教育部新近启动了卓越工程师培养计划，这是适应工程领域未来高级人才需求的重大举措。过去的工程师培养，主要致力于培养某一专业(专业面很窄)的技术人才。虽然这类人才也是社会所需要的，但是今天我们社会尤其缺少的是能把握大工程、复杂工程的人才，缺少创建新的工程领域的人才，缺少具有工程战略思维的人才。那么，对于未来的卓越工程师，到底应该具备什么样的素养才能满足上述需要呢?这是卓越工程师培养的基本问题。笔者认为，树立大工程观恰恰是卓越工程师培养的基本和关键问题之一。

20世纪90年代，时任MIT工学院院长的Joel Moses提出大工程观，这也是美国当时有识人士提出“回归工程运动”的延续。大工程观的核心其实是“工程系统学”，这个系统既是工程技术本身所形成的系统，又是工程与其相关的非技术因素所形成的系统。

大工程观的原始理念当然值得借鉴，但我们不必囿于当初的概念。在Moses大工程观的基础上，我们还可以进一步丰富其内涵。

一、什么是大工程观

大工程观包括宏大或复杂工程视野、工程的多学科视野及其所需要的科学基础素养，此外还应包含相应的人文情怀及工程组织素养。

宏大或复杂工程视野是指对大工程、复杂工程所应该具备的多学科知识和系统认识；工程通常包含多学科的问题，优秀的工程人员应该具有从多学科的视角审视某一工程的能力；科学与基础理论素养也是优秀工程师所必备的，这些素养不仅是认识某一大工程或复杂工程的需要，而且有助于构建形成新的工程领域；人文情怀涉及工程的目的、工程过程中对“人”的关怀；工程组织素养则为大工程、复杂工程的组织所必需。

二、为什么需要大工程观

明白了什么是大工程观，就不难理解为什么需要大工程观。可以从下面三个方面看出大工程观的必要性。

1．工程本身的需要。

当今，很多工程都是很大、很复杂的项目。飞机、航天飞船等就是大而复杂的工程产品。三峡大坝更是耗资巨大的大工程。还有一些工程，其产品很小，却小中见大、见复杂，如微电子、基因工程等。更有一类工程，可谓之宏工程，实则是一些工程或产品的集合，如新能源、水工程等。进入21世纪，此类工程将明显增多。这类工程本身就是大系统、复杂系统，其复杂程度可想而知。上述工程之产品或对象，不管或大、或小、或宏，其共同点是复杂，其知识领域涉及众多学科。领导或主持这类工程设计或建设的人才非一般的专业技术人才所能胜任。未来这类人才的需求量显然会迅速增长。

2．工程孕育与成长的需要。

回想20世纪下半期，人类在工程方面的最伟大成果非计算机网络莫属。这项伟大工程的逐步形成是计算机科学催生和滋养的。展望21世纪，必博娱乐,比博娱乐网址的大工程将被滋生出来。不妨略举几例。为了使核聚变能在21世纪投入工业应用，世界上的主要大国开展国际科技合作，已经启动相应的项目ITER。可以预计，这将是核科学滋生出的新的大工程；个性化医疗将成为21世纪对人类健康作出重大贡献的新工程，它将由生命科学、医学、药学、信息科学等共同滋生出来；至于涉及资源与环境的重大工程，更是21世纪人类面临的巨大挑战。可以想象，孕育或创建如此浩大的工程需要一大批具有多学科视野、具有扎实科学基础知识以及较宽的工程背景的领军人物的共同努力。简而言之，需要一大批具有大工程观的工程师及学者的协同努力。

3．创新的需要。

显然，前述工程的孕育与创建无不需要创新。姑且不言那些大或复杂工程的孕育与创建，即便从一般的技术发明看，创新也多发生在学科与技术的边缘地带，甚至在夹缝中。这就要求工程师具有良好的多学科视野和扎实的基础知识，能展开广泛的、创新性的、实用而有效的联想。

4．卓越工程师培养的需要。

未来的卓越工程师较之过去和现在更需要较宽的知识面，需要多学科背景，需要良好的综合素养。简言之，大工程观就是卓越工程师所需要的关键素养。

三、工程教育中如何体现大工程观

那么在工程教育中究竟如何培养学生的大工程观呢?或者说，在工程教育中究竟如何体现大工程观呢?

1．改变专业观念。

中国大学的专业面通常很窄。尽管在改革开放后，很多大学里都进行了拓宽专业面的改革，但较之国外一流大学的工科专业面依然较窄，更难以适应未来工程发展的需要。

既然未来一流的工程人才需要大工程观，那就有必要审视目前的专业设置是否有利于学生树立大工程观。

当然，并非今后所有大学工科的专业面都应该很宽。社会对专业人才的需求是多样化的。从未来工程人才的需求角度而言，既需要很专的专业人才，也需要具有大工程观的工程人才。大专院校之工科专业的宽窄程度自然可以多样化。但一般而言，一流大学的一流工科专业应该选择宽的专业面。如设置某种融合机、电、材料、控制、计算机等多种传统专业知识于一体的大专业是完全可能的。当然这种专业的知识点的选择肯定不同于传统专业的知识点。另外一方面，某一学生个体在这样的大专业中学习也可以根据自己的兴趣和专长选择自己的侧重，如侧重机械。

