科教融合与工程教育模式重塑

科教融合与工程教育模式重塑全球产业竞争格局正在发生重大调整。国际金融危机发生后，发达国家纷纷实施“再工业化”战略，重塑制造业竞争优势，加速推进新一轮全球贸易投资格局。一些发展中国家也在加快谋划和布局，积极参与全球产业再分工，承接产业及资本转移，拓展国际市场空间。我国制造业面临发达国家和其他发展中国家的“双向挤压”，必须放眼全球，加紧战略部署，着眼建设制造强国，固本培元，化挑战为机遇，抢占制造业新一轮竞争制高点。科教融合与工程教育模式重塑

目前国内的工程教育对上述形势仍然反应迟缓。当关注的重点仍然放在论文发表的数量和层级上时，很难看出工程教育准备对实体经济的复归和发展制造业的国家战略做出什么实质性的贡献。

令人忧虑的是，对工程教育模式的探索存在形式主义的倾向。服务国家创新体系建设，纳入工程创新前沿的内容，是免于形式主义的有效选择。

不妨从三个方面讨论国内外工程教育改革的成功经验，重塑中国特色的工程教育模式。科教融合与工程教育模式重塑一、科教融合

1.全球背景下的科教融合2.工程教育中的科教融合二、

工程教育模式1.任务与人才齐头并进的培养目标

2.实践与理论螺旋上升的训练过程

3.学习产出为主要对象的质量评价三、问题与对策科教融合与工程教育模式重塑一、科教融合

1.全球背景下的科教融合

（1）趋势（2）理念

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（1）趋势

全球的工程教育界所处的环境高度相似：科技的飞速发展，经济的合作与竞争，文化的交融与对抗，能源控制与生态平衡……，这些因素每时每刻都在影响着不同国家的发展，影响着各国工程教育界根据不同的认知标准和利益需求对理念、战略和模式的思考和选择。科教融合与工程教育模式重塑

美美国工程院（NAE）《2020工程师》报告2004年发表第一卷：《2020工程愿景报告》（简称《愿景报告》）2005年发表第二卷：《培养2020工程师行动报告》（简称《行动报告》）

科教融合与工程教育模式重塑《愿景报告》指出:

未来工程的技术突破将主要集中在生物、纳米、材料、光电、信息与通信、物流等领域，而城市基础设施建设、环境等将对上述技术提出挑战。未来工程的社会背景包括：人口、健康与医疗、青少年问题、经济全球化四个方面以及与此相关的知识产权、项目管理、语言与文化差异、国家安全、成本-收益约束等挑战。科教融合与工程教育模式重塑《愿景报告》对工程和工程师的期望是：①工程专业在社会文化系统中发挥深刻作用；②使工程师获得更多的职业发展机会，包括从事“非工程”工作的机会；③让公众认可专业、技术、社会、历史等知识在工程上的融合；④工程师应具备较好的科学与数学基础，能通过人文、社科与经济学来拓宽设计的视野；⑤具备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。科教融合与工程教育模式重塑

《行动报告》在《愿景报告》基础上全面论述了2020工程教育的发展战略。它要求：

①建设一个相互关联的由院校工程教育系统、基于校企合作的工程实践系统、K-12教育系统及全球经济系统构成的工程教育大系统；科教融合与工程教育模式重塑

②工程教育必须体现其训练工程师的本质。这一过程是在兼重工程实践与工程教育研究的背景下进行的，它要求强化多方合作，尤其是工科教师与行业界的参与。科教融合与工程教育模式重塑2008年，美国工程院（NAE）发布了《21世纪工程大挑战》报告，列述了以下14项工程挑战：太阳能经济利用；氢能源开发；CO2封存技术开发；氮循环控制；清洁水供应；市政设施改造；健康信息建设；先进药物与治疗；思维技能再造；核恐怖防范；赛博空间安全；虚拟现实普及；个性化学习拓展；科学与工程合作。为此，NAE设立了“大挑战学者计划”（GCSP）科教融合与工程教育模式重塑为迎接大挑战，GCSP提出了培养新型工程师的课程架构：

①开展相关主题的设计或研究；②设置“工程＋”的跨学科课程；③支持创业；④拓展学生的全球视野；⑤提供关于服务的学问。科教融合与工程教育模式重塑

密西根大学杜德斯达特中心《变革世界的工程》对“工程”给予了重新定义：①作为一门学科，在21世纪有可能成为“通识课程”；

②作为一种职业，为社会急需，但也面临众多挑战；③作为知识基础，支撑着创新、创业并提供新的价值标准；④作为教育系统，具备多样化的特点。

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最新进展：2011年2月，奥巴马政府出台“创业美国计划”（StartupAmericaInitiative）。这是美国历史上第一份专门针对创业提出的全国性计划，也是奥巴马政府尝试整合公共部门和私营部门的力量，在全国范围内创造和鼓励更多高成长企业的纲领性计划。作为奥巴马政府系统性创新战略的5个行动计划之一，“创业美国计划”旨在营造创业生态系统，加强创业者与创业导师的联系，大力促进美国高校创业教育的发展。科教融合与工程教育模式重塑

