“一带一路”背景下新工科建设的思考

陈伟斌, 林 键

(福州大学 党委办公室、校长办公室，福州 350108)

当前，世界范围内新一轮科技革命和产业变革加速进行，以新技术、新业态、新产业为特点的新经济蓬勃发展，综合国力竞争愈加激烈，已经成为国际经济社会发展“新常态”。为此，我国实施了创新驱动发展、“中国制造2025”“互联网+”“一带一路”等一系列重大战略举措，助力经济转型升级和发展动能转换，推动经济社会高质量发展。在发展“新常态”下，对工程科技人才提出了更高的创新创业能力和跨界整合能力要求，迫切需要加快新工科建设。特别是“一带一路”建设倡议的实施，对各类工程技术人才有着巨大的、差异化的潜在需求，给我国工程教育的发展形成了巨大的机遇和挑战，进一步推动了我国高等教育新工科的发展。

一、“一带一路”背景下工程科技教育发展的新机遇

1.沿线国家旺盛的工程技术需求

“一带一路”贯穿欧亚大陆，东边连接亚太经济圈，西边进入欧洲经济圈。截至2019年4月30日，中国已经与131个国家和30个国际组织签署了187份共建“一带一路”合作文件[1]。由于“一带一路”沿线大多是新兴经济体和发展中国家，据不完全统计，“一带一路”沿线大多是新兴经济体和发展中国家，总人口约44亿，经济总量约21万亿美元，分别约占全球的63%和29%，是世界上最具发展潜力的经济带[2]。“一带一路”沿线国家在基建、电力、交通石化、信息技术等方面有着极其旺盛的工程技术需求。根据商务部统计，我国企业2016年—2018年在“一带一路”沿线国家和地区非金融类直接投资国家数和投资规模均保持在一个较高的水平，投资国家达50多个，投资金额规模每年达140亿美元，并且在一些主要投资国家已经形成了持续稳定的投资，如新加坡、老挝、越南、印度尼西亚、巴基斯坦、马来西亚和阿联酋等，详见表1所示。此外，我国企业也积极参与“一带一路”沿线国家和地区对外工程承包工作，详见表2所示。2016年—2018年我国企业每年在 “一带一路”沿线国家和地区新签对外承包工程达7 000多份，合同金额达1 200亿美元以上，占我国同期对外承包工程金额比例达50%以上。沿线国家旺盛的工程技术需求为我国工程科技教育发展提供了难得的实践天地。

表1 我国企业在“一带一路”沿线国家和地区非金融类直接投资情况

表2 我国企业在“一带一路”沿线国家和地区对外承包工程情况

2.沿线国家薄弱的工程学科短板

“一带一路”沿线国家和地区的大学实力普遍较弱，在2019 QS世界大学排行榜中，全球前200名的大学按洲际分布情况如下页图1所示。其中欧美国家共有145所大学排名世界前200名，占比高达72.1%；亚洲国家有39所，其中中国(含港澳台)有15所，新加坡2所，日本9所，韩国7所，马来西亚1所，以色列1所，印度3所，沙特阿拉伯1所；大洋洲11所；非洲1所，拉丁美洲5所。因此，“一带一路”基础设施亟待完善的亚洲、非洲国家一流大学数量偏少，无法提供大量的人才供给，满足“一带一路”建设需求。

在工程领域，根据QS2019工程学科领域世界大学排名情况，各大洲分布情况如下页图2所示，在高校工程学科领域世界前200名中，欧洲拥有69所大学，北美洲拥有52所大学，大洋洲拥有14所大学，拉丁美洲拥有6所大学，非洲为0所大学，亚洲有59所，其中中国(含台港澳)有28所。

沿线国家薄弱的教育发展水平和工程学科短板，为我国大力发展工程教育提供了难得的机遇。

3. 全球工程科技教育改革的趋势

近代以来，工程科技直接把科学发现同产业发展联系在一起，成为经济社会发展的主要驱动力[6]。近年来，世界各国纷纷推出以工程科技为主导的新的国家发展战略，如美国的“美国先进制造业国家战略计划”、德国的“工业4.0”、英国的“英国制造2025”、法国的“新工业法国”、俄罗斯的“新型工业化工程”、日本的“日本再兴战略”，还有中国的“中国制造2025”等等[6]。同时各国也纷纷推出了全球化战略，中国的“一带一路”建设倡议，欧盟的“全球战略”、美国的“亚太再平衡”战略，俄罗斯的“大欧亚伙伴关系”倡议等等。工业的全球化进程迫切需要推动建立起全球化的工程教育体系。《华盛顿协议》国际工程教育组织、欧洲工程教育认证系统、俄罗斯工程教育协会、中国工程教育专业认证协会等工程教育组织加快推动了全球工程教育改革，探索新的工程教育模式，构建新的工程教育专业认证体系，提高工程教育质量。全球工程科技教育改革发展趋势，进一步推动了我国工程科技教育体系走向完善。

