本文關(guān)鍵詞：新工業(yè)革命背景下國際工程教育改革發(fā)展動向，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

陳以一 等：新工業(yè)革命背景下國際工程教育改革發(fā)展動向

來源：《高等工程教育研究》2014年第6期  時間：2014-11-28

　　互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、微制造技術(shù)與信息技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，已經(jīng)對當(dāng)今人類生活方式、工廠制造生產(chǎn)方式、經(jīng)濟體的組織運作模式產(chǎn)生了巨大影響。近些年，包括3D打印技術(shù)、智能化生產(chǎn)、人機互動技術(shù)、新能源技術(shù)、生物電子、納米技術(shù)、新材料、光學(xué)技術(shù)、數(shù)字技術(shù)、服務(wù)研究等創(chuàng)新技術(shù)的進(jìn)步及其融合發(fā)展，特別是現(xiàn)代科技與互聯(lián)網(wǎng)和服務(wù)互聯(lián)網(wǎng)的緊密結(jié)合，對工業(yè)產(chǎn)生了巨大的影響，世界范圍內(nèi)將迎來新一輪工程技術(shù)革命浪潮，從而徹底改革人類的生活和生產(chǎn)方式，并使整個工業(yè)生產(chǎn)體系提升到一個全新的水平。

　　許多國家都開始布局，以積極的姿態(tài)參與到新一輪的工程技術(shù)革新中。作為世界制造業(yè)強國的德國，為了始終保持其領(lǐng)先地位，在制造業(yè)中引入物聯(lián)網(wǎng)和服務(wù)，推出“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略，以提升整體制造業(yè)水平；美國已提出“工業(yè)復(fù)興”、“先進(jìn)制造業(yè)”等措施以應(yīng)對產(chǎn)業(yè)革命，頒布了全美制造業(yè)創(chuàng)新機制，試圖回到以制造業(yè)為主體的經(jīng)濟模式上來；英國希望新政策來增加商業(yè)的投資交易量，因此提出了“再工業(yè)化”；日本也通過加快機器人、無人工廠等技術(shù)的發(fā)展來提升本國制造業(yè)競爭力；在2014年的中國《政府工作報告》中，李克強總理也指出需“促進(jìn)信息化與工業(yè)化深度融合”，在新一代移動通信、集成電路、大數(shù)據(jù)、先進(jìn)制造、新能源、新材料等方面趕超先進(jìn)，引領(lǐng)未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展，從而實現(xiàn)由“中國制造”向“中國創(chuàng)造”的跨越。本文就新工業(yè)革命對工程教育的沖擊和各國對策，進(jìn)行資料研讀和分析。

　　一、新工業(yè)革命對國際工程教育的影響

　　新工業(yè)革命將會在制造生產(chǎn)方式和社會生活方式的各個領(lǐng)域產(chǎn)生巨大影響，導(dǎo)致整個人類文明體系發(fā)生重大變革。要想在新工業(yè)革命中處于領(lǐng)先地位，歸根結(jié)底要培養(yǎng)大量的人才。正如Ulrich Sendler所指出，“如果沒有人才，即使是最先進(jìn)的工業(yè)軟件或最好的信息系統(tǒng)，都有可能變成‘金錢的墳?zāi)埂薄８叩裙こ探逃谌瞬排囵B(yǎng)中占有非常重要的地位，因此對高等工程教育的課程教育體系及培養(yǎng)模式提出新的要求。

　　1.教育范式的轉(zhuǎn)型。

　　國際工程教育隨著各時代工業(yè)革命的浪潮而持續(xù)不斷地深化改革，又助推著工業(yè)革命的深化。教育模式曾從注重技術(shù)應(yīng)用的“技術(shù)范式”，過渡到重視科學(xué)研究的“科學(xué)范式”；由于“科學(xué)范式”過分注重基礎(chǔ)科學(xué)的學(xué)習(xí)、過分偏重理論，導(dǎo)致大學(xué)畢業(yè)生掌握新型科技知識不足，從而又逐漸轉(zhuǎn)型為注重實踐的“工程范式”。但隨著以物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、３Ｄ打印為代表的新工業(yè)革命技術(shù)革新的浪潮，工程領(lǐng)域?qū)φ莆招驴萍肌⒖鐚W(xué)科知識的綜合素養(yǎng)人才的需求日益增加，“工程范式”亟待調(diào)整與適應(yīng)新工業(yè)革命技術(shù)發(fā)展。新的教育范式應(yīng)將科學(xué)與技術(shù)、技術(shù)與非技術(shù)融為一體，更注重培養(yǎng)學(xué)生的實踐性、綜合性與創(chuàng)新性。