受2008年次贷危机影响，美国经济不断下滑，2009年10月，失业率攀升至10.2%。然而，一些以高科技创新创业著称的区域，如加州的硅谷、德州的奥斯汀、科罗拉多州的博尔德等地区，似乎并没有受到经济衰退的影响。原因是：这些区域与大学保持着紧密联系，支持研究型大学的创新创业活动，从而促成高成长型创业企业的发展。科教融合与工程教育模式重塑例如，《斯坦福大学创新创业影响力报告》初步统计，目前仍旧运作的企业中与斯坦福大学有关的共39,900家。如果这些企业组成独立的国家，其经济总量可以达到全球第十。据推算，这些公司创造了540多万个的工作岗位，年销售额达到2.7万亿美元。科教融合与工程教育模式重塑

“创业美国计划”的主要领域与行动（截止于2015年3月）①提供支持资金

设立10亿美元影响投资基金，鼓励私营部门投资国家优先发展区域（已设立）；设立10亿美元早期创新基金，鼓励私营部门投资早期阶段的创新型企业（已设立）；呼吁国会启动更多的创业支持资金（已签署法案）；减免小型商业投资的资本收益税（向国会呼吁）；简化投资低收入地区的税额抵扣条例（即将实施）；科教融合与工程教育模式重塑②加强创业者与创业导师的联系加强清洁能源初创企业与有经验的创业导师之间的联系（已实施）为退伍军人成立高成长企业创建企业孵化器（已设立）成立工程类院校教授创新创业全国中心（已设立）资助全国清洁能源创业计划大赛（已实施）推动青年创业教育行动（已实施）

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③减少创业障碍吸引和支持移民创业（进行中）；减轻青年创业者的学生贷款负担（进行中）；增加创新企业种子基金获取渠道（进行中）；加快专利申请速度（已实施）；呼吁国会支持求职者向工作岗位创造者转变（已签署法案）；聆听美国创业者的声音（已实施）；

科教融合与工程教育模式重塑④加速突破性技术创新从实验室到市场的转化加快技术创新从实验室向商业市场转移（已实施）；创建创新团体（InnovationCorp）以帮助科学家创办企业（已实施）；成立“i6挑战计划”，促进区域创新（已实施）；

v通过“创新加速器挑战计划”强化高成长族群（已实施）；资助清洁能源的创新生态系统建设（已实施）；向“美国下一代高水平能源创新者”开放联邦技术（已实施）；加速生物医学创业企业的技术许可进程（已实施）；实施全新的专利系统（已实施）；科教融合与工程教育模式重塑⑤拓展医疗、清洁能源和教育等产业的市场机会

加速健康、能源和教育三个领域的创新（已实施）通过开放能源数据减少电费支出（已实施）提供开放的教育数据（已实施）提供开放的健康数据（已实施）构建全国性的健康护理创新平台（已实施）科教融合与工程教育模式重塑

斯坦福大学“全国工程教育创新中心”（Epicenter）认为，工程教育应该赋予本科生三种核心素质，其中之一就是创业素质：

①掌握某一工程领域的相关知识和技能；②具有为解决实际问题而进行创造性设计和产品开发的创新意识与技能；③具有挖掘市场机会和顾客需求的创业意识和技能。科教融合与工程教育模式重塑奥巴马政府的“创业美国计划”通过整合资源，优化美国高校创业教育和大学生创业的政策与环境，把美国工程教育的培养目标提升到了国家战略的高度。

这一动向值得我们密切关注。科教融合与工程教育模式重塑

欧

根据“苏格拉底计划”，欧盟构建并实施了一系列主题网络来加强欧洲工程教育的改革和发展。现已完成或正在实施的主题网络有：欧洲高等工程教育（H3E，1998.1-1999.9）、加强欧洲工程教育（E4，2000-2001）、欧洲工程的教学与研究（简称TREE，2004-2007），以及最新的欧洲与全球化工程教育(EUGENE，2009-2012)科教融合与工程教育模式重塑，

2010年初，《欧洲2020战略》正式推出，取代到期的“里斯本战略”，以指引欧洲经济未来10年的发展，其主题是“敏捷、永续、包容”，它有三大支柱：①继续走知识经济之路，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统一市场；②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）；③建成一个更加宽容的社会，最终使欧洲的科技水平追上美国。

欧盟各国政府承诺积极改革其国家创新系统，把“造就更多的欧洲工程师”作为近期和中长期必须达到的目标。科教融合与工程教育模式重塑

上述报告展示出美国和欧洲政策的基本动向：①超前设计，致力培养能满足未来工程实践需要的工程师和科技人才；②强化基础，将工程师和科技人才培养视为以基础教育为起点的完整系统；③回归实践，强调提升工程师和科技人才的动手能力和解决问题能力；④创新模式，探索工程师和科技人才培养的途径；⑤系统集成，全面建立并提升与工程教育各相关子系统的联系。科教融合与工程教育模式重塑

