李肖婧　吳偉　許國(guó)動(dòng)

摘 要：工程設(shè)計(jì)教育是本科工程教育的核心，尤其要體現(xiàn)為“培養(yǎng)先進(jìn)設(shè)計(jì)理念、強(qiáng)化創(chuàng)新設(shè)計(jì)體驗(yàn)、融合跨界設(shè)計(jì)知識(shí)、匯聚多樣設(shè)計(jì)資源”的體系化實(shí)施。然而，我國(guó)本科工程設(shè)計(jì)教育普遍受到科學(xué)教育排擠，對(duì)工程設(shè)計(jì)的理解相對(duì)狹隘，且在實(shí)施中缺少體驗(yàn)環(huán)節(jié)。新加坡科技設(shè)計(jì)大學(xué)高度重視工程設(shè)計(jì)教育并實(shí)施了大膽而獨(dú)特的革新，其經(jīng)驗(yàn)主要體現(xiàn)為大設(shè)計(jì)觀理念、多元體驗(yàn)式課程體系、創(chuàng)新綜合的教學(xué)方法以及全面協(xié)同的支撐條件。這對(duì)我國(guó)本科工程設(shè)計(jì)教育的參考啟示是：及時(shí)更新教育理念，努力重構(gòu)課程結(jié)構(gòu)與內(nèi)容，精心調(diào)整教學(xué)策略，積極營(yíng)造良好的客觀環(huán)境。

關(guān)鍵詞：新工業(yè)革命;本科工程設(shè)計(jì)教育;新加坡科技設(shè)計(jì)大學(xué)

設(shè)計(jì)是工程的本質(zhì)，所以工程教育的核心是設(shè)計(jì)教育[1]。《中國(guó)制造2025》明確提出：“實(shí)現(xiàn)制造強(qiáng)國(guó)的基本方針之一在于堅(jiān)持把創(chuàng)新擺在制造業(yè)發(fā)展全局的核心位置……提高國(guó)家制造業(yè)創(chuàng)新能力應(yīng)重視提高創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力，其中發(fā)展各類(lèi)創(chuàng)新設(shè)計(jì)教育是激發(fā)全社會(huì)創(chuàng)新設(shè)計(jì)積極性和主動(dòng)性的戰(zhàn)略重點(diǎn)?！盵2]然而，在我國(guó)本科工程教育中，設(shè)計(jì)教育“被忽視、很狹隘”的現(xiàn)象還嚴(yán)重存在[3]。具體來(lái)看，現(xiàn)有工科課程大多以工程知識(shí)的內(nèi)在邏輯和體系劃分，跨學(xué)科綜合性設(shè)計(jì)課程比較少見(jiàn);低年級(jí)學(xué)生以基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)為主，系統(tǒng)性設(shè)計(jì)體驗(yàn)作為理論的應(yīng)用與輔助，通常安排在本科教育計(jì)劃后期;學(xué)生難以接觸真實(shí)的設(shè)計(jì)任務(wù)，缺乏真刀真槍的實(shí)戰(zhàn)機(jī)會(huì);只重?cái)?shù)理教育，尚未意識(shí)人文、藝術(shù)教育對(duì)于工程設(shè)計(jì)的重要意義等等。[4][5]

進(jìn)入21世紀(jì)，人類(lèi)已迎來(lái)以人工智能、清潔能源、無(wú)人控制技術(shù)、量子信息技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)以及生物技術(shù)為代表的第四次工業(yè)革命[6]，工程活動(dòng)的復(fù)雜性、規(guī)模性和不確定性與日劇增[7]。工程設(shè)計(jì)作為決定工程產(chǎn)品/服務(wù)/系統(tǒng)的功能品質(zhì)和全生命周期的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、文化及生態(tài)價(jià)值的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[8]，對(duì)促進(jìn)現(xiàn)代工程創(chuàng)新發(fā)展發(fā)揮著空前重要的作用。“強(qiáng)調(diào)用戶體驗(yàn)，集成全球資源，重視多學(xué)科協(xié)同，提升產(chǎn)品/服務(wù)/系統(tǒng)在經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境等領(lǐng)域的綜合價(jià)值”是面向新工業(yè)革命中工程設(shè)計(jì)的主要特征[9][10]，而這必然借助于工程師憑借對(duì)廣泛的系統(tǒng)化知識(shí)、技術(shù)和工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的有效整合加以實(shí)現(xiàn)。圍繞工程設(shè)計(jì)在新情境中的全新內(nèi)涵，此時(shí)的工程設(shè)計(jì)教育需要注重“培養(yǎng)先進(jìn)設(shè)計(jì)理念、強(qiáng)化創(chuàng)新設(shè)計(jì)體驗(yàn)、融合跨界設(shè)計(jì)知識(shí)、匯聚多樣設(shè)計(jì)資源”的體系化實(shí)施。