　　2.課程體系的調(diào)整。

　　科技革命和技術(shù)創(chuàng)新是新工業(yè)革命的基礎(chǔ)和必要條件，其中移動計算、社會化媒體、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、分析和優(yōu)化及預(yù)測等技術(shù)的發(fā)展不僅導(dǎo)致一批新興產(chǎn)業(yè)的誕生和興起，也將使整個制造業(yè)的生產(chǎn)方式、制造模式、交易模式等方面產(chǎn)生重要變革。新的科學(xué)技術(shù)的發(fā)展對工程教育中原有的課程體系提出了挑戰(zhàn)�，F(xiàn)在大學(xué)中普遍存在的突出學(xué)科導(dǎo)向的知識學(xué)習(xí)系統(tǒng)將更多轉(zhuǎn)變?yōu)樾枨笠I(lǐng)、問題導(dǎo)向的知識構(gòu)建式學(xué)習(xí)系統(tǒng)，將導(dǎo)致課程體系的重構(gòu)、課程知識單元的重組、課程實施方式的變化等。

　　3.復(fù)合型人才的培養(yǎng)。

　　新工業(yè)革命背景下工程領(lǐng)域軟硬件系統(tǒng)日益復(fù)雜，學(xué)科進(jìn)一步高度融合；新的復(fù)雜工程項目越來越依賴于團隊工作，團隊不僅需要具有某項專業(yè)技能的工程技術(shù)人員，更需要掌握跨學(xué)科知識、甚至能夠?qū)Χ囝I(lǐng)域項目進(jìn)行指導(dǎo)與協(xié)調(diào)的復(fù)合型人才。目前，高校教育關(guān)于復(fù)合型人才的培養(yǎng)，在知識學(xué)習(xí)上主要是通過跨專業(yè)選修課或與其他專業(yè)學(xué)生項目合作與交流來實現(xiàn)，，還遠(yuǎn)不能適應(yīng)新工業(yè)革命背景下對復(fù)合型人才的要求。

　　二、新工業(yè)革命背景下國際工程教育改革措施

　　目前，各國都開始著眼現(xiàn)在，遠(yuǎn)瞻未來，思考新工業(yè)革命背景下工程教育改革的思路并付諸行動。

　　1.更加注重工程實踐。

　　工程實踐已不再簡單作為與知識學(xué)習(xí)平行的條線來看待，更不只是停留在對所學(xué)知識的理解和應(yīng)用的層次上。對工業(yè)實踐環(huán)境的理解，對工程師工作過程的重現(xiàn)，以及對理論——實踐（實習(xí)）——理論這樣既定順序的變革，都帶著新工業(yè)革命要求的特征。21世紀(jì)以來，美國麻省理工學(xué)院（MIT）制定并實施了多個教學(xué)改革方案，如本科生實踐機會方案、本科生研究導(dǎo)向計劃、綜合研究項目等，有效地培養(yǎng)了學(xué)生的實踐能力和綜合分析能力。2004年，MIT聯(lián)合瑞典幾所高校創(chuàng)立并推廣了新型教育模式——CDIO 模式，即概念構(gòu)思、設(shè)計、實施和運行4個教育和實踐訓(xùn)練環(huán)節(jié)，就是將工程師創(chuàng)新性工作過程轉(zhuǎn)化為工程教育過程的探索。悉尼科技大學(xué)也很重視工程實踐，其全日制工程專業(yè)學(xué)生學(xué)制五年，其中包括四年的理論學(xué)習(xí)和兩個學(xué)期的實踐與實習(xí)。德國許多工業(yè)大學(xué)對實踐課程都進(jìn)行了量化要求與規(guī)定，從而保證實踐性環(huán)節(jié)的比重，培養(yǎng)出的工程師不但具有扎實的理論功底，同時也兼?zhèn)涑墒斓募夹g(shù)執(zhí)行能力。

