夏鲁惠
自年德国在弗莱贝格成立采矿与冶金学院，学校形态的工程教育便正式迈入人类历史。在此后多年历史发展中，伴随着人类科技革命和产业变革，工程教育不断发展。
21世纪以来，世界新一轮科技革命和产业变革兴起，工程学科大整合、工业制造智能化、工程与社会深度融合。面向第四次工业革命，中国工程教育该如何改革和发展？本文对此做一个初步分析。
工业革命对世界工程教育的影响
18世纪60年代，以棉纺织业的技术革新为始，以蒸汽机被广泛使用为标志的第一次工业革命（亦称第一次科技革命）在英国兴起，机器代替了人力、大规模的工业生产代替了个体手工生产，人类历史进入了一个全新的时期。工业革命的发生对苏格兰的大学产生了影响，如增加实用性的课程，开设与工业有关的讲座，与制造业建立联系。但此时的牛津大学、剑桥大学依然稳坐在“象牙塔”中。
工业革命的兴起冲击了法国旧有的大学体制，一批高等专科学校，如军事、机械、农业、医学等专门学校应运而生，标志着法国近代工程技术教育的开始。这些学校注重实用技术传授，完全按照国家建设和发展需要培养专门技术人才。年颁布的《大学组织令》，明确将法国高等教育发展的重心从大学转移到高等专科学校。
19世纪70年代开始，电力工业、化学工业、石油工业、汽车工业、无线电通讯等新兴工业首先在德国，同时在欧洲其他国家和美国、日本等国家兴起。电能作为一种易于传输的工业动力，同时又是极为有效可靠的信息载体，让人类经济社会进入了一个光明、美好的新时期。至第二次世界大战前，人类进入电气化与自动化时代。这一轮工业革命以电力和内燃机为标志，称为第二次工业革命，亦称为第二次科技革命或“电力革命”。这一时期的发明家大多受过良好的高等教育，高等教育发展促进了新工业革命的诞生。
受第二次工业革命的影响，19世纪末德国技术学院学生人数迅速增长，技术学院与工业的合作取得了相当的成功。但受洪堡大学“研究没有目的”的办学思想的影响，此时直接与工业界联系的大学很少。为此，德皇威廉二世发布命令，赋予技术学院教授与大学教授同样的地位，并赋予技术学院校长与大学校长同等的特权。受此影响，德国有一批技术学院、工科大学兴起，基本形成了由研究型大学、工科大学、技术学院组成的高等教育体系。技术学院为德国工业发展做出了重要贡献，年德国机械出口额就已超过英、美，居世界首位，并赢得了“机械之国”的美誉。
在工业革命推动下，法国高等专科学校也得到了发展。—年，高等专科学校增加了70所，在全部85所高等专科学校中，工程师学校69所，商业学校14所，其他学校2所。与经济、技术密切联系的应用学科被引入法国的高等专科学校教学中。在英国，年颁布了《技术教育法》，规定地方当局有权征收技术教育税；年颁布了《地方税收法》，赋予地方当局增收酒税以发展技术教育。在这些法规的推动下，技术学院和城市学院进一步得到发展，一些源于城市学院的“红墙大学”相继诞生，它们以现代技术和工业为重点开设相关课程，职业教育成为学校教学活动的中心。
20世纪中叶以后，人类在原子能技术、计算机及信息技术、航天技术、微电子技术、分子生物学和遗传工程等领域取得重大突破，数字化、信息化蓬勃兴起，人类进入了电子信息时代，史上称为第三次工业革命（或第三次科技革命）。面对这一轮工业革命，美国社会和政府充分认识到研究型大学作为基础知识创新中心在国家整体发展中的基础性作用。例如财政年度，美国排名前的大学获得的联邦高校科研经费占比达到84%，排名前20的大学获得了55%的科研经费。产学研合作成为美国研究型大学的办学特色，“斯坦福—硅谷”模式、波士顿号公路高技术园区模式就是其典型代表。与此同时，以职业教育为主的社区学院（其前身是初级学院）在美国快速发展。年，美国社区学院有所，在校生人数.69万人，占高等学校在校生总数的35.3%。20世纪90年代中期，美国工业界和教育界针对美国制造业竞争力下降、工程教育偏重于科学技术理论教学而忽视工程设计的现象提出了批评，认为工程教育不仅要教工程理论基础知识、经验和实践，而且还要提高这些内容的相关性（要与学生的生活、职业相关）、吸引力（要把有才华的学生吸引并留在工科专业）和关联性（通过整合活动，与企业和政府的需求形成关联）。麻省理工学院甚至提出了“回归工程”的教育理念，强调工程技术的整体性、综合性和跨学科性。
