欧美工程教育发展最新进展：报告与行动

梁兴来 王祁阁

（盐城工学院 校长办公室，江苏 盐城 224051）

最近10年来，为应对21世纪的全方位挑战、努力增强国力和国际竞争力，以顺应知识经济时代全球化和信息化的大趋势，欧美诸国纷纷加大工程教育的改革力度，将其作为本国科技人力资源建设的重要组成部分。

一、美国工程教育发展

美国工程教育改革的研究与实践，集中反映在以下三个大报告：美国国家工程院（NAE）分别在2004年和2005年推出的《2020工程师》（第一卷：2020工程愿景报告，第二卷：培养2020工程师行动报告）［1］；卡内基教学促进基金会2007年推出的《培养工程师：谋划工程领域的未来》；［2］密歇根大学杜德斯达特中心2008年推出的《变革世界的工程：工程实践、研究和教育的未来之路》［3］。现将三个大报告分别简介如下。

1.美国工程院《2020工程师》项目的两个报告。

美国工程院的《2020工程师》计划提供了两个主题报告，即2004年发表的《2020工程愿景报告》和2005年发表的《培养2020工程师行动报告》。《愿景报告》从4个方面对2020作了预见和深入讨论：2020工程实践的技术大背景是什么？2020工程的社会、国际和专业的大背景是什么？对2020工程和工程师的期望是什么？2020工程师的关键特征是什么？

该报告对所理解的工程和工程师的期望予以总结，例如：工程专业在社会文化系统中发挥的深刻作用，通过工程教育能够获得更多的职业发展机会，工程教育对工程师从事“非工程”的工作具有重要价值；让公众认可专业、技术、社会、历史、传统等知识的融合，这样才能使工程师更好地迎接世界上复杂多变的挑战。2020年的工程师应具备较好的科学与数学基础，能够通过人文学科、社会科学与经济学来拓宽设计的视野。在创造过程中强调有效的领导力来发展与应用下一代技术，以解决未来的问题等观点。

《行动报告》则是在上述报告基础上，全面论述了2020工程教育发展战略，2020工程教育实施项目与机制，并对2020工程教育提出若干具体的建议。该报告的战略要点很多，例如：要在一个大系统中探求有效的工程教育，这个大系统是由相互关联的工程教育系统、工程实践系统、K-12教育系统及全球经济系统构成的；工程教育必须体现其训练工程师的本质，同时，工程教育过程是在日益重视工程实践与工程教育研究的背景下进行的；工程教育需要多方合作，尤其是工科教师与工程专业界的参与。

2.《培养工程师：谋划工程领域的未来》报告。

该报告是卡内基基金会关于“专门职业人员”培养的系列研究成果之一。《培养工程师》是继《培养牧师》和《培养律师》之后，卡内基教育促进基金会于2007年发布的关于专门职业教育的系列报告中的第三个。《培养工程师》与其他研究一样，建立在直接观察正在进行中的教育的基础之上。初步的研究聚焦于40所工科院校，考察了100个有关鉴定的自评报告，走访了6所院校和11个机电类工程学科计划，这11个学科计划是美国本科工程教育交叉领域的代表。

报告认为，工程师和医师、护士、律师、牧师及其他专业人士一样，是在日益复杂和不断变化的情境中工作的。工程实践的外部环境发生了变化，工作的实质内容——即工程师要解决的问题和所依赖的知识也发生了变化。报告同时指出，尽管工程教育擅长传授某些知识，但在培养学生整合自己的知识、技能和专业发展的认知上不是很有效。这种整合的缺乏也削弱了工科毕业生在其他工作领域运用工程见识的能力。这项研究中得到的重要启示是专业实践教学的必要性。专业实践的教学，应该成为在未来本科工程教育中对课程内容和教学策略选择的试金石。

