中國高等工程教育百年發展史回眸:歷史演進、變革邏輯與未來趨向

胡德鑫,逄丹丹

(1. 天津大學 教育學院,天津 300354;2. 全國新工科教育創新中心,天津 300354)

高等工程教育是國家高素質、高層次、創新型工程科技人才培養的重要渠道,與國家經濟社會發展息息相關。當前,世界正處于百年未有之大變局,推進高等工程教育改革、賦能卓越工程師人才培養成為有效適應新技術革命背景下國家重大戰略需求與現代產業結構轉型升級雙重因素交織的重要手段。目前,我國工程教育規模已穩居世界首位,培養了數以千萬計的工程科技人才,涌現出一大批行業領軍人才,在賦能從工程教育大國努力邁向工程教育強國,進而推動中國式現代化的歷史進程中發揮著舉足輕重的作用。了解過去,才能以史為鑒,進而把握未來。

基于關鍵事件法,本研究將我國高等工程教育150余年來的發展歷史劃分為五個階段:萌芽與創立階段(1895—1949年)、探索與曲折階段(1950—1978年)、恢復與跨越階段(1979—1999年)、鞏固與強化階段(2000—2010年)、創新與引領階段(2010年至今)。通過梳理自洋務運動以來高等工程教育的歷史演進脈絡與變遷過程,本研究探討當代我國高等工程教育發展的變革邏輯,特別是在新工科建設和卓越工程師培養中發揮前瞻性、實效性和指導性作用,以及在持續推進新工科建設背景下總結未來我國高等工程教育治理的改革趨向與行動路徑。

一、 我國高等工程教育的歷史演進與關鍵節點

(一) 萌芽與創立階段(1895—1949年)

我國高等工程教育的雛形起源于晚清時期洋務運動興辦的各種西式學堂。1895年,洋務派代表盛宣懷奏準開辦天津中西學堂(1903年更名為北洋大學堂),設立工程(土木)、礦冶、機械和法律四學科[1]。其中,前三科均為當時歐美發達國家工程教育中的主流學科。天津中西學堂的創立,標志著中國現代意義上工程教育的誕生[2]。1904年,中國近代第一個由中央政府頒布并正式在全國實施的學校教育制度《奏定學堂章程》(癸卯學制)發布。癸卯學制規定實施高等工程教育的機構為高等工業學堂和工科大學,并對兩者的學科劃分、課程設置及修業年限作出了詳細規定,初步建立起較為完整的工程教育制度,為高等工程教育的發展奠定了早期基礎(見表1)[3]。1912年,《大學令》《大學規程》等系列文件發布,推出了更為完整的壬子癸丑學制,將癸卯學制中的高等實業學堂一律改為高等工業學校,并在課程體系上引入先進國家工科學校的新課程,清除舊學制中的封建主義因素,促進中國高等工程教育制度向現代化轉變[4]。在此階段,我國高等工程教育雖于制度上有所革新,但整體發展仍相對緩慢。根據《第一次中國教育統計年鑒》,1912年全國公私立專門學校共有111所,其中,工業專門學校有10所,僅占9%[5]。

表1 癸卯學制中高等工程教育學科分類

1922年,《學校系統改革方案》(壬戌學制)出臺,其降低了對大學及專門學校的設置門檻,從制度上為高等工程教育的發展創造了有利條件,高等工程教育也從單一的人才培養職能逐漸衍生出科學研究職能。1928年,作為全國最高學術機關的“中央研究院”成立,下設工程研究所,從事工程類科學技術研究[6],高等院校也相繼成立工科研究相關機構。如1926年南洋大學(1922—1927年交通大學校名)成立工業研究所[7],1932年南開大學成立應用化學研究所,1934年武漢大學和北洋工學院設立工科研究所并招收研究生[8]。1933年,我國第一個獨立于高校之外的現代工程專業科研機構——天津水工試驗所正式成立,在河流治理方面發揮了重要作用。隨著各類研究機構不斷成立,各類專業學會和工程教育相關學術期刊均得到較快發展。

總的來看,到1937年抗日戰爭全面爆發,我國高等工程教育進入有意識的科學化建制發展階段。抗日戰爭爆發后,高等工程教育的常規性發展雖遭受嚴重破壞,但由于戰時工業與國防建設的迫切需要,工科學生體量仍呈現穩步增長態勢[9],工程教育的重要性進一步演變為社會普遍共識,對新中國成立后我國制定的工程教育優先發展政策產生了深遠影響。

(二) 探索與曲折階段(1950—1978年)

