大学获得资助以改进工程教育项目

科罗拉多州立大学(CSU)从美国国家科学基金会(NSF)获得了一项为期五年、价值200万美元的资助，旨在改造工程和计算机科学的教学方式。科罗拉多州立大学计划打破每门课程只教授一门课程的传统方法，取而代之的是一个系统，让电气和计算机工程专业的学生同时学习各种组件如何在现实应用中组合在一起。

科罗拉多州立大学教育学院教授迈克尔·德·米兰达(Michael De Miranda)是该项目的合作研究者之一，他说:“iPhone手机中集成了多个功率放大器模块、天线开关和滤波器，这是一个复杂的系统。”“理解它需要结合数学、物理和电气工程。”

科罗拉多州立大学的团队将在电气和计算机工程系采用更全面的方法，而不是单独教授这些学科和其他学科，而不解释它们之间以及日常技术之间的关系。

“目前的工程教育系统在两个根本性的关键方面失败了，”科罗拉多州立大学的研究人员在他们的摘要中说。“首先，那些有愿望和能力成为有成就、有生产力的工程师的学生正在以惊人的数量放弃这门学科。其次，毕业的学生往往没有为所选职业的现实做好准备，以惊人的速度转行。”

De Miranda在电气和计算机工程系担任联合职位，她解释说，新的教育方法将包括使用“学习工作室模块”，学生们在团队中学习，做动手工作，以及“知识集成模块”，其中多个领域将同时教授。

“学生们一直在单独上一些课程;他们不知道他们为什么在那里，也不知道他们所学的东西的相关性，”电子与计算机工程教授、联合研究者汤姆·陈(Tom Chen)说。“我们需要更好地将他们与学生熟悉的应用程序(比如手机)联系起来。”

这个名为“革新角色，重新构想工程形成的综合系统”的项目还将涉及对系里教师的评估和奖励方式的改革。托尼·马西耶夫斯基教授是该部门的负责人和该项目的首席研究员，他说，美国国家科学基金会很少带头进行如此彻底的变革，不仅仅是一门课程或一门课程，而是“改变整个工程部门的文化”。

他将传统的课程结构描述为“烟囱”。

“一个学生去数学系学微积分，然后去物理系，然后在这里上电路课，”马切耶夫斯基说。“没有人把这三件事联系起来。很有可能这三个教员彼此不交谈也不知道其他人在教什么。没有足够的协调。”

程序结构

新课程将贯穿三个主线:基础、创造力和专业精神，每个主线由一名教员负责。在新的教学模式下，基础的数学和科学课程不会在课程开始的时候就放在前面，而是在需要的时候穿插在整个课程中，这样学生就知道他们为什么要学这些东西。马切耶夫斯基说，一个希望是尽早吸引学生的兴趣，提高记忆力。而不是把大部分的研究和创新保存到学生的高级设计项目，应用到现实世界将被纳入所有四年。

“等到最后一年再这么做太迟了;你已经失去了三分之二的学生，”他说。

新课程还将更多地关注工程师在技术专长之外需要的“软技能”，比如沟通、道德、社会影响以及在大型、多样化群体中的互动。

NSF的倡议

2015年，美国国家科学基金会(NSF)在其革命性工程部门(RED)计划中共拨款1200万美元。

美国国家科学基金会工程教育研究项目主任唐娜·莱利说:“RED的一个潜在前提是，部门主管可以成为变革的关键杠杆。”“RED的重点是改革部门结构和教师奖励制度，以刺激政策、实践和课程的全面变革。”

这项研究的资金来自美国国家科学基金会的工程、计算机与信息科学与工程、教育与人力资源委员会。RED投资是美国国家科学基金会本科STEM(科学、技术、工程和数学)教育计划“改善本科STEM教育”的一部分。

“工程和计算机科学专业在解决国家优先事项和社会重大挑战方面具有巨大潜力，”国家科学基金会工程助理主任普拉莫德·哈尔戈内卡尔说。“为了在未来蓬勃发展，工程和计算机科学必须吸引和留住社会各界的人才。”

科罗拉多州立大学

www.colostate.edu

国家科学基金会

www.nsf.gov

- Chris Vavra编辑，制作编辑，控制工程，cvavra@cfemedia.com.查看更多系统集成故事.

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