面向新工業(yè)體系的新工科

朱正偉，周紅坊，李茂國(guó)

（1．重慶大學(xué) 土木工程學(xué)院，重慶 400045；2．重慶大學(xué) 高等教育研究所，重慶 400044；3．重慶大學(xué)，重慶 400044）

■“新工科”建設(shè)專

面向新工業(yè)體系的新工科

朱正偉1，周紅坊2，李茂國(guó)3

（1．重慶大學(xué) 土木工程學(xué)院，重慶 400045；2．重慶大學(xué) 高等教育研究所，重慶 400044；3．重慶大學(xué)，重慶 400044）

編者按：

當(dāng)前，第四次工業(yè)革命正以指數(shù)級(jí)速度展開(kāi)，全球新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革加速，綜合國(guó)力競(jìng)爭(zhēng)加劇。習(xí)近平總書(shū)記指出，“我們對(duì)高等教育的需要比以往任何時(shí)候都更加迫切，對(duì)科學(xué)知識(shí)和卓越人才的渴求比以往任何時(shí)候都更加強(qiáng)烈”。日前，國(guó)務(wù)院等相關(guān)部門先后印發(fā)《中國(guó)制造2025》和《關(guān)于開(kāi)展新工科研究與實(shí)踐的通知》，要求深化工程教育改革，培育面向新工業(yè)體系的工程技術(shù)人才，以新技術(shù)、新業(yè)態(tài)、新模式、新產(chǎn)業(yè)助力經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級(jí)。我國(guó)擁有世界上最大規(guī)模的工程教育，推進(jìn)新工科的建設(shè)與發(fā)展，對(duì)建設(shè)高等教育強(qiáng)國(guó)意義重大。為此，我們約請(qǐng)多位專家，分別從新的工程教育范式、新工科的核心能力與教學(xué)模式、工程倫理教育等不同側(cè)面展開(kāi)論述，以助推我國(guó)工程教育轉(zhuǎn)型發(fā)展，推動(dòng)新工科建設(shè)實(shí)踐。

第四次工業(yè)革命的來(lái)臨日漸深入地影響我們所處的時(shí)代和社會(huì)。為搶占發(fā)展主導(dǎo)權(quán)，美、德、中三國(guó)先后發(fā)布了各自的戰(zhàn)略規(guī)劃——“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”“工業(yè)4．0”和《中國(guó)制造2025》。這3種新工業(yè)模型重新定義了“工程”，使其具有“集成與融合”“智能與創(chuàng)新”的特點(diǎn)，并將帶動(dòng)工程教育朝著革命性的方向變革，形成面向新工業(yè)體系的“新工科”。本文梳理了我國(guó)工程教育的發(fā)展歷史，論述了只有工程教育范式或者模式的改變才能產(chǎn)生“新工科”，并分析了我國(guó)面向新工業(yè)體系的“新工科”。

第四次工業(yè)革命；新工業(yè)體系；工程教育；新工科；工程教育范式

在這個(gè)科學(xué)技術(shù)日新月異的時(shí)代里，新一輪的科技革命正引領(lǐng)著工業(yè)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)變革，世界各國(guó)面臨著更為嚴(yán)峻的競(jìng)爭(zhēng)與挑戰(zhàn)。從世界范圍看，圍繞技術(shù)路線主導(dǎo)權(quán)、價(jià)值鏈分工、產(chǎn)業(yè)生態(tài)的競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈；從國(guó)內(nèi)形勢(shì)看，我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入新常態(tài)，發(fā)展動(dòng)力加快轉(zhuǎn)換，以改革創(chuàng)新為核心的新動(dòng)能加速孕育［1］。為積極應(yīng)對(duì)這些發(fā)展和變革，美、德、中三國(guó)先后對(duì)國(guó)家制造業(yè)的發(fā)展做出了規(guī)劃，美國(guó)“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”、德國(guó)“工業(yè)4．0”和《中國(guó)制造2025》，雖表述形式不一，但內(nèi)質(zhì)都強(qiáng)調(diào)信息技術(shù)與制造業(yè)的深度融合。

當(dāng)前，第四次工業(yè)革命正以幾何級(jí)速度增長(zhǎng)，改變著世界范圍內(nèi)每個(gè)行業(yè)的發(fā)展模式，這些改變的廣度和深度預(yù)示著生產(chǎn)、流通、管理、消費(fèi)整個(gè)體系的變革。世界經(jīng)濟(jì)論壇創(chuàng)始人兼執(zhí)行主席克勞斯·施瓦布曾指出：“第四次工業(yè)革命的速度、規(guī)模和系統(tǒng)性足以顛覆全球各個(gè)產(chǎn)業(yè)。”同樣地，第四次工業(yè)革命也不再局限于某一特定領(lǐng)域，而是注重各領(lǐng)域（材料科學(xué)、大數(shù)據(jù)、大腦科學(xué)、3D打印技術(shù)等）的聯(lián)動(dòng)與相互作用。

