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一、引論：21世紀工程環(huán)境的變化

近30年尤其是進入新世紀以來，人類社會已邁入全球化和技術(shù)創(chuàng)新驅(qū)動的知識經(jīng)濟新時代。全球范圍內(nèi)科技發(fā)展日新月異，復(fù)雜程度與日俱增。信息、生物、納米等新技術(shù)迅猛發(fā)展，資源、環(huán)境、人口、國家安全、全球可持續(xù)發(fā)展等問題以前所未有的速度和復(fù)雜性呈現(xiàn)在我們面前。技術(shù)創(chuàng)新———實現(xiàn)知識向產(chǎn)品、過程以及服務(wù)的轉(zhuǎn)化，是長期生產(chǎn)力、經(jīng)濟增長以及創(chuàng)造財富的關(guān)鍵。市場全球化導(dǎo)致的激烈的國際競爭加快了創(chuàng)新，縮短了產(chǎn)品生命周期，產(chǎn)品比以往任何時候有著更低的價格和更高的質(zhì)量。隨著全球經(jīng)濟越來越多地由技術(shù)創(chuàng)新和新的商務(wù)過程推動，工程師作為技術(shù)創(chuàng)新者和創(chuàng)業(yè)者所起的作用越來越重要，以培養(yǎng)工程師為己任的高等工程教育也因此而日益成為推動全球化經(jīng)濟發(fā)展的重要力量。發(fā)達國家依靠持續(xù)不斷的科技創(chuàng)新和全球范圍內(nèi)的市場拓展，引領(lǐng)了世界經(jīng)濟全球化發(fā)展，在已形成的全球分工格局中，占領(lǐng)了價值鏈高端的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)、服務(wù)業(yè)和高附加值的先進制造業(yè)，而發(fā)展中國家則依靠自然資源和低廉勞動力參與產(chǎn)業(yè)鏈全球分工，以價值鏈低端的勞動密集型產(chǎn)業(yè)和傳統(tǒng)制造業(yè)為主。自上世紀80年代實行改革開放政策以來，中國大陸開始步入全球化經(jīng)濟發(fā)展軌道。經(jīng)過30年的高速增長，大陸經(jīng)濟實力大大增強，據(jù)最新統(tǒng)計，2009年大陸國民生產(chǎn)總值（GDP）達33萬億人民幣，占世界生產(chǎn)總值份額的15.6%，位居世界第二位。制造業(yè)首次超過日本，成為僅次于美國的全球第二大工業(yè)制造國。但是從目前來看，大陸仍處于世界產(chǎn)業(yè)價值鏈末端，產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力與產(chǎn)業(yè)規(guī)模極不相符，以技術(shù)發(fā)明為例，2007年在無線電傳輸、通信設(shè)備、半導(dǎo)體、西藥、計算機等五大高技術(shù)領(lǐng)域，來自外國和外資企業(yè)的發(fā)明專利分別占93%、91%、85%、69%、69%，大多數(shù)大陸企業(yè)只能采取技術(shù)跟隨策略。與此同時，經(jīng)濟發(fā)展一直嚴重依賴于以加工制造業(yè)為主的發(fā)展模式也已呈現(xiàn)出日益嚴重的弊端：一方面帶來嚴重的環(huán)境污染和資源消耗問題；另一方面出現(xiàn)全球化經(jīng)濟競爭帶來的人民幣巨大的升值壓力、勞動力成本快速上漲等問題。這迫使大陸必須實現(xiàn)兩個層面的轉(zhuǎn)變：在國家層面上，由資源主導(dǎo)型國家向技術(shù)創(chuàng)新主導(dǎo)型國家轉(zhuǎn)變；在產(chǎn)業(yè)層面上，由傳統(tǒng)低端產(chǎn)業(yè)向現(xiàn)代高端產(chǎn)業(yè)升級轉(zhuǎn)型。以技術(shù)創(chuàng)新為基礎(chǔ)的全球化知識經(jīng)濟時代極大地改變了傳統(tǒng)的勞動力和技術(shù)需求，并進而深刻地改變了工程實踐的性質(zhì)和工程教育模式，而大陸以“兩個轉(zhuǎn)變”戰(zhàn)略為重要特征的外部環(huán)境的深刻變化，促使高等工程教育必須進行深刻的變革。

