科技一體化下的工程教育對策研究

摘 要：本文運用文獻分析法，回顧了現代工程教育發展歷程，認為工程教育先后歷經了工程技術、工程科學和工程實踐三個發展階段。在此基礎上，重點分析了時下的科技一體化背景對工程教育提出的新要求并提出了相應的應對措施。

關鍵詞：科學、技術、一體化、工程教育、對策

作者簡介：賈衛輝，工作單位：華南理工大學公共管理學院。

任何事物的發展過程都是內外因同時起作用的結果，工程教育自然不能例外。現代工程教育在經歷了兩百多年的發展后，時下處于一個什么的外部環境，自身又處在一個什么狀態，這兩個問題是關系到工程教育發展的關鍵問題，有必要進行明確。

一、工程教育發展歷程

現代意義上的工程教育的產生是工業發展到一定程度的結果。隨著英國以紡織機的革新、萬能蒸汽機的發明和應用為標志的工業革命的蓬勃興起和擴大，現代工業的大門被開啟了。機器的廣泛應用、生產的規模化，激增了社會對工程技術人才的大量需求，而傳統的師徒式的人才培養模式不能滿足這一要求，作為教育一個類別的現代工程教育就此應運而生。與此同時，歐洲范圍內的民族主義正在逐漸形成，各個民族國家的建立，加劇了彼此之間的競爭，其中的重中之重即是一個國家的軍事工程力量。在1779年的《大不列顛百科全書》中，工程師被描述為一個在軍事領域中的專家。由此可見，在工程教育肇始之際，是為了滿足工業和軍事的需要，這其中以工程技術為主。正是這樣的需求，導致當時的工程教育特別注重對學生的工程技術的訓練。而隨后的第二次工業革命，出現了冶煉、化工和電氣等行業，歐美各國政府創立了大批的技術學院，主要關注的仍然是工藝，更加強化了這種要求。綜上所述，在二十世紀三十年代以前，工程教育以技術訓練為主要特征。正如ABET在其報告中提到的那樣，“對技術知識和能力的過分強調，以及在國防領域中技術的應用的提高，在一段時期內很好的服務了國家利益”[1]。

盡管偏重技術的工程教育培養的工程人才很好的服務了國家利益，但卻并未獲得社會的廣泛認可，人們更多的認為工程教育只是一種職業培訓，而不是一種大學教育，畢業生的社會地位有待進一步提升。進入到二十世紀三十年代以后，早先出現的新的工程教育理念以及之后冷戰的軍備競賽，特別是蘇聯成功發射衛星后，世界工程教育的重心開始偏向科學。在1930年，麻省理工學院校長Karl Taylor Compton在其就職演說中希望“學院將越來越關注基礎學科”[2]。現實正如Karl所愿，隨后爆發的“科學革命”成為了二十世紀工程教育的特征。在這場革命的看得見的副產品當中，最為明顯的一個就是，工程設計由于其非公式化、缺少定量分析和可以教授的核心主體知識的事實，被從課程體系中大量刪減，結果工程課程的職業性逐漸消除，強調的是對基礎科學的學習。這種對工程教育意義深遠的重構，導致了工程科學的出現，并成為工程教育各學科的核心課程。工程畢業生也不再精通于工程技術，取而代之的是扎實的工程科學基礎和對技術快速革新的良好應對。因此，在二十世紀的大部分時間里，工程教育的主要目標是開設工程科學課程，利用數學工具，進行定量分析，給予工程教育以學術性和科學性，以期獲得社會的認可。

對科學的倚重，在一定時期內確實提高了工程教育的社會地位，這一時期美國出現了多位諾貝爾獎獲得者，他們在基礎科研方面的發現也有力地提升了國家的競爭力。但是，進入二十世紀八十年代以后，隨著冷戰影響的消減和世界局勢的緩和，各個國家的經濟重心自然由國防轉向了商業，此時用人單位發現，工程畢業生雖然有著良好的工程科學基礎和一定的工程技能，但是嚴重缺乏溝通交流和團隊合作方面的意識與能力，而且并不看重社會等其他非技術因素在工程問題的解決和質量保障過程中的影響。為了回應這些問題，麻省理工學院發起了“回歸工程”運動，著力培養學生的工程素質。所謂“回歸工程”，包含四個方面的內涵[3]：即從過分重視工程科學轉變到更多重視工程系統及其背景；注重工程實踐能力的培養；強調應用“整合”或“集成”的思想，重建課程內容和結構；學會學習和終身教育。為了實現這種目標，麻省理工學院又聯合其他工科院校踐行了CDIO教學模式改革，旨在將一個產品或服務的全過程完整地反映到工程教育的過程中。

綜上所述，現代工程教育在先后經歷了工程技術教育和工程科學教育后，現如今正在向工程實踐教育轉移。縱觀工程教育的整個歷史，我們可以發現，在與之相聯的外部環境中，最為緊密的兩個外部因素即是技術與科學，因而有必要明確兩者的關系及其對工程教育的影響。

二、科學與技術的關系發展

在人類從事生產勞動的過程中，由于分工的不同而出現了腦力勞動和體力勞動之分，或者可以說腦力勞動者主要從事認識世界的科學活動，而體力勞動者則主要從事改造世界的技術活動。

