適應新型工業(yè)化的高級工程技術(shù)人才應然素質(zhì)結(jié)構(gòu)研究

□ 龐青山

以信息化為基礎(chǔ)、以增強可持續(xù)發(fā)展能力為指歸的新型工業(yè)化與傳統(tǒng)工業(yè)化的不同，決定了高級工程技術(shù)人才需求的量性與質(zhì)性差異。量的需求主要包括新型工業(yè)化背景下工業(yè)生產(chǎn)和規(guī)模的迅速擴大對工程技術(shù)人才的大量需求；質(zhì)的需求主要包括工程人才類型和素質(zhì)要求。目前對工程技術(shù)人才的素質(zhì)研究集中于培養(yǎng)目標是工程師或工程師的毛坯或高級工程技術(shù)人才，其應然素質(zhì)結(jié)構(gòu)研究有的強調(diào)綜合的應然素質(zhì)，如從工程與科學、技術(shù)的區(qū)別討論工程師應具有科學技術(shù)理論基礎(chǔ)、較寬知識面、設計能力、工程意識[1]（P43-46），有的強調(diào)人文的應然素質(zhì)，還有的注重不同層次的工程技術(shù)人才素質(zhì)。關(guān)于高等教育人才培養(yǎng)體系適應性研究特別是適應新型工業(yè)化的應然素質(zhì)的研究不多。高級工程技術(shù)人才應該具備什么樣的素質(zhì)才能與新型工化要求相匹配是目前高等工程教育不能回避的問題。

一、 應然素質(zhì)確立依據(jù)

確立面向新型工業(yè)化的高級工程技術(shù)人才應然素質(zhì)的依據(jù)主要有三個方面：

一是工程活動的特點及未來工程實踐背景決定高級工程技術(shù)人才的應然素質(zhì)基本特征。工程是運用科學原理、技術(shù)手段、實踐經(jīng)驗，利用和改造自然，生產(chǎn)開發(fā)對社會有用產(chǎn)品的實踐活動[1]（P44）。從工匠工藝特別是作為軍事藝術(shù)的工程，到引進科學原理的“科學型”工程，再到目前將科學、技術(shù)、非技術(shù)融為一體，工程活動的對象從單一的專注于生產(chǎn)、生活拓展到關(guān)注生意、生命、生態(tài)，工程體現(xiàn)出了其強烈的綜合性、創(chuàng)造性、復雜性、實踐性等特征。20世紀以來的工程成就表明，工程不僅是科學的，也是技術(shù)的，是兩者融為一體的；同時，與社會和自然環(huán)境相互作用。隨著科學技術(shù)的迅速發(fā)展，未來的工程和工程師面臨巨大的挑戰(zhàn)。2008年9月，美國國家工程院（NAE）發(fā)布了《21世紀工程大挑戰(zhàn)》的報告，列舉了包括能源和環(huán)境、健康、安全、學習和計算四大主題的14項21世紀工程的大挑戰(zhàn)[2]。NAE為此專門發(fā)起“巨大挑戰(zhàn)學者”項目以培養(yǎng)適應21世紀巨大挑戰(zhàn)的工程師。工程活動的特點和未來工程實踐的背景與挑戰(zhàn)決定了作為工程活動的主體的高級工程技術(shù)人才的應然素質(zhì)結(jié)構(gòu)應該具有綜合性、創(chuàng)新性、實踐性和復雜性特征。

二是發(fā)達國家特別是美國對高級工程技術(shù)人才的素質(zhì)結(jié)構(gòu)要求能夠為適應新型工業(yè)化的我國工程技術(shù)人才應然素質(zhì)提供借鑒。發(fā)達國家特別是美國對適應工業(yè)化發(fā)展的高級工程技術(shù)人才的素質(zhì)要求體現(xiàn)了高等工程教育適應未來科技、工業(yè)發(fā)展的要求。這些要求在一些著名的工程教育報告中得到體現(xiàn)。作為工業(yè)和高等工程教育發(fā)達的強國，美國非常重視高級工程技術(shù)人才的培養(yǎng)，提出的一系列工程教育報告，對適應未來發(fā)展需要的高級工程技術(shù)人才提出了素質(zhì)要求，其中特別強調(diào)數(shù)學知識等基礎(chǔ)學科知識，注重工程實踐能力和創(chuàng)新能力，強調(diào)團隊合作與人際交流、終身學習能力，具有對職業(yè)和倫理的強烈意識，明確要求工程師在履行責任時要將公眾的安全、健康和福祉放在首位。

