基于計量可視化分析的“新工科”建設(shè)研究現(xiàn)狀評述

鐘波濤 賀領(lǐng) 孫峻

摘要：文章基于計量可視化工具，對新工科概念提出以來公開發(fā)表的文獻進行整理，選出中國知網(wǎng)（CNKI）中收錄的200篇研究性文獻，立足文獻研究概況、引文網(wǎng)絡(luò)圖、關(guān)鍵詞詞頻、文獻研究內(nèi)容等維度，分析了新工科建設(shè)的研究現(xiàn)狀、研究熱點以及中國過去的高等工程教育改革舉措對新工科建設(shè)的影響，并針對某些研究現(xiàn)狀提出了一些改進建議。

關(guān)鍵詞：新工科；中國知網(wǎng)；計量可視化；研究評述

中圖分類號：G6420；TU-4 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1005-2909（2018）05-0001-08

為響應(yīng)國家正在實施的“中國制造2025”“互聯(lián)網(wǎng)+”“網(wǎng)絡(luò)強國”“一帶一路”等重大戰(zhàn)略，支撐以新技術(shù)、新業(yè)態(tài)、新產(chǎn)業(yè)、新模式為特點的新經(jīng)濟蓬勃發(fā)展，迫切需要培養(yǎng)大批創(chuàng)新型卓越工程科技人才[1]。2016年6月，中國工程專業(yè)本科學(xué)位加入國際互認的《華盛頓協(xié)議》，為深化工程教育改革提供了良好契機。2017年2月18日，教育部在復(fù)旦大學(xué)召開高等工程教育發(fā)展戰(zhàn)略研討會，會議上正式提出新工科概念并達成“復(fù)旦共識”[1]。2月20日，高等教育司正式發(fā)布《教育部高等教育司關(guān)于開展新工科研究與實踐的通知》，決定開展新工科研究和實踐。4月8日，新工科建設(shè)研討會在天津大學(xué)召開，60余所高校參會共商新工科建設(shè)的愿景與行動，達成新工科建設(shè)行動路線，即“天大行動” [2]。6月9日，“新工科研究與實踐”專家組在北京成立并召開第一次工作會議，30余位專家審議通過了《新工科研究與實踐項目指南》，即“北京指南”[3]。這新工科建設(shè)的“三部曲”，為深入系統(tǒng)地開展新工科研究和實踐打下了堅實的基礎(chǔ)，為深化中國高等工程教育改革開了一個好頭。

新工科概念一經(jīng)推出便受到了廣大媒體的關(guān)注，如：《中國教育報》《文匯報》《長沙晚報》等媒體紛紛發(fā)文報道新工科建設(shè)，《光明日報》甚至設(shè)立新工科方面的專題，深度跟蹤報道新工科的建設(shè)情況[4]。新工科建設(shè)的研究和實踐也正如火如荼地在各院校和機構(gòu)開展，從目前的文獻來看，除了對新工科建設(shè)的理論成果之外，不少針對具體學(xué)院和課程的實踐成果也不斷涌現(xiàn)，如：陜西省教育廳發(fā)布了《關(guān)于公布陜西省新工科研究與實踐項目立項結(jié)果的通知》（陜教〔2017〕497號） ，確定59個項目為省級新工科研究與實踐項目[5]，2017年10月12日濮陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院與阿里云、慧科集團簽署合作協(xié)議， 共建河南省首家高校“大數(shù)據(jù)學(xué)院”[6]。

新工科建設(shè)的第一年受到了很多關(guān)注，也產(chǎn)生了很多成果，根據(jù)中國知網(wǎng)（CNKI）2017年3月20日至2018年3月22日的200篇期刊文獻，筆者歸納和匯總了目前國內(nèi)學(xué)者關(guān)于“新工科”相關(guān)的理論和實踐研究，從研究的各個維度進行梳理并綜合述評，以期總結(jié)新工科建設(shè)研究的發(fā)展歷程和現(xiàn)狀，為更好地進行新工科建設(shè)提供一些建議。

一、數(shù)據(jù)來源及研究方法

（一）數(shù)據(jù)來源

數(shù)據(jù)來源于中國知網(wǎng)（CNKI）收錄的期刊文獻，根據(jù)主題，檢索“新工科”，并將文獻類型設(shè)定為期刊，剔除其中的新聞報道、征稿通知之類非研究性文獻，最終得到200篇有效期刊文獻。以此作為研究的原始數(shù)據(jù)，借助中國知網(wǎng)的計量可視化分析工具從文獻的時間分布、文獻互引關(guān)系、研究熱點、作者和機構(gòu)分布、基金資助等進行計量可視化統(tǒng)計分析，數(shù)據(jù)統(tǒng)計截止日期為2018年3月22日。