因此，無(wú)論是信息技術(shù)與制造業(yè)的深度融合還是第四次工業(yè)革命的各領(lǐng)域聯(lián)合，都給世界各國(guó)工業(yè)發(fā)展提出了挑戰(zhàn)，而支撐工業(yè)發(fā)展的工程教育也不可避免地面臨著挑戰(zhàn)。德、美等發(fā)達(dá)國(guó)家為搶占先機(jī)，已經(jīng)部署了工程教育改革以支撐其新工業(yè)體系，我國(guó)的《中國(guó)制造2025》也對(duì)所需的人才提出了要求。但是，在深化工程教育改革的過(guò)程中，我國(guó)還有許多問(wèn)題亟待解決，我們需要深化并大力推進(jìn)我國(guó)工程教育的改革以應(yīng)對(duì)第四次工業(yè)革命的挑戰(zhàn)。為此，本文從我國(guó)工程教育發(fā)展的歷程分析入手，厘清變革的實(shí)質(zhì)，結(jié)合第四次工業(yè)革命的新工業(yè)體系及我國(guó)工程教育面臨的問(wèn)題和挑戰(zhàn)，探討新工業(yè)體系下的新工科建設(shè)。

一、中國(guó)工程教育發(fā)展歷史回顧

我國(guó)近代工程教育的發(fā)展主要經(jīng)歷了以下5個(gè)階段：

第一個(gè)階段：我國(guó)近代工程教育開(kāi)端于19世紀(jì)60年代的洋務(wù)運(yùn)動(dòng)時(shí)期。培養(yǎng)工程人才最初是以“借法自強(qiáng)”為目的，意在從技術(shù)層面實(shí)現(xiàn)強(qiáng)國(guó)強(qiáng)軍。因此，我國(guó)工程教育最初是以“師夷長(zhǎng)技以制夷”為主導(dǎo)思想，在承受西方工業(yè)化的巨大沖擊下開(kāi)啟的技術(shù)范式。相比西方國(guó)家通過(guò)工業(yè)發(fā)展推進(jìn)工程教育革新的內(nèi)源性發(fā)展路徑而言，我國(guó)采取了通過(guò)移植其他國(guó)家現(xiàn)有工程教育模式來(lái)推進(jìn)工業(yè)發(fā)展水平和改變國(guó)家政治與軍事劣勢(shì)地位的外源性發(fā)展路徑。后來(lái)由于國(guó)力下降、外敵入侵、戰(zhàn)事頻仍，我國(guó)的高等教育受到巨大沖擊。在民國(guó)時(shí)期，受美國(guó)的影響，我國(guó)的工程教育也開(kāi)始學(xué)習(xí)美國(guó)模式，實(shí)施的是技術(shù)范式。

第二個(gè)階段：新中國(guó)成立后，我國(guó)萬(wàn)事待舉、百?gòu)U待興。由于同在社會(huì)主義陣營(yíng)，蘇聯(lián)對(duì)我國(guó)高等教育的影響和幫助很大，這段時(shí)期，我國(guó)的工程教育發(fā)展主要以蘇聯(lián)模式為主。20世紀(jì)50年代，我國(guó)進(jìn)行了全國(guó)性的院系調(diào)整，之后便成立了大批的工科、專科性學(xué)校，這些學(xué)校以工程技術(shù)和工程實(shí)際為主要教育內(nèi)容，造就了大批的社會(huì)主義事業(yè)建設(shè)者，為我國(guó)當(dāng)時(shí)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步起到了不可或缺的推動(dòng)作用。當(dāng)時(shí)，我國(guó)工程教育主要實(shí)行的仍然是技術(shù)范式。除了對(duì)基本理論掌握的要求外，對(duì)技術(shù)的重視，使得我國(guó)工程教育的實(shí)踐環(huán)節(jié)做得非常扎實(shí)，工科學(xué)生的動(dòng)手能力非常強(qiáng)。

第三個(gè)階段：改革開(kāi)放之后，我國(guó)工程教育開(kāi)始變革，特別在1985年《中共中央關(guān)于教育體制改革的決定》頒布后，我國(guó)工程教育模式的改革進(jìn)入新的探索期［2］，逐漸開(kāi)始以美國(guó)的模式為導(dǎo)向，遵循技術(shù)范式。改革開(kāi)放促進(jìn)了我國(guó)社會(huì)的快速進(jìn)步和科學(xué)、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，展示了具有中國(guó)特色的社會(huì)主義發(fā)展道路的優(yōu)越性。到20世紀(jì)90年代，我國(guó)工程教育仍然主要學(xué)習(xí)美國(guó)模式，但開(kāi)始轉(zhuǎn)向“科學(xué)范式”，這使得我國(guó)工科學(xué)生的科學(xué)教育不斷加強(qiáng)，理論水平也得到一定程度的提升。盡管實(shí)施了“科學(xué)范式”，但這段時(shí)期我國(guó)工程教育的理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)還是緊密結(jié)合在一起的。

第四個(gè)階段：在我國(guó)高等教育大規(guī)模擴(kuò)招后，由于學(xué)生人數(shù)的陡增、科學(xué)范式的持續(xù)實(shí)施，以及企業(yè)重心的轉(zhuǎn)移，工科學(xué)生的實(shí)踐教學(xué)逐漸被減弱，越來(lái)越多的工科學(xué)生只需完成畢業(yè)論文或不是來(lái)自于工程實(shí)際的畢業(yè)設(shè)計(jì)就可以完成學(xué)業(yè)，我國(guó)的工程教育與工程實(shí)踐漸行漸遠(yuǎn)。隨著“大工程觀”理念的流行，美國(guó)已開(kāi)始倡導(dǎo)“回歸工程”的工程教育范式，我國(guó)工程教育界也開(kāi)始對(duì)“理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)”的關(guān)系進(jìn)行深入反思，以探究工程教育模式改革的關(guān)鍵癥結(jié)［2］。2000年，我國(guó)開(kāi)始實(shí)施“新世紀(jì)高等教育教學(xué)改革工程”，標(biāo)志著我國(guó)的工程教育模式改革進(jìn)入了新的階段。

