中国高等工程教育百年发展史回眸:历史演进、变革逻辑与未来趋向

胡德鑫,逄丹丹

(1. 天津大学 教育学院,天津 300354;2. 全国新工科教育创新中心,天津 300354)

高等工程教育是国家高素质、高层次、创新型工程科技人才培养的重要渠道,与国家经济社会发展息息相关。当前,世界正处于百年未有之大变局,推进高等工程教育改革、赋能卓越工程师人才培养成为有效适应新技术革命背景下国家重大战略需求与现代产业结构转型升级双重因素交织的重要手段。目前,我国工程教育规模已稳居世界首位,培养了数以千万计的工程科技人才,涌现出一大批行业领军人才,在赋能从工程教育大国努力迈向工程教育强国,进而推动中国式现代化的历史进程中发挥着举足轻重的作用。了解过去,才能以史为鉴,进而把握未来。

基于关键事件法,本研究将我国高等工程教育150余年来的发展历史划分为五个阶段:萌芽与创立阶段(1895—1949年)、探索与曲折阶段(1950—1978年)、恢复与跨越阶段(1979—1999年)、巩固与强化阶段(2000—2010年)、创新与引领阶段(2010年至今)。通过梳理自洋务运动以来高等工程教育的历史演进脉络与变迁过程,本研究探讨当代我国高等工程教育发展的变革逻辑,特别是在新工科建设和卓越工程师培养中发挥前瞻性、实效性和指导性作用,以及在持续推进新工科建设背景下总结未来我国高等工程教育治理的改革趋向与行动路径。

一、 我国高等工程教育的历史演进与关键节点

(一) 萌芽与创立阶段(1895—1949年)

我国高等工程教育的雏形起源于晚清时期洋务运动兴办的各种西式学堂。1895年,洋务派代表盛宣怀奏准开办天津中西学堂(1903年更名为北洋大学堂),设立工程(土木)、矿冶、机械和法律四学科[1]。其中,前三科均为当时欧美发达国家工程教育中的主流学科。天津中西学堂的创立,标志着中国现代意义上工程教育的诞生[2]。1904年,中国近代第一个由中央政府颁布并正式在全国实施的学校教育制度《奏定学堂章程》(癸卯学制)发布。癸卯学制规定实施高等工程教育的机构为高等工业学堂和工科大学,并对两者的学科划分、课程设置及修业年限作出了详细规定,初步建立起较为完整的工程教育制度,为高等工程教育的发展奠定了早期基础(见表1)[3]。1912年,《大学令》《大学规程》等系列文件发布,推出了更为完整的壬子癸丑学制,将癸卯学制中的高等实业学堂一律改为高等工业学校,并在课程体系上引入先进国家工科学校的新课程,清除旧学制中的封建主义因素,促进中国高等工程教育制度向现代化转变[4]。在此阶段,我国高等工程教育虽于制度上有所革新,但整体发展仍相对缓慢。根据《第一次中国教育统计年鉴》,1912年全国公私立专门学校共有111所,其中,工业专门学校有10所,仅占9%[5]。

表1 癸卯学制中高等工程教育学科分类

1922年,《学校系统改革方案》(壬戌学制)出台,其降低了对大学及专门学校的设置门槛,从制度上为高等工程教育的发展创造了有利条件,高等工程教育也从单一的人才培养职能逐渐衍生出科学研究职能。1928年,作为全国最高学术机关的“中央研究院”成立,下设工程研究所,从事工程类科学技术研究[6],高等院校也相继成立工科研究相关机构。如1926年南洋大学(1922—1927年交通大学校名)成立工业研究所[7],1932年南开大学成立应用化学研究所,1934年武汉大学和北洋工学院设立工科研究所并招收研究生[8]。1933年,我国第一个独立于高校之外的现代工程专业科研机构——天津水工试验所正式成立,在河流治理方面发挥了重要作用。随着各类研究机构不断成立,各类专业学会和工程教育相关学术期刊均得到较快发展。

总的来看,到1937年抗日战争全面爆发,我国高等工程教育进入有意识的科学化建制发展阶段。抗日战争爆发后,高等工程教育的常规性发展虽遭受严重破坏,但由于战时工业与国防建设的迫切需要,工科学生体量仍呈现稳步增长态势[9],工程教育的重要性进一步演变为社会普遍共识,对新中国成立后我国制定的工程教育优先发展政策产生了深远影响。

(二) 探索与曲折阶段(1950—1978年)