第三次工业革命不仅极大地推动了人类社会工业、经济、文化领域的变革，也影响了世界高等教育的发展，使工程教育的重要性更加凸显。21世纪初，美国工程院（NAE）与美国自然科学基金会（NSF）共同发起“工程师”计划，先后发布了《的工程师：新世纪工程的愿景》《培养的工程师：适应新世纪的工程教育》两份报告，从课程、专业、学科、国家、社会、国际等多个维度勾勒出年工程教育所处的环境和工程人才的培养标准，强调工程教育必须突出学生工程能力的培养、突出实践教学环节，按照一线工程师的要求培养学生，加强产学合作。欧盟也于21世纪初发表专题报告《推进欧洲工程教育》，要求将创新类课程融入工程教育课程体系，提升学生的就业能力；加强欧盟范围内工程教育的质量互评与互认，扩大学生的就业范围；建立工程师职业发展平台，通过校企合作、案例推广等多种形式推动工程师职业发展；促进工程师培养行业标准的统一；创新教学方法，将知识、技能等要素整合进课堂教学之中。年欧盟发布的研究报告《欧洲工程教育再造》认为，必须根据高等工程教育领域的前沿知识、最新技能，及时更新课程体系与教学内容，以适应社会发展的需求；提升工程人才的国际化水平，增强工程人才的国际竞争力。
年以后，美国实施“再工业化”战略，先后出台了《重振美国制造业框架》（年）、《美国制造业促进法案》（年）、《美国先进制造业伙伴计划》（年）、《国家制造业创新网络》（年）。年美国明确提出，未来10年在所工科学校中培养至少2万名“大挑战工程师”，以解决未来的重大工程问题。截至年，美国有40多所大学开展了工程卓越人才培养新战略——大挑战学者计划。在德国，为保持制造业的领先地位，先后出台了《高技术战略行动计划》（年）、《纳米技术行动计划》（年）、《实施“工业4.0”战略建议书》（年），工程教育更加注重使学生具备扎实的工程科学理论和应用研究方法，具有熟练、高起点的技术开发能力，并推动高校与企业界保持密切联系。
当前，第三次工业革命正在向纵深、更高层次发展，而第四次工业革命已悄然兴起，它以互联网产业化、工业智能化等为标志。这一次工业革命对工程教育的影响不仅体现在各国高等工程教育政策和法律的制定、工程教育规模的扩大和工程教育结构的调整，而且更重要的是带来了工程教育人才培养理念、培养体制、培养模式的深刻变革。在这一历史进程中，世界工程教育中心历经了英国—法国—德国—美国的转移过程。
中国工程教育发展历程回顾
中国近代工程教育始于19世纪60至90年代洋务运动时期兴建的30多所新式学堂。在培养目标上，新式学堂直接为外交、军事、机械制造、电报、矿务、铁路、冶炼、企业、教育等部门培养专门人才，具有专科教育属性。在教学内容上，新式学堂以学习西方文化和科技为主，开设外语、数学、化学、机械等科学技术课程。19世纪90年代末，设有工科专业的高等学校在华夏大地陆续出现，其中兴办最早的是北洋西学堂头等学堂（北洋大学前身，年）以及南洋公学上院（交通大学前身，年）。民国以后，实业教育受到重视，清末时期的实业学堂纷纷改为工业专门学校，同时又增设了一些工业专门学校。年颁布的《京师大学堂章程》是我国第一次对工科科目进行了分类，包括土木工学、机器工学、造船学、造兵器学、电气工学、建筑学、应用化学、采矿冶金学。年“壬戌学制”颁布后，一些工业专门学校纷纷升格为大学。年颁布的《大学规程》《专科学校规程》要求各大学的工科改为工学院，工科大学均改为国立工学院。
新中国成立后，我国工业化进程加快。自年第一个五年计划实施起，国家以优先发展重工业为基本战略，以计划经济为体制背景，大力发展冶金、电力、煤炭、化学、机械等行业，走出了一条有别于西方国家的工业化道路。在这一历史背景下，我国工程教育学习、借鉴前苏联高等教育发展模式，于20世纪50年代初对全国高校进行了院系调整。教育部根据“以培养工业建设人才和师资为重点，发展专门学院，整顿和加强综合性大学”的方针，实行全国一盘棋，以华北、华东、中南为重点，对全国3/4的高等学校进行了院系调整，新设置了钢铁、地质、航空、矿业、水利等12个工业专门学院，使我国高等工科学校基本形成了工科专业比较齐全的教学体系，从根本上改变了旧中国不能完全培养专业配套的工程技术人才的落后状况。年，经国务院批准正式发布了《高等学校通用专业目录》和《高等学校绝密和机密专业目录》，这是新中国成立后第一个正式由国家统一制定的高等学校专业目录。专业目录共列有专业种（包括试办专业），其中工科种。