三是我國工程實體對新型工業(yè)化背景下高級工程技術(shù)人才的素質(zhì)要求是高級工程技術(shù)人才應然素質(zhì)的實際依據(jù)。我國新型工業(yè)化既與傳統(tǒng)工業(yè)化不同，也與美國等發(fā)達國家相異，因此需要了解我國工程實體對適應未來需要的工程技術(shù)人才的素質(zhì)要求。對有色行業(yè)工程實體的調(diào)查表明，除了專業(yè)知識和相關(guān)能力的要求外，適應未來發(fā)展的工程技術(shù)人才需有資源危機意識、全球化視野和愛國情懷、較強的環(huán)境倫理觀和代際倫理觀[3]。

二、應然素質(zhì)結(jié)構(gòu)設計

基于以上認識，適應新型工業(yè)化的高級工程技術(shù)人才應該具備：以扎實的專業(yè)知識和數(shù)學等基礎(chǔ)科學知識為核心，以相關(guān)學科知識為支撐的知識素質(zhì)體系；以工程實踐能力和創(chuàng)新能力為核心，以溝通交流能力、終身學習能力為支撐的能力素質(zhì)體系；以工程倫理責任為核心，以合作精神和愛國情懷為支撐的德行素質(zhì)體系（見圖1）。

三、應然素質(zhì)結(jié)構(gòu)解析

無論是美國國家工程院《2020年的工程師》、美國工程技術(shù)認證委員會的工程教育評估標準，或者歐洲工程教育認證網(wǎng)絡，還是我國試行的工程教育專業(yè)認證標準（2010），大都從知識、能力、品德三個維度對工程技術(shù)人才的質(zhì)量標準進行描述，國內(nèi)相關(guān)研究也不乏知識、能力、素質(zhì)的三維探討。因為素質(zhì)內(nèi)涵的多樣性，我們認為，以知識、能力、德行來描述適應新型工業(yè)化的高級工程技術(shù)人才的應然素質(zhì)更為恰當。

圖1 應然素質(zhì)結(jié)構(gòu)示意圖

在以往的相關(guān)研究中，大都將三維素質(zhì)的相關(guān)內(nèi)容作并列式陳述，少有提出其中的核心素質(zhì)要求。在研究過程中我們發(fā)現(xiàn)，無論是知識、能力還是德行，都有某些要素起關(guān)鍵作用，是高級工程技術(shù)人才應然素質(zhì)結(jié)構(gòu)的核心。如，由德國大陸集團2005年10月發(fā)起、資助并全程參與的全球工程教育卓越計劃邀請了來自世界各地的6個國家在工程教育領(lǐng)域享有盛名的8所大學共同研究全球化背景下工程師工作環(huán)境與工程人員培養(yǎng)問題。研究認為，為適應經(jīng)濟全球化的需要，全球化的工程師需要具備三類素質(zhì)，這三類素質(zhì)中前兩個就是對基于解決工程實際問題所必須具備的核心素質(zhì)與輔助性（拓展）素質(zhì)[4]。美國國家工程院工程教育委員會2004年發(fā)表的《2020年的工程師》提出，為適應未來工程發(fā)展，工程師需具備基本素質(zhì)、關(guān)鍵素質(zhì)和頂端素質(zhì)[5]。

除了核心素質(zhì)和支撐素質(zhì)外，還有一些可以稱為外圍素質(zhì)，主要是指適應不同的工程環(huán)境所應具備的素質(zhì)，如市場環(huán)境所需的成本與市場意識、環(huán)保意識，國際化環(huán)境所需的國際交流與合作意識及能力。因其隨工程環(huán)境不同而具有變化性、不確定性，本文不予詳細討論。

