来源：《中国高教研究》 2019年第12期
摘要：以人为本”，高质量本科人才培养是“双一流”建设的核心内涵。“以学生为中心”的视角下分析美国本科人才培养的特征，能够为我国高校本科人才培养提供深刻的启示和借鉴。以美国六所一流研究型大学的生物医学工程学科为例，对美国高校本科人才培养进行体系化分析，发现其具有三个独特的特征：以学生发展为中心，发展导向确立培养目标；以学习效果为中心，培养目标导向确定能力培养要素；以学生学习为中心，培养要素导向反向设计课程体系及相应的教学活动。这从三个方面给我国高校本科人才培养提供了启示和借鉴：培养目标寄予学生高期望；要素设置给予学生充分选择权；设置顶峰课程或项目、提供本科生科研机会，构建多元开放的课程体系。
关键词：本科人才培养；培养目标；能力要素；课程设置；特征研究
2015年国务院发布《统筹推进世界一流大学和一流学科建设总体方案》，2017年教育部、财政部和国家发展改革委公布《世界一流大学和一流学科建设高校及建设学科名单》，建设世界一流大学和一流学科成为我国的国家战略和高校特别是研究型大学追求的目标。“以本为本”，世界一流大学的本质体现在一流的本科教育，“培养什么样的本科人才”是我国研究型大学在“双一流”建设中必须思考的重要问题。
赵炬明把“以学生为中心”具体定义为：以学生的发展为中心、以学生的学习为中心、以学生学习的成效为中心。美国作为“以学生为中心”理念的发源地，自20世纪80年代起，美国高校渐次实践和探索“学生中心”（Student-Centeredness, SC）改革，至今已有35年左右的历史。在“以学生为中心”的视角下，本研究以美国遍历了这一改革的哈佛大学（Harvard University）、密西根大学（University of Michigan）、伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校（University of Illinois at Urbana-Champaign）、麻省理工学院（Massachusetts Institute of Technology）、加州大学伯克利分校（University of California, Berkeley）和约翰霍普金斯大学（Johns Hopkins University）等六所一流研究型大学的某一具体学科——生物医学工程（Biomedical/Bio-Engineering，BME/BE）为例，分析其本科人才培养的特征。对我国高校，尤其是研究型高校探索“以学生为中心”的本科人才培养，提升本科人才培养质量，具有借鉴意义。
一、“以学生发展为中心”：美国大学人才培养目标的设定
生物医学工程学科是理、工、医、生物和社会学科等高度交叉的新兴学科。生物医学工程学科的发展对促进人类健康，提升生活质量及防治重大疾病都具有举足轻重的影响。美国大学生物医学工程学科居世界领先地位，其人才培养，尤其是本科人才培养享有很高的国际声誉。
一所大学的人才培养目标反映了人才培养的定位和价值取向，反映了大学教育目的和办学方向。美国高校的人才培养目标往往落实在专业教育中。其立足学生发展，以学生的当前状态为基础，以促进学生发展为目的，“以学生发展为中心”，告诉现在及未来的学生，通过接受专业教育他们会成为什么样的人，从事什么样的职业，满足什么样的社会需求。人才培养目标既向在学的学生指明了发展方向，又吸引了志趣相投的未来学生，同时也是对社会的承诺，即为社会培养什么样的人才、向社会输送什么样的人才。表1呈现了六所学校人才培养目标定位及其蕴含的核心素质、能力。约翰霍普金斯大学、麻省理工学院和哈佛大学生物医学工程专业的人才培养定位都是培养“领导者”，与这三校的人才培养目标定位一致，且体现了学科强劲的优势地位。而密西根大学、伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校、加州大学伯克利分校定位于培养“适应宽广职业领域的专业人才”，很符合这三校在生物医学工程领域的学科地位，也反映了生物医学工程这个交叉学科的就业、深造优势。围绕学生发展、为了学生发展，美国高校本科人才培养目标的设定突出体现了“以学生发展为中心”的特点。
二、“以学习效果为中心”：美国大学本科生的能力培养