4.中国工程科技走向全球的契机

我国经济已经步入全球化时代，按照世界贸易组织发布的《全球贸易数据与展望》报告中显示，全球约200个国家和地区中，中国是全球最大的货物贸易国，2018年全年进出口总额高达4.623万亿美元，占全球进出口总额高达11.75%。国家商务部公布数据显示，2019年，我国境内投资者共对全球167个国家和地区的6535家境外企业进行了非金融类直接投资，累计投资7629.7亿元人民币；我国对外承包工程业务完成营业额1.19万亿元人民币,新签合同额约1.8万亿元人民币。我国工程科技对外依存和对外影响不断提高，越来越多的企业进入全球化工业体系，参与全球工程市场竞争，进行全球化经营或者承包工程业务。我国工程科技走向全球迫切需要我国工程科技教育进行改革，提供更多的、适应新时代要求的工程技术人才。

二、当前工程科技教育发展面临的新挑战

1.快速迭代的工程科技发展带来的新挑战

进入21世纪以来，新一轮科技革命和产业变革蓄势待发，一方面新兴工程科技不断兴起，新一代信息技术、生物技术、新能源技术、新材料技术、智能制造技术等高新技术快速发展。人工智能、量子信息、基因编辑等颠覆性技术层出不穷。而且，新发现、新技术、新产品、新材料更新换代周期越来越短，尤其在新一代信息技术领域，摩尔定律与超越摩尔定律使信息产业保持强大的创新增长动力，5G、物联网、云计算、大数据、人工智能、区块链等新一代信息技术加速创新突破。另一方面传统工程科技不断推动转型升级，在传统的基础设施建设、机械制造和石油化工等工程科技领域，新技术、新材料、新模式的应用以及新学科的外延拓展，不断推动传统生产模式改造升级，推动传统生产方式和商业模式创新变革。

“一带一路”沿线国家的基础设施建设、交通工程、电力工程以及通讯工程是当前需求最为旺盛的四大领域，均是新兴工程科技和传统工程科技交叉融合发展、发展日新月异的领域。快速迭代的工程科技发展使得全球创新版图不断进行重构，向工程科技教育提出了更高的要求，原有学科结构和教育体系已经无法满足新兴工程科技学科发展和传统工程科技学科转型升级的需要，迫切需要进行重构重塑。

2.跨界整合的创新型工程科技人才培养带来的新挑战

工程科技的快速发展、工程教育体系的滞后，导致了创新型工程科技人才缺乏，无法及时有效供给已经成为工程科技领域十分突出的问题。越来越复杂的现代工程，需要越来越多的跨学科、跨领域、跨文化的创新、系统型整体解决方案，对工程科技人才培养提出了新的更高要求，未来工程师不仅需要具备较强的工程学科理论知识、工程实践能力，还需要具备较强的学科交叉能力、创新能力、自主学习能力、人文素养和社会责任[7]。单一的工程学科教育的局限性日益凸显，越来越无法帮助毕业生应对日新月异的21世纪工作、生活以及公民责任中面临的机遇和挑战。

“一带一路”建设对工程科技人才需求不只是规模大，更重要的是要求高。“一带一路”建设工程大多涉及多专业、跨学科的联合攻关与联动创新，迫切需要一大批具备跨文化沟通能力、创新能力和新一代信息等技术应用能力的高素质工程科技人才来胜任此项工作。跨界整合的创新型工程科技人才培养迫在眉睫，工程科技教育急需急需进行改革，构建跨学科、跨领域、跨文化的创新型人才培养体系。

