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伴随着美国社会政治、经济、环境的变化，美国工程教育经历工程经验到工程科学再到工程实践的发展过程。“从传授工匠的技艺技能开始，到引进科学原理，再到将科学、技术、非技术融为一体以强调工程的实践性、综合性与创造性，美国的工程教育一路走来，在经历‘技术模式’与‘科学模式’后，正在实践当前的‘工程模式’，并且不断地面向未来进行探索和改革。”大体说来，美国工程教育经历三个不同发展阶段，形成三种不同的工程教育模式。其发展过程对我国的高等工程教育也有一定的借鉴作用。
一、美国工程教育发展阶段
20世纪30、40年代前，工程技术教育模式占美国工程教育主导地位。工程技术教育侧重工程技术知识的运用，工程教育与工程实践联系紧密，重视工程决策、设计、运作、生产等项目，但是处于工程经验阶段，工程系统背景、环境生态、政治等要素未引起足够的重视，也不纳入工程研究和课程学习的范畴。工程活动主要表现为改造自然的大规模的造物活动、工程造物活动与科学发现活动相互结合，科学发现为工程造物提供理论基础，造物活动又为科学发现提供新的理论命题。工程技术教育主要是培养技术型工程师。技术型工程师技术知识单一，复制运用技术知识，实践操作能力、职业性很强，能很好的解决真实世界中的普通技术问题，毕业后能马上有效开展工作，短期内能够很快满足产业界的要求。但是由于科学理论基础知识一般较为薄弱，知识结构狭窄，技术型工程师应对现代大型复杂工程系统问题能力比较弱。
20世纪40年代-80年代，美国工程教育引进科学教育，开设数学、物理等基础学科，以“工程科学运动”为导向的教育理念主宰美国工程教育，工程科学教育模式占主导地位。
二次世界大战后，新的科技革命时代到来，科学技术作为独立的生产力要素，其作用空前提高，引起人们的高度关注。科学研究意味着技术领域的重大突破，如相对论和量子力学推动原子能技术以及核能产业。人们开始遵循科学－技术－生产的逻辑思维公式。而在研究实践中，工程师发现科学家更具有应对新问题的能力，如MIT在放射实验室完成雷达的研究，研究者大部分都是物理学家，而不是电气工程师。因此，科学教育应该摆在工程教育的首位。工程教育开始向工程科学方向转变。
到20世纪70-80年代，由于世界政治、军事、经济格局发生变化，美国主要关注怎样将先进的军事技术应用于社会生活领域，思考“用技术来解决社会问题”。工程科学教育的优点是：侧重基础研究，能够解决具有精确或者接近精确答案的问题，这就很好地符合了战后实证主义研究的口味。而且，工程科学在许多领域确实取得了巨大成功，彰显其巨大优势，比如在电子学和计算机处理方面取得了巨大进步，更进一步促进“过度”工程科学化运动思潮的蔓延。
而工程本质上是多学科的综合体，是以一种或几种核心专业技术加上相关配套的专业技术所重构的集成性知识体系。工程活动就是要解决具体的现实问题，是实践的学问。工程的开发或建设，往往需要比技术开发投入更多的资金，有很明确的特定经济目的或特定的社会服务目标，既有很强的、集成的知识属性，同时具有更强的产业经济属性。现代工程朝巨型化、集成化方向发展，呈现技术高度集成化趋势，同时大型工程受环境生态、人文、政治经济等大背景因素制约。工程教育过分科学化取向偏离以实践为基础的工程教育的本质，其直接后果是造成美国工业在一系列产品领域让出霸主地位，对美国的竞争力构成严重威胁。这样，人们不得不开始反思“工程科学教育模式”在实践中所产生的种种失误与局限性。
正因为如此，当Herb Holloman主管MIT工程决策中心时，提出自己的设想：废除传统的以学科为基础知识体系划分的系科，在此基础上创建新的学科。但是他的改革理念在当时得不到教师和校友的支持。
20世纪80年代以后，为了扭转“过度工程科学运动”趋势，应对“工程科学运动”中出现的问题，部分有志之士根据美国社会经济发展状况，以及工业界要求，开始研讨工程教育新模式。
