現(xiàn)代工程教育最早出現(xiàn)在大革命時(shí)期的法國。鑒于傳統(tǒng)大學(xué)的陳腐保守，拿破侖關(guān)閉了法國的大學(xué)，重新建立了高等?？茖W(xué)校體系，巴黎高科就是其中最為著名的一個(gè)。拿破侖信奉實(shí)用主義，認(rèn)為大學(xué)教育要直接服務(wù)國家和社會(huì)。新式學(xué)校一掃舊大學(xué)經(jīng)院主義陳腐風(fēng)氣，啟用優(yōu)秀人才，重視科學(xué)和技術(shù)的教育和訓(xùn)練等。
拿破侖的高等教育變革，為法國帶來了教育和學(xué)術(shù)的繁榮，不僅培養(yǎng)了一大批優(yōu)秀的工程技術(shù)人才，也大大提升了法國的科學(xué)研究水平。但拿破侖對大學(xué)的集權(quán)管理模式，以及對學(xué)生的軍事化管理，將教師納入政府公務(wù)員體系等做法，傷害了大學(xué)的自治和學(xué)術(shù)自由傳統(tǒng)，使大學(xué)失去了應(yīng)有的內(nèi)在活力。因此，法國在教育和學(xué)術(shù)上的領(lǐng)先地位沒有維持多久，就被德國所超越。
1870年普法戰(zhàn)爭失敗后，法國對高等教育進(jìn)行了反思，恢復(fù)了綜合性大學(xué)體系。拿破侖的實(shí)用主義工程教育模式，對世界高等教育產(chǎn)生了很大的影響。歐洲國家的工科大學(xué)、美國的《莫雷爾法案》和贈(zèng)地學(xué)院，與此都有千絲萬縷的聯(lián)系。
20世紀(jì)初，這種實(shí)用主義教育在蘇聯(lián)發(fā)揮到了極致。為加快工業(yè)化進(jìn)程，蘇聯(lián)對舊大學(xué)進(jìn)行了徹底的改造，按產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域設(shè)置大學(xué)，按生產(chǎn)崗位劃分專業(yè)，對學(xué)生實(shí)行高度專業(yè)化的教育和培養(yǎng)。在計(jì)劃經(jīng)濟(jì)體系中，學(xué)生如同特定崗位上的 “螺絲釘”，根據(jù)需要安排在企業(yè)或研究機(jī)構(gòu)中。從實(shí)用主義的觀點(diǎn)看，蘇聯(lián)的工程人才培養(yǎng)是很成功的。專業(yè)選擇與崗位就業(yè)一致、理論學(xué)習(xí)與技能訓(xùn)練契合，在進(jìn)入實(shí)際工作崗位之前，學(xué)生就已經(jīng)做好了充分的職業(yè)準(zhǔn)備。
這種專業(yè)化的教育模式，在蘇聯(lián)工業(yè)化的早期發(fā)揮了巨大作用，不僅為國家培養(yǎng)了大批緊缺的專業(yè)人才，也為戰(zhàn)勝納粹德國奠定了強(qiáng)大的學(xué)術(shù)和工業(yè)基礎(chǔ)。二戰(zhàn)之后，這種專業(yè)化教育模式被推廣到了東歐，20世紀(jì)50年代初，中國也按這種模式對大學(xué)進(jìn)行了徹底改造。
工程技術(shù)教育是工業(yè)化時(shí)代的產(chǎn)物。當(dāng)時(shí)，工程和技術(shù)都是以經(jīng)典力學(xué)和電學(xué)為基礎(chǔ)的，而這些科學(xué)原理大多都是在幾十年甚至上百年前發(fā)現(xiàn)的。工程技術(shù)與現(xiàn)代科學(xué)像是兩股道上跑的車，各自獨(dú)立，并不往來。工程技術(shù)人員當(dāng)然要學(xué)習(xí)和掌握科學(xué)原理，去設(shè)計(jì)、發(fā)明和制造新的產(chǎn)品，解決生產(chǎn)中的實(shí)際問題?？茖W(xué)家的研究多是以個(gè)人興趣導(dǎo)向，專注探究未知世界，對實(shí)際應(yīng)用并不關(guān)心。
事實(shí)上，早期的發(fā)明家大多也是單打獨(dú)斗，有些還是自學(xué)成才的業(yè)余發(fā)明家。直到第一次世界大戰(zhàn)前后，一些大公司才開始建立自己的研發(fā)機(jī)構(gòu)，但主要是為了開發(fā)技術(shù)，提高企業(yè)利潤。工業(yè)化時(shí)期的這種實(shí)用主義文化傳統(tǒng)，對大學(xué)教育產(chǎn)生了很大影響。