最新进展：近些年来，由于种种原因，欧盟的经济发展陷入低迷，但欧盟的龙头德国却是一个例外，一直保持着强劲的发展势头。为了提高德国工业的竞争力，在新一轮工业革命中占领先机，德国政府在2013年4月的汉诺威工业博览会上正式推出“工业4.0”战略。该项目作为政府提出的一个高科技战略计划，得到了德国联邦教育及研究部和联邦经济技术部的联合资助，投资预计达2亿欧元。科教融合与工程教育模式重塑

有意思的是，工业4.0已然成为中德合作的纽带。2014年11月李克强总理访德期间，中德双方发表了《中德合作行动纲要：共塑创新》，宣布两国将开展工业4.0合作，这不仅开拓了中德未来产业合作的新方向，而且其创新经验将成为制定“中国制造2025”战略的有益借鉴。科教融合与工程教育模式重塑“工业4.0”的概念即以智能制造为主导的第四次工业革命。作为发展战略，旨在利用信息通讯技术和网络空间虚拟系统-信息物理系统相结合的手段，使制造业向智能化转型。该项目主要有三大主题：一是“智能工厂”，重点研究智能化生产系统及过程，以及网络化分布式生产设施的实现；二是“智能生产”，主要涉及整个企业的生产物流管理、人机互动以及3D技术在工业生产过程中的应用等。该计划将特别注重吸引中小企业参与，使它们成为新一代智能化生产技术的使用者和受益者，也成为先进工业生产技术的创造者和供应者；三是“智能物流”，主要通过互联网、物联网、物流网，整合物流资源，充分发挥现有物流资源供应方的效率，而需求方则能快速获得相匹配的服务和物流支持。科教融合与工程教育模式重塑

工业4.0有一个关键，就是智能工厂使用了含有信息的“原材料”，从而使“原材料(物质)”=“信息”，这样，制造业就终将成为信息产业的一部分。有人认为，在这个意义上，工业4.0将成为最后一次工业革命。问题在于，大学的工程教育是否为此做好了准备，工程人才培养能否适应未来制造业的需要。科教融合与工程教育模式重塑

第一，工业4.0是推进高端制造业的产业发展战略，不能进入高端制造业的企业将可能被市场淘汰。德国方面正在制定工业4.0的标准，根据这些高端的或曰高科技的产业标准，中国工程教育是否要制定相应的人才培养标准，并将这些标准与现有培养目标加以整合？科教融合与工程教育模式重塑

第二，工业4.0与传统的生产过程大相径庭，如前所说，涉及整个企业的生产物流管理、人机互动以及3D技术在工业生产过程中的应用等等，大学工程人才的培养路径如何设计，才能引进这种高科技研发和高端制造的完整训练，才能实现工程实践与理论学习的完美结合？科教融合与工程教育模式重塑

第三，工业4.0是一个复杂系统，是多种资源在信息化条件下的优化集成，大学是否具备同样优质的教师资源、设施资源、政策资源、制度资源，并能实现这些资源的优化整合？是否建立了与培养目标对应的创业型、创新型工程人才质量保障体系？科教融合与工程教育模式重塑

事实上，将物联网和智能服务引入制造业的国家不止德国一家，其他国家制定的发展战略，尽管提法不同，但内容却大同小异，如美国的“先进制造业国家战略计划”、日本的“科技工业联盟”、英国的“工业2050战略”，凡此种种，都体现了科教融合的趋势，都对中国经济和教育（特别是工程教育）的未来发展构成了巨大的挑战。科教融合与工程教育模式重塑

中

中国的反应显示了一个正在崛起的大国对全球发展趋势的高度敏感和远见卓识。1995年，在《中共中央、国务院关于加速科学技术进步的决定》中首次提出了“科教兴国”战略；2002年，面对加入WTO后全球化和综合国力竞争的形势，中共中央、国务院制定下发的《2002-2005年全国人才队伍建设规划纲要》首次提出了“人才强国”战略。

科教融合与工程教育模式重塑在此基础上，于2006年、2010年先后提出了三个纲要：①《国家中长期科技发展规划纲要（2006-2020）》②《国家中长期人才发展规划纲要（2010-2020）》③《国家中长期教育改革与发展规划纲要（2010-2020）》

科教融合与工程教育模式重塑《科技发展纲要》指出，我国将“长期面临发达国家在经济、科技等方面占有优势的巨大压力”。纲要对未来15年我国科学技术发展的总体部署包括：①确定若干重点领域，突破一批重大关键技术，全面提升科技支撑能力；②瞄准国家目标，实施若干重大专项，实现跨越式发展，填补空白；③应对未来挑战，超前部署前沿技术和基础研究，提高持续创新能力，引领经济社会发展；④深化体制改革，推进国家创新体系建设。

