摘要：在“工程教育学”试点成为教育学二级学科背景下，加强工程教育学学科建设，把握工程教育学学科建设的定位、目标和路径，尤为重要。工程教育研究要建立在工程学和教育学交叉的基础上，以交叉学科为其定位；构建独立的知识体系，以建立工程教育的认识论和实践论为其知识体系建设的目标；扎根工程教育的实践研究和历史研究，以构建解释并指导实践的实质理论为路径。当前工程教育研究要重点关注理论和实践中的若干基础性问题，奠定工程教育学的理论基石，并为工程教育高质量发展提供理论指导。
关键词：工程教育学、学科建设、学科定位、知识体系
一、引言
2022年9月，国务院学位委员会决定试点设置“工程教育学”二级学科，标志着我国工程教育研究走上了专业化、制度化发展的道路。工程教育学学科建设不仅对建立我国独立自主的工程教育知识体系意义重大，而且对推进我国工程教育高质量发展具有重要作用。
进入本世纪，欧美国家开始着力推进工程教育研究学科建设。2006年美国工程教育学会会刊“Journal of Engineering Education”（简称JEE）发起组织“工程教育研究论坛”（The Engineering Education Research Colloquies），并发表《工程教育：一个新学科的研究任务》，明确指出：“系统地研究工程师的培养方法，是我们从不断循环的修补式的教育改革过渡期转向对教育体系进行长久的持续改进的必由之路。”[1] 2007年，美国JEE和欧洲工程教育协会会刊EJEE（European Journal of Engineering Education）联合发起了一项名为“提升全球工程教育研究能力”的全球倡议[2]，得到了世界多个国家的响应，标志着全球范围内的工程教育研究开始走上专业化、制度化发展的道路。
与国外相比，我国工程教育研究虽然一度轰轰烈烈，但专业化、制度化发展水平不高。20世纪80年代到90年代，伴随着高等教育学研究的兴起，工程教育研究也经历了短暂繁荣时期。几乎每所著名的工科院校都主办了工程教育研究类的内部期刊。1983年1月成立的国家教委直属高等工业学校教育研究协作组，针对我国工程教育教学改革中的问题展开专门研究。1994年，浙江大学王沛民教授等撰写的《工程教育基础》，成为我国工程教育理论研究的奠基之作，并被日本学者译为日文版。20世纪90年代后，按照“共建、调整、合作、合并”等措施，原部委所属工科院校或下放地方，或合并到综合大学，工程教育研究也随之趋冷。进入21世纪，在“综合大学”的办学目标与方针下，工科高校热衷于转型升级，办学取向迅速朝着学术化、科学化转向，工程教育研究呈现去工化、学科化、边缘化局面。[3]
新世纪以来，我国学界绕着“卓越工程师培养计划”“工程教育专业认证”“新工科建设”等议题进行了较多探索，也取得了一定的成果。不过与美欧相比，由于缺乏专业化、制度化的支撑，我国工程教育研究与实践存在很多问题，[4]如研究人员规模不大，研究方法以思辨和经验总结为主，缺乏必要的理论深度，尚未建立自主独立的知识体系等。在实践上，工程教育领域长期存在着一些模糊不清的认识，如工程与科学、技术的关系，技术能力与非技术能力的关系，如何有效地处理工程中的理论与实践关系，工程教育与国家工业化发展的关系，特别是针对我国工程教育实践的理论研究严重不足，没有建立扎根于我国工程教育实践的中国工程教育理论。这些不足直接影响到工程教育的改革发展，以及人才培养的质量。与中国工程教育研究形成鲜明对照的是，国际工程教育研究的专业化、制度化发展，对工程教育改革提供了强大的理论支撑。[5]
