美国工科与工程博士留学

美国工科与工程博士生培养模式研究———以普渡大学为例

美国的博士生教育肇端于19 世纪中期,博士生教育理念和培养目标不断变化,不同发展阶段的博士生培养目标、理念及模式呈现出某些不同的特点。多年来,美国博士层次的教育形成了一套独特的、逐渐向全世界流传的模式,其中成熟的质量保障机制是美国博士生教育质量保持较高水平的关键。美国研究型大学十分重视对博士生培养过程的管理,形成了较为成熟的人才培养的内部质量保障机制。以普渡大学(Purdue University) 电气与计算机工程系(School of Electrical and Computer Engineering,以下简称“ECE”)为例,该系包括自动化控制、自动化控制多媒体、生化图像与遥感、超大规模集成电路与电路设计等近十个研究领域,旨在通过培养下一代工程师、改进基础知识及其应用的探索、应对社会性影响的全球挑战的创新和参与,致力于服务和引领印第安纳州、全美国,乃至全世界的电气与计算机工程行业 。ECE 所培养的博士既包括取得硕士学位的博士生(PhD students with an MS,以下简称“常规博士生”),也包括由本科直接攻读博士学位的学生(direct PhDstudents,以下简称“直博生”),依托一套成熟的内部质量保障机制,形成了具有特色的博士培养模式,在一定程度上反映了美国工科与工程博士生培养的基本特征,对中国的工科博士生培养具有重要启示。

一、学位要求 

在普渡大学,美国工科与工程博士学位课程要求既有一致性,也存在差异性,课程学习与科学研究始终同步进行,且课程学习贯穿在科学研究之中。博士生课程的立足点是:发展学生的理解能力和批判地评估本专业领域的学术成果的能力,发展学生运用适当的原理和方法来认识、评价、解释和理解本专业领域最前沿知识、有争议问题的能力。

(一)基础课程(Common Course)要求

博士生的基础课程包括必修研究性课程、数学及相关领域课程。在必修研究性课程方面,博士生必须在第一学期和第二学期修至少1 个学分的“研究生科研导论” ( Introduction to Graduate Research)或者“博士学位论文研究” (PhD Thesis Research)。在接下来的每个学期,博士生必须注册至少1 个学分的“博士学位论文研究”。在数学及相关领域课程方面,博士生需要修完主要研究领域外的不少于5 门研究生层次的课程。这组课程包括3 门数学课和2 门相关领域课程,或者2 门数学课和3 门相关领域课程。博士生可以在经过普渡大学审批且能够满足数学基本学习要求的数学、统计学、计算机科学和物理课程中选择。

(二)非学位课程要求

常规博士生和直博生的非学位课程要求不尽相同。常规博士生的培养计划(Plan of Study)需要包括不少于4 门研究生层次的课程。其中,2门课程是ECE 611 或者更高级的课程,满足该要求的课程可同时用于满足此前所描述的数学课程和相关领域的课程要求。直博生的培养计划需要包括至少36个非学位学分,其中,至少包括2门核心课程,2门ECE 611课程或者更高级的课程,及其他3门研究生层次的课程。在特殊情况下,如学生想更换学科领域或者想进入新的学科研究领域,如果他们在新的学科领域修完研究生层次的课程有难度的话,可以在培养计划中包含1 门或者2 门本科生课程。如果学生想更新或有必要去更新本科阶段所学的知识,他们应该修本科生课程,但是按照学位的要求,培养计划中可以不包含这些课程。在第一学年,直博生只有获得特许,才可以在培养计划中包含最高6 个学分的高级本科生课程。

(三)其他学位要求

博士生需要修完“研究生研讨会”(ECE Seminar)和“科学研究规范”(Responsible Conduct of Research)两门课程,具备一定的英语水平,并满足注册和考核要求。第一,博士生需要修完研究生研讨会课程。这门课不设学分,但是在学期结束时,任课教师将会给出“满意”或“不满意”的评价。第二,博士生需要修完科学研究规范课程。这门课通过院校合作培训项目(Collaborative Institutional Training Initiative)提供在线课程。博士生需要在第一学年完成该课程,并将结课的证明附件交至研究生办公室。第三,博士生必须熟练掌握英语写作技能。如果博士生在入学时没有很好地掌握英语写作技能,需要从开始专业学习的三个学期里,通过使用任何方法来满足博士学习对英语写作的要求。第四,《普渡大学学位授予办法》规定,博士生必须在校内修完获得学位所要求的至少一半的学分。根据《普渡大学学位授予办法》的规定,常规博士生在取得硕士学位的基础上须再修60 个学分,直博生在取得学士学位的基础上须再修90 个学分。第五,博士生需要满足考核要求。博士生必须通过的三种主要考核包括:资格考核、初期考核、终期考核。