美国大学注重学生学习的成效胜于注重学生学习成绩。1995年，巴尔（Robert B. Barr）和塔戈（John. Tagg）发表具有里程碑意义的文章《从教学到学习：一种新的本科教育范式》（From Teaching to Learning: A New Paradigm for Undergraduate Education, 1995），对比了新旧两种模式“成功标准”（见表2），认为“以学生为中心”的视角下，学生成功是“展现学生学习的各种成果、学习技能得到发展和拓展”。学习模式推崇的成功标准是以“学生的学习效果”为中心的。新模式强调大学是产生学习的机构，大学的目的不仅仅是传授知识，大学通过创造环境和经验使学生自己发现和建构一系列能力。
美国大学把能力培养视为学习的目标和成效，注重本科生的能力培养。在确定能力培养的方向和要素构成时，又以培养目标为导向。培养目标是期望学生毕业若干年后实现的结果，是发展的指向；实现人才培养目标、实现发展追求，需要能力来支撑。所以，美国高校把学生在接受专业教育后应该具备或形成哪些能力素质，也就是说专业教育帮助学生发展哪些胜任力（competency）作为高校本科人才能力培养的优先问题考虑。
约翰霍普金斯大学、哈佛大学、密西根大学、伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的生物医学工程专业都获得了国际工程专业认证（Accreditation Board for Engineering and Technology，ABET），它们将ABET标准中的能力要求作为帮助本科生发展和成就的能力要求；而加州大学伯克利分校、麻省理工学院则提出了自己的专业能力要求。（见表3）这些能力分两类：一是综合通用型的，如批判性思考、分析、有效表达、沟通、团队合作能力、道德和社会责任感等；二是专业技能型的，如识别、定义和解决生物医学工程问题、工程设计能力、实验能力等。反映了美国高校围绕学生发展，关注学习效果、以学生为中心，通专结合的教育理念。同时，这些能力要求都是可观察、可测量的，对于学生来说，这些就是他们专业学习所达成的成果，他们的注意力、学习策略和方法都应集中在这些能力要求上。
三、“以学生的学习为中心”：美国大学本科生的课程及特色教学项目设置
美国大学“以学生的学习为中心”，强调课程的人才培养承载，强调富有成效的课程体系是有效学习的承载（Cullen），所以一向精心设计课程和教学项目，并形成体系。土库曼（Tuckman）提出“以学生为中心”的课程体系是目标为导向的课程体系。表4列出了六校的课程体系，体现了美国大学课程体系设置的特征，即以能力培养要素为导向，依据一系列对应的能力目标分析反向设计课程和教学项目，形成课程体系和特色项目设置。“以学生为中心”强调“以学生的学习为中心”，教是手段、学是目的，教育的终极目的不是教师“教”而是学生“学”，所以课程体系、教学项目依据学生能力培养需要的要素设置深刻体现了“以学生为中心”的哲学。
六校的课程体系的共同点是均由数学、基础科学、人文社科及专业核心及选修模块构成。数学、基础科学和人文社科构成了学生的通识与基础；而核心课程、领域或方向选修课程是各自学科探究和问题解决能力的承载。
以约翰霍普金斯大学BE为例，对应“解决医疗健康领域的问题”需要在“医疗健康及相关领域展示领导力”“有效沟通”、在团队中“发挥有效作用”、保持“终身学习”等这样的能力要素。对应能力培养要素中的11种能力，其课程体系如表5所示。
约翰霍普金斯大学BE本科课程体系形成了基础科学与数学、通识、专业核心课程和学科高级工程课程四个模块；核心课程、重点学科领域高级工程课程两个进阶的设置特点。
学生需要修读基础科学类课程18个学分，数学类课程20个学分，这为培养目标中第一条“将数学、科学和工程学的知识应用于生物医学工程问题的能力”提供支撑。同时，学生需要修读人文社科通识类课程18个学分、设计类6个学分、计算机编程3个学分，以及任选课13个学分。这些为培养“有效沟通、树立职业和道德责任、多学科团队中发挥作用、了解当代问题、理解工程解决方案的全球经济社会影响、终身学习”等方面的能力培养提供可能。而最关键的核心课程，需要修满30个学分，这些知识是未来的生物医学工程师应具备的。核心课程包括分子与细胞生物学、线性系统、生物控制系统、建模与仿真、生物学中的热力学原理以及系统生物学和生理学的工程分析。在这些核心科目的基础上，分6个重点领域（Focus Area）设置了系列的学科领域高级工程课程。这6个领域是对应培养目标“解决医疗和健康领域内问题”的关键领域，学生需要修满21个学分。