新中國成立初期,由于缺乏國家建設經驗且經濟基礎較為薄弱,我國開始全面學習蘇聯模式,進行以蘇聯大學體制為藍本的院系調整。在優先服務工業建設方針指導下,教育部于1951年召開全國工學院院長會議,開始著手實質推進院系調整工作。1952年6月,原政務院正式公布《全國工學院調整方案》,以培養工業建設人才和師資為重點,發展專門學院,整頓與加強綜合大學建設。到1957年調整工作基本結束時,全國高校共計229所,其中工科院校44所,占19.2%;普通高校共設專業323個,其中工科專業183個,占56.7%;在校生44.1萬人,工科生16.3萬人,占37.0%[10]50。通過調整,工科院校數量和專業設置規模均得到迅速擴張。隨著院系調整工作的深入,我國開始全盤吸收蘇聯經驗展開工程教育的各項改革。

首個五年計劃超額完成后,照抄照搬蘇聯模式暴露出一系列問題,我國教育界開始對高等教育體制與辦學模式進行反思與修正。1957年,高等教育部組織相關工業院校召開修訂高等工業學校教學計劃座談會,開始著手整改工作[11]。然而,1957年底的大躍進運動不但擾亂了這一補偏救弊進程,還進一步固化了工程教育的失衡發展問題。表現在學校數量上,《中國教育成就統計資料(1949—1983)》顯示,1957年高校總數為229所,其中工科院校44所;到了1960年,高校總數激增至1 289所,工業院校增加至472所,工業院校數量增幅接近10倍[10]53。1961年9月,深刻反思總結過去經驗教訓的《教育部直屬高等學校暫行工作條例(草案)》發布,在其指導下,1962年《教育部關于直屬高等工業學校修訂教學計劃的規定(草案)》出臺,對高等工業學校的教學大綱、計劃、教材等進行修訂[12]。同年,教育部先后成立工科高等數學、普通物理、化學等9門課程的教材編審委員會,大力推動工科大學教材科學化建設。新修訂的教學計劃和教學大綱與一批新出版的自編教材更加適應我國教學實際,高等工程教育發展重回正軌。“文化大革命”期間,高校停止招生,高等教育發展陷入癱瘓狀態。由于理工科教育與意識形態的關系相對間接,受到的沖擊相對較小,也更早開始恢復。至“文化大革命”結束時,我國高等工程教育規模基本上恢復到其開始前的水平。

這一時期我國以蘇聯模式為藍本展開對高等工程教育模式的艱難探索,高等工程教育發展表現出鮮明的政治屬性與工具屬性,高度服從于意識形態變化,密切服務于國家經濟建設。然而,照抄照搬他國模式與高度掛鉤潮起潮落的政治運動導致工程教育身份定位模糊,致使高等工程教育在此發展階段步履維艱,呈現循環往復的“運動型”狀態,這是后期我國發展高等工程教育需要深刻吸取的教訓。

(三) 恢復與跨越階段(1979—1999年)

黨的十一屆三中全會召開后,一方面,高等教育的恢復與重建工作刻不容緩;另一方面,為應對工業化進程加快發展局面,我國迫切需要大量工程技術人才。在雙重因素的驅動下,我國高等工程教育迅速步入改革與發展的新階段。1977—1980年間,在《關于1977年高等學校招生工作的意見》《關于1977年招收研究生的通知》《中華人民共和國學位條例暫行實施辦法》等一系列政策的出臺下,高校招生統一考試制度、學位授予系列規章制度以及研究生招生培養工作依次恢復,高等工程教育開始重新運轉。在規模上,1978—1998年間,工科普通本專科在校生數由28.76萬人增長至135.46萬人,在學研究生數由0.4萬人增長至8.46萬人(見圖1)。在規模持續穩定擴大的同時,我國高等工程教育的各項改革陸續展開,主要體現在層次結構、學科設置、管理體制和教育質量等四個方面。

圖1 恢復與跨越階段高等工程教育規模注: 根據《中國教育成就統計資料(1949—1983)》《中國教育成就統計資料(1980—1985)》《中國教育成就統計資料(1985—1990)》以及1991—1998年各年度《中國教育統計年鑒》整理而得;1988年工科研究生、1992年工科本專科數據缺失,故未列入其中;下同。

1. 層次結構。1981年1月,《中華人民共和國學位條例》正式實行。1983年6月召開的“高等工程教育層次、規格和學制的研究”專題研究會率先指出多層次、多規格發展高等工程教育的必要性,明確博士研究生、碩士研究生、本科和專科四個層次之間應有清晰的界限和恰當的比例,各個層次要有合理的培養規格[13]。1984年4月,教育部下發《關于高等工程教育層次、規格和學習年限調整改革問題的幾點意見》,正式規范我國高等工程教育分為博士研究生、碩士研究生、本科、專科四個層次,并確立各層次的培養規格和修業年限。1997年,國家先后發布《工程碩士專業學位設置方案》和《關于批準部分高校開展工程碩士培養工作的通知》,開啟首批54所高校工程碩士的培養工作。總的來看,經過該時期不斷調整和優化,工程教育層次結構日趨完善,能夠更好地適應國家經濟建設和社會發展對多層次、多規格人才的需要(見圖2)。

