［摘 要］ 高等工程教育的“融合創(chuàng)新范式”是對以往高等工程教育的技術(shù)范式、科學(xué)范式、工程范式的揚(yáng)棄，是新經(jīng)濟(jì)發(fā)展趨勢下新工科建設(shè)的必然選擇，它將創(chuàng)新精神培養(yǎng)貫穿高等工程教育始終，凸顯跨界、滲透、融合、交叉的融合本質(zhì)，主要以課程的跨界安排、專業(yè)的跨界設(shè)置、知識(shí)的跨界滲透、能力的跨界綜合為主要途徑，進(jìn)而生成培養(yǎng)學(xué)生綜合能力和創(chuàng)新能力的嶄新功能，形成培養(yǎng)具有新工科特質(zhì)的工程人才的完整系統(tǒng)，最終實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力及素養(yǎng)的新工科專業(yè)人才的目標(biāo)。

［關(guān)鍵詞］ 工程教育；教育范式；融合創(chuàng)新；運(yùn)行機(jī)理

［基金項(xiàng)目］ 2020年度教育部第二批新工科研究與實(shí)踐項(xiàng)目“基于‘集成創(chuàng)新’的電類傳統(tǒng)專業(yè)系統(tǒng)化升級(jí)改造研究與實(shí)踐”（E-DZYQ20201417）

［作者簡介］ 堵 威（1987—），男，江蘇南通人，博士，華東理工大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院院長助理，副教授，博士生導(dǎo)師，主要從事計(jì)算智能、教育教學(xué)改革研究；盧 成（1987—），男，江蘇南通人，博士，南通大學(xué)電氣與自動(dòng)化學(xué)院院長助理，講師，主要從事自適應(yīng)控制、教育教學(xué)改革研究。

［中圖分類號(hào)］ G641 ［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］ A ［文章編號(hào)］ 1674-9324（2024）13-0133-04 ［收稿日期］ 2023-11-23

高等工程教育是高等教育的重要組成部分，為培養(yǎng)經(jīng)濟(jì)建設(shè)急需的工程人才發(fā)揮了巨大作用。但高等工程教育在新經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展的挑戰(zhàn)面前，已經(jīng)顯露出不相適應(yīng)的傾向［1］。因此，高等工程教育必須加快改革的步伐，順應(yīng)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的新趨勢，著力開展新工科建設(shè)，尤其應(yīng)當(dāng)實(shí)現(xiàn)工程教育范式的嬗變。

一、高等工程教育范式的嬗變邏輯

高等教育的本質(zhì)是通過教師的傳授，促進(jìn)學(xué)生知識(shí)的增加和豐富，建構(gòu)具有專業(yè)特色的知識(shí)結(jié)構(gòu)、打造符合專業(yè)特點(diǎn)的綜合能力、形成適合專業(yè)需要的認(rèn)知框架［2］。因此，科學(xué)配置不同領(lǐng)域的知識(shí)、完善各種知識(shí)相互滲透構(gòu)成的知識(shí)結(jié)構(gòu)、培育由知識(shí)而生成的綜合能力、最終形成蘊(yùn)含專業(yè)特質(zhì)的認(rèn)知框架則成為高等教育始終隱含的靈魂及主線［3］。

高等工程教育主體對專業(yè)知識(shí)的配置、知識(shí)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、綜合能力的認(rèn)同、認(rèn)知框架的共識(shí)，顯現(xiàn)為高等工程教育的目標(biāo)、手段、途徑和方法，形成了包含綜合性知識(shí)、智能結(jié)構(gòu)等內(nèi)容的認(rèn)知框架與工程教育目標(biāo)及方法的結(jié)合方式，從而確立了具有相對穩(wěn)定性的、行之有效的工程教育的教育行為模式，并得到不同層次工程教育主體的認(rèn)同和普遍運(yùn)用，成為具有統(tǒng)攝性的教育范例，經(jīng)過多年教育實(shí)踐的檢驗(yàn)和理論概括，最終固化為公認(rèn)的、具有普遍價(jià)值的高等工程教育范式。