現代意義上的科學的實際應用緣起于十五世紀下半葉的近代自然科學的產生。在此之前，科學對技術的影響甚微，無論是自然經濟下的農業技術，還是工匠的手工業技術，都是憑經驗掌握和積累的，只是手藝、技能。在此之后，科學的實際應用才逐步顯現效能，特別是第二次工業革命以后。而在這一段時期，科學革命一般要先于工業技術革命大約兩個世紀。到了十九世紀末，二者的進程基本趨于一致，但是由于兩者的根本目標的差異，彼此之間的相互作用并不太多。進入二十世紀，自然科學突飛猛進，以量子力學和相對論的提出和生命科學的興起為代表的物理學和生物學成為科學領域的龍頭，其他領域也有革命性的發現。隨著現代科學革命的興起，現代科學在越來越大的程度上更加依賴于現金復雜的技術手段，出現了“科學技術化”；反過來，在科學理論的支撐下現代技術獲得了許多重大發明，如原子模型和質能方程指引人們進入到了原子能時代等，這就是所謂的“技術科學化”。因此，科學和技術兩者開始融合，加強和促進著彼此的變革。時至今日，二者已經構成了一個單一實體，引發了一場新的“科技革命”，并引起了一系列重大結果。

綜上所述，科學發現和技術發明由最初的彼此不相干，到隨后的進程不一致，再到后來的進程一致而相互作用微弱，直到近來的彼此促進，合體的趨勢十分明顯。然而，科學一體化盡管模糊了基礎和應用研究之間的界限，打破了傳統的線性創新模式，但是這并不能完全將二者融合，這主要是因為科學研究和技術開發的動力不同，前者源于問題而止于更高級問題，后者則是為了滿足社會的實際需要；科學知識的公有性和技術成果的保密性之間的矛盾也難以調和[4]。

三、新時期的科技一體化的影響

在分析了與工程教育關系最為密切的兩個因素之間的相互關系后，我們還應該就其對工程教育所帶來的影響有一個認識，這樣我們對工程教育的外部環境才能有一個更加完整和客觀的評價。

從古至今，世界各國的發展水平在同一時期都不盡相同，今日也概莫能外。世界上主要的發達國家已經基本進入了知識經濟時代，而我國等發展中國家還處于或者剛剛進入工業經濟時代，一些落后國家甚至仍屬于農業經濟時代。處于追趕地位的我們，盡管處于工業經濟時代，但是必須要以知識經濟的格局來進行工業經濟的規劃，這就要求我們重視科學技術，也就是重視知識的創新和應用。科技一體化以后，從科技革命轉化為生產力，再由生產力轉化為經濟利益的周期明顯縮短；知識的更新速度日益加快，出現了知識大爆炸。這相應的要求人們要具有很強的自我更新能力。

這個時代又是以經濟全球化為特征的。當今世界科研的前沿問題在時空上來講，分為一種是越來越小越來越快的研究，如生物、納米、信息方面的研究；另一種是越來越大越來越長的研究，如能源、環境、物流方面的研究。然而從難度和復雜度上來講，這些研究都是一個宏大的系統工程，憑借一己之力很難完成，必須通過最廣大范圍的尖端合作才有可能取得理想的成績，這就需要建立一種“世界工廠”。此外，事物的組合方式也發生了巨大變化，由過去的組件式或流體式，逐步發展成了網絡式，在這個網絡中，很可能包括了組件式和流體式，因而對于事物的認知難度進一步加大，也相應地要求范圍更廣程度更深的合作。因而，全球一體化已經不是一種選擇，而是一個現實。

四、科技一體化下的工程教育

綜合考慮工程教育的內外部發展環境，新時期的工程教育必須通過工程實踐教育，使學生能夠在知識經濟時代適應全球一體化的要求。要實現這一目標，須做到以下幾點：

第一，必須強調學生的實踐能力，特別是溝通能力和合作意識。要提高教師素質，主要是指促進教師成為教育者。而這又需要正確確立培養目標，合理安排教學內容，調整評價標準的合力而為。同時要促進認知科學的發展，爭取將學習科學化。

第二，提高學生的信息技術和自我更新的能力。信息技術被譽為未來社會的筆和紙，其重要性更是堪比空氣之于人類，因而必須提高學生的信息技術能力，這樣才能更為有效的實現自身與外界，校內與校外的交互。作為對變換增快的回應，學生必須學會自我更新，這主要是學生的學習能力的培養以及終身學習意識的養成。

第三，牢固樹立系統觀念。全球一體化這一現實造成了問題的趨于宏大，要想更加合理的解決問題，就必須了解問題相關的系統背景，將問題進行可持續發展式的解決。

總結

如前所述，工程教育自身在經歷了工程技術教育、工程科學教育后，開始了工程實踐教育；與工程教育關系最為密切的科學和技術兩因素在經歷的分合之后，科技一體化的趨勢已經彰顯；以科技一體化為動力造就的知識經濟時代和全球一體化進程已是現實。因而主客觀上均要求新時期的工程教育要注重對學生實踐能力的提高、信息技術和自我更新能力的培養以及對系統觀念的樹立。

參考文獻:

1、Lisa R. Lattuca. The Changing Face of Engineering Education. The BRIDGE， National Academy of Engineering， Vol. 36， No. 2， Summer 2006: p6.

2、Zehev Tadmor. Redefining Engineering Disciplines for the Twenty-First Century. The BRIDGE， National Academy of Engineering， Vol. 36， No. 2， Summer 2006: p33.

3、水志國. 美國高等工程教育“工程化”發展研究[J]. 中國電力教育， 2006，(02):22.

4、 盧旺林， 李光. 慎言科學技術一體化[J]. 科技進步與對策， 2006，(01):161.