適應新型工業化的高級工程技術人才應然素質結構研究

□ 龐青山

以信息化為基礎、以增強可持續發展能力為指歸的新型工業化與傳統工業化的不同，決定了高級工程技術人才需求的量性與質性差異。量的需求主要包括新型工業化背景下工業生產和規模的迅速擴大對工程技術人才的大量需求；質的需求主要包括工程人才類型和素質要求。目前對工程技術人才的素質研究集中于培養目標是工程師或工程師的毛坯或高級工程技術人才，其應然素質結構研究有的強調綜合的應然素質，如從工程與科學、技術的區別討論工程師應具有科學技術理論基礎、較寬知識面、設計能力、工程意識[1]（P43-46），有的強調人文的應然素質，還有的注重不同層次的工程技術人才素質。關于高等教育人才培養體系適應性研究特別是適應新型工業化的應然素質的研究不多。高級工程技術人才應該具備什么樣的素質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、 應然素質確立依據

確立面向新型工業化的高級工程技術人才應然素質的依據主要有三個方面：

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人才的應然素質基本特征。工程是運用科學原理、技術手段、實踐經驗，利用和改造自然，生產開發對社會有用產品的實踐活動[1]（P44）。從工匠工藝特別是作為軍事藝術的工程，到引進科學原理的“科學型”工程，再到目前將科學、技術、非技術融為一體，工程活動的對象從單一的專注于生產、生活拓展到關注生意、生命、生態，工程體現出了其強烈的綜合性、創造性、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，也是技術的，是兩者融為一體的；同時，與社會和自然環境相互作用。隨著科學技術的迅速發展，未來的工程和工程師面臨巨大的挑戰。2008年9月，美國國家工程院（NAE）發布了《21世紀工程大挑戰》的報告，列舉了包括能源和環境、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[2]。NAE為此專門發起“巨大挑戰學者”項目以培養適應21世紀巨大挑戰的工程師。工程活動的特點和未來工程實踐的背景與挑戰決定了作為工程活動的主體的高級工程技術人才的應然素質結構應該具有綜合性、創新性、實踐性和復雜性特征。

二是發達國家特別是美國對高級工程技術人才的素質結構要求能夠為適應新型工業化的我國工程技術人才應然素質提供借鑒。發達國家特別是美國對適應工業化發展的高級工程技術人才的素質要求體現了高等工程教育適應未來科技、工業發展的要求。這些要求在一些著名的工程教育報告中得到體現。作為工業和高等工程教育發達的強國，美國非常重視高級工程技術人才的培養，提出的一系列工程教育報告，對適應未來發展需要的高級工程技術人才提出了素質要求，其中特別強調數學知識等基礎學科知識，注重工程實踐能力和創新能力，強調團隊合作與人際交流、終身學習能力，具有對職業和倫理的強烈意識，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化背景下高級工程技術人才的素質要求是高級工程技術人才應然素質的實際依據。我國新型工業化既與傳統工業化不同，也與美國等發達國家相異，因此需要了解我國工程實體對適應未來需要的工程技術人才的素質要求。對有色行業工程實體的調查表明，除了專業知識和相關能力的要求外，適應未來發展的工程技術人才需有資源危機意識、全球化視野和愛國情懷、較強的環境倫理觀和代際倫理觀[3]。

二、應然素質結構設計

基于以上認識，適應新型工業化的高級工程技術人才應該具備：以扎實的專業知識和數學等基礎科學知識為核心，以相關學科知識為支撐的知識素質體系；以工程實踐能力和創新能力為核心，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體系（見圖1）。

三、應然素質結構解析

無論是美國國家工程院《2020年的工程師》、美國工程技術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絡，還是我國試行的工程教育專業認證標準（2010），大都從知識、能力、品德三個維度對工程技術人才的質量標準進行描述，國內相關研究也不乏知識、能力、素質的三維探討。因為素質內涵的多樣性，我們認為，以知識、能力、德行來描述適應新型工業化的高級工程技術人才的應然素質更為恰當。

圖1 應然素質結構示意圖

在以往的相關研究中，大都將三維素質的相關內容作并列式陳述，少有提出其中的核心素質要求。在研究過程中我們發現，無論是知識、能力還是德行，都有某些要素起關鍵作用，是高級工程技術人才應然素質結構的核心。如，由德國大陸集團2005年10月發起、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境與工程人員培養問題。研究認為，為適應經濟全球化的需要，全球化的工程師需要具備三類素質，這三類素質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與輔助性（拓展）素質[4]。美國國家工程院工程教育委員會2004年發表的《2020年的工程師》提出，為適應未來工程發展，工程師需具備基本素質、關鍵素質和頂端素質[5]。

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

(一)以專業知識和數學等基礎科學知識為核心，以相關學科知識為支撐的知識素質體系

工程具有很強的專業性，因而工程師是專業化程度很高的職業。無論工程的對象與環境如何變化，工程專業知識都是工程師區別于非工程專業人員的核心特征。因此，專業知識是工程技術人員知識素質的核心。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，專業性的知識和技術性的知識尤為重要[6]。工程專業知識既包括專業基礎知識，也包括特殊專業知識，或稱為基礎性專業知識和工程性專業知識。知識爆炸的時代，工程科學的基本原理、工程技術的核心知識、工程前沿知識是工程技術人員專業知識的重心。

