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一、新工業革命對國際工程教育的影響

新工業革命將會在制造生產方式和社會生活方式的各個領域產生巨大影響，導致整個人類文明體系發生重大變革。要想在新工業革命中處于領先地位，歸根結底要培養大量的人才。正如UlrichSendler所指出，“如果沒有人才，即使是最先進的工業軟件或最好的信息系統，都有可能變成‘金錢的墳墓’”。高等工程教育在人才培養中占有非常重要的地位，因此對高等工程教育的課程教育體系及培養模式提出新的要求。

1．教育范式的轉型。國際工程教育隨著各時代工業革命的浪潮而持續不斷地深化改革，又助推著工業革命的深化。教育模式曾從注重技術應用的“技術范式”，過渡到重視科學研究的“科學范式”；由于“科學范式”過分注重基礎科學的學習、過分偏重理論，導致大學畢業生掌握新型科技知識不足，從而又逐漸轉型為注重實踐的“工程范式”。但隨著以物聯網、云計算、大數據、3D打印為代表的新工業革命技術革新的浪潮，工程領域對掌握新科技、跨學科知識的綜合素養人才的需求日益增加，“工程范式”亟待調整與適應新工業革命技術發展。新的教育范式應將科學與技術、技術與非技術融為一體，更注重培養學生的實踐性、綜合性與創新性。

2．課程體系的調整。科技革命和技術創新是新工業革命的基礎和必要條件，其中移動計算、社會化媒體、物聯網、大數據、分析和優化及預測等技術的發展不僅導致一批新興產業的誕生和興起，也將使整個制造業的生產方式、制造模式、交易模式等方面產生重要變革。新的科學技術的發展對工程教育中原有的課程體系提出了挑戰。現在大學中普遍存在的突出學科導向的知識學習系統將更多轉變為需求引領、問題導向的知識構建式學習系統，將導致課程體系的重構、課程知識單元的重組、課程實施方式的變化等。

3．復合型人才的培養。新工業革命背景下工程領域軟硬件系統日益復雜，學科進一步高度融合；新的復雜工程項目越來越依賴于團隊工作，團隊不僅需要具有某項專業技能的工程技術人員，更需要掌握跨學科知識、甚至能夠對多領域項目進行指導與協調的復合型人才。目前，高校教育關于復合型人才的培養，在知識學習上主要是通過跨專業選修課或與其他專業學生項目合作與交流來實現，還遠不能適應新工業革命背景下對復合型人才的要求。

二、新工業革命背景下國際工程教育改革措施

目前，各國都開始著眼現在，遠瞻未來，思考新工業革命背景下工程教育改革的思路并付諸行動。

1．更加注重工程實踐。工程實踐已不再簡單作為與知識學習平行的條線來看待，更不只是停留在對所學知識的理解和應用的層次上。對工業實踐環境的理解，對工程師工作過程的重現，以及對理論———實踐（實習）———理論這樣既定順序的變革，都帶著新工業革命要求的特征。21世紀以來，美國麻省理工學院（MIT）制定并實施了多個教學改革方案，如本科生實踐機會方案、本科生研究導向計劃、綜合研究項目等，有效地培養了學生的實踐能力和綜合分析能力。2004年，MIT聯合瑞典幾所高校創立并推廣了新型教育模式———CDIO模式，即概念構思、設計、實施和運行4個教育和實踐訓練環節，就是將工程師創新性工作過程轉化為工程教育過程的探索。悉尼科技大學也很重視工程實踐，其全日制工程專業學生學制五年，其中包括四年的理論學習和兩個學期的實踐與實習。德國許多工業大學對實踐課程都進行了量化要求與規定，從而保證實踐性環節的比重，培養出的工程師不但具有扎實的理論功底，同時也兼備成熟的技術執行能力。