纲要列举的11个重点领域的68项优先主题、16个重大专项、8个技术领域的27项前沿技术，几乎全部与现代工程创新直接相关；18个基础科学问题和4项重大科学研究计划，则大多与现代工程间接相关。覆盖面之广，不仅包含而且远远超出前述欧美计划所关注的范围。科教融合与工程教育模式重塑

《人才纲要》的总体目标是，到2020年，我国要培养和造就规模宏大、结构优化、布局合理、素质优良的人才队伍，进入人才强国行列，为在本世纪中叶基本实现社会主义现代化奠定人才基础，《教育纲要》的总体目标则是，到2020年，我国基本实现教育现代化，基本形成学习型社会，进入人力资源强国行列。前者的重点是高端人才的培养、引进、使用和整体布局，后者的重点则是通过各层次各类型的教育改革，培养和提高所有劳动者的素质。科教融合与工程教育模式重塑没有后两个《纲要》，《科技发展纲要》将成为空中楼阁。而作为落实《教育纲要》的全国性改革措施，工程教育专业认证与卓越工程师教育培养计划不仅集中代表了科教兴国和人才强国战略的实践，更是这两大战略的升华，换言之，它将两者提升到科教融合的高度，从根本上解决了科技发展与人才发展二元化的问题。

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最新进展：2015年5月8日，国务院颁发了《中国制造2025》，这是我国实施制造强国战略第一个十年行动纲领。其背景是：

全球制造业格局面临重大调整；我国经济发展环境发生重大变化；建设制造强国任务艰巨而紧迫。科教融合与工程教育模式重塑《中国制造2025》的详细内容已见诸报端，它提出了创新驱动、质量为先、绿色发展、结构优化、人才为本的基本方针和分三步走建成制造强国的战略目标；描述了提高国家制造业创新能力、推进信息化与工业化深度融合、强化工业基础能力、加强质量品牌建设、全面推行绿色制造、大力推动重点领域突破发展、深入推进制造业结构调整、积极发展服务型制造和生产性服务业、提高制造业国际化发展水平等九大战略任务。科教融合与工程教育模式重塑我们特别关注“人才为本”这一基本方针以及工程教育在九大战略任务中承担什么角色的问题。九大任务不仅将中长期科技规划中提出的前沿研究凝聚到先进制造的主题上来，而且提升了对前沿性和应用性的要求，这样，工程教育就承担了直接参与先进制造的研发和为此进行人才培养的双重任务。科教融合与工程教育模式重塑《2025》在“战略支撑与保障”一章专门提到要“健全多层次人才培养体系”，要求：

加强制造业人才发展统筹规划和分类指导，组织实施制造业人才培养计划，加大专业技术人才、经营管理人才和技能人才的培养力度，完善从研发、转化、生产到管理的人才培养体系。

其中大部分内容涉及工程教育的改革，包括工程教育中的科教融合和模式重塑。科教融合与工程教育模式重塑

（2）理念综观美、欧、中工程教育界的这些发展战略，不难发现它们有如下共同点：①极端关注21世纪科技发展的重大前沿问题及其相关社会背景；②强调跨学科研究与集成创新；③强调科技发展与人才培养的一体化；④强调产业界与工程教育界的合作共进；⑤强调工程实践的回归以及由此驱动的多元化的工程教育模式探索。一言以蔽之，强调科教融合。科教融合与工程教育模式重塑改革开放以来，中国的科技发展和经济取得了举世瞩目的成绩，国家也提出了科教兴国和人才强国战略。但是，由于种种原因，我们的发展一直存在若干误区，主要有二：①将国际化等同于反复引进，忽视了自主创新这一根本任务；②将国家创新体系建设等同于单纯的物质建设，重物不重人。科教融合与工程教育模式重塑科教融合，是一个终于受到关注的常识。如果说其中有什么新意，无非是：①科技发展更高端了；②工程变成大工程了；③对人的要求更高了；④科与教不是各自发展，不是两者并重，而是相互融合；⑤核心是人的发展。科教融合与工程教育模式重塑建设国家创新体系，必须解决科教融合问题，即解决创新体系的中坚——创新人才培养问题：①从中长期发展看，需要多少人才；②培养的人才一般需要具备什么素质；③从集成创新的角度，如何区分人才的层次和类型；④如何发挥国家创新体系建设过程的育人作用；⑤如何在此背景下开展高等教育、特别是工程教育的模式建构科教融合与工程教育模式重塑

2.工程教育中的科教融合（1）关于科研与教学的一体化揆诸高校办学的难题，“重科研、轻教学”堪称受到批评最多、改革难度最大的“顽症”。然而，之所以成其为“顽”，根本在于诊断有误。实际上，问题不在孰轻孰重，而在两者是否相关以及相关到什么程度。换言之，关键在于科研资源能否成功地转化为教学资源，以及转化的程度、方式和保障机制。科教融合与工程教育模式重塑从外部环境看，仍将科研与教学视为互不相干的两项“使命”显然有悖于科教融合的全球趋势；从高等教育自身发展看，这种二元化也与形形色色的模式改革格格不入。解决之方，就是融为一体。所谓“融为一体”，主要体现在以下四个方面：科教融合与工程教育模式重塑①内容的融合。

