摘　要

　　創新的概念螺旋式上升與回歸，得到了廣泛的應用。新工科教育已經取得顯著成效，應進一步辨析其內涵和要求，凸顯其創新的過程特征，通過創新驅動實現目標達成。回顧美國工科教育的轉型發展，其觀念、要求與標準都在不斷變化，在整體培養目標之下，加強分層定位和多元發展，試圖避免片麵性和絕對化弊端。創新工科教育，應基於當代工科人才屬性的拓展，明確和聚焦討論對象，辨識複雜性和多樣性發展趨勢，把創新融入教學、科研和社會服務全過程，堅持守正創新、優化模式選擇、進一步持續推進，加快培養工科緊缺人才。

　　關鍵詞

　　創新；工科教育；概念與內涵；質量標準；多樣性

　　黨的十九屆六中全會指出，深化教育教學改革創新，促進公平和提高質量，推動高等教育內涵式發展。黨的十八大以來，中國特色社會主義進入新時代，明確把創新擺在國家發展全局的核心位置，堅持走中國特色自主創新道路，實施創新驅動發展國家戰略，高等教育步入普及化階段，著力推動內涵式高質量發展，新工科教育也已取得顯著成績，應認真總結經驗與深化認識。

　　一、基本概念與內涵

　　“新工科”概念一經提出，教育部就組織了深入研討。2018年9月，教育部、工業和信息化部和中國工程院聯合發布《關於加快建設發展新工科實施卓越工程師教育培養計劃2.0的意見》，基於“國家戰略發展新需求、國際競爭新形勢、立德樹人新要求”，指出了新工科的創新發展方向。幾年來，新工科教育的理論研究和實踐探索不斷取得新的進展。

　　(一)創新

　　創新的曆史和人類曆史一樣悠久，人類一直在探尋解決問題的新方法、好方法，並努力予以實現，創新概念及其理論不斷發展。熊彼特在《經濟發展理論》一書中，將創新定義為商業或工業中一些新事物的應用，包括一種新產品、一種新工藝或生產方法、一個新的市場、一個新的供應來源、一種新型組織，並以此賦予“創新”一詞特定的內涵，即把一種關於生產要素和生產條件的“新組合”引進生產體係中去。二戰後，關於技術創新的研究不斷深化，創新理論拓展到許多學科，從經濟學、管理學、技術管理、知識管理，以及科學、技術與工科等多個視角，提出了近60個創新定義。

　　創新一詞在漢語中早有使用，“創”是指首創、創始，“新”意為初次出現，二者合在一起的語義是拋開舊的，創造新的，與英語“innovate”的詞意“make changes； introduce new things”(改革、革新、創新)相近。基於經濟學內涵的“innovation”(創新)概念，在我國的評介見於20世紀中期。改革開放後，國內一些學者開始正麵引用熊彼特的創新理論，創新的地位與作用快速上升，科技創新成為創新的主要領域，圍繞創新的認識和實踐不斷深化。

　　當前，創新在綜合國力競爭中的地位益發凸顯，創新成為引領高質量發展的第一動力，“不同學科、不同學術背景的研究人員都在從事創新研究”，各行各業都在創新，應堅持守正創新，加快實現“以要素驅動為主”向“以創新驅動發展為主”的轉變，這已經遠遠超出了熊彼特的經濟學內涵，越來越回歸創新是“創立或創造新的事物”的原意。可見，創新由傳統詞義，到熊彼特賦予經濟學內涵，再到整合凝練和回歸提升，呈現出螺旋式上升的演進，並得到了廣泛的應用。

　　(二)新工科教育

　　前期主導觀點認為，新工科教育(Emerging Engineering Education，簡稱為3E)，“新”是取向，其內涵可以從理念新、要求新和途徑新三個層麵來理解，以實現工科教育的新興、新型和新生。近期，也有觀點認為，新工科教育的“新”是創新的“新”。上述兩種觀點有所不同卻又相互關聯，“新”是目的與表征，為工科教育明確了新方向、提出了新要求；創新是推進新工科教育目的實現和表征凸顯的舉措與行動，為新工科教育提供了方法、路徑。

　　新工科教育的理論產生於我國工科教育的實踐創新，而新工科教育的實踐也需要理論創新成果來引領和指導，理論與實踐相結合，更好地回應發展和需求的變化，構建新工科教育的係統輪廓，提升學生的創新思維、創新潛力和創新能力，培養一大批工科緊缺人才、愛國奉獻和勇於創新人才、推動傳統產業改造和發展戰略性新興產業的人才。

