“第四次工业革命”背景下的高等教育变革
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[摘要]工业革命对高等教育变革的引领有其历史必然性，大学在历次工业革命的历程中扮演着重要的角色。以人工智能、生命科学、物联网、机器人、新能源、智能制造等一系列创新所引领的“第四次工业革命”对高等教育提出的挑战，同样地昭示着新一轮高等教育变革的可能性与现实性。
[关键词]工业革命;高等教育;变革
现代大学的发展与工业革命关系十分密切，在过往的几个世纪里，工业进步重塑大学，大学反哺工业发展。今天，人工智能、生命科学、物联网、机器人、新能源、智能制造等一系列创新所引领的“第四次工业革命”，已经对人类社会的生产生活方式产生了深刻影响，而一场与之相应的高等教育变革也正在重新塑造大学的样态。
历次工业革命与大学样态演变的历史关联
18世纪60年代从英国兴起的第一次工业革命开创了机器取代手工、工厂取代手工工场的时代，大工厂开始成为生产制造的主要样态。在这次以蒸汽机与铁路为标志的工业革命中，大批量的工厂工人的培训还是延续了传统手工作坊的学徒制，技术突破也多依赖于生产中世代积累的经验，在格拉斯哥大学负责修理初阶蒸汽机的瓦特发明现代蒸汽机，更多还是大学与工业革命的偶然连结。
随着工业革命的深入，学徒制已经不能充分满足工业制造对人才和知识创新的需求，但传统大学中浓厚的宗教色彩和封闭性也无法满足新兴中产阶级日益强烈的需求。边沁等功利主义哲学家对高等教育进行重新的审视，提出了实用主义的教育观，在这场思想革命的推动下，英国于19世纪初掀起了一场新大学运动。伦敦大学学院于1826年诞生，设自然科学、数学和商科等领域的课程;伯明翰学院、利物浦学院等新大学也纷纷加强实用知识的研究和传授;当时的牛津大学和剑桥大学没有理学院，甚至不承认新大学的学位。但是传统大学的宗教传统阻挡不了工业革命向前发展的滚滚洪流，到1850年前后，牛津大学、剑桥大学开始设立理学院，大规模培养产业需要的人才，促进了英国的发展和强盛。
与此同时，随着法国大革命和启蒙主义思想在法国的蔓延，传统大学不能再适应法国社会需求，从拿破仑成立帝国大学起，适应生产发展需求的专门化高等教育应运而生，被称为“大学校”的高等专科学校快速兴起，巴黎高师等传统大学也按照《帝国大学令》的模式得以重建，这些高校时至今日依然是法国精英教育的代表。
1810年成立的德国柏林大学不仅把数学作为必修科目，还要求大学既要成为传授知识的中心，又要成为科学研究的中心，吸引了很多学者来校任教，到19世纪50年代，德国大学普遍建立了实验室。德国也后来居上，在第二次工业革命中扮演了重要的角色。
至此，到第一次工业革命的末期，现代大学的形态已经基本建立起来，研究型大学的诞生更是有力推动和促进了第二次工业革命的技术爆发，大学成为“第二次工业革命”的策源地之一。
19世纪初，德国根据洪堡的办学思想，创立了教学与科研相结合的柏林大学，开研究型大学之先河。随后，许多传统大学依此精神改革，大学不再单纯是传授知识的场所，而成为了“传播知识与创造知识相统一”的精神高地。大学中建立了实验室、创立了“导师制”，大批工科大学在德国境内创办。专业的管理与技术人才培养、先进的大学科学研究，使德国在十九世纪取得的重要科技成果几乎为英法的两倍。可以说，正是德国高等教育的前瞻与德国大学对工业生产需求的适应，为其第二次工业革命注入了源源不断的动力。在第二次工业革命以后，研究型大学兴起。在美国的新大学运动中，继约翰霍普金斯大学建立后，越来越多新成立的大学采取了类似的研究型大学模式。高校不仅成为知识的传递者，还日益成为知识的创造者。