以MIT为首的高校则对工程教育开展一系列理论研究与教学实践改革探索。早在二十世纪七十年代，前MIT工程学院的院长阿尔弗雷德.凯尔（Alfred Keil）提出了改组MIT工程学院的大胆建议：重新综合那些快速发展的工程科学，建立新的学科，如系统分析学，以及对综合分析社会经济系统起着不可忽视作用的应用宏观经济学等学科，通过团队成员综合性合作、以系统视角来对待处于“社会技术系统”这一大环境中的技术（如交通、能源、通信等）问题。阿尔弗雷德.凯尔改革的目的是能够建立并扩大MIT在工程方面的世界声誉，以及使MIT成为“现代工程教育”的领军者。
莫尔在ASEE学术会议上明确提出，希望MIT能够以一个更加宽阔的视角对待工程教育，也就是说，不仅仅关注工程科学，还要重视像生产、设计、环境、政策以及工程管理等方面的内容，应该远离“纯粹（Pure）”的工程科学，强调“大（Big）”系统设计。莫尔的理念得到许多人的支持。在1993年一次MIT学校计划会议上，莫尔明确提出“大工程观”概念，并指出这是未来工程教育发展的新方向。1994年，莫尔提出MIT 1994－1998五年长期规划《大工程观：工程集成教育》，文中正式提出“大工程观”概念，认为“大工程观的术语是对未来工程实际服务的工程教育的一种回归，而与研究导向的工程科学观相对立”。“大工程观”这个概念开始获得广泛的认同。随后，MIT开始执行1994年规划，率先探索能使工程教育接合的各种方式，并建立了一个跨各系各专业的“工程系统部门”的组织机构，专门从事工程教育与实践的研究，如建立了一个“大”的系统项目——系统设计与管理（SDM）计划。随着“大工程观”理论在实践中逐步丰富与完善，逐渐从概念演变为一门系统学科——“工程系统学”，标志着美国工程教育步入成熟期。
工程实践教育与工程实践联系紧密，反应大型复杂工程系统的特性，并给予人文社科和理工科同等的地位，打破传统学科、课程之间的壁垒，不按学术研究来划分不同的领域，课程设计综合化、多元化、灵活性、整合与集成，建立交叉学科。实行通识教育，关注学生终身学习能力的培养。工程实践教育主要培养技术型专家，其具备多学科知识与工程实践能力，能够有效应对大型复杂工程系统问题。
二、美国高等工程教育未来发展趋势
2001年10月，美国工程院（NAE）与美国国家自然科学基金委员会（NSF）共同发起“2020工程师”计划，相继出台两份报告，即2004年底发表的《2020的工程师：为新世纪工程的愿景》，2005年夏发布的《培养2020的工程师：为新世纪变革工程教育》。其目的就是立足未来，加大工程教育改革的力度，造就适应2020年需要的工程人才，巩固并提升美国在全球竞争中的优势地位。
两份报告详细分析未来工程教育实践的大背景，包括专业、技术、社会、企业和国际社会背景，未来工程师的职业行为不仅受这些背景因素综合约束，而且“绿色工程”要求工程师更加关注可持续发展问题，需要强化工程师关键能力素质才能应对未来巨大挑战。这些关键能力包括：分析能力、实践经验创新能力、沟通能力、商务与管理能力、伦理道德、终身学习能力等。报告提出对未来工程师的十大期望，在此基础上，为工程教育改革发展进行战略设计，包括如何强化工程专业的社会地位、工程教育的普及化、工程教育与社会和企业的全方位合作、工程教育改革的系统性与整体性等，提供了顺应未来大背景需求的变革途径和具体措施。
三、美国高等工程教育改革对中国高等工程教育改革的启示
1.工程教育改革必须平衡工程技术研究与社会效应之间的关系。工程教育必须植根于工程社会实践的需要，充分考虑国防建设、工业发展、科技进步等方面目标
究其根本原因，是技术和工业的变化带来一系列社会现实压力，不断推动美国工程院校的历次变革，工程院校以主体身份参与社会变革，使得工程教育的使命更深地与工程实践面临的大量的挑战和难题结合起来。
工程教育的一个关键性问题是如何应对社会需要特别是满足工业界的需求，这一问题对工程教育的课程设置、科研性质和范围以及大学与社会之间的传统关系都产生深远的影响。科技发展推动工程教育从“技术模式”转为“科学模式；过分科学化取向偏离工程教育实践，工程教育为经济提供直接和间接服务的压力不断增大，推动工程教育从“科学模式”转为“工程实践模式”；对未来工程教育面临的挑战与发展趋势的预测，推动美国未来工程教育改革的行动计划，以保证未来工程人才供给与需求匹配。