　　(三)創新工科教育

　　在漢語中，工科、工學、工程並沒有嚴格的區分，在很多場合三者不加區別地被使用，且均被英譯為“engineering”。基於新工科教育的語境，本研究除引用原文和一些固定用法，涉及教育領域、學科專業時主要使用“工科”，並將新工科教育英譯為“Innovating Engineering Education”，簡稱“IEE”，以凸顯其創新內涵。

　　高等教育擔負培養創新人才、產生創新成果和提高創新能力的重任，其自身也在持續創新，不斷增強適應快速變化和改革發展的能力。現代工科教育實施以來，持續創新發展，並在教學、科研和社會服務中得到廣泛應用，取得了一係列新的觀念、製度、管理以及新的知識、過程和成效。同時，新工科教育是一個學習過程，不應拘泥於“全新”，不要求與以前完全不同，也不必限定須獲得成功。基於當代工科教育的複雜性和多樣性，單一因素的創新已難以有效推進創新，而更多地體現為集成創新。

　　另外，技術創新的理論與實踐相對成熟，可以借鑒其成功經驗和失敗教訓，加強有組織的學習，促進“具有影響力的創新”(innovation with impact)，為新工科教育營造充滿活力的創新文化，避免陷入創新的“死亡之穀”(valley of death)，並能及時汲取創新工科教育過程中的經驗和教訓。

　　二、美國工科教育的觀念演變與爭議

　　高等教育創新的“最大障礙”就是在如何評價和監管教學質量(instructional quality)方麵沒有共識，質量觀念、要求與標準都與人才需求和辦學定位密切相關。我國現代工科教育的起步比美國晚了近100年，有必要回顧美國工科教育的發展演變與不同觀點。

　　(一)早期的質量觀

　　質量觀是教育觀念的有機組成和工作著力點，伴隨對工程師素質要求的不斷變化，工科教育的質量觀也在不斷創新。

　　19世紀初，美國現代工科教育起步，這對此前照搬英式傳統高等教育模式而言是一種創新。1802年成立的西點軍校(The United States Military Academy at West Point)，開設數學、化學和工學等課程，推進了課程體係創新。其後，倫斯勒多科技術學院(Rensselaer Polytechnic Institute)運用實驗室和戶外現場授課。兩所學校的畢業生在快速發展的鐵路建設、煤礦開發和製造業中發揮了重要作用，反映出工業發展變革及其對工科人才的強烈需求，以及創新工科教育的強大活力，也對傳統的高等教育質量觀念提出了挑戰。1862年的莫裏爾贈地法案(Morrill Land-Grant Act)促進了美國高等教育體係重構，完善了專業設置和課程體係，並新辦了不少高校，包括一批以工科教育為主的專門學院(specialized schools)，加快了工科教育的發展，也促進了高校入學人數的增加，接受高等教育已不再是精英們的特權，而是麵向了勞動者，使得傳統質量觀念受到衝擊，也因此遭到了傳統文理學院和精英階層的質疑和反對，加劇了關於大學理念和辦學質量的爭辯。

　　(二)兩種質量要求與集成創新

　　質量觀念的創新，推進了質量要求的演變。1918年，卡內基委員會關於“工科教育研究”的報告指出，半個多世紀以來，多數工科學院都在不斷增加課程，課業量很重，但學生的基礎科學知識並不能令人滿意，畢業生離校時也沒有達到作為工程師和製造者處置實際問題的期望。上述批評和相關爭論，一直持續至今。

　　一方麵，專業教育的擁護者強調，伴隨工科技術水平的不斷提升，對於工程師專業能力(competence)的質量要求也越來越高，認為不能忽視未來工程師在其專業範圍內擁有高水平技術優勢的需要，主張要加大工科教育的專業技能深度，培養學生掌握專門領域的職業技能，使其走上工作崗位後能夠專業對口、上手快。參考“企業與學術的差距”模型，可以構建崗位需求與工科教育的差距模型，以此描述該質量要求，即隨著時間的推移，工科教育的創新相對滯後，高校畢業生的專業技能水平越來越不能適應工作崗位的要求。(見圖1)