第五個(gè)階段：2010年5月，國(guó)務(wù)院常務(wù)會(huì)議審議并通過(guò)了《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》［3］，并于當(dāng)年7月正式頒布。為進(jìn)一步深化工程教育改革，經(jīng)過(guò)緊鑼密鼓的籌備，同年6月，“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”（以下簡(jiǎn)稱“卓越計(jì)劃”）在天津大學(xué)正式啟動(dòng)，開(kāi)啟了我國(guó)工程教育“回歸工程”的征程，也使得我國(guó)的工程教育呈現(xiàn)出“快速轉(zhuǎn)型”的特征［4］。盡管還有不少的高校、不少的專業(yè)仍然在實(shí)行“科學(xué)范式”，但從中國(guó)工程院2015年對(duì)“卓越計(jì)劃”的評(píng)估報(bào)告來(lái)看，五年來(lái)，我國(guó)工程教育應(yīng)該說(shuō)取得了不少可喜的成績(jī)和變化。如截至2014年底，全國(guó)共有208所高校的1 257個(gè)本科專業(yè)點(diǎn)、514個(gè)研究生層次學(xué)科點(diǎn)按“卓越計(jì)劃”進(jìn)行改革試點(diǎn)，累計(jì)近25萬(wàn)學(xué)生、10 415家企業(yè)參與了“卓越計(jì)劃”［5］。除此之外，我國(guó)還在先進(jìn)工程教育模式推動(dòng)工程教育質(zhì)量提升方面做出了努力，如“成果導(dǎo)向教育（OBE）模式”，截至2014年，18所院校組建了CDIO試點(diǎn)工作組，在機(jī)械、土木、電氣等專業(yè)進(jìn)行了試點(diǎn)，全國(guó)共有200所高校、2 000多名教師接受了培訓(xùn)，對(duì)指導(dǎo)專業(yè)建設(shè)、推動(dòng)工科人才培養(yǎng)模式改革發(fā)揮了重要作用［6］。2016年6月，我國(guó)全票通過(guò)成為“華盛頓協(xié)議”的正式成員，這標(biāo)志著我國(guó)的工程教育質(zhì)量得到了國(guó)際認(rèn)可。

綜上不難看出，無(wú)論是學(xué)習(xí)蘇聯(lián)模式還是美國(guó)模式，抑或是歐洲模式，每個(gè)階段工程教育的變化都伴隨著工程教育模式或者范式的轉(zhuǎn)變，且每個(gè)改變都是針對(duì)上一個(gè)模式或者范式的不足而提出的，這樣的改變才會(huì)導(dǎo)致工程教育產(chǎn)生“新”的變革。

二、新工業(yè)革命及其對(duì)工程教育的要求

2016年達(dá)沃斯年會(huì)以“掌握第四次工業(yè)革命”為主題，重點(diǎn)關(guān)注了新工業(yè)革命如何推動(dòng)全球經(jīng)濟(jì)社會(huì)轉(zhuǎn)型。同年，克勞斯·施瓦布發(fā)布了《第四次工業(yè)革命》一書(shū)，并在年會(huì)上指出人們正在迎接第四次工業(yè)革命的到來(lái)，其主要特征是各項(xiàng)技術(shù)的融合，并將日益消除物理世界、數(shù)字世界和生物世界之間的界限，產(chǎn)生全新的技術(shù)能力，給政治、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)體系帶來(lái)巨大影響。為應(yīng)對(duì)飛速發(fā)展的第四次工業(yè)革命，美、德、中等國(guó)先后提出了各自的新工業(yè)模型。

（一）美國(guó)——工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)

為應(yīng)對(duì)不斷上升的經(jīng)營(yíng)成本、運(yùn)營(yíng)回報(bào)率持續(xù)承壓的挑戰(zhàn)以及更好、更快地響應(yīng)客戶的需求，2012年11月，美國(guó)通用電氣公司（GE）發(fā)布《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)：突破智慧與機(jī)器的界限》白皮書(shū)，首次提出了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的概念［7］。2014年3月27日，美國(guó)5家巨型企業(yè)——AT＆T、Cisco、GE、IBM和Intel在波士頓宣布成立一個(gè)開(kāi)放組織聯(lián)盟——工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟（Industrial Internet Consortium，IIC）［8］，2017年3月召開(kāi)了“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新峰會(huì)”（Industrial Internet Innovation Forum）。目前，IIC聯(lián)盟的成員已從一開(kāi)始的5家擴(kuò)展到250多家企業(yè)，這些成員不僅包括美國(guó)及其他工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的企業(yè)，也包括相關(guān)領(lǐng)域研究的學(xué)者以及政府組織，華為、海爾、中興（ZTE）等中國(guó)大型企業(yè)也加入其中。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)指的是全球范圍內(nèi)的制造業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)的融合。把機(jī)器學(xué)習(xí)、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、機(jī)器與機(jī)器通信、信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等領(lǐng)域綜合在一起，從機(jī)器獲取數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)用以調(diào)整操作，激發(fā)生產(chǎn)力。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)是全球工業(yè)體系與由互聯(lián)網(wǎng)促成的先進(jìn)計(jì)算、分析、低成本傳感和新水平的連接相互融合接軌。工業(yè)革命帶來(lái)了新的設(shè)備、機(jī)器、工作站等，網(wǎng)絡(luò)革命則使得信息技術(shù)、通訊等迅猛發(fā)展，而工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)則集合了工業(yè)革命和網(wǎng)絡(luò)革命的優(yōu)點(diǎn)，打破了現(xiàn)有的技術(shù)壁壘，將智能制造與數(shù)字產(chǎn)業(yè)緊密結(jié)合。