　　2.創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)教育。

　　創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育在工程教育中的滲透，可以看成是對傳統(tǒng)的、偏向簡單轉(zhuǎn)化既有知識為技術(shù)實踐能力的工程教育最深刻的變革和最尖銳的挑戰(zhàn)之一。MIT堅持“以學(xué)生為中心，課內(nèi)與課外相結(jié)合，科學(xué)與人文相結(jié)合，教學(xué)與科研相結(jié)合”，形成了獨特的創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)培養(yǎng)教育模式。斯坦福大學(xué)形成了完整的創(chuàng)業(yè)教育體系，其中包括鼓勵創(chuàng)業(yè)的校園文化、完善的創(chuàng)業(yè)課程體系、豐富的創(chuàng)業(yè)教育資源、鼓勵創(chuàng)業(yè)的政策和資金支持等。俄羅斯的斯科爾科沃理工學(xué)院建立了“研究、教育、創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新”三重螺旋集成的協(xié)同創(chuàng)新模式。這三重螺旋是同構(gòu)的，以此保證知識生產(chǎn)、流通和消費三個環(huán)節(jié)形成的知識價值鏈的完整性。

　　3.產(chǎn)學(xué)研一體化。

　　在高等工程教育仍然保持著校園學(xué)習(xí)基本特征的同時，“園區(qū)泛在”、“機構(gòu)跨界”、“過程融合”、“教育延伸”、“師資多元”等與產(chǎn)學(xué)研一體化關(guān)聯(lián)的特點逐漸顯現(xiàn)。創(chuàng)建了世界上第一個研究園區(qū)“硅谷”的斯坦福大學(xué)與工業(yè)界簽訂長期的“學(xué)位合作計劃”，積極為各種規(guī)模的企業(yè)提供不同層次的教育和培訓(xùn)服務(wù)，通過“工業(yè)聯(lián)盟計劃”不斷地為企業(yè)提供基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究的尖端技術(shù)與人才。產(chǎn)學(xué)研合作在德國高等工程院校通過兩種途徑實現(xiàn)：一是產(chǎn)學(xué)雙方人員的交流。如學(xué)校聘請工業(yè)界具有豐富工作經(jīng)驗的工程師擔(dān)任教授，大學(xué)生不僅要在校內(nèi)學(xué)習(xí)理論知識和實踐實習(xí)，還必須在企業(yè)完成3個月到半年左右的實踐項目。二是校企共建實驗室、研究所。實驗室與研究所通常設(shè)有指導(dǎo)委員會，主席一般由工業(yè)界人員擔(dān)任。

　�。�.通識教育。

　　在新工業(yè)革命下的高等工程教育改革中，通識教育從新的維度被加以考慮和再建，全球各國高等工程教育研究 2014年第6期在此方面給予了充分關(guān)注。美國的《2020工程師計劃》總結(jié)了未來工程師應(yīng)具備的幾項關(guān)鍵特征，包括“分析能力、實踐經(jīng)驗、創(chuàng)造力、溝通能力、商務(wù)與管理能力、倫理道德和終身學(xué)習(xí)能力等”。德國工程師協(xié)會要求工程專業(yè)的畢業(yè)生不僅要具備扎實的技術(shù)基礎(chǔ)，還需要對市場和商業(yè)運作有所了解，能夠在國際環(huán)境下開展工作。在日本的高等教育改革中，以實際問題為中心，打破科學(xué)壁壘，積極調(diào)整學(xué)科布局，創(chuàng)新發(fā)展跨學(xué)科領(lǐng)域。各國在此方面的積極努力使學(xué)生能夠在通識化教育系統(tǒng)中，構(gòu)建起比較全面的人文社會和科學(xué)知識結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)專與通的銜接和整合。