以半导体技术、电子计算机技术、互联网技术等为标志的“第三次工业革命”中，大量的前沿技术在民间企业中诞生，但这些技术的实现又离不开主要产生在研究型大学等研究机构的基础科学进步。在此次工业革命中，大学和业界深度融合，政府、大学、企业形成了国家创新系统，技术商业化发达，知识生产从零散的自由探索转向主动地面向广阔的、跨学科的社会经济情境。产业创新集群是传统工业集群的升级，实现了同一空间内资本、技术的高效互动：研究型大学为集群提供原创理论与人才支撑;集群带来的资本积累、人才集中、市场需求也为研究型大学发展提供了充足的资金、人力和前沿的研究课题。
可以看出，大学在历次工业革命的历程中扮演着重要的角色，工业革命催动下的知识升级与产业变革也与高等教育样态的变化相互呼应。
各个国家的新大学运动均与相应国家的工业革命进程存在历史耦合，新的大学样态也总是在工业革命的前沿阵地催生并随着工业革命在世界影响力的扩散而传播。可以说，工业革命中科学技术的发展滋生了对高等教育需求的不断变迁，每一次工业革命总对高等教育提出新的挑战。大学从传统知识的传递者，演变为新技术的传播者，进而逐渐参与到知识创造中，并随着技术升级的速度不断提升而日益参与到产业革命的前沿。
与此同时，高等教育的发展也对工业革命的进程产生着积极而深刻的影响。第一次工业革命率先在英法发力，英法两国当时新大学大量产生，并成为科技强国。德国研究型大学日益成为世界学术殿堂，第二次工业革命的大量新技术也发轫于德国。随着美国成为世界高等教育领军者，第三次工业革命促成了美国又一轮产业升级。
综上所述，工业革命对高等教育革命的引领有其历史必然性，与此同时，工业革命和产业技术升級的发力也对高等教育行业知识创造与人才培养提出历史性需求。从这一意义上说，高等教育变革的步调是否与工业革命历史进程相一致，不仅是一国高等教育发展的历史机遇，也是一国产业革命的原发动力。
第四次工业革命的挑战与高等教育的回应
第四次工业革命是由人工智能、生命科学、物联网、机器人、新能源、智能制造等等一系列创新所带来的物理空间、网络空间和生物空间三者的融合。世界经济论坛（WEF）创始人施瓦布认为，从发生机制、速度、广度和深度来看，这场工业革命正在对整个社会的所有制度产生颠覆性的、系统性的变革，现有的经济社会形态将发生根本性的改变。 经济形态发生深刻变革，共享经济、弹性工作、智能化生产等引发经济模式的根本性改变，传统的竞争经济失去因信息不对称形成的固有优势，传统的雇佣劳动模式的时空限制将被突破，物质与能源不再限制人类发展格局，资源经济时代由此迈向知识经济时代。同时，作为经济行为单元的企业运行模式也会发生变革。行业垄断不再是稳定的企业利润来源，关键领域创新将颠覆行业格局。企业需要面向更细致多元、个性丛生的用户需求，面对数字化的消费方式和物流体系;企业也将有能力整合更多的协作创新源头，实现从简单的数字化模式到复杂的创新模式的转换。
社会形态也将深刻变革。施瓦布提到，第四次工业革命既不是第三次工业革命的简单延续，也不等同于制造业的“工业4.0”，这次工业革命将对整个人类社会产生深刻影响。例如，大数据、物联网技术将会使信息共享与流动更加普遍，人们的自我表达与获取娱乐的方式发生改变，信息与资源关联呈现液态化;智能化生产线和供应链捕捉并满足市场的细微需求，需求与服务实现个性化定制;物物互联、智能控制将人从不必要劳动中解放出来，基因技术、人机接口扩展人的物理能力，生活与生产实现智能化。并且，数据获取与利用水平大幅提高、信息传递更加实时通达，政府、企业的管理模式将实现机械监管到灵活治理、宏观管理到网格化管理的改变。知识经济时代与数据社会正在开启，国家社会发展要求将实现从经济量化增长到以创新为核心驱动的经济增长模式的转变。
可以预见，高等教育，特别是在第二、三次工业革命中处在了高等教育與新产业融合发展最前沿的研究型大学也面临着巨大的外部冲击与内部震荡，高等教育的变革存在现实必要性。