二、問題：全球化時代工程實踐性質(zhì)的變化及工程教育面臨的挑戰(zhàn)

以技術(shù)創(chuàng)新驅(qū)動的全球化引起工程實踐需求的不斷變化。正如JamesJ.Duderstadt（2008）在《變革世界的工程：工程實踐、研究和教育的未來之路》研究報告中所指出的，全球采購是知識經(jīng)濟的最佳詮釋，傳統(tǒng)意義上，工程實踐在一個縱向的過程中產(chǎn)生附加值，并在諸如研發(fā)、產(chǎn)品開發(fā)、制造、銷售與市場營銷，以及開發(fā)產(chǎn)品、系統(tǒng)和服務(wù)的管理等一系列水平活動中的附加值的增長。這是建立在科學、數(shù)學和工程科學的扎實的教育基礎(chǔ)之上的。然而，今天，全球經(jīng)濟日益趨向于橫向的共同發(fā)展，源自于產(chǎn)品、系統(tǒng)和服務(wù)增值的這部分價值，通過外包或全球采購分配到能以最高質(zhì)量和最低成本完成這些任務(wù)的任何地方和任何人。傳統(tǒng)的在相對固定和狹窄的系統(tǒng)中完成的工程鏈和產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)被全球化橫向重新配置，作為全球化經(jīng)濟重要主體的跨國公司從產(chǎn)品研發(fā)到設(shè)計、制造、銷售再到分配，按照全球化經(jīng)濟運作模式來完成分工格局，全球采購和工程外包模式要求工程教育要改變傳統(tǒng)的教育模式，積極采取新的應(yīng)對策略。全球化時代的技術(shù)創(chuàng)新也呈現(xiàn)出新特點、新趨勢。世界各國日益重視并紛紛投入技術(shù)創(chuàng)新，不斷提高技術(shù)創(chuàng)新的門檻，增加了技術(shù)創(chuàng)新的艱巨性與風險性，技術(shù)創(chuàng)新呈現(xiàn)出更新、更快的特點。隨著現(xiàn)代科學技術(shù)發(fā)展的高度分化和高度融合，科學新發(fā)現(xiàn)和技術(shù)新發(fā)明、新成果一般都出現(xiàn)在交叉學科和邊緣學科。技術(shù)創(chuàng)新作為科技、經(jīng)濟一體化過程，一般包括：基礎(chǔ)研究與應(yīng)用研究得到設(shè)想或新的思想，通過研究開發(fā)出模式、樣品或?qū)嶒灁?shù)據(jù)，歷經(jīng)中試過程，最后生產(chǎn)出新產(chǎn)品投入市場，并在營銷中取得創(chuàng)新的效益等幾個階段。現(xiàn)代技術(shù)創(chuàng)新要求具有快速的技術(shù)實現(xiàn)能力，在產(chǎn)生新設(shè)想后，迅速完成研究、開發(fā)、商業(yè)化生產(chǎn)到擴散全過程。顯然，這些復(fù)雜的工作僅僅依靠個人是無法完成的，需要團隊合作才能完成。因此，全球化時代的技術(shù)創(chuàng)新要求工程人才具備寬厚的學科知識結(jié)構(gòu)、超強的技術(shù)實現(xiàn)能力和團隊工作方式。