为了实现这个目标，课程及教学策略必须精心设计，为了引导工程教育重新设计，该报告的作者提供了以下4条原则。（1）提供专业的支柱：专业实践；（2）讲究教学方法，讲授关键概念；（3）通过模拟实践来整合身份、知识和技能；（4）把工程置于全球环境，鼓励学生运用横向思维。

3.《变革世界的工程：工程实践、研究和教育的未来之路》报告。

该报告是密歇根大学杜德斯达特教授新近组织发表的重要研究报告。该报告开门见山地指出：包括人口特征、全球化和技术快速变革在内的一系列强大力量，驱使工程在社会中的作用发生深刻的变化。全球知识经济对于不断变化的劳动力和技术的需求，极大地改变了工程实践的性质，工程师不只是简单地掌握科学与技术原理，还需要更广阔的技能。人们越来越意识到技术创新对经济竞争力和国家安全的重要性，这就要求优先发展工程应用基础研究。基础研究和工程应用之间知识流动的非线性、新技术的高度跨学科性，以及网络基础设施的影响需要新的工程研究和开发的范式。而且，工程类工作的外包、学生对科学和工程职业兴趣的下降、移民限制，以及国内工程劳动力社会多样性的缺乏等挑战，也使得目前美国工程的发展方针存在严重的问题。

工程教育近几年来尽管取得非常大的进步，但依然局限于狭隘的、学科导向的本科教学计划。现在它面临的挑战越来越多，包括新技术残酷地变革速度以及对于最有才能的学生从事工程职业吸引力的下降。相比工程职业，这些学生更倾向于其他专业课程如法律，医学，以及商业管理。

该报告研究的目的是综合各类关于工程职业、国家技术和创新需求以及人力资本作用的报告中的主要成果和建议，同时深入分析工程实践、研究和教育不断变化的本质。更具体地说，它从几个方面来考虑工程的含义：（1）作为一门学科（类似于物理学或者数学），在技术驱动的21世纪社会可能成为“通识课程”；（2）作为一种职业，是社会急需但同样面临着众多挑战；（3）作为知识基础，在知识经济中支撑着创新，创业，以及价值创造活动；（4）作为一种多样化的教育系统，这个系统在培养工程师和工程研究中需要具备优质、严格以及多样化的特性，并能带来繁荣，安全，以及社会福利。更一般地说，它探寻的是21世纪工程的性质与目标是什么这样的问题，我们必须在这些问题上做出重大改变以应对需求和社会发展优先权的迅速变迁。

报告设计的通向未来工程的路径图是：一系列旨在变革工程实践、研究和教育的建议和行动，其基本目标是维持和增强对经济繁荣、国家安全和社会福利起着关键作用的国家技术创新能力。

二、欧美工程教育改革最新动向

在全球工程教育改革中，新思想、新举措、新实践层出不穷，值得注意的新近的战略动向有如下三个。

1.响应STEM国策的工程教育行动。

鉴于2020年代的工程师眼下正是在校的中小学学生，因而美国举国上下认识到工程和工程教育必须从娃娃抓起。2009年初，美国工程院与国家研究理事会联合发布研究报告《K-12教育中的工程》，探讨分析了K-12教育中的STEM（科学、技术、工程、数学）现状和未来，专门探讨STEM教育中的工程核心概念和工程能力概念，相关教育实施的状态，教学主题和方式的改进。并就K-12工程教育的基本原理，政策和课程问题，以及与STEM整合等问题，提出若干具体的建议。报告共6章：（1）引言。（2）工程是什么。（3）K-12工程教育的案例。（4）K-12工程教育的现状。（5）核心工程概念和技能在K-12各年级的教和学。（6）研究结果和建议。该报告的第二章精辟地指出，“工程”不仅是一个知识体系（BoK），而且是解决现实世界中现实问题的一个过程。报告呼吁教育工作者、政策制定者、工业界领导人和教育研究工作者、认知科学研究者联合起来，共同推进K-12学校中的STEM教育和社会公众的认知，提升全民族的科技素养。