圖2 改革開放時期高等工程教育層次結構

2. 學科設置。由于新中國成立初期工業化建設的需要,我國資源大多向工科傾斜,導致理工科比例過大,文法商科比重太小,高等教育科類結構畸形發展。同時,工科內部專業設置存在專業劃分過細、專業口徑偏窄、重工業專業數量比例過大、輕工業專業發展不足等問題。以1978年為例,我國普通高校工科專業數量達396種,占全部專業數的48.4%,和其余10個學科的專業總數基本持平;工科中地質、礦業、動力、冶金和機械5個典型重工業專業畢業生占當年工科全部畢業生的47.6%,而輕工業專業畢業生僅占2.47%[10]92,調整高等工程教育發展速度和結構成為重中之重。自1982年起,教育部先后組織三次本科專業目錄的修訂工作(見表2)。經過三輪本科專業目錄修訂,全國范圍內的高校開始自上而下地進行專業調整,文科、政法等長期比較薄弱的專業得到恢復和加強,一些新興、交叉專業,如計算機科學與技術、微電子、生物工程與技術納入工學門類,工學門類內部專業配置更加合理,高等工程教育體系朝寬口徑、多樣化方向發展。

表2 1978—1998年我國進行的三次專業目錄調整

3. 管理體制。20世紀50年代以蘇聯模式為基礎形成的行業辦學體制過于狹窄,無法適應經濟體制改革的深入和現代經濟社會發展的需要。1985年5月發布的《中共中央關于教育體制改革的決定》最早提出對我國的高等教育管理體制進行改革的構想,1990年后國家開始著手管理體制改革的實踐與探索,1992年由7個單位合并組建的揚州大學成為改革過程中高校合并的首個案例,標志著改革工作的正式啟動。1994年、1995年、1996年,原國家教委三次召開高等教育管理體制改革座談會,提出共建、合作、合并、協作和劃轉等五種改革形式,綜合化成為高校管理體制改革的主要趨勢[14]。經過調整,單科性院校數量下降,綜合性院校數量躍升,更有利于學科交叉綜合和資源優化配置(見表3)。同時,管理體制改革逐步形成了我國現行的中央和省級政府兩級管理、以省級政府管理為主的高等教育管理新體制,一定程度上克服了舊體制里中央和地方條塊分割、重復辦學、資源浪費的弊病。

表3 管理體制調整前后全國普通高校數量變化

4. 教育質量。1978年4月,鄧小平同志在全國教育工作會議上提出要“提高教育質量”后,教育質量的提升成為高等教育改革的重中之重。這一時期的教育改革從教育評估、課程建設和科研基地建設等多個方面以點帶面展開,全面推動高等工程教育質量的提高。一是開展教育評估。1985年出臺的《中共中央關于教育體制改革的決定》指出要組織教育界、知識界和用人部門定期對高等學校的辦學水平進行評估,這是“評估”概念首次被提出。同年11月,原國家教委頒布《關于開展高等工程教育評估研究和試點工作的通知》,明確提出建立高等工程教育評估制度,并對高等工程教育評估研究與試點工作進行部署。1986年、1987年,原國家教委先后召開兩次高等工程教育評估試點工作會議[15],確立學校、專業、課程三個層次的評估體系,隨后發布《關于正式開展高等工程教育評估試點工作的幾點意見》,高等工程教育評估試點工作正式開始。1989年12月,原國家教委召開全國高等教育評估工作會議,對試點工作進行總結,并于1990年10月頒布《普通高等學校教育評估暫行規定》,這在促進高等工程教育質量提高上發揮著積極作用。二是推進課程建設。1980年4月,原國家教委發布《關于全國重點高等工業學校本科修訂基礎課和技術基礎課程教學大綱的幾項原則(草案)》,為課程內容的設計提供參考依據。1987年3月,原國家教委發布《高等學校工科本科部分基礎課課程教學基本要求目錄》,為教學工作的開展提供參照標準。1994年,原國家教委啟動“高等教育面向21世紀教學內容和課程體系改革計劃”。到1996年9月,原國家教委先后在文、理、工、農林、醫藥、經濟和法學六大學科門類中設立了211個項目(含985個子項),其中工科41項,這些項目有力地推動了教學改革的落地。1996年9月,原國家教委下發《關于建設國家工科基礎課程教育基地的通知》,決定在普通高校建設一批國家工科基礎課程教學基地,首批建設45個,這批基地的建設成為深化課程改革、提高教學質量的重要抓手。三是建設科研基地。1994年,國務院發布《關于〈中國教育改革和發展綱要〉的實施意見》,提出到20世紀末建成100個左右國家級的基礎研究基地和工程(技術)研究中心。1995年,原國家教委下發《關于加強對高等學校科技工作管理的通知》,強調建設包括重點實驗室和工程研究中心在內的重點學科和重點研究基地,表明這一時期的高等工程教育體系已經開始朝產學研合作的方向發展。