挑战高等教育现有的社会角色。前两次工业革命建立起新的经济秩序，高等教育从贵族富家子弟陶冶、交际场所转变为世俗的知识传播、创造场所，转变为服务经济社会发展的重要引擎。第三次工业革命赋予了研究型大学全新的使命：探索基础理论的现实应用、参与应用技术的商业化、构建高知识密度的创新集群。第四次工业革命将再次深刻改变高等教育的社会角色与使命。大数据、物联网、普适计算等技术带来的信息流动将打破知识传播的边界，知识与信息更易触达，知识精英对资源的垄断也将不复存在，促使“围墙内的大学”到“平台上的大学”这一转变的发生，大学将成为知识集中与广播的“开源”平台。人工智能等技术的应用将改变以往教师指导学生的单向度关系，学生也能成为创新的参与者与价值的倡导者，导致从“大学完成培养目标”到“师生共同塑造大学”的转变。
挑战高等教育现有的学科组织方式。现有的大学学科专业基本是基于第一、二次工业革命期间制造业的体系架构的，特别是工科类院校，“航空航天”“热能控制”“水利发电”等专业的存在都呼应着特定的制造行业。第三次工业革命在原有专业结构基础上生发出了一些新的学科，但仍未脱离前两次工业革命时奠定的学科组织方式。产业结构变化将直接冲击关系生产研发的学科，由此引发的社会现象将冲击哲学社会学等学科。第四次工业革命带来技术的快速迭代，跨学科、跨行业的新事物不断产生，高等教育的学科组织方式如果仍采取跟随产业革新而变动，其滞后性已经跟不上时代技术进步的脚步，也不能培养出社会需要的新型人才。
挑战高等教育现有的人才培养模式。研究型大学本质上还是大学，我国大学的根本任务是培养社会主义建设者和接班人。在知识经济和创新经济时代，创新成为经济增长主要驱动，技术合作成为经济联系常态，知识更新进入高频模态。创新、协作、自我更新的主体归根结底是人，研究型大学要培养的新型人才应当懂创新、能适应未来，具有极强的协作能力与学习能力，又有知识迁移和终身学习的能力。并且，新的时代背景下，学生本身的特质也会发生变化。这就要求高校需要采用新的培养方案，打破原有的专业培养界线，由简单的知识传递转变为综合能力的训练，为培养新型人才而努力。然而，应当看到，技术变革、社会转型中，对美好价值的追求、对人文主义的阐释、对终极关怀的思索将是始终不变的主题，研究型大学应当坚持把握这一主题，培养有高尚道德、有正确价值追求，能在技术变革中引领认识自我、保持关怀的人才。
挑战高等教育现有的教学方式。对教学方式的冲击来自两个方面，一是新技术的应用带来的教学技术的革新，二是新技术造成的师生关系的变化。新技术的应用，如在线课程等，引发了教学手段的有益尝试。“翻转课堂”是一个很好的案例，它重新调整课堂内外的时间，将学习的决定权从教师转移给学生。学生利用在线课程等网络资源进行初步的知识性学习，课堂上的时间可以和教师进行深入的探讨或辩论，从而打破了以往的教学方式，为知识的深入理解和创新留出了更多时间。人工智能的应用则可以为学生提供类游戏的虚拟学习环境、挖掘宏观教育数据、分析学生学习行为数据，既能打破传统的学习模式，给予学生更自由的学习空间和时间选择，也更便于“因材施教”，为学生提供更具针对性的个性教案。另一方面，由于新技术的应用，学生有了更广泛的知识和信息获取来源，自主学习的可能性大大提高，对教师的依赖程度降低，使得师生关系发生了变化，朝着更加平等的方向发展。师生之间并不单单是知识单向传播的关系，更是合作者的关系，共同开展学习和研究任务。
挑战高等教育现有科学生产模式。从大学内部看，新技术、新业态将催生新的学科生长点，前沿科技、颠覆性科技的内涵将不断延拓，研究型大学应当积极瞄准学科交叉、学科进步所产生的前沿焦点。新的技术手段将会给现有的科学研究带来冲击，如大数据技术将塑造全新的社会科学研究，人工智能和量子技术将影响数理基础科学的原理与应用。从大学外部看，科学研究将出现多方并存、多元共生的局面。应当认识到，大学和研究所仍是开展科学研究的主要场所，但是市场往往对新技术更加敏感，在新技术的开发和使用上有时会比高校更加超前。大学的科学生产方式如果不进行变革，将难以继续为产业升级提供新的力量。
“第四次工业革命”与“高等教育4.0”
