科技一體化下的工程教育對策研究

摘 要：本文運(yùn)用文獻(xiàn)分析法，回顧了現(xiàn)代工程教育發(fā)展歷程，認(rèn)為工程教育先后歷經(jīng)了工程技術(shù)、工程科學(xué)和工程實(shí)踐三個(gè)發(fā)展階段。在此基礎(chǔ)上，重點(diǎn)分析了時(shí)下的科技一體化背景對工程教育提出的新要求并提出了相應(yīng)的應(yīng)對措施。

關(guān)鍵詞：科學(xué)、技術(shù)、一體化、工程教育、對策

作者簡介：賈衛(wèi)輝，工作單位：華南理工大學(xué)公共管理學(xué)院。

任何事物的發(fā)展過程都是內(nèi)外因同時(shí)起作用的結(jié)果，工程教育自然不能例外?，F(xiàn)代工程教育在經(jīng)歷了兩百多年的發(fā)展后，時(shí)下處于一個(gè)什么的外部環(huán)境，自身又處在一個(gè)什么狀態(tài)，這兩個(gè)問題是關(guān)系到工程教育發(fā)展的關(guān)鍵問題，有必要進(jìn)行明確。

一、工程教育發(fā)展歷程

現(xiàn)代意義上的工程教育的產(chǎn)生是工業(yè)發(fā)展到一定程度的結(jié)果。隨著英國以紡織機(jī)的革新、萬能蒸汽機(jī)的發(fā)明和應(yīng)用為標(biāo)志的工業(yè)革命的蓬勃興起和擴(kuò)大，現(xiàn)代工業(yè)的大門被開啟了。機(jī)器的廣泛應(yīng)用、生產(chǎn)的規(guī)模化，激增了社會(huì)對工程技術(shù)人才的大量需求，而傳統(tǒng)的師徒式的人才培養(yǎng)模式不能滿足這一要求，作為教育一個(gè)類別的現(xiàn)代工程教育就此應(yīng)運(yùn)而生。與此同時(shí)，歐洲范圍內(nèi)的民族主義正在逐漸形成，各個(gè)民族國家的建立，加劇了彼此之間的競爭，其中的重中之重即是一個(gè)國家的軍事工程力量。在1779年的《大不列顛百科全書》中，工程師被描述為一個(gè)在軍事領(lǐng)域中的專家。由此可見，在工程教育肇始之際，是為了滿足工業(yè)和軍事的需要，這其中以工程技術(shù)為主。正是這樣的需求，導(dǎo)致當(dāng)時(shí)的工程教育特別注重對學(xué)生的工程技術(shù)的訓(xùn)練。而隨后的第二次工業(yè)革命，出現(xiàn)了冶煉、化工和電氣等行業(yè)，歐美各國政府創(chuàng)立了大批的技術(shù)學(xué)院，主要關(guān)注的仍然是工藝，更加強(qiáng)化了這種要求。綜上所述，在二十世紀(jì)三十年代以前，工程教育以技術(shù)訓(xùn)練為主要特征。正如ABET在其報(bào)告中提到的那樣，“對技術(shù)知識和能力的過分強(qiáng)調(diào)，以及在國防領(lǐng)域中技術(shù)的應(yīng)用的提高，在一段時(shí)期內(nèi)很好的服務(wù)了國家利益”[1]。