面對起步晚、水平低的局面,國家在這一時期集中力量加強對高等工程教育體系的戰略規劃與頂層設計。通過連環發布配套政策,國家對高等工程教育中的薄弱環節進行突破,對各項工作進行引導和規范,以點帶面,循序漸進,有組織、有意識、有序地推動改革平穩落地。這是我國高等工程教育發展過程中至關重要的一個轉折點,不僅將偏離的工程教育模式拉回正軌,而且摸索出一條屬于我們自己的發展道路,為逐步形成中國特色社會主義高等工程教育體系打下了堅實基礎。

(四) 鞏固與強化階段(2000—2010年)

進入21世紀,“面向現代化,面向世界,面向未來”仍是我國教育改革和發展的戰略指導方針。1999年1月,國務院批轉教育部的《面向21世紀教育振興行動計劃》,總結改革開放以來教育事業取得的成就,充分肯定了其為21世紀教育事業振興打下的堅實基礎,并指出要抓住機遇,深化改革。面向21世紀生產與科學技術發展的需要,高等工程教育的深化改革聚焦在教育規模、教育結構、專業認證和課程建設等四個方面。

1. 擴大高校工學招生規模。為了滿足人民群眾接受高等教育的需要和國家經濟社會發展的需求,1999年,國家決定擴大高校招生規模。擴招實施后,全國招生人數由1998年的108萬人增至1999年的159萬人,增幅達47.4%,到2002年我國高等教育的毛入學率已達15%,正式邁入高等教育大眾化階段[16]。我國高等工程教育的絕對規模也進一步擴大,截至2009年,工學本專科專業點為23 472個,占全國本專科專業點總數的34.6%;工學研究生專業點為9 198個,占全國研究生專業點總數的29.7%;工學在校本專科生為774萬人,占全國本專科在校生總數的36.1%;工學在校研究生為47萬人,占全國研究生在校生總數的33.7%,我國逐步建成世界上規模最大的工程教育體系(見表4)。

表4 1999年與2009年高等工程教育發展情況對比

2. 優化高等工程教育層次結構。在教育結構上,這一時期我國高等工程教育的層次結構趨于合理,專科層次工程教育得到大力發展,研究生層次中的工程碩士培養體系日益完善。從工科在校生數量來看,專科生在校生占比從1999年的27.4%提升到2009年的49.0%,本科在校生占比從1999年的66.8%降至2009年的45.3%,研究生在校生占比基本持平。從1997年工程碩士專業學位開始招生以來,工程碩士的規模逐年擴大(見圖3),1999年首批被授予學位的工程碩士為44人,到2009年,這一數字已經增長為43 340人[17]。

圖3 1999—2009年工程碩士招生數與培養單位數注:數據來源于全國工程專業學位研究生教育網。

3. 建立以專業認證為核心的質量保障體系。在專業認證上,2005年國務院批準成立全國工程師制度改革協調小組,由中國工程院、中國科協以及教育部牽頭,分別承擔我國工程師制度框架的改革完善、工程教育專業制度的國際交流與國際互認、工程教育專業認證的制度設計和組織實施等工作,并于2006年建立起初步的工程教育認證體系,隨后在清華大學等7所院校的8個專業展開認證。2007年1月,教育部頒發《關于實施高等學校本科教學質量與改革工程的意見》,提出要積極探索專業評估制度改革,逐步建立起適應職業制度需要的專業認證體系,并于同年成立全國工程教育專業認證專家委員會。該委員會在參考國際通行認證標準的設計思路基礎上,建構了涵蓋認證標準與程序、認證專家遴選與管理、認證小組工作等在內的工程教育認證體系及工作指南。

4. 開展精品課程建設。在課程建設上,2000年1月,教育部發布《關于實施“新世紀高等教育教學改革工程”的通知》,批準第一批共670項本科教育教學改革立項項目。2003年4月,教育部啟動高等學校教學質量與教學改革工程精品課程建設工作,開展精品課程建設。2007年1月,教育部、財政部實施高等學校本科教學質量與教學改革工程,繼續推進課程、教材和高水平教師隊伍建設。截至2009年,教育部共建設國家精品課程2 125門,其中工學類629門,占比最高(見表5)[18]。同時,教育部分別在2003年、2006年、2007年、2008年和2009年完成5屆高校教學名師的評選和表彰工作,充分發揮高素質“雙師型”教師和名師的示范作用。

表5 2003—2010年國家精品課程(本科)統計

跨入21世紀,我國高等工程教育在鞏固已有成果的基礎上進一步深化改革,取得了一系列非凡成就,供給規模快速擴大,教育結構積極優化,專業認證體系初步建立,教學改革持續推進,教育質量穩步提高。這一階段,國家深刻認識到工程教育在提升國際競爭力中的重要作用,工程教育國際化勢在必行。我國高等工程教育在逐步從過去“追趕”狀態過渡到“并跑”狀態的同時,正積極傾力為未來“領跑”打好基礎、積蓄力量。