早在1944年，W.L.埃弗雷特在其经典的《长生鸟——对工程教育的挑战》一文中指出：“如果人类要从坚实的工程技术中获取巨大效益，就必须对工程教育重新加以澄清和进行改革。”[6] 工程事业的发展离不开工程教育，而工程教育的高质量发展离不开工程教育研究。工程教育学学科的建设是一项全新的事业，需要明确学科建设的定位、目标和路径，本文就此做些初步的探索。
二、定位：工程学与教育学的交叉
在学位管理上，国务院学位委员会将“工程教育学”列为“教育学”下属的二级学科，但不能据此就将工程教育学理解为教育学理论在工程教育中的应用。工程教育学是基于工程学科的教育研究，要从反映工程学科关注的重点、世界观、知识和实践的视角来研究该学科的教与学。而工程知识体表明：几乎所有的知识大类都可能在其中占有一席之地。工程教育学研究对象的特殊性决定了其非简单地隶属于某个一级学科，而是涉及到教育学、工程学、管理学、心理学等多个一级学科，但其核心的学科基石有两个：工程学和教育学。这也是王沛民在《工程教育基础》中指出的，工程教育基础应包含工程维度和教育维度。工程教育学学科建设要定位于工程学和教育学的交叉。
（一）工程学的维度
工程学类似于科学学与技术学，是从多学科视角对工程活动及其物质成果进行整体性研究，其主要研究的目的是，在工程的科学技术的维度探究工程的本质规定性。[7] 在一定意义上讲，工程学的研究就是工程哲学研究。工程教育学要充分吸收近三十多年来国际国内工程哲学的研究成果。其中以下四个基础性问题对工程教育学学科建设，尤为重要。
首先，是对工程本质的研究。工程的本质属性内在决定了工程活动的方式，进而决定了工程师的素质，也决定着工程教育的教学内容，其反映的是人们对工程本质观认识的差异。尽管不同的历史时期，人们的工程观有着差异，但工程区别于科学、技术的本质在于创造人工制品。诺贝尔经济学奖得主西蒙在其代表作《人工科学》中，首次区分了人工物与自然物，并提出工程就是“创造有用的人工物”。冯卡门的“科学家研究已有的世界，工程师创造未有的世界”一言，道出了工程与科学的本质区别，并影响至今。斯坦福大学航空航天学资深教授沃尔特·文森蒂（Walter G. Vincenti）通过反思其在航空航天工程的实践经验，在其代表作《工程师知道什么以及他们是如何知道的——基于航空史的分析研究》中提出，工程不同于科学与技术的原因在于，工程是以“设计”为核心的知识。李伯聪将“工程”界定为“改造自然”的物质性实践活动，是“对人类改造物质自然界完整的、全部的实践活动和过程的总称。”[8] 王沛民认为，工程具有“实践性、综合性、创造性”的特质。随着新一轮科技革命和产业变革，工程形态、知识性质还在变化，对工程的本质的研究也成为工程教育学的长期话题。
其次，对工程的社会、经济、管理和伦理等问题开展研究。现代工程不仅涵盖技术维度，还涉及社会、经济、管理、伦理等维度。工程作为社会的基本活动方式，已从传统设计与制造扩展到了服务、新技术开发及其他创新活动，既要从投入与产出、成本与质量考虑经济效益，还需要满足生态环保，伦理道德等要求。[9] 此外工程还是一个巨大的复杂系统，从设计、制造和材料供应、产品销售再到服务等，都需要严密细致的实施，因此构成大量的统筹管理问题。[10] 特别是当今工程技术已成为解决人类生存挑战、推动社会发展、促进经济增长的关键力量，社会对工程人才的能力素质要求不断提升。深入研判工程的社会、经济、文化价值，识别伦理道德挑战及工程管理等问题，才能为培养适应时代需求的工程人才，构建完善的工程教育知识体系注入源源不断的活力。
