新工业革命的工程教育论文.docx

1、新工业革命的工程教育论文新工业革命的工程教育论文 一、“新工业革命”背景下的教育变革 “新工业革命”概念以来，学术界和工业界就一直在注重与讨论新工业革命的发展。但“新工业革命”研究的拓展深化、发展思潮的形成，则主要体现在进入世纪后、特别是年以来的年。进入世纪以来，尤其是年的金融危机发生后，人们开始审视与反思人类文明的发展与工业化进程。韩民青系统深入地研究了人类工业化发展的历程与“新工业化”，发表了一系列研究“新工业革命”与中国新工业化发展战略的学术论文。他研究了美国的新工业化发展趋势，论述了世界新工业化发展的必然性；提出了中国新工业产业体系及其发展战略，以及中国的新工业化发展道路。一些学者在研

2、讨中国的新工业化出路时，认为应借鉴欧洲大力发展低碳产业与低碳经济的战略与经验。年月，美国连线（）杂志第二期刊登封面文章新工业革命的原动力，描述了美国制造业发生的持续性变化，代表了美国在新工业时代制造业的一种典型模式“虚拟微型工厂（）”的产生，有人认为该企业代表了未来美国制造业的发展方向。年月，长期研究人类工业化与工业文明发展的学者韩民青出版了专著新工业论工业危机与新工业革命，研究提出了人类文明的演进规律、工业文明的本质、局限性和面临的危机，并系统刻画了人类社会发展的“新工业文明”发展观，提出了“适度工业化的指标体系”和“新工业化的指标体系”。同期，一些学者认为“新工业革命”是以“能源革命”为主

3、导的“第四次工业革命”，中国应抓住这个能源革命的历史契机，借势能源产业等领域的创新与突破发展，建立与发展“绿色产业经济”体系，驱动新国家竞争力的重构。经济学家成思危也认为“中国未来的工业革命是在新能源领导下的能源革命”。年，美国著名未来学家、美国经济趋势基金会主席杰里米里夫金（）的新著第三次工业革命：新经济模式如何改变世界问世。他认为：一种建立在互联网和新能源相结合基础上的新经济即将到来，在接下来的半个世纪里，第一次和第二次工业革命形成的传统、集中的经营活动将被第三次工业革命的分散经营方式取代。年月，英国经济学家杂志发表了一期专题报告，题为第三次工业革命（“”），该杂志编辑、英国经济学家保罗麦

4、基里认为，一种建立在互联网和新材料、新能源相结合基础上的工业革命即将到来，这场新工业革命以“制造业数字化”为核心，并将使世界技术要素与市场要素配置方式发生革命性变化。同年，英国金融时报记者彼得马什（）的著作新工业革命（：，）出版，他认为，从年到世纪末，人类共经历了蒸汽机革命、运输革命、科技革命和计算机革命等四次重大的工业革命，并将制造业的发展划分为少量定制、少量标准化生产、大规模标准化生产、大批量定制化（即“大规模定制”）和个性化量产五个阶段。彼得马什特别注重制造方式的变革，并把制造业定义为“将原材料制造为新产品以迎合新需求的艺术和科学”。年，另一本注重新工业革命的“创客运动”的著作问世，即美

5、国连线杂志主编克里斯安德森（）的新著创客：新工业革命（：），他将视野从洞察数字世界的革命扩展到了正在发生的实体世界的革命以制造业的兴起为重要标志的“创客运动”，并论述了这种创客运动的主要特征或表现。姚铃则研究了欧洲“新工业革命”的发展动向，她认为欧洲新工业革命的本质是一场能源革命。进入年后，对新工业革命的研究进一步深入，既相关于新工业革命的总体性研究，也有专题性研究。在年以来关于新工业革命的讨论中，除了“云计算”、“移动互联网”、“社交网络”和“创客”等相关热点之外，出现了另外两个重要的前沿热点议题“打印（）”和“大数据（）”。打印被业界认为是“拉开了新工业革命的序幕”，这在胡迪利普森、梅尔巴