3.多元复杂的工程科技教育全球化带来的新挑战

随着全球化进程的加快推进，工业生产的转型升级和国际分工协作已成为大趋势，无处不在的跨国公司对具有全球视野、适应新工业生产的工程科技人才需求日益壮大，国际工程科技人才短缺危机日益严重。 为此，世界公认的两大工程科技教育标准体系——《华盛顿协议》体系和欧盟的欧洲工程教育专业认证体系(EUR-ACE)，加快推进了工程科技教育的全球化。但工程科技教育全球化是一项艰巨的任务，各国发展水平不同、语言文化不同、技术标准不同、教育体系不同、人才需求不同，使得工程科技教育全球化推进困难重重，国际工程科技教育标准体系还不够完善，标准还不够统一，加入国际工程科技教育标准体系的国家目前还偏少。

目前与我国合作的“一带一路”沿线国家多达130多个，许多沿线国家国情、宗教信仰、地缘政治等比较复杂，工程科技标准及体系不健全，教育发展十分不平衡，而又迫切需要加强基础设施建设，应用新兴技术，因此尤为渴望引进全球化的工程科技教育体系和人才。

三、我国高校现行工程教育的现状与不足

“一带一路”建设倡议的实施，对我国工程科技教育的发展提出了新要求、带来了新挑战。为此，教育部在复旦大学召开了高等工程教育发展战略研讨会，达成了“‘新工科’建设复旦共识”[8]。随后，掀起了高等院校探索“新工科”建设的热潮，形成了“天大行动”“北京指南”等一系列“新工科”建设纲领性文件[9]。对照新工科的发展要求，我国高校的现有工程科技教育普遍存在如下不适应性：

1.学科体系和组织的不适应性

新工科以新经济、新产业为背景，既要发展设置一批新兴工科专业，如人工智能、智能制造、机器人、云计算等，又要通过新兴技术与传统工业技术的紧密结合，改造升级一批传统工科专业。在教育部公布的首批“新工科”研究与实践项目名单中， “新工科”专业改革类涵盖了包括人工智能类、大数据类、智能制造类等19个项目群。对照新工科建设要求，我国高校现有的工科教育体系还存在较大的不适应性。学科壁垒严重，学科交叉不够，难以快速推动建立新兴工科的学科体系，催生新兴工科；也难以推动学科外的新技术有效应用于传统工科专业，进行改造升级。如人工智能，涉及数学、计算机、电气、电子、通信、机械自动化等多学科。现有以单一学科为主的院系组织和科研单位难以有效推动多学科的交叉融合，无法满足新工科的学科建设需要。

2.高素质人才培养的不适应性

高素质的新工科人才应是交叉复合型人才，不仅要具有多学科交叉的知识、理论和专业基础，能够解决交叉复合问题的专业能力和综合素质，同时还需要拥有高水准的社会能力、职业素养和伦理道德等素质。此外，面向“一带一路”的工程科技人才还需要具有国际视野、通晓规则，具备跨文化的能力。我国高校现有的工科培养体系普遍存在培养方案相对落后，课程体系窄化，课程内容未能及时更新，传统的工程人才培养知识体系已经不能满足新工科发展的需求，以课堂教学为主的、填鸭式的传统授课模式，难以培养出实践性要求极强的新工科人才，专业学位型研究生培养体系尚未健全，许多高校仍然按照学术型研究生模式进行培养，存在工科教育理科化现象，通识教育开展不够，不注重加强工科学生的文科素养培养，创新创业创造教育体系不够完善，创新能力培养不足等等，这些严重制约着新工科的高素质人才培养。目前工科毕业生供给结构性过剩与短缺并存，专科层次和研究生层次工科毕业生供给不能完全满足企业和行业需求，人才培养链与国家创新链、产业链对接有待进一步增强。

3.产学研融合发展的不适应性

新工科强调实用性、交叉性和综合性，对工程科技人才的创新能力和实践能力有着更高的要求。近年来，我国通过“卓越工程师教育培养计划”等系列举措推动产学研融合发展，大量的企业和行业参与了协同育人，校地企合作育人试点取得了一定的成效，但是推广面还不够，深度有待进一步加强，我国高校现有的人才和技术供给不能满足产业发展需求。主要表现在现有科研评价机制和人才评价导向过分强调论文产出，对应用研究和科研成果产业化重视不足，导致许多科研活动不能有效对接产业需求，游离于产业技术创新需求之外，科研成果转化率低下，产学研的脱节导致学生产业实践机会少，动手实践能力培养不足，产学研融合发展还不能很好地适应新工科背景下的人才培养和协同创新，特别是面向“一带一路”建设需求，我国跨国企业迫切需要加强产教融合，国内高校才能源源不断地输送适应“一带一路”建设需要的技术和人才。

