從工程教育改進談我國高等教育發展

1997 國際工程教育研討會紀要

1997 年 8 月 24 日


前 言

1997年第三屆『國際工程教育研討會』 (International Conference on Engineering Education, 1997 ) 於8月14-15日在芝加哥舉行,本次研討會主要由南伊利諾大學(Southern Illionis University, SIU)主辦,美國國家科學基金會(NSF)協辦。 本人於會中發表『國科會工程教育改進計畫: 機電工程模組化實驗系統之研製與教學改進計畫』之研究成果 「Education of Mechatronics Engineering and Implementation of a Modular Experiment System」。 以下提出一些參加此次研討會之後的感想與看法。

一、研討會紀要

本研討會今年首度由美國舉辦,有近四百人參加,研討會計有39個議程、近200篇論文發表。 我國亦組成一個12人的代表團參加,團長是國科會張副主委進福,台大造船系汪群從教授擔任團聯絡人, 團員包括元智大學校長王國明教授、元智大學機械系徐澤志教授、清大電機系吳誠文教授、 台大機械系陸一平教授、中央大學機械系葉則亮教授、交大電機與控制工程系鄒應嶼教授、成大航太系謝勝已教授、 交大電機學院院長魏哲和教授、工程處許文秀科長,以及科教處陳寶玲助理研員。 8月13日下午本團團員陸續抵達研討會會場Chicago O'Hare Marriott Hotel, 晚間由駐芝加哥台北經濟文化辦事處科學組馬道行組長,邀請本團團員與美中地區之各學會會長與資深學人聚餐聯誼, 席間我國代表與美中地區之代表均自我介紹與表達交流之意。

本次研討會有一個"multidisciplinary courses"的議程,主要討論具有多重工程領域特色的整合教學。 這其中的典型代表即是"機電工程",因為先天上,機電工程就是機械電子相互結合的領域。 本人於會中發表有關機電工程的實驗教學論文,並與各國代表交換意見。 我們在『國科會工程教育改進計畫:機電工程模組化實驗系統之研製與教學改進計畫』所獲致的研究成果, 與會代表均表達高度的興趣,本計畫以模組化方式發展機電工程實驗教學的子系統,並以子系統之實驗教學引發學生對相關主題的興趣, 進而在系統整合施以機電工程整合實驗的挑戰,在我們的研究中, 由學生完成了包括:倒單擺之製作與平衡控制、倒立三角體之製作與平衡控制、一維吊車的移動平衡控制。 這些實驗項目均有相當高的實驗難度,其實驗教學的成功也獲得與會代表的讚賞。 在與會代表的熱烈討論下,為了推廣機電工程之實驗教學, 擬出一些未來可進一步發展為實驗教學設備的小型機電整合教學實驗系統,例如:

小型模組化雙軸平台之組合與控制

小型倒立三角體之製作與平衡控制

翹翹板之製作與平衡控制

旋轉型倒單擺之製作與平衡控制

遙控車之製作與平衡控制

光碟機的驅動控制

在ICEE 97正式研討會結束之後,主辦單位特別在南伊利諾大學舉辦了為期一天的會後研討會(post conference), 計有中華民國、美國、巴西、與英國等近四十餘位代表參加,與會代表乘坐一部遊覽車,於8月16日由芝加哥前往南伊利諾大學的所在地 Carbondale。Carbondale位於伊利諾州的南端,距離芝加哥約450公里,是美國中部典型的大學城。

ICEE 97的會後研討會主要以討論為主,先由各國代表團領隊作各國工程教育改進計畫推展報告, 而後大會擬定了五個議題進行分組討論。此會後研討會主要的目的在於讓參與的各國代表能在『大學工程教育改進』的議題下, 確認國際互惠合作的機會與擬定具體可型的辦法,分組討論的議題如下:

ENGINEERING DESIGN

MANUFACTURING EDUCATION

DISTANCE LEARNING

COURSEWARE PRODUCTS

INTERNATIONAL STUDENT EXCHANGE

本人參加"manufacturing education"的分組討論,先選出一位主席,由Prof. B. Woolf (Univ. of Massachusetts-Amherst)擔任主席, 而後由各方代表共同交換意見,商討如何進行"manufacturing education"方面的工程教育改進。其中一些具體的結論如下:
  1. 結合電腦教學(尤其是多媒體)於工程設計與製造自動化。

  2. 藉由全球資訊網加強相互間的聯繫與合作,特別是教材方面的交換與交流。由中央大學機械系葉則亮教授負責建構有關 MANUFACTURING EDUCATION的網頁,彙整各方所提供的資訊。

