在当今高等教育领域，工程教育正经历着前所未有的变革。麻省理工学院(MIT)的新工程教育转型计划(NEET)通过其创新的项目式学习模式，正在重新定义工程教育的边界。其中，一项由NEET学生团队设计和建造的太阳能充电站项目，不仅展示了跨学科协作的强大力量，还体现了可持续发展理念在工程实践中的实际应用。
项目概述：创新工程教育的典范
NEET学生最近合作设计并建造了一个太阳能充电站，位于MIT校园的一个安静庭院中，为MIT社区提供手机、笔记本电脑和平板电脑的气候友好型电力。这一装置的安装标志着"首次有跨院系的本科生团队设计、创造并安装在校园上的绿色技术装置，作为他们所修课程的一部分"，正如NEET创始执行主任Amitava "Babi" Mitra所言。
该项目完美契合NEET项目的核心理念——以跨学科、跨院系和项目为中心的学术研究，以体验式学习为核心。NEET成立于2017年，旨在重新构想MIT的本科工程教育，赋能学生解决跨越多个学科界限的复杂社会挑战。
可持续发展路径：气候与可持续系统课程
太阳能充电站项目是NEET专注于脱碳的"气候与可持续系统(CSS)课程"的重要组成部分，这是该计划提供的四个学习路径之一。22.03/3.0061(设计思维与快速原型制作入门)教授了创建充电站所使用的设计和制造技术，包括激光切割、3D打印、计算机辅助设计(CAD)、电子原型制作、微控制器编程和复合材料制造。
项目团队成员包括化学工程、材料科学与工程、机械工程和核科学与工程专业的学生。NEET CSS学生Aaron De Leon，一位专注于清洁能源发展的核科学与工程专业学生表示："我真的很喜欢这个项目，在开始时，它真正关于构思、设计和头脑风暴，以我以前从未见过的方式进行。"
设计理念：自然灵感与可持续材料
在头脑风暴过程中，团队考虑了他们对充电站的主观设计选择将如何塑造用户体验，这一点De Leon作为大二学生选修这门课程时说，这在工程课程中经常被忽视。
团队受森林启发的充电站设计——包含"树干"、牡蛎蘑菇形状的工作空间和四块模仿森林树冠起伏的弯曲太阳能电池板——旨在唤起有机连接感。树干由团队通过实验开发的亚麻纤维基复合材料层压板制成，这些实验旨在确定比传统复合材料更可持续的替代品。
NEET CSS学生Celestina Pint，一位大二选修这门课程的学生表示，团队还讨论了设备充电选项的缺乏如何使学生难以在户外工作。因此，添加了工作空间，帮助MIT学生在户外舒适地工作，同时使用可再生能源为设备充电。
跨学科学习：理论与实践的完美结合
Pint加入NEET是因为她希望"对气候和可持续发展保持开放的态度"，而不是仅仅依靠她的材料科学与工程专业。"我喜欢跨学科方面，"她补充道。
NEET讲师Nathan Melenbrink教授这门项目课程，也是NEET CSS课程的首席讲师，他表示项目课程提供了丰富的跨学科学习机会，这些机会无法在纯理论课程中复制。
例如，当团队发现他们的充电站安装必须获得十多个实体的批准，包括校园警察、MIT的保险公司和校园设施部门时，他们迅速学习了如何应对现实世界的官僚程序。
在项目的制造阶段，团队还获得了处理意外设计实施挑战的宝贵经验。"必须进行调整，"Pint说。安装完成后，"看到哪些相同，哪些不同"与团队的初始设计相比，"很有趣"。
学生主导：从构思到实现的完整过程
NEET CSS学生Tyler Ea，一位第五年的机械工程专业学生，去年加入项目团队，现在是这门课程的教学助理，他表示这凸显了项目的一个独特价值。
学生"能够拥有某样物理事物的所有权，比如他们想法的物理体现，以及他们可以指向并说'这是我思考的东西，这是我构建它的方式，然后这是最终结果'的东西，"他说。
虽然学生只有在第二年才有资格加入NEET，但对该项目感兴趣的大一学生也能在第一年发现课程SP.248(NEET体验)中从太阳能充电站项目中学习。在学习系统工程基础概念后，学生们分析了该站点并提出了他们认为可以改进设计的建议。
工程教育传统："做中学"的复兴
Melenbrink表示，学生建造的校园装置曾经是MIT学术文化的标志，他认为NEET CSS太阳能充电站项目有助于复兴这一传统。
"我从老一辈人那里听到的是，总是有人...扛着某种巨大、奇特的校园原型东西，"Melenbrink说。
根据材料科学与工程Jerry McAfee(1940)教授和MIT气候与可持续联盟(MCSC)战略顾问Elsa Olivetti的说法，更多协作的、动手的、学生主导的气候项目也将帮助该学院实现其成为有意义的气候解决方案主要来源的承诺。
"这个本地可再生能源项目表明，我们的校园社区可以通过解决方案开发来学习，"她说。"学生不必等到毕业或进入就业市场才能做出贡献。"
未来展望：持续创新与教育影响
今年参加设计思维与快速原型制作入门课程的学生将设计和安装一个具有独特设计的新太阳能充电站。De Leon表示，他欣赏NEET学生有将项目变成自己的项目的自由度。
"从来没有教授说'我们需要这样做'的情况，"他说。"我真的很喜欢能够学习你想学习的任何东西的能力，同时也有自主权在过程中做出自己的设计决定。"
教育模式创新的深远意义
NEET太阳能充电站项目不仅仅是一个技术成就，更是工程教育模式创新的典范。它展示了如何通过跨学科合作、项目式学习和可持续发展理念的融合，培养能够应对复杂全球挑战的新一代工程师。
这种教育模式的核心价值在于：
理论与实践的紧密结合：学生不仅学习理论知识，还通过实际项目应用这些知识，形成完整的学习闭环。
跨学科思维的培养：不同专业背景的学生共同合作，相互启发，培养了系统思考和解决复杂问题的能力。
可持续发展意识的植入：从项目设计到材料选择，学生全程考虑环境影响，培养了可持续发展的思维方式。
创新能力的激发：给予学生设计自主权，鼓励创新思维和实验精神。
对工程教育的启示
NEET项目及其太阳能充电站案例为工程教育改革提供了重要启示：
打破学科壁垒：未来的工程问题往往是跨学科的，工程教育需要打破传统学科界限，培养具备跨学科视野的工程师。
项目驱动学习：将实际项目作为学习载体，让学生在解决真实问题的过程中掌握知识和技能。
可持续发展融入教育：将可持续发展理念作为工程教育的基本原则，培养具有环境责任感的工程师。
学生自主与引导平衡：在给予学生自主权的同时，提供必要的指导和资源，平衡创新与可行性。
结论：走向更可持续的未来
MIT NEET学生设计和建造的太阳能充电站项目，不仅为校园社区提供了清洁能源解决方案，更展示了工程教育的未来方向。通过跨学科协作、创新材料应用和可持续发展理念的结合，这一项目为培养能够应对气候变化等全球挑战的新一代工程师提供了宝贵经验。
随着更多类似项目的开展，我们有理由相信，"做中学"的工程教育传统将在新的时代背景下焕发新的活力，为构建更可持续的未来培养更多创新人才。正如项目所展示的，学生不必等到毕业或进入职场才能开始解决实际问题，他们现在就能通过这样的项目实践，为世界带来积极改变。