4.工程教育国际化的不适应性

近年来，我国工程科技教育的国际化程度逐步提高，并于2016年加入《华盛顿协议》认证体系，人才培养质量达到国际实质等效认证标准要求。但是，国际化起步较晚，基础还不够扎实，学生在工程实践、国际视野和跨文化交流、竞争与合作能力方面还存在明显不足；留学生培养体系还不够健全，工程科技教育留学生国际逆差仍然长期存在。此外，中国在国际工程组织的话语权有限，参与制定国际工程技术标准较少，难以实现中国标准的输出。当前，“一带一路”沿线国家工程教育资源缺乏，难以培养出充足、合格的工程师，难以承担复杂急需的工程任务，迫切需要我国工程科技教育加快推进国际化，实现工程科技教育和人才的海外输出。

四、“一带一路”背景下我国新工科建设的思考与建议

1．学科发展模式的优化重构

(1) 学科专业的优化重构 要进一步加强学科规划，做好学科调整和前瞻布局。要大力发展新兴工科专业。面向未来发展方向，加快建设和发展人工智能、大数据、微电子、量子信息、智能制造等一大批新兴工科，提前布局培养引领未来技术和产业发展的人才。要改造升级传统学科。做好存量学科专业的动态调整，面向“一带一路”等国家战略需求和区域发展需要，推进工学与理学、工学与文学、工学与管理学等学科交叉融合，如在机械学科中设置智能机械学科方向，在交通工程学科中设置智能交通学科方向，在心理学学科中设置工业心理学学科方向等等，通过学科交叉进一步拓展传统学科专业的内涵和建设方向，打造传统学科专业的升级版，服务“一带一路”建设急需的钢铁、能源、基建、交通、机械、轻工等产业发展需求，推动传统产业转型升级，并向价值链高端发展。

(2) 学科组织的优化重构 要进一步创新学科组织机构，打破学科之间的组织隔阂。原有以院系为主的学科建设组织模式，过于封闭，不利于推动学科交叉，也无法适应新兴工科发展需要；要进一步探索学部制的发展模式，建立起学部与学院相互分工协作的有效运转体制机制，快速建立起有利于推动学科交叉发展、适应新兴工科发展和传统工科改造升级的组织结构。

2．人才培养模式的优化重构

(1) 课程体系的优化重构 工业4.0带来新工科专业，并为传统工科带来许多颠覆性的理念和内容，要按照新工科要求和“一带一路”人才培养需求，重构新工科专业的课程体系，及时更新课程内容，开设跨学科课程，组建跨学科教学团队。打造完善的工程教育实践平台，突出工程实践能力培养，推进通识教育，实施大类招生和培养，厚实数理化文史哲基础，完善创新创业创造课程体系，全面提升学生的综合素质，使学生具有哲学思维、人文知识和企业家精神，能够提出创新性的解决方案。

(2) 培养方式的优化重构 鼓励跨学科交叉联合培养，构建学科交叉人才培养体系，建立具有创新性的学科交叉培养项目，如打通数学、机械、电子、自动化、信息、计算机等学科专业，以人工智能实验班、工程科学实验班或未来技术实验班为试点，以跨学科项目为抓手，配备跨学科导师团队，推进跨学科合作学习，培养面向复杂工程问题、兼具科学发现和工程实践能力的卓越新工科人才。强化创新创业创造教育。把创新创业创造教育融入新工科教育的全过程，将“三创”理念落实到培养方案、教学设计以及教育实践中，建立健全多层次、跨学科、开放式的“三创”教育体系，引导鼓励学生参与学科竞赛等各类“三创”活动，培养学生创新思维、创业精神和创造能力。

(3) 质量监控的优化重构 以工程教育认证优化重构新工科专业培养质量监控体系，积极推动新工科专业参与工程认证工作，研究制订新兴工科专业教学质量标准，开展多维度的教育教学质量评价等。从人才培养目标、课程体系、实践教学、师资队伍、学生发展以及质量保障等关键环节进行全方位监控和评价，加强学生学习过程和学习结果的跟踪和评估，注重教学结果的反馈与修正，建立起以学生为中心、以学习效果为导向、并持续改进的监控体系，切实提升新工科人才培养质量。