改革開放以來，為適應(yīng)經(jīng)濟建設(shè)和社會發(fā)展的需要，中國大陸高等工程教育進行了一系列的改革并取得明顯成效，但總體而言，目前仍然存在“六重六輕”現(xiàn)象：人才培養(yǎng)目標“重專業(yè)知識、輕實踐創(chuàng)新能力”；人才培養(yǎng)質(zhì)量規(guī)格“重統(tǒng)一要求，輕個性化、多樣化和國際化”；人才培養(yǎng)過程“重學校教育，輕產(chǎn)學合作”；學科專業(yè)設(shè)置“重科技、輕人文”；課程結(jié)構(gòu)“重學科體系，輕問題中心”；教學方式“重知識傳授，輕實踐科研”。傳統(tǒng)的工程教育模式導(dǎo)致工程人才培養(yǎng)難以適應(yīng)全球化時代的社會需求，據(jù)著名國際咨詢公司麥肯錫2005年《應(yīng)對中國隱現(xiàn)的人才短缺》報告分析，在中國大陸工程類大學畢業(yè)生中，只有不到10%的學生能達到全球跨國公司的用人標準，只有不到1/4的企業(yè)具有自主科研創(chuàng)新能力，在企業(yè)技術(shù)人員中只有3%從事研發(fā)工作。當前，要實現(xiàn)我國產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級和建設(shè)創(chuàng)新型國家的發(fā)展戰(zhàn)略，尤其迫切需要高等工程教育積極應(yīng)對上述挑戰(zhàn)。

三、人才觀：重新審視工程人才培養(yǎng)目標及其質(zhì)量規(guī)格

隨著工程實踐、工程科學技術(shù)等方面已經(jīng)發(fā)生、正在發(fā)生和即將發(fā)生的深刻變化，我們需要了解未來的工程師需要什么樣的知識、技能、工具和學習機會、聲望和影響來應(yīng)對21世紀的全球挑戰(zhàn)。JamesJ.Duderstadt（2008）在《變革世界的工程：工程實踐、研究和教育的未來之路》研究報告中分析指出：21世紀的工程師絕不僅僅是問題的解決者，同時也是思想和概念的創(chuàng)造者，另外還是設(shè)備、結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)的建造者。未來的工程師需要運用科學和技術(shù)知識，滿足社會的需要，解決社會的問題，并為其今后的發(fā)展鋪平道路。全球化和技術(shù)創(chuàng)新需要多樣化的工程師。在20世紀后半葉，占主導(dǎo)地位的職業(yè)是有關(guān)管理財富和知識的職業(yè)，如商業(yè)和政治。而在全球化時代，創(chuàng)新才是國家發(fā)展和社會進步的關(guān)鍵，社會日益重視那些實際上能創(chuàng)造新知識和財富的活動，如藝術(shù)、音樂、建筑和工程。就工程領(lǐng)域而言，國家需要多樣化的工程師以適應(yīng)社會多方面的需求，需要在產(chǎn)品設(shè)計、系統(tǒng)整合、技術(shù)管理上有非凡創(chuàng)造力，處于行業(yè)尖端的工程師；同時更需要能進行基礎(chǔ)性研究的工程科學家，另外還需要擁有工程技術(shù)背景，能勝任像市場、銷售和管理等廣泛角色的工程類專業(yè)畢業(yè)生，當然還需要有一批接受過深厚科學技術(shù)教育，能夠進入商界和政府領(lǐng)導(dǎo)層的畢業(yè)生。鑒于全球化時代的工程師需要從事產(chǎn)品研發(fā)與設(shè)計、制造、營銷、環(huán)境安全等諸多環(huán)節(jié)的工作，這些環(huán)節(jié)涉及諸多相關(guān)學科知識，工程師無論身處何種產(chǎn)業(yè)或行業(yè)，除了需要具有自然科學、數(shù)學和工程科學方面的基礎(chǔ)知識和能力外，還需要具備更加廣泛的統(tǒng)一技能：工程科學（分析）、系統(tǒng)集成（綜合）、工程設(shè)計、產(chǎn)品實現(xiàn)的能力；跨學科知識整合、處理復(fù)雜性和不確定性問題的能力；運用智能技術(shù)的能力；全球視角、多元文化的理解能力；團隊合作的能力；創(chuàng)新和決策的能力。