　　三、工程教育改革深化的新課題

　　在當(dāng)今新工業(yè)革命背景下，國際工程教育改革必須予以深化。高等教育機構(gòu)需要從多個方面完善人才培養(yǎng)模式，使得培養(yǎng)出的人才適應(yīng)新工業(yè)革命背景下的發(fā)展。

　　1.專業(yè)整合。

　　為了符合技術(shù)發(fā)展與當(dāng)前時代需求，工程教育專業(yè)整合也應(yīng)該與時俱進(jìn)。除了淘汰部分傳統(tǒng)陳舊專業(yè)外，還應(yīng)進(jìn)行已有專業(yè)的再造、新專業(yè)的增設(shè)和淡化專業(yè)的寬口徑模式。通過已有專業(yè)的再造對陳舊專業(yè)進(jìn)行知識更新、實踐環(huán)節(jié)優(yōu)化等實現(xiàn)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)調(diào)整或跨學(xué)科能力培養(yǎng)，如機械制造及自動化、機電一體化等專業(yè)；通過新專業(yè)的增設(shè)將新科技順利引入到工程教育當(dāng)中以實現(xiàn)知識的更新、傳遞與當(dāng)代科技發(fā)展相一致，如人機互動、超微工程、社會與環(huán)境、物聯(lián)網(wǎng)等新專業(yè)已在部分高校試點；另外，淡化專業(yè)的寬口徑模式也是專業(yè)整合的方法之一，如澳洲墨爾本大學(xué)對本科專業(yè)進(jìn)行更寬口徑的集成，96個專業(yè)被合并為6個大的專業(yè)，其把專業(yè)教育提升到研究生教育層次。通過以上專業(yè)整合，可以提供學(xué)生更寬廣的視野和多學(xué)科知識，以及著力打造終身學(xué)習(xí)能力。同時，專業(yè)整合也應(yīng)根據(jù)不同學(xué)校的人才培養(yǎng)定位采取不同的對應(yīng)策略；對處在完成工業(yè)化進(jìn)程中的中國而言，著眼新工業(yè)革命未來發(fā)展的同時，還需要百十萬計的掌握精深技能的專業(yè)工程師。不同定位的學(xué)校按不同人才培養(yǎng)目標(biāo)確定專業(yè)整合、發(fā)展、改革的策略至關(guān)重要。

　　2.課程重構(gòu)。

　　幾乎所有工程專業(yè)都面臨課程重構(gòu)的艱巨任務(wù)。體現(xiàn)專業(yè)改革的龍頭是課程體系的再設(shè)計。體系再設(shè)計必須與人才培養(yǎng)目標(biāo)相關(guān)聯(lián)，但無論是更加突出通專結(jié)合的人才培養(yǎng)目標(biāo)，還是實踐能力培養(yǎng)在教育過程中貫穿；無論是跨傳統(tǒng)專業(yè)的復(fù)合型人才培養(yǎng)，還是致力于某一工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域的專門化人才培養(yǎng)，其課程內(nèi)容和組合都必須發(fā)生變化。此外，本科和研究生之間的課程銜接是課程重構(gòu)需要解決的問題。與學(xué)習(xí)教育內(nèi)容的變化相配合，課程的呈現(xiàn)方式更加多元將是必須面對的現(xiàn)實；雖然課堂講授仍具有普遍性，但非講授式的“課程”建設(shè)會得到越來越多重視。課程重構(gòu)涉及的難題之一，是學(xué)科性的知識系統(tǒng)如何有效結(jié)合于面向問題、面向過程的工程教育本身。