人們普遍認(rèn)為，工程教育的目的就是培養(yǎng)特定崗位的工程技術(shù)人員，他們需要掌握基本的科學(xué)原理，但沒必要去了解科學(xué)的前沿和學(xué)術(shù)的思維方式。在培養(yǎng)方案中，對工程技術(shù)應(yīng)用、實(shí)際操作技能的要求遠(yuǎn)高于思辨與探究，更不用說人文素養(yǎng)和社會(huì)科學(xué)知識了。
第二次世界大戰(zhàn)不僅是一場正義與邪惡的較量，也一場科學(xué)技術(shù)的戰(zhàn)爭。
在戰(zhàn)爭初期，納粹德國在軍事裝備、軍事戰(zhàn)略上都占有優(yōu)勢。憑借強(qiáng)大的工業(yè)基礎(chǔ)，特別是一大批來自大學(xué)科學(xué)家的卓越工作，同盟國不僅在常規(guī)軍事裝備上超越了德國和日本，還在最新科學(xué)發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上，發(fā)明了先進(jìn)的雷達(dá)、精準(zhǔn)的雷管、高效的戰(zhàn)艦、自動(dòng)火炮控制系統(tǒng)和高性能的戰(zhàn)機(jī)，當(dāng)然還有威力巨大的原子彈和高效的密碼破譯技術(shù)。
二戰(zhàn)之后，范內(nèi)瓦·布什在《科學(xué)：無盡的前沿》中，系統(tǒng)總結(jié)了美國戰(zhàn)時(shí)研究的成功經(jīng)驗(yàn)，闡述了前沿科學(xué)對和平時(shí)期保持美國戰(zhàn)略優(yōu)勢的重要意義。根據(jù)布什的建議，在20世紀(jì)50年代，美國建立了國家自然科學(xué)基金會(huì)，支持大學(xué)的學(xué)術(shù)研究。從大學(xué)的角度看，國家科研基金的設(shè)立是一件具有深遠(yuǎn)影響的事件，標(biāo)志著大學(xué)的科學(xué)研究從個(gè)人屬性轉(zhuǎn)變?yōu)閲覍傩?，從此，世界各國的研究型大學(xué)體系逐步建立起來。
二戰(zhàn)期間，科學(xué)家與工程師之間的卓越合作，給予人們一個(gè)重要啟示：科學(xué)研究與工程技術(shù)不再是兩股道上跑的車，它們已經(jīng)非常緊密地融合在一起了。在新的科學(xué)發(fā)現(xiàn)不斷涌現(xiàn)的時(shí)代，工程師不能再僅僅拘泥于技術(shù)，而需要理解科學(xué)新發(fā)現(xiàn)的工程意義，并應(yīng)當(dāng)參與到從科學(xué)發(fā)現(xiàn)，到工程技術(shù)發(fā)明，再到產(chǎn)品創(chuàng)造的全過程。
這種認(rèn)識導(dǎo)致了20世紀(jì)50年代美國的工程教育變革，即從工程技術(shù)向工程科學(xué)轉(zhuǎn)變。錢學(xué)森先生是最早認(rèn)識到這一趨勢的學(xué)者之一。1947年，錢學(xué)森分別在上海交通大學(xué)、浙江大學(xué)和清華大學(xué)做了關(guān)于工程科學(xué)的演講，明確提出要關(guān)注工程科學(xué)的人才培養(yǎng)。但在內(nèi)戰(zhàn)正酣的局勢下，他的這些思想顯然無法在中國實(shí)現(xiàn)。
20世紀(jì)中葉是科學(xué)發(fā)現(xiàn)和技術(shù)進(jìn)步的黃金時(shí)代，很多重大技術(shù)應(yīng)用都是前沿科學(xué)與工程緊密結(jié)合的結(jié)果。半導(dǎo)體材料是貝爾實(shí)驗(yàn)室的一項(xiàng)重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)，半導(dǎo)體材料很快就作為整流器件用于實(shí)際。隨后，大規(guī)模集成電路的發(fā)明和應(yīng)用，催生了計(jì)算機(jī)和信息產(chǎn)業(yè)。激光發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用也是科學(xué)與工程結(jié)合的一個(gè)范例。激光原理是20世紀(jì)初由愛因斯坦提出的。但直到20世紀(jì)50年代，人們才真正實(shí)現(xiàn)了激光輸出。今天，激光技術(shù)已廣泛用于生產(chǎn)、生活的各個(gè)方面。