6、摩曼所著打印：从想象到现实（：）一书中有详尽的描述。英国学者维克托迈尔等人认为：“世界的本质就是数据，大数据将开启一次重大的时代转型，大数据发展的核心动力来源于人类测量、记录和分析世界的渴望；从因果关系到相关关系的变革是大数据的关键，而建立在相关关系分析法基础上的预测是大数据的核心；人类思维方式将为之而发生改变”。埃里克托普则认为：大数据时代的到来，为人类医疗的个性化定制的疾病预防、诊断、治疗提供了新思维模式。对于大数据与新工业革命的关系，邬贺铨院士指出，移动互联网、下一代互联网和云计算、物联网、社交网络等相结合带来的“大数据新浪潮”已经到来，大数据必然引发新一轮产业变革。在这个开放、互联与大

7、数据的“新信息化”时代，跟不上互联网和“新信息化”转型变革步伐的企业、国家，就跟不上产业变革的步伐，已经或将被新的社会经济发展规则与商业模式淘汰。通过对“新工业革命”研究与发展的简要回顾，能够看出：（）“新工业革命”是一个相对的、动态发展中的概念，人们对新工业革命的研究与探讨经历了几个不同的发展阶段。在不同的历史时期，人们注重和讨论“新工业革命”的视角不同，或者注重的重点有差异，所以在这个研究领域中先后出现了不同的理解和称谓。（）以来，形成了讨论“新工业革命”的一个新高潮，是“新工业革命”思潮系统化发展时期，其理论与观点得到了显著的拓展与深化。即使彼得马什、杰里米里夫金和克里斯安德森等关于“新

8、工业革命”（或“第三次工业革命”）的视角与侧重点存有差异，但他们关于新工业革命的基本思想或观点，在世界范围内得到广泛的传播和响应。（）在国内关于“新工业革命”的研究与讨论中，韩青民提出了基于工业文明的、系统化的“新工业革命发展观”。其它绝大多数研究是对上述有代表性的关于“新工业革命”的思想或观点的进一步解读、拓展与延伸，并结合中国的发展实际和发展战略实行重新审视。研究议题与工作涉及中国新工业发展政策与发展战略的研究、新工业革命视野中的战略性新兴产业发展路径选择、新工业革命蓝图中的制造业变革模式、中国经济与社会的可持续发展与新工业革命的互动关系等。 “新工业革命”与教育革命的关系。显然，教育的改

9、革与发展无法回避新工业革命的影响和挑战，教育革命与新工业革命之间的关系是辩证与统一的关系。实际上，无论是杰里米里夫金，还是胡迪利普森和梅尔巴摩曼，在阐述新工业革命成功的必要条件时，都论述了新工业革命的发展对教育变革提出了内在要求。年，杰里米里夫金在第三次工业革命一书中，专门用了一章的篇幅（第章）阐述“教育要面向第三次革命”，指出知识型员工成为核心竞争资源，任何一次工业革命都是对劳动力的解放，与此同时又提升了对劳动力素质的要求。他认为“除非我们能改变我们的世界观和行为，否则，第三次工业革命就会夭折”。年，彼得马什在他的著作新工业革命中提出了“制造业中人的问题”。同样是在年，克里斯安德森在创客：新

10、工业革命中集中注重的是在互联网与制造业融合大潮中涌现的“创客运动”，提出了新工业革命中创新模式的重要变革和人的创造潜能的发挥与聚集问题。年，胡迪利普森和梅尔芭库曼则在打印：从想象到现实一书中，以“教室里的工厂”为题（第章），明确指出“打印颠覆传统教育方式”。年以来，“新工业革命时代教育的改革与发展”这个重要议题引起了国内外一些有识之士的注重与重视，周宏宇认为教育必须实行全方位的转变，包括人才培养模式的变革。徐莉从教育视角对新工业革命的本质内涵实行审视，认为“人本特征”是新工业革命的最为根本和核心的本质内涵，人的改变是变革的出发点和落脚点，同时又是变革能否成功的核心条件。周洋考察了工业革命与英国

