我国现代工程教育改革的信息思路——略谈信息高速公路对高等教育的挑战与呼唤，本文主要内容关键词为：教育改革论文,高等教育论文,思路论文,我国论文,信息高速公路论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
一、问题的提出
在信息科学技术的发展进程中，50年代以计算机为典型代表开创了信息科学技术的新时代。然而时过40余年后的1993年，美国政府提出建设“信息高速公路”，又掀起了信息技术革命的新高潮。这是继计算机技术之后科学技术革命的又一里程碑。它将成为世纪之交的一场意义重大的历史性变革，必将对人类社会的经济、科学技术和社会生活等诸方面产生极其深远的影响。
在经济方面。信息高速公路必将促进信息产业更快地发展。据发达国家的经济统计表明，信息业产值占国民生产总值的60%才能被认为是达到国民经济信息化的目标。因此，发达国家都极大地增加了对信息产业的投资，使信息产业得到迅猛发展。以美国为例，1985年信息产业销售额为4000亿美元，预计到2000年将要达到1万亿美元。信息产业将成为世界上第一大产业。而我国以信息产业发展最快的深圳为例，其就业人员仅占全部从业人数的2.8%，信息业的产值也只占全市总产值的1.27%。由此可见，我国发展信息产业的潜力是很大的。
在科技方面。信息技术离不开诸如微电子技术、激光技术、生物技术、空间技术、海洋工程技术等的支撑。而信息技术及其支撑技术的基础性技术又是新材料、新能源的开发技术，没有这些基础性技术的发展，信息技术的更新换代就无从谈起。因此，围绕信息技术这个核心，所有与之相关的高新技术也必然会得到相应的发展。可以说，现代科学技术革命的核心和主流就是信息科学技术革命，谁能够拥有高度发达的信息科学技术，谁就拥有未来。而信息高速公路作为信息时代的核心科技，对整个科学技术的影响必将是关乎全局的。
在社会生活方面。随着信息高速公路战略的实施，将使人们的工作方式、学习方式和生活方式发生深刻的变化。同时，信息高速公路所包含的多媒体技术的应用，使得个人终端不仅能够处理文字和数据，而且能处理图象、文本、音频、视频等多种信息，还能将电脑、电视、录像、录音、电话、传真等融为一体，形成智能化的多媒体终端与人之间相互交流的全息操作环境。
由于信息技术革命将给人类社会带来新的文明和进步，致使以信息科学技术为代表的科技领域的激烈竞争，成为各国综合国力竞争的焦点。正如美国科学家G·格林姆教授所说：过去中国有一句话叫“枪杆子里面出政权”，而从90年代起，在全球应是“科学技术里面出政权”。此话虽是戏言，但也道出了科学技术，特别是信息科学技术在综合国力中的重要地位。
我们知道，今天的教育是明天的科技，后天的经济。信息高速公路对社会诸方面的影响最后又都归结到教育，特别是高等教育。因为信息高速公路必将渗透于高等教育并给其发展带来难以预测的重大变化。所以高校应该抓住这一机遇，迎接这一挑战。
二、信息技术革命与高等工程教育改革
在高等教育中，工程教育与信息技术有着更直接、更密切的关系，因此应首先接受信息高速公路的召唤与挑战，抓住这一发展机遇迅速作出反应，加快调整自己的步伐，确立改革思路，并制定出中、近期的发展战略。这就需要对我国高等工科学校的现状进行分析，寻找信息技术革命的需要和存在的差距，从而确定我们改革的方向和发展的关键所在。
首先，目前我国高等工程院校传统专业技术还占主导地位。传统的科学思维、科学研究方法、科学知识体系仍然是高校教学和科研的主要内容。