無(wú)論是應(yīng)對(duì)工業(yè)革命還是網(wǎng)絡(luò)革命，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)都對(duì)新時(shí)期的工程教育提出了新的要求，通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、機(jī)器與機(jī)器通信、信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等領(lǐng)域的綜合，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)要求工程人才要具備某個(gè)工業(yè)領(lǐng)域的專門知識(shí)，同時(shí)具備網(wǎng)絡(luò)通信、信息、大數(shù)據(jù)處理、工業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域的知識(shí)，成為復(fù)合型人才；理工、人文相結(jié)合；知識(shí)的深度和廣度足夠；能夠快速實(shí)現(xiàn)知識(shí)更迭、演化；有整體、系統(tǒng)的觀念；能夠宏觀建模分析，微觀設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)；能夠整合各領(lǐng)域知識(shí)解決問(wèn)題。

（二）德國(guó)——工業(yè)4．0

2013年4月，德國(guó)政府在漢諾威工業(yè)博覽會(huì)上發(fā)布了《保障德國(guó)制造業(yè)的未來(lái)：關(guān)于實(shí)施“工業(yè)4．0”戰(zhàn)略的建議》的報(bào)告，正式提出了振興德國(guó)工業(yè)的戰(zhàn)略計(jì)劃［9］。該計(jì)劃力圖在德國(guó)現(xiàn)有的雄厚制造能力基礎(chǔ)上，在制造系統(tǒng)中引入信息物理系統(tǒng)（Cyber－Physical－System，CPS）理論和技術(shù)體系，實(shí)現(xiàn)人、物、服務(wù)的互聯(lián)，并最終形成工業(yè)4．0特有的價(jià)值鏈體系。該計(jì)劃以德國(guó)自身強(qiáng)大的制造能力、先進(jìn)的CPS技術(shù)為支撐，融合德國(guó)教育體系，從而構(gòu)建具有鮮明德國(guó)特色的信息物理制造系統(tǒng)（Cy ber－Physical－Production－System，CPPS），進(jìn)而擘畫(huà)出貫穿工業(yè)4．0價(jià)值鏈體系的“戰(zhàn)略政策支持、產(chǎn)品市場(chǎng)、技術(shù)體系引導(dǎo)、人才培養(yǎng)”四位一體的智能制造發(fā)展藍(lán)圖。

2015年，德國(guó)聯(lián)邦政府宣布正式啟動(dòng)升級(jí)版的工業(yè)4．0平臺(tái)（Industry 4．0 Platform）。德國(guó)工業(yè)4．0平臺(tái)旨在識(shí)別制造領(lǐng)域所有相關(guān)的趨勢(shì)和發(fā)展，結(jié)合各種輸入因素，然后在更高維度、從整體角度提升對(duì)工業(yè)4．0的闡述和實(shí)踐指導(dǎo)能力。德國(guó)升級(jí)版“工業(yè)4．0平臺(tái)”的核心領(lǐng)導(dǎo)小組由德國(guó)經(jīng)濟(jì)部長(zhǎng)Gabriel、教育和科研部長(zhǎng)Wanka以及企業(yè)界、工會(huì)及科技界代表組成，旨在通過(guò)調(diào)整使現(xiàn)有“工業(yè)4．0平臺(tái)”具有更廣闊的政治和社會(huì)基礎(chǔ)，推動(dòng)其發(fā)展進(jìn)程。

工業(yè)4．0將極大地改變?nèi)藗兊纳詈凸ぷ鳌榕囵B(yǎng)工業(yè)4．0所需的人才，德國(guó)政府認(rèn)為應(yīng)該實(shí)施促進(jìn)學(xué)習(xí)、發(fā)展終身學(xué)習(xí)以及把工作場(chǎng)所作為持續(xù)的職業(yè)發(fā)展場(chǎng)地等計(jì)劃。當(dāng)前，德國(guó)聯(lián)邦政府和州政府設(shè)立的研究所、大學(xué)都已參與到工業(yè)4．0的技術(shù)開(kāi)發(fā)、標(biāo)準(zhǔn)制訂和人才培養(yǎng)體系等工作中，主要在實(shí)現(xiàn)跨學(xué)科交流與合作以及建立企業(yè)與高校之間的培訓(xùn)伙伴關(guān)系兩個(gè)方面開(kāi)展了大量的工作。同時(shí)，在一些極富創(chuàng)造性的商業(yè)領(lǐng)域，如跨學(xué)科產(chǎn)品和過(guò)程的開(kāi)發(fā)，通過(guò)促進(jìn)學(xué)習(xí)和實(shí)施適當(dāng)培訓(xùn)的方式組織工作，在制造業(yè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)以人為本的理念，促使企業(yè)認(rèn)真思考員工在教育、經(jīng)驗(yàn)和技能集合上的差異，從而增強(qiáng)個(gè)人和企業(yè)雙方的創(chuàng)新能力。此外，以促進(jìn)學(xué)習(xí)的方式組織工作也是達(dá)成終身學(xué)習(xí)目標(biāo)的關(guān)鍵。