盡管偏重技術(shù)的工程教育培養(yǎng)的工程人才很好的服務(wù)了國家利益，但卻并未獲得社會(huì)的廣泛認(rèn)可，人們更多的認(rèn)為工程教育只是一種職業(yè)培訓(xùn)，而不是一種大學(xué)教育，畢業(yè)生的社會(huì)地位有待進(jìn)一步提升。進(jìn)入到二十世紀(jì)三十年代以后，早先出現(xiàn)的新的工程教育理念以及之后冷戰(zhàn)的軍備競賽，特別是蘇聯(lián)成功發(fā)射衛(wèi)星后，世界工程教育的重心開始偏向科學(xué)。在1930年，麻省理工學(xué)院校長Karl Taylor Compton在其就職演說中希望“學(xué)院將越來越關(guān)注基礎(chǔ)學(xué)科”[2]?，F(xiàn)實(shí)正如Karl所愿，隨后爆發(fā)的“科學(xué)革命”成為了二十世紀(jì)工程教育的特征。在這場革命的看得見的副產(chǎn)品當(dāng)中，最為明顯的一個(gè)就是，工程設(shè)計(jì)由于其非公式化、缺少定量分析和可以教授的核心主體知識的事實(shí)，被從課程體系中大量刪減，結(jié)果工程課程的職業(yè)性逐漸消除，強(qiáng)調(diào)的是對基礎(chǔ)科學(xué)的學(xué)習(xí)。這種對工程教育意義深遠(yuǎn)的重構(gòu)，導(dǎo)致了工程科學(xué)的出現(xiàn)，并成為工程教育各學(xué)科的核心課程。工程畢業(yè)生也不再精通于工程技術(shù)，取而代之的是扎實(shí)的工程科學(xué)基礎(chǔ)和對技術(shù)快速革新的良好應(yīng)對。因此，在二十世紀(jì)的大部分時(shí)間里，工程教育的主要目標(biāo)是開設(shè)工程科學(xué)課程，利用數(shù)學(xué)工具，進(jìn)行定量分析，給予工程教育以學(xué)術(shù)性和科學(xué)性，以期獲得社會(huì)的認(rèn)可。

對科學(xué)的倚重，在一定時(shí)期內(nèi)確實(shí)提高了工程教育的社會(huì)地位，這一時(shí)期美國出現(xiàn)了多位諾貝爾獎(jiǎng)獲得者，他們在基礎(chǔ)科研方面的發(fā)現(xiàn)也有力地提升了國家的競爭力。但是，進(jìn)入二十世紀(jì)八十年代以后，隨著冷戰(zhàn)影響的消減和世界局勢的緩和，各個(gè)國家的經(jīng)濟(jì)重心自然由國防轉(zhuǎn)向了商業(yè)，此時(shí)用人單位發(fā)現(xiàn)，工程畢業(yè)生雖然有著良好的工程科學(xué)基礎(chǔ)和一定的工程技能，但是嚴(yán)重缺乏溝通交流和團(tuán)隊(duì)合作方面的意識與能力，而且并不看重社會(huì)等其他非技術(shù)因素在工程問題的解決和質(zhì)量保障過程中的影響。為了回應(yīng)這些問題，麻省理工學(xué)院發(fā)起了“回歸工程”運(yùn)動(dòng)，著力培養(yǎng)學(xué)生的工程素質(zhì)。所謂“回歸工程”，包含四個(gè)方面的內(nèi)涵[3]：即從過分重視工程科學(xué)轉(zhuǎn)變到更多重視工程系統(tǒng)及其背景；注重工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)；強(qiáng)調(diào)應(yīng)用“整合”或“集成”的思想，重建課程內(nèi)容和結(jié)構(gòu)；學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)和終身教育。為了實(shí)現(xiàn)這種目標(biāo)，麻省理工學(xué)院又聯(lián)合其他工科院校踐行了CDIO教學(xué)模式改革，旨在將一個(gè)產(chǎn)品或服務(wù)的全過程完整地反映到工程教育的過程中。

綜上所述，現(xiàn)代工程教育在先后經(jīng)歷了工程技術(shù)教育和工程科學(xué)教育后，現(xiàn)如今正在向工程實(shí)踐教育轉(zhuǎn)移?？v觀工程教育的整個(gè)歷史，我們可以發(fā)現(xiàn)，在與之相聯(lián)的外部環(huán)境中，最為緊密的兩個(gè)外部因素即是技術(shù)與科學(xué)，因而有必要明確兩者的關(guān)系及其對工程教育的影響。

二、科學(xué)與技術(shù)的關(guān)系發(fā)展

在人類從事生產(chǎn)勞動(dòng)的過程中，由于分工的不同而出現(xiàn)了腦力勞動(dòng)和體力勞動(dòng)之分，或者可以說腦力勞動(dòng)者主要從事認(rèn)識世界的科學(xué)活動(dòng)，而體力勞動(dòng)者則主要從事改造世界的技術(shù)活動(dòng)。