以數學、物理、化學為代表的基礎科學知識是工程學科的基礎；信息化時代，信息技術知識是工程學科的重要基礎。特別是數學，一些學者將數學看成是通往工程行業的敲門磚；數學經常被視為有利的終極解決辦法[7]。美國將科學、技術、工程、數學（Scinece，Technology，Engineering，Mathematics，以下簡稱STEM）教育上升為國家安全戰略層面，認為“數學和科學教育是美國取得未來競爭力的關鍵”[8]。為此，美國工程院提出《K-12教育中的工程教育：了解現狀和改進前景》，展示了美國從幼兒教育和中小學教育中推廣STEM教育的現狀，強調工程教育與科學、技術和數學發生相互作用。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學生提出9項能力要求，其中第一項是數學、自然科學和工程學知識的應用能力[9](p5)，內含對數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（數學、統計學、物理和生命科學、信息技術）[10]。

相關學科知識既包括自然科學的其他相關知識，也包括經濟、管理、法律、倫理、環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、經濟、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學科的知識，以便應對日益復雜多變的工程環境。

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

工程的靈魂是實踐，實踐性是工程的本質特征，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：一是從專業角度運用相關知識和技術分析、解決工程問題的能力。2007年英國皇家工程院發布《培養21世紀的工程師》的報告，認為目前工程事務要求在技術理解和技能應用兩大領域內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。英國工業界把能將理論知識應用到解決工業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，他們分別是：數學、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、分析和解釋數據的能力；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、技能和現代工程工具的能力[9]（P5）。二是設計、開發能力。主要體現為解決某一工程問題設計系統、零件或過程的能力，能夠勝任一個具體的挑戰和實現一個工程實踐目標。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、一個部件或一個過程的能力，從而達到在現實特定環境下如經濟、環境、社會、政治、倫理、健康與安全、可制造性及可持續性等領域的預期要求”[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品風險分析的能力。它常常涉及客觀的技術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，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，至少涵蓋規范、技術和意義三維[12]，從而使工程實踐活動不僅合法、有效而且具有意義。

工程是人類創造的產物，工程的詞根是拉丁文ingeniare，原意就是發明。設計和創造解決方案是工程的核心。美國工程院2008年發表了《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在創造性，關注人類福祉以及滿足情感上的需求，認為沒有一個職業像工程一樣能解放創新精神[13]。美國《2020年的工程師》亦將創新能力作為未來工程師的關鍵素質之一，認為“實踐的創造性”、“創造力”是未來工程師成功的關鍵要素[5]（P55）。

工程師需要在政府、企業、顧主、公眾等利益相關者之間進行工作。在新世紀，與工程密切相關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、全球化和專業等方面的挑戰，工程實踐背景越來越復雜、多變、多樣，“技術的快速變化和工程師的職業軌跡多向性”[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不斷的終身學習能力。學習的范圍既包括工程領域的，也包括非工程領域的，如商務、政治、經濟、文化、倫理等。美國《2020年的工程師》中指出未來工程師的關鍵素質，9條中就有四條與溝通交流能力和終身學習能力相關：“交流與團隊技能”、“商業和管理技能”、“領導能力”、“終身學習者”[5]（P53-56）。《2012～2013標準》中9條能力要求，有三條“在多學科團隊中發揮作用的能力”、“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。美國波音公司認為工程師的理想特質共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。因此，適應未來發展的工程技術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體系

工程活動是復雜的社會實踐活動，從關注單一的生產、生活到關注生命、生態。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、不同技術的結合外，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。在某個產品的整個生命周期中，從新產品設計、生產、制造、成品使用，一直到產品的報廢，整個過程都蘊涵著道德問題和倫理性質問題[14]。“世界上不可能存在‘與倫理無關的’工程”。[15]。因此，世界各國工程師協會都將公眾的安全、健康和福祉放在首要地位。早在1974年，美國工程師職業發展理事會章程就規定“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。”[16]德國工程師倫理準則中也有相似的內容：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、客戶以及技術的使用者產生的影響負責；人類的權利高于技術的實施和利用；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]。作為掌握現代科學技術的專業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者負責；不僅對利益相關者負責，而且對人與人、人與社會、人與自然的和諧共處負責；不僅對現在的行為負責，而且對未來的可持續發展負責。“工程師必須在履行其職業責任時將公眾的安全、健康與福祉放在首位。”[20]只有有了這種責任意識，才有可能掌握工程倫理規范，培養履行責任的能力，并進行正確的工程決策。

適應未來發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。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。現代科學技術本身并無善惡之別，也可以沒有國界，但掌握科學技術的工程技術人員有國別之分，工程活動有不同的價值取向，因此，工程師的活動要特別關注國家和國民的利益與安全。

以上論述的未來工程技術人才的應然素質結構，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知識的導向，以培養專業化程度高的工程師為目標；工程人才培養過程應體現適切性、綜合性、實踐性[21]；專業實踐的教學應該成為工程教學的重心，實驗經驗、工程實踐、創造性應用[9]（P4）是培養學生工程實踐能力的有效三環；應著力加強大學生的工程倫理教育。

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