高等工程教育范式包含了工程教育的內(nèi)容及形式，即高等工程教育范式囊括了構(gòu)成教育范式的課程設(shè)置、具有專業(yè)特質(zhì)的知識(shí)結(jié)構(gòu)的建構(gòu)、適應(yīng)專業(yè)需要的綜合能力、工程認(rèn)知邏輯框架的設(shè)計(jì)［4］。高等工程教育范式一旦形成就具有相對的穩(wěn)定性，且構(gòu)成高等工程教育范式的核心要素短時(shí)期內(nèi)不會(huì)消失，但是，高等工程教育范式不是一成不變的，其構(gòu)成內(nèi)容與側(cè)重點(diǎn)將隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人才需求的變化而更新［5］。因此，高等工程教育范式在社會(huì)及科學(xué)發(fā)展的不同階段，某些要素會(huì)被特別重視，從而產(chǎn)生了高等工程教育范式的技術(shù)范式、科學(xué)范式及工程范式的依次變遷。

“技術(shù)范式”是二戰(zhàn)之前工程教育的主宰，它以培養(yǎng)現(xiàn)場工程師為直接目標(biāo)，高度重視實(shí)踐，強(qiáng)調(diào)技術(shù)操作，教育的內(nèi)容始終以應(yīng)用手冊和公式為主。由于手工藝技術(shù)是當(dāng)時(shí)工程實(shí)踐的主要內(nèi)容，因此，技術(shù)范式下的工程教育以學(xué)徒制為主要形式。技術(shù)范式滿足了農(nóng)業(yè)時(shí)代和工業(yè)時(shí)代初期簡單生產(chǎn)的人才培養(yǎng)需求。

“科學(xué)范式”是在試圖解決工程人才偏重技能而缺乏科學(xué)訓(xùn)練的問題中產(chǎn)生的高等工程教育范式?？茖W(xué)范式高度重視數(shù)學(xué)、物理等自然科學(xué)的知識(shí)灌輸和理論分析，并將工程師的培養(yǎng)日益趨近于科學(xué)家的培養(yǎng)范式，導(dǎo)致工程師的培養(yǎng)越來越“科學(xué)化”，而其工程實(shí)踐能力的訓(xùn)練則被弱化，以至于高等工程教育陷入新的困境。工科學(xué)生也因工程素質(zhì)的匱乏普遍被社會(huì)和企業(yè)質(zhì)疑，因而高等工程教育“回歸工程”的呼聲愈演愈烈，由此高等工程教育的“工程范式”應(yīng)運(yùn)而生。

“工程范式”與“科學(xué)范式”截然不同，在關(guān)注學(xué)生掌握專業(yè)理論的同時(shí)，注重學(xué)生工程能力的訓(xùn)練，一定程度上滿足了企業(yè)對專業(yè)人才的工程需求。但這種范式降低了學(xué)生培養(yǎng)的學(xué)術(shù)要求，雖然強(qiáng)調(diào)了學(xué)生工程能力及實(shí)踐能力的提升，但缺乏科學(xué)理論與工程技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，學(xué)生的工程能力缺乏科學(xué)理論的支撐而顯得較為單薄，而且還導(dǎo)致綜合性大學(xué)工科學(xué)生與高職院校學(xué)生的界線趨向模糊。因此，片面的工程傾向隨著新經(jīng)濟(jì)發(fā)展的突顯、新技術(shù)的躍進(jìn)越來越無法滿足社會(huì)需求，亟須變革。高等工程教育的“融合創(chuàng)新范式”取代“工程范式”勢在必行［6］。

二、高等工程教育融合創(chuàng)新范式的特質(zhì)機(jī)理

高等工程教育的“融合創(chuàng)新范式”是指以創(chuàng)新精神培養(yǎng)為最高目標(biāo)，受科學(xué)理論日益融合、工程技術(shù)日益交叉的輻射，由科學(xué)技術(shù)集成創(chuàng)新模式延伸而來的高等工程教育的科學(xué)理論與專業(yè)技術(shù)融合、理論教育與工程訓(xùn)練滲透、理論繼承與技術(shù)創(chuàng)新交集，旨在實(shí)現(xiàn)專業(yè)發(fā)展、學(xué)科建設(shè)、能力培養(yǎng)有機(jī)集成的新工科專業(yè)人才培養(yǎng)的新方式。