（二）文獻計量法

文獻計量分析法是一種基于統(tǒng)計學(xué)的分析方法，以科學(xué)文獻的外部特征為研究對象，研究文獻的分布結(jié)構(gòu)、數(shù)量關(guān)系、變化規(guī)律，進而探討科學(xué)技術(shù)的結(jié)構(gòu)、特征和規(guī)律[7]。這一研究方法主要用于討論學(xué)科發(fā)展態(tài)勢和研究熱點，且主要以期刊文獻作為主要數(shù)據(jù)來源，研究具有一定的客觀性和合理性[8]。文獻計量法在綜述性的研究中非常常見，但是目前還沒有應(yīng)用到新工科建設(shè)方面，因此，筆者借用文獻計量法對新工科建設(shè)方面的研究成果進行梳理。

（三）引文網(wǎng)絡(luò)可視化分析

引文分析法是利用數(shù)學(xué)及統(tǒng)計學(xué)方法進行比較、歸納、抽象、概括等，對期刊論文的引用和被引現(xiàn)象進行分析，以揭示其數(shù)量特征和內(nèi)在規(guī)律的一種信息計量研究方法[9]。研究者通?；谇叭说目蒲泄ぷ髯鲞M一步探索與討論，以科學(xué)文獻為知識節(jié)點、引用關(guān)系為邊構(gòu)成了特定研究主題的知識網(wǎng)絡(luò)——引文網(wǎng)絡(luò)。這一網(wǎng)絡(luò)清晰地反映了學(xué)科間的知識傳播關(guān)系和科學(xué)領(lǐng)域的研究發(fā)展[10]。引文網(wǎng)絡(luò)的客觀存在也說明，科學(xué)文獻不是孤立存在的，而是相互聯(lián)系、不斷延伸的系統(tǒng)。文章通過對新工科建設(shè)方面的文獻進行引文網(wǎng)絡(luò)可視化分析，探索其發(fā)展的前因后果。

二、新工科建設(shè)研究文獻概況

在200篇研究的原始數(shù)據(jù)中，2017年141篇，2018年59篇，總參考文獻893篇，其年限分布如圖1所示，通過參考文獻的年限分布可以看出中國工程教育以及工科人才培養(yǎng)體系改革是逐步進行的，并非突然出現(xiàn)的熱點。

文獻出版來源中，《高等工程教育研究》發(fā)表了31篇，占總文獻的15.5%，《中國大學(xué)教學(xué)》發(fā)表了11篇，占總文獻的5.5%，《實驗技術(shù)與管理》《教育現(xiàn)代化》《重慶高教研究》3本期刊，分別發(fā)表了6篇，占總文獻的9.0%，這5本期刊發(fā)表的文獻數(shù)量幾乎占據(jù)總文獻的一半，如圖2所示。

文獻作者中，林健發(fā)表了5篇，占總文獻的2.4%，張海生發(fā)表了3篇，占總文獻的1.4%，葉宏等發(fā)表了2篇，占總文獻的1.0%，其他作者均只發(fā)表了1篇?？梢娔壳靶鹿た平ㄔO(shè)領(lǐng)域的專家學(xué)者大多未進行深入研究，只是淺嘗輒止，關(guān)于新工科建設(shè)的整體研究尚處于初級階段，還需要進一步深入研究，如圖3所示。

文獻發(fā)表的機構(gòu)中，清華大學(xué)發(fā)表8篇，占總文獻的3.9%，位居所有機構(gòu)的第一名，天津大學(xué)發(fā)表了7篇，占總文獻的3.4%，中國工程院、浙江大學(xué)、重慶文理學(xué)院分別發(fā)表了5篇，分別占總文獻的2.5%。根據(jù)定量統(tǒng)計，清華大學(xué)、天津大學(xué)目前對新工科建設(shè)的研究位于各學(xué)校和機構(gòu)的前列，如圖4所示。

在各基金的成果統(tǒng)計中，全國教育科學(xué)規(guī)劃基金和國家自然科學(xué)基金均有6篇成果，分別占總文獻的3.0%，四川省教委重點科研基金和天津市科學(xué)基金分別有2篇成果，占總文獻的1.0%，如圖5所示。