传统科学技术是以物质、能量及其运动规律作为认识和研究对象的。第一次工业革命前后曾经历了多次材料和动力革命，如从铜器、铁器、钢铁、合金到非金属、半导体材料；从蒸汽机、电力到原子能等动力。这次工业革命主要是延长和扩展了人类行动器官（手、脚）的功能，增强了人的力量。以往的自然科学技术经过千百年的发展，虽然在许多方面都达到很高的水平，但从总体上看仍然是一种“无头脑”的科学。而信息科学是研究信息及其运动规律的科学，是一门以信息为对象，以研究信息本质及其运动规律为内容，以信息科学方法论为方法，以扩展人类的信息功能、智力功能为目标的科学。在信息技术革命时代，人们已把物质、能量、信息视为认识和研究的整体。这就标志着自然科学技术开始进入到一个崭新的、健全的、全面发展的新阶段。因此，相对于那些“无头脑”的科学技术而言，人们把信息科学技术称为智慧型科学技术。它将和以扩展人的体力功能的力量型科学技术一起构成完备的科学技术体系而展现在工程教育面前。因此，我国高等工程教育赖以存在的科学知识和理论体系应该由单纯力量型的科学技术向由力量型与智慧型相结合的科学技术转换。虽然这种转换需经历一个漫长的过程，但只有加快这种转换步伐才能适应信息化社会的需要。
其二，高校对信息科学知识传授不充分，许多教师未能较好地理解信息科学的概念。因为信息科学基础理论产生在40年代，许多信息技术只是被当作与传统技术一样的技术进行传授，并未对它的基础理论进行系统的学习和研究，致使许多人对信息科学的基本概念还很陌生。相反，传统科学技术的基础理论早已为人们所熟知，而且从中学甚至小学就已开始传授。因为物质、能量等容易被我们感知，其运动规律容易被接受和掌握，如力学、物理学、化学、生物学等。而信息科学中最基本的概念，如信息、熵、信道、编译码等，人们了解得很少。在大学四年级学生中问什么是熵，极少有人知道。对正态分布，虽然学过概率课，但由于对其重要性认识不足，大部分同学也都忘记了。而西方教育对正态分布和熵极为重视。甚至有的学者说，谁不懂得正态分布和熵，谁就不是科技界的文化人。由此可见，高校应加强信息科学技术教育，使信息科学在人们的知识结构中占有适当的位置和份量。
其三、目前的高校专业结构与信息技术革命的要求相差较远。其表现是，信息专业技术未能和其它专业技术形成广泛交叉、渗透的局面。因为信息科学具有极强的横向性，信息科学技术应该和其它各专业领域有广泛的结合。目前，我国信息科学技术和传统专业间的渗透还刚刚开始，而其它大部分专业技术和信息技术之间还处于孤立阶段。产生这种相互孤立现象的原因，在于人们对信息科学方法掌握和宣传得不够，缺乏对信息科学技术的理解，也没有在教学和科研中普及信息科学方法。
那么，究竟什么是信息技术呢？凡是和信息有联系，应用信息科学的原理和方法来处理问题的技术都叫做信息技术。其典型代表是传感技术、通信技术和计算机技术。它们大体相当于人的感觉器官、神经系统和思维器官。然而在高校，人们一般只是强调计算机的作用，而忽视了传感和通信的作用。而事实上，没有传感就不能获得信息，而没有通信，信息就不能流通。计算机和传感技术只能形成离散的信息点，只有通信才能使这些彼此孤立的信息点连接成线、覆盖成面。
其四，学校教育中缺乏对信息服务业和信息产业的正确认识。
信息产业包括硬产业和软产业两部分。硬产业是指信息设备制造业，如计算机、移动电话、卫星通讯等设备。而信息服务业是软产业，也属于第三产业。这里信息产业（设备）是手段，信息服务才是目的。通过信息服务，一方连接信息设备，另一方连接信息用户，通过信息传递达到为用户服务的目的。当今社会的信息服务业发展很快，而我国高等教育对信息服务业未能给予足够的重视，人们的信息意识还远远跟不上信息科学技术的发展形势。
这些都表明，在信息化时代，高等工程教育至少应该从三个方面引入信息科学技术，即在信息科学的理论知识上，加强教育、普及和宣传；对信息科学方法要加强教学、研究和推广工作；同时还要加强信息技术专业的建设以及与其它专业之间的交叉和渗透。
三、抓住机遇，投入信息技术革命的主战场