面對(duì)現(xiàn)代工業(yè)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展需求，我國(guó)本科工程設(shè)計(jì)教育的變革迫在眉睫。新加坡科技設(shè)計(jì)大學(xué)（Singapore University of Technology and Design，SUTD）始建于2009年，為新加坡第四所公立研究型大學(xué)，第一批招生于2012年進(jìn)行。正如校名，SUTD建校之初就確立了“設(shè)計(jì)”在大學(xué)教育中的戰(zhàn)略性地位，并以塑造了大膽?yīng)毺氐慕逃L(fēng)格，成為本科工程設(shè)計(jì)教育領(lǐng)域的引領(lǐng)者，具體表現(xiàn)在兩方面。一是把設(shè)計(jì)提升到學(xué)校建設(shè)的戰(zhàn)略高度，甚至完全滲透到本科學(xué)業(yè)全過(guò)程，這超越了全球許多正在開(kāi)展工程設(shè)計(jì)教育改革的工科院校;二是打破以往工科院校中學(xué)科、專業(yè)間相互獨(dú)立的局面，不設(shè)院系，以四個(gè)跨學(xué)科設(shè)計(jì)專業(yè)取代傳統(tǒng)工程專業(yè)學(xué)位，真正體現(xiàn)現(xiàn)代工程設(shè)計(jì)的綜合本質(zhì)。

作為MIT在本科教育領(lǐng)域唯一的重點(diǎn)合作伙伴，SUTD的建立從側(cè)面為我們提供了窺探全球頂尖工程設(shè)計(jì)教育未來(lái)走向的窗口。截至目前，SUTD已有四屆本科畢業(yè)生，其中超過(guò)90%于畢業(yè)后6個(gè)月內(nèi)完成就業(yè)，工作崗位遍布新加坡78%的核心產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，且其平均月薪達(dá)3700美元，超越新加坡其他三所著名的公立研究型大學(xué)（新加坡南洋理工大學(xué)、新加坡國(guó)立大學(xué)和新加坡管理大學(xué)）。[11]2018年，SUTD被MIT發(fā)布的《工程教育藝術(shù)的全球現(xiàn)狀》（The Global State of the Art in Engineering Education）報(bào)告引為“工程教育領(lǐng)域最為重要的新興領(lǐng)導(dǎo)者”[12]。下文將對(duì)SUTD本科工程設(shè)計(jì)教育的具體情況進(jìn)行闡釋。

一、新加坡科技設(shè)計(jì)大學(xué)本科工程設(shè)計(jì)教育的最新實(shí)踐①

新加坡人口密度全球第三，國(guó)土面積狹小，自然資源極度匱乏，政府歷來(lái)以重視創(chuàng)新研發(fā)投入和高等教育發(fā)展著稱，有效推動(dòng)了人才培養(yǎng)、科技發(fā)展和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)。2007年8月，新加坡政府宣布計(jì)劃增加國(guó)家在公共資助的高等教育領(lǐng)域中的參與比例，并著力建設(shè)第四所公立大學(xué)，加快工程和應(yīng)用科學(xué)、商業(yè)和信息技術(shù)、建筑和設(shè)計(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用研究，并激勵(lì)下一代投身于科學(xué)和工程職業(yè)。次年8月，政府向全球高等教育界發(fā)出合作呼吁，MIT隨即表示出濃厚興趣并遞交了建設(shè)方案，提出“構(gòu)建一所小型跨學(xué)科院校，每年只招收1000名本科生，不設(shè)傳統(tǒng)學(xué)科院系，并將設(shè)計(jì)置于新大學(xué)的中心位置”[13]。作為該方案的關(guān)鍵參與者，MIT工程學(xué)院前任院長(zhǎng)馬格納蒂（Thomas L.Magnanti）教授隨后被任命為SUTD首任校長(zhǎng)。

（一）教育愿景：通過(guò)設(shè)計(jì)培養(yǎng)根植于技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者與創(chuàng)新者

SUTD的教育目標(biāo)是培養(yǎng)精通數(shù)學(xué)/科學(xué)/技術(shù)、有創(chuàng)造力和創(chuàng)業(yè)精神、具備人文/藝術(shù)/社會(huì)科學(xué)的廣泛視野，且與現(xiàn)實(shí)世界相連通的領(lǐng)導(dǎo)者與創(chuàng)新者。SUTD希望這種人才具有深遠(yuǎn)抱負(fù)并懷有信心和勇氣去迎接全新的想法和挑戰(zhàn)，具有質(zhì)疑精神且掌握終身學(xué)習(xí)的能力。

致力于設(shè)計(jì)是學(xué)校通往這一目標(biāo)的最佳路徑。為此，SUTD開(kāi)發(fā)“大設(shè)計(jì)觀”（Big-Design）作為其工程設(shè)計(jì)教育的核心理念。該理念突破“設(shè)計(jì)即為產(chǎn)品原型設(shè)計(jì)”這一狹義理解，更加關(guān)注人類(lèi)的需求和欲望，在橫向上包含建筑設(shè)計(jì)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及所有基于技術(shù)的設(shè)計(jì);在縱向上容納概念、開(kāi)發(fā)、原型設(shè)計(jì)、制造、操作和維護(hù)在內(nèi)的完整價(jià)值鏈;同時(shí)其還涵蓋人文藝術(shù)和社會(huì)科學(xué)等其他領(lǐng)域?qū)こ淘O(shè)計(jì)影響的理解。[14]簡(jiǎn)言之，大設(shè)計(jì)觀容括了一切關(guān)于設(shè)計(jì)的藝術(shù)和科學(xué)，體現(xiàn)了SUTD對(duì)現(xiàn)代工程設(shè)計(jì)活動(dòng)的深刻理解，與前文所述的新工業(yè)革命時(shí)期工程設(shè)計(jì)的內(nèi)涵具有異曲同工之意。