三、高等工程教育的改革歷程

中國知網(wǎng)（CNKI）的文獻引文網(wǎng)絡(luò)圖中包括200篇原始數(shù)據(jù)及其引用的參考文獻，由于文獻過多，將文獻被引頻次閾值設(shè)置為15，即被引次數(shù)超過15次的文獻才可顯示，如圖6所示。新工科概念雖然2017年才提出，但中國高等教育改革卻早已開始，新工科建設(shè)中所蘊含的內(nèi)涵在中國早已開始萌芽。早期關(guān)于高等教育的著作，如克拉克于1994年發(fā)表的《高等教育系統(tǒng)》、亞伯拉罕于2001年發(fā)表的《現(xiàn)代大學(xué)論》、楊東平于2003年發(fā)表的《大學(xué)精神》等都是高被引著作，這些著作中的很多觀點對中國高等教育的發(fā)展有著深遠的影響，克拉克關(guān)于高等教育系統(tǒng)的基本特征、組成結(jié)構(gòu)、協(xié)調(diào)方式以及變革的論述對如今中國高等教育的改革有啟示作用。早在1995年，中國曾派遣由10人組成的工程教育考察團赴美國考察高等工程教育改革的動向、高校辦學(xué)的多樣性和宏觀管理機制。考察團了解到當(dāng)時美國高等工程教育改革的動向——回歸工程和美國宏觀管理機制的關(guān)鍵，即各校工程專業(yè)的鑒定制度和工程師執(zhí)照的考試制度[11]。此行加快了中國高等工程教育的改革步伐。2002年中國工程院院士時銘顯發(fā)表了《面向21世紀的美國工程教育改革》[12]，通過借鑒美國高等教育改革的經(jīng)驗反思中國高等教育改革方向，提出了“加強工程實踐訓(xùn)練，加強各種能力的培養(yǎng)”等前瞻性的建議。2005年兩院院士路甬祥發(fā)表了《學(xué)科交叉與交叉科學(xué)的意義》，表示在學(xué)科交叉點最有可能產(chǎn)生重大的科學(xué)突破。他還提倡對大學(xué)生和研究生的科學(xué)教育，特別是加強跨學(xué)科教育。這為中國高等教育人才培養(yǎng)體系的改革提出了一個思路[13]?！氨本┲改稀敝袕娬{(diào)的“探索多學(xué)科交叉融合的工程人才培養(yǎng)模式”則是受時銘顯院士觀點的影響。

2005年10月，汕頭大學(xué)率先實施CDIO工程教育改革，隨后的幾年CDIO工程教育模式迅速在中國傳播。CDIO工程教育模式對中國工程教育產(chǎn)生了深遠的影響。CDIO模式以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品的運行、維護和廢棄的全生命周期為載體，建立一體化的相互支撐和有機聯(lián)系的課程體系，讓學(xué)生以主動、實踐的方式學(xué)習(xí)工程[14]。CDIO的應(yīng)用經(jīng)驗在很大程度上影響了2010年開始實施的“卓越工程師計劃”?！白吭接媱潯钡闹饕繕?biāo)是培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強、適應(yīng)經(jīng)濟社會發(fā)展需要的高質(zhì)量各類型工程技術(shù)人才，并創(chuàng)立高校與行業(yè)企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)人才的新機制。林健等人對“卓越計劃”的研究做了大量的努力[15-17]，產(chǎn)生了很多理論成果，如專業(yè)培養(yǎng)方案的制定原則、學(xué)校和企業(yè)培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)的制定和實現(xiàn)、課程體系和教學(xué)內(nèi)容的改革建議等，這些理論成果對新工科建設(shè)有著寶貴的借鑒意義。從“卓越計劃”的目標(biāo)也可以看到新工科的雛形，“卓越計劃”中的校企聯(lián)合機制與“北京指南”中強調(diào)的建立大學(xué)與行業(yè)企業(yè)等共建共管的產(chǎn)業(yè)化學(xué)院有異曲同工之妙。

2013年，中國成為《華盛頓協(xié)議》的預(yù)備會員，2016年正式加入《華盛頓協(xié)議》。《華盛頓協(xié)議》的核心內(nèi)容是國際互認，而國際互認的基礎(chǔ)是實質(zhì)等效性，其實質(zhì)等效性主要針對畢業(yè)生素質(zhì)[18]。《華盛頓協(xié)議》的預(yù)備會員轉(zhuǎn)正條件中規(guī)定中國畢業(yè)生素質(zhì)的實質(zhì)等效性必須通過核查證實，并且核查報告經(jīng)過全體同意?！度A盛頓協(xié)議》要求的畢業(yè)生12條素質(zhì)與新工科建設(shè)具有內(nèi)在統(tǒng)一性。從這個角度來看，加入《華盛頓協(xié)議》推動了中國工程教育改革，也有利于提升中國工程教育質(zhì)量[19]。