新中国成立初期,由于缺乏国家建设经验且经济基础较为薄弱,我国开始全面学习苏联模式,进行以苏联大学体制为蓝本的院系调整。在优先服务工业建设方针指导下,教育部于1951年召开全国工学院院长会议,开始着手实质推进院系调整工作。1952年6月,原政务院正式公布《全国工学院调整方案》,以培养工业建设人才和师资为重点,发展专门学院,整顿与加强综合大学建设。到1957年调整工作基本结束时,全国高校共计229所,其中工科院校44所,占19.2%;普通高校共设专业323个,其中工科专业183个,占56.7%;在校生44.1万人,工科生16.3万人,占37.0%[10]50。通过调整,工科院校数量和专业设置规模均得到迅速扩张。随着院系调整工作的深入,我国开始全盘吸收苏联经验展开工程教育的各项改革。

首个五年计划超额完成后,照抄照搬苏联模式暴露出一系列问题,我国教育界开始对高等教育体制与办学模式进行反思与修正。1957年,高等教育部组织相关工业院校召开修订高等工业学校教学计划座谈会,开始着手整改工作[11]。然而,1957年底的大跃进运动不但扰乱了这一补偏救弊进程,还进一步固化了工程教育的失衡发展问题。表现在学校数量上,《中国教育成就统计资料(1949—1983)》显示,1957年高校总数为229所,其中工科院校44所;到了1960年,高校总数激增至1 289所,工业院校增加至472所,工业院校数量增幅接近10倍[10]53。1961年9月,深刻反思总结过去经验教训的《教育部直属高等学校暂行工作条例(草案)》发布,在其指导下,1962年《教育部关于直属高等工业学校修订教学计划的规定(草案)》出台,对高等工业学校的教学大纲、计划、教材等进行修订[12]。同年,教育部先后成立工科高等数学、普通物理、化学等9门课程的教材编审委员会,大力推动工科大学教材科学化建设。新修订的教学计划和教学大纲与一批新出版的自编教材更加适应我国教学实际,高等工程教育发展重回正轨。“文化大革命”期间,高校停止招生,高等教育发展陷入瘫痪状态。由于理工科教育与意识形态的关系相对间接,受到的冲击相对较小,也更早开始恢复。至“文化大革命”结束时,我国高等工程教育规模基本上恢复到其开始前的水平。

这一时期我国以苏联模式为蓝本展开对高等工程教育模式的艰难探索,高等工程教育发展表现出鲜明的政治属性与工具属性,高度服从于意识形态变化,密切服务于国家经济建设。然而,照抄照搬他国模式与高度挂钩潮起潮落的政治运动导致工程教育身份定位模糊,致使高等工程教育在此发展阶段步履维艰,呈现循环往复的“运动型”状态,这是后期我国发展高等工程教育需要深刻吸取的教训。

(三) 恢复与跨越阶段(1979—1999年)

党的十一届三中全会召开后,一方面,高等教育的恢复与重建工作刻不容缓;另一方面,为应对工业化进程加快发展局面,我国迫切需要大量工程技术人才。在双重因素的驱动下,我国高等工程教育迅速步入改革与发展的新阶段。1977—1980年间,在《关于1977年高等学校招生工作的意见》《关于1977年招收研究生的通知》《中华人民共和国学位条例暂行实施办法》等一系列政策的出台下,高校招生统一考试制度、学位授予系列规章制度以及研究生招生培养工作依次恢复,高等工程教育开始重新运转。在规模上,1978—1998年间,工科普通本专科在校生数由28.76万人增长至135.46万人,在学研究生数由0.4万人增长至8.46万人(见图1)。在规模持续稳定扩大的同时,我国高等工程教育的各项改革陆续展开,主要体现在层次结构、学科设置、管理体制和教育质量等四个方面。

图1 恢复与跨越阶段高等工程教育规模注: 根据《中国教育成就统计资料(1949—1983)》《中国教育成就统计资料(1980—1985)》《中国教育成就统计资料(1985—1990)》以及1991—1998年各年度《中国教育统计年鉴》整理而得;1988年工科研究生、1992年工科本专科数据缺失,故未列入其中;下同。

1. 层次结构。1981年1月,《中华人民共和国学位条例》正式实行。1983年6月召开的“高等工程教育层次、规格和学制的研究”专题研究会率先指出多层次、多规格发展高等工程教育的必要性,明确博士研究生、硕士研究生、本科和专科四个层次之间应有清晰的界限和恰当的比例,各个层次要有合理的培养规格[13]。1984年4月,教育部下发《关于高等工程教育层次、规格和学习年限调整改革问题的几点意见》,正式规范我国高等工程教育分为博士研究生、硕士研究生、本科、专科四个层次,并确立各层次的培养规格和修业年限。1997年,国家先后发布《工程硕士专业学位设置方案》和《关于批准部分高校开展工程硕士培养工作的通知》,开启首批54所高校工程硕士的培养工作。总的来看,经过该时期不断调整和优化,工程教育层次结构日趋完善,能够更好地适应国家经济建设和社会发展对多层次、多规格人才的需要(见图2)。