3．融合发展模式的优化重构

(1) 科教融合模式的优化重构 要以高水平的研究引领高素质的人才培养。围绕新工科，瞄准战略新兴学科方向和“一带一路”急需专业方向，组建跨学科研究平台，加快建设现代产业学院、未来技术学院等创新实体，用最前沿的科技资源教育和培养学生。引导教师树立科教融合教育理念，建立机制将最优的科研资源开放共享给学生，鼓励学生课余时间进实验室，鼓励教师和学生共同承接“一带一路”科研项目和新工科研究项目，“一带一路”工程项目本身就是工程科技人才培养的最佳实践基地，工程项目的技术团队亦是人才培养的宝贵师资，工程项目技术难题攻关的过程更是培养工程科技人才专业知识、问题解决能力、工程伦理道德素质等的有效方式[8]。让学生在做中学，在学中做，培养学生的科研精神和创新能力。

(2) 产教融合模式的优化重构 以“一带一路”产业需求为导向，以新工科建设为重点，吸引整合更多优质社会资源转化为育人资源，参与新工科人才培养工作，构建政府、行业、企业和高校协同育人新机制，通过共建学院、共建企业研发中心、共建实践基地等各种产教融合育人平台，推广设立并实施更多产学合作协同育人项目，加强行业、企业导师聘任工作，在新工科专业实施“双导师”制，推动企业实践学分改革，探索校企联合培养新工科人才新模式，通过产教融合切实提升学生创业精神和实践能力。

(3) 产研融合模式的优化重构 新工科建设十分注重将新兴的工程科学技术快速应用到实际产业中，因此迫切需要推动产研融合模式优化重构，建立起更加紧密的协同创新机制。高校要构建和完善从基础研究、到应用研究到产业转化的全研究链，并与企业的产业链无缝对接，整合共享创新资源，注重将行业共性关键技术问题和企业创新技术难题作为高校科研的重要选题来源，共建协同创新平台，共同承担科研项目，共享科研成果。此外，还要发挥好国家大学科技园成果孵化的重要作用，加快推动知识产权运营工作，建立起一支懂科技、懂市场、懂运营的高校成果转化团队，鼓励和支持更多教师参与成果转化工作，切实让高校科技成果走出实验室，走进企业实现产业应用。科技创新是支撑“一带一路”工程科技人才培养的技术能力基础，“一带一路”参与国大都在科技创新领域优势不明显，参与“一带一路”建设的跨国企业要更加积极主动参与高校办学和科研活动，通过产研深度融合、产教深度融合将高校作为其“一带一路”建设可靠的人才库和技术源，为其“一带一路”建设提供坚实保障。

4．国际教育模式的优化重构

(1) 国际教育引进的优化重构 我国要走向工程科技教育强国，必须站着国际视野下考量和培养工程科技人才，要继续扩大教育开放，加强与国际工程科技教育组织和高校的交流与合作，鼓励国内高校与海外高水平大学共建工程师学院，引进国外先进的工程科技教育理念和高水平的工程师资，进一步完善中国特色、国际实质等效的工程教育专业认证制度，建立起具有国际竞争力的工程教育体系，培养出能够适应新时代发展需要的新工科人才。

(2) 国际教育输出的优化重构 要进一步增强教育自信、文化自信，重点针对“一带一路”建设项目的推进需求，鼓励和支持高校和跨国企业共同实施“一带一路”工程科技人才培养计划，加大工程科技人才对外输出力度；加大招生宣传，设立专项资金和扩充名额，招收更多“一带一路”沿线国家的留学生来华留学，学习工程科技知识，服务“一带一路”建设；继续在“一带一路”沿线国家试点设立分校或工程学院等，落地办学，积极为当地培养和培训各类工程科技人才，探索我国高校“走出去”模式，实现我国高等教育的海外输出。积极参与国际工程科技教育组织事务，推动组建国际工程教育联盟，提高我国高校在工程教育国际组织的话语权，加强我国工程科技标准和教育标准的翻译工作，积极向国际推广“中国标准”，实现工程技术标准和教育标准的海外输出。