科研资源转化为教学资源，首先是指科研成果进入教材。但是，无论是横向的还是纵向的科研项目，其内容的背景都非常复杂，不可能完全进入教材，只能选择其中原理性、非保密性的成果来更新现有的教材，或者开拓新的专业方向。这意味着，二者融合始终是面向高端、前沿的科研成果的，绝不是形式主义的。当然，还有一个新内容与原有内容的融合问题。科教融合与工程教育模式重塑②过程的融合。

——学生参与科研（深度、广度、创新度、培养目标、参加人数）；——方法的训练（操作规范、研究方法、创新经验）；

——与课程建设的结合（传统实验课和理论课的改造）科教融合与工程教育模式重塑③教师的融合现在许多学校将从事科研的教师与从事教学的教师分流，在现有的制度条件下，这样做也许有其不得已的苦衷，但长此以往，肯定会对教育质量产生不良影响，而且也会妨碍两类教师自身的发展。因此，在制度设计上，要让从事科研的教师承担分量足够的教学任务，让从事教学的教师也有参与科研、提升自我的机会。至于在教学科研一体化过程中的具体分工，则要因时因地因专业而异。工程教育中的双师型队伍建设，就是教师融合的良好范例。科教融合与工程教育模式重塑④评价的融合

——科研工作要有人才培养的评价标准

——教学工作要引入科研成果的评价标准——要在学生评价中提出理论与实践相结合的评价标准（集成创新的训练）

——要在教师评价中提出双师型的评价标准

——要研究新的定量与定性相结合的评价方法

——要制定科研与教学一体化的评价制度科教融合与工程教育模式重塑由于“科学研究”通常被理解为实验室活动，有必要界定一下工科的“科学研究”，在这里，它差不多是“工程实践”的同义词，包括：

——与专业原理相关的实验室实验

——与工程创新相关的实验室实验（设计研发）

——与工程创新相关的企业实践（设计研发）

——有完整周期的常规性企业实践

——用以解释和指导上述实践的理论研究这意味着“科学研究”除了工程实践探索还包括一定的理论研究。科教融合与工程教育模式重塑

（2）关于卓越计划

中国的科教融合，体现在高等工程教育方面，就是启动“卓越工程师教育培养计划”（简称卓越计划）。

“卓越计划”的实施层次包括工科本科生、硕士研究生、博士研究生三个层次，分别培养现场工程师、设计开发工程师和研究型工程师的后备人才。（这样划分层次是否完全合理另当别论）。这里主要讨论本科教育。科教融合与工程教育模式重塑为此，“卓越计划”提出了以下重点任务：①创立高校与行业企业联合培养人才的新机制；②创新工程教育的人才培养模式；③建设高水平的工程教育教师队伍；④扩大工程教育的对外开放。

这里重点讨论机制和模式问题。科教融合与工程教育模式重塑

机制：高校与行业企业联合培养有一项研究曾得出如下结论：既把全方位的产学合作视为工程教育模式“最低限度的外部环境”，又将其视为贯穿整个模式运行周期的内部运作过程。“卓越计划”更进一步，直接要求“联合培养”，成为外部环境和内部运作过程的集成，它对中国工程教育的理念、政策、制度建设提出了一系列严峻的挑战。科教融合与工程教育模式重塑

模式：对中国现有工程教育模式的总概括

主要目标：面向工业界、面向未来、面向世界，培养和造就一大批创新能力强、满足经济社会发展需要、为中国新型工业化发展服务、具有国际竞争力、能够适应和引领未来工程技术发展方向的优秀工程师。科教融合与工程教育模式重塑卓越计划将上述目标细化为三大标准：①国家标准，亦称通用标准，由教育部会同相关高校和研究机构共同制定；②行业标准，由相关企业和各行业协会在国家通用标准的基础上结合本行业的特点制定；③学校标准，由各高校根据上述两个标准结合本专业的特点制定科教融合与工程教育模式重塑

主要路径：3+1“卓越计划”的一项重大举措，就是将大学本科四年分为三年学校学习阶段和一年企业学习阶段。学生在企业学习阶段主要是通过深入开展工程实践活动，结合生产实际做毕业设计，参与企业的技术创新和工程开发，来学习先进技术和先进的企业文化，培养职业精神和职业道德。三年学校学习要根据“3+1”的要求进行课程重建。科教融合与工程教育模式重塑“卓越计划”的启动，标志着中国工程教育向大工程背景下工程实践的全面回归。除了一年企业学习以外，还制定了一系列相关政策。如：推免生向工程硕士专业倾斜，优先保障“卓越计划”所需的优秀生源；实行灵活的学籍管理，推免生可保留入学资格1-2年，先到企业实习或就业，再继续研究生阶段学习；参与企业依据学校、企业、学生三方协议，享有未来员工的优先聘用权，等等。科教融合与工程教育模式重塑