　　3.學(xué)習(xí)模式變革。

　　突出學(xué)科導(dǎo)向的知識學(xué)習(xí)系統(tǒng)將更多轉(zhuǎn)變?yōu)樾枨笠I(lǐng)、問題導(dǎo)向的知識構(gòu)建式學(xué)習(xí)系統(tǒng)。社會需求與高等教育相輔相成，社會需求決定了高等教育對人才培養(yǎng)的方向，而高等教育的培養(yǎng)質(zhì)量取決于人才適應(yīng)和滿足社會需求的程度。滿足新工業(yè)革命的社會需求是當(dāng)前高等工程教育發(fā)展的重中之重。在對工程人才的培養(yǎng)過程中，需重視由社會需求所產(chǎn)生的實際問題，面向問題進(jìn)行學(xué)習(xí)，如PBL模式。學(xué)生從不同的角度，運用不同的方法自主探究并解決問題，在解決問題的過程中自主構(gòu)建知識框架，鍛煉思維能力。這將使得高等教育從以往的填鴨式教學(xué)向概念性理解和自我導(dǎo)向?qū)W習(xí)進(jìn)行轉(zhuǎn)變，以更加滿足新工業(yè)革命環(huán)境下的社會需求。

　　能夠整合多種社交網(wǎng)絡(luò)工具和多種數(shù)字化資源的大型開放式網(wǎng)絡(luò)課程（MOOC）、短小精悍的微課程、直觀視頻顯示與多媒體互動的動畫和視頻技術(shù)等，通過網(wǎng)絡(luò)、多媒體技術(shù)和教育的結(jié)合，實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)教學(xué)和遠(yuǎn)程教學(xué)，突破傳統(tǒng)課程時間、空間的限制，豐富學(xué)生的課內(nèi)課外學(xué)習(xí)，極大地提高了學(xué)習(xí)效率，改變著現(xiàn)有的學(xué)習(xí)模式。第一、第二課堂界限淡化，理論學(xué)習(xí)和實踐環(huán)節(jié)的先后順序?qū)l(fā)生倒置、交替，以及體驗型實踐更多轉(zhuǎn)變?yōu)閯?chuàng)意創(chuàng)新、設(shè)計實現(xiàn)等模式，也對課程教授學(xué)習(xí)方式產(chǎn)生重大變革。

　　4.師資隊伍配置。

　　為了使工程教育內(nèi)容與時俱進(jìn)，高校的教學(xué)團隊必須含有掌握最新科技進(jìn)展和具有豐富實際工程經(jīng)驗的師資。對我國高校而言，制定政策、創(chuàng)造條件，使得高校有能力有吸引力能夠在全職教師聘請部分來自企業(yè)的師資是需要解決的重要課題；同時，更應(yīng)著眼于專兼結(jié)合的師資隊伍的建新工業(yè)革命背景下國際工程教育改革發(fā)展動向設(shè)。哈佛大學(xué)、牛津大學(xué)、斯坦福大學(xué)、MIT等這些世界名校都設(shè)有企業(yè)講席，其企業(yè)合作伙伴包括Google？IBM？Facebook等。在這樣的需求下，高校人事制度面臨一系列挑戰(zhàn)。同時，有組織化的教學(xué)研究和教師培訓(xùn)，以及更加具有針對性的教學(xué)評價是需相應(yīng)配套的。例如，引導(dǎo)教師的教學(xué)風(fēng)格適應(yīng)新技術(shù)導(dǎo)致的學(xué)生學(xué)習(xí)行為的變化，使教學(xué)課程成為一個師生交往、積極互動、共同發(fā)展的過程，從而啟發(fā)學(xué)生自己思考問題，解決問題。