图2 改革开放时期高等工程教育层次结构

2. 学科设置。由于新中国成立初期工业化建设的需要,我国资源大多向工科倾斜,导致理工科比例过大,文法商科比重太小,高等教育科类结构畸形发展。同时,工科内部专业设置存在专业划分过细、专业口径偏窄、重工业专业数量比例过大、轻工业专业发展不足等问题。以1978年为例,我国普通高校工科专业数量达396种,占全部专业数的48.4%,和其余10个学科的专业总数基本持平;工科中地质、矿业、动力、冶金和机械5个典型重工业专业毕业生占当年工科全部毕业生的47.6%,而轻工业专业毕业生仅占2.47%[10]92,调整高等工程教育发展速度和结构成为重中之重。自1982年起,教育部先后组织三次本科专业目录的修订工作(见表2)。经过三轮本科专业目录修订,全国范围内的高校开始自上而下地进行专业调整,文科、政法等长期比较薄弱的专业得到恢复和加强,一些新兴、交叉专业,如计算机科学与技术、微电子、生物工程与技术纳入工学门类,工学门类内部专业配置更加合理,高等工程教育体系朝宽口径、多样化方向发展。

表2 1978—1998年我国进行的三次专业目录调整

3. 管理体制。20世纪50年代以苏联模式为基础形成的行业办学体制过于狭窄,无法适应经济体制改革的深入和现代经济社会发展的需要。1985年5月发布的《中共中央关于教育体制改革的决定》最早提出对我国的高等教育管理体制进行改革的构想,1990年后国家开始着手管理体制改革的实践与探索,1992年由7个单位合并组建的扬州大学成为改革过程中高校合并的首个案例,标志着改革工作的正式启动。1994年、1995年、1996年,原国家教委三次召开高等教育管理体制改革座谈会,提出共建、合作、合并、协作和划转等五种改革形式,综合化成为高校管理体制改革的主要趋势[14]。经过调整,单科性院校数量下降,综合性院校数量跃升,更有利于学科交叉综合和资源优化配置(见表3)。同时,管理体制改革逐步形成了我国现行的中央和省级政府两级管理、以省级政府管理为主的高等教育管理新体制,一定程度上克服了旧体制里中央和地方条块分割、重复办学、资源浪费的弊病。

表3 管理体制调整前后全国普通高校数量变化

4. 教育质量。1978年4月,邓小平同志在全国教育工作会议上提出要“提高教育质量”后,教育质量的提升成为高等教育改革的重中之重。这一时期的教育改革从教育评估、课程建设和科研基地建设等多个方面以点带面展开,全面推动高等工程教育质量的提高。一是开展教育评估。1985年出台的《中共中央关于教育体制改革的决定》指出要组织教育界、知识界和用人部门定期对高等学校的办学水平进行评估,这是“评估”概念首次被提出。同年11月,原国家教委颁布《关于开展高等工程教育评估研究和试点工作的通知》,明确提出建立高等工程教育评估制度,并对高等工程教育评估研究与试点工作进行部署。1986年、1987年,原国家教委先后召开两次高等工程教育评估试点工作会议[15],确立学校、专业、课程三个层次的评估体系,随后发布《关于正式开展高等工程教育评估试点工作的几点意见》,高等工程教育评估试点工作正式开始。1989年12月,原国家教委召开全国高等教育评估工作会议,对试点工作进行总结,并于1990年10月颁布《普通高等学校教育评估暂行规定》,这在促进高等工程教育质量提高上发挥着积极作用。二是推进课程建设。1980年4月,原国家教委发布《关于全国重点高等工业学校本科修订基础课和技术基础课程教学大纲的几项原则(草案)》,为课程内容的设计提供参考依据。1987年3月,原国家教委发布《高等学校工科本科部分基础课课程教学基本要求目录》,为教学工作的开展提供参照标准。1994年,原国家教委启动“高等教育面向21世纪教学内容和课程体系改革计划”。到1996年9月,原国家教委先后在文、理、工、农林、医药、经济和法学六大学科门类中设立了211个项目(含985个子项),其中工科41项,这些项目有力地推动了教学改革的落地。1996年9月,原国家教委下发《关于建设国家工科基础课程教育基地的通知》,决定在普通高校建设一批国家工科基础课程教学基地,首批建设45个,这批基地的建设成为深化课程改革、提高教学质量的重要抓手。三是建设科研基地。1994年,国务院发布《关于〈中国教育改革和发展纲要〉的实施意见》,提出到20世纪末建成100个左右国家级的基础研究基地和工程(技术)研究中心。1995年,原国家教委下发《关于加强对高等学校科技工作管理的通知》,强调建设包括重点实验室和工程研究中心在内的重点学科和重点研究基地,表明这一时期的高等工程教育体系已经开始朝产学研合作的方向发展。