（二）教育過(guò)程：圍繞設(shè)計(jì)理念實(shí)施以4D設(shè)計(jì)體驗(yàn)為特色的整合式工程設(shè)計(jì)教育

SUTD采用三大舉措確?！按笤O(shè)計(jì)觀”理念滲透到本科工程設(shè)計(jì)教育中，尤其體現(xiàn)出高度整合和強(qiáng)調(diào)體驗(yàn)的特征。

1.聚焦“產(chǎn)品設(shè)計(jì)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、服務(wù)設(shè)計(jì)”的多學(xué)科專業(yè)設(shè)置。

學(xué)生在第一年即新生年以小班化形式開(kāi)展共同學(xué)習(xí)，從第二年開(kāi)始專攻建筑與可持續(xù)設(shè)計(jì)（ASD）、工程產(chǎn)品開(kāi)發(fā)（EPD）、工程系統(tǒng)與設(shè)計(jì)（ESD）以及信息系統(tǒng)技術(shù)與設(shè)計(jì)（ISTD）四個(gè)多學(xué)科專業(yè)之一。其中，ASD專業(yè)面向數(shù)字時(shí)代的未來(lái)建筑需求，利用大數(shù)據(jù)以設(shè)計(jì)智能城市、從事先進(jìn)數(shù)字制造及建筑設(shè)計(jì)等;EPD專業(yè)培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行技術(shù)密集型產(chǎn)品/系統(tǒng)的概念、設(shè)計(jì)、實(shí)施和運(yùn)營(yíng)方面的創(chuàng)新，重點(diǎn)在針對(duì)跨越傳統(tǒng)學(xué)科界限如涵蓋航空航天、生物醫(yī)學(xué)工程、機(jī)器人、電氣工程、機(jī)械工程等領(lǐng)域的產(chǎn)品與系統(tǒng);ESD專業(yè)專注于大規(guī)模復(fù)雜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、分析、優(yōu)化和管理，包括金融服務(wù)、供應(yīng)鏈和物流、醫(yī)療保健服務(wù)、國(guó)防與安全、能源生產(chǎn)和分銷(xiāo)等;ISTD專業(yè)集成了計(jì)算機(jī)科學(xué)、計(jì)算機(jī)工程和信息系統(tǒng)等傳統(tǒng)學(xué)科，聚焦于人類(lèi)和機(jī)器交互作用的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。這些高度整合的專業(yè)一方面呼應(yīng)大設(shè)計(jì)觀中提及的三大設(shè)計(jì)內(nèi)容——產(chǎn)品設(shè)計(jì)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、服務(wù)設(shè)計(jì)，另一方面完全契合了新時(shí)代情景中工程發(fā)展的先進(jìn)方向。

2.重視學(xué)生在人文藝術(shù)與社會(huì)科學(xué)方面的綜合素養(yǎng)。

以EPD專業(yè)為例（見(jiàn)表1），在為期3.5年的本科學(xué)位計(jì)劃課程中人文藝術(shù)和社會(huì)科學(xué)（HASS）課程占比高達(dá)22%，幾乎每學(xué)期學(xué)生都會(huì)接觸。這些課程從拓寬學(xué)生學(xué)科技能和讓學(xué)生沉浸于聯(lián)結(jié)跨越不同學(xué)科的前沿工程領(lǐng)域兩方面，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)工程設(shè)計(jì)的全面認(rèn)識(shí)，激發(fā)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)。

3.注重在全方位設(shè)計(jì)體驗(yàn)中強(qiáng)化學(xué)生的設(shè)計(jì)思維。

SUTD不僅開(kāi)設(shè)多門(mén)獨(dú)立設(shè)計(jì)課程（如EPD專業(yè)開(kāi)設(shè)的設(shè)計(jì)導(dǎo)論、工程設(shè)計(jì)與項(xiàng)目工程課程），教授學(xué)生從基本設(shè)計(jì)概念、問(wèn)題分析、原型制作、方案測(cè)試到項(xiàng)目管理的全面設(shè)計(jì)知識(shí)，更重要的是其強(qiáng)調(diào)在循序漸進(jìn)的持續(xù)體驗(yàn)中鍛煉學(xué)生的動(dòng)手設(shè)計(jì)能力。除常見(jiàn)的頂峰設(shè)計(jì)外，SUTD開(kāi)發(fā)并實(shí)施“4D”（4-Dimension）設(shè)計(jì)體驗(yàn)，向?qū)W生提供嵌入于單門(mén)課程的1D設(shè)計(jì)體驗(yàn)、跨越多門(mén)課程的2D設(shè)計(jì)體驗(yàn)、跨越時(shí)間的3D設(shè)計(jì)體驗(yàn)和由學(xué)生主導(dǎo)的4D設(shè)計(jì)體驗(yàn)，將設(shè)計(jì)徹底融入到本科工程教育的角角落落。據(jù)估計(jì)每位SUTD學(xué)生在完成學(xué)位計(jì)劃過(guò)程中將參加20～30個(gè)強(qiáng)化設(shè)計(jì)項(xiàng)目。