對于21世紀全球化時代以從事工程科學研究和工程研發(fā)為己任，處于工程鏈上游的杰出工程師來說，他們更加需要具備以下幾方面的核心能力：創(chuàng)新能力。創(chuàng)新是工程實踐的一個組成部分，杰出工程師要大膽尋求解決世界所面臨的挑戰(zhàn)重大機遇，要創(chuàng)造高度創(chuàng)新的產(chǎn)品和系統(tǒng)，解決人類的關(guān)鍵需求，要具備基于綜合和分析之上的優(yōu)異的創(chuàng)造能力。跨學科整合能力。現(xiàn)代社會重大工程問題需要從自然科學與社會科學、人文科學中獲得綜合的知識才能得以解決。跨學科整合知識的能力是杰出工程師越來越重要的特質(zhì)。杰出工程師通過學科領(lǐng)域跨度日益擴大的知識綜合，把社會、經(jīng)濟、環(huán)境、法律和政治上的問題與技術(shù)設(shè)計及創(chuàng)新結(jié)合起來，從而掌握更為全面的方法來解決重大社會問題。全球視野和跨文化理解能力。能夠適應(yīng)日益復(fù)雜、聯(lián)系緊密和快速發(fā)展的世界，能理解全球經(jīng)濟運作的形式，了解并融入其他文化，能有效地在多國團隊中工作，能進行跨國與跨民族交流，能從容接受全球面臨的可持續(xù)、貧窮、安全、公共衛(wèi)生等巨大的挑戰(zhàn)。終身學習的能力。這是杰出工程師在快速變化的世界中蓬勃發(fā)展的能力的一種體現(xiàn)。從某種意義上，杰出工程師要更加強調(diào)從掌握技術(shù)內(nèi)容向掌握學習過程轉(zhuǎn)變，由掌握知識本身轉(zhuǎn)移到掌握學習本身的過程中來。無論是在實驗室、設(shè)計工作室或?qū)嵙暎w驗式學習將變得越來越重要。總之，未來社會要求杰出工程師成為有效的合作者、創(chuàng)新者、冒險者和宣傳者，要有工作和創(chuàng)新的激情，能保持終身學習的狀態(tài)。全球化時代的工程師質(zhì)量規(guī)格，既是高等工程教育改革的重要內(nèi)容，也是改革所要達到的目標和方向。

四、方法：探尋現(xiàn)代工程人才培養(yǎng)路徑

達到上述工程人才培養(yǎng)目標的路徑選擇無外乎兩個方面：課程革新行動和工程教育教學方法創(chuàng)新。課程改革旨在使現(xiàn)行的建立在學科基礎(chǔ)之上的工程教育回歸其本質(zhì)涵義，更加重視工程實踐以及工程本身的系統(tǒng)性、綜合性和完整性，形成基于大工程教育觀的現(xiàn)代工程教育課程內(nèi)容及其體系結(jié)構(gòu)。課程內(nèi)容設(shè)計不僅僅局限于工程科學，還應(yīng)該重視生產(chǎn)、設(shè)計、環(huán)境、政策以及工程系統(tǒng)等方面的問題；壓縮一些現(xiàn)有的傳統(tǒng)工程課程，取而代之的是增加一些關(guān)于溝通、領(lǐng)導(dǎo)力和創(chuàng)業(yè)精神等“軟技能”方面的內(nèi)容；采用基于項目的方式，強調(diào)工程教育的設(shè)計、創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)等，引進更多的研究機會或小組工程設(shè)計課題；以工程設(shè)計為主線，將問題形成、綜合、創(chuàng)造、創(chuàng)新等圍繞工程設(shè)計的環(huán)節(jié)貫穿整個課程；把社會和全球背景、領(lǐng)導(dǎo)才能，以及其他更廣泛的技能作為主題，滲透到整個課程之中。