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一流的工程教育必须和科技的进步紧密结合，实现科学、工程同频共振。创新能力培养是当代一流工程教育的主旋律，必须与时代发展相适应，与科技进步相匹配，关键还是培养学生的创新精神和实践能力，这是工程教育最本质的特征和当今对工程教育的最高要求。
自1702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。在至今的300多年间，工程教育的发展为世界各国培养了大批高水平、专业化的工程技术人才，显著推动了各国的工业化进程。
当前，随着世界范围内的新一轮科技革命和产业变革的加速进行，以新技术、新业态、新产业、新模式为特点的新经济蓬勃发展，迫切需要一大批多样化、创新型卓越工程科技人才，工程教育也进入了新的发展阶段。
在这一背景下，国际工程教育提出哪些新要求、新挑战？中国工程教育又该如何发展？要弄清楚这些问题，不妨从在世界高等教育中占有一席之地的中国工程教育的发展现状说起。
接轨国际的现实
2016年6月，我国成为国际本科工程学位互认协议《华盛顿协议》的正式会员，工程教育质量认证体系实现国际实质等效。
据教育部今年6月发布的一条信息显示，截至2017年底，教育部高等教育教学评估中心和中国工程教育专业认证协会共认证了全国198所高校的846个工科专业，这标志着我国有846个工科专业的质量实现了国际实质等效，进入全球工程教育“第一方阵”。目前，我国工程教育专业认证已覆盖21个专业类，计划2020年实现所有专业大类全覆盖。
据统计，目前我国共有1100多所学校举办工程教育，1.9万多个工科专业，在校生约550万人，毕业生120多万人。从数量上看，中国普通高等院校工科专业招生数、在校学生数以及毕业生数都稳居世界首位。
“除了数量上的优势，在内涵上，教育部、中国工程院等多家部门也积极推动‘卓越工程师教育培养计划’，加快建设发展新工程，强化工程伦理意识，呼唤回归工匠精神。”近日，中国工程院院长李晓红在清华大学举行的第一届国际工程教育论坛上指出，从国际上看，我国正在积极推动形成中国工程教育质量标准体系，为世界工程教育贡献中国智慧和中国经验。“所有这些，无疑奠定了我国的工程教育大国地位。”
近些年来，我国以申请加入《华盛顿协议》为契机，逐步实现工程教育改革的全面深化，工程教育取得诸多突破，如结构布局不断优化，培养层次、类型、种类设置更加注重与工业发展相适应、与区域发展相协调。
此外，教育部又于2017年启动实施“新工科”建设，改造升级传统工科专业，加快发展新兴工科专业，着力推动我国从工程教育大国逐步迈向工程教育强国。
不过，在我国工程教育接轨国际、深入发展的情况下，面向全球工程教育的诸多挑战早已暗流涌动。
诸多问题的挑战
“进入21世纪以来，全球科技创新空前活跃，新一轮科技革命和产业变革正在重构全球创新版图、重塑全球经济结构。信息、生命、制造、能源、空间、海洋等领域的原创突破为前沿技术、颠覆性技术提供了更多创新源泉。学科之间、科学和技术之间、自然科学和人文社会科学之间日益呈现交叉融合的趋势。”中国科学院院士、清华大学校长邱勇说，迅速变化的世界为工程与工程教育的发展提供了难得的发展机遇，同时也提出了更多、更大的挑战。
在他看来，挑战之一就是工程教育的弱化趋势。
“在全球范围内，工程教育不同程度存在着以理科教育的方式培养工程师的现象。工科教师工程背景缺乏，工科学生的实践动手能力不高，行业企业对人才培养过程参与不够等问题广泛存在。”邱勇说，在很多发达国家和发展中国家，工程师的经济收入与商业、管理、法律等职业相比差距越来越大，“工程师这一职业对青年人的吸引力持续减弱，优秀青年对工科专业的兴趣降低甚至出现‘逃离工科’的现象”。
而工程教育的弱化趋势，尤其是我国工程教育的弱化趋势，也正是中国工程院院士、上海交通大学校长林忠钦所担忧的。
在他看来，工程教育的成功得益于工程教育培养的成功，但我国工程教育人才培养的成效往往存在很大的滞后性。“从人才培养的视角来看，主要存在三个方面的短板，即情怀、素养与视野。从情怀来讲，工科已不再是国内优秀学子的第一选择；素养方面，缺乏专业教育，使工程教育变成纸上谈兵；而在视野上，教育的内容远远跟不上工程技术的发展。”
