自1702年德國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歷史。在至今的300多年間，工程教育的發(fā)展為世界各國培養(yǎng)了大批高水平、專業(yè)化的工程技術(shù)人才，顯著推動了各國的工業(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，國際工程教育提出哪些新要求、新挑戰(zhàn)?中國工程教育又該如何發(fā)展?要弄清楚這些問題，不妨從在世界高等教育中占有一席之地的中國工程教育的發(fā)展現(xiàn)狀說起。

接軌國際的現(xiàn)實

2016年6月，我國成為國際本科工程學(xué)位互認(rèn)協(xié)議《華盛頓協(xié)議》的正式會員，工程教育質(zhì)量認(rèn)證體系實現(xiàn)國際實質(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)評估中心和中國工程教育專業(yè)認(rèn)證協(xié)會共認(rèn)證了全國198所高校的846個工科專業(yè)，這標(biāo)志著我國有846個工科專業(yè)的質(zhì)量實現(xiàn)了國際實質(zhì)等效，進(jìn)入全球工程教育“第一方陣”。目前，我國工程教育專業(yè)認(rèn)證已覆蓋21個專業(yè)類，計劃2020年實現(xiàn)所有專業(yè)大類全覆蓋。

據(jù)統(tǒng)計，目前我國共有1100多所學(xué)校舉辦工程教育，1.9萬多個工科專業(yè)，在校生約550萬人，畢業(yè)生120多萬人。從數(shù)量上看，中國普通高等院校工科專業(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，在內(nèi)涵上，教育部、中國工程院等多家部門也積極推動‘卓越工程師教育培養(yǎng)計劃’，加快建設(shè)發(fā)展新工程，強(qiáng)化工程倫理意識，呼喚回歸工匠精神。”近日，中國工程院院長李曉紅在清華大學(xué)舉行的第一屆國際工程教育論壇上指出，從國際上看，我國正在積極推動形成中國工程教育質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系，為世界工程教育貢獻(xiàn)中國智慧和中國經(jīng)驗。“所有這些，無疑奠定了我國的工程教育大國地位。”

近些年來，我國以申請加入《華盛頓協(xié)議》為契機(jī)，逐步實現(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、類型、種類設(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年啟動實施“新工科”建設(shè)，改造升級傳統(tǒng)工科專業(yè)，加快發(fā)展新興工科專業(yè)，著力推動我國從工程教育大國逐步邁向工程教育強(qiáng)國。

不過，在我國工程教育接軌國際、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。

諸多問題的挑戰(zhàn)

“進(jìn)入21世紀(jì)以來，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)和人文社會科學(xué)之間日益呈現(xiàn)交叉融合的趨勢。”中國科學(xué)院院士、清華大學(xué)校長邱勇說，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，同時也提出了更多、更大的挑戰(zhàn)。

在他看來，挑戰(zhàn)之一就是工程教育的弱化趨勢。

“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)生的實踐動手能力不高，行業(yè)企業(yè)對人才培養(yǎng)過程參與不夠等問題廣泛存在。”邱勇說，在很多發(fā)達(dá)國家和發(fā)展中國家，工程師的經(jīng)濟(jì)收入與商業(yè)、管理、法律等職業(yè)相比差距越來越大，“工程師這一職業(yè)對青年人的吸引力持續(xù)減弱，優(yōu)秀青年對工科專業(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，尤其是我國工程教育的弱化趨勢，也正是中國工程院院士、上海交通大學(xué)校長林忠欽所擔(dān)憂的。

在他看來，工程教育的成功得益于工程教育培養(yǎng)的成功，但我國工程教育人才培養(yǎng)的成效往往存在很大的滯后性。“從人才培養(yǎng)的視角來看，主要存在三個方面的短板，即情懷、素養(yǎng)與視野。從情懷來講，工科已不再是國內(nèi)優(yōu)秀學(xué)子的第一選擇;素養(yǎng)方面，缺乏專業(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。”

對于工程教育所面臨的挑戰(zhàn)，臺灣清華大學(xué)校長賀陳弘創(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、單向的知識傳播。所以，從目前來看，工程教育的挑戰(zhàn)只是為了能夠追趕4.0。”他說，對于未來工程教育的挑戰(zhàn)，則是工程教育5.0，即由于人工智能、大數(shù)據(jù)對知識的賦權(quán)，讓越來越多的知識可以被虛擬現(xiàn)實所替代，那么這時就必須思考未來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)未來世界的發(fā)展。而這一轉(zhuǎn)型對工程師也帶來了諸多需求。