20世紀(jì)中葉，美國的一批頂級工學(xué)院，陸續(xù)從傳統(tǒng)的工程技術(shù)教育轉(zhuǎn)向了工程科學(xué)教育。錢學(xué)森先生很早就曾闡述過工程科學(xué)人才培養(yǎng)的理念和思想。他認(rèn)為，工程科學(xué)人才不僅需要具備堅(jiān)實(shí)的科學(xué)基礎(chǔ)、學(xué)術(shù)研究的素養(yǎng)和能力，還要對實(shí)際工程有很強(qiáng)的感知和實(shí)踐能力。從國外一些頂尖工學(xué)院的本科教學(xué)計(jì)劃看，理科類課程的確比較多，也比較重，而工程類的課程以工程原理、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范為主，更多是通過參與實(shí)際項(xiàng)目，對學(xué)生進(jìn)行工程思維和方法的訓(xùn)練。
總體來看，工程科學(xué)人才的適應(yīng)性和創(chuàng)造性更強(qiáng)，特別是需要在科學(xué)原理上創(chuàng)新的復(fù)雜工程問題，工程科學(xué)人才更具優(yōu)勢。從就業(yè)情況看，工程科學(xué)的畢業(yè)生很多都繼續(xù)深造，最終從事學(xué)術(shù)工作，當(dāng)然，更多的是在公司或研究機(jī)構(gòu)從事研發(fā)和其他類型的工作。
工程教育轉(zhuǎn)型、政府對科研的大量投入、研究型大學(xué)的興起等等，對于美國的科學(xué)發(fā)展和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的興起都是至關(guān)重要的。工程科學(xué)人才培養(yǎng)模式，隨后為歐洲和其他國家接受，成為工程人才培養(yǎng)的共識。但同一時(shí)期，蘇聯(lián)、東歐國家和中國的工程教育并沒有大的變化，仍然是以工程技術(shù)為主傳統(tǒng)教育模式。
而且，在國家的統(tǒng)一計(jì)劃下，科學(xué)研究主要由專門的研究機(jī)構(gòu)承擔(dān)。這種人才培養(yǎng)與學(xué)術(shù)研究相分離的方式，使大學(xué)的工程教育遠(yuǎn)離科學(xué)發(fā)現(xiàn)的前沿。由于真正能夠理解最新科學(xué)發(fā)現(xiàn)工程意義的人才非常缺乏，在信息技術(shù)、生物醫(yī)學(xué)的新浪潮中，東方陣營處于了落后地位。
進(jìn)入21世紀(jì)，信息技術(shù)和知識經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，人們的生活方式、價(jià)值取向、消費(fèi)需求和產(chǎn)業(yè)形態(tài)都發(fā)生了巨大變化。很多傳統(tǒng)行業(yè)，盡管擁有悠久的歷史，卻被那些跨界的新業(yè)態(tài)所顛覆。產(chǎn)業(yè)變革不再是單純的技術(shù)創(chuàng)新，還需要對人們生活方式和價(jià)值追求的深刻理解，才能設(shè)計(jì)和創(chuàng)造出引領(lǐng)消費(fèi)的新產(chǎn)品、新服務(wù)和新商業(yè)模式。社會(huì)和產(chǎn)業(yè)的快速變化，對大學(xué)工程教育提出了新的要求：培養(yǎng)能夠引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)變革的工程人才。
并不是所有的人都贊成這種說法。人們更愿意相信，引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)變革的杰出人才并不是大學(xué)培養(yǎng)的，而是實(shí)際摔打磨煉出來的。這無疑是對的，但這絲毫不能降低工程教育對人的成長的基礎(chǔ)性意義。大學(xué)教育的根本任務(wù)是 “解放” 學(xué)生的心智，釋放內(nèi)在潛力，使他們?yōu)槲磥碜龊酶鼫?zhǔn)備。為未來產(chǎn)業(yè)變革做好準(zhǔn)備，顯然也是大學(xué)教育的重要任務(wù)之一。