对于工程教育所面临的挑战，台湾清华大学校长贺陈弘创造性地提出了工程教育5.0的概念。
“工程教育4.0是面向个人的定制化教育。当前，工程教育已经从2.0转到了3.0，但仍然在使用标准化的学习方式、单向的知识传播。所以，从目前来看，工程教育的挑战只是为了能够追赶4.0。”他说，对于未来工程教育的挑战，则是工程教育5.0，即由于人工智能、大数据对知识的赋权，让越来越多的知识可以被虚拟现实所替代，那么这时就必须思考未来的工程师该如何教育了。
面临转型的需求
当前工程教育所面临的挑战，反映在工程学上则必须进行转型，才能适应未来世界的发展。而这一转型对工程师也带来了诸多需求。
在世界工程组织联合会候任主席、南开大学原校长龚克看来，第一项就是知识方法与原则上的需求，即工程师必须对知识和能力进行整合，这就意味着，他们的知识和能力必须超越当前广为接受的专业精神与技术水准，实现学科交叉。
对此，哈尔滨工业大学校长周玉也深以为然。
“现在的工程教育所面临的并非工程本身，实际上是学科交叉，与其他学科的融合。”他举例道，比如基因组工程应该是医学本身的事情，但现在恰恰是工学的、计算机学院生物信息研究的人来承担基因组的计划，然后与医学进行密切合作；再比如，他们在《自然》杂志上发表解决艾滋病的结构分子生物学的论文，实际上也是依靠工学的先进设备。
“对于互联网、人工智能、大数据、区块链等内容，未来的工程师必须掌握。因此，我们要进行更多的培训，让工程师形成概念、搭建知识框架。”龚克补充道，与此同时，他们还必须能够更好地理解社会和人文方面的问题与知识，实现有效的跨学科学习与创新。“不过，在当前的工程教育中，不同学科之间的墙还很高，限制广泛存在。”
此外，在龚克看来，还必须建立全球统一的工程能力标准并付诸应用，实现工程教育方面的世界认证，以缓解工程国际合作方面的复杂性。
未来可期的出路
其实，面对上述挑战与需求，国际工程教育界一直在思考并采取相应措施。
比如，麻省理工学院2017年8月启动了“新工程教育转型”计划，面向未来新机器和新工程体系，开设以项目为中心的跨学科专业，强调学生思维方式和综合能力的培养。
“主要是以课题或项目为主线，鼓励学生实现跨院系的选课与学习；通过建立小组，促进学生与多样化的人群进行互动，并实现课堂学习、数字学习、实验学习之间的平衡；在全球范围内选拔顶尖人才和师资队伍，加强国际交流与合作，共同推动工程教育的发展。”麻省理工学院副教务长理查德·莱斯特介绍道。
而全球工学院院长理事会则强调工程教育的适应性、多样性和对学生创新意识和社会责任的培养。就像该理事会主席娜塔莎·狄波拉所说，工程是全球工业4.0发展的核心，必须通过协同合作来实现创新。“具体而言，就是工程教育要加快开发适合全球协作的平台和工具；要改革教学方法，培养适应未来挑战的高素质人才；要通过与行业的深入对话，实现产学研结合，寻求整体的解决方案。”
2016年6月，清华大学与中国工程院也共同设立了联合国教科文组织国际工程教育中心，旨在打造一个高水平的人才培养基地、智库型的研究咨询中心和国际化的交流平台，推动建立以平等、包容、发展、共赢为基础的全球工程教育共同体。
与娜塔莎·狄波拉的观点类似，在邱勇看来，未来的工程教育也要更加强化责任意识的教育，更加强化创新能力培养，更加强化交流合作。
“现代工程越来越深刻地影响和改变了我们所生活的世界，工程师所肩负的社会责任越来越大，不应该仅仅关注技术，还应该学会关注人、关注社会、关注自然。因此，工程教育必须更加重视培养学生的社会责任感。”邱勇说，工程不是单一学科知识的运用，而是复杂综合的实践过程，所以大学要完善学科交叉的体制机制，构建学科交叉人才培养体系。“同时，要在工程教育中加强创意创新创业‘三创’教育，强化实践教学，让学生在解决实际问题中提升创新能力。”
对于工程教育的未来发展，周玉也特别强调了创新实践能力的培养。
“在这方面，工程教育的发展必须跟上时代步伐，高等学校要从专业建设、课程体系、培养手段等方面加大改革力度。”周玉说，一流的工程教育必须和科技进步紧密结合，实现科学、工程同频共振。创新能力培养是当代一流工程教育的主旋律，必须与时代发展相适应，与科技进步相匹配，“关键还是培养学生的创新精神和实践能力，这是工程教育最本质的特征和当今对工程教育的最高要求”。
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