（一）融合創(chuàng)新范式是對以往高等工程教育諸種范式的揚(yáng)棄

融合創(chuàng)新范式并不否定和拒斥高等工程教育曾有的技術(shù)范式、科學(xué)范式、工程范式的合理性，而是吸收了以往高等工程教育范式重視技術(shù)技能操作、強(qiáng)調(diào)科學(xué)理論指導(dǎo)、側(cè)重工程能力訓(xùn)練等的合理因素，促進(jìn)并實(shí)現(xiàn)理論、技術(shù)、工程的直接交集與互動(dòng)，并催生理論、技術(shù)、工程的融合，在集成的基礎(chǔ)上，培養(yǎng)工科學(xué)生創(chuàng)新能力的一種嶄新的教育行為方式。融合創(chuàng)新范式集合了技術(shù)范式、科學(xué)范式、工程范式的合理成分，克服了技術(shù)范式、科學(xué)范式、工程范式忽略不同要素在人才培養(yǎng)過程中的內(nèi)在聯(lián)系的弊端。因此，高等工程教育的融合創(chuàng)新范式比之于技術(shù)范式、科學(xué)范式、工程范式更具有時(shí)代感，更具有綜合性，更具有創(chuàng)新性，更具有生命力。

（二）高等工程教育的融合創(chuàng)新范式是新經(jīng)濟(jì)發(fā)展推動(dòng)下的新工科建設(shè)的必然選擇

20世紀(jì)末開始，風(fēng)起云涌的新經(jīng)濟(jì)是建立在信息技術(shù)和知識(shí)創(chuàng)新基礎(chǔ)上的，以高科技、信息、網(wǎng)絡(luò)、風(fēng)險(xiǎn)投資等知識(shí)為重要組成部分和經(jīng)濟(jì)增長動(dòng)力的經(jīng)濟(jì)，新經(jīng)濟(jì)的核心是知識(shí)創(chuàng)新，特點(diǎn)是融合滲透。在信息技術(shù)的統(tǒng)攝下，不同領(lǐng)域的科學(xué)理論日益融合，不同行業(yè)的技術(shù)日益交叉，傳統(tǒng)的行業(yè)界限、專業(yè)壁壘紛紛消逝于無形，且經(jīng)交叉融合集成和涌現(xiàn)出越來越多的新能源、新材料、新工藝、新產(chǎn)品和新行業(yè)，無論是云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能，都突顯了機(jī)械、電子、控制等行業(yè)打破了固有的行業(yè)邊界，多種嶄新的科學(xué)技術(shù)的交叉與融合，衍生出具有強(qiáng)盛生命力的新產(chǎn)業(yè)，形成了當(dāng)代經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一道道風(fēng)景線。

新經(jīng)濟(jì)必然推動(dòng)了新工科的應(yīng)運(yùn)而生與蓬勃發(fā)展，也推動(dòng)了為新經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供人才支撐的高等教育的新變化，必然引發(fā)高等工程教育專業(yè)設(shè)置、人才培養(yǎng)范式的嬗變，由此，以體現(xiàn)具有工科教育交叉融合特質(zhì)的新工科的應(yīng)運(yùn)而生。新工科覆蓋和滲透了傳統(tǒng)的工科專業(yè)，打破了傳統(tǒng)專業(yè)之間的界線和限制，催生了專業(yè)發(fā)展亙古不變的生長點(diǎn)，激發(fā)了工科專業(yè)的新活力，實(shí)現(xiàn)了不同專業(yè)知識(shí)的交叉融合，推進(jìn)了高等工程教育范式的變革?？梢哉f新經(jīng)濟(jì)彰顯了行業(yè)融合的生命力、新工科凸顯了專業(yè)整合的新優(yōu)勢。因此，彰顯跨界融合特質(zhì)的高等工程教育融合創(chuàng)新范式呼之欲出。

（三）高等工程教育融合創(chuàng)新范式是順應(yīng)高等工程教育人才培養(yǎng)趨勢的最佳范式

新經(jīng)濟(jì)的高歌猛進(jìn)對高等教育的人才培養(yǎng)提出了新挑戰(zhàn)，原來固守專業(yè)邊界、表象上專業(yè)特質(zhì)顯著的人才已經(jīng)越來越滯后于新經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，一味推崇傳統(tǒng)專業(yè)化的傳統(tǒng)工科及其人才培養(yǎng)目標(biāo)與模式也越來越無法滿足行業(yè)或企業(yè)的需求。顯然，新經(jīng)濟(jì)發(fā)展呼喚著新工科的誕生。

新工科實(shí)質(zhì)上是對傳統(tǒng)工科設(shè)置及工程教育的揚(yáng)棄。高校的傳統(tǒng)工科專業(yè)著力于打造工科專業(yè)人才，為國家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)培養(yǎng)了數(shù)以萬計(jì)的工程人才。但是，隨著新經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，社會(huì)急需復(fù)合型工科人才，由于傳統(tǒng)工科固守專業(yè)邊界，其培養(yǎng)的工科人才的綜合能力和集成素養(yǎng)與企業(yè)的需求相去甚遠(yuǎn)。因此，新工科及其建設(shè)一方面需要設(shè)置具有時(shí)代特征、與經(jīng)濟(jì)發(fā)展特質(zhì)相匹配的新型工科專業(yè)，另一方面則要對傳統(tǒng)工科專業(yè)進(jìn)行更新改造，迅速融入新經(jīng)濟(jì)的結(jié)構(gòu)元素，從而煥發(fā)傳統(tǒng)專業(yè)的生機(jī)和活力。