(五) 創新與引領階段(2010年至今)

2010年以來,我國逐步建成世界上規模最大的高等工程教育體系,工程教育改革的重點由工程教育大國向工程教育強國轉變,高等工程教育進入創新與引領發展階段。在本階段,高等工程教育的深化改革聚焦于教育規模、層次結構、專業設置、人才培養、培養模式、專業認證、組織創新等諸多領域。

一是在教育規模上,高等工程教育規模持續擴大,且供給規模與經濟建設的協同性更強。隨著近年來產業結構的轉型升級和戰略性新興產業的發展,高等工程教育規模也由穩步擴大轉為快速擴張,對產業需求的響應速度更快。二是在層次結構上,高等工程教育層次結構持續優化,人才培養重心開始上移[19]。2011年3月,國務院學位委員會下發《工程博士專業學位設置方案》,開始設置工程博士專業學位,隨后在清華大學、北京大學等25所高校的電子信息、先進制造等4個工程領域開展首批工程博士專業培養試點工作。與此同時,工程教育本科層次與研究生層次所占比例有所提高,專科層次比例小幅降低。三是在專業設置上,通過對專業目錄的持續修訂,專業設置更加契合產業調整轉型發展實際需求。2012年、2020年我國先后進行第四次、第五次本科專業目錄修訂。2012年修訂時我國將工學專業類由21個增加至31個,工學專業數由179個減少至169個,在拓寬專業口徑的同時也明晰了學科大類間的范圍,有效提升了工程教育專業化程度。2020年修訂版本在2012年的基礎上,增設了虛擬現實與技術、海洋信息工程等63個專業,更強有力地滿足新興產業的人才需要。四是在人才培養上,2010年6月,國家啟動卓越工程師教育培養計劃,旨在為國家走新型工業化道路、建設創新型國家和人才強國戰略服務。2018年,教育部啟動“卓越工程師教育培養計劃2.0”,積極推進新工科建設,通過“復旦共識”“天大行動”“北京指南”三部曲,將我國工程教育改革推向新的高度。五是在培養模式上,2016年,在CDIO教育改革試點工作組的基礎上,CDIO工程教育聯盟成立,在推進以工程基礎知識、個人能力、人際團隊能力和工程系統能力等四個層面的工程畢業生能力改革方面產生了深遠影響。六是在專業認證上,2015年新籌建的中國工程教育專業認證協會正式成立。該組織是我國唯一具有獨立法人資格、負責工程教育認證工作的非政府、非營利性專業機構,亦是完善我國工程教育專業認證制度的關鍵環節[20]。2016年,中國科學技術協會代表我國正式成為國際本科工程學位互認協議《華盛頓協議》的第18個正式成員,推動我國工程教育專業認證體系實現國際實質等效。七是在組織創新上,2020年,我國提出要繼續通過建設一批未來技術學院、現代產業學院賦能工程人才培養組織改革。2022年9月,教育部、國資委共同組織召開卓越工程師培養工作推進會,18家卓越工程師學院建設單位聯合發布《卓越工程師培養北京宣言》[21]。

總的來看,該時期工程教育的改革目標旨在應對新一輪科技革命和產業變革,探索建設中國特色、世界一流的工程教育體系,培養面向未來、適應產業行業需求、引領社會發展的創新型工程師和科技人才,主動布局未來戰略必爭領域人才培養。同時,這也彰顯出我國努力探索領跑全球的中國工程教育模式、全力邁向工程教育強國、走向世界舞臺中央的決心。

二、 中國高等工程教育的變革邏輯

與西方國家工業化進程中自下而上產生高等工程教育的境況不同,我國的高等工程教育是“后發移植性”產物,并非中國傳統教育自身演進的結果[22],故開辦后面臨著與社會發展不協調、與市場機制銜接不暢等諸多問題。我國高等工程教育的發展是一個不斷糾偏和完善的歷史變遷過程,在其嬗變的歷程中,始終有一套獨特的自身發展內在邏輯和規律貫穿其中。縱觀150余年來的歷史,高等工程教育的發展受到社會、經濟及文化等多種因素的交織影響,在眾多的影響因素中,其產生和發展的重要驅動因素來自國家政策、產業變革及學科演化。

從國家政策來看,高等工程教育自誕生之初便是為民族國家的利益和需要而服務的。無論是19世紀末為尋求國家自強之路,效仿德國模式和日本模式對工程教育制度展開艱難摸索,還是20世紀50年代為服務國家工業化建設,以蘇聯模式為藍本對舊有高校進行院系調整;無論是改革開放以來為適應明顯加快的工業化進程實施高校擴招,培養社會各個領域所需要的大量工程技術人才,還是新時代為支撐國家創新驅動發展戰略,積極推進新工科建設,全力探索形成領跑全球工程教育的中國模式,國家政策的引領作用始終占據主導地位。盡管不同歷史時期的國家政策不同,對高等工程教育的推動作用也不盡相同,但國家力量始終是百年來工程教育發展的直接動力和具有舉足輕重地位的影響因素。