2．科学基础。

科学基础是非常重要的。之所以重要，乃在于学生需要较强的自学习能力。大工程观需要宽的知识面，但学生依然要在与以前差不多相同的时间内掌握比以往宽得多的知识面，这就自然要舍弃较之传统专业学习中的很多知识点。但那些被舍弃的知识点在工程中还是有用的，这些就得靠学生课余或走上工作岗位后在实践中自学。因此，欲培养学生的大工程观，一定要使他们具有扎实的科学基础，这是他们能够自主学习多学科知识的基础和本钱。

3．自学习与自教育。

自学习的能力其实是能否具有大工程观的关键之一。除了传授给学生必要的科学基础知识外，还需要在教学的多个环节注重学生自学习能力的培养。在普通的教学中，教师可以选择性地给学生讲授最关键的知识点，而引导学生自己去学习另外的某些知识点。在实践环节中或实际问题中学生肯定会碰到在课堂上未学到的知识，这是教师启发学生自己去学习某些知识的最好机会。

有一种能力也是不应该忽视的，即学生之间的自教育能力。在平常的学习或实践过程中，学生通过讨论、交流可以互相学习，亦即从中受到教育。这也是教育者应该有意识地去引导学生的。

4．大工程体验。

欲培养大工程观，没有真实的体验，没有相应的实践环节支撑也是难以做到的。那么，如何给予学生某种大工程体验?

宏工程是培育大工程观最好的场所。如三峡大坝工程，其设计的领域不仅包括电力、水利、土木，而且包括环境、机械、控制、计算机、社会、工程管理等众多领域。建设类似三峡项目的大工程，肯定需要若干具有大工程观的工程师。又如登月工程，其涉及的领域和学科，不仅包括宇航、通讯、计算机、控制、材料、机械，而且包括生命、医学等诸多领域。要实现登月工程，自然需要一批具有大工程观的工程人员。值得注意的是，并非只是总工程师需要大工程观，即使是负责某一分项的工程师，也需要具有很多领域和方面的知识。此外，由于他／她必须与负责其它方面的技术人员进行沟通，因此也必须具有某些其它领域的知识。

较为理想的莫过于在某一真正的大工程中进行真刀真枪的实践，但这样的机会毕竟太少。然而学校还是有可能让学生接触大工程的。如可以在社会的某个大工程中，引导学生认知大工程中所涉及的某些关键工程环节，向工程技术人员学习某些技术关键的处理方法。学生也可以自己去设计或构思其中的某个技术解决方案。

大工程体验并非一定要在一个实在的大工程中才能实现。

从一个小的产品中，同样有可能体验到“大”的工程。这是因为一个小产品完全可能涉及多学科，围绕一个小产品却有一个产业链。如LED，就学科而言，涉及电子、物理、材料、制造、机械等诸多领域；就产业链而言，涉及材料、机械制造、电气、服务等多个行业。对于一位优秀的工程人员，无论从技术的角度还是从产业感觉的角度，都需要有对多学科甚至多行业的认知与理解；对于一位工程专业的学生(尤其是优秀学生)，无论未来从事技术、学术、企业管理工作甚至创业，是否具备大工程观乃是其能否真正成才的重要因素。

想像也是一种体验，想像可以使问题的考虑更周全，可以导致创新。知识范围狭窄的人想像空间自然也小。很多技术创新缘于想像。想像甚至能够催生一个产业。搜索引擎产业的产生并不完全是技术因素，淘宝网的诀窍也不在技术。今天人们开始谈论的某些新技术，如物联网、个性化医疗等，现在仅是起步，更大的空间等待人们去想像。那些隐藏在技术因素背后的潜在产业元素(如商业模式)需要具有大工程观的人去发现。目前已出现所谓创意产业，其实创意也需要大工程观。只有让学生更大程度地具有大工程观，只有让必博娱乐,比博娱乐网址的学生具有大工程观，我们的想像空间才能扩大，中国的创新和创业能力才能大大提高。

总之，对于学生而言，不能指望通过课堂教学和知识灌输就能建立起大工程观。学生要有意识地主动体验，教师要有意识地建立起便于学生体验的环境。

5．宏思维能力培养。

笔者曾撰文呼吁专业教育中的宏思维能力培养。所谓宏思维能力是指对一些宏观问题、重大问题、事物进行整体联系的观察、感觉和思辨能力。宏思维能力需要对社会问题的关注，需要哲学素养，需要人文情怀。所有这些，恰恰是未来优秀工程师也应该具备的。那么在工程教育中，如何有意识地培养学生的宏思维能力，也成为学生能否具有大工程观的关键之一。盖茨在教育问题上有其独到眼光，他主张大学生应该关注人类社会中的重大问题，应该把大学生的科技创新活动同人类社会的重大问题紧密结合起来。微软赞助的世界大学生创新活动竞赛——“微软创新杯”就体现了这一点。其实，在必博娱乐,比博娱乐网址的时候，现代专业人员的视野主要不是体现在知识上，而是体现在“问题”上。大工程观恰恰需要学生具有宽广的问题视野。

此外，领军人物不仅是专业人才，更应该具备领导多种专业的人才协同工作之能力。这也是宏思维能力的一部分。

四、结语

未来的优秀工程师应该具备大工程观，这既是科技发展的趋势、学科交融的必然，又是社会的需求。工程教育如何适应这一趋势，其关键之一在于培养学生的大工程观。这不仅是工程教育本身的问题，其实也是涉及我国能否成为创新型国家的大事。大工程观的培养，除了需要加强学生的科学基础，提高自主学习和实践的能力之外，还需要某种大工程体验、需要人文情怀以及宏思维能力的培养。

摘自《高等工程教育研究》2011年第3期

注：李培根，中国工程院院士、华中科技大学校长