新工业革命是由互联网和制造业融合引发的制造业革命,旨在推动工业生产制造进一步由自动化向智能化和网络化方向升级,将在生产和制造的各个领域产生巨大影响,引发产业变革和结构调整,也使国际工程教育面临前所未有的机遇和挑战。本文基于美、德、英、法四国的范例,着重分析总结发达国家在学科与专业建设、人才培养模式、课程体系与教学内容、教育教学方式、多方合作教育和教师队伍建设等方面的工程教育改革措施和成功经验及其对我国的启示,以期为正在深入开展的新工科建设提供参考和借鉴。
新工业革命发达国家工程教育教育改革新工科建设
林健,清华大学教育研究院教授、公共管理学博士生导师;胡德鑫,清华大学教育研究院博士研究生。
一、研究背景
自18世纪60年代英国工业革命以来,世界先后经历了蒸汽技术、电力技术、信息技术三次工业革命。进入21世纪以后,第四次工业革命拉开了序幕,这次工业革命是以工业一体化、工业智能化以及互联网产业化为代表,以人工智能、清洁能源、无人控制技术、量子信息技术、虚拟现实以及生物技术为主的全新技术革命。在新工业革命的浪潮下,各国都开始积极布局,投入到新一轮工业革命的变革之中。美国提出“工业复兴”、“先进制造业”等措施以应对产业革命,并于年颁布了“国家制造创新网络”(NationalNetworkforManufacturingInnovation,NNMI)战略计划,试图回到以制造业为主体的经济模式上来。[1]德国在制造业中引入网络实体系统及物联网技术,年推出了“工业4.0”战略,以提升整体制造业的智能化水平。[2]年英国提出制造业发展与复苏的*策,即“英国工业战略”。[3]年法国则提出了“新工业法国”战略,旨在通过工程教育创新重塑工业实力,使法国重回全球工业第一梯队。[4]而我国则在年加快部署、推进实施了“中国制造”战略计划,旨在把我国打造成引领世界制造业发展的制造强国。在*的十九大会议上,习近平总书记更是明确指出:加快建设制造强国,加快发展先进制造业,推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合,在中高端消费、创新引领、绿色低碳、共享经济、现代供应链、人力资本服务等领域培育新增长点、形成新动能;支持传统产业优化升级,加快发展现代服务业,瞄准国际标准提高水平;促进我国产业迈向全球价值链中高端,培育若干世界级先进制造业集群。
新工业革命将会在生产和制造的各个领域产生巨大影响,使全球生产要素配置方式、生产方式、组织模式与人们生活方式等发生革命性的转变。在高等教育领域受到新工业革命冲击最大的是传统工程教育体系,国际工程教育随着新工业革命的浪潮必须持续不断地深化改革,同时又将助推新工业革命进一步走向深化。对于处在工业化过程中的中国而言,新一轮工业革命和产业变革与我国加快转变经济发展方式形成了历史性交汇,国际产业分工格局正在重塑,来自国际竞争的压力必然会越来越大。面对新形势和新任务,我国高等工程教育改革迫在眉睫;能否尽快培养与造就一大批高质量、多类型、多层次的工程技术人才就成为提高国家工业竞争力、实现强国之梦的关键。在这样的大背景下,本文就美、德、英、法等国工程教育在学科与专业建设、人才培养模式、课程体系与教学内容、教育教学方式、多方合作教育和教师队伍建设等方面改革的主要举措、发展趋势及其对包括新工科建设在内的未来我国工程教育改革的启示和借鉴开展研究。
二、学科与专业建设
为了符合当前新工业革命背景下技术发展与时代需求,工程教育相关学科与专业建设成为首当其冲的任务。发达国家在淘汰少量传统陈旧学科专业的基础上,对其余传统的工程学科专业进行了调整、改造、转型、升级、交叉与融合,同时增设了部分面向未来新技术和新产业发展的全新工程学科专业。
1.美国。
在工程学科与专业建设的与时俱进上美国表现的尤为明显。在专业设置上,美国高校没有统一的专业目录限制,只有发挥指导作用的学科专业分类(ClassificationofInstructionalPrograms,CIP)。CIP是由美国国家教育统计中心(NationalCenterforEducationStatistics,NCES)研制并于年由教育部颁发。总体来看,由于美国高校有学科专业设置的自主权,所以CIP收录新的学科专业奉行“存在即合理”的基本原则。新专业的收录只要具备以下条件之一即可:①联邦调查统计数据表明,已经有特定数量的高等教育机构设置了该专业;②在联邦调查统计中提出新增学科专业代码的书面申请;③由本领域的权威人士提供证据证实该专业已经存在;④通过数据资料的分析证实该专业的发展潜力与可能性。NCES根据高等教育自身发展和社会经济进步的需要,分别于、、和年进行了4次修订;其中最新发布的CIP-将学科专业分为学科群(相当于我国的13个学科门类)、学科和专业三个级别。从学科群和学科数量来看,目前美国共有47个学科群,其中工学类学科群共有学科40个,比年的34个增加了6个,增长幅度在17.6%左右,专业数量从年的42个增加到年的54个,增幅达到28.6%左右;从专业的整体调整幅度来看,每次修订的幅度都比较大,约在20~30%之间。[5]CIP-是目前美国高校专业设置的指导性文件,在指导高等教育发展规划、资源配置以及高等教育整体布局等方面发挥着重要的作用。正因为*府对专业设置不做统一管理,美国高校在学科专业设置上具有很大的自主性和灵活性,可以根据学科发展和市场情况对学科专业设置及时进行调整。
经历了金融危机和互联网泡沫后,美国着力调整经济发展思路,及时启动了再工业化战略以重振美国制造业。年和年先后出台《重振美国制造业框架》和《美国制造业促进法案》,年提出“先进制造业伙伴计划”,年“国家制造创新网络”战略计划正式进入实质推进阶段,这些措施有力地推进了美国制造业的复苏与发展。年美国制造业创造了6.2万亿美元的产值,占美国GDP的36%。但令人