第三，关注工程师的工作方式和职业发展问题。总体上，工程师运用“如何做”的实践知识来解决工程问题，而不重点关注命题式的“是什么”的知识。但在不断发展的历史时期，工程师运用“如何做”的知识的方式还是有所差异的。例如，布西亚瑞利认为，20世纪50年代的工程师的工作方式是“在一个大的、装备完善的、组织完善的、权威的组织”中工作，“在一个由技术聚焦和专门知识所限定的科层组织中辛勤工作着”；而20世纪90年代的模式“需要更多的各种专业的集成。需要更多的准备在团队中工作，具有表达、交往和信守计划方面的能力。这种模式对协商是开放的，并知道如何处理不确定性。”[11] 其实，特定的历史时期的工程师都有着其特定的工作方式。今天的工程师越来越要求具有合作、沟通交流能力以及领导力。
工程师的职业发展也是影响工程教育的社会因素。爱德华·T.莱顿（Edwin T.Layton）在其著作《工程师的反叛——社会责任与美国职业》一书中探讨工程师职业的变革历程，从美国工程史看，工程师在推动经济社发展方面做出了巨大贡献，同时他们也一直在努力争取其职业地位。进入21世纪，在新的技术革命、人类生存危机、可持续发展等问题等因素的推动下，工程的作用进一步扩大，工程职业边界模糊，这些都需要在新时期对工程职业定位重新思考。工程教育学需围绕工程职业特性、职业发展、职业认同、社会声望等问题，既要审视工程师职业发展的历史，又要深入工程情境，了解当前工程师职业发展现状，在推动工程师职业良性发展的基础上，改革发展工程教育。
第四，工程史研究。工程史主要陈述和探讨人类的造物史，侧重于研究人们改造和利用自然界的造物过程及其成果的历史演进，[12]对工程教育学知识体系的构建具有基础性作用。在工程技术领域，人们一直偏向于从技术方面总结历史经验，其实很多失误、事故源于工程方面的原因，因此从工程观、工程决策、工程规划、工程预算、工程勘测等环节进行历史经验的总结，将符合工程运作规律的知识纳入工程教育中尤为重要。此外，知识体系的构建需要植根于特定国家的工程历史，反映国家发展变革的需要，西方学者对工程历史的研究较为丰富，相较而言，我国工程史研究薄弱。为此我国工程教育学者要以中国经验为根基，汲取中国数以千年的工程知识智慧，建构扎根中国实践的工程历史研究。
（二）教育学的维度
工程教育学不能简单地移植一般教育学的理论，而是要运用教育学研究问题的框架、方法来建构学科，即从工程教育学的本质、目的、内容、方法、组织形式、管理体制、评价以及历史来探索其发展规律，并指导实践。当前，要重点关注以下基础性问题。
首先，工程教育的本质和培养目标。前者研究工程教育之所以成为工程教育，工程教育区别于科学教育、技术教育等学科教育的质的规定性。根据工程实践对工程人才需求的多样性，研究工程人才培养目标的多样性和系统性，例如，工程科学家、研发工程师、现场工程师、企业家工程师，以及工程技术员等。针对不同类型的工程人才，探讨其核心素养与培养路径，为工程教育分类发展并构建完整的工程教育体系奠定基础。
其次，研究工程教育的组织与实施。首先是教学内容的特殊性。工程教育内容几乎涵盖了人类所有类型和性质的知识，在识别其知识体构成的要素的基础上，根据培养目标的不同，构建结构化的知识体系、课程体系。其次是教学方法。其研究内容呈现出多样性，如从学生视角出发，就有学习动机、概念学习、经验形成、跨学科学习、整合学习、学习风格等，从教师视角出发，就有归纳式教学、启发式教学等。但其特有核心的方法有二。其一是理论与实践相结合的方法，如何实现理实一体化培养；其二是跨学科培养，围绕解决真实的工程问题将不同学科的知识整合为解决问题的方案和路径。第三是组织形式。工程教育教学有其特有的组织形式，这与工程教育的目标、内容、方法、分类发展等因素高度相关。例如，我国近年来探讨建立未来技术学院、现代产业学院、卓越工程师学院、特色示范学院等等，就是工程教育组织形式的新探索。