從產業變革來看,工程教育與產業發展聯系緊密、互相支撐。19世紀中后期,受第一、第二次工業革命的影響,以大機器生產為代表的工廠激增,社會產生對專業技術人才的需要,工程教育應運而生。新中國成立后,面對生產力落后、工業化水平低的局面,國家提倡大力發展工業,工程教育高度專業化發展,各工科院校根據工業生產的實際需要設置專業和課程。改革開放以來,為解決產業結構失衡問題,國家培育扶持高新技術產業,大力發展第三產業,工程教育面向現代化快速發展,增設了一批新興學科,學科專業重新調整和修訂。在當前新一輪科技革命和產業變革的背景下,工程教育面向21世紀生產與科學技術發展需要,服務于產業結構升級和創新驅動增長,邁向成果轉化、技術轉移、產學研深度融合的新階段。在這一歷史變遷過程中,政府雖仍然起主導作用,但隨著市場經濟體制改革的逐步深入,產業變革等市場力量越來越深刻地介入到高等工程教育的發展之中。

從學科演化來看,學科知識本身具有一套生產、傳遞、應用等獨特的內生發展邏輯,工學也不例外。回歸教育本質,高等工程教育的發展離不開學科內生發展邏輯。從世界工程教育的發展歷程來看,工程教育范式經歷了從工業1.0蒸汽時代學徒制傳授的經驗范式,到工業2.0電氣化時代產出流水線技工的技術范式,到工業3.0信息和自動化時代強調科學基礎和工程技術習得的科學范式,再到工業4.0智能時代跨學科集成與實踐型卓越人才培養的工程范式[23]。工程教育的學科發展與人才培養契合單學科知識生產模式Ⅰ向跨學科知識生產模式Ⅱ、Ⅲ的轉變規律,我國高等工程教育發展中的專業調整、課程改革、師資建設等各項工作無疑都遵循這一變遷邏輯。當前,在具有應用導向性、跨學科性等特征的新型知識生產模式下,我國積極推進新工科建設,致力于培養造就具有交叉學科背景和復合性知識結構的創新型卓越工程技術人才,這正是向工程范式轉型的積極表現。

國家政策邏輯、產業變革邏輯與學科演化邏輯存在系統邏輯的一致性,三種力量并非孤立作用,而是相互影響、相互交織,共同驅動我國高等工程教育深入發展(見圖4)。在“國家政策-產業變革-學科演化”這一動力機制中,國家政策處于支配地位,這一支配地位體現在兩個方面。一是國家政策規正和糾偏過度依賴產業變革與學科演化誘發的工程教育錯位發展問題。譬如為修補改革開放時期市場失靈導致的工業結構嚴重失衡問題,國家通過多輪本科專業目錄修訂調整工科內部專業結構,進而調節輕工業與重工業的比例關系,促進輕重工業均衡發展;為修正21世紀初期工程教育嚴重的“理科化”傾向,國家發布一系列產學研合作政策,強化工程教育實踐能力的培養,推動工程教育由科學范式向工程范式轉換。二是國家政策用以引導和提前布局產業變革與學科演化下工程教育的躍升發展。為應對新一輪科技革命和產業變革向縱深方向發展,國家相繼出臺《關于加快培育和發展戰略性新興產業的決定》《中國制造2025》等文件,旨在抓住重大歷史機遇,對未來產業發展進行前瞻性布局;立足于中華民族偉大復興戰略全局和世界百年未有之大變局,國家先后實施兩輪卓越工程師培養計劃,以新工科建設推動高等工程教育改革,為工程教育強國和制造強國建設筑牢戰略根基。

圖4 高等工程教育發展驅動機制

作為國家經濟建設的重要抓手,產業界擁有獨一無二的敏感度與信息優勢,能夠準確反饋最前沿的市場信息及深刻反映社會整體的發展需求。產業變革在這一動力機制中發揮導向作用,具體表現為以需求、實踐導引學科演化及以目標導引國家政策發布。就學科演化而言,產業變革以需求導向作用于教育內容,例如代表新一輪科技革命和產業變革方向的戰略性新興產業對復合型人才的需求日益增長,帶動高校自主設置并大力發展交叉學科。同時,產業變革以實踐導向作用于教育模式,例如企業以提供豐富的創新資源和多樣的實踐平臺參與到工程技術人才培養過程,切實推動產學研深度融合,有效提高工程教育的科技創新能力與社會服務能力。就國家政策而言,產業的發展狀態直接決定國家政策特別是產業政策的方向。例如在產業宏觀布局初期,產業政策制定目標集中在培育特定產業上;在市場低迷時期,產業政策制定目標集中在拉動經濟增長上[24]。