(一)以專業(yè)知識和數(shù)學等基礎(chǔ)科學知識為核心，以相關(guān)學科知識為支撐的知識素質(zhì)體系

工程具有很強的專業(yè)性，因而工程師是專業(yè)化程度很高的職業(yè)。無論工程的對象與環(huán)境如何變化，工程專業(yè)知識都是工程師區(qū)別于非工程專業(yè)人員的核心特征。因此，專業(yè)知識是工程技術(shù)人員知識素質(zhì)的核心。正如學者Bishop的研究認為，對于工程學和自然科學的學生而言，專業(yè)性的知識和技術(shù)性的知識尤為重要[6]。工程專業(yè)知識既包括專業(yè)基礎(chǔ)知識，也包括特殊專業(yè)知識，或稱為基礎(chǔ)性專業(yè)知識和工程性專業(yè)知識。知識爆炸的時代，工程科學的基本原理、工程技術(shù)的核心知識、工程前沿知識是工程技術(shù)人員專業(yè)知識的重心。

以數(shù)學、物理、化學為代表的基礎(chǔ)科學知識是工程學科的基礎(chǔ)；信息化時代，信息技術(shù)知識是工程學科的重要基礎(chǔ)。特別是數(shù)學，一些學者將數(shù)學看成是通往工程行業(yè)的敲門磚；數(shù)學經(jīng)常被視為有利的終極解決辦法[7]。美國將科學、技術(shù)、工程、數(shù)學（Scinece，Technology，Engineering，Mathematics，以下簡稱STEM）教育上升為國家安全戰(zhàn)略層面，認為“數(shù)學和科學教育是美國取得未來競爭力的關(guān)鍵”[8]。為此，美國工程院提出《K-12教育中的工程教育：了解現(xiàn)狀和改進前景》，展示了美國從幼兒教育和中小學教育中推廣STEM教育的現(xiàn)狀，強調(diào)工程教育與科學、技術(shù)和數(shù)學發(fā)生相互作用。此后，該國出臺一系列措施加強K-12到高等教育的STEM教育。有80年歷史的美國工程技術(shù)認證委員會最新頒布的《2012～2013年度認證性工程教育計劃標準》（以下簡稱《2012～2013標準》）的通用標準對工程專業(yè)學生提出9項能力要求，其中第一項是數(shù)學、自然科學和工程學知識的應用能力[9](p5)，內(nèi)含對數(shù)學和自然科學等知識的要求。美國著名的波音公司對工程師的理想特質(zhì)提出了一些要求，其中第一條就是能很好地理解工程科學基礎(chǔ)（數(shù)學、統(tǒng)計學、物理和生命科學、信息技術(shù)）[10]。

相關(guān)學科知識既包括自然科學的其他相關(guān)知識，也包括經(jīng)濟、管理、法律、倫理、環(huán)境等方面的管理及人文社會科學知識。綜合性是工程的基本特征之一，工程是受控制的設計，受技術(shù)、經(jīng)濟、商務、政治、社會、倫理等控制[5]（P7），因而未來工程師必須了解相關(guān)學科的知識，以便應對日益復雜多變的工程環(huán)境。