第三，管理研究。工程教育是一种跨界的教育，需要企业和高校协同推进。高校的优势在于掌握工程的理论知识，具有工程研究的优势；而企业则掌握工程的实践知识，为工程教育的实践教学提供场所和条件。而企业与高校分属不同性质的组织，有着不同的组织目标，在产教融合培养人才方面，既有利益的交集也有利益的冲突，这就需要政府的协调。在我国，教育行政管理部门的决策对工程教育发挥着重要的主导性作用，如何结合我国工业化发展进程，为工程教育中各级各类决策提供科学依据，也是极为重要的命题。
第四，评价。评价是对教育成效的测量和评价，评价的对象有学生、教师、学科、专业等不同的对象。特别是我国加入《华盛顿协议》之后，实施国际上“实质等效”的工程教育专业认证，其中也有大量的问题需要研究。
第五，工程教育史。研究工程教育史，一方面要总结工程教育发展的历史规律，另一方面也为解决当今工程教育所面临的众多问题提供历史维度的思考，更为重要的是，能够提示未来的发展。例如，工程教育范式理论就是基于工程教育史研究而提出的理论；当今人工智能技术的飞速发展及其向所有工程领域的渗透，则可能意味着工程向着制造新的智能行为体的转变，这将是重大的历史转折。
三、目标：建立工程教育研究的知识体系
工程教育学以工程教育为研究对象，上节所述的交叉学科定位及相关的基础研究问题将构成工程教育研究的重点内容。不过，作为学科的工程教育学，其研究目标应在于通过多样化的研究议题以建立工程教育研究的知识体系，而这一知识体系意在回答两个问题：其一是回答工程教育是什么的问题，也就是工程教育之所以成为工程教育的质的规定性，本文称之为工程教育的认识论，即工程教育观，由此而来引发的一个重要问题是工程教育意在培养学生掌握怎样的知识体；其二是要回答工程教育如何得以实施的问题，本文称之为工程教育的实践论。
（一）认识论
工程教育是一个高度集成复杂的系统：涉及多学科、多类型知识，具有多样化的培养目标，要求具备多种能力；需要平衡理论与实践的关系；需要应对知识体持续迭代更新等众多问题。工程教育的目的在于培养专业的工程师，其复杂性源自工程师工作必须掌握或具备的知识、技能和态度，由此构成了工程师必须具备的知识体。2013年，美国专业工程师协会（National Society of Professional Engineers）颁布了名为《专业工程师知识体》[13]（Professional Engineering Body of Knowledge）的报告。根据工程师知识体终将运用于工程实践的目的，报告将工程师应掌握的知识、技能和态度称之为工程师的“总体能力”（Capabilities）。报告列举了三类共30项的“总体能力”，见下表1。
表1 工程师的“总体能力”
资料来源：根据《专业工程师知识体》整理。
工程师的知识体，也可以说是工程教育的知识体。因为工程师获得这些知识体，很大程度上依赖于工程的学校教育和在职教育。《专业工程师知识体》属于要素列举的方法。从要素的角度来看，工程教育所要传授的知识内容十分复杂：第一，几乎涵盖了人类知识分类体系中的所有的知识类型，几乎所有的大类知识都朝工程领域聚集；第二，复杂的理论与实践关系，“基本的或基础的总体能力”更多地涉及到理论知识，而“技术的”和“专业实践的”更多地涉及到实践能力；第三，影响工程知识体的因素众多，科学的、技术的、人文的、社会的，等等，任何要素的变化，都会引发工程教育知识体的变化。
更具挑战性的问题是，这些要素是如何构成一个整体的？用思辨的语言来说，工程之所以成为工程，工程教育之所以成为工程教育，其质的规定性是什么？