面对起步晚、水平低的局面,国家在这一时期集中力量加强对高等工程教育体系的战略规划与顶层设计。通过连环发布配套政策,国家对高等工程教育中的薄弱环节进行突破,对各项工作进行引导和规范,以点带面,循序渐进,有组织、有意识、有序地推动改革平稳落地。这是我国高等工程教育发展过程中至关重要的一个转折点,不仅将偏离的工程教育模式拉回正轨,而且摸索出一条属于我们自己的发展道路,为逐步形成中国特色社会主义高等工程教育体系打下了坚实基础。

(四) 巩固与强化阶段(2000—2010年)

进入21世纪,“面向现代化,面向世界,面向未来”仍是我国教育改革和发展的战略指导方针。1999年1月,国务院批转教育部的《面向21世纪教育振兴行动计划》,总结改革开放以来教育事业取得的成就,充分肯定了其为21世纪教育事业振兴打下的坚实基础,并指出要抓住机遇,深化改革。面向21世纪生产与科学技术发展的需要,高等工程教育的深化改革聚焦在教育规模、教育结构、专业认证和课程建设等四个方面。

1. 扩大高校工学招生规模。为了满足人民群众接受高等教育的需要和国家经济社会发展的需求,1999年,国家决定扩大高校招生规模。扩招实施后,全国招生人数由1998年的108万人增至1999年的159万人,增幅达47.4%,到2002年我国高等教育的毛入学率已达15%,正式迈入高等教育大众化阶段[16]。我国高等工程教育的绝对规模也进一步扩大,截至2009年,工学本专科专业点为23 472个,占全国本专科专业点总数的34.6%;工学研究生专业点为9 198个,占全国研究生专业点总数的29.7%;工学在校本专科生为774万人,占全国本专科在校生总数的36.1%;工学在校研究生为47万人,占全国研究生在校生总数的33.7%,我国逐步建成世界上规模最大的工程教育体系(见表4)。

表4 1999年与2009年高等工程教育发展情况对比

2. 优化高等工程教育层次结构。在教育结构上,这一时期我国高等工程教育的层次结构趋于合理,专科层次工程教育得到大力发展,研究生层次中的工程硕士培养体系日益完善。从工科在校生数量来看,专科生在校生占比从1999年的27.4%提升到2009年的49.0%,本科在校生占比从1999年的66.8%降至2009年的45.3%,研究生在校生占比基本持平。从1997年工程硕士专业学位开始招生以来,工程硕士的规模逐年扩大(见图3),1999年首批被授予学位的工程硕士为44人,到2009年,这一数字已经增长为43 340人[17]。

图3 1999—2009年工程硕士招生数与培养单位数注:数据来源于全国工程专业学位研究生教育网。

3. 建立以专业认证为核心的质量保障体系。在专业认证上,2005年国务院批准成立全国工程师制度改革协调小组,由中国工程院、中国科协以及教育部牵头,分别承担我国工程师制度框架的改革完善、工程教育专业制度的国际交流与国际互认、工程教育专业认证的制度设计和组织实施等工作,并于2006年建立起初步的工程教育认证体系,随后在清华大学等7所院校的8个专业展开认证。2007年1月,教育部颁发《关于实施高等学校本科教学质量与改革工程的意见》,提出要积极探索专业评估制度改革,逐步建立起适应职业制度需要的专业认证体系,并于同年成立全国工程教育专业认证专家委员会。该委员会在参考国际通行认证标准的设计思路基础上,建构了涵盖认证标准与程序、认证专家遴选与管理、认证小组工作等在内的工程教育认证体系及工作指南。

4. 开展精品课程建设。在课程建设上,2000年1月,教育部发布《关于实施“新世纪高等教育教学改革工程”的通知》,批准第一批共670项本科教育教学改革立项项目。2003年4月,教育部启动高等学校教学质量与教学改革工程精品课程建设工作,开展精品课程建设。2007年1月,教育部、财政部实施高等学校本科教学质量与教学改革工程,继续推进课程、教材和高水平教师队伍建设。截至2009年,教育部共建设国家精品课程2 125门,其中工学类629门,占比最高(见表5)[18]。同时,教育部分别在2003年、2006年、2007年、2008年和2009年完成5届高校教学名师的评选和表彰工作,充分发挥高素质“双师型”教师和名师的示范作用。

表5 2003—2010年国家精品课程(本科)统计

跨入21世纪,我国高等工程教育在巩固已有成果的基础上进一步深化改革,取得了一系列非凡成就,供给规模快速扩大,教育结构积极优化,专业认证体系初步建立,教学改革持续推进,教育质量稳步提高。这一阶段,国家深刻认识到工程教育在提升国际竞争力中的重要作用,工程教育国际化势在必行。我国高等工程教育在逐步从过去“追赶”状态过渡到“并跑”状态的同时,正积极倾力为未来“领跑”打好基础、积蓄力量。