改革开放以后，党和国家把教育改革发展纳入社会主义现代化建设的总体设计中，优先发展教育。在科教兴国战略、人才强国战略、建设创新型国家战略指引下，工程教育改革和发展取得了丰硕成果。
在办学体制机制方面，通过改革20世纪50年代形成的由行业部门举办并直接管理工业单科院校的体制，实现了大部分中央部门所属院校与地方共建或划归地方管理。通过实施“卓越工程师教育培养计划”（简称“卓越计划”），创立了高校与行业企业联合培养人才的新机制。通过组织国内外知名企业与高校开展产学合作育人项目，着力培养适应产业发展需要的应用型、复合型、创新型人才。年教育部发布的产学合作协同育人项目达到项，共有家企业参与。
在办学规模方面，到年，工科专科在校生人数由9.14万人增加到.28万人，工科本科在校生人数由19.63万人增加到.57万人，工科研究生在校生人数由0.4万人增加到71.24万人。年全国普通高校达到所（含独立学院所），其中本科院校所，高职（专科）院校所，约95%的学校设置了工科专业；全日制本专科在校生达到.03万人，其中35%以上是工科学生。
在专业建设方面，为适应国家经济社会发展、知识创新、科技进步、学科发展对高校人才培养的要求，不断优化学科专业结构，教育部先后4次集中对普通高等学校本科专业目录进行了调整，其中包括对工科专业的调整。
年教育部选择37所高校试办示范性软件学院，以满足软件产业发展对人才的迫切需要。年起，教育部与行业部门共同采取措施，加快重点领域紧缺人才培养，例如软件、微电子、动漫、现代服务业人才培养（年），航海人才培养（年），化工安全、服务外包人才培养（年），气象人才培养（年），网络安全人才培养（年）。年教育部支持26所高校建设示范性微电子学院，培养集成电路产业急需的工程人才。
教育部自年起，推动高校面向与战略性新兴产业直接相关领域设置新专业，如新能源科学与工程、功能材料、纳米材料与技术、微电子科学与工程、光电信息科学与工程、物联网工程、生物制药、数据科学与大数据技术、机器人工程、飞行器控制与信息工程、地理空间信息工程、材料设计科学与工程等。截至年底，教育部批准设立的战略性新兴产业相关工科本科专业达到22种，累计布点个，以加强战略性新兴产业人才培养。年在全国高校又批准设立了35个人工智能（AI）专业点、个机器人工程专业点、个数据科学与大数据技术专业点、96个智能科学与技术专业点、25个网络空间安全专业点、25个大数据管理与应用专业点，等等。
在培养层次方面，在借鉴外国办学经验的基础上，我国逐步建立起了专科、本科、硕士、博士四层次的工程人才培养体系。年，全国普通本科院校在校生.95万人，其中工科学生.57万人，占33.3%；高职院校（含专科学校）在校生.89万人，其中工科学生.28万人，占43.1%；在读研究生.11万人，其中工科研究生71.24万人，占36.0%。
在科技创新方面，国家通过实施“工程”“工程”“双一流”建设，高校科技创新基础条件和科研设施有了较大改善。截至年，全国已建成的国家实验室7个，正在筹建的14个，其中依托高校（或高校参与）的有11个；已建成的国家重点实验室个，有个实验室依托高校建设，分布在75所高校。高校拥有国家工程实验室62个，国家工程研究中心30个，国家工程技术研究中心个，国家级协同创新中心38个。另外，高校还建设了一批教育部重点实验室和教育部工程研究中心。全国高校共建有家国家大学科技园，累计毕业企业家，在孵企业家，其中师生自办企业家，高新技术企业家。
改革开放40年来我国工程教育发展具有鲜明的中国特色：
一是国家工业化推动了工程教育发展。40年来，我国工业化经历了以冶金、电力、机械制造等为代表的重工业，以纺织业为代表的轻工业，以家用电器等消费品为代表的家电产业，以计算机和通信为代表的信息产业，以房地产和汽车为代表的耐用消费品产业，以高速铁路、大飞机、超级计算机为代表的高端装备制造业，以智能手机、新能源汽车、工业机器人、光电子器件为代表的新兴产业的发展。国家工业化推动了我国工程教育在办学理念、办学规模、办学层次、办学模式等诸方面的变革，工科专业人才培养更加适应国家经济社会发展需要，学生的社会责任感、创新精神和实践能力得到了很大的提升。