11、教育兴衰之间的关系，认为“教育国家主义的兴起已经无法让英国补充早工业化后期形成的教育弱势”。滕珺将新工业革命与中国教育现代化相关联，阐释了“三个面向”教育思想的新时代内涵。所以，我们认为，教育变革特别是工程教育变革，是“新工业革命”的重要内涵之一。 二、新工业革命的发展对工程教育的影响与挑战 对工程教育来说，“坚持内涵发展，全面提升质量”是当前国家改革与发展的大政方针，面向未来的工程教育发展方向和路径选择，则需要我们从适合新工业革命的视域加以全面的考察与深化研究。近几年来，随着国际工程教育改革与发展、国家教育改革与发展战略规划与行动计划的陆续颁布与实施，工程教育的改革与发展成为业界研究讨论与实

12、践探索的一个焦点。新工业革命的到来与发展，对工程教育的改革与发展提出了新的课题，对工程教育的质量与水平提出了更高的要求。要回答“工程教育如何面对新工业革命的发展与挑战”这个重大问题，首先要理解新工业革命对工程教育的影响和挑战。 工程教育外部环境的变化。工程教育起源于国防建设和产业发展的需求，产业发展的水平和质量与工程教育的水平和质量相互促动、相互制约。所以，工程教育体系是在产学结合与工业革命、产业体系发展的互动与融合过程中形成与发展起来的，科学与技术、市场与经济、社会与文化等多层次因素及它们之间的交叉与互动，构成了动态、复杂的工程教育的外部环境。在新工业革命时代，工程教育外部环境在发生广泛而深

13、刻的变化，这些重要的变化将集中突出体现在如下几个方面：（）技术变革范式发生了根本性的变化。现在的技术变革模式已不同于过去，技术融合成为当前技术突破和创新的一个重要趋势。技术革命的重大突破会以某一项技术为基础推动技术体系的变革，进而产生工业革命和产业引领。以现代信息技术为例，即使信息技术已经存有并发展了很多年，但在这个轮新工业革命中，信息技术表现出与工业、社会管理深度结合的显著特征。从技术角度来看，这次新工业革命是以信息技术为基础、多技术多学科融合产生的技术上的变革。以打印为例，产业链上游包括材料技术、控制技术、光机电技术、软件技术，中游立足于信息技术的数字化平台，下游则涉及国防科技工业、航空航

14、天、汽车摩配、家电电子、医疗卫生、文化创意等行业，其发展将会深刻影响先进制造业、工业设计业、生产性服务业、文化创意业、电子商务业及制造业信息化工程。（）工程创新模式的变革与协同创新的导向性。新工业革命的到来与发展，使创新模式表现出多元化和系统化发展趋势，并将进一步推动由科技推动型创新、市场拉动型创新向设计驱动型创新的创新模式演进。创新模式的演化，本质上是创新过程知识组合结构的演化，科技推动型创新本质上是科学、技术、工程知识发展推动的创新；市场拉动型创新是科学技术知识与市场知识双轮驱动的创新；设计驱动型创新是科技知识、市场知识和社会文化知识三轮驱动的创新模式。与此同时，在新工业革命时代，需要通过

15、重大“平台创新”与持续“微创新”有机结合，全面推动技术创新、产品创新、应用创新、管理创新与商业模式创新的集成、协同与良性互动，才能真正实现有效创新驱动的产业升级，逐步形成产业高技术、产品高附加值、世界市场高占有率的战略产业运作体系。创新模式的演进历史体现了创新知识谱持续扩张的过程，而集成创新与协同创新进一步体现了工程与工程实践的系统性，都对工程教育体系的变革与发展产生巨大的影响。（）产业变革范式的重大改变产业融合，将改变现有的产业分工与体系格局。工业的发展史表明，当今产业变革的一个重要变化趋势是产业融合创新与发展，新工业革命的产生与发展会进一步加剧这种变化。产业之间的界限开始变得模糊，新兴产业

16、与传统产业、互联网公司与传统企业、虚拟经济与实体经济的融合正在深化发展，企业的兼并重组与跨界经营也日益普遍。（）人力资源需求结构产生重大变化。新工业革命的核心要素是高技术的劳动力，在以数字化与智能化制造为基础的新工业体系中，一线的蓝领工人会越来越少，需要大量的人实行编程，或者操纵数字化和智能化设备。比如，近几年，美国制造业中的普通劳动力数量下降，而受教育水准高的劳动力群体大幅增加。所以，新工业革命推动劳动力与就业需求结构产生重大变化，需要大批新型工业化人才。上述工程教育外部环境的重大变化，将对工程教育产生的重大影响，我们能够将其归纳为以下三个方面：（）影响和改变工程专业的设置。现代工程教育体系