以信息高速公路为代表的信息技术革命是大势所趋。由于受经济条件的制约，我国目前还不能进入信息高速公路的全面实施阶段。但也不能置身于这个浪潮之外，而应该抓紧这一大好时机，充分发挥自身的优势，积极作好各方面的准备工作：①积蓄经济力量，打好信息技术革命的基础；②部分地实施和建设信息公路或信息中速公路，如目前正在实施的金桥、金卡、金关即“三金工程”；③加强信息科学教育，逐步提高全民的信息意识和素质，做好信息的普及工作；④加强信息科学技术和方法的研究及人才培养。
1.树立信息观念，增强公众对信息高速公路的理解
提高全民的信息意识和素质是实现信息技术革命和社会信息化的前提和基础。因此，需要加强公众对信息高速公路的理解，这是高校的责任。
信息和物质、能量一样，具有可以提取、储存、传输、开发、利用等特点，但它被使用以后，原信息并不减少。信息运动可归纳为图示的基本模型。
A：信源 B：信宿 C：信道。
这是一个简化了的信息运动模型，它包括如下六个环节：[X,1]—表示信源，产生信息的地方；[X,2]—开掘信息、提取信息的环节；[X,3]—编码，将原信息变换为新符号，能够输入载体；[X,4]—传输载体的通路（又称信道）；[X,5]—译码，从信道载体取出信号并恢复原信息；[X,6]—信箱，接收信息和利用信息的地方。这六个环节构成了信息运动的基本模型，反映了信息提取、传输、加工处理、转换、利用等形式。
信息运动模型广泛地存在于自然、社会和思维领域中。信息高速公路的基本原理也是基于这个信息运动模型。它由如下几部分组成：①宽阔的“公路干线”，它负责信息传输，是建设以光纤为主体的高速率、大容量、宽频带的传输干线，并辅之以电缆、卫星、移动通信等多媒体的传输手段。②多功能的“立交桥系统”，它以软件为主体辅之以关键硬件设施。功能是交换信息、控制，调度主管理网络，以提高其运行效益。③先进的“车站和码头装备”，包括电信类的电话、传真及计算机类的数据传输设备等。④充足的“货源和汽车”，包括宏大的信息库，国民的强烈信息意识和丰富多彩的信息服务业，并涉及到信息的产生，标准化以及网络应用系统与软件开发等许多方面。
综上所述，信息高速公路是由光导纤维、大量计算机和数以万计的数据库组成的系统式网络。它是信息时代的命脉，是一种众多信息的传输工具和载体，能同时传播图、文、声等多种信息。信息高速公路的实质是多媒体技术。它把文字、图像、图形、视频、动画和声音等运载信息的媒体结合在一起，用户可通过各种输入装置与多媒体系统进行灵活方便的信息交流。而且可以根据自己的需要，采用多种交互方式主动选择所需的各种信息。信息基本模型实质上是由构成信息高速公路的多媒体、交互式技术的组合，易于为大众所理解和接受。
2.高校应加强学生信息能力的培养，形成信息化的育人环境
当前，高校应把培养具有信息技术能力的高科技人才作为当务之急提到议事日程上来，大力完善信息技术教育。为此，学校首先应该形成培养高素质信息人才的育人环境。例如，①设置信息科学技术系列课程，普及信息科学技术知识教育，使各种专业的学生都能够掌握信息科学技术的基本知识，为进行学科专业信息化改造奠定基础。②加强计算机技术和多媒体技术的教育，使学生真正习惯于用计算机技术延长自己手和脑的功能，并让他们知道，将来谁不懂计算机技术谁就是一个低能儿。而对多媒体技术、internet网络、交互式技术、虚拟现实技术等则要多普及多宣传，让学生在校期间初步掌握这些专门的基本知识，使他们成为未来社会信息化的主力军。③学校应努力提高信息化管理程度，尽量采用先进的教学演示手段，使学生得到高程度的信息化训练，得到信息化的具体感受。④加强对学生进行重视信息，善于吸收、使用和处理信息能力的训练，让他们知道信息资源是最珍贵的财富，在进行产品设计时要善于利用信息资源以减少物质和能量的消耗，降低成本。