(四)最低学术标准

博士生需要达到以下标准:在培养计划的课程学习过程中, 保持培养计划平均分数绩点在3.30 ~4.00 之间,且分数都在C 级以上(含C 级);在学位论文研究的学分上得到“满意”的等级;在前两个学期的学习过程中,圆满地修完EE 694 研讨课,并达到熟练进行英语写作的要求;每学期都能取得学历所要求的持续不断的和显著的进步;在规定期限内,完成所有的学位要求,并顺利毕业。如果在完成某一学期课程或暑期课程时,博士生在上述学术标准中存在任何不足,将被留校进行试读察看。如果在接下来一学期的课程学习或暑期课程学习结束时,博士生还需要进行试读察看,在考虑研究生助理的意见后,博士生可能将被禁止继续注册研究生学习。

二、指导委员会

美国的博士生培养实行导师制和博士生指导委员会(Doctoral Advisory Committee)相结合的培养方式,有利于发挥学术群体的集体作用,有益于博士研究生博采众家之长、开阔眼界、扩大知识面,接触更多的学科前沿知识和研究成果,把握科研发展方向,有利于培养高质量的博士。

(一) 学术指导委员会( Academic Advisory Committee)

学术指导委员会的作用是为博士生的“初始培养计划”(Preliminary Plan of study)中的课程选择提供建议。学术指导委员会包括3 名西拉斐耶校区ECE 的教师,并且这几位老师要在“初始培养计划”上签字。专业导师不必出现在“初始培养计划”中。学术指导委员会将为博士生提供学术指导,直到博士生选择了自己的专业导师和博士生指导委员会。

(二)博士生指导委员会

        博士生指导委员会由至少4 位成员组成。委员会的主要责任是帮助博士生准备“最终培养计划”(Final Plan of Study),在学位论文研究过程中提供建议,组织初期考核和终期考核。博士生的专业导师担任博士生指导委员会的主席。大多数情况下,专业导师会跟学生一起来选择相关的研究领域,选择能够与专业导师一起为学生提供服务的其他成员组成博士生指导委员会。博士生指导委员会的成员构成需要遵循以下规则与方针。首先,主席和至少1 位其他成员必须是西拉斐耶校区ECE 的教师,并且应该是博士生所在主要研究领域里的成员。其次,如果2 名导师联合指导博士生的研究,博士生指导委员会中应该有2 名联合主席。2 名联合主席中至少有1 个必须是西拉斐耶校区ECE 的教师,并且应该是博士生所在的主要研究领域里的成员。再次,博士生指导委员会中的大部分成员必须由西拉斐耶校区具有终身教职的教师构成。最后,博士生指导委员会还需要1 名专门成员来提供服务。该成员不具有常规的研究生教师资质。在线学习课程计划包括一份含有常规研究生教师资质及其教师认证机构的最新名单。普渡大学的教师,包括分校的教师,应该具备常规研究生教师资质。来自其他大学的教师、来自工业界的研究员、普渡大学的非教学型科研人员,需经过研究生院的专门资质认定,才能成为博士生指导委员会的成员。在“最终培养计划”完成并审批通过后,博士生指导委员会的所有成员身份才最终确立。

三、博士生培养计划

博士学位要求博士生既要有深度也要有广度,在形成培养计划方面富有弹性,以满足每名学生的需求和学习目标。博士生培养计划并非一次性完成的,从“初始培养计划”的拟定到“最终培养计划”的完成都遵循严格的程序和规则,并且为特殊情况下的培养计划修订提供了充分的空间,体现了培养计划制定的科学化和人性化。

(一)“初始培养计划” 

“初始培养计划” 的准备过程包括以下环节。第一,博士生需要审查博士生手册中有关博士生的课程要求;浏览在线课程信息,确定自己最感兴趣的且能够满足学位要求的课程;阅读“ECE 课程提升计划清单”和“学校班级编制”,确定提供所选课程的学期;关注研究生的研究方向和教师的研究旨趣说明,研习教师的特殊旨趣,并确定合适人选来担任自己的学术指导委员会主席。第二,博士生应该向至少3 名ECE 教师进行咨询,以制订培养计划。这些教师需要代表8 个美国工科与工程博士 研究方向中的至少2 个研究方向。这些咨询有助于博士生确定潜在的学位论文选题、厘清需要选修哪些课程、确定谁可以担任自己的学术指导委员会主席。第三,博士生需要确保有1名教师同意担任自己的学术指导委员会主席。博士生可以向这位教师征求选课的建议、咨询委员会人员构成的建议,并最终获得他对自己的培养计划的认可。博士生需要拟定一份初始博士生培养表,用于以后的讨论。博士生指导委员会的主席人选有可能会成为博士生的专业导师,但也可以不是。第四,博士生需要确保有其他2 位教师同意担任自己的委员会成员,并征求他们对培养计划的非正式审批。博士生指导委员会的2 名教师人选须经过委员会主席的审批。第五,博士生需要将所有必要的信息填写在最终版本的初始博士培养表中。这份表格可以手填。在表格上签名后,博士生还需要获得咨询委员会成员们的签名。博士生须将这份表格复印一份备案,并将原件交至研究生办公室。