（1）嵌入單門(mén)課程的1D設(shè)計(jì)體驗(yàn)：在物理、高等數(shù)學(xué)、電子電路等單門(mén)核心學(xué)科課程中通過(guò)簡(jiǎn)短、離散的設(shè)計(jì)項(xiàng)目應(yīng)用并探索課程所學(xué)的特定概念，項(xiàng)目與課程的學(xué)習(xí)目標(biāo)直接相關(guān)。例如在新生年的物理II中，學(xué)生花費(fèi)一下午時(shí)間運(yùn)用電磁學(xué)原理在紙板上設(shè)計(jì)和構(gòu)造揚(yáng)聲器。

（2）跨越多門(mén)課程的2D設(shè)計(jì)體驗(yàn)：一旦學(xué)生掌握了1D設(shè)計(jì)后將嘗試在同一學(xué)期內(nèi)的多門(mén)課程中建立概念聯(lián)系，并將其應(yīng)用于跨學(xué)科設(shè)計(jì)項(xiàng)目中。2D設(shè)計(jì)體驗(yàn)通常聚焦于與主題課程具有直接相關(guān)性的系統(tǒng)問(wèn)題的部分子問(wèn)題，是SUTD工程設(shè)計(jì)教育開(kāi)展的重要組成部分，在本科課程學(xué)習(xí)的前五學(xué)期，每學(xué)期都包含一個(gè)2D設(shè)計(jì)項(xiàng)目。在某些情況下，所有相關(guān)課程將暫停一周以支持學(xué)生全日制完成項(xiàng)目。為確保2D項(xiàng)目成功，教師必須在各門(mén)課程中創(chuàng)建項(xiàng)目需求鏈，定義來(lái)自所有被覆蓋的課程的設(shè)計(jì)要求，這樣才能準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)課程所需達(dá)到的目標(biāo)。通常2D項(xiàng)目主題由學(xué)生主導(dǎo)，其具體開(kāi)展過(guò)程為（以第二學(xué)期設(shè)計(jì)導(dǎo)論中2D設(shè)計(jì)體驗(yàn)項(xiàng)目為例）：設(shè)計(jì)導(dǎo)論課程教師解釋2D設(shè)計(jì)項(xiàng)目目標(biāo)及其與本學(xué)期其他課程的強(qiáng)制性聯(lián)系;本學(xué)期其他課程教師和學(xué)生談?wù)撟约航淌诘恼n程，并給出課程可能被整合進(jìn)入設(shè)計(jì)項(xiàng)目的方式案例;各課程教師和學(xué)生討論設(shè)計(jì)項(xiàng)目的內(nèi)容，每個(gè)學(xué)生團(tuán)隊(duì)將明確其所選項(xiàng)目與相關(guān)課程之間的關(guān)系;各門(mén)課程教師將對(duì)設(shè)計(jì)項(xiàng)目進(jìn)行審查，所有團(tuán)隊(duì)在完成項(xiàng)目過(guò)程中將獲得一名建筑師和一名工程師的指導(dǎo);最終，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)需展示其設(shè)計(jì)導(dǎo)論作品，包括原型、視頻、海報(bào)等。

（3）跨越時(shí)間的3D設(shè)計(jì)體驗(yàn)：伴隨學(xué)生接受更為深入的技術(shù)培訓(xùn)和概念理解，之前學(xué)期開(kāi)發(fā)的研究和數(shù)據(jù)在后續(xù)學(xué)習(xí)中被持續(xù)使用和改進(jìn)，這是3D設(shè)計(jì)項(xiàng)目的基本原理。例如在EPD專業(yè)中一項(xiàng)橫跨四學(xué)期的3D設(shè)計(jì)項(xiàng)目——雷達(dá)槍，隨著學(xué)生的進(jìn)步，項(xiàng)目重點(diǎn)從設(shè)計(jì)硬件到系統(tǒng)再到設(shè)計(jì)軟件：第四學(xué)期電子電路課程要求學(xué)生建造一個(gè)低頻雷達(dá)，并使用它來(lái)測(cè)量公路上汽車(chē)的時(shí)速;第五學(xué)期系統(tǒng)與控制課程是對(duì)雷達(dá)的控制進(jìn)行改進(jìn);第七學(xué)期和第八學(xué)期，該項(xiàng)目被重新討論，并涉及電磁學(xué)（改進(jìn)雷達(dá)的天線設(shè)計(jì)）、信號(hào)處理（用于處理和分析雷達(dá)信號(hào)）、流體力學(xué)（開(kāi)發(fā)用于船只的雷達(dá)定位）。