(五) 创新与引领阶段(2010年至今)

2010年以来,我国逐步建成世界上规模最大的高等工程教育体系,工程教育改革的重点由工程教育大国向工程教育强国转变,高等工程教育进入创新与引领发展阶段。在本阶段,高等工程教育的深化改革聚焦于教育规模、层次结构、专业设置、人才培养、培养模式、专业认证、组织创新等诸多领域。

一是在教育规模上,高等工程教育规模持续扩大,且供给规模与经济建设的协同性更强。随着近年来产业结构的转型升级和战略性新兴产业的发展,高等工程教育规模也由稳步扩大转为快速扩张,对产业需求的响应速度更快。二是在层次结构上,高等工程教育层次结构持续优化,人才培养重心开始上移[19]。2011年3月,国务院学位委员会下发《工程博士专业学位设置方案》,开始设置工程博士专业学位,随后在清华大学、北京大学等25所高校的电子信息、先进制造等4个工程领域开展首批工程博士专业培养试点工作。与此同时,工程教育本科层次与研究生层次所占比例有所提高,专科层次比例小幅降低。三是在专业设置上,通过对专业目录的持续修订,专业设置更加契合产业调整转型发展实际需求。2012年、2020年我国先后进行第四次、第五次本科专业目录修订。2012年修订时我国将工学专业类由21个增加至31个,工学专业数由179个减少至169个,在拓宽专业口径的同时也明晰了学科大类间的范围,有效提升了工程教育专业化程度。2020年修订版本在2012年的基础上,增设了虚拟现实与技术、海洋信息工程等63个专业,更强有力地满足新兴产业的人才需要。四是在人才培养上,2010年6月,国家启动卓越工程师教育培养计划,旨在为国家走新型工业化道路、建设创新型国家和人才强国战略服务。2018年,教育部启动“卓越工程师教育培养计划2.0”,积极推进新工科建设,通过“复旦共识”“天大行动”“北京指南”三部曲,将我国工程教育改革推向新的高度。五是在培养模式上,2016年,在CDIO教育改革试点工作组的基础上,CDIO工程教育联盟成立,在推进以工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力等四个层面的工程毕业生能力改革方面产生了深远影响。六是在专业认证上,2015年新筹建的中国工程教育专业认证协会正式成立。该组织是我国唯一具有独立法人资格、负责工程教育认证工作的非政府、非营利性专业机构,亦是完善我国工程教育专业认证制度的关键环节[20]。2016年,中国科学技术协会代表我国正式成为国际本科工程学位互认协议《华盛顿协议》的第18个正式成员,推动我国工程教育专业认证体系实现国际实质等效。七是在组织创新上,2020年,我国提出要继续通过建设一批未来技术学院、现代产业学院赋能工程人才培养组织改革。2022年9月,教育部、国资委共同组织召开卓越工程师培养工作推进会,18家卓越工程师学院建设单位联合发布《卓越工程师培养北京宣言》[21]。

总的来看,该时期工程教育的改革目标旨在应对新一轮科技革命和产业变革,探索建设中国特色、世界一流的工程教育体系,培养面向未来、适应产业行业需求、引领社会发展的创新型工程师和科技人才,主动布局未来战略必争领域人才培养。同时,这也彰显出我国努力探索领跑全球的中国工程教育模式、全力迈向工程教育强国、走向世界舞台中央的决心。

二、 中国高等工程教育的变革逻辑

与西方国家工业化进程中自下而上产生高等工程教育的境况不同,我国的高等工程教育是“后发移植性”产物,并非中国传统教育自身演进的结果[22],故开办后面临着与社会发展不协调、与市场机制衔接不畅等诸多问题。我国高等工程教育的发展是一个不断纠偏和完善的历史变迁过程,在其嬗变的历程中,始终有一套独特的自身发展内在逻辑和规律贯穿其中。纵观150余年来的历史,高等工程教育的发展受到社会、经济及文化等多种因素的交织影响,在众多的影响因素中,其产生和发展的重要驱动因素来自国家政策、产业变革及学科演化。

从国家政策来看,高等工程教育自诞生之初便是为民族国家的利益和需要而服务的。无论是19世纪末为寻求国家自强之路,效仿德国模式和日本模式对工程教育制度展开艰难摸索,还是20世纪50年代为服务国家工业化建设,以苏联模式为蓝本对旧有高校进行院系调整;无论是改革开放以来为适应明显加快的工业化进程实施高校扩招,培养社会各个领域所需要的大量工程技术人才,还是新时代为支撑国家创新驱动发展战略,积极推进新工科建设,全力探索形成领跑全球工程教育的中国模式,国家政策的引领作用始终占据主导地位。尽管不同历史时期的国家政策不同,对高等工程教育的推动作用也不尽相同,但国家力量始终是百年来工程教育发展的直接动力和具有举足轻重地位的影响因素。