課程體系結(jié)構(gòu)改革主要集中于三大重點領(lǐng)域：理論課程強調(diào)集成化整合，實踐課程著重多途徑拓展，人文社會科學課程朝分類與集成的方向變革。課程改革尤其需要突破學科課程之間的壁壘，對不同學科課程進行整合，在與當前科技發(fā)展密切相關(guān)的工科、理科與人文社會科學等的交叉結(jié)合地帶，尋找工程教育課程發(fā)展的空間，大量開發(fā)能反映科學前沿知識和社會重要問題、涉及廣泛領(lǐng)域的跨學科課程、綜合類課程、問題中心課程、相關(guān)性課程等不同類型、不同層次的分類必修和選修課程，從而優(yōu)化形成現(xiàn)代工程教育課程體系。工程教育現(xiàn)行的教學方法也需要創(chuàng)新，要從以課堂教學為主、以知識傳授為主、以教師教學為主轉(zhuǎn)移到通過本科生研究體驗計劃、團隊設(shè)計項目、自主學習或者實習方式實現(xiàn)的，更偏重研究性、探索性或?qū)嶒炐缘慕虒W方法上。教師要從單純的知識傳授者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W生學習的組織者、引導(dǎo)者，從教給學生知識轉(zhuǎn)變?yōu)榻虝W生學習和運用知識，著力提高學生的創(chuàng)新實踐能力。未來的教學方法創(chuàng)新著眼于廣泛開展問題式學習(Problem-BasedLearning)、探究式學習（Inquirybasedlearning）和體驗式學習(Experientiallearning）等3種基于新型工程人才培養(yǎng)的教學方式。問題式學習著眼于以解決問題為中心、多種學習途徑相整合，強調(diào)社會交流合作的作用，強調(diào)支持與引導(dǎo)等。在問題式學習模型中，當一個具有現(xiàn)實意義的問題被提出后，學習者在教師的指導(dǎo)下，自己或者以小組的形式找出問題的解決方案。這種學習模式鼓勵學生在學習過程中自我引導(dǎo)，積極主動地參與到知識的探究與問題的解決中。學習過程由問題所驅(qū)使并由解決問題所導(dǎo)向，學生在追尋問題的解決方案中獲得知識和技能。探究式學習作為一種追求知識和新的理解的過程，是一種基于該過程的教學方法。RachelSpronken-Smith等認為探究式學習是一個最能使學生體驗到創(chuàng)造知識的過程的教學法，它的特征包括：探究可以刺激學習，例如由問題或提問所驅(qū)使；學習基于一個追求知識和新的理解的過程；以學習為中心的教學法，在這里教師作為一個引導(dǎo)者；通向自主學習，學生在反思中增強學習的責任感；一種主動學習的形式。探究式學習的核心目標在于發(fā)展學生的科研技巧并為他們的終身學習做準備。學生獲得的學習產(chǎn)出包括批判性思維、獨立探究的能力、自主學習的責任以及智力的成長。探究式學習可以是一個具有組織的受到指導(dǎo)的活動，即低層次的探究式學習（教師提出問題，并引導(dǎo)解決問題），也可以是高層次的獨立研究（學生提出問題，并決定怎樣研究它們）。體驗式學習由學生通過對經(jīng)驗的理解和轉(zhuǎn)化而展開。庫伯（Kolb，1984）構(gòu)建了一個體驗式學習模型：“體驗式學習圈”，即認為體驗式學習過程由四個學習階段構(gòu)成：具體經(jīng)驗、反思性觀察、抽象概念化、主動實踐。他提出有效的學習應(yīng)從體驗開始，進而發(fā)表看法，然后進行反思，再總結(jié)形成理論，最后將理論應(yīng)用于實踐當中。這里還需要指出的是，培養(yǎng)全球化時代的工程師要求高校要對全球性的組織過程和管理方法進行研究，分析全球資源是如何影響工程實踐和工程教育的并在教學過程中積極采取應(yīng)對策略。為此，高校要積極尋求全球合作伙伴，積極為學生創(chuàng)造在國外學習、工作或研究的機會，廣泛開設(shè)國際研究課程和外國語言文化課程，增強學生的第二語言能力。

