历史与跨学科工程教育

《IEEE Communications Magazine》:History and Interdisciplinary Engineering Education

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月11日 来源:IEEE Communications Magazine 8.3

编辑推荐:

  摘要:鉴于许多现代工程问题的复杂性,人们普遍认为对工程师进行跨学科教育(有时简称为IEEE教育)是非常必要的。大多数人认为,那些具有重大社会、环境或伦理影响的问题,如气候变化、可持续发展,甚至人工智能的应用,只有通过技术和非技术的跨学科结合才能有效解决。人们经常提到跨学科教育可以

  

摘要:

鉴于许多现代工程问题的复杂性,人们普遍认为对工程师进行跨学科教育(有时简称为IEEE教育)是非常必要的。大多数人认为,那些具有重大社会、环境或伦理影响的问题,如气候变化、可持续发展,甚至人工智能的应用,只有通过技术和非技术的跨学科结合才能有效解决。人们经常提到跨学科教育可以带来更有效的问题解决能力、团队合作和沟通技巧。近年来,政府和工业界的高层领导人都非常支持对工程师进行跨学科教育。

“历史的价值在于它教会了我们人类所做的事情,从而了解人类本身。”

–R. G. Collingwood (1889–1943)

跨学科教育的必要性

鉴于许多现代工程问题的复杂性,人们普遍认为对工程师进行跨学科教育(有时简称为IEEE教育)是非常必要的。大多数人认为,那些具有重大社会、环境或伦理影响的问题,如气候变化、可持续发展,甚至人工智能的应用,只有通过技术和非技术的跨学科结合才能有效解决。人们经常提到跨学科教育可以带来更有效的问题解决能力、团队合作和沟通技巧。近年来,政府和工业界的高层领导人都非常支持对工程师进行跨学科教育。

我亲眼见过这一点。几年前,一位政府高级官员来到温哥华访问我。虽然他对政府与大学在共同感兴趣的领域加强合作感兴趣,但他特别强调了大学需要促进和创新工程师的跨学科教育。

他说,虽然他发现工程师们能力很强,但他们很多都过于单一思维。“如果你问一个工程师关于频谱管理的问题,”他说,“他们会告诉你这纯粹是一个工程问题,然后就会编写一些软件来生成频谱分配。实际上,就像我们处理的大多数问题一样,频谱管理是一个跨学科问题。如果不了解历史背景、法律框架、经济问题和社会影响等,就无法解决频谱管理问题。但工程师们大多没有这种意识。他们只想设计印刷电路板和编写C代码。除非工程师们拓宽视野,否则他们在制定方向和策略方面将处于不利地位。”他认为,更加重视跨学科教育是解决这一问题的关键。他认为目前的努力是正确的方向,但还不够。

工业界也强烈支持对工程师进行跨学科教育。几个月前,爱立信硅谷的首席技术官Mallik Tatipamula参观了UBC,并作了2025年Norman Epstein纪念演讲。在演讲总结中,他说:“连接性是我们社会的DNA,它是每一次互动、每一项创新、每一次进步的基础。”但在描述了未来进步带来的积极成果后,他指出:“没有任何一个学科能够独自实现这一未来。它的实现需要跨学科的教育、学习和研究,将工程学、科学、社会科学和人文学科结合起来,将技术与伦理、政策、人类行为和可持续性结合起来。”

学术界对跨学科教育的看法

Xu [1] 最近回顾了世界各地几所顶尖大学实施的跨学科工程教育项目的做法和成果,包括三所欧洲大学、三所美国大学和三所加拿大大学。这些项目大多采用基于项目的学习方法,为学生提供解决实际问题的跨学科动力和背景。她指出了几个共同面临的挑战,包括需要“建立一个连贯、宏伟且基于证据的跨学科教育模式”,并提出了几项政策建议,包括建立“强大的领导核心”,同时保持“灵活、实用的管理方法”。

Gebeshuber等人 [2] 采取了不同的方法,他们认为跨学科工程教育项目应该“将艺术中固有的创造性问题和批判性思维能力与工程学的技术和分析严谨性结合起来”。他们强调了这类项目在培养创造力和提高沟通技巧方面的作用。

在2020年至2025年间发表的一系列论文中,MacLeod、van der Veen及其同事

跨学科教育的挑战

尽管人们对工程师的跨学科教育有如此广泛的共识,但实际上,在这种教育的具体形式或如何判断目标是否实现方面几乎没有共识。虽然ABET(加拿大工程认证委员会)和世界各地大多数类似机构都要求工程课程包含补充技术课程的通识教育部分,通常通过人文学科和社会科学课程来实现,但他们并没有规定具体的课程或教学大纲。

设计跨学科教育项目的一个重要挑战是,人们对“跨学科”的实际含义缺乏共识。Patmore和Wescott [6] 在非工程学背景下指出,“什么是跨学科仍然难以界定,‘跨学科’研究的贡献既受到赞扬,又被边缘化。”许多关于工程师跨学科教育的论文首先会澄清多学科教育和跨学科教育之间的区别。一种解释是:多学科指的是来自不同领域的专家独立工作,完成各自的任务,然后交给其他人。而跨学科指的是来自不同领域的专家主动合作,创造出统一的方法和解决方案。有时这会催生一个新的领域,例如生物信息学或医学物理学。

近年来,业界提出了第三种选择。跨学科指的是社区、政府政策制定者和行业利益相关者共同努力,相互学习对方的方法,了解彼此的限制,但并不期望创造独特的方法或解决方案。通过这种方式将技术专长与实际经验相结合,可以成功解决具有重大社会和/或环境挑战的问题。有些人将这种做法称为整体性的。

国际系统工程委员会(INCOSE)最近更新了其对系统工程的定义,指出这是一种跨学科的方法,以明确其目标是“构建一个统一的、整体的框架来解决问题”。因此,许多声称寻求能够采取跨学科方法的工程师实际上是在寻找那些能够采取现在被称为跨学科方法的人。

历史在跨学科教育中的作用

历史在工程师的跨学科(或跨学科)教育中的作用远未得到应有的重视。然而,历史案例研究有助于工程师预见到创造未来的挑战和后果。Burke和Flannery [7] 提出的历史思维的五个核心概念,即时间变化、因果关系、背景、复杂性和偶然性,对于理解和更全面地认识设计选择如何影响人们、环境和社区至关重要。

虽然基于问题的学习是一种帮助学生认识到整体思维必要性的强大方法,但我们也可以从他人的经验中学习

相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 搜索
  • 国际
  • 国内
  • 人物
  • 产业
  • 热点
  • 科普

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号