（4）學(xué)生主導(dǎo)的4D設(shè)計(jì)體驗(yàn)：這是開(kāi)設(shè)于課程外部的設(shè)計(jì)體驗(yàn)，由學(xué)生主導(dǎo)，允許他們通過(guò)參加競(jìng)賽團(tuán)隊(duì)、社團(tuán)項(xiàng)目、文化研究、創(chuàng)業(yè)活動(dòng)等來(lái)探索和應(yīng)用設(shè)計(jì)原則。學(xué)生將利用周三和周五下午開(kāi)展包括本科生研究計(jì)劃、本科生實(shí)踐計(jì)劃、學(xué)生俱樂(lè)部、興趣小組等在內(nèi)的各類(lèi)課外活動(dòng)，每年1月還被學(xué)校指定為獨(dú)立活動(dòng)期，允許學(xué)生從事全日制的非課程活動(dòng)以發(fā)展其領(lǐng)導(dǎo)能力、溝通和團(tuán)隊(duì)合作能力等。

（5）系統(tǒng)綜合的頂峰設(shè)計(jì)體驗(yàn)：在學(xué)位計(jì)劃最后兩個(gè)學(xué)期，全體四年級(jí)學(xué)生將匯聚一堂參與一項(xiàng)基于團(tuán)隊(duì)的跨學(xué)科頂峰設(shè)計(jì)項(xiàng)目，該設(shè)計(jì)體驗(yàn)需要廣泛的設(shè)計(jì)技能和知識(shí)，學(xué)生在確定現(xiàn)實(shí)世界的需求、將需求轉(zhuǎn)化為技術(shù)規(guī)范或設(shè)計(jì)策略、應(yīng)用建模技術(shù)設(shè)計(jì)備選方案、使用團(tuán)隊(duì)協(xié)作選擇和檢驗(yàn)有效解決方案的過(guò)程中全面整合、應(yīng)用和反思他們?cè)趯W(xué)位課程中所學(xué)的東西。

具體來(lái)看，SUTD為學(xué)生提供了多樣化的頂峰設(shè)計(jì)項(xiàng)目選擇，包括行業(yè)贊助項(xiàng)目、創(chuàng)業(yè)頂峰項(xiàng)目、社區(qū)服務(wù)項(xiàng)目，這些項(xiàng)目均來(lái)自現(xiàn)實(shí)世界的挑戰(zhàn)，具有真實(shí)性和跨學(xué)科性，要求由不同專業(yè)領(lǐng)域?qū)W生組成的項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)（約5～7人規(guī)模），同時(shí)考慮解決方案的技術(shù)面與非技術(shù)面，并最終生成一個(gè)工作原型、模型、建議和軟件程序等。團(tuán)隊(duì)在項(xiàng)目期間將使用學(xué)校提供的專用頂峰教室，并接受兩名來(lái)自不同專業(yè)教師的輔導(dǎo)和幫助，另外一名負(fù)責(zé)指導(dǎo)溝通交流方面的教師將在學(xué)生進(jìn)行書(shū)面和口頭報(bào)告時(shí)提供一對(duì)一支持。此外，學(xué)生還必須接受一系列倫理、技術(shù)寫(xiě)作、安全、項(xiàng)目管理和數(shù)據(jù)挖掘等方面的短期課程作為項(xiàng)目補(bǔ)充。最終，贊助方將保留項(xiàng)目中出現(xiàn)的任何想法和知識(shí)產(chǎn)權(quán)，并為團(tuán)隊(duì)提供每周指導(dǎo)。頂峰設(shè)計(jì)項(xiàng)目的規(guī)模、范圍、重點(diǎn)各不相同，其中一些呈現(xiàn)高度開(kāi)放性，如3M公司要求學(xué)生識(shí)別柔性LED燈的潛在應(yīng)用;另一些項(xiàng)目則呼吁團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)大規(guī)模解決方案，如近期由來(lái)自四個(gè)專業(yè)的學(xué)生共同實(shí)現(xiàn)的“數(shù)字健康工作室”創(chuàng)建項(xiàng)目，該工作室集成了全新生物醫(yī)學(xué)技術(shù)和數(shù)據(jù)可視化技術(shù)以支持醫(yī)療檢查。

（三）教育支持：配合教育實(shí)施形成一體化教學(xué)保障系統(tǒng)

SUTD本科工程設(shè)計(jì)教育的順利實(shí)施依靠集資源、平臺(tái)、文化為一體的全方位保障系統(tǒng)的支撐，該系統(tǒng)由四大要素構(gòu)成。