( 二)“最终培养计划” 

“最终培养计划”的制订有时间上的规定。一般而言,常规博士生须在进行第四学期注册之前上交“最终培养计划”,直博生须在进行第六学期注册之前上交“最终培养计划”。“最终培养计划”的准备过程跟“ 初始培养计划” 的部分准备工作类似。在阅读相关文件、咨询相关教师、确定委员会主席后,首先,博士生需要运用在线电子培养计划系统(my Purdue)拟定一份培养计划。博士生须确保所选择的课程都能满足所有的要求并打印一份培养计划用于跟咨询委员会的讨论。其次,博士生需要确保其他3 位教师同意加入咨询委员会,并获得他们对培养计划的非正式审批。博士生指导委员会成员的人选需经过博士生专业导师的同意。最后,博士生需要返回在线培养计划系统,根据与学术指导委员会成员的讨论结果,对培养计划进行修改,并提交“最终培养计划”的电子版。“最终培养计划”传至研究生办公室进行初步审查,然后发送至咨询委员会、研究生助理和研究生院,以获得审批。

四、考核及淘汰机制

考核与淘汰机制是促使博士生竞争和更加努力学习的一个动因,也是博士生培养质量保障体系的一个重要组成部分。美国工科与工程博士的考核和淘汰机制突出地表现在以下三种考核机制中。

(一)资格考核

资格考核旨在确保博士生通过核心课程的学习,在主要研究领域及相关研究领域掌握基础研究领域的议题。资格考核是一门总共4 小时的闭卷考试。考试中的问题是基于核心课程层次的,且均与基础研究领域相关。每个研究领域都界定了一组至少3 个领域相关的议题。博士生在考前可以拿到一份书单和考试问题库。资格考核成绩的评价等级包括以下几种:70% 及以上———满足了资格考核要求;60% ~70%———通过必要的改进措施,有条件地通过资格考核;低于60%———通过他人建议的改进措施,重新参加考试。在以上几种考试情况中,整体分数和个别问题的分数都会递交给博士生指导委员会的成员。常规博士生须在开始博士课程后的第一次考试中参加资格考核,直博生须在开始博士课程后的两学年内完成资格考核。重新参加资格考核须在下一轮考试中进行。为了促进博士生尽可能早地进行资格考核,资格考核的次数并不受限制。一般而言,博士生指导委员会并不提倡博士生多次参加资格考核。每名博士生须在参加博士生初期考核前完成资格考核,包括一切改进工作。

(二)初期考核

初期考核旨在衡量博士生是否有资质设计和开展一项适切的研究议题。博士生在通过资质考核并提交了最终培养计划后,才能计划参加初期考核。如果博士生指导委员会明确要求的话,初期考核可包含一个笔试环节,但是通常考核会安排一个与书面学位论文研究计划书相结合的口试环节。在参加终期考核之前至少两个学期,博士生须完成初期考核。在初期考核过程中,博士生应该对研究问题具有清晰的理解;对研究领域的历史背景文献和研究现况具有一定的认知;围绕研究问题的解决开展了一些初步工作;具有完成学位论文的其他研究内容的方案。如果博士生通过了初期考核,博士生指导委员会的成员会在美国工科与工程博士 研究生办公室指定的“初期考核委员会报告”上签字,证明博士生通过了初期考核。如果博士生没有通过初期考核,至少一个学期(秋季学期、春季学期或暑期课程)之后须重新考核。为了确保学业顺利开展,直博生应该在8 个学期内完成初期考核,常规博士生应该在6 个学期内完成初期考核。如果博士生延期进行初期考核的话,在进行接下来的学期注册前,每个学期都要上交一份完整的申请表格。

(三)终期考核

        终期考核旨在考查博士生的学位论文及其是否能够获得博士学位。博士生需要认真撰写博士学位论文并参加终期考核。博士生需要按照预设的模版并遵循专门的流程来准备自己的博士学位论文。一旦准备好学位论文并完成了其他所有的要求,博士生须进行博士学位论文答辩。在终期考核之前至少3 周,博士生需要跟自己的专业导师、咨询委员会、研究生办公室一起安排终期考核事宜。如果在参加终期考核的这个学期博士生将取得博士学位,研究生办公室需要在规定的截止日期之前拿到博士生的终期考核成绩。在接到博士生的申请后,研究生办公室需得到研究生院的审批,以便博士生指导委员会开展终期考核。终期考核的前3 周内进行申请必须得到研究生助理的审批,并且只有在非常特殊的情况下才可以。专业导师必须在考核结束后24 小时内将终期考核结果报告给研究生办公室。如果终期考核结果无法令人满意,需要至少一学期或者暑期课程后再进行终期考核。申请者要想获得博士学位,最多只能有一张反对票,否则将无法拿到博士学位。