社会生活领域无时无刻不需要信息。信息对于人类如同水、空气和食物一样重要。因此，高等学校开设信息科学技术课程，以及科学创造学、信息哲学等专门培养人的信息素质的课是十分必要的。
四、以信息运动环节为主线，加快专业建设与改造
高校的信息化是一项系统工程，其专业建设与改造是这一系统工程的硬件，也是实现高校专业信息化的关键一环。
高等工程教育各专业可以信息运动模型所包括的六大环节为主线进行建设与改造。因为这六个环节中表现出的多信息的提取、转换、传输、处理、使用等运动形式，在许多工程技术专业中都有所反映。如计算机是信息处理形式，传感技术是信息提取，而通信技术则是信息的传输转换环节。又如一个自动控制系统包含了信息提取、传输和反映等运动形式，而人的行为就是上述自动控制系统的反馈过程。人的神经系统就是信息传输系统，人的大脑就是人的信息处理器官。因此，许多专业实际上都不同程度地与各运动环节有一定的联系。有些专业表面上与信息技术关联不大，但分析其实质，也是信息的某种运动形式。例如信息测量、齿轮误差分析、磁力无损探伤等，都可看作是数据的采集分析，其实质就是信息的提取分析。这说明，信息技术不单指计算机、通信。科技进步也就意味着信息采取方式和测量手段的先进，科学仪器就是信息提取的现代化设备，仪器仪表也是一种信息工具。
信息是人类认识社会和自然的媒介。因此，如果我们用信息运动规律去重新审视各个传统的技术专业，就会获得新的思维方法。也就是说，根据这个信息基本运动模型就可以为我们的专业更新和改造提供新的思路。在这一信息思路指导下，可以使信息技术向其它专业技术幅射、渗透。而且专业之间还可以组合为新专业，如机电一体化专业就是在机床加工过程中引入数字显示装置，等于是加入了信息提取、处理环节，使加工精度提高，并代替手工控制生产过程，从而使信息科学方法大量应用于并推广到传统专业领域中去。信息科学方法由信息分析综合法、行为功能模拟法和系统整体优化法构成。它们的共同特征是把所研究的问题经过信息运动过程的系统分析，得出信息结构，揭示出系统的运行机制，并通过信息反馈确定系统的工作目标。当系统内部呈现复杂状态时，就利用系统运行的相似性从功能上模拟系统和环境间的相互作用方式，以达到认识系统的目的。系统内部各部分间的协调和控制通过信息流通去实现，最后达到系统有序化和功能优化的效果。因此，信息科学方法的广泛应用必将使人类的智力劳动获得空前的解放。
除了根据信息科学理论对老专业进行改造、渗透之外，还要根据专业结构的需要，以信息技术为核心，开发成新的专业结构。只有抓住了信息科学技术，才能抓住并带动与之相关的支持性技术和基础性技术，进而才能把握住专业的发展方向和目标并带动全局。因此，高等教育特别是高等工程教育应密切和信息技术相结合，走内涵发展的道路。
以信息高速公路为代表的信息技术革命已成为当前世界科技发展的主流，世界各国都无一例外地将信息技术列为国家科技发展的重点并制定出相应的发展规划。我国也在构想信息技术发展的战略目标。第一步到2000年，以“三金”工程为重点，建立起以网络互联与信息共享为目标的“中速信息公路”。到2015年，使我国的信息基础设施和信息开发、利用两方面的水平接近目前发达国家的水平。而到2050年应进入世界一流国家的行列。
面对21世纪信息时代的挑战，高等工程教育应该根据我国科技发展战略目标制定相应的发展规划。第一阶段应加强信息科学技术教育和调整专业结构，加强信息技术专业建设。第二阶段应加强专业改造，实现学校各专业信息化，并争取在20年内使学校达到信息科学技术发展的新目标。
标签：信息科学论文; 信息技术的发展论文; 信息化管理论文; 国家信息化发展战略论文; 信息化时代论文; 教育信息化论文; 信息发展论文; 信息革命论文; 工程信息论文;