（三）中國(guó)——《中國(guó)制造2025》

新能源、新材料、信息技術(shù)、生物技術(shù)等重要領(lǐng)域的革命性突破，對(duì)全球制造業(yè)都將產(chǎn)生顛覆性的影響，也勢(shì)必改變?nèi)蛑圃鞓I(yè)的發(fā)展格局。為把我國(guó)建設(shè)成為世界制造強(qiáng)國(guó)，抓住這一新的重大歷史機(jī)遇，積極應(yīng)對(duì)全球制造業(yè)格局的重大調(diào)整和我國(guó)所處環(huán)境重大變化的挑戰(zhàn)，2015年5月8日，國(guó)務(wù)院發(fā)布了《關(guān)于印發(fā)＜中國(guó)制造2025＞的通知》（國(guó)發(fā)〔2015〕28號(hào)），正式吹響了我國(guó)從制造大國(guó)向制造強(qiáng)國(guó)奮進(jìn)的號(hào)角［10］。

《中國(guó)制造2025》對(duì)我國(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)和跨越發(fā)展作了整體部署，強(qiáng)調(diào)要堅(jiān)持“創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)、質(zhì)量為先、綠色發(fā)展、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、人才為本”的基本方針，堅(jiān)持“市場(chǎng)主導(dǎo)、政府引導(dǎo)，立足當(dāng)前、著眼長(zhǎng)遠(yuǎn)，整體推進(jìn)、重點(diǎn)突破，自主發(fā)展、開(kāi)放合作”的基本原則，規(guī)劃了我國(guó)制造業(yè)由大變強(qiáng)的“三步走”戰(zhàn)略目標(biāo)［10］。

作為我國(guó)實(shí)施制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略第一個(gè)10年的行動(dòng)綱領(lǐng)，《中國(guó)制造2025》的核心是“主打中國(guó)裝備”，并推進(jìn)中國(guó)制造的智能化轉(zhuǎn)型與升級(jí)。周濟(jì)也曾指出“制造業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化是新一輪工業(yè)革命的核心技術(shù)，應(yīng)該作為《中國(guó)制造2025》的制高點(diǎn)、突破口和主攻方向”［11］。為推動(dòng)智能制造發(fā)展，工信部會(huì)同其他有關(guān)部門共同制定了《智能制造工程實(shí)施指南》，也開(kāi)展了智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)及智能制造試點(diǎn)示范的專項(xiàng)行動(dòng)。2016年12月7日，《智能制造“十三五”發(fā)展規(guī)劃》正式發(fā)布，為我國(guó)智能制造指出了發(fā)展思路和目標(biāo)，明確了推進(jìn)的重點(diǎn)和路徑［12］。這些都是我國(guó)在尋求從制造大國(guó)向制造強(qiáng)國(guó)轉(zhuǎn)變之路的探索。

在過(guò)去幾十年的發(fā)展中，我國(guó)不僅在制造業(yè)上得到了一定的發(fā)展，如制造業(yè)市場(chǎng)、規(guī)模、門類等，還在工程教育方面（如人才培養(yǎng)、師資隊(duì)伍建設(shè)等）取得了驕人的成績(jī)。盡管成績(jī)很多，但我們也不得不承認(rèn)，我國(guó)的工程教育并沒(méi)有發(fā)生質(zhì)的變化，我國(guó)工程人才的欠缺難以支撐國(guó)家戰(zhàn)略的順利推進(jìn)，許多困擾工程教育的問(wèn)題，比如創(chuàng)新人才缺乏以及工科畢業(yè)生的知識(shí)交叉融合、國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)、經(jīng)營(yíng)管理和動(dòng)手等方面能力不足的問(wèn)題依然沒(méi)有得到有效解決。當(dāng)前，在美國(guó)“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”、“德國(guó)工業(yè)4．0”和《中國(guó)制造2025》等三大新工業(yè)體系的沖擊下，形勢(shì)發(fā)生了很大的變化，中國(guó)工程教育不僅要繼續(xù)從科學(xué)范式“回歸工程”，還面臨新工業(yè)革命的挑戰(zhàn)。

（四）3種新工業(yè)模型重新定義的“工程”

無(wú)論是德國(guó)的“工業(yè)4．0”、美國(guó)的“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”，還是我國(guó)的《中國(guó)制造2025》，這3種新工業(yè)模型都重新定義了新的“工程”，智能生產(chǎn)和智能制造是這3種新工業(yè)模型的共同目標(biāo)，“集成與融合”“智能與創(chuàng)新”是這3種“新工程”的共同特點(diǎn)。