無論是新興專業(yè)的設(shè)置還是傳統(tǒng)專業(yè)的改造，都需要技術(shù)、科學(xué)與工程的融合，需要學(xué)科、專業(yè)、課程的融通，需要工科學(xué)生技術(shù)能力、工程能力、創(chuàng)新能力的融匯。因此，新工科建設(shè)不僅要體現(xiàn)專業(yè)設(shè)置、學(xué)科融合，更要?jiǎng)?chuàng)新工科人才培養(yǎng)模式，融合創(chuàng)新范式取代以往的高等工程教育范式勢在必行。

高等工程教育的融合創(chuàng)新范式的實(shí)質(zhì)是，在專業(yè)融合、學(xué)科交叉、能力互補(bǔ)的基礎(chǔ)上，著力挖掘蘊(yùn)含在專業(yè)、學(xué)科、能力中的創(chuàng)新要素，然后將諸多潛在的創(chuàng)新要素有機(jī)糅合成一個(gè)整體系統(tǒng)，并將每一種創(chuàng)新要素發(fā)揮到極致，通過各個(gè)創(chuàng)新要素的互相作用和相互支撐，充分展現(xiàn)每個(gè)創(chuàng)新要素難以獨(dú)立發(fā)揮的創(chuàng)新能量和創(chuàng)新潛質(zhì)，最終實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新工科人才培養(yǎng)的目標(biāo)。

三、高等工程教育融合創(chuàng)新范式的實(shí)現(xiàn)方式

融合創(chuàng)新范式將以創(chuàng)新為主線和靈魂，貫穿新工科人才培養(yǎng)的始終，以交叉、融合為手段，開啟從課程到專業(yè)、從知識(shí)到能力、從理論教學(xué)到實(shí)踐教學(xué)的融合之旅，從而有效克服技術(shù)范式等三種范式囿于專業(yè)和學(xué)科的界線、畫地為牢、相互分割的弊端；彌補(bǔ)工科學(xué)生因固守專業(yè)邊界的限制造成知識(shí)及能力的短板，克服企業(yè)只能分門別類地招攬人才造成工科人才嚴(yán)重浪費(fèi)的弊端。通過融合課程、學(xué)科、專業(yè)、能力培養(yǎng)，推動(dòng)學(xué)生實(shí)現(xiàn)不同專業(yè)、不同學(xué)科理論知識(shí)的融合，實(shí)現(xiàn)理論知識(shí)與工程能力的融合，實(shí)現(xiàn)繼承能力與創(chuàng)新能力的融合，并在多重融合的基礎(chǔ)上，著力培養(yǎng)學(xué)生的原始創(chuàng)新和集成創(chuàng)新能力。

第一，高等工程教育的融合創(chuàng)新范式在課程設(shè)置上應(yīng)當(dāng)是跨界設(shè)置。如電氣專業(yè)可以跨界設(shè)置機(jī)械專業(yè)等其他專業(yè)的課程，以適應(yīng)智能制造的需要；紡織專業(yè)可以設(shè)置化學(xué)化工等專業(yè)的課程，有效運(yùn)用新材料，實(shí)現(xiàn)紡織服裝的新發(fā)展；建筑專業(yè)可以設(shè)置電子信息等專業(yè)的課程，以滿足打造智能家居的需要；甚至可以開設(shè)一些拓展工科學(xué)生思維深度、擴(kuò)大知識(shí)面的人文課程。當(dāng)然，大量跨界課程的設(shè)置由于受到本科四年總學(xué)時(shí)的剛性限制，以選修課的形式比較合適，既滿足了學(xué)生優(yōu)化知識(shí)結(jié)構(gòu)的需要，又符合學(xué)生個(gè)性培養(yǎng)的需要。