(二)以工程實踐能力和創(chuàng)新能力為核心，以溝通交流能力、終身學習能力為支撐的能力素質(zhì)體系

工程的靈魂是實踐，實踐性是工程的本質(zhì)特征，因此工程實踐能力是當前及未來工程人才能力的核心。工程實踐能力主要包括：一是從專業(yè)角度運用相關(guān)知識和技術(shù)分析、解決工程問題的能力。2007年英國皇家工程院發(fā)布《培養(yǎng)21世紀的工程師》的報告，認為目前工程事務要求在技術(shù)理解和技能應用兩大領(lǐng)域內(nèi)具備相應能力和特性的工程師，這些能力就包括在實踐中應用理論的能力。英國工業(yè)界把能將理論知識應用到解決工業(yè)問題的能力作為評價新進員工的簡單而又最為需要的特性[11]。美國《2012～2013標準》9項能力要求中有4項與此相關(guān)，他們分別是：數(shù)學、自然科學和工程學知識的應用能力；制定實驗方案、進行實驗、分析和解釋數(shù)據(jù)的能力；對工程問題進行識別、建模及求解的能力；在工程實踐中運用各種技術(shù)、技能和現(xiàn)代工程工具的能力[9]（P5）。二是設計、開發(fā)能力。主要體現(xiàn)為解決某一工程問題設計系統(tǒng)、零件或過程的能力，能夠勝任一個具體的挑戰(zhàn)和實現(xiàn)一個工程實踐目標。美國《2020年的工程師》、《2012-2013標準》都將工程設計能力作為工程師能力的重要組成，如《2012～2013標準》提到的9條能力的第三條即為“設計一個系統(tǒng)、一個部件或一個過程的能力，從而達到在現(xiàn)實特定環(huán)境下如經(jīng)濟、環(huán)境、社會、政治、倫理、健康與安全、可制造性及可持續(xù)性等領(lǐng)域的預期要求”[9]（P5）。三是工程決策能力。工程決策能力是工程師在有限的資源條件下進行方案設計和產(chǎn)品風險分析的能力。它常常涉及客觀的技術(shù)問題并延伸到主觀的倫理范疇，不僅依賴純粹的邏輯或推理，同時還和情感、信念、價值觀等相關(guān)，具有獨特的價值取向和管理特征。

工程實踐能力不是一種單一的行動能力，而是一種綜合性行動能力，至少涵蓋規(guī)范、技術(shù)和意義三維[12]，從而使工程實踐活動不僅合法、有效而且具有意義。

工程是人類創(chuàng)造的產(chǎn)物，工程的詞根是拉丁文ingeniare，原意就是發(fā)明。設計和創(chuàng)造解決方案是工程的核心。美國工程院2008年發(fā)表了《對話變革：促進公眾對工程的了解》。該聲明將工程描述為一種內(nèi)在創(chuàng)造性，關(guān)注人類福祉以及滿足情感上的需求，認為沒有一個職業(yè)像工程一樣能解放創(chuàng)新精神[13]。美國《2020年的工程師》亦將創(chuàng)新能力作為未來工程師的關(guān)鍵素質(zhì)之一，認為“實踐的創(chuàng)造性”、“創(chuàng)造力”是未來工程師成功的關(guān)鍵要素[5]（P55）。

工程師需要在政府、企業(yè)、顧主、公眾等利益相關(guān)者之間進行工作。在新世紀，與工程密切相關(guān)的利益代表將越來越包含跨學科團隊、全球性的不同類型的團隊成員和世界性的顧客群等[5]（P55）。因此工程師的溝通交流能力顯得非常必要。溝通交流能力主要包括聽、說、看、寫（包括使用機器的寫）等能力，能有效傾聽并準確理解別人的思想和表達自己的思想。未來工程實踐面臨科技、社會、全球化和專業(yè)等方面的挑戰(zhàn)，工程實踐背景越來越復雜、多變、多樣，“技術(shù)的快速變化和工程師的職業(yè)軌跡多向性”[5]（P56），要求適應未來需要的工程師具有強烈的求知欲和貫穿于一生的持續(xù)不斷的終身學習能力。學習的范圍既包括工程領(lǐng)域的，也包括非工程領(lǐng)域的，如商務、政治、經(jīng)濟、文化、倫理等。美國《2020年的工程師》中指出未來工程師的關(guān)鍵素質(zhì)，9條中就有四條與溝通交流能力和終身學習能力相關(guān)：“交流與團隊技能”、“商業(yè)和管理技能”、“領(lǐng)導能力”、“終身學習者”[5]（P53-56）?！?012～2013標準》中9條能力要求，有三條“在多學科團隊中發(fā)揮作用的能力”、“有效的人際交流能力”、“對終身學習的正確認識和學習能力”[9]與此相關(guān)。美國波音公司認為工程師的理想特質(zhì)共10條，其中“良好的交流能力”、“適應性即適應快速或重大變化的能力和自信”、“求知欲和終身學習”、“深刻理解團隊合作的重要性”[10]等與此相關(guān)。因此，適應未來發(fā)展的工程技術(shù)人才需要良好的溝通交流能力和終身學習能力。