現(xiàn)代意義上的科學(xué)的實(shí)際應(yīng)用緣起于十五世紀(jì)下半葉的近代自然科學(xué)的產(chǎn)生。在此之前，科學(xué)對技術(shù)的影響甚微，無論是自然經(jīng)濟(jì)下的農(nóng)業(yè)技術(shù)，還是工匠的手工業(yè)技術(shù)，都是憑經(jīng)驗(yàn)掌握和積累的，只是手藝、技能。在此之后，科學(xué)的實(shí)際應(yīng)用才逐步顯現(xiàn)效能，特別是第二次工業(yè)革命以后。而在這一段時(shí)期，科學(xué)革命一般要先于工業(yè)技術(shù)革命大約兩個(gè)世紀(jì)。到了十九世紀(jì)末，二者的進(jìn)程基本趨于一致，但是由于兩者的根本目標(biāo)的差異，彼此之間的相互作用并不太多。進(jìn)入二十世紀(jì)，自然科學(xué)突飛猛進(jìn)，以量子力學(xué)和相對論的提出和生命科學(xué)的興起為代表的物理學(xué)和生物學(xué)成為科學(xué)領(lǐng)域的龍頭，其他領(lǐng)域也有革命性的發(fā)現(xiàn)。隨著現(xiàn)代科學(xué)革命的興起，現(xiàn)代科學(xué)在越來越大的程度上更加依賴于現(xiàn)金復(fù)雜的技術(shù)手段，出現(xiàn)了“科學(xué)技術(shù)化”；反過來，在科學(xué)理論的支撐下現(xiàn)代技術(shù)獲得了許多重大發(fā)明，如原子模型和質(zhì)能方程指引人們進(jìn)入到了原子能時(shí)代等，這就是所謂的“技術(shù)科學(xué)化”。因此，科學(xué)和技術(shù)兩者開始融合，加強(qiáng)和促進(jìn)著彼此的變革。時(shí)至今日，二者已經(jīng)構(gòu)成了一個(gè)單一實(shí)體，引發(fā)了一場新的“科技革命”，并引起了一系列重大結(jié)果。

綜上所述，科學(xué)發(fā)現(xiàn)和技術(shù)發(fā)明由最初的彼此不相干，到隨后的進(jìn)程不一致，再到后來的進(jìn)程一致而相互作用微弱，直到近來的彼此促進(jìn)，合體的趨勢十分明顯。然而，科學(xué)一體化盡管模糊了基礎(chǔ)和應(yīng)用研究之間的界限，打破了傳統(tǒng)的線性創(chuàng)新模式，但是這并不能完全將二者融合，這主要是因?yàn)榭茖W(xué)研究和技術(shù)開發(fā)的動(dòng)力不同，前者源于問題而止于更高級問題，后者則是為了滿足社會(huì)的實(shí)際需要；科學(xué)知識的公有性和技術(shù)成果的保密性之間的矛盾也難以調(diào)和[4]。

三、新時(shí)期的科技一體化的影響

在分析了與工程教育關(guān)系最為密切的兩個(gè)因素之間的相互關(guān)系后，我們還應(yīng)該就其對工程教育所帶來的影響有一個(gè)認(rèn)識，這樣我們對工程教育的外部環(huán)境才能有一個(gè)更加完整和客觀的評價(jià)。