从产业变革来看,工程教育与产业发展联系紧密、互相支撑。19世纪中后期,受第一、第二次工业革命的影响,以大机器生产为代表的工厂激增,社会产生对专业技术人才的需要,工程教育应运而生。新中国成立后,面对生产力落后、工业化水平低的局面,国家提倡大力发展工业,工程教育高度专业化发展,各工科院校根据工业生产的实际需要设置专业和课程。改革开放以来,为解决产业结构失衡问题,国家培育扶持高新技术产业,大力发展第三产业,工程教育面向现代化快速发展,增设了一批新兴学科,学科专业重新调整和修订。在当前新一轮科技革命和产业变革的背景下,工程教育面向21世纪生产与科学技术发展需要,服务于产业结构升级和创新驱动增长,迈向成果转化、技术转移、产学研深度融合的新阶段。在这一历史变迁过程中,政府虽仍然起主导作用,但随着市场经济体制改革的逐步深入,产业变革等市场力量越来越深刻地介入到高等工程教育的发展之中。

从学科演化来看,学科知识本身具有一套生产、传递、应用等独特的内生发展逻辑,工学也不例外。回归教育本质,高等工程教育的发展离不开学科内生发展逻辑。从世界工程教育的发展历程来看,工程教育范式经历了从工业1.0蒸汽时代学徒制传授的经验范式,到工业2.0电气化时代产出流水线技工的技术范式,到工业3.0信息和自动化时代强调科学基础和工程技术习得的科学范式,再到工业4.0智能时代跨学科集成与实践型卓越人才培养的工程范式[23]。工程教育的学科发展与人才培养契合单学科知识生产模式Ⅰ向跨学科知识生产模式Ⅱ、Ⅲ的转变规律,我国高等工程教育发展中的专业调整、课程改革、师资建设等各项工作无疑都遵循这一变迁逻辑。当前,在具有应用导向性、跨学科性等特征的新型知识生产模式下,我国积极推进新工科建设,致力于培养造就具有交叉学科背景和复合性知识结构的创新型卓越工程技术人才,这正是向工程范式转型的积极表现。

国家政策逻辑、产业变革逻辑与学科演化逻辑存在系统逻辑的一致性,三种力量并非孤立作用,而是相互影响、相互交织,共同驱动我国高等工程教育深入发展(见图4)。在“国家政策-产业变革-学科演化”这一动力机制中,国家政策处于支配地位,这一支配地位体现在两个方面。一是国家政策规正和纠偏过度依赖产业变革与学科演化诱发的工程教育错位发展问题。譬如为修补改革开放时期市场失灵导致的工业结构严重失衡问题,国家通过多轮本科专业目录修订调整工科内部专业结构,进而调节轻工业与重工业的比例关系,促进轻重工业均衡发展;为修正21世纪初期工程教育严重的“理科化”倾向,国家发布一系列产学研合作政策,强化工程教育实践能力的培养,推动工程教育由科学范式向工程范式转换。二是国家政策用以引导和提前布局产业变革与学科演化下工程教育的跃升发展。为应对新一轮科技革命和产业变革向纵深方向发展,国家相继出台《关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》《中国制造2025》等文件,旨在抓住重大历史机遇,对未来产业发展进行前瞻性布局;立足于中华民族伟大复兴战略全局和世界百年未有之大变局,国家先后实施两轮卓越工程师培养计划,以新工科建设推动高等工程教育改革,为工程教育强国和制造强国建设筑牢战略根基。

图4 高等工程教育发展驱动机制

作为国家经济建设的重要抓手,产业界拥有独一无二的敏感度与信息优势,能够准确反馈最前沿的市场信息及深刻反映社会整体的发展需求。产业变革在这一动力机制中发挥导向作用,具体表现为以需求、实践导引学科演化及以目标导引国家政策发布。就学科演化而言,产业变革以需求导向作用于教育内容,例如代表新一轮科技革命和产业变革方向的战略性新兴产业对复合型人才的需求日益增长,带动高校自主设置并大力发展交叉学科。同时,产业变革以实践导向作用于教育模式,例如企业以提供丰富的创新资源和多样的实践平台参与到工程技术人才培养过程,切实推动产学研深度融合,有效提高工程教育的科技创新能力与社会服务能力。就国家政策而言,产业的发展状态直接决定国家政策特别是产业政策的方向。例如在产业宏观布局初期,产业政策制定目标集中在培育特定产业上;在市场低迷时期,产业政策制定目标集中在拉动经济增长上[24]。