  3. 加強電腦輔助教學軟體的發展,同時著重其與機電介面的教學軟體的發展,例如:Labview, PC-MATLAB與 機電系統的互動整合,可稱之為以實驗為導向的互動式整合學習 (interactive integration learning)。

  4. 加強以工業界為對象的在職教育。在快速變遷的高科技領域,事實上,工業界已投入相當多的人力與經費於員工的在職教育訓練, 但這方面的教育訓練,仍須政府的支援。以我國為例,由經濟部主導委託各大學與財團法人(如工研院、自強社、慶齡中心)所舉辦的 各種研討會與員工在職教育訓練,對產業界的幫助甚大,可供他國參考。

  5. 加強學校與產業界的合作。這一方面,我國目前由國科會主導的『產學合作計畫』,其運作模式也是與會代表亟欲瞭解與學習的對象。

二、我國工程教育的根本問題

政府近年來雖大力倡導與推動工程教育改進計畫,首兩屆之『國際工程教育研討會』尚且由我國推動舉行, 從而引起美國之興趣,並接辦1997年之國際工程教育研討會。國科會為了推動工程教育改進, 乃於1994年向各大學徵求『國科會工程教育改進計畫』,希望以研究計畫的方式發展先進的大學工程教學實驗系統與教材。 此計畫之立意甚佳,這幾年來在國科會科教處嚴格的計畫甄選與審查下,大多數之計畫均獲致相當好的研究成果。 唯在實際的教學成效上,仍有相當的差距,究其原因,可歸納下列數點:

重研究輕教學的學術生態

仍須特定科目考試的研究所入學方式

學校教師缺乏對實際工程設計之經驗

大三、大四學生汲汲於準備研究所入學考試,而對此階段的實驗課程興趣缺缺。

上述之部份問題,並非我國獨有,他國也是一樣。在ICEE97研討會中,有一個PANEL SESSION, 討論的是『The Practice Oriented Masters Degree』,目前美國有些學校正嘗試授與『工程碩士』的作法, 有多位教授提出了在他們自己學校推動『工程教育改進』的一些問題,其中也包含了教師的意願不足、升等問題、經費問題等。 但其中有趣的是工業界多極力支持、參與之學生也表達強烈之興趣,但客觀環境上,仍有相當多的問題有待克服。 我國大學之學制與美國類似,大學教師也多在美國獲得博士學位,因此情況也有些相近。 在這樣的環境背景下,如何有效的推動我國高等教育的『工程教育改進』,確非易事,這也是值得大家深思如何提出解決之道。
三、我國工程教育改進的策略與方法

二十一世紀必然是一個科技發展競爭的時代,回顧美國近年來高科技的發展, 當更可感受到在布西政府(Prsident Bush)時代所提出的公元2000年工程教育改進計畫,對美國未來高科技發展所造成的影響。 台灣地狹人稠,在二十一世紀的國際競爭中,其關鍵將是以科技發展所主導的經濟競爭力, 而這其中工程科技人才的培育更是我國未來科技競爭力的基礎。 我國高等教育雖已蓬勃發展,然而如上所述,在近代工程教育方面仍然有諸多值得改善的地方, 以下提出一些針對我國工程教育發展問題的對策:

研究所碩士班之招生方式由各校自訂

參照美國工程GRE,由教育部舉辦全國大學畢業生『工程GRE會考』

取消研究所博士班入學筆試的規定

推動『大學工程教學評鑑』

積極推動遠距視訊教學

積極推動院級工程教學實驗室

國科會持續推動『工程教育改進計畫』,形成研究支援教學、教學提升研究的良性循環。

積極推動在『工程教育改進』方面的國際合作

國科會可於各學門年度舉行之『研究計畫成果研討會』討論『??工程教育改進』之議題

四、結 語

總結來說,我國在『工程教育改進』的推動方面仍有一些地方值得我們繼續努力,其中關鍵尤其在於教育部與國科會的整合推動。 教育部可從學制、課程審查、教學評鑑、專案經費補助等方面著手, 國科會可從持續推動『國科會工程教育改進計畫』、改善獎勵制度(例如評選執行優良之計畫)、 加強科教處推動『工程教育』之任務導向目標與功能等方面著手。 目前,國科會主導之『國科會工程教育改進計畫』或許也到了需要階段性檢討的時候,希望能在徵得多方共識後, 持續推動我國高等教育的工程教育改進。