自1702年德國(guó)在弗萊貝格成立采礦與冶金學(xué)院，學(xué)校形態(tài)的工程教育便正式邁入人類(lèi)歷史。在至今的300多年間，工程教育的發(fā)展為世界各國(guó)培養(yǎng)了大批高水平、專(zhuān)業(yè)化的工程技術(shù)人才，顯著推動(dòng)了各國(guó)的工業(yè)化進(jìn)程。

當(dāng)前，隨著世界范圍內(nèi)的新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的加速進(jìn)行，以新技術(shù)、新業(yè)態(tài)、新產(chǎn)業(yè)、新模式為特點(diǎn)的新經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展，迫切需要一大批多樣化、創(chuàng)新型卓越工程科技人才，工程教育也進(jìn)入了新的發(fā)展階段。

在這一背景下，國(guó)際工程教育提出哪些新要求、新挑戰(zhàn)?中國(guó)工程教育又該如何發(fā)展?要弄清楚這些問(wèn)題，不妨從在世界高等教育中占有一席之地的中國(guó)工程教育的發(fā)展現(xiàn)狀說(shuō)起。

接軌國(guó)際的現(xiàn)實(shí)

2016年6月，我國(guó)成為國(guó)際本科工程學(xué)位互認(rèn)協(xié)議《華盛頓協(xié)議》的正式會(huì)員，工程教育質(zhì)量認(rèn)證體系實(shí)現(xiàn)國(guó)際實(shí)質(zhì)等效。

據(jù)教育部今年6月發(fā)布的一條信息顯示，截至2017年底，教育部高等教育教學(xué)評(píng)估中心和中國(guó)工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證協(xié)會(huì)共認(rèn)證了全國(guó)198所高校的846個(gè)工科專(zhuān)業(yè)，這標(biāo)志著我國(guó)有846個(gè)工科專(zhuān)業(yè)的質(zhì)量實(shí)現(xiàn)了國(guó)際實(shí)質(zhì)等效，進(jìn)入全球工程教育“第一方陣”。目前，我國(guó)工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證已覆蓋21個(gè)專(zhuān)業(yè)類(lèi)，計(jì)劃2020年實(shí)現(xiàn)所有專(zhuān)業(yè)大類(lèi)全覆蓋。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前我國(guó)共有1100多所學(xué)校舉辦工程教育，1.9萬(wàn)多個(gè)工科專(zhuān)業(yè)，在校生約550萬(wàn)人，畢業(yè)生120多萬(wàn)人。從數(shù)量上看，中國(guó)普通高等院校工科專(zhuān)業(yè)招生數(shù)、在校學(xué)生數(shù)以及畢業(yè)生數(shù)都穩(wěn)居世界首位。

“除了數(shù)量上的優(yōu)勢(shì)，在內(nèi)涵上，教育部、中國(guó)工程院等多家部門(mén)也積極推動(dòng)‘卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃’，加快建設(shè)發(fā)展新工程，強(qiáng)化工程倫理意識(shí)，呼喚回歸工匠精神。”近日，中國(guó)工程院院長(zhǎng)李曉紅在清華大學(xué)舉行的第一屆國(guó)際工程教育論壇上指出，從國(guó)際上看，我國(guó)正在積極推動(dòng)形成中國(guó)工程教育質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系，為世界工程教育貢獻(xiàn)中國(guó)智慧和中國(guó)經(jīng)驗(yàn)。“所有這些，無(wú)疑奠定了我國(guó)的工程教育大國(guó)地位。”

近些年來(lái)，我國(guó)以申請(qǐng)加入《華盛頓協(xié)議》為契機(jī)，逐步實(shí)現(xiàn)工程教育改革的全面深化，工程教育取得諸多突破，如結(jié)構(gòu)布局不斷優(yōu)化，培養(yǎng)層次、類(lèi)型、種類(lèi)設(shè)置更加注重與工業(yè)發(fā)展相適應(yīng)、與區(qū)域發(fā)展相協(xié)調(diào)。

此外，教育部又于2017年啟動(dòng)實(shí)施“新工科”建設(shè)，改造升級(jí)傳統(tǒng)工科專(zhuān)業(yè)，加快發(fā)展新興工科專(zhuān)業(yè)，著力推動(dòng)我國(guó)從工程教育大國(guó)逐步邁向工程教育強(qiáng)國(guó)。

不過(guò)，在我國(guó)工程教育接軌國(guó)際、深入發(fā)展的情況下，面向全球工程教育的諸多挑戰(zhàn)早已暗流涌動(dòng)。

諸多問(wèn)題的挑戰(zhàn)

“進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，全球科技創(chuàng)新空前活躍，新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革正在重構(gòu)全球創(chuàng)新版圖、重塑全球經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)。信息、生命、制造、能源、空間、海洋等領(lǐng)域的原創(chuàng)突破為前沿技術(shù)、顛覆性技術(shù)提供了更多創(chuàng)新源泉。學(xué)科之間、科學(xué)和技術(shù)之間、自然科學(xué)和人文社會(huì)科學(xué)之間日益呈現(xiàn)交叉融合的趨勢(shì)。”中國(guó)科學(xué)院院士、清華大學(xué)校長(zhǎng)邱勇說(shuō)，迅速變化的世界為工程與工程教育的發(fā)展提供了難得的發(fā)展機(jī)遇，同時(shí)也提出了更多、更大的挑戰(zhàn)。