2．創新與創業教育。創新創業教育在工程教育中的滲透，可以看成是對傳統的、偏向簡單轉化既有知識為技術實踐能力的工程教育最深刻的變革和最尖銳的挑戰之一。MIT堅持“以學生為中心，課內與課外相結合，科學與人文相結合，教學與科研相結合”，形成了獨特的創新與創業培養教育模式。斯坦福大學形成了完整的創業教育體系，其中包括鼓勵創業的校園文化、完善的創業課程體系、豐富的創業教育資源、鼓勵創業的政策和資金支持等。俄羅斯的斯科爾科沃理工學院建立了“研究、教育、創業創新”三重螺旋集成的協同創新模式。這三重螺旋是同構的，以此保證知識生產、流通和消費三個環節形成的知識價值鏈的完整性。

3．產學研一體化。在高等工程教育仍然保持著校園學習基本特征的同時，“園區泛在”、“機構跨界”、“過程融合”、“教育延伸”、“師資多元”等與產學研一體化關聯的特點逐漸顯現。創建了世界上第一個研究園區“硅谷”的斯坦福大學與工業界簽訂長期的“學位合作計劃”，積極為各種規模的企業提供不同層次的教育和培訓服務，通過“工業聯盟計劃”不斷地為企業提供基礎研究、應用研究的尖端技術與人才。產學研合作在德國高等工程院校通過兩種途徑實現：一是產學雙方人員的交流。如學校聘請工業界具有豐富工作經驗的工程師擔任教授，大學生不僅要在校內學習理論知識和實踐實習，還必須在企業完成3個月到半年左右的實踐項目。二是校企共建實驗室、研究所。實驗室與研究所通常設有指導委員會，主席一般由工業界人員擔任。

4．通識教育。在新工業革命下的高等工程教育改革中，通識教育從新的維度被加以考慮和再建，全球各國在此方面給予了充分關注。美國的《2020工程師計劃》總結了未來工程師應具備的幾項關鍵特征，包括“分析能力、實踐經驗、創造力、溝通能力、商務與管理能力、倫理道德和終身學習能力等”。德國工程師協會要求工程專業的畢業生不僅要具備扎實的技術基礎，還需要對市場和商業運作有所了解，能夠在國際環境下開展工作。在日本的高等教育改革中，以實際問題為中心，打破科學壁壘，積極調整學科布局，創新發展跨學科領域。各國在此方面的積極努力使學生能夠在通識化教育系統中，構建起比較全面的人文社會和科學知識結構，實現專與通的銜接和整合。

三、工程教育改革深化的新課題

在當今新工業革命背景下，國際工程教育改革必須予以深化。高等教育機構需要從多個方面完善人才培養模式，使得培養出的人才適應新工業革命背景下的發展。

1．專業整合。為了符合技術發展與當前時代需求，工程教育專業整合也應該與時俱進。除了淘汰部分傳統陳舊專業外，還應進行已有專業的再造、新專業的增設和淡化專業的寬口徑模式。通過已有專業的再造對陳舊專業進行知識更新、實踐環節優化等實現專業培養目標調整或跨學科能力培養，如機械制造及自動化、機電一體化等專業；通過新專業的增設將新科技順利引入到工程教育當中以實現知識的更新、傳遞與當代科技發展相一致，如人機互動、超微工程、社會與環境、物聯網等新專業已在部分高校試點；另外，淡化專業的寬口徑模式也是專業整合的方法之一，如澳洲墨爾本大學對本科專業進行更寬口徑的集成，96個專業被合并為6個大的專業，其把專業教育提升到研究生教育層次。通過以上專業整合，可以提供學生更寬廣的視野和多學科知識，以及著力打造終身學習能力。同時，專業整合也應根據不同學校的人才培養定位采取不同的對應策略；對處在完成工業化進程中的中國而言，著眼新工業革命未來發展的同時，還需要百十萬計的掌握精深技能的專業工程師。不同定位的學校按不同人才培養目標確定專業整合、發展、改革的策略至關重要。