这是工程教育长期争论且远未形成共识的问题。由于工程内部具有的众多复杂的要素，人们习惯于从突出某种要素的角度来定义工程，相应地形成了不同的工程教育观，例如，当人们侧重于从科学的视角来审视工程时，工程被视为应用科学，工程教育也就侧重于工程科学的理论知识的传授以及相应的工程研究的实验教学；当人们侧重于从技术的角度来考察工程时，工程被视为将技术运用于解决实际问题，以创造有价值的产品、系统或结构的过程，工程教育也就等同于技术教育，即便是技术，也有建立在经验基础上的技术，还有建立在科学基础上的技术；同时工程不仅涉及到复杂的科学-技术系统，还涉及到复杂的社会-人文系统。工程教育的知识体也必须涵盖人文社会科学领域，涉及到经济学、管理学、道德伦理、沟通与表达、领导力与交往协商等方面的知识和能力。可见，工程教育观呈现出多副面孔。用“盲人摸象”来形容人们对工程教育的认识，是再恰当不过的了。
工程教育知识体的多元性还体现在兼具理论性和实践性。任令涛通过对美国工程教育发展历史的研究，发现工程教育长期处在理论导向与实践导向的左右摇摆之中，如何平衡理论与实践的关系成为工程教育的基本矛盾。任令涛的研究甚至认为，工程教育具有理论与实践的“二元分裂性”。[14]
工程教育知识体的多样性还体现在其历史变化之中。根据孔寒冰、叶民的研究[15]，工程教育经历了三种范式的演变。早期的工程以经验性的技术为核心，以试错法为主要方法，相应的工程教育也是以学徒制的方式在工程场所进行，即便是工程教育进入高等教育之后的相当长的一段时间内，工程教育仍然是以实践教育、技术教育为核心。这一时期的工程教育被称之为“技术范式”。18世纪近代工业革命以来，数学、自然科学逐渐成为工程的基础，工程越来越受到科学的影响。于是，工程被视为应用科学，20世纪中叶，逐步形成了工程教育的“科学范式”。随之而来的是，工程教育也越来越科学化，传统工程教育的实践教学被弱化，课堂理论知识的教学成为工程教育的主要内容。20世纪80年代以来，在美国，随着“回归工程”“大E工程”等观念的提出与讨论，越来越强调工程的综合性和实践性，于是形成了“工程范式”，将科学、技术、非技术要素（社会、文化等）融为一体，形成完整的、多要素整合的整体性的工程教育。进入21世纪，随着创新在工程教育中地位的日显突出，我国学者李茂国等提出了“融合创新”范式，即“工程教育要将各种创新要素创造性地进行融合，使各要素之间互补匹配、互相支撑，进而使整个系统的整体功能从量的叠加到质的飞跃，形成独特的、不可复制的创新能力和核心竞争力”[16]。顾佩华引用“融合创新”范式作为新工科教育范式，并进一步指出，“融合创新”体现了现代工程教育的协同创新、理工和多学科融合、产学融合、校企融合、教研学融合等。[17] 随着近年来人工智能科学技术的突飞猛进，且对工程教育可能产生颠覆性的变革，李培根预测未来工程教育将走向“智慧范式”[18]。
需要说明的是，这里的“范式”借用了库恩科学革命范式的概念。在库恩看来，范式之间不具有通约性。但在工程教育中，范式之间虽呈现出历史发展的阶段性，但仍具有兼容性，后者往往是对前者的“扬弃”，同时，众多范式之间也可能同时并存并相互影响渗透。
工程教育范式的历史演变表明：工程教育观的内涵不断地拓展，不断地丰富，历史上分别形成了技能技术论、应用科学论、设计论、过程-整合论、融合创新论等工程教育观。
技能技术论。技能技术教育是工程教育的核心，工程教育主要是传授基于实践应用的技能和技术。一般来说，技能往往是基于实践经验而形成某种操作性的能力；而技术又可分为基于经验的技术和基于科学的技术。总体而言，经验性的技能技术偏重于实践操作，往往缺少反思，很难用科学的理论予以解释。基于科学的技术则是建立的在科学理论的基础上，科学进步可以催生新的技术。