1.軟硬件資源要素

軟件方面，充足教師數(shù)量對(duì)實(shí)現(xiàn)SUTD設(shè)計(jì)教育所采用的小組化教學(xué)形式必不可少，而SUTD生師比極低，僅為11∶1，且這些教師多從區(qū)域或全球高水平大學(xué)博士后畢業(yè)就直接加入，他們少有教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，卻極具發(fā)展?jié)摿?，?duì)非傳統(tǒng)教育方式持有開(kāi)放態(tài)度，并愿意投入更多時(shí)間支持大學(xué)教學(xué)。硬件方面，SUTD在新加坡樟宜地區(qū)籌建的全新校園為新生年和從事頂峰設(shè)計(jì)項(xiàng)目的學(xué)生提供了靈活高效的工作空間。以頂峰教室為例，其不僅是教學(xué)空間，更是項(xiàng)目工作坊，桌子用重型材料制成，可承受大量原型作品，每張桌子配有滾軸以實(shí)現(xiàn)重新排列，方便項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)討論。教室還設(shè)有常用工具箱供學(xué)生進(jìn)行組裝和原型設(shè)計(jì)。同時(shí)，房間具有可拓展性，可以打開(kāi)中間隔斷，創(chuàng)造更大空間容納更多學(xué)生接受與頂峰項(xiàng)目相關(guān)的短學(xué)期課程模塊等。

2.外部合作伙伴要素

其一為新加坡政府對(duì)SUTD的投資和支持。新加坡政府領(lǐng)導(dǎo)非常看重教育與研究，這種政治和文化價(jià)值構(gòu)成了政府大量投資學(xué)校的基礎(chǔ)。政府在投資學(xué)校建設(shè)并給予明確期望的同時(shí)也充分信任學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)者，為其提供了“建立獨(dú)一無(wú)二、世界一流的設(shè)計(jì)教育文化和方法”所需要的自主性和靈活性，為學(xué)校發(fā)展創(chuàng)造了自由開(kāi)放的外圍環(huán)境。其二為以MIT為首的高校（還包括浙江大學(xué)、新加坡管理大學(xué)等）與SUTD的緊密合作。MIT為學(xué)校在起步時(shí)期提供了極大幫助（2017年MIT與SUTD的教育伙伴關(guān)系正式結(jié)束），從本科學(xué)位計(jì)劃的設(shè)置、本科課程關(guān)注的核心領(lǐng)域、具體課程結(jié)構(gòu)的開(kāi)發(fā)（SUTD超過(guò)90%的本科課程由MIT開(kāi)發(fā)完成）、課程教授，到為學(xué)校教師提供在MIT實(shí)習(xí)的機(jī)會(huì)，再到兩校學(xué)生之間的交流項(xiàng)目，可以說(shuō)，沒(méi)有MIT就沒(méi)有SUTD如今的形態(tài)。而更為關(guān)鍵的是，在這一世界領(lǐng)先的本科課程的表象下，實(shí)際蘊(yùn)含著MIT對(duì)于學(xué)校學(xué)生和教師關(guān)于創(chuàng)新文化的灌輸，即在SUTD，我們可以突破界限，嘗試任何有趣之事。其三為校企合作。企業(yè)通常借助贊助設(shè)計(jì)項(xiàng)目、提供項(xiàng)目資金、給予學(xué)生指導(dǎo)等方式參與SUTD的本科工程設(shè)計(jì)教育，加深學(xué)生對(duì)現(xiàn)實(shí)世界中工程的理解。

3.教育領(lǐng)導(dǎo)者要素

新加坡政府任命的SUTD核心領(lǐng)導(dǎo)層中的每個(gè)人（校長(zhǎng)、教務(wù)長(zhǎng)、負(fù)責(zé)教育的副校長(zhǎng)、董事會(huì)主席等）都對(duì)新加坡文化有著深刻理解，對(duì)當(dāng)?shù)丨h(huán)境有極高的敏感度，在充分理解政府試圖達(dá)到的目標(biāo)前提下，他們對(duì)學(xué)校的創(chuàng)新教育理念十分投入，并將這種理念貫穿于學(xué)校教師團(tuán)隊(duì)和部門(mén)骨干的組建與聘用中，這是SUTD能持續(xù)推進(jìn)以設(shè)計(jì)為中心的教育和研究、突破科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新界限的重要保障。

4.教學(xué)支持平臺(tái)要素

2016年7月，學(xué)習(xí)科學(xué)實(shí)驗(yàn)室正式成立，為教師和助教提供全面支持，具體包括針對(duì)研究生助教的認(rèn)證課程、針對(duì)新教師的教學(xué)入門(mén)課程、一系列教學(xué)研討會(huì)以及提供針對(duì)有關(guān)課程設(shè)計(jì)/評(píng)估/教學(xué)實(shí)施的咨詢服務(wù)等。同時(shí)，教學(xué)技術(shù)團(tuán)隊(duì)為學(xué)校各種在線學(xué)習(xí)平臺(tái)和技術(shù)（數(shù)字圖書(shū)館、學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)、學(xué)術(shù)媒體工作室等）的實(shí)施提供輔助，并幫助教師最大限度地提高學(xué)生的參與度和學(xué)習(xí)成果，如通過(guò)學(xué)生參與在學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)中設(shè)置的在學(xué)期期中和期末進(jìn)行的課程評(píng)估和指導(dǎo)老師評(píng)估獲得對(duì)教學(xué)過(guò)程的反饋等。