　　另一方麵，通識教育的擁護者強調，伴隨工科知識廣度的不斷拓展，工科教育應當為傳統的自由教育提供與時俱進(appropriate to the times)的基礎，拓寬教學內容，在教育教學課程中加強自然科學、人文社科、交流藝術等基礎，包括經濟學、管理學等課程，為工科專業的本科生提供廣博的通識教育，增強學生對於當代社會問題的敏感性和分析能力，但工科教育創新還不能滿足上述要求，工科畢業生與工作崗位對於通用知識水平的要求之間的差距在擴大。(見圖2)

　　上述兩種觀點都能找到實際案例，也可找到諸多理論觀點予以支撐，都具有一定合理性，但也都有局限性，即片麵地強調工程師崗位某一方麵的要求，將專業技能與通用知識相互割裂、對立起來。培養一名未來的工程師，如果隻強調專業技能水平，就會停留在圖3中左側麵的(1)區。同樣，如果隻強調通用知識水平，就會停留在圖中底部的(2)區。二者都顯得比較單薄和極端，不符合工科教育的實際。

　　當今社會，工科教育的主要對象早已不是“經濟安逸”而“無需做工謀生”的貴族和紳士，可能難以用“悠閑的好奇”精神僅僅將追求基礎知識作為目的，需要更好地從理論層麵突破認識論哲學的製約和理性主義(rationalism)的局限，也要防止實用主義的過度幹擾。應提高辯證能力，避免從一個極端走向另一個極端，客觀看待專業技能與通用知識的關係，統籌協調這兩個方麵，促使通識教育與專業教育“攜手共進”(go hand in hand)，提高培養質量，形成豐富和係統的立體素質。

　　(三)整體目標與分層定位

　　在強調集成創新的同時，也應注意到不同高校集成創新的方式方法會有所不同。在避免片麵性和絕對化的同時，也應防止籠而統之和泛泛而談。質量觀經常是具體的和針對性很強的，在整體培養目標之下，應堅持實事求是、因校製宜，從學校的實際出發。

　　20世紀上半葉，美國學界曾經出現過“統”的主張，期望統一工科教育的辦學定位、培養過程和質量標準。但伴隨學科交叉融合，前沿領域不斷延伸，信息、生物、新材料、新能源等新興學科和高新技術的快速發展，新工業革命帶來新的機遇和挑戰，經濟社會和學生的需求及利益更加多樣，工科教育的培養層次、類型和結構不斷變化，複雜性和多樣性趨勢更加凸顯，要為所有類型高校的工科教育規定“同一種課程，同一套要求”，甚至完全相同的質量標準，可能更多地成為一種“似是而非的討論”。

　　1968年，美國工程教育協會(American Society for Engineering Education, 簡稱ASEE)建議，麵對工科人才的多樣性要求，工科教育既要培養技術員和技術專家(technicians and technologists)，也要培養碩士學位以上的人才，通過加強工科教育的所有層次和所有學科專業，不斷擴大教育機會，為不同目的、基礎和才能的學生提供有效的服務，促進社區學院低年級學生進入工科本科教育的人數增加、比例擴大，並鼓勵和吸納更多的工科本科畢業生繼續深造。實際上，這些建議可以視為對上述關於“統”的主張的回應。1994年ASEE的一個報告，在肯定多樣性有助於為美國工科本科教育增強實力的同時，強調工科本科教育應維持廣博的核心課程內容，並要符合工程技術認證委員會(Accreditation Board for Engineering and Technology)的最低標準要求，也兼顧了不同類型工科本科教育的彈性和張力。2005年，美國國家工程院(National Academy of Engineering)的報告指出，進入新世紀，麵對技術快速進步、國家安全需要、發達國家老齡結構、人口增長和資源減少等挑戰，以及科學技術和新興交叉學科的發展趨勢，未來工程師不僅要在技術上更成熟，還應具有強大的分析技能、創造力、獨創性、交流技能、領導力、專業主義和高標準的道德，以及活力、敏捷、可靠性和靈活性的組合。2020年，美國國家教育統計中心(National Center for Education Statistics)也指出，工科教育是培養、支撐和協助工程師等相關職業的一種教育，致力於培養學生通過學習、實驗和實踐，獲得數學和自然科學知識，能夠有判斷力地應用這些知識，並合理開發利用這些知識。

　　上述任務要求，需要所有層次和類型的工科教育共同實施和實現，而不是某一個教育階段能夠單獨完成的，也很少有高校能夠完成所有培養任務。如美國高校在二戰後迎來了大量退伍軍人入學，其中多數學生希望學得職業崗位所需的一技之長，加快了社區學院的發展。後來，這一創新舉措並未因退伍軍人“入學潮”的消退而消亡，卻進一步促進了美國職業教育和成人教育的發展，優化了美國高等教育的結構，加快了其高等教育的普及化進程。