17、就是在持续适合工业革命、产业发展环境与要求的过程中建立与发展起来的，新工业革命到来要求工程教育在更广泛深入的产学合作中改革与发展，世界各国也在大力推动战略新兴产业的发展，这些新兴产业的崛起与发展，需要工程教育的专业设置与其相适合，势必影响和改变工程专业的设置。产业的转型升级与新产业形态的产生，产业发展模式的改变，科学技术的发展日新月异，学科之间的交叉与融合日益广泛与深化，“大科学”、“大工程”的发展势必要改变与重组工程教育发展的学科基础和知识体系，需要工程教育的专业体系实行动态优化和适时调整。（）改变工程实践环境和工程训练模式。新工业革命时代，技术与工程创新速度加快，新技术的应用引发工艺技术、

18、系统流程、生产方式、管理模式与商业模式的变革，进而进一步深刻改变工程实践的性质和工程教育模式。以制造业的数字化、智能化制造模式与生产方式变革为例，基于创客模式的社会化创新完全改变了原有产品的设计模式消费者深度参与设计；而打印以“机器生产机器”与“生产者与消费者的合一”的模式，完全颠覆了传统的产品生产方式，在产品设计、复杂和特殊产品生产、个性化服务等方面已显示其独特优势。这些新的技术与模式正在重新定义“制造”和“生产”。所以，工程实践与工程训练的模式将受到重大影响，需要跟上产业发展变革的步伐。（）影响和改变工程教育的要素和范式。工程教育环境的复杂变化，创新模式的持续演进，对工程教育范式的演变产生

19、了长远的影响。与工业革命的发展相适合，工程教育范式的发展可划分为以下三个阶段：技术范式阶段。与科技驱动型创新模式的第一阶段技术驱动型创新模式阶段同步发展，形成于工业发展初期，鼎盛至世纪年代。其形成是为了适合农业经济时代和工业经济时代初期的简单生产和工艺创新的需要，师徒制传承方式成为工程技术教育的主要模式，注重工艺技术在工艺创新中的作用，推动了技术拉动型创新模式发展。但是随着工业经济时代的飞速发展，工业创新和产品创新竞争日趋激烈，院校式工程教育模式开始萌芽和涌现，推动了工程学科体系和课程体系的持续丰富，并催生了本科、硕士和博士不同阶段的工程教育层次结构。工程教育技术范式重视工程实践，强调技术应用

20、和实践操作，以培养现场工程师为主要目标。科学范式阶段。与科学驱动型创新模式阶段同步发展，主导时期为世纪年代到世纪年代。以美国为代表，研究型大学承担起了通过知识生产推动知识流通和知识消费的重要使命，并确立了工科课程划分的若干基本方针，创立了工科的学科体系。科学范式的主要特点是高度重视数学和科学，强调工程科学和理论分析，工程师的培养模式与科学家的培养模式趋于雷同，工程甚至被认为是科学的应用分支。工程范式阶段。从世纪年代开始，在世界范围内兴起工程教育体系再造、改革和回归工程实践的浪潮，工程教育范式发展到工程范式阶段。工程范式源于非科技型元素在创新过程中的作用持续得到提升与挖掘、对工程教育体系的深刻反

21、思和对工程变革的积极回应。随着社会发展进入知识经济时代，经济世界化、新技术革命的长远影响和可持续发展观的树立，社会需求的多元化和个性化的出现，产品创新竞争日益激烈，在科学范式下培养的工程师已经很难应付技术、市场、文化等融合产生的复杂性问题，培养兼具卓越技术、广博知识、适合团队合作，且具有系统性思维的工程师已经成为产业升级和社会发展的迫切要求。工程范式的回归与发展，重新诠释并体现了“科技以人为本，工程造福人类”的工程教育理念。以主导的工程教育改革为例，被认为是是回归与推动工程范式发展的典型代表，开创了开放式、重实践、综合性的新型工程教育模式。理念高度重视文化、市场、科技等不同来源的知识在创新实践