2011年李培根院士提出工程教育需要大工程觀，2013年李國瑞針對中國高等教育發(fā)展方式轉(zhuǎn)變的幾個問題提出了自己的思考，2013年王孫禺分析了“卓越計劃”和加入《華盛頓協(xié)議》對中國工程教育改革的重要影響，2014年吳愛華等人分析了中國理工科高等教育的四大問題，并針對這些問題從國家層面闡述了對理工科人才培養(yǎng)機制進行改革創(chuàng)新的途徑，2015年李拓宇等人提出現(xiàn)階段中國工程科技人才培養(yǎng)方面的若干問題和解決對策[20-24]。這些理論成果對新工科建設(shè)的研究產(chǎn)生了很大的影響，也為中國新工科建設(shè)打下了堅實的基礎(chǔ)。

四、“新工科”建設(shè)的熱點分析

作為論文主要研究內(nèi)容的縮影，對關(guān)鍵詞的分析可以很好地了解相關(guān)領(lǐng)域的研究主題和研究熱點[25]。通過中國知網(wǎng)（CNKI）的計量可視化分析，得到200篇新工科相關(guān)論文的關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)圖（圖7），以此來反映目前新工科研究的熱點和主要內(nèi)容。中國知網(wǎng)在關(guān)鍵詞中自動剔除了“新工科”，其中頻次排名靠前的13個關(guān)鍵詞如表1所示。

通過對關(guān)鍵詞的分類分析，可以看出目前新工科建設(shè)研究的主要內(nèi)容。其中，人才培養(yǎng)、工科人才、工程科技人才、工程人才、教育方法、專業(yè)設(shè)置等關(guān)鍵詞可以劃為一類，可歸納為新工科建設(shè)的目的；工程教育、工程教育改革、工科教育、高等工程教育、教育改革等關(guān)鍵詞可劃分為一類，歸納為新工科建設(shè)的意義——工程教育改革；新經(jīng)濟發(fā)展、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級等關(guān)鍵詞可劃分為一類，歸納為新工科建設(shè)的背景——新經(jīng)濟的發(fā)展和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級。根據(jù)科技革命、人工智能、新經(jīng)濟、新興產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級、國家戰(zhàn)略、計算機科學(xué)、物聯(lián)網(wǎng)等關(guān)鍵詞，可以看出新工科建設(shè)提出的背景和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級、國家戰(zhàn)略發(fā)展有重大關(guān)系，隨著人工智能、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等的高速發(fā)展，現(xiàn)有的工科人才培養(yǎng)體系需要共同發(fā)展，中國的高等工程教育也需要改革。

通過產(chǎn)教融合、學(xué)科交叉、CDIO、OBE、問題導(dǎo)向、產(chǎn)學(xué)合作等關(guān)鍵詞可看出中國高等教育改革方向和理念，秉承過往的經(jīng)驗，結(jié)合新時代的特點，探索符合中國特色的高等工程教育改革之路。

在“天大行動”中，與會代表一致認同培養(yǎng)造就一大批多樣化、創(chuàng)新型卓越工程科技人才是當(dāng)務(wù)之急，也是長遠之策?？梢娦鹿た平ㄔO(shè)中工科人才培養(yǎng)的重要性。通過關(guān)鍵詞詞頻分析，也可看出人才培養(yǎng)是目前新工科建設(shè)研究熱點。有學(xué)者對新工科背景下整體人才培養(yǎng)的思路進行研究，更多的學(xué)者則是針對具體學(xué)科、學(xué)院或課程深度探討其人才培養(yǎng)模式。目前涉及的學(xué)科相當(dāng)廣泛，包括物聯(lián)網(wǎng)、計算機、力學(xué)、航海、化工、電氣、能源、交通、材料、建筑等學(xué)科，但涉及學(xué)科的關(guān)鍵詞詞頻并不高，可見針對某一具體學(xué)科的研究還不夠深入。