2.确立工程教育主体地位
美国工程教育变革历程，就是不停探索最优工程教育模式的过程，也是一步步回归工程教育本质的过程。如今，美国的工程教育形成相对独立的体系，既不同于科学教育，也不同于“人文教育加科学教育”，更不同于科学理论的简单应用，而是在人文和科学的基础上经过重新整合集成后，形成的跨学科的知识与实践体系，具体体现为以科学为基础对各种技术因素、非技术因素的集成。以此为基础，确立工程教育自己的发展使命，构建工程教育的发展战略。
中国工程教育典型的问题是：工程教育科学化倾向，导致对学术论文过分关注，忽视工程设计与实践；工程教育科学化趋势愈演愈烈，使中国原本日益强大的工科院校基本都升级或者并入所谓“综合性大学”，被淹没或者“技术化”为职业学院。要形成中国特色的工程教育体系，需要借鉴美国成功的经验，确立工程教育的主体地位，才能进一步确立适合自身发展的战略目标与发展蓝图。
3.工程教育既强调满足工业界的需要，又必须保持大学自身研究的独立性
工业部门一般是以获取特定经济利益为导向，通常对基础研究不感兴趣，如果工程教育一味强调满足工业界的需要，则可能改变传统院校科研的性质，传统上的以基础为主的大学科研可能转向实用的营利性的项目，大学面临“商业化危机”，长此以往，则可能损害大学作为社会创新基地的功能，满足了企业的利益而损害国家可持续发展的长远利益，因为可持续发展有赖于基础理论研究取得重大突破提供的理论支持系统。如核原子能结构研究，研究者不是以建立一种新型产业或促进人类能源发展为目的，但是为核工业技术与军事技术奠定了基础。
“科学进步是国家安全，人类健康，扩大就业、生活质量、文化发展的关键……”科学基础研究具有双重目标——知识的创新和能力的开发。如果忽视基础科学研究，技术创新的源头就会遭到遏制，就会形成恶性循环。良性的循环模式是——财富创造投资，投资产生研究，研究产生新理论的突破，新理论的突破产生新技术，新技术产生新产品，新产品产生新财富。而美国工程教育的成功，一定程度上正是因为按照《Grinter报告》建议的方式，将工程教育牢牢固植于深入学习自然科学、工程科学以及数学的基础上，并强调教师的创造精神与科学研究。
（作者单位：华南理工大学高等教育研究所）
一、美国工程教育发展阶段
20世纪30、40年代前，工程技术教育模式占美国工程教育主导地位。工程技术教育侧重工程技术知识的运用，工程教育与工程实践联系紧密，重视工程决策、设计、运作、生产等项目，但是处于工程经验阶段，工程系统背景、环境生态、政治等要素未引起足够的重视，也不纳入工程研究和课程学习的范畴。工程活动主要表现为改造自然的大规模的造物活动、工程造物活动与科学发现活动相互结合，科学发现为工程造物提供理论基础，造物活动又为科学发现提供新的理论命题。工程技术教育主要是培养技术型工程师。技术型工程师技术知识单一，复制运用技术知识，实践操作能力、职业性很强，能很好的解决真实世界中的普通技术问题，毕业后能马上有效开展工作，短期内能够很快满足产业界的要求。但是由于科学理论基础知识一般较为薄弱，知识结构狭窄，技术型工程师应对现代大型复杂工程系统问题能力比较弱。
20世纪40年代-80年代，美国工程教育引进科学教育，开设数学、物理等基础学科，以“工程科学运动”为导向的教育理念主宰美国工程教育，工程科学教育模式占主导地位。
二次世界大战后，新的科技革命时代到来，科学技术作为独立的生产力要素，其作用空前提高，引起人们的高度关注。科学研究意味着技术领域的重大突破，如相对论和量子力学推动原子能技术以及核能产业。人们开始遵循科学－技术－生产的逻辑思维公式。而在研究实践中，工程师发现科学家更具有应对新问题的能力，如MIT在放射实验室完成雷达的研究，研究者大部分都是物理学家，而不是电气工程师。因此，科学教育应该摆在工程教育的首位。工程教育开始向工程科学方向转变。
