关于工程师的素质培养

罗福午　清华大学教授

　关于工程师的素质培养

罗福午

一、工程的概念

工程与技术、科学和艺术既有联系又有区别。首先看看工程与技术的关系。

按照《简明大英百科全书》(1995)的定义,工程是应用科学知识使自然资源最佳地为人类服务的一种专门技术。技术则有更为明显的历史阶段性。在手工业时代,技术是一种技能和经验;18世纪工业革命后,技术是劳动手段的总和;19世纪中以来,技术则是科学知识的应用。根据“技术整体说”,技术既包括主体要素(技能、经验),也包括客体要素(天然和人工物质、科学知识);既是静态的实体,也是动态的过程。但是,工程不等于工程技术,因为工程还有非技术内容,如:政治,即工程要受方针、路线、政策约束;经济,即工程要考虑成本、效益、效率、节约、市场价值、销售等;环境,即工程应满足社会、公众当前的需求并考虑持续的发展;以及法律、美学……

工程是改造世界、改造自然的实践过程;而工程技术存在于工程之中,是推动工程得以有序进行的手段。

再看看工程与科学的关系(二者的区别参见表1)。按照《辞海》(1979)的定义,工程是将自然科学的原理应用到工农业生产部门中去而形成的各学科的总称。而关于科学,则有不同提法。保加利亚科学家伏尔科夫认为:科学的本质,不在于已经认识的真理,而在于探索真理。英国科学家贝尔纳则认为:科学是一种累积的知识体系,具有积累性;是一种方法,如发现、实验分析归纳、确认、假说等,遵循它可取得成果;是一种重要的观念来源,构成人们对宇宙和人类的态度;是一种维持或发展生产的主要因素,因为科学与技术密切结合;是一种建制,即人类需要的一种产生知识的社会职业。

最后看看工程与艺术的关系。

《美国土木工程师协会章程》认为,工程是把科学知识和经验知识应用于设计、制造或完成对人类有用的建设项目、机器和材料的艺术。但这里的艺术不同于表演艺术、造型艺术,而是通过塑造工程形象,反映社会生产和生活需求,并表现作者的思想感情。工程作为一种艺术,更强调实用、经济与美观的统一,强调工程师的想象力、创造力与工程管理(包括人、财、物、时、空、环境)的和谐一致。

当然,要掌握工程的概念,仅仅看到工程与技术、科学的区别是不够的,还必须了解与工程有关的科学技术的概貌(见图1)。

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表1　

科学与工程的区别

科 学

工 程

范 畴知识

实践

目 的认识和探索自然,求得普遍真理利用和改造自然,为人类谋福利对 象研究已有的世界,W hat &w hy

创造尚无的世界,how &w hich

方 法分析为主

综合为主

评价标准正确和准确效果和效益特 色

制约因素较少活动自由度较大个性较强

制约因素较多活动自由度较小集体性较强

图1　与工程有关的科学技术的概貌

现在可以得出工程的完整概念: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的总称;任何工程都是工程师(含建筑师、工艺师等)的艺术作品和全体工程人员的劳动成果。

综上所述,工程具有如下特征:

社会目标明确——一切工程活动都是为了满足某种社会需要,因而,充分理解社会(市

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场)需要是工程成败的重要因素。

制约因素众多——工程方案的选择和实施受到技术、设施、材料、资金、劳动力、法律、公众等诸多因素的制约。

讲求经济效益——成功的工程项目不但技术上先进可行,经济上也应当成本最低、效益最高。

实施综合平衡——工程中存在许多不确定因素和互相矛盾的要求,只有系统的综合平衡,才能最大限度地满足社会目标,取得良好效益。图2　工程过程图解

可见,工程是一个过程,产品是其最终结果(见图2)。

20世纪中以来,工程在目的、内涵、方式、理论上都发生了极大的变化,当然也产生了严重的困惑。

从目的看,世界性战争的强烈推动,人类高需求的大幅增加,加快了科学应用的步伐,对工程的发展产生了巨大影响,导致“科学技术化、技术科学化”趋势。

从内涵看,工程技术不仅是经验的产物,而且是科学物

化的结果;工程技术不仅为经济服务,而且为国际竞争和国际战略服务。它导致新兴工程(生物工程、系统工程等等)和巨型工程(核工程、海洋工程等等)的问世。

从方式看,电脑、自动化等高技术的出现,政府、企业集团、国际势力的介入,以及工程技术队伍的不断扩大、科学家和技术家的密切合作,缓解了人的智力负担,同时缩短了从科研到产品的进程。