工程实践教育中心的建设旨在为学生实践提供优质平台。194所“卓越计划”参与学校和各行业的领先企业或大型企业共建了980多个设在企业的校级工程实践教育中心，教育部联合工信部等23个部门从中初步遴选了654家作为第一批国家级工程实践教育中心，建设1-2年后再正式予以认定。科教融合与工程教育模式重塑回归工程实践对传统的工程教育课程体系产生了巨大的冲击，对此，“卓越计划”给予了一个集成式的解决方案：重构课程体系。

——理论课必须在工程实践的引领下整体重构。要求：①面向工程需求；②由实践驱动，遵循工程实践的发展逻辑；③整体优化，借鉴现代教学改革的成功经验和前沿成果对传统课程结构加以改造重建。科教融合与工程教育模式重塑

——理论课教学内容的调整有增有减，但主要是增加，以适应工程综合和集成创新的需要。例如，增加经管类、法律类、节能环保类的知识，等等。——理论课的教学要适应“学生中心”理念的要求，强化方法论的训练，提倡“做中学”。推行研究性学习方法，帮助学生学会自主学习，以先进的教学方法破解教学时间压缩的困境。科教融合与工程教育模式重塑

——引入新的课程理念，拓展课程的范围，重新界定课程的类型，优化以专业为基础的课程结构。比如，增加概论课程、研讨性课程、项目型课程、设计型课程的比例，与实践类课程有机结合，等等。

四类课程结构科教融合与工程教育模式重塑纯理论理论为主项目连接项目为主理论连接项目系统

评价机制

建立新的课程管理和教学评价机制。如同工程教育专业认证一样，“卓越计划”提倡的教学评价也是面向学习产出（LearningOutcome）的评价，要避免单一的面向知识考核的传统评价方式，重在考核自主学习能力、分析综合能力、创新意识和创新能力，一言以蔽之，重在考核未来工程师的整体素质。科教融合与工程教育模式重塑“卓越计划”倡导的教育模式并不是千篇一律的，相反，它们呈现出百花齐放的姿态，如果说，其中有什么统一性，那就是，一切对立的教育元素在这里都实现了协同整合。就整个工程教育而言，就是在项目研发（科学研究）与人才培养（教学工作）之间、理论学习与工程实训之间、第一课堂与第二课堂之间实现协同整合；就工程实践而言，就是在校内实践与企业实践之间、验证性实践与综合性设计性实践之间实现协同整合；就理论学习而言，就是在专业性知识与通识性知识之间、结论性知识与方法性知识之间实现协同整合。科教融合与工程教育模式重塑

二、工程教育模式重塑——以CDIO为例工程教育模式改革一直走在高等教育改革的前列，可资借鉴的经验不多，只能各显神通，各呈丰姿。那么，其间究竟有无“共相”可寻呢？初步研究表明，新的工程教育模式有这样一些共同点，或者说，几个关键词：以需求为导向，以学生为中心，以实践为动力，务课程之重构。

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需求虽然受到种种质疑，但需求决定论从一开始就是工程教育的基本价值选择。

对工程教育来说，需求决定论的内涵在于，社会的需求、市场经济的需求、第二产业（尤其是制造业）的需求以及学生未来发展的需求，直接决定着工程教育的信念、目标、体制、运作过程和质量评估标准。科教融合与工程教育模式重塑有人担心，这样的价值选择是否会忽视学术的重要性？恰恰相反，需求决定论揭示了工程专业学术研究和人才培养的本质属性之一——工程应用性，从而使工程专业的学术研究和人才培养获得了真正的价值归属。常识告诉我们:工程专业研究是为了做出有用的产品，工程专业教育是为了培养有用的人才。一言以蔽之，学以致用而已矣。科教融合与工程教育模式重塑“学以致用”并非工程教育的专有理念，保守一点说，这应当是任何应用性专业的育人理念。富有讽刺意味的是，在人们的日常交流中，“学以致用”并不是一个贬义词，但一旦在专业教育中认真讨论“学以致用”的目标和路径，便犯了教育学理论的大忌，谥之曰：工具主义，并将这种主义与人本主义对立起来。科教融合与工程教育模式重塑学生新的工科教学模式坚持以学生为中心的理念，或者说，坚持学生中心论。

从目标看，学生中心论强调满足学生未来发展的需求，这一点已经包含在需求决定论的内涵之中了。之所以还要单独提出学生中心论，是因为它对教学模式提出了关系到教学成败的若干新的要求。科教融合与工程教育模式重塑一是新的教学目标，包括：▲根据社会需求和学生发展需求，制定相应的基本目标；

▲面向全体学生，把有教无类与因材施教结合起来；

▲把目标研究视为系统研究，按类分解，逐层细化，控制到教学的每个环节，最后与评价标准接轨。科教融合与工程教育模式重塑

二是新的教学过程，要求：

▲自主学习

▲任务驱动

①知识的聚焦②知识的迁移与活用③知识的经验化

▲创新教法▲强化学法科教融合与工程教育模式重塑三是新的教学评价，要求：▲设计面向学习结果的评价标准；▲选择合理应用标准的评价方法；▲建立确保教学质量的评价制度。例如工程教育专业认证标准中的“毕业要求”：科教融合与工程教育模式重塑