哈佛大学的BE为了引导、记录和督促学生的学习与发展，设计了“学生学习计划表”（Plan of Study）。计划表需要学生及学院本科教学负责人签名，学习计划获批准后由学院学术计划办公室管理，每年可由学生及教学负责人更新计划表。填写计划表，成为一种让学生对自己的学习负责的做法：在专任教师指导下制定的学习计划，是学生在思考后作出的自由而负责任的选择，是对后续的学习做出的一种承诺。计划表同时又有一定的灵活性，允许学生每年更新，根据自己的实际情况做出调整。
哈佛大学鼓励和提倡“本科生科研”（Undergraduate Research），投入专门的人力、物力、财力，在学校层面设置的专门的本科研究办公室和主动学习实验室（Active Learning Labs），设置了很多本科生科研项目。学生加入到教师领衔的项目中，甚至独立承担项目，项目主题覆盖生物工程、密码学、环境工程等，这些研究可以作为课程的一部分，或成为与教授一起工作的经历，少数的成为本科生独立研究的经历。暑期学校鼓励学生到私立公司和实验室以及国立卫生研究院（National Institutes of Health, NIH）等政府机构进行研究实习。独树一帜的是，哈佛大学设有专门的本科生研究期刊（The Harvard Undergraduate Research Journal, THURJ），为半年刊。通过发表本科生的研究成果、呈现哈佛大学学术研究的相关进展来促进本科生科研。
密西根大学也提倡本科生科研，生物医学工程专业为学生设置了专门的本科生研究课程（BIOMEDE 280. Undergraduate Research），为一年级和二年级学生提供研究经历。研究主题由学生和教师的共同兴趣决定，选修的学生可获得1~4个学分，1个学分预计每周至少工作3小时。课程成绩由项目或报告的质量及参与其他研究活动的表现组成，由指导教师对最终项目或报告进行评估。其他活动包括参加两周一次的研究小组会议，提交记录研究经验的日志等。密西根大学的BE还提供5年制的本硕连读项目，共有8个组合选项，将本科方向与研究生研究方向的对接做了清晰的设计，激发学生深度学习的兴趣与欲望。
伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的BE把系统思考作为解决大规模生物工程问题的方法突出出来，设置了两个学期的顶峰（Capstone）课程，提供将工程基础应用于生物医学问题的经验，培养学生识别和提出问题、建立方程、设计方案、有效沟通、专业判断、团队协作和学习策略等系列能力。这些实际问题来自于教师、临床医生和工业公司。
加州大学伯克利分校也专门设置了顶峰课程，培养学生在医疗技术领域的领导能力和创新能力。在为期15周的课程中，组合的小型学生团队与来自临床各专业的医生“客户”合作，设计、开发和测试有应用前景的新型医疗设备解决方案。这些顶峰设计项目让学生体验工程设计的全流程：从需求分析，到设定目标规范，到概念生成、规范细化、功能原型设计，到测试和包装。需要进行三次正式的设计审查，在口头和书面文件中形成过程结果。团队合作是体验的核心，包括与医生的互动。课程设计中包含邀请来自行业、监管部门专业人员和临床实践的特邀嘉宾讲座，使得顶峰设计课程内容丰富、视野开阔。
加州大学伯克利分校积极鼓励本科生参与科研，提供充分的本科生研究机会。生物工程系为杰出的本科研究提供托马斯·布丁格博士（Thomas Budinger）生物工程探索奖、夏季生物设计浸入式体验项目、QB3（California Institute for Quantitative Biosciences）本科生研究生物技术实习计划(暑期行业实习)、合成生物学夏季研究计划（iGEM）、阿姆根和基内泰克（Amgen & Genentech）学者本科生科学和生物技术暑期研究项目等。得益于充分的研究机会，在毕业时，94％的生物工程本科生有过研究经历。
麻省理工学院特别重视本科生研究，早在1969年就启动了本科生研究机会项目（Undergraduate Research Opportunities Program，UROP），是美国最早支持本科生做研究的大学。UROP项目在学年和/或暑假期间进行，学生在学术部门以及跨学科实验室和中心进行研究。项目时间可为一个学期、一年或更长时间。大多数项目都在校园内进行，但也有校外和全球项目。如果指导教师对学生的研究工作满意，学生可申请在成绩单上标注本科研究学分。麻省理工学院还有经同行评议的本科生研究杂志，为半年刊，已发表了35期。