　　20世紀末，加州的一項調查發現，高校1/3的在校生都已獲得學士學位，“回爐”的主要目的在於學習專業技術技能，以獲得新的就業機會。產業的升級改造和新產業的發展，以及繼續教育和成人教育的非傳統類學生，都對工科教育提出了進一步的創新要求。

　　經濟社會發展對當代工程師的屬性(attributes)和能力都提出了更高要求，有的高校深感工科本科生在4年時間裏，難以積累起作為一流工科專業人員所需的通用知識和專業技能，因而延長了學製。但對此也有不同意見，認為高校既要堅持質量至上(quality-obsessed)，也要考慮培養效率，本科4年學製是適宜的，有些專業技能應當通過在職培訓，或者在研究生階段開展。在實踐中，不少高校嚐試克服非此即彼、相互對立，在本科低年級階段加強通識教育，而將工科專業技術教育的大部分內容推遲到本科高年級甚至研究生階段，受到了一些學生和用人單位的歡迎，但也有質疑工科本科教育質量縮水和文憑貶值。同時，關於通識教育，也存在不同觀點和做法，“表現為豐富多樣性與差異化的特征”。

　　三、創新工科教育的思考

　　發展是第一要務，創新驅動是高質量發展的重要特征，就是要通過創新實現從外延式擴張轉型為內涵式發展。新工科教育也應進一步創新理念和過程，更好地培養學生的創新能力和素質，這也是提高質量的應有之義。高校應仔細傾聽社會的聲音，緊跟工業革命的步伐，及時了解需求變化、學生期望和教職員工期盼，聚焦工科緊缺人才，找準位置、明確定位，分階段統籌推進新三科建設。

　　(一)守正創新

　　“創新之道，唯在得人。得人之要，必廣其途以儲之。”我國僅用幾十年時間，就走完了發達國家幾百年走過的工業化曆程，我國工科人才數量也已進入世界前列，數以千萬計的各類工科人才為經濟建設和工業發展作出了重要貢獻。新時代、新理念、新格局，新型工業化、信息化、城鎮化、農業現代化的同步、並聯和疊加發展，既給創新工科教育提出了新的要求，也為新工科教育帶來了廣闊的發展空間，提供了巨大的創新動力。同時，創新工科教育的過程也是提升質量的過程，高校職能延伸至以人才培養為中心，開展教學、科研和社會服務，也使得對於辦學質量的認識突破了教學質量的局限性。上述關於美國工科教育的討論主要還是基於教學質量的視角，如果再考慮科研質量和社會服務質量，創新因素會更多、過程更加複雜，質量標準也會更加多樣。

　　我國工業化進程和發展階段不同於美國，對於工科教育的需求也有很大差異，應堅持自主創新之路，自覺克服美國等西方國家工科教育的局限性。遵循高等教育的普遍規律和共性要求，符合經濟社會需求和教育邏輯。在我國，任何一所高校都要加強黨的全麵領導、堅定社會主義辦學方向、堅持立德樹人，圍繞“四個服務”和胸懷“國之大者”，為黨育人、為國育才，這是必須堅守的根本所在。

　　同時，隨著經濟社會的複雜性、係統性、協同性不斷增強，對於工科人才及其培養的需求更加多樣。應堅持普遍性與特殊性相結合，統籌協調創新過程中各個階段的工科教育、各種類型的高校和全體工科學生，聚焦新工科教育的創新特征和過程，使之更好地服務於新技術、新產品、新產業、新業態，更好地貢獻於供給側結構性改革和發展先進製造業，更好地與新工業革命相適應、相結合，更好地推動互聯網、大數據、人工智能與實體經濟融合。

　　(二)模式選擇

　　一些文獻在討論美國大學的工科教育時，更多的是指研究型大學。盡管美國研究型大學引人注目，話語權也較大，但也隻是工科教育中的一種類型，且占比不大，不能簡單地搬來泛指所有美國高校，更不包括社區學院和傳統文理學院。同樣，一些文獻更多的是針對本科教育，不能簡單地將相關觀點照搬和移植到專科及研究生教育。