（三）以工程倫理責任為核心，以合作精神和愛國情懷為支撐的德行素質(zhì)體系

工程活動是復雜的社會實踐活動，從關(guān)注單一的生產(chǎn)、生活到關(guān)注生命、生態(tài)。在工程的設計、決策、實施、運行和管理中，除了涉及不同學科知識、不同技術(shù)的結(jié)合外，不同利益群體的參與，以及利益、成本、風險的分配使工程活動無不滲透著倫理因素的價值取向。在某個產(chǎn)品的整個生命周期中，從新產(chǎn)品設計、生產(chǎn)、制造、成品使用，一直到產(chǎn)品的報廢，整個過程都蘊涵著道德問題和倫理性質(zhì)問題[14]?！笆澜缟喜豢赡艽嬖凇c倫理無關(guān)的’工程”。[15]。因此，世界各國工程師協(xié)會都將公眾的安全、健康和福祉放在首要地位。早在1974年，美國工程師職業(yè)發(fā)展理事會章程就規(guī)定“工程師在履行他們的職責時，應當將公眾的安全、健康和福祉放在首要地位?！盵16]德國工程師倫理準則中也有相似的內(nèi)容：工程師應對行為所導致的對工程團體、政治和社會組織、雇主、客戶以及技術(shù)的使用者產(chǎn)生的影響負責；人類的權(quán)利高于技術(shù)的實施和利用；公眾的福祉高于個人的利益；安全性和保險性高于技術(shù)方法的功能性和利潤性[17]。

人是有責任的主體，“責任就是我們成其為人的和高尚者的基石”[18]。責任的存在有三個條件：責任的最一般、最首要的條件是因果力，即我們的行為都會對世界造成影響；其次，這些行為都受行為者控制；第三，在一定程度上他能預見后果[19]。作為掌握現(xiàn)代科學技術(shù)的專業(yè)性極強的工程師必須對他可預見或不可預見的行為后果負責，不僅對雇主負責，還要對其他利益相關(guān)者負責；不僅對利益相關(guān)者負責，而且對人與人、人與社會、人與自然的和諧共處負責；不僅對現(xiàn)在的行為負責，而且對未來的可持續(xù)發(fā)展負責?！肮こ處煴仨氃诼男衅渎殬I(yè)責任時將公眾的安全、健康與福祉放在首位?！盵20]只有有了這種責任意識，才有可能掌握工程倫理規(guī)范，培養(yǎng)履行責任的能力，并進行正確的工程決策。

適應未來發(fā)展的工程師除了倫理責任外，還必須有良好的合作精神與愛國情懷。工程是一項復雜的團隊活動，良好的合作精神是良好的溝通和交流的前提，也是團隊正常運行的基礎(chǔ)。愛國情懷在今天的全球化浪潮中特別是資源日趨緊張、競爭日趨激烈的背景下，日益顯示其重要性?，F(xiàn)代科學技術(shù)本身并無善惡之別，也可以沒有國界，但掌握科學技術(shù)的工程技術(shù)人員有國別之分，工程活動有不同的價值取向，因此，工程師的活動要特別關(guān)注國家和國民的利益與安全。

以上論述的未來工程技術(shù)人才的應然素質(zhì)結(jié)構(gòu)，對我們當前高等工程教育有諸多啟示。高等工程教育仍然應該堅持專業(yè)知識的導向，以培養(yǎng)專業(yè)化程度高的工程師為目標；工程人才培養(yǎng)過程應體現(xiàn)適切性、綜合性、實踐性[21]；專業(yè)實踐的教學應該成為工程教學的重心，實驗經(jīng)驗、工程實踐、創(chuàng)造性應用[9]（P4）是培養(yǎng)學生工程實踐能力的有效三環(huán)；應著力加強大學生的工程倫理教育。

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