五、結(jié)語

根據(jù)對中國知網(wǎng)（CNKI）200篇新工科建設(shè)的研究文獻的計量統(tǒng)計分析、文獻互引和關(guān)鍵詞共現(xiàn)的可視化分析，可以看出新工科建設(shè)內(nèi)涵的歷史發(fā)展以及目前研究的熱點。

（一）新工科建設(shè)研究不夠深入，需要加大研究力度，深化研究方向

目前對新工科建設(shè)研究的機構(gòu)、組織和學(xué)者雖然多，但是大多數(shù)發(fā)表的文獻僅為1～2篇，缺乏深入的研究，對新工科建設(shè)的認識和理解較為淺顯，還未形成有重大影響力的研究。另外，從關(guān)鍵詞的詞頻分析中可以看出，目前新工科建設(shè)研究的關(guān)鍵詞出現(xiàn)頻次較高的主要是“人才培養(yǎng)”“教育改革”等寬泛的詞語，其他涉及具體學(xué)科或方法的關(guān)鍵詞詞頻較低，說明目前學(xué)者還在探索新工科建設(shè)的發(fā)展思路，還未出現(xiàn)較熱門的子領(lǐng)域，整體研究深度較為欠缺，需要專家學(xué)者進一步針對某一具體的子領(lǐng)域進行研究探索，如某種改革理念或某個學(xué)科，更需要各學(xué)校院系重視對新工科建設(shè)的研究，加大對新工科建設(shè)的研究投入，吸納更多實際參與工科人才培養(yǎng)的教師，深化在“新工科”背景下各工科專業(yè)人才培養(yǎng)體系的改革。

（二）新工科建設(shè)，對深化工程教育改革有承前啟后的作用

中國高等工程教育改革很早就開始了，1995年便開始了對美國工程教育的調(diào)研，2005年對汕頭大學(xué)試點的CDIO教育模式改革，2010年開展了“卓越工程師計劃”，2013年成為《華盛頓協(xié)議》的預(yù)備會員，2016年正式加入《華盛頓協(xié)議》。這些以往的改革對新工科建設(shè)提供了寶貴的經(jīng)驗，新工科建設(shè)既秉承了過往的經(jīng)驗，也根據(jù)新形勢對高等工程教育改革提出更具前瞻性的規(guī)劃和布局，對中國工科人才培養(yǎng)目標(biāo)和體系有了新的要求。因此，新工科建設(shè)的研究一方面需要總結(jié)并借鑒以往教育改革的經(jīng)驗和成果，另一方面需要立足于新經(jīng)濟、新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)和新技術(shù)，探尋中國高等工程教育改革的新思路。

（三）新工科建設(shè)研究內(nèi)容偏向于理論，缺少實踐項目的支持

由文獻的關(guān)鍵詞分析可看出，目前新工科建設(shè)研究的主要內(nèi)容集中在新工科建設(shè)的背景、目的和方法上，主要停留在理論層面，而“實訓(xùn)中心”“課程設(shè)計”等實踐類關(guān)鍵詞的出現(xiàn)頻次較低。新工科建設(shè)的實踐成果非常欠缺，從而研究內(nèi)容無法深入，論文質(zhì)量難以提升，也很難形成具有一定規(guī)模的研究團隊，成果過于分散，無法聚焦，難以吸引學(xué)界的關(guān)注。因此，后續(xù)的研究需要一定的實踐項目支持，各院校應(yīng)積極開展新工科建設(shè)的實踐工作，理論與實踐相結(jié)合，凝聚研究力量，提升研究成果的廣度與深度，從而催生新的研究熱點，提升學(xué)界的整體關(guān)注度，達到提升研究質(zhì)量的目的。

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[25]丁亞東，榮利穎，薛海平.學(xué)習(xí)型學(xué)校研究熱點回顧——基于中國知網(wǎng)（1997—2016）文獻的計量統(tǒng)計和知識圖譜分析[J].集美大學(xué)學(xué)報（教育科學(xué)版），2018，19（1）：35-41.

Abstract： Based on metrological visualization tool， this paper collates the documents that have been publicly-published since the concept of “new engineering” was proposed， and selects 200 research literatures collected in CNKI. Based on literature research overview， citation network， keywords frequency， literature research content and other dimensions， this paper analyzes the “new engineering” research status， research hotspots and the impact that Chinas past higher engineering education reform measures have on the “new engineering” construction. Finally this paper proposes some suggestions for improvement in term of the research status.

Key words： new engineering； CNKI； metrological visualization； research review

（責(zé)任編輯 周 沫）