在他看來(lái)，挑戰(zhàn)之一就是工程教育的弱化趨勢(shì)。

“在全球范圍內(nèi)，工程教育不同程度存在著以理科教育的方式培養(yǎng)工程師的現(xiàn)象。工科教師工程背景缺乏，工科學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力不高，行業(yè)企業(yè)對(duì)人才培養(yǎng)過(guò)程參與不夠等問(wèn)題廣泛存在。”邱勇說(shuō)，在很多發(fā)達(dá)國(guó)家和發(fā)展中國(guó)家，工程師的經(jīng)濟(jì)收入與商業(yè)、管理、法律等職業(yè)相比差距越來(lái)越大，“工程師這一職業(yè)對(duì)青年人的吸引力持續(xù)減弱，優(yōu)秀青年對(duì)工科專(zhuān)業(yè)的興趣降低甚至出現(xiàn)‘逃離工科’的現(xiàn)象”。

而工程教育的弱化趨勢(shì)，尤其是我國(guó)工程教育的弱化趨勢(shì)，也正是中國(guó)工程院院士、上海交通大學(xué)校長(zhǎng)林忠欽所擔(dān)憂的。

在他看來(lái)，工程教育的成功得益于工程教育培養(yǎng)的成功，但我國(guó)工程教育人才培養(yǎng)的成效往往存在很大的滯后性。“從人才培養(yǎng)的視角來(lái)看，主要存在三個(gè)方面的短板，即情懷、素養(yǎng)與視野。從情懷來(lái)講，工科已不再是國(guó)內(nèi)優(yōu)秀學(xué)子的第一選擇;素養(yǎng)方面，缺乏專(zhuān)業(yè)教育，使工程教育變成紙上談兵;而在視野上，教育的內(nèi)容遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上工程技術(shù)的發(fā)展。”

對(duì)于工程教育所面臨的挑戰(zhàn)，臺(tái)灣清華大學(xué)校長(zhǎng)賀陳弘創(chuàng)造性地提出了工程教育5.0的概念。

“工程教育4.0是面向個(gè)人的定制化教育。當(dāng)前，工程教育已經(jīng)從2.0轉(zhuǎn)到了3.0，但仍然在使用標(biāo)準(zhǔn)化的學(xué)習(xí)方式、單向的知識(shí)傳播。所以，從目前來(lái)看，工程教育的挑戰(zhàn)只是為了能夠追趕4.0。”他說(shuō)，對(duì)于未來(lái)工程教育的挑戰(zhàn)，則是工程教育5.0，即由于人工智能、大數(shù)據(jù)對(duì)知識(shí)的賦權(quán)，讓越來(lái)越多的知識(shí)可以被虛擬現(xiàn)實(shí)所替代，那么這時(shí)就必須思考未來(lái)的工程師該如何教育了。

面臨轉(zhuǎn)型的需求

當(dāng)前工程教育所面臨的挑戰(zhàn)，反映在工程學(xué)上則必須進(jìn)行轉(zhuǎn)型，才能適應(yīng)未來(lái)世界的發(fā)展。而這一轉(zhuǎn)型對(duì)工程師也帶來(lái)了諸多需求。

在世界工程組織聯(lián)合會(huì)候任主席、南開(kāi)大學(xué)原校長(zhǎng)龔克看來(lái)，第一項(xiàng)就是知識(shí)方法與原則上的需求，即工程師必須對(duì)知識(shí)和能力進(jìn)行整合，這就意味著，他們的知識(shí)和能力必須超越當(dāng)前廣為接受的專(zhuān)業(yè)精神與技術(shù)水準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)學(xué)科交叉。

對(duì)此，哈爾濱工業(yè)大學(xué)校長(zhǎng)周玉也深以為然。

“現(xiàn)在的工程教育所面臨的并非工程本身，實(shí)際上是學(xué)科交叉，與其他學(xué)科的融合。”他舉例道，比如基因組工程應(yīng)該是醫(yī)學(xué)本身的事情，但現(xiàn)在恰恰是工學(xué)的、計(jì)算機(jī)學(xué)院生物信息研究的人來(lái)承擔(dān)基因組的計(jì)劃，然后與醫(yī)學(xué)進(jìn)行密切合作;再比如，他們?cè)凇蹲匀弧冯s志上發(fā)表解決艾滋病的結(jié)構(gòu)分子生物學(xué)的論文，實(shí)際上也是依靠工學(xué)的先進(jìn)設(shè)備。

“對(duì)于互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈等內(nèi)容，未來(lái)的工程師必須掌握。因此，我們要進(jìn)行更多的培訓(xùn)，讓工程師形成概念、搭建知識(shí)框架。”龔克補(bǔ)充道，與此同時(shí)，他們還必須能夠更好地理解社會(huì)和人文方面的問(wèn)題與知識(shí)，實(shí)現(xiàn)有效的跨學(xué)科學(xué)習(xí)與創(chuàng)新。“不過(guò)，在當(dāng)前的工程教育中，不同學(xué)科之間的墻還很高，限制廣泛存在。”