到20世纪70-80年代，由于世界政治、军事、经济格局发生变化，美国主要关注怎样将先进的军事技术应用于社会生活领域，思考“用技术来解决社会问题”。工程科学教育的优点是：侧重基础研究，能够解决具有精确或者接近精确答案的问题，这就很好地符合了战后实证主义研究的口味。而且，工程科学在许多领域确实取得了巨大成功，彰显其巨大优势，比如在电子学和计算机处理方面取得了巨大进步，更进一步促进“过度”工程科学化运动思潮的蔓延。
而工程本质上是多学科的综合体，是以一种或几种核心专业技术加上相关配套的专业技术所重构的集成性知识体系。工程活动就是要解决具体的现实问题，是实践的学问。工程的开发或建设，往往需要比技术开发投入更多的资金，有很明确的特定经济目的或特定的社会服务目标，既有很强的、集成的知识属性，同时具有更强的产业经济属性。现代工程朝巨型化、集成化方向发展，呈现技术高度集成化趋势，同时大型工程受环境生态、人文、政治经济等大背景因素制约。工程教育过分科学化取向偏离以实践为基础的工程教育的本质，其直接后果是造成美国工业在一系列产品领域让出霸主地位，对美国的竞争力构成严重威胁。这样，人们不得不开始反思“工程科学教育模式”在实践中所产生的种种失误与局限性。
正因为如此，当Herb Holloman主管MIT工程决策中心时，提出自己的设想：废除传统的以学科为基础知识体系划分的系科，在此基础上创建新的学科。但是他的改革理念在当时得不到教师和校友的支持。
20世纪80年代以后，为了扭转“过度工程科学运动”趋势，应对“工程科学运动”中出现的问题，部分有志之士根据美国社会经济发展状况，以及工业界要求，开始研讨工程教育新模式。
以MIT为首的高校则对工程教育开展一系列理论研究与教学实践改革探索。早在二十世纪七十年代，前MIT工程学院的院长阿尔弗雷德.凯尔（Alfred Keil）提出了改组MIT工程学院的大胆建议：重新综合那些快速发展的工程科学，建立新的学科，如系统分析学，以及对综合分析社会经济系统起着不可忽视作用的应用宏观经济学等学科，通过团队成员综合性合作、以系统视角来对待处于“社会技术系统”这一大环境中的技术（如交通、能源、通信等）问题。阿尔弗雷德.凯尔改革的目的是能够建立并扩大MIT在工程方面的世界声誉，以及使MIT成为“现代工程教育”的领军者。
莫尔在ASEE学术会议上明确提出，希望MIT能够以一个更加宽阔的视角对待工程教育，也就是说，不仅仅关注工程科学，还要重视像生产、设计、环境、政策以及工程管理等方面的内容，应该远离“纯粹（Pure）”的工程科学，强调“大（Big）”系统设计。莫尔的理念得到许多人的支持。在1993年一次MIT学校计划会议上，莫尔明确提出“大工程观”概念，并指出这是未来工程教育发展的新方向。1994年，莫尔提出MIT 1994－1998五年长期规划《大工程观：工程集成教育》，文中正式提出“大工程观”概念，认为“大工程观的术语是对未来工程实际服务的工程教育的一种回归，而与研究导向的工程科学观相对立”。“大工程观”这个概念开始获得广泛的认同。随后，MIT开始执行1994年规划，率先探索能使工程教育接合的各种方式，并建立了一个跨各系各专业的“工程系统部门”的组织机构，专门从事工程教育与实践的研究，如建立了一个“大”的系统项目——系统设计与管理（SDM）计划。随着“大工程观”理论在实践中逐步丰富与完善，逐渐从概念演变为一门系统学科——“工程系统学”，标志着美国工程教育步入成熟期。
工程实践教育与工程实践联系紧密，反应大型复杂工程系统的特性，并给予人文社科和理工科同等的地位，打破传统学科、课程之间的壁垒，不按学术研究来划分不同的领域，课程设计综合化、多元化、灵活性、整合与集成，建立交叉学科。实行通识教育，关注学生终身学习能力的培养。工程实践教育主要培养技术型专家，其具备多学科知识与工程实践能力，能够有效应对大型复杂工程系统问题。
二、美国高等工程教育未来发展趋势
2001年10月，美国工程院（NAE）与美国国家自然科学基金委员会（NSF）共同发起“2020工程师”计划，相继出台两份报告，即2004年底发表的《2020的工程师：为新世纪工程的愿景》，2005年夏发布的《培养2020的工程师：为新世纪变革工程教育》。其目的就是立足未来，加大工程教育改革的力度，造就适应2020年需要的工程人才，巩固并提升美国在全球竞争中的优势地位。