①具有人文社会科学素养、社会责任感和工程职业道德

②具有从事工程工作所需的相关数学、自然科学以及经济和管理知识

③掌握工程基础知识和本专业的基本理论知识，具有系统的工程实践学习经历，了解本专业的前沿发展现状和趋势

④具备设计和实施工程实验的能力，并能对实验结果进行分析

⑤掌握基本的创新方法，具有追求创新的态度和意识；具有综合运用理论和技术手段设计系统和过程的能力，设计过程中能综合考虑经济、环境、法律、安全、健康、伦理等制约因素科教融合与工程教育模式重塑⑥掌握文献检索、资料查询及运用现代信息技术获取相关信息的基本方法

⑦了解与本专业相关的职业和行业的生产、设计、研究与开发、环境保护和可持续发展等方面的方针、政策和法律法规，能正确认识工程对于客观世界和社会的影响

⑧具有一定的组织和管理能力、表达能力和人际交往能力，以及在团队中发挥作用的能力

⑨对终身学习有正确认识，具有不断学习和适应发展的能力

⑩具有国际视野和跨文化的交流、竞争与合作能力科教融合与工程教育模式重塑

实践

学以致用的专业属性，决定了30年来的工程教育模式改革把工程实践训练的重要性提升到前所未有的高度。改革的关键是解决理论教学与实践教学的两张皮问题。

研究表明，在中国的工程教育发展中，理论教学与实践教学的关系（或曰知行关系）经历了三个阶段：科教融合与工程教育模式重塑在第一阶段，两者紧密结合。上世纪70年代以前，企业对师生的工程实践普遍给予支持，但这种支持是基于计划经济条件下超越成本和利润考虑的结果；而且，工程实践主要是用于验证理论知识的正确性。传统的知行一体化，实践往往是理论的附庸。科教融合与工程教育模式重塑

在第二阶段，即上世纪80年代初，人们对实践的重要性有所认识，于是提出了实践教学独立设课、建立独立的实践教学体系的构想，从而使校内实践得到了一定程度的加强。但是，这仍然是理科思维而非工程思维的产物（来自企业的支持极为有限）。独立的实践教学体系导致了知行分离，理论教学与实践教学的二元化一直延续到新世纪的到来。科教融合与工程教育模式重塑

在第三阶段，随着许多先进教育模式——如PBL、CDIO——的引进，国内一些院校的工程教育改革将知与行的结合重新提上了议程，而且得到了国家教育主管部门的积极支持和引导。与第一阶段的最大区别是，在新一轮的知行一体化中，实践教学的地位发生了显著的改变：它不再是理论教学的附庸，而是教育和教学整体改革的驱动力量，或者说，它扮演着引领者的角色。科教融合与工程教育模式重塑

强调实践的引领和驱动作用，使有些人士感到困惑，他们担心：这是否会降低理论知识在教育和教学中的地位？如果正确理解工程实践的内涵，这种情况就不会出现。这是由于：

①实践将教学主体带到工程科技的前沿，因而对理论知识的前沿性提出了更高的要求；

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②实践使教学主体直接面对工程综合，因而对理论知识的综合性提出了更高的要求；③实践使教学主体把工程创新与市场、节能、环保和可持续发展联系起来，因而对理论知识的宽广性提出了更高的要求；④实践导致理论的信息含量剧增，无法按传统方式在给定时间内完成教学，因而对理论学习的方法性提出了更高的要求。

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上世纪80年代MIT提出的“回归工程”，并非回到小件制造、手工操作、师徒相授的传统工程实践，而是投身大工程背景下的、现代科技主导的、集团运作的系统工程实践。从大工程的角度看，任何工程实践训练都应当让实践的主体意识到工程领域的发展变化（例如工业4.0、中国制造2025）对现代工程师在知识、能力和责任方面所提出的广泛的挑战，意识到他们的每一次实践都是在为应对这一挑战积累能量。科教融合与工程教育模式重塑工程实践是复杂的教育行为，而不是简单的岗位行为，它要体现现代科技和文化意义上的工程综合，要受到具体的教育目标、教育计划、教育评价的规范，以及渗透其中的大工程背景和产业界需求的影响。

所谓实践教学是教育和教学整体改革的驱动力量，指的就是上述被重新界定的工程实践训练。科教融合与工程教育模式重塑

课程这里讨论的重点不是单门课程，而是以专业为基础的课群。对趋势的研究表明，课程形式正在发生变化，金字塔式的传统课程结构也正在受到冲击。形式的多样化（理论、实践、案例、项目等等）；