學科演化到哪一階段直接表征著工程教育整體發展到哪一水平,是工程教育發展狀態最直接的體現。因此,學科演化在這一動力機制中處于核心地位,發揮著對產業變革的供給作用與對國家政策的需求導向作用。面向產業變革,作為培養人才、生產知識的重要載體,學科建設是產業發展的上一環節,向產業輸送著人才、提供著技術,學科發展的先進程度決定著人才培養水平與科技進步水平,是產業發展的重要供給方。面向國家政策,教育發展背后的一系列支撐工作如學科建設無法完全依靠自身演進就能實現向上發展,亟須國家進行頂層設計與戰略布局,從這一角度來說,學科發展以需求導向影響著國家政策的發布與實施。

一言以蔽之,這一動力機制上的三種驅動力量優勢互補、相生相成,共同構成我國高等工程教育變革邏輯,協同推動工程教育高質量發展。將高等工程教育置于“國家政策-產業變革-學科演化”這一發展邏輯鏈條,有助于兼顧多元利益主體,增進社會共同利益;有助于防范國家干預主義或自由放任主義,避免發展失衡;有助于優化互動,加強資源互補,在更大范圍的社會面實現遞歸效應。

三、 中國高等工程教育的未來改革趨向

作為以服務國家戰略新需求和產業實際需求為導向的工程教育范式變革,新工科建設旨在探索新時代工程教育新理念、新模式、新體系、新結構、新標準,進而為探索形成中國特色、世界一流的工程教育體系,努力培養大批卓越工程師提供堅實支撐。因此,在洞悉當前發展狀態,承接既有發展脈絡的基礎上,基于“國家政策-產業變革-學科演化”這一發展邏輯,以持續推進新工科建設為重點,本研究進一步從培養目標、培養主體、教育教學、質量保障和文化趨勢等五個方面指出未來提高我國高等工程教育治理水平的改革趨向。

(一) 培養目標:培養具備復雜工程問題解決能力的卓越工程師

新工科是在新一輪科技革命和產業變革雙重驅動下賦能未來的工程教育新模態,基本目標就在于加快培養大批具備復雜工程問題解決能力的卓越工程師,以提升在激烈國際競爭中的國家工程教育“硬實力”,解決面向國家重大戰略和行業重要需求的“卡脖子”問題。一是注重發揮不同類型高校的比較優勢。作為卓越工程師計劃2.0版,新工科建設計劃中明確將參與主體分為工科優勢高校、綜合性高校和一般地方高校三類,其功能定位和人才培養重點各有側重[25]。工科優勢高校學科實力較強、辦學底蘊深厚,對工程科技創新和產業創新發揮主體作用。綜合類高校的理科、醫科、文科、經濟、管理等學科綜合交叉和優勢明顯,對催生新技術和孕育新產業發揮引領作用。地方高校規模較大,應著重加強特色優勢學科建設,對區域經濟發展和產業轉型升級發揮支撐作用。二是在三類高校培養卓越工程師各有側重的基礎上,強化學生復雜工程問題解決能力的培養。按照《華盛頓協議》的共同要求,認證專業不僅要深刻把握與理解當代復雜工程問題,更要按照國際實質等效標準培養學生的復雜工程問題解決能力,并給予證明。當然,復雜工程問題解決能力培養是一項涉及多主體、多層次、立體式的工作,不僅需要各類高校、院系、專業之間的相互協作,更需要高校、政府和企業等多主體的共同參與。

(二) 利益主體:以產教融合推動多元主體協同育人

產教融合是破解當前我國普遍存在工程人才培養與產業需求脫節問題的有效手段。新工科建設行動路線也明確指出要匯聚科研院所、行業企業優勢資源,推進產學融合、科教結合。一是加強頂層設計,構建多元利益主體深度參與的產教融合協同治理框架,涵蓋產教融合基本要素、相關主體和整體過程,并通過健全制度設計、整合優勢條件資源、高效組織運行、培育高水平師資等為產教融合提供有效支撐。二是探索建立以高校與企業協同為核心的產教融合協同育人新機制。在持續推進未來技術學院、現代產業學院建設的同時,我國要將傳統行業頭部企業和創新型企業引入高校,參與人才培養方案制定、課程設計與教學、實習實踐等全過程,著力推進科教融合、產教融合,實現人才培養供給與行業產業需求的高度耦合。三是建構新工科“人才培養-科研-實踐”集成平臺。集成平臺能夠匯聚多種資源、多類主體,將科學研究、教育教學和人才培養職能有機融為一體,快速應對科技革命與產業變革對人才需求層次、結構和標準的動態需求,從而達到效率提升和持續創新的“帕累托最優”。