1．集成與融合

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)力圖將機(jī)器、數(shù)據(jù)和人打造成一個(gè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)，其本質(zhì)是實(shí)現(xiàn)機(jī)器、數(shù)據(jù)和人的融合，也希望實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)價(jià)值的技術(shù)集成。在“工業(yè)4．0”提出的重點(diǎn)著力的五大關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域中，嵌入式系統(tǒng)、云計(jì)算、智能工廠等是涉及集成與融合內(nèi)涵最多的領(lǐng)域［10］。

《中國(guó)制造2025》就是基于這一基本認(rèn)識(shí)而出臺(tái)的：“新一代信息技術(shù)與制造技術(shù)的深度融合，將促進(jìn)制造模式、生產(chǎn)組織方式和產(chǎn)業(yè)形態(tài)的深刻變革，智能化、服務(wù)化成為制造業(yè)發(fā)展新趨勢(shì)。”推進(jìn)信息化與工業(yè)化深度融合是其中的一大戰(zhàn)略任務(wù)，而把新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)、高檔數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人、航空航天裝備、海洋工程裝備及高技術(shù)船舶、先進(jìn)軌道交通裝備、節(jié)能與新能源汽車、電力裝備、農(nóng)業(yè)裝備、新材料、生物醫(yī)藥及高性能醫(yī)療器械等10大重點(diǎn)領(lǐng)域集成起來(lái)，就是我們的《中國(guó)制造2025》［10］。

以上說(shuō)明集成和融合是“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”、“工業(yè)4．0”以及《中國(guó)制造2025》定義的“新工程”的核心特點(diǎn)之一。

2．智能與創(chuàng)新

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)包括智能設(shè)備、智能系統(tǒng)和智能決策3個(gè)層級(jí)的內(nèi)涵，因此，智能是其基本特點(diǎn)；工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)強(qiáng)調(diào)發(fā)展包括先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)平臺(tái)、先進(jìn)制造工藝及設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施等先進(jìn)數(shù)字化制造技術(shù)，其核心是鼓勵(lì)創(chuàng)新。

“工業(yè)4．0”旨在建立兼具適應(yīng)性和效率的智能型工廠，以此提升整個(gè)制造行業(yè)的智能化水平，在其所提出的重點(diǎn)著力的五大關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域中，嵌入式系統(tǒng)、云計(jì)算、智能工廠等，以及其所倡導(dǎo)的價(jià)值鏈體系也都圍繞智能與創(chuàng)新展開(kāi)。

《中國(guó)制造2025》所提出的5項(xiàng)重點(diǎn)工程中的3項(xiàng)，即制造業(yè)創(chuàng)新中心（工業(yè)技術(shù)研究基地）建設(shè)工程、智能制造工程和高端裝備創(chuàng)新工程，有著非常濃厚的智能和創(chuàng)新特點(diǎn)。作為第四次新工業(yè)革命的關(guān)鍵要素，智能生產(chǎn)和智能制造帶動(dòng)著所有相關(guān)產(chǎn)業(yè)的數(shù)字化水平和智能化水平的提升。

以上說(shuō)明智能與創(chuàng)新也是“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”、“工業(yè)4．0”以及《中國(guó)制造2025》定義的“新工程”的核心特點(diǎn)。

（五）工程教育的變革

綜上所述，三大新工業(yè)模型的出現(xiàn)力證了新工業(yè)革命對(duì)工程范式或模式的巨大影響和改變，而其對(duì)工程人才的需求和挑戰(zhàn)也是具體而明確的。因此，支撐新工業(yè)革命的工程教育就必須發(fā)生改變。這種改變包括兩種類型：一為漸進(jìn)性，一為革命性。

漸進(jìn)性的演進(jìn)更多地要求從工程教育自身的演變邏輯出發(fā)，遵循教育規(guī)律，迎合社會(huì)企業(yè)的需求，比如專業(yè)設(shè)置的調(diào)整、課程體系的改革、教學(xué)方法的改變等。而革命性的工程教育變革則更多地強(qiáng)調(diào)范式或者模式的更新，也就是本文梳理的我國(guó)工程教育發(fā)展歷程的五大階段。

新范式或者模式的到來(lái)才能稱得上新的工程教育變革。當(dāng)前，新工業(yè)革命正在來(lái)臨，與之相應(yīng)的新工業(yè)體系具有與以往任何一個(gè)時(shí)代的工業(yè)不同的特點(diǎn)，它已經(jīng)引起了工程的范式或模式的改變。在此情況下，工程教育理應(yīng)做出革命性的變革方可適應(yīng)這些新的挑戰(zhàn)和新的需求。并且，面對(duì)快速發(fā)展和不斷深化的新工業(yè)革命，我國(guó)工程教育需要的不是單純的漸進(jìn)性演變，而是革命性的變革，也只有這樣我國(guó)工程教育才能在世界工程教育變革進(jìn)程中搶占話語(yǔ)權(quán)，實(shí)現(xiàn)彎道超車，為我國(guó)盡快成為世界工程教育強(qiáng)國(guó)奠定基礎(chǔ)。