五、展望：重構(gòu)高等工程教育系統(tǒng)的建議

在激烈的全球化產(chǎn)業(yè)與經(jīng)濟競爭中，我國必須依靠技術(shù)創(chuàng)新，走新型工業(yè)化道路，改變高消耗、高能耗、高污染為代價的發(fā)展模式，必須在借鑒發(fā)達國家先進理念和先進模式的基礎(chǔ)上，在逐步實現(xiàn)與國際工程教育接軌的同時，能以具有特色的高端工程教育取勝，這是政府、產(chǎn)業(yè)和大學都應(yīng)該優(yōu)先考慮并合作推進的。為此，除了上述高校工程教育改革行動之外，未來我們還需要在如下重點領(lǐng)域推進工程教育系統(tǒng)變革：在工程教育學科的嚴謹性、學科的跨度、人才培養(yǎng)、社會地位及影響力方面。努力確立與國際接軌的標準并作為推進改革的重要依據(jù)。教育工作者、雇主和專業(yè)界必須共同努力，形成精深的專業(yè)教育和專業(yè)執(zhí)照注冊體系。這在客觀上要求我國高等工程教育界必須加快與國際高等工程教育的協(xié)同合作。大學應(yīng)實行以嚴謹與高質(zhì)量為特征的個性化工程人才培養(yǎng)計劃。依據(jù)行業(yè)差別和產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)差異有針對性地確定人才培養(yǎng)重點。針對應(yīng)用科學與技術(shù)研發(fā)、設(shè)計和創(chuàng)新、工程管理等制定有側(cè)重點的特色化工程培養(yǎng)計劃和學位分類標準。重構(gòu)工程教育學位體系。本科的工程教育應(yīng)該逐漸重組為一種通識型學科體系并將其嵌入到大學普通教育之中。就如同科學、人文和藝術(shù)的通識學科一樣，工程教育應(yīng)該更加靈活地為學生提供綜合性、交叉性的寬口徑教育資源，讓學生能做好終身學習的準備。建議在2-3年的工程碩士研究生階段提供以應(yīng)用為基礎(chǔ)的學士后水平教育，作為多數(shù)學生進入工程職業(yè)（專業(yè)）的入門學位。積極籌備開設(shè)工程博士學位，作為培養(yǎng)研發(fā)型工程師和工程科學家的重要學位制度。進一步促成工程教育的利益相關(guān)者（政府、產(chǎn)業(yè)、教育機構(gòu)、職業(yè)協(xié)會等）積極投入到高等工程教育領(lǐng)域，進一步推進政府、產(chǎn)業(yè)界和高等工程教育界進行緊密的合作。建議大學和企業(yè)以教育部去年啟動實施的卓越工程師教育培養(yǎng)計劃為契機，制定全新合作計劃，成立基于技術(shù)創(chuàng)新和人才培養(yǎng)的聯(lián)合研究院（班）和各類實踐創(chuàng)新基地，政府應(yīng)努力制定標準化且易于執(zhí)行的知識產(chǎn)權(quán)政策，規(guī)范大學創(chuàng)新技術(shù)的轉(zhuǎn)化。各方應(yīng)大力支持企業(yè)科學家和工程師作為大學工科“實踐型教師”計劃，這些措施應(yīng)該由稅收激勵、政府基金和產(chǎn)業(yè)界支持聯(lián)合組成。在校企聯(lián)盟和新的技術(shù)轉(zhuǎn)移機制中建立大型的跨學科研究團隊，將這些新的工程資源引入知識創(chuàng)新和人才培養(yǎng)過程。