(三) 教育教學:以項目為核心的課程與教學設計

作為高等教育系統性變革的“最后一公里”,課程與教學創新是推進高等工程教育改革的核心環節。一是以項目式教學推動從單向的知識傳授模式向全方位能力提升培養模式轉變。高校要強化OBE理念在項目式教學中的應用,通過制定具有挑戰性的學習標準、尊重學生學習的個體差異、聚焦學生學習能力的達成與評價、以反向設計開展教學活動,有效提升學生學習的自主性、主動性與積極性。二是持續優化模塊化課程體系,給予學生更多自主選擇權。高校要組織跨學科團隊科學設計人才培養方案,持續優化包括思政課程、人文通識課程、自然科學基礎課程、工程科學課程、交叉學科核心課程和前沿科技選修課程等模塊化課程體系,將價值塑造、能力培養、知識傳授“三位一體”育人理念落實到人才培養各環節。三是推進貫通式培養改革,實現學段貫通、課程貫通與導師貫通。在本碩連讀或本科直博基礎上,高校要打破本碩博學習界限,特別強調本科生可選擇更具高階性、挑戰性的研究生課程為未來從事科學研究奠定深厚基礎;在大類招生選拔機制基礎上,打破傳統學校、院系與專業壁壘,學生在跨校、跨院、跨專業選課中擁有更大自主權,以有效拓寬其知識寬度與深度;設置科研導師、學業導師、企業導師等不同類型與特點的導師團隊提供聯合指導。

(四) 質量保障:構建全鏈條的質量標準與評價體系

質量標準與評價體系是新工科建設持續改進的重要保障。一是要統籌專業、學校、行業、國家、國際等各層各類標準的定位與功能。現行國家標準實際上一般以中國工程教育專業認證協會制定的專業認證標準為主,其高度對標《華盛頓協議》,體現出國際可比和實質等效特點,但在一定程度上忽略了我國工程教育發展實際與學校學科專業辦學特色。隨著新科技革命對高素質工程人才的需求日趨增加,如何構建符合新工科建設要求的國家標準體系及厘清其與《華盛頓協議》的關系,尚處于探索之中。新工科質量標準設計要著重考慮兩點。一方面,針對不同類型、層次的高校我國要設計具有階梯性的彈性質量標準,工科優勢高校和綜合性高校應以達到國家卓越標準為目標,而地方高校應以達到國家一般標準為目標。另一方面,我國要加快本研貫通的質量標準建設。《中國教育統計年鑒2020》顯示,我國工學在學研究生規模已達到117.65萬人,占總人數的37.5%[26]。工程類研究生體量龐大,且面臨嚴峻質量危機與挑戰,同樣需要國家建構一套完善的質量標準以填補盲區。二是在質量標準基礎上,針對新工科人才培養目標、課程與教學、畢業要求、師資隊伍等核心要素,我國要構建全過程、全周期和全角度的質量評價與反饋機制。全過程強調課程大綱、課程教學、課程考核、課程評價、持續改進等多內容;全周期強調期中評價、學期評價、學年評價、畢業評價、畢業生調查等多時段;全角度強調學生評價、教師評價、督導評價、用人單位評價、第三方/社會評價等多主體。

(五) 文化重構:以立德樹人引領高校文化建設

大學文化是一所大學在長期辦學實踐中積淀形成的,具有強烈的價值取向,是“為誰培養人”“培養什么人”的直接體現,也蘊含著大學的深厚歷史和辦學特色,能夠為高校開展新工科建設注入不竭的精神動力。習近平總書記強調:“要把立德樹人的成效作為檢驗學校一切工作的根本標準”[27],因此在新工科育人文化建設中我們必須以立德樹人為核心,將其貫穿于人才培養的全過程。一是以立德樹人為引領,推動課程思政與思政課程協同育人。在課程設計中高校要融入政治認同、家國情懷、紅色基因、工匠精神、道德修養等思政元素,建立課程育人典型案例庫,以有效增強學生的使命感、責任感和擔當精神。二是培育優良校風學風。校風學風建設是文化育人的主要途徑和重要手段,我們要將高校人才培養目標深度融入校風學風建設,加強校風學風建設的延續性和繼承性,形成精神譜系,充分發揮其在新工科建設中的文化育人功能。三是將工程教育和科學教育、人文教育有機融合。我們要推動蘊含和體現在學科知識和人物中的科學精神、治學態度、研究特點等成為重要的育人元素,進而引導學生形成追求真理、質疑探究、求真務實的科學精神。

四、 結語

歷史證明,工程教育是人才培養和技術進步的重要支撐,是經濟社會長遠發展的重要基礎。站在新的歷史時期,我們只有深刻認識工程教育的發展歷程,才能準確總結和運用歷史經驗,才能理智判斷當前工程教育發展的現實環境,才能科學預見和指導未來發展方向。在新時代背景下,特別是在新工科建設過程中,我們要深刻理解“國家政策-產業變革-學科演化”的工程教育發展邏輯,構建起政府、高校、行業、社會力量等多元主體共同參與的治理體系,推動各利益相關主體形成良好的互動機制和制度規范,持續推進高等工程教育的范式變革與迭代,進而為培養大批卓越工程師、建設工程教育強國提供中國智慧、貢獻中國方案。