我国工程教育发展与工业化之间存在着明显的互动关系：工业化加速发展，对工程专业人才需求增加，拉动工程教育快速发展；工业化水平越高，对工程专业人才知识、能力、素质的要求越高，推动了工程教育人才培养水平的提升，创新创业教育、产学协同育人方兴未艾。目前，我国已经初步形成比较完整的工程专业人才培养体系。
二是工程教育在服务国家工业化的同时，为国家城镇化作出了应有的贡献。20世纪90年代以后，我国工业化、城镇化进程不断加快，大量农村富余劳动力开始向非农产业、城镇转移。城乡二元结构的变迁客观上要求以技术技能教育为主的高等职业教育扩大办学规模。—年，东部地区高职院校数（含专科学校，下同）由所增加到所，增长%；中部地区高职院校数由所增加到所，增长%；西部地区高职院校数由所增加到所，增长%。高等教育为数千万农村青年告别农村，进入城市生活、工作搭建了桥梁。例如，—年七年间，参加高考报名的农村户籍学生分别为.63万人、.44万人、.96万人、.43万人、.43万人、.35万人和.53万人，分别占当年高考报名人数的53.17%、54.14%、55.08%、55.53%、57.17%、59.05%和60.68%。
大学校园面积的迅速扩张，也是推动城市发展的一股力量，特别是地级城市城区的发展。截至年，全国普通高校占地面积0.56百万平方米，产权建筑面积.3百万平方米；成人高校占地面积34.97百万平方米，产权建筑面积18.78百万平方米；民办的其他高等教育机构占地面积9.82百万平方米，产权建筑面积4.18百万平方米。年全国各类高校占地面积约占全国城市建成区面积的3.9%。
三是政府推动工程教育改革和发展。基于学术自由、大学自治的办学传统，西方国家工程教育改革和发展主要依靠大学自身的改革和探索，其中排名靠前、实力雄厚的工程类院校是高等工程教育改革的主要力量，引领着工程人才培养改革的方向。例如，20世纪90年代以来，美国工程教育界掀起“回归工程”浪潮，宾夕法尼亚州立大学探索了“学习工厂”工程教育模式，把现实世界的设计、制造和生产融合到工程课程中，通过工业企业与师生互动、企业参与课程设置、学生自主设计工业项目等形式，实现教学过程与真实生产过程的有效对接；MIT实施了CDIO人才培养模式，以产品构思、设计、成形、运行和维护的生命周期为载体，通过构建与整个工程项目始终相联系的课程体系，让学生主动学习与工程实践运行过程相关的一系列知识；普渡大学、塔夫茨大学、斯坦福大学、欧林工学院等开展了“基于项目的学习”，以真实问题为依托，将课程学习与项目研究结合起来，让学生在项目实践过程中主动学习和建构知识，从而培养学生的创造性思维和灵活运用知识的能力；MIT、斯坦福大学、科罗拉多大学、塔夫茨大学等通过设置跨学科课程、跨学科团队合作和以校企协同为主的多部门协同育人三种形式，开展了跨学科人才培养。
与西方国家相比，我国实行的是中央和省级政府两级管理、以省级政府管理为主的高等教育管理体制。这种体制有利于政府通过政策和发展规划、经费投入等手段影响工程教育布局、发展规模、发展速度，协调工程教育与工业化、现代化的关系，统筹工程教育规模、结构、质量、效益协调发展。改革开放以来，政府相继实施了“工程”“工程”“双一流”建设，优化全国工程教育布局，提高工程教育办学水平；面向国家工业化、现代化需求，扩大工程教育办学规模，优化工程人才专业结构；组织开展了面向21世纪教学内容和课程体系改革、人文素质教育、质量工程、卓越工程师计划、产学协同育人、创新创业教育、工程专业认证等，着力提高工程教育教学质量。
面向第四次工业革命的中国工程教育发展
当今世界新一轮科技革命蓄势待发，互联网产业化、工业智能化正在成为人类社会继机械化、电气化、信息化之后的新一轮工业革命，亦称第四次工业革命。有专家指出，这一轮科技革命和产业变革以信息化与制造业的深度融合为主要特征，以制造业的数字化、网络化和智能化为核心技术。也有专家预测，第四次工业革命将于21世纪30年代到来，届时人类将进入智能时代。
面向第四次工业革命，中国工程教育该如何发展呢？
第一，识变。
年2月，美国发布《美国将主宰未来的工业》，将人工智能（AI）、高端制造业（AdvancedManufacturing）、量子信息科学（QuantumInformationScience，QIS）和5G四大产业纳入其中。同月德国发布《德国工业战略》，不仅