从理论看,技术科学(力学、计算机科学等等)以及由学科间的分化、交叉、综合所产生的跨学科的新技术科学(物理化学、系统动力学等等),成为基础科学与工程技术的桥梁,也是工程教育的重要基础。

正如人们所见,随着工程的优化,资源消耗日增,环境污染日重,人口增长日快,道德问题日多。解除这些困惑,成为现代工程所面临的新的重大课题。

二、工程师应具备的素质

1.工业社会对工程师的基本要求。

既然工程不同于科学和技术,工程师(Eng ineer )也就不同于科学家(Scientist )和技术家(T echnolo gist )。工业社会对工程师有两个方面的基本要求。

在专业技术方面,需要有4种工程师:有能力达到既定技术目标的专业工程师;有能力充分利用现有信息的信息工程师;有能力履行职责与人合作的协作工程师;有独立见解、判断力、创造力的创造工程师。

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在非专业技术方面,要求工程师做到4个“懂得”:懂得社会需求、人的需要;懂得方针、政策、有关法律;懂得生产过程及其流通、消费;懂得工程管理(决策、组织、效益等等)。

美国职业工程师(P .E .)协会主席对工程师提出的要求是:

“工程师要有数学、基础科学和工程科学方面的坚实基础,必须具备与工程原理相关的在经济、社会、法律、美学、环境和伦理等非技术领域的知识。工程师应该是一个能够根据社会需求提出概念,进行设计,从事开发,形成新技术,并且能制订标准的人。工程师还应该做到能规划,有预见,能将问题系统化,并对关系到卫生健康、生命安全、人民幸福、财产损失等方面系统的和部分的问题有判别能力。工程师的核心是革新。”

2.工程师的类型和素质要求。

工程师按职责范围可分为研究(R. E.)、开发(Dt. E.)、设计(Dn. E.,包括规划)、制造(M. E.,包括施工)、试验(T. E.)、生产运行(P. E.)、营销(S. E.)、工业管理(I. E.)以及教育诸方面的工程师;而类型则可分为如下几类(见表2)。

　表2　

工程师的类型及其职责类　型职 责

我国(%)美(%)德(%)澳(%)技术实施型

工业生产第一线从事设计、试验、制造、运行等技术工作,有善于解决工程中复杂问题的能力60～70

45

45

40

研究开发型

从事工程技术开发、工程基础研究,具有提出新概

念,制定新规程,开发新材料、新工艺、新产品的能力

10～15

15

12

8

工程管理型从事以技术背景为主的策划、协调组织实施、管

理、经营、销售工作,具有宽的知识面、强的组织力,对工业生产有洞察力15～20

20

35

45

其　它

教育、咨询等

5左右

20

8

7

对工程师的素质要求包括4个方面: 有较坚实的科学、技术理论基础(数、理、化及与本专业有关的技术科学和工程技术); 有较宽广的其它知识面(政治、经济、管理、法律、环境、美学、方法论等等); 具备设计能力(指工程的规划、设计、技术标准制订),制造能力(指生产工艺、技术设施、主持生产运行),开发能力,管理能力,评价能力(指技术、经济、质量、效益的评价等),以及相应技能;!具备明确的工程意识(实践、协作、管理、信息、市场经济、竞争、创新等)。

3.科学家、工程师、技术工程师的差异(详见表3)。

三、高等工业学校本、专科生培养目标及基本规格

培养目标随不同社会对人才的要求和各国教育体制、模式的不同而不同。多年来,我国对工程教育中本、专科生培养目标的提法多有歧义。目前,相对明确的结论可概述为:获得工程师基本训练的工程技术专门人才(本科),或者获得工程师初步训练的工程技术应用性人才(大专);毕业后从事设计、制造、施工、运行、研究和管理工作或教学工作(本科),或者从事制造、施工、运行、维修、测试等工艺、技术和管理工作(大专)。工程教育是分阶段渐次达成的,本、专科只是其中一个阶段。这一阶段培养目标的实质是培养工程人才的基本业务能力并为其今后的创造活动和终身学习作准备。不论培养目标

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