学科演化到哪一阶段直接表征着工程教育整体发展到哪一水平,是工程教育发展状态最直接的体现。因此,学科演化在这一动力机制中处于核心地位,发挥着对产业变革的供给作用与对国家政策的需求导向作用。面向产业变革,作为培养人才、生产知识的重要载体,学科建设是产业发展的上一环节,向产业输送着人才、提供着技术,学科发展的先进程度决定着人才培养水平与科技进步水平,是产业发展的重要供给方。面向国家政策,教育发展背后的一系列支撑工作如学科建设无法完全依靠自身演进就能实现向上发展,亟须国家进行顶层设计与战略布局,从这一角度来说,学科发展以需求导向影响着国家政策的发布与实施。

一言以蔽之,这一动力机制上的三种驱动力量优势互补、相生相成,共同构成我国高等工程教育变革逻辑,协同推动工程教育高质量发展。将高等工程教育置于“国家政策-产业变革-学科演化”这一发展逻辑链条,有助于兼顾多元利益主体,增进社会共同利益;有助于防范国家干预主义或自由放任主义,避免发展失衡;有助于优化互动,加强资源互补,在更大范围的社会面实现递归效应。

三、 中国高等工程教育的未来改革趋向

作为以服务国家战略新需求和产业实际需求为导向的工程教育范式变革,新工科建设旨在探索新时代工程教育新理念、新模式、新体系、新结构、新标准,进而为探索形成中国特色、世界一流的工程教育体系,努力培养大批卓越工程师提供坚实支撑。因此,在洞悉当前发展状态,承接既有发展脉络的基础上,基于“国家政策-产业变革-学科演化”这一发展逻辑,以持续推进新工科建设为重点,本研究进一步从培养目标、培养主体、教育教学、质量保障和文化趋势等五个方面指出未来提高我国高等工程教育治理水平的改革趋向。

(一) 培养目标:培养具备复杂工程问题解决能力的卓越工程师

新工科是在新一轮科技革命和产业变革双重驱动下赋能未来的工程教育新模态,基本目标就在于加快培养大批具备复杂工程问题解决能力的卓越工程师,以提升在激烈国际竞争中的国家工程教育“硬实力”,解决面向国家重大战略和行业重要需求的“卡脖子”问题。一是注重发挥不同类型高校的比较优势。作为卓越工程师计划2.0版,新工科建设计划中明确将参与主体分为工科优势高校、综合性高校和一般地方高校三类,其功能定位和人才培养重点各有侧重[25]。工科优势高校学科实力较强、办学底蕴深厚,对工程科技创新和产业创新发挥主体作用。综合类高校的理科、医科、文科、经济、管理等学科综合交叉和优势明显,对催生新技术和孕育新产业发挥引领作用。地方高校规模较大,应着重加强特色优势学科建设,对区域经济发展和产业转型升级发挥支撑作用。二是在三类高校培养卓越工程师各有侧重的基础上,强化学生复杂工程问题解决能力的培养。按照《华盛顿协议》的共同要求,认证专业不仅要深刻把握与理解当代复杂工程问题,更要按照国际实质等效标准培养学生的复杂工程问题解决能力,并给予证明。当然,复杂工程问题解决能力培养是一项涉及多主体、多层次、立体式的工作,不仅需要各类高校、院系、专业之间的相互协作,更需要高校、政府和企业等多主体的共同参与。

(二) 利益主体:以产教融合推动多元主体协同育人

产教融合是破解当前我国普遍存在工程人才培养与产业需求脱节问题的有效手段。新工科建设行动路线也明确指出要汇聚科研院所、行业企业优势资源,推进产学融合、科教结合。一是加强顶层设计,构建多元利益主体深度参与的产教融合协同治理框架,涵盖产教融合基本要素、相关主体和整体过程,并通过健全制度设计、整合优势条件资源、高效组织运行、培育高水平师资等为产教融合提供有效支撑。二是探索建立以高校与企业协同为核心的产教融合协同育人新机制。在持续推进未来技术学院、现代产业学院建设的同时,我国要将传统行业头部企业和创新型企业引入高校,参与人才培养方案制定、课程设计与教学、实习实践等全过程,着力推进科教融合、产教融合,实现人才培养供给与行业产业需求的高度耦合。三是建构新工科“人才培养-科研-实践”集成平台。集成平台能够汇聚多种资源、多类主体,将科学研究、教育教学和人才培养职能有机融为一体,快速应对科技革命与产业变革对人才需求层次、结构和标准的动态需求,从而达到效率提升和持续创新的“帕累托最优”。