2．課程重構。幾乎所有工程專業都面臨課程重構的艱巨任務。體現專業改革的龍頭是課程體系的再設計。體系再設計必須與人才培養目標相關聯，但無論是更加突出通專結合的人才培養目標，還是實踐能力培養在教育過程中貫穿；無論是跨傳統專業的復合型人才培養，還是致力于某一工業技術領域的專門化人才培養，其課程內容和組合都必須發生變化。此外，本科和研究生之間的課程銜接是課程重構需要解決的問題。與學習教育內容的變化相配合，課程的呈現方式更加多元將是必須面對的現實；雖然課堂講授仍具有普遍性，但非講授式的“課程”建設會得到越來越多重視。課程重構涉及的難題之一，是學科性的知識系統如何有效結合于面向問題、面向過程的工程教育本身。

3．學習模式變革。突出學科導向的知識學習系統將更多轉變為需求引領、問題導向的知識構建式學習系統。社會需求與高等教育相輔相成，社會需求決定了高等教育對人才培養的方向，而高等教育的培養質量取決于人才適應和滿足社會需求的程度。滿足新工業革命的社會需求是當前高等工程教育發展的重中之重。在對工程人才的培養過程中，需重視由社會需求所產生的實際問題，面向問題進行學習，如PBL模式。學生從不同的角度，運用不同的方法自主探究并解決問題，在解決問題的過程中自主構建知識框架，鍛煉思維能力。這將使得高等教育從以往的填鴨式教學向概念性理解和自我導向學習進行轉變，以更加滿足新工業革命環境下的社會需求。能夠整合多種社交網絡工具和多種數字化資源的大型開放式網絡課程（MOOC）、短小精悍的微課程、直觀視頻顯示與多媒體互動的動畫和視頻技術等，通過網絡、多媒體技術和教育的結合，實現了網絡教學和遠程教學，突破傳統課程時間、空間的限制，豐富學生的課內課外學習，極大地提高了學習效率，改變著現有的學習模式。第一、第二課堂界限淡化，理論學習和實踐環節的先后順序將發生倒置、交替，以及體驗型實踐更多轉變為創意創新、設計實現等模式，也對課程教授學習方式產生重大變革。

4．師資隊伍配置。為了使工程教育內容與時俱進，高校的教學團隊必須含有掌握最新科技進展和具有豐富實際工程經驗的師資。對我國高校而言，制定政策、創造條件，使得高校有能力有吸引力能夠在全職教師聘請部分來自企業的師資是需要解決的重要課題；同時，更應著眼于專兼結合的師資隊伍的建設。哈佛大學、牛津大學、斯坦福大學、MIT等這些世界名校都設有企業講席，其企業合作伙伴包括Google、IBM、Facebook等。在這樣的需求下，高校人事制度面臨一系列挑戰。同時，有組織化的教學研究和教師培訓，以及更加具有針對性的教學評價是需相應配套的。例如，引導教師的教學風格適應新技術導致的學生學習行為的變化，使教學課程成為一個師生交往、積極互動、共同發展的過程，從而啟發學生自己思考問題，解決問題。

5．教育質量評價和保證。對教育進行有效評估將充分保證教學質量，培養合格的人才，滿足社會需要。在新工業革命形勢下，高等工程教育改革將涉及眾多相關學科的革新，包括對傳統專業及課程的刪減、融合等。對這些整合或修改的專業及課程進行評估時，需考慮到符合新工業革命發展的相關因素。同時，當前的授課方式也逐漸豐富，呈現出多樣化特征，包括MOOC式教育等新型教學方式不斷涌現。如何對這些新興教育資源和教育方式建立評估體系尚處于探索階段。作為工業強國之一的德國，其對教育的評估往往引入包括教授、政府、工業界以及學生組成的第三方咨詢機構，根據社會及行業的發展進行動態評估。英國開放大學OpenLearn項目為更好地保證教育質量，從資源建設過程、更新和質量監控、內部審查評估和外部監督體系幾個方面構建了教育質量保證體系。在建立評價體系的過程中必須克服傳統評價指標體系單一化的問題，將傳統的學校教學評估與社會需求結合起來，充分考慮國家、社會、學校以及學生本人對高等工程教育的需求和期望，在不同類型的高校間以及不同專業之間設定多樣化的評價指標。只有建立符合新工業革命所處環境的工業評價體系，才能更加客觀地指導、協調、監督教學活動，保證高等工程教育與時俱進，健康發展。