四、启示与借鉴
1. 培养目标明确寄予学生高期望。世界一流大学的专业人才培养目标与学校的人才培养目标往往具有一致的价值取向，学校人才培养目标的实现具体落实在各专业的教育中。培养目标有显著的价值引领作用。安布罗斯（Ambrose）认为学院、专业将对学生培养的高期望明确表达出来，是对学生、家长、社会的一种承诺，同时也是对学生学习动机的一种激励。约翰霍普金斯大学、哈佛大学、麻省理工学院将培养未来的领导者明确写进了本科专业人才培养目标中，伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校将领导力明确表达在毕业要求中，加州大学伯克利分校将培养未来的领导者作为学院的目标之一。这种高期望能够引发期望和导向的传递，渐次引导了学生的能力要求和要素设置、引导了课程体系与特色教学项目、教学活动的设置，潜移默化转化为学生内心的追求，在美国高校本科生人才培养中取得了很好的实践效果。
2. 能力要素设置通专结合、多维培养。南利（Nunley）认为，选择是人类的基本需求和权利，它为人们带来一种“控制感”，而这种感觉驱动了人们担负起责任。自我决定理论的观点是，选择强化了学生学习中的自主性。如果学生能够根据自己的喜好、兴趣和需求做出选择，那么，他们在学习上会更加积极且表现良好。六校为学生的发展和能力培养提供了通专融合、多维和充分的选择。六校在专业教育、专业能力培养之前，都设置了批判性思考和分析社会问题，识别和寻求问题解决方案，考虑全球和文化需求，职业道德和社会责任，有效表达和沟通等能力要素，作为对学生通识能力的培养。专业能力的培养强调专业领域解决问题的能力，注重培养的“深度”；通识能力的培养强调社会领域适应、识别和分析问题的能力，注重教育的“广度”，通专结合、深度与广度并列，给学生主动的选择，这种设置有力地促进了学生在多元文化背景下掌握必备的有效表达能力、创新和批判性分析能力、独立思考和团队合作能力以及终身学习的能力，使学生能够更好地适应毕业后的社会。
3. 课程体系多元开放，设置顶峰课程或项目、提供本科生科研机会。多元开放的课程设置是美国高校本科人才培养的显著特征。多元和开放的课程体系将“大学生成长金字塔”模型定义的大学生校园学习的三种主要情景，即课堂教学、联课活动和课外实践紧密结合起来，使课堂内外、知识教学、课外实践、探究学习综合一体，为学生提供了丰富的学习体验，激发了学生内在的动力，提升了学习的效果。
美国一流高校普遍设置的顶峰课程或项目可类比于我国的毕业设计/毕业论文，但有两点不同：一是课题源于实际需求或真实问题，二是团队项目。顶峰设计课程或项目是一种真实学习，包含了五方面的真实。一是物理真实。学生在项目过程中体验真实的应用场景——医院或社区。二是社会真实。项目中接触的所有社会关系——医护人员、患者、同伴、厂商等都是真实的，学生运用人际交流技能处理社会关系。三是内容真实。项目要解决的问题是临床中的真问题，常常缺少必要的条件与信息，又有很多约束条件，这就需要学生自己创造相关条件或寻找相关信息。四是过程真实。学生经历从需求分析、设定目标，概念生成，规范细化，功能原型设计，测试和重新设计等真实的设计过程。五是结果真实。在完成项目过程中，学生所获得的知识和能力是综合和整合的——认识了自我、认识了社会、认识了世界、解决了问题、培养了能力、积累了经验，并体验到成就感。
哈佛大学、麻省理工学院、加州大学伯克利分校、密西根大学都鼓励本科生做研究，并都提供了丰富的研究机会。库（Kuh）认为本科生研究这种高影响力教育实践是体现“以学生为中心”的行之有效的方法。美国一流高校鼓励本科生做研究，符合学校作为研究型大学的定位。学生积极参与到系统的科学研究中去，需要付出智力、时间甚至体力上的巨大努力，这样能够强化他们的学习动机与学习投入。学生通过思考问题、观察及反思、学习用先进技术来做研究，也能体验解决了重要问题而产生的兴奋和成就感。同时，研究经历帮助学生自我反思，反思要成为什么样的人、如何做事，形成关于自我的认知与价值，让他们更好了解自己，选择未来的发展道路。本科生科研能够给学生提供多种能力训练和获取。
（作者：季波，上海交通大学生物医学工程学院副教授；李劲湘，上海交通大学电子信息与电气工程学院讲师，马克思主义学院博士研究生；邱意弘，上海交通大学教学发展中心副教授；魏佳妮，上海交通大学农业与生物学院助教）