三、面向新工業(yè)體系的新工科

適應(yīng)新工業(yè)革命的“新工科”必然會(huì)帶來(lái)工程教育范式或者工程教育模式的變革。教育范式變革是新工業(yè)革命的本質(zhì)內(nèi)涵與特征之一。從3種新工業(yè)模型重新定義的“新工程”的內(nèi)涵和特點(diǎn)來(lái)看，工程的范式和模式已經(jīng)發(fā)生了改變，這對(duì)包括工程人才在內(nèi)的各類人才提出了新的挑戰(zhàn)和要求，這種要求已經(jīng)不是當(dāng)前的工程教育范式——“回歸工程”所能適應(yīng)的。為此，適應(yīng)新工業(yè)革命的工程教育范式或模式如下：

（一）新的工程教育范式——“融合創(chuàng)新”范式

當(dāng)前我們所處的主流工程教育范式是“回歸工程”，該范式自20世紀(jì)90年代提出并實(shí)施至今已有20多年的時(shí)間。當(dāng)前，新工業(yè)革命的浪潮即將到來(lái)，新工業(yè)革命不只是數(shù)字制造技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和再生性能源技術(shù)等技術(shù)層面的融合與重大創(chuàng)新，還包括新能源、新材料的應(yīng)用，并引起生產(chǎn)方式、產(chǎn)業(yè)形態(tài)、制造模式、商業(yè)模式等方面的深刻變革。在能源生產(chǎn)與使用方面的革命主要是開(kāi)發(fā)可替代的再生性能源，使人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展；生產(chǎn)方式的變革是基于互聯(lián)網(wǎng)的智能化大規(guī)模定制，意味著個(gè)性化、定制化消費(fèi)時(shí)代的到來(lái)；制造模式的變革是從削減式轉(zhuǎn)變?yōu)榉植际健⒅悄芑圃欤簧a(chǎn)組織方式的變革是從集中生產(chǎn)、全球分銷轉(zhuǎn)變?yōu)榉稚⑸a(chǎn)、就地銷售；生活方式的變革是體驗(yàn)式消費(fèi)，邊消費(fèi)邊生產(chǎn)的模式。新工業(yè)革命的實(shí)質(zhì)是產(chǎn)業(yè)形態(tài)、工程技術(shù)及商業(yè)模式的綜合變革。

因此，從當(dāng)前工業(yè)革命的視角、科技革命的視角、大學(xué)范式轉(zhuǎn)換的視角，以及從德國(guó)“工業(yè)4．0”、美國(guó)“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”和《中國(guó)制造2025》3種新工業(yè)模型重新定義的工程的角度分析，可知我們必須建立一種新的工程教育范式——“融合創(chuàng)新”范式。該范式是指工程教育要將各種教育要素創(chuàng)造性地進(jìn)行融合，使他們之間互補(bǔ)匹配、互相支撐，進(jìn)而促使整個(gè)系統(tǒng)的功能從量的疊加到質(zhì)的飛躍，形成獨(dú)特的、不可復(fù)制的創(chuàng)新力和核心競(jìng)爭(zhēng)力，具有體現(xiàn)融合、注重創(chuàng)新的特點(diǎn)。該范式的實(shí)現(xiàn)需要從思想認(rèn)識(shí)與教育理念、培養(yǎng)目標(biāo)與畢業(yè)要求、培養(yǎng)方案與課程體系、教學(xué)模式、搭建工程教育利益相關(guān)者平臺(tái)等5個(gè)方面做好相關(guān)工作。

（二）新的工程人才培養(yǎng)模式——基于工業(yè)價(jià)值鏈的模式

筆者此前曾撰寫(xiě)過(guò)一篇文章，題為《基于工業(yè)價(jià)值鏈的工程人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新》［13］，專門論述了在新工業(yè)革命背景下，應(yīng)對(duì)新工業(yè)挑戰(zhàn)的工程人才的培養(yǎng)模式創(chuàng)新。筆者認(rèn)為，傳統(tǒng)工程人才培養(yǎng)模式基于學(xué)科邏輯，其價(jià)值指向教師中心地位和知識(shí)傳授，難以適應(yīng)新工業(yè)革命對(duì)工程人才的挑戰(zhàn)和需求。而要培養(yǎng)適應(yīng)和引領(lǐng)新工業(yè)革命需求的工程人才，必須對(duì)傳統(tǒng)的人才培養(yǎng)模式進(jìn)行深刻的變革和大膽的創(chuàng)新。“工業(yè)4．0”“4＋3”的價(jià)值鏈對(duì)工程人才提出了新的要求，指引我們要以工業(yè)界的需求來(lái)進(jìn)行工程人才培養(yǎng)模式的創(chuàng)新。而我們此前提出的基于工業(yè)價(jià)值鏈的工程人才培養(yǎng)模式以項(xiàng)目完成、問(wèn)題解決為邏輯，突出了學(xué)生的中心地位及其能力培養(yǎng)。這種創(chuàng)新的工程人才培養(yǎng)模式包括5個(gè)方面：基于全科通識(shí)教育的專業(yè)教育，價(jià)值指向理念與方法；創(chuàng)客模式價(jià)值指向創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)；跨界模式價(jià)值指向智能制造；過(guò)程模式價(jià)值指向產(chǎn)品生命周期；工商融合模式價(jià)值指向商業(yè)模式演進(jìn)等［13］。