22、中的重要作用，以产品的构思、设计、实现和运营等全环节生命周期管理为抓手，重新梳理了工程教育课程体系，在构思和设计阶段强化了文化、市场和科技等知识要素在产品创新中的使用，在实现和运营阶段又传承了科技知识在实现产品功能方面的支撑作用。也就是重视构思、设计、实现和运营过程中工程师知识水平素质图谱的重构，从工程教育课程理念、课程计划、课程实现和学习评价模式等各方面提升学习过程的开放性，重视创造力的培养和发挥。新工业革命的来临与发展，工程范式面临进一步发展和深化，需要积极回应大数据、大科学、大工程、大产业的产生与发展，进一步适合新工业体系与社会发展模式的转变智能、生态、和谐、合作、共享与可持续发展。 工

23、程教育体系的不适合。工程的本质属性、工程系统环境的复杂变化及其相互作用，决定了创新模式的演变和工程教育范式的演进，工业革命产生与发展的过程，也是工程与工程教育发展价值观与模式发生变化的过程。在知识经济、新工业革命时代，创新竞争日趋激烈，创新知识不但需要科学技术领域的学科交叉，更需要市场研究、社会文化等社科人文学科的知识融合，知识需求图谱明显拓展，创新素质和水平要求也显著提升，这些因素和需求，将要求和导致工程教育范式、教育体系进一步变革在适合工业与社会发展模式变革中转型升级。现行的工程教育体系是在传统工业化过程中建立与发展起来的，与传统的工业化的技术体系、工程实践模式、生产方式相一致，批量化、流

24、程化和标准化等特征显著，无法适合新工业革命时代对工程人才培养的高素质、多样化、个性化和创新性的要求。所以，现行的工程教育体系弊端日益凸现：人才培养理念陈旧，人才培养目标定位模糊，人才培养的规格与质量不清晰，人才培养方案与课程体系缺乏系统性、针对性，人才培养模式缺乏特色，实践教育模式与工程实践脱节，不能适合与满足新工业革命和社会转型升级发展的需要，需要全方位的变革。结合对我国工程教育现状的分析，现行工程教育体系存有的问题和不适合，主要表现如下：（）教育思想观点陈旧。表现在工程人才培养体系的顶层设计、教育理念、人才培养的目标定位及其总体思路等方面，没有与世界工程创新、工程教育范式演进同步发展，也与

25、国家战略需要结合不够紧密。即使我国为适合世界性工程教育体系再造、回归工程实践改革浪潮，从年开始实施“卓越工程师教育培养计划”（以下简称“卓越计划”），当前工程教育理念发生了明显转向，出现了开始向注重创新实践的工程范式回归的良好态势，但是从课程体系设置、课程教学、实践教学和学生评价等环节来看，工程人才的培养模式基本趋同，工程教育改革的效果还不明显。以当前工程教育的课程体系为例，还基本上处于传统组织模式阶段，缺乏适合现代工程特点的变化。比如，基础课与相当部分的专业基础课还是按照科学教育的理念组织的，主要考虑学科体系的完整性，没有按照工程的需要加以重组；专业课主要以还原论为基础，缺乏工程的系统思维和

26、综合思维；课程体系改革和课程内容的更新重组还处于起步阶段，在学科定义、设计理念、理论与实践的关系方面，都有待于根据工程的特点实行深化改革。（）人才培养制度和模式单一。具体体现在人才培养结构、层次体系不够完善，传统学科相对齐全，交叉学科、新兴学科发展不足，与新兴产业崛起、经济结构转型、增长方式转变以及产业结构内部优化升级的发展趋势还存有较大距离，缺乏快速响应调整机制。在我国现有的工程人才培养体系和层次结构中，代表传统工业的工程专业规模较大，而对应于现代农业、先进制造业、高技术产业、能源工业、现代服务业等优先发展产业的专业结构尚未形成。与此同时，工程教育的人才培养目标不够清晰，技术工程师、系统工程