(三) 教育教学:以项目为核心的课程与教学设计

作为高等教育系统性变革的“最后一公里”,课程与教学创新是推进高等工程教育改革的核心环节。一是以项目式教学推动从单向的知识传授模式向全方位能力提升培养模式转变。高校要强化OBE理念在项目式教学中的应用,通过制定具有挑战性的学习标准、尊重学生学习的个体差异、聚焦学生学习能力的达成与评价、以反向设计开展教学活动,有效提升学生学习的自主性、主动性与积极性。二是持续优化模块化课程体系,给予学生更多自主选择权。高校要组织跨学科团队科学设计人才培养方案,持续优化包括思政课程、人文通识课程、自然科学基础课程、工程科学课程、交叉学科核心课程和前沿科技选修课程等模块化课程体系,将价值塑造、能力培养、知识传授“三位一体”育人理念落实到人才培养各环节。三是推进贯通式培养改革,实现学段贯通、课程贯通与导师贯通。在本硕连读或本科直博基础上,高校要打破本硕博学习界限,特别强调本科生可选择更具高阶性、挑战性的研究生课程为未来从事科学研究奠定深厚基础;在大类招生选拔机制基础上,打破传统学校、院系与专业壁垒,学生在跨校、跨院、跨专业选课中拥有更大自主权,以有效拓宽其知识宽度与深度;设置科研导师、学业导师、企业导师等不同类型与特点的导师团队提供联合指导。

(四) 质量保障:构建全链条的质量标准与评价体系

质量标准与评价体系是新工科建设持续改进的重要保障。一是要统筹专业、学校、行业、国家、国际等各层各类标准的定位与功能。现行国家标准实际上一般以中国工程教育专业认证协会制定的专业认证标准为主,其高度对标《华盛顿协议》,体现出国际可比和实质等效特点,但在一定程度上忽略了我国工程教育发展实际与学校学科专业办学特色。随着新科技革命对高素质工程人才的需求日趋增加,如何构建符合新工科建设要求的国家标准体系及厘清其与《华盛顿协议》的关系,尚处于探索之中。新工科质量标准设计要着重考虑两点。一方面,针对不同类型、层次的高校我国要设计具有阶梯性的弹性质量标准,工科优势高校和综合性高校应以达到国家卓越标准为目标,而地方高校应以达到国家一般标准为目标。另一方面,我国要加快本研贯通的质量标准建设。《中国教育统计年鉴2020》显示,我国工学在学研究生规模已达到117.65万人,占总人数的37.5%[26]。工程类研究生体量庞大,且面临严峻质量危机与挑战,同样需要国家建构一套完善的质量标准以填补盲区。二是在质量标准基础上,针对新工科人才培养目标、课程与教学、毕业要求、师资队伍等核心要素,我国要构建全过程、全周期和全角度的质量评价与反馈机制。全过程强调课程大纲、课程教学、课程考核、课程评价、持续改进等多内容;全周期强调期中评价、学期评价、学年评价、毕业评价、毕业生调查等多时段;全角度强调学生评价、教师评价、督导评价、用人单位评价、第三方/社会评价等多主体。

(五) 文化重构:以立德树人引领高校文化建设

大学文化是一所大学在长期办学实践中积淀形成的,具有强烈的价值取向,是“为谁培养人”“培养什么人”的直接体现,也蕴含着大学的深厚历史和办学特色,能够为高校开展新工科建设注入不竭的精神动力。习近平总书记强调:“要把立德树人的成效作为检验学校一切工作的根本标准”[27],因此在新工科育人文化建设中我们必须以立德树人为核心,将其贯穿于人才培养的全过程。一是以立德树人为引领,推动课程思政与思政课程协同育人。在课程设计中高校要融入政治认同、家国情怀、红色基因、工匠精神、道德修养等思政元素,建立课程育人典型案例库,以有效增强学生的使命感、责任感和担当精神。二是培育优良校风学风。校风学风建设是文化育人的主要途径和重要手段,我们要将高校人才培养目标深度融入校风学风建设,加强校风学风建设的延续性和继承性,形成精神谱系,充分发挥其在新工科建设中的文化育人功能。三是将工程教育和科学教育、人文教育有机融合。我们要推动蕴含和体现在学科知识和人物中的科学精神、治学态度、研究特点等成为重要的育人元素,进而引导学生形成追求真理、质疑探究、求真务实的科学精神。

四、 结语

历史证明,工程教育是人才培养和技术进步的重要支撑,是经济社会长远发展的重要基础。站在新的历史时期,我们只有深刻认识工程教育的发展历程,才能准确总结和运用历史经验,才能理智判断当前工程教育发展的现实环境,才能科学预见和指导未来发展方向。在新时代背景下,特别是在新工科建设过程中,我们要深刻理解“国家政策-产业变革-学科演化”的工程教育发展逻辑,构建起政府、高校、行业、社会力量等多元主体共同参与的治理体系,推动各利益相关主体形成良好的互动机制和制度规范,持续推进高等工程教育的范式变革与迭代,进而为培养大批卓越工程师、建设工程教育强国提供中国智慧、贡献中国方案。