第二，高等工程教育的融合創(chuàng)新范式在專業(yè)設(shè)置上應(yīng)當(dāng)是跨界交叉。隨著新經(jīng)濟(jì)新技術(shù)的發(fā)展，突破傳統(tǒng)工科專業(yè)設(shè)置的桎梏，設(shè)置一些新型工科專業(yè)勢在必行。如智能科學(xué)與技術(shù)、云計(jì)算、機(jī)器人工程等專業(yè)，已經(jīng)不適合傳統(tǒng)的專業(yè)分類，也與機(jī)械、自動(dòng)化、電子等傳統(tǒng)工科專業(yè)不同，新工科專業(yè)設(shè)置必須吸收傳統(tǒng)專業(yè)設(shè)置和課程設(shè)置中的合理成分，再加上新興學(xué)科的前沿知識(shí)，有機(jī)融合成富有生命力的新專業(yè)。同時(shí)必須對傳統(tǒng)專業(yè)進(jìn)行革命性改造，通過糅合科技創(chuàng)新成果，打破傳統(tǒng)邊界，拓寬專業(yè)領(lǐng)域，重在培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力，打造復(fù)合型、創(chuàng)新型新工科人才。

第三，高等工程教育的融合創(chuàng)新范式在知識(shí)灌輸上應(yīng)當(dāng)是跨界滲透。工科學(xué)生的知識(shí)灌輸應(yīng)當(dāng)樹立“真、善、美”的立體維度，除了不同工科知識(shí)的交叉融合之外，尋求科學(xué)理論與技術(shù)的“真”以外，還要探尋科學(xué)理論與技術(shù)的“善”和“美”。這就需要跨界吸收人文社會(huì)科學(xué)知識(shí)，如吸收經(jīng)濟(jì)學(xué)、管理學(xué)的相關(guān)知識(shí)，尤其是工程哲學(xué)、工程美學(xué)、工程倫理學(xué)、工程行為學(xué)等人文科學(xué)知識(shí)的滲透與融合，使得工科人才不僅具有寬泛的專業(yè)性，而且具有厚實(shí)的社會(huì)性，這樣才能培養(yǎng)科學(xué)精神與人文情懷兼?zhèn)涞墓こ碳夹g(shù)人才。

第四，高等工程教育的融合創(chuàng)新范式在能力培養(yǎng)上應(yīng)當(dāng)是跨界綜合。除了傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)能力、思維能力、工程能力的培養(yǎng)之外，著力培養(yǎng)新工科學(xué)生的發(fā)現(xiàn)能力、轉(zhuǎn)換能力、溝通表達(dá)能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力等，由諸多的能力延伸為集成能力和創(chuàng)新能力。通過知識(shí)融合、技術(shù)滲透、工程集成走向工程創(chuàng)意、技術(shù)創(chuàng)造、理論創(chuàng)新，最終成為掌握新技術(shù)、適應(yīng)新經(jīng)濟(jì)發(fā)展的復(fù)合型、創(chuàng)新型工科人才。

綜上所述，新工科的建設(shè)與發(fā)展，顯性的要求是專業(yè)、課程、知識(shí)、能力的重組與更新，隱性的要求是工科人才培養(yǎng)范式的嬗變與創(chuàng)新。因此，倡導(dǎo)融合創(chuàng)新范式的人才培養(yǎng)模式，以取代沿襲已久的人才培養(yǎng)范式，從而實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)一大批創(chuàng)新型工科人才的宏大目標(biāo)，這是推動(dòng)新工科建設(shè)不可或缺的重要內(nèi)容。

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On the Evolution Mechanism and Implementation Methods of the Paradigm of Higher

Engineering Education

DU Wei1， LU Cheng2

（1. School of Information Science and Engineering， East China University of Science and Technology， Shanghai 200237， China; 2. School of Electrical Engineering and Automation， Nantong University， Nantong， Jiangsu 226019， China）

Abstract： The “integrated innovation paradigm” of higher engineering education is a sublation of the previous “technological paradigm”， “scientific paradigm”， and “engineering paradigm” of higher engineering education. It is an inevitable choice for the construction of new engineering disciplines under the trend of new economic development. It cultivates innovative spirit throughout the entire process of higher engineering education， highlighting the essence of cross-border， infiltration， integration， and intersection， mainly through the cross-border arrangement of courses and the cross-border setting of majors The main approach is the cross-border penetration of knowledge and the cross-border integration of abilities， thereby generating new functions for cultivating students’ comprehensive and innovative abilities， forming a complete system for integrating engineering talent cultivation with new engineering characteristics， and ultimately achieving the goal of cultivating new engineering professionals with innovative abilities and literacy.

Key words： engineering education; educational paradigm; integrating innovation; operational mechanism