基于本體的工程學(xué)科框架研究.pdf

1、工程學(xué)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(shí)際的差距又使之成為一個(gè)嚴(yán)重問題(problem)。本文首先展現(xiàn)其相關(guān)背景，包括現(xiàn)有學(xué)科分類和實(shí)踐的復(fù)雜景象、相應(yīng)研究工作的欠缺和滯后，以及新世紀(jì)工程科技和工程教育的巨大變革對(duì)新的工程學(xué)科框架的迫切需要。 本文分六章探討工程學(xué)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(xiàn)探討”，辨析“工程”、“學(xué)科”、“專業(yè)

2、”三個(gè)基本概念，梳理相關(guān)知識(shí)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(yīng)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(gè)國(guó)家具有代表性的工程學(xué)科框架，是為第5章的實(shí)證研究提供可靠數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)。 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(dòng)、工程學(xué)科、工程知識(shí)體形成模式、工程職業(yè)、工程職能、工程過程、工程應(yīng)用拓展與價(jià)值等多個(gè)側(cè)面，挖掘出工程學(xué)

3、科知識(shí)本體的基本元素，構(gòu)筑了相應(yīng)的本體模型，對(duì)其內(nèi)涵和可能的應(yīng)用進(jìn)行了較為充分的討論。 第5章是框架性態(tài)實(shí)證研究，借助SPSS軟件對(duì)被統(tǒng)計(jì)工程學(xué)科進(jìn)行了多維標(biāo)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(gè)圖譜，對(duì)可視化結(jié)果，以及所有框架全樣本的主因子提取與可視化分析，并簡(jiǎn)要說明了它們的應(yīng)用。 第6章“結(jié)論”，總結(jié)全文主要工作，闡明創(chuàng)新點(diǎn)和研究不足，對(duì)未來研究予以展望。 本文研究工作的

4、結(jié)果表明： 一、工程學(xué)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(xué)科總數(shù)和學(xué)科名稱不完全相同，當(dāng)然各自的功用也不盡相同：三個(gè)英語(yǔ)國(guó)家的工程學(xué)科分類標(biāo)準(zhǔn)具有較寬的適用性，既用作統(tǒng)計(jì)，也供教育、研究、招生、就業(yè)等相關(guān)使用；而其他國(guó)家的分類標(biāo)準(zhǔn)則表現(xiàn)出應(yīng)用的“專屬性”，一些國(guó)家甚至在同類型應(yīng)用中又有多個(gè)專門的標(biāo)準(zhǔn)。學(xué)科框架運(yùn)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(xué)科具有本體元

5、素的同一性。不同學(xué)科框架具有相似的內(nèi)在性態(tài)，即具有內(nèi)在的知識(shí)本體元素同一性。框架性態(tài)蘊(yùn)含在本體的基本概念集合中，包括與基礎(chǔ)工程學(xué)科的同源派生關(guān)系、與數(shù)學(xué)及相關(guān)自然科學(xué)的親緣互補(bǔ)關(guān)系、在功能對(duì)象領(lǐng)域的基本分布狀態(tài)、在生命周期中的主要運(yùn)作階段、對(duì)工程科技的物質(zhì)，以及能量和信息的負(fù)載狀態(tài)。加上學(xué)科的結(jié)構(gòu)指數(shù)，工程學(xué)科知識(shí)本體完整地表達(dá)了框架的性態(tài)和形態(tài)。 三、工程學(xué)科框架的圖譜給人新的認(rèn)知。對(duì)12個(gè)框架1327個(gè)學(xué)科樣本的多元分析與可

6、視化，確認(rèn)了工程學(xué)科體系中的設(shè)計(jì)、制造與礦業(yè)工程、物理學(xué)與電氣工程、化學(xué)與化學(xué)工程、土木工程、生物學(xué)、數(shù)學(xué)的顯著地位和作用；機(jī)械工程和力學(xué)是工程知識(shí)本體中最具普遍性的要素，對(duì)其他工程學(xué)科起著一種基礎(chǔ)作用；工業(yè)工程在傳統(tǒng)框架中處于弱勢(shì)地位，大力發(fā)展與之關(guān)聯(lián)的生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)和工程服務(wù)類的學(xué)科應(yīng)成為新建框架的重要考慮?？蚣荛g的根本差異主要是在生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、生命和生態(tài)等功能領(lǐng)域的不同側(cè)重，以及對(duì)科學(xué)依賴或技術(shù)依賴的傾向性。 四、工程學(xué)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(fù)求證、認(rèn)真校訂，盡可能避免了國(guó)外信息的以訛傳訛和先入為主。對(duì)全球代表性國(guó)家的典型學(xué)科分類的相對(duì)客觀清晰的描述，展現(xiàn)了生動(dòng)而豐富多彩的工程學(xué)科面貌，為今后的相關(guān)研究提供了可靠的資訊基礎(chǔ)。 五、學(xué)科、專業(yè)和工程概念得到進(jìn)一步甄別。本文初步辨析和厘定了它們的內(nèi)涵、區(qū)別與聯(lián)系。除了給出“工程”的知識(shí)、活動(dòng)和專業(yè)的三重定義外，本文還闡釋了“學(xué)科”不是科學(xué)的專屬品，科學(xué)以外的學(xué)問也可以有自己的

8、學(xué)科；“專業(yè)”(profession)以及專業(yè)界、專業(yè)人才、專業(yè)領(lǐng)域、專業(yè)教育、專業(yè)資格論證等等術(shù)語(yǔ)中的“專業(yè)”，都是專門職業(yè)的意思，中國(guó)大學(xué)里的“專業(yè)”(相當(dāng)于program)則是專門學(xué)業(yè)的意思。三個(gè)術(shù)語(yǔ)的內(nèi)涵雖有重大區(qū)別，但可借助它們的知識(shí)定義和專業(yè)(組織)定義緊密聯(lián)系。 21世紀(jì)工程和工程教育的發(fā)展呼喚新的工程學(xué)科框架，以解放和促進(jìn)工程科技生產(chǎn)力。加強(qiáng)工程學(xué)科知識(shí)系統(tǒng)的核心成分，調(diào)整學(xué)科結(jié)構(gòu)，開辟新的領(lǐng)域，發(fā)展工程服務(wù)等等