6．終身教育體系完善。新工業革命背景下科技日新月異，學生在高校接受的工程教育難以滿足終身發展需求；當下已畢業的學生們在校課程一般以某一領域專業知識為主，而職場實際項目需要綜合性跨學科知識，為此繼續教育顯得尤為重要。繼續教育的形式主要有企業為主體的專業培訓和高校為主體的繼續教育。德國大眾成立了大眾大學，定期為工程師或其他員工進行新技術的培訓。高校為在校生開設的一部分課程有些是對畢業生開放的，如斯坦福大學暑期學校開設的“數據挖掘”課程就是面向在校生和畢業生的。德國高校還開設在職研究生課程，利用周末為在職員工進行與新技術有關的學位教育。各國正根據新工業革命需要，采用多種形式完善終身教育體系。

7．國際合作。工程教育國際化包括師生國際交流、國際合作辦學或海外辦學和全球學歷互認等。加強師生全方位的交流與合作，高校才能真正學到國際一流的教學方法和理念。同時要加強雙方在科研和學術方面的交流，使整體的學術地位和水平得到提高。師生可以通過出國訪問、參加國際會議、交換生項目等形式促進其合作交流。如歐盟伊拉斯莫斯計劃極大地促進了歐盟各成員國之間的相互聯系，消除了歐盟成員國在高教發展上的不平衡狀態，提高了歐盟高等教育的整體水平。開展國際合作辦學，如德國26所高校與同濟大學合作的中德工程學院，或在海外辦學，如紐約大學在上海成立了上海紐約大學，這不僅能引進先進教育理念、有效整合教學資源、降低教育成本、也能結合國內與國際教育因材施教，共同促進國際工程教育良好發展。盡管美國“華盛頓協議”與歐洲工程教育鑒定網絡協議的簽訂使得世界各個國家能彼此相互承認對方工程人才的學歷與學位，但如何根據各地區特點和工業發展的水平開展不同形式的國際合作尚需探討。四、結語新工業革命是社會生產力發展的必然結果，而人才的培養是推動革命順利前進的動力因素。在新興學科及全球化工程不斷涌現的今天，傳統的人才培養模式已經無法充分滿足社會發展的需要，因此高等工程教育改革勢在必行。通過將教育模式從“工程范式”中進一步升華，發展出符合時代所需的新型教育模式，進而培養出符合新工業革命時代所必需的復合型人才迫在眉睫。目前歐美各國采取了多種形式進行工程教育改革，以適應新工業革命進程，但仍然處于探索階段，還有許多新課題需要解決，如工程教育專業的改革、課程的設置、師資隊伍的建設等。

我國政府對相關工程教育改革也非常重視，《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010～2020年）》明確指出“把提高質量作為教育改革發展的核心任務”。因此對我國高等教育的關注不僅僅來自于學術界和教育界，而是已經上升到國家層面。2014年10月，總理訪德期間，與德國總理默克爾簽署了《中德合作行動綱要》。在綱要中，包括工業4．0在內的新興工業革命發展趨勢得到了充分體現，同時指出以同濟大學中德學部為典范開展廣泛的國際教育合作。通過借鑒德國及其他工業強國的優勢，使我國人才培養適應新工業革命發展的需要，為培養符合新工業革命發展的工程人才提供后備力量。進而使得中國從“制造大國”邁向“制造強國”，從“中國制造”邁向“中國創造”！

作者：陳以一李曄陳明單位：同濟大學常務副校長同濟大學教務處處長同濟大學中德工程學院副院長