从工程和技术科学视角认知新时代卓越工程师及其培养

　　新一轮科技革命和产业变革正在重构全球创新版图、重塑全球经济结构，世界主要国家纷纷布局科技竞争战略，强化前沿技术领域科技创新能力，抢抓全球科技发展先机。全球科技竞争的本质与核心是人才竞争。“工程和技术科学”要能够充分发挥引领带动作用，本质在于开展工程和技术科学前沿研究及解决工程和技术科学关键问题的人才，核心在于培养此类人才所依托的工程教育体系。在加快建设教育强国、服务和支撑高水平科技自立自强的新形势下，我国做出加快培养造就大批卓越工程师的战略部署，尤其是通过未来技术学院和国家卓越工程师学院建设布局博士层次的新时代卓越工程师培养，映射出了我国高等工程教育面向新时代新需求改革转型的新趋势。本研究从“工程和技术科学”的视角出发，在辨明工程和技术科学概念内涵的基础上，审视其在全球科技竞争中的战略意义以及工程教育面向其转型的趋向，进而探讨新时代卓越工程师的认知定位及培养实践，由此论证对“工程和技术科学”的认识如何深化对新时代“卓越工程师”的理解(图1)。

　　

　　图1 从工程和技术科学认知新时代卓越工程师的整体思路

　　一、“工程和技术科学”的概念审思

　　(一)概念辨析

　　2021年两院院士大会上，习近平总书记指出，“现代工程和技术科学是科学原理和产业发展、工程研制之间不可缺少的桥梁，在现代科学技术体系中发挥着关键作用。要大力加强多学科融合的现代工程和技术科学研究，带动基础科学和工程技术发展，形成完整的现代科学技术体系。”习近平总书记的论断明确了“工程和技术科学”在我国科学技术体系和科技创新战略中的关键定位，但学界对“工程科学”“技术科学”“工程和技术科学”等概念的使用并不统一，在科技发展政策中的用法也并非一以贯之。不同学者对上述几个概念的用法并不一致，常见的观点和视角大致可分为四类。

　　1.“工程科学”等同于“技术科学”

　　第一类无论在语义还是内涵上，均将工程科学等同于技术科学①，认为工程(技术)科学是基础科学和工程技术的桥梁，可以理解为工程技术的理论。“技术”概念的普遍使用首先出现在德语而不是英语语境中。德国工程师强调的是工艺(Technik)，这一概念在内涵上包含技术(Technology)，德国工程师协会(VDI)就将自身定位为促进德国工艺发展的机构；相应地，“工艺”也直接被翻译为工程或工程科学，有时也译为技术科学②。钱学森将“engineering sciences”译为“技术科学”实际上受到其老师冯·卡门的影响，冯·卡门在德国接受高等教育，因而可以推断钱学森的技术科学思想实际上也根源于德国语境下的“工艺”。与“engineering sciences”的内涵相一致，美国高校普遍设立的工学院实则开展的是工程科学教育与工程科学研究，具有研究属性而非单纯强调实践性和应用性。③

　　2.区分“工程科学”或“技术科学”而不辨析二者关系

　　第二类只探讨工程科学或技术科学其一，而不辨析二者关系。有学者认为工程科学具有丰富科学内涵和技术内容，是利用和改造自然并与社会生产紧密结合的基础性科学④，这一界定突出了在重大技术问题中提出基础科学问题的战略意义，但却将工程科学直接归属于基础研究领域。也有学者从工程科学与自然科学的联系出发，指出现代科学研究是多种认知目标(知识)和方法的交叉，能够产生不同种类的认知结果(理论、模型、实验和数学方法、科学设备、技术产品等)，因而不能以是否具有认知目标(知识)和方法来区分自然科学和工程科学；同时，工程科学也不等同于技术或工程设计，而是聚焦于具有技术应用的知识创造和对物理现象的理解⑤。对于技术科学，有学者将其界定为融通科学理论与技术实践的有组织的基础研究⑥；也有学者强调其作为独立学科门类存在的必要性，认为技术科学是具有应用理科的研究基因和新工科特征的科学⑦。

　　3.相互包含关系的“工程科学”和“技术科学”

　　第三类认为技术科学和工程科学存在相互包含的关系。有学者从广义上界定技术科学并认为工程科学是一种特殊的技术科学，二者都指向某种具体的操作与实践⑧，但技术科学更具有抽象性，可以作为工程科学的共性技术(类似于原理)⑨；也有学者认为工程科学集合了所有与技术相关的科学学科，不仅包括现有的技术，也包括仍需要设计和预测的技术系统⑩；随着科学和技术之间界限的模糊，工程科学也转化成为一种技术性科学(11)。

　　4.作为整体的“工程和技术科学”

　　第四类使用“工程和技术科学”的整体性概念，习近平总书记关于现代工程和技术科学在我国科学技术体系中地位和作用的重要论断实际上与钱学森将技术科学视为基础科学和工程技术桥梁的理念一脉相承，强调工程和技术科学带动基础研究和工程技术、驱动科技创新的关键地位。由此观之，使用“工程和技术科学”并强调其对基础科学和工程技术的带动作用。

　　综上，本研究倾向于采用“工程和技术科学”的概念，将其视为现代科学技术体系中融通理论与技术、具有战略引领意义的整体，认为“工程和技术科学”不仅可以延伸基础研究，提供知识基础和理论支撑以实现技术创新，而且可以通过重大工程项目推动技术创新的产业化应用，是基于基础科学理论、面向工程技术实践、形成关于工程技术原理性和规律性认识的科学。

　　(二)发展态势

　　“不存在这样一种关于科学和科学方法的普遍主张，它可以适用于科学发展的所有历史阶段的所有科学。”(12)审视工程和技术科学的发展态势，无法脱离其与自然科学和工程技术的关系，也不能忽视科学、技术、工程互动的历史背景；但本文无意侧重历史的考察，而是尝试以历史为视角揭示工程和技术科学的本质特征。