2009年，世界經(jīng)濟(jì)論壇曾發(fā)布了一份創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育和創(chuàng)業(yè)型大學(xué)的報(bào)告，對培養(yǎng)新型創(chuàng)業(yè)人才的狀況做了系統(tǒng)梳理。實(shí)際上，工程引領(lǐng)與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的基本思想是相通的，都是一種能夠把想法變?yōu)樾袆?dòng)的素養(yǎng)和能力，而且，這種素養(yǎng)和能力并非企業(yè)家獨(dú)有，對于在任何崗位上工作的人，都是非常需要的。
從教育和成長理念看，工程技術(shù)和工程科學(xué)屬于專業(yè)教育。而工程引領(lǐng)既需要較強(qiáng)的科學(xué)和技術(shù)的知識基礎(chǔ)，也更加關(guān)注學(xué)生的社會(huì)體驗(yàn)和人文素養(yǎng)，因而是一種專業(yè)教育與通識教育相結(jié)合的教育模式。近年來，一些發(fā)達(dá)國家的大學(xué)，開始從不同的角度進(jìn)行工程引領(lǐng)型人才培養(yǎng)的嘗試。由于理解不同，各學(xué)校的培養(yǎng)方式各有千秋，但還是形成了一些基本共識。
一是加強(qiáng)人文和社會(huì)科學(xué)素養(yǎng)。未來的工程不僅是科學(xué)與技術(shù)的結(jié)合，更需要對人、社會(huì)和自然有深刻的理解，才會(huì)有更廣闊的視野，以及批判、質(zhì)疑和創(chuàng)造精神，才能敏銳發(fā)現(xiàn)新問題和新機(jī)遇。在加州理工學(xué)院、斯坦福大學(xué)的教學(xué)計(jì)劃中，人文和社會(huì)科學(xué)課程已超過總學(xué)分的1/4。而在工程教育領(lǐng)域享有盛譽(yù)的哈維·穆德學(xué)院，更聲稱自己是一所獨(dú)特的博雅工程教育的學(xué)校。
二是知行合一。對工程引領(lǐng)型人才而言，最重要的不是他們知道什么，而是創(chuàng)造性地思維和行動(dòng)。瑞士洛桑理工學(xué)院和美國新建的奧林工學(xué)院做了很好的嘗試，他們把工程項(xiàng)目融入教學(xué)計(jì)劃，使學(xué)生在項(xiàng)目的研究和實(shí)踐中，發(fā)現(xiàn)知識和理論的魅力，從而更加主動(dòng)地學(xué)習(xí)和實(shí)踐。共同參與和組織工程項(xiàng)目，對學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作、勇敢面對失敗以及領(lǐng)導(dǎo)和管理能力都是很好的磨煉。
三是產(chǎn)教融合。在知識開放時(shí)代，社會(huì)蘊(yùn)藏著豐富的教育和學(xué)術(shù)資源，其中很多是高校無法提供的。北美一些高校實(shí)行多年的產(chǎn)教融合的教育模式（COOP），在新的歷史條件下，顯示出培養(yǎng)學(xué)生全面素養(yǎng)的獨(dú)特優(yōu)勢。加拿大滑鐵盧大學(xué)一直實(shí)行COOP教育，由于畢業(yè)生在行業(yè)中的卓越表現(xiàn)，滑鐵盧大學(xué)被美國硅谷列為十所最受歡迎的大學(xué)之一，這也是最受歡迎的大學(xué)中唯一的美國之外的大學(xué)。
工程技術(shù)、工程科學(xué)、工程引領(lǐng)是三種不同的工程教育模式。這些教育模式是在不同的歷史條件下和社會(huì)環(huán)境中，逐步產(chǎn)生和發(fā)展起來的，但每種模式都有各自的社會(huì)需求，并不意味著后者可以替代前者。實(shí)際上，世界各國的工程教育都不是單一模式，而是根據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的實(shí)際狀況和需求，將上述三種工程教育合理地組合在一起。
工程技術(shù)人才是制造業(yè)的基礎(chǔ)。工程技術(shù)教育是一種大眾化教育模式，與職業(yè)教育一起，為制造業(yè)提供人才支撐。工程科學(xué)和工程引領(lǐng)都屬于精英教育，主要是一些頂級工學(xué)院采取的教育模式。一般地說，這兩類人才的數(shù)量需求不會(huì)太大，但競爭異常激烈，只有那些最頂尖的才能脫穎而出。為了直觀理解世界各國工程教育狀況，本研究把上述三種工程教育模式作為典型，構(gòu)建起如圖1所示的示意圖。