应用科学论。这一观念将工程视为科学在工程领域的应用。这里又分为两种情况，一是遵循的是范内瓦·布什提出的“线性模式”逻辑，即基础研究是技术进步的先驱，通过基础研究的成果的技术转化，实现技术创新，进而带来工程的进步。二是遵循的是“工程科学”的逻辑，认为在科学与工程之间存在一门以科学的方法解释工程技术本质的学问，核心是对工程中的物质现象做出科学的解释。这种传统依然存在于美国的工程学领域，例如，在加州理工学院等学校设置了“工程科学与工程学院”这样的二级学院组织，麻省理工学院将其新工程教育的目标视为培养兼具“发现者”与“制造者”的人才，而所谓的“发现者”，则是体现出其重视科学在工程中重要作用的工程教育观。
设计论。这种观念认为工程区别于其他学科的本质特征在于设计。工程设计是以创新的方式运用知识来有目的地创造某种有实用价值的物体的过程。William M.Bulleit指出：“工程教育不同于其他学科的教育，因为它教导初出茅庐的工程师以其他学科通常不会的方式思考。这种差异的主要驱动因素是工程师需要能够执行工程设计”，[19]正如Vincenti所指出的，“工程师创造人工制品，科学家追求知识。人工制品的创造需要设计。”工程设计的工程教育观在美国较为普遍，著名的CDIO模式本质上也是一种系统的工程设计观。
过程-整合论。20世纪末至21世纪初，在“工程范式”的引领下，美国逐步形成了“过程-整合”论。这一观念首先将工程视为实践过程，强调工程教育应以实践为核心、为牵引。例如欧林工学院的工程观是：“工程不是一个知识体。它包含知识，却不是知识体。工程是一个过程，是个迭代变化的过程。”强调的是通过实践过程将工程中的科学、技术和非技术等要素，以及工程理论知识与工程专业实践能力整合为整体。正如Joseph Bordogna等人总结的：“过去十年的几份报告和论文表明，工程教育的范式转变揭示了一个共同的主题，即工程是一个综合的过程，因此工程教育，特别是学士学位水平的工程教育，应该以此为目标。”[20]
融合创新论。这一观念是中国学者在探索“新工科”实践中提出的。其核心是，在继承“过程-整合论”的基础上，明确提出工程教育要面向未来，以创新为主题。[21]
上述不同的工程教育观在于对工程教育的不同理解，由此带来了培养目标与育人模式的种种差异，换言之，工程教育的认知论直接关系着实践论的诸多方面。特别是在我国这种注重顶层设计的体制下，对工程教育认识论的系统研究和恰切认知尤为重要。
（二）实践论
工程教育认识论受到众多要素、理论与实践、历史变化等因素的影响，呈现出复杂性，进而导致工程教育的实践处于不断探索优化之中，并形成了多样化的教育模式。这些多样化的教育模式可以从三个维度来加以分析。
其一是多元化的培养目标和工程教育体系的分类发展，并构建不同类型的培养模式。
从教育实践的角度来看，仅仅通过学校教育，学生很难在特定时间内掌握工程知识体丰富的内容，更难将这些内容整合为交互影响的整体。这就决定了工程教育必须分类发展。同时，按照历史与逻辑相统一的原则，工程教育历史形成的四种范式，也代表着四种不同类型的工程教育。一个完整的国家/区域工程教育体系，只有同时培养四种不同类型的工程人才，才能满足其工业化发展的需求。
第一，技能技术型人才。以工程知识体中的技能技术类能力培养为主导，辅之以基础类和专业实践类的能力，对应的是企业岗位中的工艺人才和技术人才。在培养模式上，更加突出工程实践能力的培养，以工学结合、校企合作、顶岗实习等培养模式为主。承担此类人才培养任务的多为高等职业学校和应用型高校。
第二，专业工程师。从工作职责来看，专业工程师可以解决特定工程领域中的各种问题。相比于技能技术型人才解决特定工程领域中的工艺和技术问题，专业工程师面对工程实践中一系列更困难和更复杂的问题，他们不仅要为工程问题提出解决方案，并使用基本的科学工具评估方案的可靠性、安全性、经济-社会效果、可持续发展等。这类人才的培养，需要在突出技术和专业实践能力的基础上，平衡数学和科学等基础能力的教学。
