适应新型工业化的高级工程技术人才应然素质结构研究

□ 庞青山

以信息化为基础、以增强可持续发展能力为指归的新型工业化与传统工业化的不同，决定了高级工程技术人才需求的量性与质性差异。量的需求主要包括新型工业化背景下工业生产和规模的迅速扩大对工程技术人才的大量需求；质的需求主要包括工程人才类型和素质要求。目前对工程技术人才的素质研究集中于培养目标是工程师或工程师的毛坯或高级工程技术人才，其应然素质结构研究有的强调综合的应然素质，如从工程与科学、技术的区别讨论工程师应具有科学技术理论基础、较宽知识面、设计能力、工程意识[1]（P43-46），有的强调人文的应然素质，还有的注重不同层次的工程技术人才素质。关于高等教育人才培养体系适应性研究特别是适应新型工业化的应然素质的研究不多。高级工程技术人才应该具备什么样的素质才能与新型工化要求相匹配是目前高等工程教育不能回避的问题。

一、 应然素质确立依据

确立面向新型工业化的高级工程技术人才应然素质的依据主要有三个方面：

一是工程活动的特点及未来工程实践背景决定高级工程技术人才的应然素质基本特征。工程是运用科学原理、技术手段、实践经验，利用和改造自然，生产开发对社会有用产品的实践活动[1]（P44）。从工匠工艺特别是作为军事艺术的工程，到引进科学原理的“科学型”工程，再到目前将科学、技术、非技术融为一体，工程活动的对象从单一的专注于生产、生活拓展到关注生意、生命、生态，工程体现出了其强烈的综合性、创造性、复杂性、实践性等特征。20世纪以来的工程成就表明，工程不仅是科学的，也是技术的，是两者融为一体的；同时，与社会和自然环境相互作用。随着科学技术的迅速发展，未来的工程和工程师面临巨大的挑战。2008年9月，美国国家工程院（NAE）发布了《21世纪工程大挑战》的报告，列举了包括能源和环境、健康、安全、学习和计算四大主题的14项21世纪工程的大挑战[2]。NAE为此专门发起“巨大挑战学者”项目以培养适应21世纪巨大挑战的工程师。工程活动的特点和未来工程实践的背景与挑战决定了作为工程活动的主体的高级工程技术人才的应然素质结构应该具有综合性、创新性、实践性和复杂性特征。

二是发达国家特别是美国对高级工程技术人才的素质结构要求能够为适应新型工业化的我国工程技术人才应然素质提供借鉴。发达国家特别是美国对适应工业化发展的高级工程技术人才的素质要求体现了高等工程教育适应未来科技、工业发展的要求。这些要求在一些著名的工程教育报告中得到体现。作为工业和高等工程教育发达的强国，美国非常重视高级工程技术人才的培养，提出的一系列工程教育报告，对适应未来发展需要的高级工程技术人才提出了素质要求，其中特别强调数学知识等基础学科知识，注重工程实践能力和创新能力，强调团队合作与人际交流、终身学习能力，具有对职业和伦理的强烈意识，明确要求工程师在履行责任时要将公众的安全、健康和福祉放在首位。

三是我国工程实体对新型工业化背景下高级工程技术人才的素质要求是高级工程技术人才应然素质的实际依据。我国新型工业化既与传统工业化不同，也与美国等发达国家相异，因此需要了解我国工程实体对适应未来需要的工程技术人才的素质要求。对有色行业工程实体的调查表明，除了专业知识和相关能力的要求外，适应未来发展的工程技术人才需有资源危机意识、全球化视野和爱国情怀、较强的环境伦理观和代际伦理观[3]。

二、应然素质结构设计

基于以上认识，适应新型工业化的高级工程技术人才应该具备：以扎实的专业知识和数学等基础科学知识为核心，以相关学科知识为支撑的知识素质体系；以工程实践能力和创新能力为核心，以沟通交流能力、终身学习能力为支撑的能力素质体系；以工程伦理责任为核心，以合作精神和爱国情怀为支撑的德行素质体系（见图1）。

三、应然素质结构解析

无论是美国国家工程院《2020年的工程师》、美国工程技术认证委员会的工程教育评估标准，或者欧洲工程教育认证网络，还是我国试行的工程教育专业认证标准（2010），大都从知识、能力、品德三个维度对工程技术人才的质量标准进行描述，国内相关研究也不乏知识、能力、素质的三维探讨。因为素质内涵的多样性，我们认为，以知识、能力、德行来描述适应新型工业化的高级工程技术人才的应然素质更为恰当。

图1 应然素质结构示意图

在以往的相关研究中，大都将三维素质的相关内容作并列式陈述，少有提出其中的核心素质要求。在研究过程中我们发现，无论是知识、能力还是德行，都有某些要素起关键作用，是高级工程技术人才应然素质结构的核心。如，由德国大陆集团2005年10月发起、资助并全程参与的全球工程教育卓越计划邀请了来自世界各地的6个国家在工程教育领域享有盛名的8所大学共同研究全球化背景下工程师工作环境与工程人员培养问题。研究认为，为适应经济全球化的需要，全球化的工程师需要具备三类素质，这三类素质中前两个就是对基于解决工程实际问题所必须具备的核心素质与辅助性（拓展）素质[4]。美国国家工程院工程教育委员会2004年发表的《2020年的工程师》提出，为适应未来工程发展，工程师需具备基本素质、关键素质和顶端素质[5]。