二、討論與啟示

基于以上描述，SUTD本科工程設(shè)計(jì)教育以“圍繞大設(shè)計(jì)觀的教育理念、重視多元設(shè)計(jì)體驗(yàn)的課程體系、強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新綜合的教學(xué)方法、注重全面協(xié)同的支撐條件”為特征，為我國(guó)本科工程設(shè)計(jì)教育的改革與發(fā)展帶來(lái)諸多啟示。

（一）大設(shè)計(jì)觀理念與本科工程設(shè)計(jì)教育理念更新

新工業(yè)革命的到來(lái)促使工程設(shè)計(jì)服務(wù)不斷拓寬與深化，一方面，產(chǎn)業(yè)鏈從單純的設(shè)計(jì)產(chǎn)品環(huán)節(jié)延伸到工藝流程、環(huán)境、包裝、市場(chǎng)策劃、品牌推廣等生產(chǎn)和流通服務(wù)的整個(gè)過(guò)程;另一方面，設(shè)計(jì)也更加強(qiáng)調(diào)資源節(jié)約、環(huán)境保護(hù)，以符合人類(lèi)可持續(xù)發(fā)展的需要。SUTD迅速捕捉到工程設(shè)計(jì)的整體發(fā)展趨勢(shì)，開(kāi)創(chuàng)了以“全面的設(shè)計(jì)服務(wù)范疇、完整的設(shè)計(jì)價(jià)值鏈、多視角的設(shè)計(jì)考量”為特點(diǎn)的“大設(shè)計(jì)觀”教育理念，把社會(huì)和產(chǎn)業(yè)的需求準(zhǔn)確及時(shí)地注入到大學(xué)教育中，實(shí)現(xiàn)“通過(guò)設(shè)計(jì)創(chuàng)造更加美好的世界”的美好愿景。這啟示我國(guó)本科工程教育應(yīng)充分認(rèn)識(shí)工程設(shè)計(jì)在當(dāng)前工程活動(dòng)中的核心地位和深刻內(nèi)涵，更新“設(shè)計(jì)即是對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行優(yōu)化，設(shè)計(jì)只需考慮技術(shù)方面問(wèn)題，設(shè)計(jì)方案決策只取決于產(chǎn)品或工藝的功能等”傳統(tǒng)觀念[15]，將現(xiàn)代化的設(shè)計(jì)理念貫徹落實(shí)于本科工程設(shè)計(jì)教育的方方面面。

（二）多元體驗(yàn)式課程體系與本科工程設(shè)計(jì)教育課程重構(gòu)

在傳統(tǒng)本科工程設(shè)計(jì)教育中，設(shè)計(jì)體驗(yàn)是一項(xiàng)常被忽視的課程模塊，多只存在于頂峰項(xiàng)目中，而SUTD本科工程設(shè)計(jì)教育的實(shí)施采用貫穿整個(gè)本科學(xué)位計(jì)劃的“多角度、多層次、多樣式”的大量設(shè)計(jì)體驗(yàn)，并輔以設(shè)計(jì)類(lèi)課程、HASS課程和現(xiàn)代化核心學(xué)科內(nèi)容。其中多角度指設(shè)計(jì)項(xiàng)目對(duì)于多門(mén)課程、多種學(xué)科的連通，促使學(xué)生從多領(lǐng)域視角去看待現(xiàn)實(shí)世界中的工程問(wèn)題;多層次表現(xiàn)為設(shè)計(jì)項(xiàng)目的深度和廣度伴隨學(xué)生所處學(xué)年的上升和學(xué)生能力的提升呈現(xiàn)循序漸進(jìn)的增加;多樣式體現(xiàn)在單門(mén)課程中的基礎(chǔ)性體驗(yàn)（1D設(shè)計(jì)體驗(yàn)）、橫跨多門(mén)課程的體驗(yàn)（2D設(shè)計(jì)體驗(yàn)）、考慮時(shí)間因素對(duì)同一工程問(wèn)題進(jìn)行重新審視（3D設(shè)計(jì)體驗(yàn)）、課外的設(shè)計(jì)活動(dòng)體驗(yàn)（4D設(shè)計(jì)體驗(yàn)）、頂峰體驗(yàn)等多樣化的工程設(shè)計(jì)體驗(yàn)形式。如是高度整合的工程設(shè)計(jì)課程啟示我國(guó)本科工程教育必須從頂層設(shè)置和規(guī)劃整體課程。在課程內(nèi)容上，要重視開(kāi)設(shè)獨(dú)立的設(shè)計(jì)課程，構(gòu)建完整的設(shè)計(jì)理論知識(shí)體系;強(qiáng)調(diào)對(duì)人文/藝術(shù)/社科領(lǐng)域知識(shí)的教授，加深學(xué)生對(duì)現(xiàn)實(shí)世界工程設(shè)計(jì)的全面理解;配置多項(xiàng)設(shè)計(jì)體驗(yàn)環(huán)節(jié)尤其是系統(tǒng)性體驗(yàn)環(huán)節(jié)，給予學(xué)生充足的學(xué)以致用的機(jī)會(huì)。在課程結(jié)構(gòu)上，理論課程應(yīng)與設(shè)計(jì)體驗(yàn)相互支持，實(shí)現(xiàn)交叉融合的橫向整合安排;在設(shè)計(jì)體驗(yàn)的縱向序列安排中可以參照SUTD案例中“概念設(shè)計(jì)—局部設(shè)計(jì)—改進(jìn)設(shè)計(jì)—綜合設(shè)計(jì)”這一符合學(xué)生能力水平且層層遞進(jìn)的訓(xùn)練方式，以突出和挖掘?qū)嶋H體驗(yàn)可能產(chǎn)生的最大效用。