第三，工程领军人才。这类人才重点关注的不是现有的成熟技术，而是根本性的技术创新和变革，工程研究和技术创新是他们工作的重心，通过前沿技术和颠覆性技术的研发重构工程问题的解决方法，以及开发前所未有的新产品、替代性产品，乃至创建新兴产业。他们兼具科学家和工程师的双重身份。澳大利亚昆士兰大学的A. Y. Klimenko[22]将这类人才培养的工程教育称之为Advanced Engineering Education（AEE）。“AEE旨在培养能够实现学术突破、技术变革和组织变革的毕业生。”A.Y.Klimenko总结这类人才培养应遵循的原则是：（1）英才教育：根据学生的优点挑选最优秀的学生；（2）跨学科：全面教授学生工程与科学基础；（3）整合：逐步让学生参与前沿研究，同时让他们接触复杂的现实问题。
第四，工程创业人才。这类人才是近几十年开始涌现的工程类人才，特别是美国硅谷的崛起，诞生了一大批工程创业人才。不同于传统的毕业生就业于企业从事工程技术工作，他们通过运用成熟的技术或开发创新性的、颠覆性的技术从事新的产品的研发，进而面向市场，孵化出新的高科技产业。这类人才部分产生于工程领军人才之中，部分来自专业工程师人才，他们除了掌握全面扎实的工程专业和实践基础，还应精通管理、营销、市场需求分析等工商管理方面的能力。
其二是教学模式的变化。所谓教学模式，就是如何将工程知识体的诸多要素予以结构化，进而形成知识体系、课程体系和教学方法。总体上看，工程教学模式经历了从线性模式到综合集成模式的转变。自18世纪工程教育进入高等教育到20世纪中叶为线性模式阶段。这一模式的主线是将四年本科教育分为“基础课--工程技术科学基础课--工程技术专业课”的三层楼结构。1955年，美国工程学教育协会下属的工程评估委员会颁布的《格林特报告》对这一结构有具体的描述。[23] Joseph Bordogna等用图1来描述这一结构。
图1 传统本科序列课程资料
来源：Bordogna J，Fromm E，Ernst E W.Engineering education：Innovation through integration[J].Journal of engineering education，1993，82（1）：3-8。
这一模式是一种典型的从基础到应用的逻辑演绎的序列，其重心在于强调知识的体系性和进阶性。自20世纪80年代开始，美国工程教育界在理论上对此做出批判性审思，提出了综合集成的模式。例如以欧林工学院为代表的工科院系新改革探索的核心有两点：一是以学生为中心，更加关注工程的“意义”和“价值”，触发学生积极学习、主动学习；二是实施项目制教学，通过真实的工程项目实践活动，将工程知识体中的基础性的、技术性的和专业实践性的能力整合为一个整体。综合集成最根本的核心在于，将呈点状分布的多学科知识和能力围绕解决工程问题集合成一个整体，在工程实践中提升工程综合能力。对此已有较多的论述，在此不作赘述。
其三是人才培养目标的变化，从注重应用性转变到注重创新性人才培养。传统的工程教育注重的是培养就职于企业、能够解决工程问题的工程人才，他们受雇于企业。20世纪90年代，随着“知识经济”概念的提出，全球范围内高度重视创新驱动发展，知识创新成为经济社会发展的“引擎”和“加油站”。同时，新一轮的科技革命和产业革命历史性的交汇，特别是人工智能技术的突破，给工程创新带来了新的需求和新的可能。在工程创新的基础上的工程创业，更是推动了经济社会的高质量发展。新的工程人才走向了自主创业的道路。而无论是应用型还是创业型人才，创新是新时代工程人才的普遍要求。如何有效地培养工程人才的创新能力，是工程教育的一个全新的命题。