除了核心素质和支撑素质外，还有一些可以称为外围素质，主要是指适应不同的工程环境所应具备的素质，如市场环境所需的成本与市场意识、环保意识，国际化环境所需的国际交流与合作意识及能力。因其随工程环境不同而具有变化性、不确定性，本文不予详细讨论。

(一)以专业知识和数学等基础科学知识为核心，以相关学科知识为支撑的知识素质体系

工程具有很强的专业性，因而工程师是专业化程度很高的职业。无论工程的对象与环境如何变化，工程专业知识都是工程师区别于非工程专业人员的核心特征。因此，专业知识是工程技术人员知识素质的核心。正如学者Bishop的研究认为，对于工程学和自然科学的学生而言，专业性的知识和技术性的知识尤为重要[6]。工程专业知识既包括专业基础知识，也包括特殊专业知识，或称为基础性专业知识和工程性专业知识。知识爆炸的时代，工程科学的基本原理、工程技术的核心知识、工程前沿知识是工程技术人员专业知识的重心。

以数学、物理、化学为代表的基础科学知识是工程学科的基础；信息化时代，信息技术知识是工程学科的重要基础。特别是数学，一些学者将数学看成是通往工程行业的敲门砖；数学经常被视为有利的终极解决办法[7]。美国将科学、技术、工程、数学（Scinece，Technology，Engineering，Mathematics，以下简称STEM）教育上升为国家安全战略层面，认为“数学和科学教育是美国取得未来竞争力的关键”[8]。为此，美国工程院提出《K-12教育中的工程教育：了解现状和改进前景》，展示了美国从幼儿教育和中小学教育中推广STEM教育的现状，强调工程教育与科学、技术和数学发生相互作用。此后，该国出台一系列措施加强K-12到高等教育的STEM教育。有80年历史的美国工程技术认证委员会最新颁布的《2012～2013年度认证性工程教育计划标准》（以下简称《2012～2013标准》）的通用标准对工程专业学生提出9项能力要求，其中第一项是数学、自然科学和工程学知识的应用能力[9](p5)，内含对数学和自然科学等知识的要求。美国著名的波音公司对工程师的理想特质提出了一些要求，其中第一条就是能很好地理解工程科学基础（数学、统计学、物理和生命科学、信息技术）[10]。

相关学科知识既包括自然科学的其他相关知识，也包括经济、管理、法律、伦理、环境等方面的管理及人文社会科学知识。综合性是工程的基本特征之一，工程是受控制的设计，受技术、经济、商务、政治、社会、伦理等控制[5]（P7），因而未来工程师必须了解相关学科的知识，以便应对日益复杂多变的工程环境。

(二)以工程实践能力和创新能力为核心，以沟通交流能力、终身学习能力为支撑的能力素质体系

工程的灵魂是实践，实践性是工程的本质特征，因此工程实践能力是当前及未来工程人才能力的核心。工程实践能力主要包括：一是从专业角度运用相关知识和技术分析、解决工程问题的能力。2007年英国皇家工程院发布《培养21世纪的工程师》的报告，认为目前工程事务要求在技术理解和技能应用两大领域内具备相应能力和特性的工程师，这些能力就包括在实践中应用理论的能力。英国工业界把能将理论知识应用到解决工业问题的能力作为评价新进员工的简单而又最为需要的特性[11]。美国《2012～2013标准》9项能力要求中有4项与此相关，他们分别是：数学、自然科学和工程学知识的应用能力；制定实验方案、进行实验、分析和解释数据的能力；对工程问题进行识别、建模及求解的能力；在工程实践中运用各种技术、技能和现代工程工具的能力[9]（P5）。二是设计、开发能力。主要体现为解决某一工程问题设计系统、零件或过程的能力，能够胜任一个具体的挑战和实现一个工程实践目标。美国《2020年的工程师》、《2012-2013标准》都将工程设计能力作为工程师能力的重要组成，如《2012～2013标准》提到的9条能力的第三条即为“设计一个系统、一个部件或一个过程的能力，从而达到在现实特定环境下如经济、环境、社会、政治、伦理、健康与安全、可制造性及可持续性等领域的预期要求”[9]（P5）。三是工程决策能力。工程决策能力是工程师在有限的资源条件下进行方案设计和产品风险分析的能力。它常常涉及客观的技术问题并延伸到主观的伦理范畴，不仅依赖纯粹的逻辑或推理，同时还和情感、信念、价值观等相关，具有独特的价值取向和管理特征。