（三）創(chuàng)新綜合的教學(xué)方法與本科工程設(shè)計(jì)教育教學(xué)策略調(diào)整

SUTD所采用的教學(xué)方式頗具特色，在激勵(lì)學(xué)生參與課程、加強(qiáng)師生互動(dòng)、提升團(tuán)隊(duì)合作能力、提高學(xué)習(xí)效果等方面起到了變革性作用，具體表現(xiàn)為三方面。一是采用小班化教學(xué)組織形式，雖然SUTD每年招收約450名學(xué)生，且在新生年所有學(xué)生共同參與課程，但學(xué)校仍然采用小組化的授課形式在專門(mén)教室進(jìn)行學(xué)習(xí)和工作。二是采取以真實(shí)問(wèn)題為導(dǎo)向、以實(shí)際項(xiàng)目為載體的教學(xué)方法，鼓勵(lì)學(xué)生間相互合作并主導(dǎo)工作進(jìn)程，創(chuàng)新有效地解決工程問(wèn)題，教師只在必要時(shí)進(jìn)行輔助指導(dǎo)。第三，對(duì)傳統(tǒng)講授式教學(xué)法的創(chuàng)新，如迷你講座、視頻講座等方式。在這些創(chuàng)新綜合的教學(xué)方法背后實(shí)際體現(xiàn)的是SUTD對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)需求的高度關(guān)注，這啟示我國(guó)本科工程設(shè)計(jì)教育應(yīng)圍繞“學(xué)生”這一教學(xué)主體，創(chuàng)造性地采用能有效提升學(xué)習(xí)效果、加強(qiáng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)意識(shí)的多種方法，如基于問(wèn)題的學(xué)習(xí)、基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)、協(xié)作式學(xué)習(xí)、基于現(xiàn)代信息技術(shù)的各類(lèi)教學(xué)方法等，避免以往大量灌輸式教學(xué)所導(dǎo)致的死記硬背卻全無(wú)理解、不會(huì)應(yīng)用的學(xué)習(xí)現(xiàn)象的出現(xiàn)，教師在教學(xué)過(guò)程中需要更多扮演引導(dǎo)和輔助角色。

（四）全面協(xié)同的支撐條件與本科工程設(shè)計(jì)教育客觀環(huán)境營(yíng)造

本案例中，充足的軟硬件資源、緊密的外部合作伙伴、堅(jiān)定且投入的教育領(lǐng)導(dǎo)者、先進(jìn)的教學(xué)支持平臺(tái)等四大要素構(gòu)成了工程設(shè)計(jì)教育全面協(xié)同的支撐環(huán)境。一方面對(duì)SUTD本科工程設(shè)計(jì)教育的開(kāi)展發(fā)揮支持性作用，另一方面也制約著SUTD本科工程設(shè)計(jì)教育的整體設(shè)置和走向，兩者之間處于相互促進(jìn)、彼此制衡的關(guān)系。這啟示我國(guó)本科工程設(shè)計(jì)教育的改革和優(yōu)化不能僅僅關(guān)注目標(biāo)、課程和教學(xué)方法，還必須考慮客觀環(huán)境的協(xié)調(diào)一致性，盡管不同院校環(huán)境因素存在差異，但良好的設(shè)計(jì)教育氛圍大致可以從以下方面著手營(yíng)造，比如大力引進(jìn)與栽培精通設(shè)計(jì)教育與實(shí)踐的優(yōu)秀師資，對(duì)設(shè)計(jì)教育所需的教學(xué)空間、設(shè)備材料、配套技術(shù)等進(jìn)行專項(xiàng)投資，持續(xù)開(kāi)拓與維護(hù)各類(lèi)校內(nèi)外合作伙伴關(guān)系，不斷支持與激勵(lì)教師從事教學(xué)創(chuàng)新，強(qiáng)烈依靠工程教育領(lǐng)導(dǎo)者及改革者的遠(yuǎn)見(jiàn)卓識(shí)和堅(jiān)定擁護(hù)等。

注釋：

①案例材料根據(jù)新加坡科技設(shè)計(jì)大學(xué)官網(wǎng)材料，對(duì)SUTD負(fù)責(zé)本科教育的副教務(wù)長(zhǎng)Pey Kin Leong教授的訪談?dòng)涗洠皩W(xué)校教學(xué)處總監(jiān)及SUTD學(xué)院學(xué)術(shù)總監(jiān)Ong Eng Hong博士于2018年12月在浙江大學(xué)所作報(bào)告《SUTD：Stay Future Ready in the Age of Artificial Intelligence》整理形成。

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（責(zé)任編輯 陳志萍）