而《K-12教育中的工程》报告的最新发布，正是为STEM做了成功的注解与展望。类似的行动在英国和德国也有开展，只是在德国用MIND（数学、信息学、自然科学和技术）代替了STEM。

2.响应工程大挑战的工程教育行动。

2008年9月，美国工程院发布《21世纪工程大挑战》报告，列述了14项工程挑战：（1）太阳能经济利用；（2）氢能源开发；（3）CO2封存技术开发；（4）氮循环控制；（5）清洁水供应；（6）市政设施改造；（7）健康信息建设；（8）先进药物与治疗；（9）思维技能再造；（10）核恐怖防范；（11）赛博空间安全；（12）虚拟现实（VR）普及；（13）个性化学习拓展；（14）科学与工程合作。

《21世纪工程大挑战》报告就每一项“大挑战”，分别阐明了它的重要性，对工程的冲击与焦点，以及回应挑战的策略思考。2009年3月，美国Duke大学工学院、Olin工程学院、南加州大学（USC）工学院，发起成立协作组应对14大挑战。美国工程院迅速回应、大力支持，设立一项“大挑战学者计划”，提出了培养能够迎接大挑战主题的新型工程师的课程架构。新的架构包含5个部分：（1）涉及大挑战主题的设计或研究活动；（2）称之为“工程＋”的跨学科课程；（3）创业；（4）全球视野；（5）服务的学问。GCSP计划安排用1年时间征集意见和吸收协作组新成员，并争取NSF对全国性GSCP计划的立项资助。

3.响应《欧洲2020战略》的工程教育行动。

2010年初，欧盟正式推出一个指引欧洲经济未来10年发展的《欧洲2020战略》，取代到期的“里斯本战略”。新战略的主题是“敏捷、永续、包容”，它建立在三大支柱上：一是继续沿着知识经济的道路前进，加大教育投入，推动创新，促进数字经济发展，通过发展互联网建成真正意义上的网上单一市场；二是建成一个具有竞争力、互联共通、更加绿色的经济体，包括完善交通运输、能源输送、宽带网接入等方面的基础设施；三是建成一个更加宽容的社会，最终实现在科技水平上追赶美国的“欧洲梦”。

“创新联盟计划”是《欧洲2020战略》的九大“旗舰首倡计划”（flagship initiatives）之一，它要求加大研究投入并使欧洲成为最有吸引力的新产品开发场所。欧盟各成员国政府承诺积极改革其国家创新系统，尤其是加强工业与大学的合作，确保足够的理工科毕业生供给。另一方面，要把研究成果转化为生产中去，工程师的活动是毫无疑问的，这也是工程师教育的核心部分。在《欧洲2020战略》的文本中，“工程师”和“工程”一词明白无误地反复出现在描述“创新”的章节，而“科学家”一词仅含糊地用在泛指所有科学活动的地方。由于普遍意识到工程师在欧洲的严重短缺，新的《欧洲2020战略》把“造就更多的欧洲工程师”作为它近期和中长期必须达到的目标。

综上所述，欧美工程教育改革举措不断，几大重要报告和计划共同反映出未来工程教育的发展趋势是：注重工程实践培养，强化产学合作培养，夯实基础性工作，体现创新创业需求等。我国相关主管部门应该对此加以综合研究，从中汲取有益经验，便于我国高等工程教育的发展适应未来工程教育的发展趋势。

［1］NAE.Engineering Research and America’s Future：Meeting the Challenges of a Global Economy［R］.http://www.nap.edu/catalog/11393.html，2005.

［2］Charles M.Vest.Context and Challenge for Twenty-First Century Engineering Education［J］.Journal of Engineering Education，2008.

［3］Duderstadt.Engineering for a Changing World：The Future of Engineering Practice，Research，and Education［R］.http://milproj.dc.umich.edu/publications/EngFlex_report/download/MITEngFlexIntro.pdf，2012.