此外，在龔克看來(lái)，還必須建立全球統(tǒng)一的工程能力標(biāo)準(zhǔn)并付諸應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)工程教育方面的世界認(rèn)證，以緩解工程國(guó)際合作方面的復(fù)雜性。

未來(lái)可期的出路

其實(shí)，面對(duì)上述挑戰(zhàn)與需求，國(guó)際工程教育界一直在思考并采取相應(yīng)措施。

比如，麻省理工學(xué)院2017年8月啟動(dòng)了“新工程教育轉(zhuǎn)型”計(jì)劃，面向未來(lái)新機(jī)器和新工程體系，開(kāi)設(shè)以項(xiàng)目為中心的跨學(xué)科專(zhuān)業(yè)，強(qiáng)調(diào)學(xué)生思維方式和綜合能力的培養(yǎng)。

“主要是以課題或項(xiàng)目為主線，鼓勵(lì)學(xué)生實(shí)現(xiàn)跨院系的選課與學(xué)習(xí);通過(guò)建立小組，促進(jìn)學(xué)生與多樣化的人群進(jìn)行互動(dòng)，并實(shí)現(xiàn)課堂學(xué)習(xí)、數(shù)字學(xué)習(xí)、實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)之間的平衡;在全球范圍內(nèi)選拔頂尖人才和師資隊(duì)伍，加強(qiáng)國(guó)際交流與合作，共同推動(dòng)工程教育的發(fā)展。”麻省理工學(xué)院副教務(wù)長(zhǎng)理查德·萊斯特介紹道。

而全球工學(xué)院院長(zhǎng)理事會(huì)則強(qiáng)調(diào)工程教育的適應(yīng)性、多樣性和對(duì)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和社會(huì)責(zé)任的培養(yǎng)。就像該理事會(huì)主席娜塔莎·狄波拉所說(shuō)，工程是全球工業(yè)4.0發(fā)展的核心，必須通過(guò)協(xié)同合作來(lái)實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新。“具體而言，就是工程教育要加快開(kāi)發(fā)適合全球協(xié)作的平臺(tái)和工具;要改革教學(xué)方法，培養(yǎng)適應(yīng)未來(lái)挑戰(zhàn)的高素質(zhì)人才;要通過(guò)與行業(yè)的深入對(duì)話，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，尋求整體的解決方案。”

2016年6月，清華大學(xué)與中國(guó)工程院也共同設(shè)立了聯(lián)合國(guó)教科文組織國(guó)際工程教育中心，旨在打造一個(gè)高水平的人才培養(yǎng)基地、智庫(kù)型的研究咨詢(xún)中心和國(guó)際化的交流平臺(tái)，推動(dòng)建立以平等、包容、發(fā)展、共贏為基礎(chǔ)的全球工程教育共同體。

與娜塔莎·狄波拉的觀點(diǎn)類(lèi)似，在邱勇看來(lái)，未來(lái)的工程教育也要更加強(qiáng)化責(zé)任意識(shí)的教育，更加強(qiáng)化創(chuàng)新能力培養(yǎng)，更加強(qiáng)化交流合作。

“現(xiàn)代工程越來(lái)越深刻地影響和改變了我們所生活的世界，工程師所肩負(fù)的社會(huì)責(zé)任越來(lái)越大，不應(yīng)該僅僅關(guān)注技術(shù)，還應(yīng)該學(xué)會(huì)關(guān)注人、關(guān)注社會(huì)、關(guān)注自然。因此，工程教育必須更加重視培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感。”邱勇說(shuō)，工程不是單一學(xué)科知識(shí)的運(yùn)用，而是復(fù)雜綜合的實(shí)踐過(guò)程，所以大學(xué)要完善學(xué)科交叉的體制機(jī)制，構(gòu)建學(xué)科交叉人才培養(yǎng)體系。“同時(shí)，要在工程教育中加強(qiáng)創(chuàng)意創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)‘三創(chuàng)’教育，強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)，讓學(xué)生在解決實(shí)際問(wèn)題中提升創(chuàng)新能力。”

對(duì)于工程教育的未來(lái)發(fā)展，周玉也特別強(qiáng)調(diào)了創(chuàng)新實(shí)踐能力的培養(yǎng)。

“在這方面，工程教育的發(fā)展必須跟上時(shí)代步伐，高等學(xué)校要從專(zhuān)業(yè)建設(shè)、課程體系、培養(yǎng)手段等方面加大改革力度。”周玉說(shuō)，一流的工程教育必須和科技進(jìn)步緊密結(jié)合，實(shí)現(xiàn)科學(xué)、工程同頻共振。創(chuàng)新能力培養(yǎng)是當(dāng)代一流工程教育的主旋律，必須與時(shí)代發(fā)展相適應(yīng)，與科技進(jìn)步相匹配，“關(guān)鍵還是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，這是工程教育最本質(zhì)的特征和當(dāng)今對(duì)工程教育的最高要求”。