两份报告详细分析未来工程教育实践的大背景，包括专业、技术、社会、企业和国际社会背景，未来工程师的职业行为不仅受这些背景因素综合约束，而且“绿色工程”要求工程师更加关注可持续发展问题，需要强化工程师关键能力素质才能应对未来巨大挑战。这些关键能力包括：分析能力、实践经验创新能力、沟通能力、商务与管理能力、伦理道德、终身学习能力等。报告提出对未来工程师的十大期望，在此基础上，为工程教育改革发展进行战略设计，包括如何强化工程专业的社会地位、工程教育的普及化、工程教育与社会和企业的全方位合作、工程教育改革的系统性与整体性等，提供了顺应未来大背景需求的变革途径和具体措施。
三、美国高等工程教育改革对中国高等工程教育改革的启示
1.工程教育改革必须平衡工程技术研究与社会效应之间的关系。工程教育必须植根于工程社会实践的需要，充分考虑国防建设、工业发展、科技进步等方面目标
究其根本原因，是技术和工业的变化带来一系列社会现实压力，不断推动美国工程院校的历次变革，工程院校以主体身份参与社会变革，使得工程教育的使命更深地与工程实践面临的大量的挑战和难题结合起来。
工程教育的一个关键性问题是如何应对社会需要特别是满足工业界的需求，这一问题对工程教育的课程设置、科研性质和范围以及大学与社会之间的传统关系都产生深远的影响。科技发展推动工程教育从“技术模式”转为“科学模式；过分科学化取向偏离工程教育实践，工程教育为经济提供直接和间接服务的压力不断增大，推动工程教育从“科学模式”转为“工程实践模式”；对未来工程教育面临的挑战与发展趋势的预测，推动美国未来工程教育改革的行动计划，以保证未来工程人才供给与需求匹配。
2.确立工程教育主体地位
美国工程教育变革历程，就是不停探索最优工程教育模式的过程，也是一步步回归工程教育本质的过程。如今，美国的工程教育形成相对独立的体系，既不同于科学教育，也不同于“人文教育加科学教育”，更不同于科学理论的简单应用，而是在人文和科学的基础上经过重新整合集成后，形成的跨学科的知识与实践体系，具体体现为以科学为基础对各种技术因素、非技术因素的集成。以此为基础，确立工程教育自己的发展使命，构建工程教育的发展战略。
中国工程教育典型的问题是：工程教育科学化倾向，导致对学术论文过分关注，忽视工程设计与实践；工程教育科学化趋势愈演愈烈，使中国原本日益强大的工科院校基本都升级或者并入所谓“综合性大学”，被淹没或者“技术化”为职业学院。要形成中国特色的工程教育体系，需要借鉴美国成功的经验，确立工程教育的主体地位，才能进一步确立适合自身发展的战略目标与发展蓝图。
3.工程教育既强调满足工业界的需要，又必须保持大学自身研究的独立性
工业部门一般是以获取特定经济利益为导向，通常对基础研究不感兴趣，如果工程教育一味强调满足工业界的需要，则可能改变传统院校科研的性质，传统上的以基础为主的大学科研可能转向实用的营利性的项目，大学面临“商业化危机”，长此以往，则可能损害大学作为社会创新基地的功能，满足了企业的利益而损害国家可持续发展的长远利益，因为可持续发展有赖于基础理论研究取得重大突破提供的理论支持系统。如核原子能结构研究，研究者不是以建立一种新型产业或促进人类能源发展为目的，但是为核工业技术与军事技术奠定了基础。
“科学进步是国家安全，人类健康，扩大就业、生活质量、文化发展的关键……”科学基础研究具有双重目标——知识的创新和能力的开发。如果忽视基础科学研究，技术创新的源头就会遭到遏制，就会形成恶性循环。良性的循环模式是——财富创造投资，投资产生研究，研究产生新理论的突破，新理论的突破产生新技术，新技术产生新产品，新产品产生新财富。而美国工程教育的成功，一定程度上正是因为按照《Grinter报告》建议的方式，将工程教育牢牢固植于深入学习自然科学、工程科学以及数学的基础上，并强调教师的创造精神与科学研究。
（作者单位：华南理工大学高等教育研究所）