基于工業(yè)價(jià)值鏈的工程人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新將顛覆過(guò)去我們按照學(xué)科的需求來(lái)培養(yǎng)人才的途徑和方法而成為工程人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新的一條新規(guī)律，即人才培養(yǎng)模式從學(xué)科邏輯轉(zhuǎn)變?yōu)閮r(jià)值邏輯。

［1］ 工信部信息化和軟件服務(wù)業(yè)司．做強(qiáng)軟件和信息技術(shù)服務(wù)業(yè)搶占新工業(yè)革命制高點(diǎn)［N］．中國(guó)電子報(bào)，2017－01－20（01）．

［2］ 李瑾，陳敏．30年來(lái)中國(guó)工程教育模式改革政策分析——基于社會(huì)政策的四維視角［J］．高等工程教育研究，2013（5）：41－46，56．

［3］ 國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）［N］．人民日?qǐng)?bào)，2010－07－30（13）．

［4］ 于黎明，殷傳濤，陳輝，等．高等工程教育發(fā)展趨勢(shì)分析與國(guó)際化辦學(xué)探索［J］．高等工程教育研究，2013（2）：41－52．

［5］ 高等教育第三方評(píng)估報(bào)告（摘要）［EB／OL］．（2015－12－04）．http：／／www．moe．gov．cn／jyb＿xwfb／xw＿fbh／moe＿2069／xwfbh＿2015n／xwfb＿151204／151204＿sfcl／201512／t20151204＿222891．html．

［6］ 中國(guó)工程教育質(zhì)量報(bào)告（摘要）［N］．中國(guó)教育報(bào)，2016－04－08（06）．

［7］ EVANS P C，ANNUNZIATA M．Industrial internet：pushing the boundaries of minds and machines［J］．Sci．rep．kanazawa Univ，2012（1－2）：1－23．

［8］ The Industrial Internet Consortium．Prism tech joins the industrial internet consortium［EB／OL］．（2014－03－27）．http：／／www．prismtech．com／news／prismtech－joins－industrial－internet－consortium．

［9］ 丁純，李君揚(yáng)．德國(guó)“工業(yè)4．0”：內(nèi)容、動(dòng)因與前景及其啟示［J］．德國(guó)研究，2014（4）：49－66．

［10］國(guó)務(wù)院．國(guó)務(wù)院關(guān)于印發(fā)《中國(guó)制造2025》的通知［EB／OL］．（2015－05－19）．http：／／www．gov．cn／zhengce／con tent／2015－05／19／content＿9784．htm．

［11］周濟(jì)．智能制造——“中國(guó)制造2025”的主攻方向［J］．中國(guó)機(jī)械工程，2015（17）：2273－2284．

［12］《智能制造發(fā)展規(guī)劃（2016—2020年）》正式發(fā)布［EB／OL］．（2016－12－08）．http：／／www．miit．gov．cn／n1146290／n4388791／c5405924／content．html．

［13］李茂國(guó)，朱正偉．基于工業(yè)價(jià)值鏈的工程人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新［J］．中國(guó)高教研究，2016（12）：36－40，45．

（責(zé)任編輯 蔡宗模）

The“New Engineering”Targeting the New Industrial System

ZHU Zhengwei1，ZHOU Hongfang2，LI Maoguo3

（1．Schoolof Civil Engineering，Chongqing University，Chongqing 400044，China；2．Institute of Higher Education，Chongqing University，Chongqing 400044，China；3．Chongqing University，Chongqing 400044，China）

The coming of the fourth industrial revolution gradually influences our times and society．In order to obtain the dominant power ofdevelopment，USA，Germany and China have released their strategic planning respectively：“Industrial Internet”，“Industry 4．0”and“Made in China 2025”．The three new industrialmodels redefine“engineering”，which combine the characteristics of“integration and conver gence”，and“intelligence and innovation”，and drive the engineering education towards the revolutionary reform，and finally form the“new engineering”targeting the new industrial system．In the pa per the develo pment history of the engineering education was reviewed in China，and itwas discussed that only the chan ges of engineering education mode or pattern can the“new engineering”be produced．And also the“new engineering”targeting new industrial system in China was analyzed．

the fourth industrial revolution；new industrial system；engineering education；emergent engineering；engineering education paradigm

G649．21；G521

A

1673－8012（2017）03－0015－07

10．15998／j．cnki．issn1673－8012．2017．03．002

2017－04－27

朱正偉（1975—），男，重慶合川人，重慶大學(xué)東西部高校課程共享聯(lián)盟秘書(shū)處副秘書(shū)長(zhǎng)，研究員，博士生導(dǎo)師，主要從事工程教育和土木工程研究；

周紅坊（1991—），女，重慶潼南人，重慶大學(xué)高等教育研究所碩士研究生，主要從事工程教育研究；

李茂國(guó)（1963—），男，四川富順人，重慶大學(xué)副校長(zhǎng)，主要從事工程教育研究。

朱正偉，周紅坊，李茂國(guó)．面向新工業(yè)體系的新工科［J］．重慶高教研究，2017，5（3）：15－21．

format：ZHU Zhengwei，ZHOU Hongfang，LI Maoguo．The“new engineering”targeting the new industrial system［J］．

Chongqing higher education research，2017，5（3）：15－21．