在日前中国工程院举办的“面向21世纪创新性工程人才培养论坛”上,全国政协常委、中国工程院院士左铁镛教授作了题为“学科交叉是工程教育创新的基石”的报告。左铁镛院士有着五十年的高等教育实践,对高等工程教育的创新有许多深入思考。他认为,21世纪的工程师所遇到的最大挑战是“非工程”方面的。现代工程学已进入到“社会工程”的阶段。一个工程师所要关注的已经远远不仅是某项工程能否修建完成,还必须关注它是否经济,它会引起什么社会后果,它与人类的福祉之间是什么关系。
左铁镛说,大学的学科高度分化与高度综合导致新的分支学科和专业方向不断产生,因此学科体现出专业性的特点。一是高度综合化导致新的交叉学科和综合性学科的出现,因此自然科学、技术科学和人文社会科学相互渗透、融合,形成更大的统一的学科体系,推动大工程的出现,在学科上体现出综合性特征。
二是学科的交叉、渗透与融合,是当前国际上科技与教育的重要发展趋势。科学发展的历史表明,科学上重大的突破、新学科的产生经常是在不同学科的相互交叉渗透中形成的。据统计,近25年诺贝尔奖获奖项目中,学科交叉合作的研究成果比例接近一半(47%),对百年来172位生理学和医学诺贝尔奖获得者及他们的原创性成果的统计研究发现,具有跨学科知识背景的科学家有76人,占总数的44.2%,有48项原创性成果涉及其他学科体系,占总获奖次数的53%。同时,在物理、化学、生物与医学、经济学四大领域中,高等学校获诺贝尔科学奖的人数占总数的3/4左右,这说明有鲜明学科交叉、融合优势的大学在创新科技中具有特殊重要性。
三是学科交叉可以是自然科学内部的交叉,也可能是自然科学与人文科学的交叉。把握好自然科学各门类一级或二级学科的交叉,有利于解决工程人才“技术上狭窄”的问题。把握好自然科学与人文社会科学的交叉,有利于解决工程人才“狭窄于技术”的问题。
左铁镛院士提出,科学、技术、工程这三个概念在我国一直被混淆。科学、技术、工程是三个有联系,但内涵和本质有差别的概念。科学的目的是探索、认知、发现自然界的规律和人类社会的规律,它是一种认知性的领域,它没有创新。技术一般是科学指导下的发明,也可以是实践当中产生的发明。它的目的是为人类找到可以制做出产品的某种加工工艺。工程是一种核心技术或多种核心技术在配套技术的支撑下所形成的集成。它为社会和人类提供产品,提供可以服务的装置和平台。从这三个定义上看,它们对人才的需求是不同的。
工程在很大程度上是核心技术、多种技术的一种组成和集成。而且在集成当中,非工程化的技术,远高于技术和工程本身。交叉学科之所以重要,就是因为工程人员不能完全从某一个专业的封闭知识里面培养出来,他必须要接触其他人,形成团队。他必须要和社会接触,必须要和社会上的各种政策、各种环境相适应。他必须考虑到他的成果对人类、能源、资源、环境所带来的影响,否则这个工程就是失败的。自然科学和人文社会科学相交叉,是培养创新型工程人才的必由之路。我们对人文社会科学、自然科学的交叉显然还没有提到日程上来。
作为一位老教授、老校长,左铁镛院士对于国际上一些主流教育观念很熟悉。他说,联合国教科文组织在21世纪教育报告中强调,21世纪的教育,不仅要使学生有知识、会做事,更重要的是会做人。它提出了“三本教育护照”,即学术性的,职业性的和证明其事业心、创造性与责任感的“三本护照”。现代国际上提出教育思想的内涵是:学会生存、学会创造、学会关心、学会合作、学会共事,学会正确处理各种矛盾,学会明辨是非、明辨历史,坚定理想信念,以浓厚的优秀历史文化积淀构筑精神支柱。
左铁镛强调,对工程教育而言,现代工程学已进入“社会工程”时代,未来工程师面临的挑战将主要来自“非工程”方面。一个现代工程师所要关注的问题已经远远不止是某项工程能否修建完成,还必须关注它是否经济,它会引起什么社会后果,它与人类面临的工业污染、能源危机等负面效应的关系。工程教育要建立“大工程”的概念,引导受教育者正确认识和对待专业技术、人与自然的关系、人与社会的关系以及自身发展、社会发展等问题。具体到工程师职业,现代工程师除了应当具有较高的专业才能,还应该具有较强的社会责任意识,能够关心并能正确影响国家和社会的发展,而不仅仅是一个专业技术人员。所以我们说要通过人文科学与自然科学的交叉实现育人目的。美国麻省理工学院确定了其新的办学思想是培养学生能从两个焦点,即自然科学焦点和社会科学焦点上来看待事物。比利时根特大学提出,应该培养“能看到最不同的科学领域间的相互关系的人。而这种人,又应是兼通人文科学和自然科学的内行”。人才的素质包括了思想道德素质、文化素质、业务素质和身体与心理素质,其中思想道德素质是根本,是灵魂,文化素质是基础。但丁有一句名言:一个知识不全的人可以用道德弥补,而一个道德不全的人却难以用知识弥补。美国品德教育联合会主席麦克唐纳说,光有品行没有知识是脆弱的,但是没有品行而光有知识是危险的,是对社会的潜在威胁。能力不足,责任可补,责任不够,能力无法补,能力有限,责任无限。
左铁镛特别提到,中国的古代哲人比如老子也说过,德胜才是君子,才胜德是小人,德才兼备才是圣人。先驱们说出这样的真理,我们要先培养出一个完善的人然后再谈做事。国际上有学者提出来一个工程师应该具备什么样的能力,说得很有趣味。他说未来的工程师应具有的能力是吉尔博瑞斯的聪明才智、莫尔解决问题的能力、爱因斯坦的科学洞察力、毕加索的创造力、莱特兄弟的果断、比尔盖茨的领导力、罗斯福的道德心、马丁路德金的远见以及小朋友的好奇心。