在世界工程組織聯(lián)合會候任主席、南開大學(xué)原校長龔克看來，第一項就是知識方法與原則上的需求，即工程師必須對知識和能力進(jìn)行整合，這就意味著，他們的知識和能力必須超越當(dāng)前廣為接受的專業(yè)精神與技術(shù)水準(zhǔn)，實現(xiàn)學(xué)科交叉。

對此，哈爾濱工業(yè)大學(xué)校長周玉也深以為然。

“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、計算機(jī)學(xué)院生物信息研究的人來承擔(dān)基因組的計劃，然后與醫(yī)學(xué)進(jìn)行密切合作;再比如，他們在《自然》雜志上發(fā)表解決艾滋病的結(jié)構(gòu)分子生物學(xué)的論文，實際上也是依靠工學(xué)的先進(jìn)設(shè)備。

“對于互聯(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、搭建知識框架。”龔克補(bǔ)充道，與此同時，他們還必須能夠更好地理解社會和人文方面的問題與知識，實現(xiàn)有效的跨學(xué)科學(xué)習(xí)與創(chuàng)新。“不過，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，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，實現(xiàn)工程教育方面的世界認(rèn)證，以緩解工程國際合作方面的復(fù)雜性。

未來可期的出路

其實，面對上述挑戰(zhàn)與需求，國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月啟動了“新工程教育轉(zhuǎn)型”計劃，面向未來新機(jī)器和新工程體系，開設(shè)以項目為中心的跨學(xué)科專業(yè)，強(qiáng)調(diào)學(xué)生思維方式和綜合能力的培養(yǎng)。

“主要是以課題或項目為主線，鼓勵學(xué)生實現(xiàn)跨院系的選課與學(xué)習(xí);通過建立小組，促進(jìn)學(xué)生與多樣化的人群進(jìn)行互動，并實現(xiàn)課堂學(xué)習(xí)、數(shù)字學(xué)習(xí)、實驗學(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伍，加強(qiáng)國際交流與合作，共同推動工程教育的發(fā)展。”麻省理工學(xué)院副教務(wù)長理查德·萊斯特介紹道。

而全球工學(xué)院院長理事會則強(qiáng)調(diào)工程教育的適應(yīng)性、多樣性和對學(xué)生創(chuàng)新意識和社會責(zé)任的培養(yǎng)。就像該理事會主席娜塔莎·狄波拉所說，工程是全球工業(yè)4.0發(fā)展的核心，必須通過協(xié)同合作來實現(xiàn)創(chuàng)新。“具體而言，就是工程教育要加快開發(fā)適合全球協(xié)作的平臺和工具;要改革教學(xué)方法，培養(yǎng)適應(yīng)未來挑戰(zhàn)的高素質(zhì)人才;要通過與行業(yè)的深入對話，實現(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)與中國工程院也共同設(shè)立了聯(lián)合國教科文組織國際工程教育中心，旨在打造一個高水平的人才培養(yǎng)基地、智庫型的研究咨詢中心和國際化的交流平臺，推動建立以平等、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·狄波拉的觀點類似，在邱勇看來，未來的工程教育也要更加強(qiáng)化責(zé)任意識的教育，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)的社會責(zé)任越來越大，不應(yīng)該僅僅關(guān)注技術(shù)，還應(yīng)該學(xué)會關(guān)注人、關(guān)注社會、關(guān)注自然。因此，工程教育必須更加重視培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任感。”邱勇說，工程不是單一學(xué)科知識的運用，而是復(fù)雜綜合的實踐過程，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，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)化實踐教學(xué)，讓學(xué)生在解決實際問題中提升創(chuàng)新能力。”

對于工程教育的未來發(fā)展，周玉也特別強(qiáng)調(diào)了創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)。

“在這方面，工程教育的發(fā)展必須跟上時代步伐，高等學(xué)校要從專業(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，一流的工程教育必須和科技進(jìn)步緊密結(jié)合，實現(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)新精神和實踐能力，這是工程教育最本質(zhì)的特征和當(dāng)今對工程教育的最高要求”。