工程实践能力不是一种单一的行动能力，而是一种综合性行动能力，至少涵盖规范、技术和意义三维[12]，从而使工程实践活动不仅合法、有效而且具有意义。

工程是人类创造的产物，工程的词根是拉丁文ingeniare，原意就是发明。设计和创造解决方案是工程的核心。美国工程院2008年发表了《对话变革：促进公众对工程的了解》。该声明将工程描述为一种内在创造性，关注人类福祉以及满足情感上的需求，认为没有一个职业像工程一样能解放创新精神[13]。美国《2020年的工程师》亦将创新能力作为未来工程师的关键素质之一，认为“实践的创造性”、“创造力”是未来工程师成功的关键要素[5]（P55）。

工程师需要在政府、企业、顾主、公众等利益相关者之间进行工作。在新世纪，与工程密切相关的利益代表将越来越包含跨学科团队、全球性的不同类型的团队成员和世界性的顾客群等[5]（P55）。因此工程师的沟通交流能力显得非常必要。沟通交流能力主要包括听、说、看、写（包括使用机器的写）等能力，能有效倾听并准确理解别人的思想和表达自己的思想。未来工程实践面临科技、社会、全球化和专业等方面的挑战，工程实践背景越来越复杂、多变、多样，“技术的快速变化和工程师的职业轨迹多向性”[5]（P56），要求适应未来需要的工程师具有强烈的求知欲和贯穿于一生的持续不断的终身学习能力。学习的范围既包括工程领域的，也包括非工程领域的，如商务、政治、经济、文化、伦理等。美国《2020年的工程师》中指出未来工程师的关键素质，9条中就有四条与沟通交流能力和终身学习能力相关：“交流与团队技能”、“商业和管理技能”、“领导能力”、“终身学习者”[5]（P53-56）。《2012～2013标准》中9条能力要求，有三条“在多学科团队中发挥作用的能力”、“有效的人际交流能力”、“对终身学习的正确认识和学习能力”[9]与此相关。美国波音公司认为工程师的理想特质共10条，其中“良好的交流能力”、“适应性即适应快速或重大变化的能力和自信”、“求知欲和终身学习”、“深刻理解团队合作的重要性”[10]等与此相关。因此，适应未来发展的工程技术人才需要良好的沟通交流能力和终身学习能力。

（三）以工程伦理责任为核心，以合作精神和爱国情怀为支撑的德行素质体系

工程活动是复杂的社会实践活动，从关注单一的生产、生活到关注生命、生态。在工程的设计、决策、实施、运行和管理中，除了涉及不同学科知识、不同技术的结合外，不同利益群体的参与，以及利益、成本、风险的分配使工程活动无不渗透着伦理因素的价值取向。在某个产品的整个生命周期中，从新产品设计、生产、制造、成品使用，一直到产品的报废，整个过程都蕴涵着道德问题和伦理性质问题[14]。“世界上不可能存在‘与伦理无关的’工程”。[15]。因此，世界各国工程师协会都将公众的安全、健康和福祉放在首要地位。早在1974年，美国工程师职业发展理事会章程就规定“工程师在履行他们的职责时，应当将公众的安全、健康和福祉放在首要地位。”[16]德国工程师伦理准则中也有相似的内容：工程师应对行为所导致的对工程团体、政治和社会组织、雇主、客户以及技术的使用者产生的影响负责；人类的权利高于技术的实施和利用；公众的福祉高于个人的利益；安全性和保险性高于技术方法的功能性和利润性[17]。

人是有责任的主体，“责任就是我们成其为人的和高尚者的基石”[18]。责任的存在有三个条件：责任的最一般、最首要的条件是因果力，即我们的行为都会对世界造成影响；其次，这些行为都受行为者控制；第三，在一定程度上他能预见后果[19]。作为掌握现代科学技术的专业性极强的工程师必须对他可预见或不可预见的行为后果负责，不仅对雇主负责，还要对其他利益相关者负责；不仅对利益相关者负责，而且对人与人、人与社会、人与自然的和谐共处负责；不仅对现在的行为负责，而且对未来的可持续发展负责。“工程师必须在履行其职业责任时将公众的安全、健康与福祉放在首位。”[20]只有有了这种责任意识，才有可能掌握工程伦理规范，培养履行责任的能力，并进行正确的工程决策。

适应未来发展的工程师除了伦理责任外，还必须有良好的合作精神与爱国情怀。工程是一项复杂的团队活动，良好的合作精神是良好的沟通和交流的前提，也是团队正常运行的基础。爱国情怀在今天的全球化浪潮中特别是资源日趋紧张、竞争日趋激烈的背景下，日益显示其重要性。现代科学技术本身并无善恶之别，也可以没有国界，但掌握科学技术的工程技术人员有国别之分，工程活动有不同的价值取向，因此，工程师的活动要特别关注国家和国民的利益与安全。

以上论述的未来工程技术人才的应然素质结构，对我们当前高等工程教育有诸多启示。高等工程教育仍然应该坚持专业知识的导向，以培养专业化程度高的工程师为目标；工程人才培养过程应体现适切性、综合性、实践性[21]；专业实践的教学应该成为工程教学的重心，实验经验、工程实践、创造性应用[9]（P4）是培养学生工程实践能力的有效三环；应着力加强大学生的工程伦理教育。

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