榜采用26个独立指数,可分为五组:创新驱动力、知识生产、创新和企业家精神、知识应用、知识产权。有证据显示,这五组指数水平相当,将对国家的创新表现产生积极影响,因此,落后国家应将其政策导向聚焦到上述五个领域,而不是只集中在各自的优势领域。(CORDIS 新闻发布会发布,2006年1月12日;EUROPA 新闻发布会发布,2006年1月12日)英国投资5200万英镑用于高等教育机构改革。

英国政府决定向高等教育机构拨款5200万英镑,以期推动其高等教育创新。获得这笔拨款的主要对象是聚焦于疾病早期诊断、增大企业家培养数量和将英国创新型产业推向中国的研究项目。

这笔拨款是高等教育创新基金(HEIF)下一个具有竞争性的项目支出,HEIF 的宗旨正是为了加强高等教育与工业产业之间的联系。

“创新和科学是英国经济发展的关键”,国家贸易和工业部秘书长Alistair Darling 评论道,“有数据显示,在过去两年中蕴藏在股市中的大学创新可能性,据测算市值已达10亿英镑,所以开发高等教育中的这些知识财富并将其转变成现实的商业机会,对于英国经济至关重要”。他还说,“振奋人心的是,如此多的大学正在与工业产业合作并将新理念和技术转化成不断提高的生产力和不断增加的就业机会”。

得到拨款的机构或项目有11个,兹举其三:

——艺术大学(伦敦):“创造性资本世界城”项目,旨在提高与中国和印度有经济关系的具有创造力的英国企业的竞争优势。2001年,这些创新型的产业占英国GDP的8.2%,并为英国带来了548亿英镑的价值增长。2005年全世界创新型产业的市值估计已达到1.3万亿美元。

——利兹大学:“白玫瑰人类健康创新伙伴”计划,旨在结合美国业已采用的医术和医护经验,开发英国尚未尝试的新方法,推动医护创新。全球医疗市场市值估计达1500亿英镑。

——伍尔夫汉普顿大学:“教育中的学生创业者”项目,旨在创立750个新的经济实体,并树立相应的创业者典型,尤其是通过考察早期的创业天赋,鼓励那些暂时处于劣势但很有前景的团体的参与,也鼓励在校学生积极创业。

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