　　5.教育質(zhì)量評價和保證。

　　對教育進(jìn)行有效評估將充分保證教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)合格的人才，滿足社會需要。在新工業(yè)革命形勢下，高等工程教育改革將涉及眾多相關(guān)學(xué)科的革新，包括對傳統(tǒng)專業(yè)及課程的刪減、融合等。對這些整合或修改的專業(yè)及課程進(jìn)行評估時，需考慮到符合新工業(yè)革命發(fā)展的相關(guān)因素。同時，當(dāng)前的授課方式也逐漸豐富，呈現(xiàn)出多樣化特征，包括MOOC式教育等新型教學(xué)方式不斷涌現(xiàn)。如何對這些新興教育資源和教育方式建立評估體系尚處于探索階段。作為工業(yè)強國之一的德國，其對教育的評估往往引入包括教授、政府、工業(yè)界以及學(xué)生組成的第三方咨詢機構(gòu)，根據(jù)社會及行業(yè)的發(fā)展進(jìn)行動態(tài)評估。英國開放大學(xué)OpenLearn項目為更好地保證教育質(zhì)量，從資源建設(shè)過程、更新和質(zhì)量監(jiān)控、內(nèi)部審查評估和外部監(jiān)督體系幾個方面構(gòu)建了教育質(zhì)量保證體系。在建立評價體系的過程中必須克服傳統(tǒng)評價指標(biāo)體系單一化的問題，將傳統(tǒng)的學(xué)校教學(xué)評估與社會需求結(jié)合起來，充分考慮國家、社會、學(xué)校以及學(xué)生本人對高等工程教育的需求和期望，在不同類型的高校間以及不同專業(yè)之間設(shè)定多樣化的評價指標(biāo)。只有建立符合新工業(yè)革命所處環(huán)境的工業(yè)評價體系，才能更加客觀地指導(dǎo)、協(xié)調(diào)、監(jiān)督教學(xué)活動，保證高等工程教育與時俱進(jìn)，健康發(fā)展。

　　6.終身教育體系完善。

　　新工業(yè)革命背景下科技日新月異，學(xué)生在高校接受的工程教育難以滿足終身發(fā)展需求；當(dāng)下已畢業(yè)的學(xué)生們在校課程一般以某一領(lǐng)域?qū)I(yè)知識為主，而職場實際項目需要綜合性跨學(xué)科知識，為此繼續(xù)教育顯得尤為重要。繼續(xù)教育的形式主要有企業(yè)為主體的專業(yè)培訓(xùn)和高校為主體的繼續(xù)教育。德國大眾成立了大眾大學(xué)，定期為工程師或其他員工進(jìn)行新技術(shù)的培訓(xùn)。高校為在校生開設(shè)的一部分課程有些是對畢業(yè)生開放的，如斯坦福大學(xué)暑期學(xué)校開設(shè)的“數(shù)據(jù)挖掘”課程就是面向在校生和畢業(yè)生的。德國高校還開設(shè)在職研究生課程，利用周末為在職員工進(jìn)行與新技術(shù)有關(guān)的學(xué)位教育。各國正根據(jù)新工業(yè)革命需要，采用多種形式完善終身教育體系。

　　7.國際合作。

　　工程教育國際化包括師生國際交流、國際合作辦學(xué)或海外辦學(xué)和全球?qū)W歷互認(rèn)等。加強師生全方位的交流與合作，高校才能真正學(xué)到國際一流的教學(xué)方法和理念。同時要加強雙方在科研和學(xué)術(shù)方面的交流，使整體的學(xué)術(shù)地位和水平得到提高。師生可以通過出國訪問、參加國際會議、交換生項目等形式促進(jìn)其合作交流。如歐盟伊拉斯莫斯計劃極大地促進(jìn)了歐盟各成員國之間的相互聯(lián)系，消除了歐盟成員國在高教發(fā)展上的不平衡狀態(tài)，提高了歐盟高等教育的整體水平。開展國際合作辦學(xué)，如德國26所高校與同濟大學(xué)合作的中德工程學(xué)院，或在海外辦學(xué)，如紐約大學(xué)在上海成立了上海紐約大學(xué)，這不僅能引進(jìn)先進(jìn)教育理念、有效整合教學(xué)資源、降低教育成本、也能結(jié)合國內(nèi)與國際教育因材施教，共同促進(jìn)國際工程教育良好發(fā)展。盡管美國“華盛頓協(xié)議”與歐洲工程教育鑒定網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的簽訂使得世界各個國家能彼此相互承認(rèn)對方工程人才的學(xué)歷與學(xué)位，但如何根據(jù)各地區(qū)特點和工業(yè)發(fā)展的水平開展不同形式的國際合作尚需探討。（作者陳以一系同濟大學(xué)常務(wù)副校長、教授；李曄系同濟大學(xué)教務(wù)處處長、教授；陳明系同濟大學(xué)中德工程學(xué)院副院長、教授）

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