结构的多样化（树型、鱼骨型、三明治型、金字塔型等等）科教融合与工程教育模式重塑归纳起来，现行的工科课程结构有：①“纯粹”的理论金字塔；②理论为主，项目连接；③项目为主，理论连接；④“纯粹”的项目系统。后三类结构在不同条件下可演化成无限多的形态。关键是结构变化的动力来自实践，来自对素质目标的描绘（Minerva）。科教融合与工程教育模式重塑

案例1国内某高校的“先进工程学院”目标：培养原创性的设计人才课程：①基础课强化方法论的训练②专业基础课强化学科交叉③专业课强化原创性设计实践

具体的排列组合因专业性质和学生发展特点而异。科教融合与工程教育模式重塑

案例2Minerva本科一年级的课程①形式分析（逻辑、数学、计算机等等）②实证分析（物理、化学、生物学等等）③复杂系统分析（心理学、社会学、哲学、经济、管理、历史等等）④多模式沟通（语言、艺术、音乐等等）

除第一学年在美国外，其余三年分别在7个国家做项目训练和小组学习。科教融合与工程教育模式重塑考察上世纪80年代以来的全球工程教育改革，可以发现一个趋势：淡化学科，强化专业，即强化以专业为基础的综合性知识学习和全面工程训练。更激进的做法是：淡化专业，强化课群，即围绕系统的项目训练，更加灵活地安排课程模块的结构及其教学呈现。新课程模式通过学生在实践驱动下的自主学习实现了内在统一，即“一体化”。科教融合与工程教育模式重塑

广义的一体化指的是一切对立的教育元素的协同整合。就整个工程教育而言，就是在项目研发（科学研究）与人才培养（教学工作）之间、理论学习与工程实训之间、第一课堂与第二课堂之间实现协同整合；就工程实践而言，就是在校内实践与企业实践之间、验证性实践与综合性设计性实践之间实现协同整合；就理论学习而言，就是在专业性知识与通识性知识之间、结论性知识与方法性知识之间实现协同整合。科教融合与工程教育模式重塑

这些协同整合，不仅全面地呈现了新的工科课程形式，而且完整地描绘了新的工科课程结构。

单门课程并非不重要（例如清华工业工程系的“分布式学习工作流”），但单门课程只有受制于专业教学目标的引导、置身于以专业为基础的课群之下才能最终实现它的价值。科教融合与工程教育模式重塑

环境赫伯特·A·西蒙在研究人工科学（这是工程科学的学科基础）时指出：“人工物可以看成是‘内部’环境（人工物自身的物质和组织）和‘外部’环境（人工物的工作环境）之间的结合点——用如今的术语来说就叫‘界面’。如果内部环境适合于外部环境，或反之，人工物就能有利于实现预期的目的。”科教融合与工程教育模式重塑

可以把一体化的工科教学模式也视为一个这样的人工物，它作为“界面”存在的依据就在于：它拥有一个由工程实践驱动的内在的教育和教学结构，这是它的“内部环境”，与此同时，它必须存在于产学合作的条件之下，否则就不会有工程实践的驱动，这是最低限度的“外部环境”。科教融合与工程教育模式重塑可以从育人的角度把全方位的产学结合分解为两个方面：首先，它是工程教育赖以存在的外部环境；其次，它是贯穿于工程教育中的内部运作过程，其核心是课程教学过程。这与西蒙关于人工物的外部环境、内部环境和界面之间的关系的思想不谋而合。科教融合与工程教育模式重塑

要实现教学模式的改革，除了工科特有的产学结合环境外，当然也会涉及相应的政策和制度环境问题，譬如院系的办学自主权问题、双师型教师队伍问题、专业认证标准的国际化问题，等等。这些问题，只能在模式改革的进程中逐步加以解决。科教融合与工程教育模式重塑这里把CDIO作为工程教育模式重塑的完整案例做一番分析。CDIO是MIT航空航天系创建的工程教育模式，2000年，MIT与瑞典皇家工学院、查尔姆斯大学、林雪平大学共建了CDIO模式国际合作组织。2005年，汕头大学执行校长顾佩华教授将这一先进模式率先引进中国。2007年，本刊首次载文向国内各界介绍汕头大学的改革实践。当年底，在教育部高教司的支持下，中国CDIO模式合作组织成立。科教融合与工程教育模式重塑CDIO工程教育模式把工程的生命周期划分为构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运行（Operate）四个阶段，围绕这四个阶段组织面向真实工程环境的完整的项目式训练并建构以专业为基础的理论课程体系。CDIO将教育目标细化为一个极具操作价值的教学大纲，并以12条标准对整个教育活动进行全程评价和监控。科教融合与工程教育模式重塑

CDIO现在已被纳入卓越计划，是卓越计划模式中体系最完备、建构最合理、理论最前沿、训练最到位的一种模式，它包括：①任务与人才齐头并进的培养目标

②知与行结合螺旋上升的训练过程③学习产出为主要对象的质量评价科教融合与工程教育模式重塑①任务与人才齐头并进的培养目标▲所谓任务，指的是包含完整周期的项目，或者说，是转化为教育环节的CDIO；

▲项目的