從古至今，世界各國的發(fā)展水平在同一時(shí)期都不盡相同，今日也概莫能外。世界上主要的發(fā)達(dá)國家已經(jīng)基本進(jìn)入了知識經(jīng)濟(jì)時(shí)代，而我國等發(fā)展中國家還處于或者剛剛進(jìn)入工業(yè)經(jīng)濟(jì)時(shí)代，一些落后國家甚至仍屬于農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)時(shí)代。處于追趕地位的我們，盡管處于工業(yè)經(jīng)濟(jì)時(shí)代，但是必須要以知識經(jīng)濟(jì)的格局來進(jìn)行工業(yè)經(jīng)濟(jì)的規(guī)劃，這就要求我們重視科學(xué)技術(shù)，也就是重視知識的創(chuàng)新和應(yīng)用?？萍家惑w化以后，從科技革命轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，再由生產(chǎn)力轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)利益的周期明顯縮短；知識的更新速度日益加快，出現(xiàn)了知識大爆炸。這相應(yīng)的要求人們要具有很強(qiáng)的自我更新能力。

這個(gè)時(shí)代又是以經(jīng)濟(jì)全球化為特征的。當(dāng)今世界科研的前沿問題在時(shí)空上來講，分為一種是越來越小越來越快的研究，如生物、納米、信息方面的研究；另一種是越來越大越來越長的研究，如能源、環(huán)境、物流方面的研究。然而從難度和復(fù)雜度上來講，這些研究都是一個(gè)宏大的系統(tǒng)工程，憑借一己之力很難完成，必須通過最廣大范圍的尖端合作才有可能取得理想的成績，這就需要建立一種“世界工廠”。此外，事物的組合方式也發(fā)生了巨大變化，由過去的組件式或流體式，逐步發(fā)展成了網(wǎng)絡(luò)式，在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，很可能包括了組件式和流體式，因而對于事物的認(rèn)知難度進(jìn)一步加大，也相應(yīng)地要求范圍更廣程度更深的合作。因而，全球一體化已經(jīng)不是一種選擇，而是一個(gè)現(xiàn)實(shí)。

四、科技一體化下的工程教育

綜合考慮工程教育的內(nèi)外部發(fā)展環(huán)境，新時(shí)期的工程教育必須通過工程實(shí)踐教育，使學(xué)生能夠在知識經(jīng)濟(jì)時(shí)代適應(yīng)全球一體化的要求。要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，須做到以下幾點(diǎn)：

第一，必須強(qiáng)調(diào)學(xué)生的實(shí)踐能力，特別是溝通能力和合作意識。要提高教師素質(zhì)，主要是指促進(jìn)教師成為教育者。而這又需要正確確立培養(yǎng)目標(biāo)，合理安排教學(xué)內(nèi)容，調(diào)整評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的合力而為。同時(shí)要促進(jìn)認(rèn)知科學(xué)的發(fā)展，爭取將學(xué)習(xí)科學(xué)化。

第二，提高學(xué)生的信息技術(shù)和自我更新的能力。信息技術(shù)被譽(yù)為未來社會(huì)的筆和紙，其重要性更是堪比空氣之于人類，因而必須提高學(xué)生的信息技術(shù)能力，這樣才能更為有效的實(shí)現(xiàn)自身與外界，校內(nèi)與校外的交互。作為對變換增快的回應(yīng)，學(xué)生必須學(xué)會(huì)自我更新，這主要是學(xué)生的學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)以及終身學(xué)習(xí)意識的養(yǎng)成。

第三，牢固樹立系統(tǒng)觀念。全球一體化這一現(xiàn)實(shí)造成了問題的趨于宏大，要想更加合理的解決問題，就必須了解問題相關(guān)的系統(tǒng)背景，將問題進(jìn)行可持續(xù)發(fā)展式的解決。

總結(jié)

如前所述，工程教育自身在經(jīng)歷了工程技術(shù)教育、工程科學(xué)教育后，開始了工程實(shí)踐教育；與工程教育關(guān)系最為密切的科學(xué)和技術(shù)兩因素在經(jīng)歷的分合之后，科技一體化的趨勢已經(jīng)彰顯；以科技一體化為動(dòng)力造就的知識經(jīng)濟(jì)時(shí)代和全球一體化進(jìn)程已是現(xiàn)實(shí)。因而主客觀上均要求新時(shí)期的工程教育要注重對學(xué)生實(shí)踐能力的提高、信息技術(shù)和自我更新能力的培養(yǎng)以及對系統(tǒng)觀念的樹立。

參考文獻(xiàn):

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