四、路径：扎根历史与实践的经验构建实质理论
工程教育研究兼具理论和实践双重品质。工程教育学应建立独立的知识体系，同时，又要服务于工程教育的实践。认识论最终要作用于实践论。这就意味着工程教育学要建立一种实质理论，对工程教育历史和实践具有解释力，对当下的工程教育实践有指导作用，对未来的工程教育发展有启示作用。也就是说，工程教育学的理论不是形式理论（数学、逻辑学）或规范理论（人文学科）。
进一步梳理工程教育研究的历史发现，工程教育学是一门发端于实践需要、缘起于实践问题、推进实践创新的学科。欧洲工程教育研究兴起之初就是理工科大学为服务自身工程学科教学，以改进教学策略为目的。随着工程教育研究不断发展，欧洲工程教育研究逐渐规范化与制度化，外在建制方面成立专门研究机构、协会，创办学术研究期刊等，内在建制方面制定了工程教育研究的内在标准，其标准具有鲜明的改善工程教育实践的应用取向。[24] 欧洲工程教育研究从始至终都致力于追求“实用性”。美国工程教育研究虽有明显的理论建构倾向，但同时具有极强的实践指向性。首先，在界定工程教育研究的性质方面，美国工程教育研究工作者呼吁将工程教育作为一门学术性的严谨学科来研究和开发，他们的“规范研究”（Rigorous Research）不等同于“学术化”研究。从使命来看他们致力于建设一个实践性社区，来提高教师从事工程教育研究的能力，探索学生如何学习，掌握教育研究的手段与途径，创造和形成工程教育的一种创新文化。[25] 其次，在发展新知识方面，强调“以学生为中心”，围绕学生的学习改进教学策略。美国国家研究理事会（NRC）为推动STEM教育，2012年发布的《基于学科的教育研究：理解和改善本科科学与工程的学习》报告提出了基于学科的教育研究（Discipline-Based Education Research）目标，其中之一就包括“以指导教学实践方式贡献知识”。工程教育研究的实践导向性既体现为对工程教育实践者的指导，也体现为对工程教育政策制定者的深刻影响等方面。[26]
工程教育学的实质理论的建立，离不开实证的研究方法。所谓的实证研究方法，是指通过直接或间接的观察或经验，对事实、现象和数据进行系统的分析，以建立理论知识的方法。而事实、现象和数据基本上来源于历史和实践，因此，工程教育的历史研究和实践研究是建立工程教育知识体系的基本路径，其具体内容前文已有论述。需要指出的是，我国工程教育的历史研究（无论是中国史还是国别史）相当薄弱，对工程教育的实践经验（国际国内）的研究也不充分。加强工程教育的历史研究和实践研究，是建设工程教育学学科十分紧迫的任务。
五、结语
工程教育学学科建设尚处于学术初创阶段，要做到“入门需正，立志需高”。
“入门需正”。工程教育学一开始要走在正确的道路上，要将工程学和教育学的交叉作为学科定位，将建立工程教育的认识论和实践论作为追求的目标，将扎根历史和实践的经验材料作为自己的研究对象，将实证方法作为主要的方法，将建立解释并指导实践的实质理论作为基本路径。
“立志需高”。中国工程教育学学科建设，既要建立独立的知识体系，又要助推中国工程教育的高质量发展，在理论上总结中国工程教育的成就，为世界工程教育发展提供经验和方案，并最终提高中国工程教育的国际影响力和话语权。
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（作者：余东升，华中科技大学教育科学研究院教授；李晔馨，华中科技大学教育科学研究院博士研究生；蔺亚琼，华中科技大学教育科学研究院副教授；来源：《高等工程教育研究》2024年第五期）