变革是挑战更是机遇，延循历次工业革命中大学样态的流变路径，第四次工业革命对高等教育提出的挑战，同样也昭示着新一轮高等教育变革的可能性与现实性。在这一背景下，大学应加强自身特色和优势，主动适应新技术带来的变化。 探索未来大学社会角色定位的功能性变革。工业革命带来社会生产力与生产关系的深刻变革，高等教育在这种变革中的社会角色定位的功能性变革乃其历史必然性。作为高等教育的主要组织体，大学应当积极开展前瞻预测，明确新一轮工业革命大潮下的自身定位，解读角色转换的内生动力与外部需求，勇于打破惯性思维与旧有格局。例如，随着知识围栏的消逝和知识更新的加快，大学不再成为知识的垄断者和象牙塔，而更应该成为开源的平台，打造开放灵活的继续教育模式和多元的社会教育品牌。
推动大学学科组织方式实现结构性变革。旧有的大学学科组织方式囿于前几次工业革命所塑造的产业结构，面对变革具有一定的滞后性乃至阻滞性。面对第四次工业革命技术生产的高速迭代，高等教育的学科结构布局应当：具有一定的前瞻性，注重学科的基础性，以适应未来的学科变化;应当具有一定的灵活性，能够不时审视旧有学科，进行转型升级;具有一定的交叉性，改变组织结构惯性，打破原有学科界限，让各种学科能够灵活合作，以适应瞬息万变的技术革新。新技术的快速迭代要求学科领域的布局具有前瞻性，引导基础与应用学科交叉发展、相互启发，进一步推进学科建设，服务国家对第四次工業革命的战略规划。同时，重大的技术革命都会伴生新的社会问题。大学可以依托自身的学科优势，前瞻地开展相关的社会科学研究，以促使新技术的普及和发展，为社会的和谐稳定作出贡献。
构建大学人才培养模式的目的性变革。知识更迭和生产的速度加快，意味着人才培养的目标需要变革。知识的获取方式将发生根本性变革，信息的爆炸、碎片化和快速迭代使得基于现有固定知识架构的传统教育模式不再能够满足社会需求，终身学习能力日益成为人才的核心竞争力。知识的传递方式将发生根本性变革，通过对知识与技能不断的重复和记忆进行知识传递的传统教育模式不能满足新时代的人才需求，凸显人类自身独特价值的个性化创造力成为人才培养的核心任务。知识的创造方式将发生根本性变革，传统的学科专业架构已经不能承载人类社会面临的新问题，知识的边界进一步活跃，开放、包容、合作的复合型人才将成为推动科技进步的新动力。相应的，大学应当构建新型教育教学系统，实施新的学习框架，充分利用新技术带来的深度学习和大数据的支
持，革新课程设置、教学手段、育人理念，以适应未来的需要。在人才培养和专业设置上，要打破学科界限，允许更多的跨学科探索，让学生有更多的自主选择权，以激发学生的潜力和创造力。
探索大学科学研究的模式性变革。新一轮产业革命带来的技术不仅仅影响生产生活，也将不断助力科学研究攀登高峰。新的研究体系要着重鼓励新研究方法与技术手段的引入、开发、探索，提供充足条件，为科研工作者打开主动尝试与对外交流之门，多平台开展研究工作成为可能，物理空间和专业界限等均不再成为限制。大学要日益成为一个产学研用一体化的开放性科学研究平台，对接产业变革、国家战略的需求，整合基础性研究思想成果与产业升级需求，整合高水平研究力量形成创新合力，激发每一个人的活力和创造力。有条件的大学应当以新视角布局创新集群空间，形成产业创新的规模与集聚效应。
可以预见，随着“第四次工业革命”进程的深化，高等教育领域必将出现更多的变革。大学只有以前瞻性的眼光总结历史规律，积极把握历史必然性与现实必要性，才能将挑战化为机遇，实现新时代高等教育的“转型升级”。如果说，中世纪的宗教大学是高等教育的1.0版本，历经一、二次工业革命和第三次工业革命两次转型，在第四次工业革命浪潮中，只有呼应“工业4.0”版本的“高等教育4.0”变革，才能真正以适应时代需求的人才和知识生产，以回归人的本质的人文精神，回应并引领时代呼声。
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