27、师和研究型工程师的培养体系还未形成，高层次、高技能、创新型工程人才缺乏。所以，工程人才的结构、规格和质量难以适合经济社会发展需要。（）知识体系与教学体系的不适合。新工业革命时代的到来，大数据、大科学、大工程开始崛起，不但工程技术知识面临大量更新，一些传统的经济、管理、法律理论或知识也面临失效与革新。这尤其表现在信息科学、材料科学、空间科学、生物与生命科学、海洋与能源科学、管理学、经济学等及其交叉学科领域。所以，工程教育知识体系面临多方面、多层次的更新与创新，要求工程教育的学科基础、课程体系与教学内容适合这种新变化。比如，在机械、材料、信息技术等工程学科的教学体系中，缺乏与打印技术相关的课程与实

28、践环节，还停留在部分学生的课外兴趣研究层面。另外，教学体系的设计与运行还未实现与现代工程教育范式变革的同步。正如一些学者在分析“卓越计划”的发体现状时指出的那样，现有课程设置、课程教学和学生评价环节的改革还需增大力度推动：在课程设置方面，知识、素质和水平培养的目标不匹配，知识结构偏重于基础科学知识的教学，而人文、社会、经济、管理等方面知识的课程偏弱，素质水平的针对性课程比例明显偏低；在课程教学方面，教师、教室、教材的“三教式”传统教学模式依旧是主流，课程语言定式化，研究型教学、数字化教学、网络化教学等较薄弱，实践训练碎片化，制约了学生学习的热情和创造性潜能的发掘，影响到构思、设计、实现、运营等

29、系统性实践思维的构建；在学习评价方面，书面考试依旧是教学结果评价的主要形式，教学过程的评价手段单一，影响到教学效果的即时反馈，进一步影响到教学目标、教学方法等方面的敏捷回应。（）人才培养平台薄弱。教学平台、科研平台、创新实践平台和校园文化平台等平台对创新型工程人才培养的支持欠缺。在教学方面，研究型教学、数字化教学、个性化教学、国际化教学等方面的平台支撑有限；在创新实践方面，主要表现为课内课外结合、教学科研结合、校内校外结合、国内国外结合等方面不够紧密，尤其是工程实践训练的欠缺，使得学生解决实际工程问题的水平不强，缺乏对现代工程所必须具备的相关管理、经济、社会等方面知识的了解，以及参与现代工程的

30、领导、决策、协调、控制的初步水平和管理素质。在校园文化方面，还需要真正形成“敢为人先，鼓励成功，协作创新，允许失败”的创新文化氛围。（）社会创新氛围和环境欠缺，协同和创新机制薄弱。一方面，在社会传统文化与价值观中，还缺乏崇尚科技创新与工程创新，鼓励探索、宽容失败等因素，专业选择也存有“逃离工科”的现象，这些势必成为影响创新型工程人才的发掘、培养和成长的不利因素。另一方面，新工业革命环境下，以核物理、空间、信息、生物、新材料、系能源等为代表的新工业体系的崛起和快速发展，其显著特点是科学与技术一体化、科技与产业一体化、理论与实践一体化，强调工程教育范式与教育体系系统性、实践性、创新性的一体化、社会

31、化、国际化和多样性的统一和协调，工程教育的转型与发展是一个改革、协同与创新的复杂社会系统工程。所以，面向新工业革命的现代工程人才培养，需要多学科教育、多模式教育和多元化培养，同时需要政府、学校和社会多方面、多层次的协同，以提升学生的创新水平和解决复杂问题水平的目标才能实现。 国际竞争的挑战发达国家工程教育适合新工业革命的改革探索。从实践的维度和国际动向实行审视，为主动应对新工业革命的挑战，年以来，发达国家都纷纷提出与实施自己的新工业革命与社会发展战略，这些战略的一个共同点就是，各国的发展战略无不涉及新兴产业人才开发与教育的重大改革。以下动向表明我国工程教育还面临来自国际竞争的挑战：美国出台的“重塑制造业”即“再工业化”的战略行动计划，重要目标之一是“建立一个具有国际竞争性和创新型的教育体系，使其人才在应对日益加深的知识密集型经济时代做好准备”。美国政府正在有组织、有计划地“