　　在實踐中，工科本科畢業生深造和就業會有多種選擇，工科副學士與工科博士畢業後即使都走上工程師崗位，對於其科學知識和專業技能的層次和結構要求也並不一致。因此，質量標準應該是針對具體的對象而言的，不同的辦學定位必然導致質量標準的差異，要具體情況具體分析、具體對待，不能用同一把尺子來衡量所有高校工科教育的質量。

　　每一所高校的學生類型、教師組成、辦學條件、區域環境等，都會影響到其質量標準的製定和實施。因此，難以籠統地製定絕對的、整齊劃一的質量標準。或者說，高校的類型和層次不同，其基礎、實力、發展水平不同，在社會發展中的分工不同，對於人才培養的標準和目標不同，課程體係和培養過程不同，因而對於質量的要求也應有所不同，既要體現出與時俱進的階段性發展特征，也應符合教育層次的階段性培養特征；既要堅持質量觀念和培養目標相統一，又要做到質量標準與辦學定位的多樣性。

　　因此，每一所實施工科教育的高校，都應按照國家需求和自身實際，在素質教育的框架之下，統籌協調專業技能與通用知識水平，破除慣性約束和路徑依賴，科學確定自己的辦學定位和模式。即使是同一所高校，學生的背景和職業規劃也呈現出多樣性，需要針對學生訴求和本校實際，編製更具彈性的培養方案，有針對性地開展課堂教學與實習實驗，提供多種選擇機會，以滿足各類學生的實際需要，提高培養方案的達成度和完成質量。

　　如圖4所示，高職院校和應用型本科高校的工科教育，可能更傾向於選擇ABC組合，在保證一定通用知識水平的基礎上，側重於強化專業技術水平；研究型大學的工科本科教育，可能更傾向於選擇CDE組合，夯實通用知識水平基礎；而教學科研型高校的工科本科教育則可能介於二者之間，選擇BCD組合，兼顧和平衡兩個方麵的要求。

　　(三)持續推進

　　在當代社會，工科教育服務經濟社會、服務國家戰略，已在實踐層麵促進了從精英高等教育階段步入大眾，乃至普及高等教育階段，不僅要繼續傳授、發現和應用知識，還要進一步拓展知識的保存、更新和評價知識的功能。在充分認識工科教育多樣性的同時，也應認識到，多樣性進一步增加了創新的難度。工科教育是一個複雜的巨係統，某一方麵的創新，可能會導致係統性問題的發生，或加劇其他方麵的問題。而創新中發現和產生的問題，還是要通過創新來予以解決。

　　創新工科教育的實踐是提高認識的基本源泉和動力，應把創新融入高校教學、科研和社會服務的全過程，積極主動地持續創新教學的內容、模式和方法，創新科研的平台、隊伍和合作，創新社會服務的領域、形式和激勵，並認真總結在創新實踐中積累起來的豐富經驗與素材，把實踐上升到感性認識；再從中進一步提煉規律，深化對創新工科教育本質的認識，創新工科教育理論，實現從感性認識到理性認識的飛躍。然後，在創新理論指導下，完善創新工科教育的計劃和方案，將理性認識放到實踐中去應用和檢驗，推進工科教育的實踐、理論、製度、文化等創新，促進創新工科教育成為中國特色高等教育的重要創新舉措，培養更多的卓越工程師。

　　習近平總書記在清華大學考察時強調，“推進新工科、新醫科、新農科、新文科建設，加快培養緊缺人才。”應以創新為不竭動力，守正創新、勇於變革、自信自強、實事求是，在實踐載體、製度安排、政策保障、環境營造上下工夫，不僅要更加充分地適應和滿足對於工科人才的需求，而且要通過創新工科教育引領工業革命的新需求，增強辯證思維能力，以立為本、立破並舉，係統謀劃、綜合施策，有效集成工科教育的“共性特征與個性特色”，破除在辦學定位、組織、管理和評價等方麵的慣性，在創新主體、創新基礎、創新資源、創新環境等方麵，增強工科教育體係的整體效能，構建中國特色的工科教育學科體係、學術體係和話語體係，提高國際影響力和競爭力，培養德智體美勞全麵發展的國家急需工科人才。

　　【本文係國家自然科學基金委管理學部2020年第1期應急管理項目“新時代行業特色高校治理模式與創新發展研究”(72041014)的研究成果】

　　作　者

　　張　煒，西北工業大學黨委書記，陝西西安　710072；中國高等教育學會副會長，北京　100191

　　來　源

　　《中國高教研究》2022年第1期專稿