基于本體的工程學科框架研究.pdf

1、工程學科分類是工程教育和科技教育管理的重大議題(theme)，理想與實際的差距又使之成為一個嚴重問題(problem)。本文首先展現(xiàn)其相關背景，包括現(xiàn)有學科分類和實踐的復雜景象、相應研究工作的欠缺和滯后，以及新世紀工程科技和工程教育的巨大變革對新的工程學科框架的迫切需要。 本文分六章探討工程學科框架的形態(tài)和性態(tài)。 第1章“引言”，提出并界定了研究問題與解題思路。 第2章“文獻探討”，辨析“工程”、“學科”、“專業(yè)

2、”三個基本概念，梳理相關知識論、本體論和框架理論的理論元素，以便后續(xù)章節(jié)具體應用。 第3章是框架形態(tài)研究，用第一手材料展現(xiàn)和分析中、美、俄、英、法、德、日、澳8個國家具有代表性的工程學科框架，是為第5章的實證研究提供可靠數(shù)據(jù)的基礎。 第4章是框架性態(tài)定性分析與綜合，借助系統(tǒng)過程方式，以大量經(jīng)考證的歷史性資料，從工程活動、工程學科、工程知識體形成模式、工程職業(yè)、工程職能、工程過程、工程應用拓展與價值等多個側面，挖掘出工程學

3、科知識本體的基本元素，構筑了相應的本體模型，對其內涵和可能的應用進行了較為充分的討論。 第5章是框架性態(tài)實證研究，借助SPSS軟件對被統(tǒng)計工程學科進行了多維標度分析(MDS)、因子分析(FA)和聚類分析(CA)，給出表征框架性態(tài)的多個圖譜，對可視化結果，以及所有框架全樣本的主因子提取與可視化分析，并簡要說明了它們的應用。 第6章“結論”，總結全文主要工作，闡明創(chuàng)新點和研究不足，對未來研究予以展望。 本文研究工作的

4、結果表明： 一、工程學科具有框架形態(tài)的多樣性，各具特色的框架形態(tài)，分類層次、學科總數(shù)和學科名稱不完全相同，當然各自的功用也不盡相同：三個英語國家的工程學科分類標準具有較寬的適用性，既用作統(tǒng)計，也供教育、研究、招生、就業(yè)等相關使用；而其他國家的分類標準則表現(xiàn)出應用的“專屬性”，一些國家甚至在同類型應用中又有多個專門的標準。學科框架運作于不同的主客觀環(huán)境，不加剪裁地照搬照抄以謀求統(tǒng)一框架顯然并不可取。 二，工程學科具有本體元

5、素的同一性。不同學科框架具有相似的內在性態(tài)，即具有內在的知識本體元素同一性。框架性態(tài)蘊含在本體的基本概念集合中，包括與基礎工程學科的同源派生關系、與數(shù)學及相關自然科學的親緣互補關系、在功能對象領域的基本分布狀態(tài)、在生命周期中的主要運作階段、對工程科技的物質，以及能量和信息的負載狀態(tài)。加上學科的結構指數(shù)，工程學科知識本體完整地表達了框架的性態(tài)和形態(tài)。 三、工程學科框架的圖譜給人新的認知。對12個框架1327個學科樣本的多元分析與可

6、視化，確認了工程學科體系中的設計、制造與礦業(yè)工程、物理學與電氣工程、化學與化學工程、土木工程、生物學、數(shù)學的顯著地位和作用；機械工程和力學是工程知識本體中最具普遍性的要素，對其他工程學科起著一種基礎作用；工業(yè)工程在傳統(tǒng)框架中處于弱勢地位，大力發(fā)展與之關聯(lián)的生產(chǎn)、經(jīng)營和工程服務類的學科應成為新建框架的重要考慮。框架間的根本差異主要是在生產(chǎn)、經(jīng)營、生命和生態(tài)等功能領域的不同側重，以及對科學依賴或技術依賴的傾向性。 四、工程學科框架的

7、全貌得以清楚展現(xiàn)。由于直接采用原始資料，譯詞反復求證、認真校訂，盡可能避免了國外信息的以訛傳訛和先入為主。對全球代表性國家的典型學科分類的相對客觀清晰的描述，展現(xiàn)了生動而豐富多彩的工程學科面貌，為今后的相關研究提供了可靠的資訊基礎。 五、學科、專業(yè)和工程概念得到進一步甄別。本文初步辨析和厘定了它們的內涵、區(qū)別與聯(lián)系。除了給出“工程”的知識、活動和專業(yè)的三重定義外，本文還闡釋了“學科”不是科學的專屬品，科學以外的學問也可以有自己的

8、學科；“專業(yè)”(profession)以及專業(yè)界、專業(yè)人才、專業(yè)領域、專業(yè)教育、專業(yè)資格論證等等術語中的“專業(yè)”，都是專門職業(yè)的意思，中國大學里的“專業(yè)”(相當于program)則是專門學業(yè)的意思。三個術語的內涵雖有重大區(qū)別，但可借助它們的知識定義和專業(yè)(組織)定義緊密聯(lián)系。 21世紀工程和工程教育的發(fā)展呼喚新的工程學科框架，以解放和促進工程科技生產(chǎn)力。加強工程學科知識系統(tǒng)的核心成分，調整學科結構，開辟新的領域，發(fā)展工程服務等等